本实用新型专利技术提供一种用于制备纳米微球堵水调剖剂的装置，包括反应容器，所述反应容器的顶部设有油相进液口和水相进液口，反应容器下端设置有放料口；反应容器内设有搅拌器和加热装置；所述水相进液口下端为一花洒式喷嘴；所述反应容器上还设有温度传感器和液位控制装置，所述反应容器的侧壁设有夹套结构，夹套结构用于通冷却水。本装置的油相配液装置有温度控制器和搅拌装置，油相实现在线加热搅拌混配，简化了工艺流程，可适用于微乳液方法制备纳米微球堵水调剖剂。所采用的喷枪加压阀和花洒式喷嘴能为水相的加入方式得到了改善，控制了微球尺寸，可为油田制备出不同纳米粒径的微球用于调剖堵水。球用于调剖堵水。球用于调剖堵水。
【技术实现步骤摘要】
一种用于制备纳米微球堵水调剖剂的装置
[0001]本技术涉及石油开采领域，具体涉及一种用于制备纳米微球堵水调剖剂的装置。
技术介绍
[0002]在微球调剖堵水剂的制备过程中，反应过程为需要加热到50-100℃的放热过程，同时水相加入以要60滴/min的滴加速度。通常采用不锈钢反应釜没有办法观测反应过程的变化情况，或采用一个可以观测的玻璃窗口，只能观测某一个液面，难以实现全方位多角度实时观测，受限于本实验通过滴加物料后，整个液体的黏度会产生变化，升高温度黏度降低，液面在300-500r/min的搅拌速度下液面会上升，普通实验装置液相的加入方式均为泵入，无法控制微球粒径大小，同时反应过程需要通过观测其物料的颜色来判断是否形成微乳液。
[0003]中国专利文献CN104801250A公开了一种自动化可视聚合反应过程的实验装置，此实验装置主要由温度计、透明反应容器、标尺、回流泵、钢丝网、圆形罐和电加热管等组成，其主体盛液装置物料加入方式为泵入，不具备滴加的注入方式，故无法控制粒径而具有一定的局限性。
[0004]中国专利文献CN105111369A公开了一种弹性微球的制备方法和制备该微球的实验装置，但是由于该装置不具备保温及搅拌功能，无法使体系形成微乳液，且无法保证体系具有恒定的反应温度，因而只适用于使用低温引发剂制备微球堵水调剖剂，而无法针对于在温度为60-70℃下引发的聚合成纳米级微球堵水调剖剂。同时，由于无法满足精确的温度控制和强力搅拌，使用该设制备的微球自身颗粒较大为微米级，膨胀后进一步封堵尺寸较大的孔吼，适用于存在大孔道、高渗透区域的高含水油藏。不适用于小孔道、低渗透区域油藏深部实现调剖(调驱)改善水驱效果。再者使用该设备制备微球堵水剂的水溶液需要通氮气除氧，实验过程繁琐。
[0005]现有的搅拌器在使用过程中易产生涡流而将空气带入使反应形成的微球粒径分布较宽，不利于反应物料的浓度均衡，并且常用的反应釜存在加热慢的问题，反应体系的温度不易控制，容易发生爆聚。
技术实现思路
[0006]本技术的目的是为了解决现有装置存在的温度不易控制，所得微球粒径分布较宽的问题，提供一种适用于制备纳米级微球堵水调剖剂的装置。该装置不仅能实时监测制备过程，同时兼顾物料的滴加方式和加热功能，还能全方位多角度观测反应进行状况，可根据观测现象及时调整反应条件，进一步优化实验结果。再者，使用该设备进行制备微球堵水调剖剂不需要通氮气，简化合成流程。
[0007]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0008]一种用于制备纳米微球堵水调剖剂的装置，包括反应容器，所述反应容器的顶部
设有油相进液口和水相进液口，反应容器下端设置有放料口；反应容器内竖直设有搅拌器一，搅拌器一内置加热棒；所述水相进液口下端连接一花洒式喷嘴；所述反应容器内设有温度传感器一和液位控制装置；所述反应容器设有夹套结构，夹套结构用于通冷却水。
[0009]优选的，所述搅拌器一包括竖直的搅拌轴和搅拌轴上水平设置的搅拌桨，所述搅拌轴和搅拌桨均为中空结构，中空结构内置加热棒。这样的设计可以让体系在竖直方向和水平面上都能均衡受热。
[0010]优选的，所述搅拌器一的搅拌桨上设有多个通孔。可以降低产生的涡流，从而使反应形成的微球粒径分布变窄。
[0011]搅拌桨上的通孔直径为5～10mm，相邻孔之间的距离为10～20mm。
[0012]搅拌电机设置在反应容器上，搅拌电机的输出轴与搅拌轴固定相连，加热电源设置在搅拌轴的顶端内部。
[0013]搅拌桨有多层，多层搅拌桨均匀分布；每层设有2～3个桨叶。提高搅拌器的作业效能。
[0014]夹套结构用于通冷却水，及时给反应体系降温，防止爆聚。
[0015]油相通过油相进液口注入到反应容器中，以5mL/min～10mL/min的速度通过流量泵泵入到达指定液面，然后通过花洒式喷嘴加入水相呈液滴形式和油相形成W/O微乳液，强力搅拌，得到微乳液；设置反应容器内的反应温度，并由温度控制装置控制；搅拌一定时间后得到纳米微球，将纳米微球从放料口放出，放料口上设有放料阀。本装置能够实现精确的温度控制及强力搅拌功能，使反应体系形成微乳液，从而得到纳米级微球。纳米级微球与微米级微球相比，能够适用于小孔道、低渗透区域油藏深部实现调剖(调驱)改善水驱效果，聚合物微球是通过注水设备将聚合物微球溶液注入地层深部，靠物质遇水后的溶胀和形变等一系列变化来达到降水增油的目的。小粒径纳米微球，尺寸小堵剂“进得去”油藏深部、“堵得住”地层孔喉、在地层中“能移动”是聚合物微球深部调驱技术所具有的优势。
[0016]优选的，所述加热棒、温度传感器一均与温度控制器连接。通过温度控制器设定反应所需温度范围，当反应体系内的温度低于最低设定温度时，温度传感器一把温度信号变换成电信号，传递给单片机或PLC电路控制继电器加热加热棒，高于最低设定温度，但是低于最高设定温度时，加热棒停止加热，此时体系的反应温度靠聚合放热来维持；当反应体系内的温度高于最高设定温度时，打开冷却水，通过夹套给体系降温，使反应体系维持在恒定的范围内进行聚合反应，防止爆聚。
[0017]优选的，所述液位控制装置包括下液位感应器、上液位感应器、下液位警报器、注液控制阀和上液位控制器；下液位感应器设置在釜体下端，上液位感应器设置在反应器的上端，位于反应容器高度的70～90％，下液位警报器与下液位感应器连接，当液位低于设定的下液位时，下液位警报器会自动报警。注液控制阀设置在油相进液管上。下液位感应器和上液位感应器用于指示和控制反应容器内的液面情况。注液控制阀、上液位感应器均与上液位控制器连接，当上液位达到设定液位时，上液位感应器将信号专递给上液位控制器，上液位控制器将注液控制阀关闭。
[0018]优选的，所述液位感应器为导向脉冲式液位传感器-FL系列；液位警报器为 SWC-T液位警报器。
[0019]优选的，所述装置还包括油相配液装置和水相盛液装置，所述油相配液装置和水
相盛液装置通过管线与反应容器顶部的油相进液口和水相进液口连接。
[0020]进一步优选的，所述油相配液装置为一具有加热功能的罐体，所述罐体内设有搅拌器二。更进一步的，所述油相配液装置底部设有加热管，油相配液装置内壁设有温度传感器二，温度传感器二和加热管与油相配液装置外的温度控制器连接。
[0021]优选的，所述花洒式喷嘴的进液端连接有喷枪加压阀，打开喷枪加压阀，将通过喷嘴喷出的水相液体分散成液珠状，通过压力和喷嘴直径的大小，可直接控制粒径大小。
[0022]优选的，所述反应容器的侧壁设有用于观察液面的刻度，最小刻度为2cm，所述反应容器为透明材质。用于实时观察反应进度和反应情况。
[0023]优选的，所述反应容器的底部为锥形，利于产物排出。
[0024]优选的，与油相进液口连接的管线上设有流量泵。
[0025]本技术的油相配液装置可实现油相在线加热混配，形成均相后通过流量泵将其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制备纳米微球堵水调剖剂的装置，其特征在于，包括反应容器(5)，所述反应容器(5)的顶部设有油相进液口和水相进液口，反应容器(5)下端设置有放料口；反应容器(5)内竖直设有搅拌器一(1)，搅拌器一(1)内置加热棒(53)；所述水相进液口下端连接一花洒式喷嘴(3)；所述反应容器(5)内设有温度传感器一(16)和液位控制装置；所述反应容器(5)的侧壁设有夹套结构，夹套结构用于通冷却水。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括油相配液装置(17)和水相盛液装置(12)，所述油相配液装置(17)和水相盛液装置(12)通过管线与反应容器(5)顶部的油相进液口和水相进液口连接。3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述油相配液装置(17)为一具有加热功能的罐体，所述罐体内设有搅拌器二(14)，所述油相配液装置(17)底部设有加热管(19)，油相配液装置内壁设有温度传感器二(18)，温度传感器二(18)和加热管(19)与油相配液装置(17)外的温度控制器连接。4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述搅拌器一(1)包括竖直的搅拌轴(51)和搅拌轴上水平设置的搅拌桨(52)，所述搅拌轴(51)和搅拌桨(52)均为中空结构，中空结构内置加热棒(53)。5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚霄，史胜龙，温庆志，张东晓，
申请(专利权)人：青岛大地新能源技术研究院，
类型：新型
国别省市：
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