【技术实现步骤摘要】
一种相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置
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[0001]本专利技术涉及在油田采出液相间乳化与起泡作用形成的界/表面膜对采出液稳定性影响揭示与失稳工艺技术,具体涉及的是一种相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置。
技术介绍
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[0002]界面是两相物质之间的分界,广泛分布于自然界之中。由于物质可被分为气、液、固三种相态,故也就存在气
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液、气
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固、液
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液、液
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固和固
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固五种不同的相间界面。其中,气相与液相、气相与固相构成的界面,也就是当界面的两相之一为气相时,通常被称之为表面。凝聚态物质的界/表面结构、电荷与性能关系一直是面向解决各类相关工程问题的关键。以素有“工业味精”之称的表面活性剂为代表,作为促进界/表面形成的物质,广泛应用于各工业领域,与其作用位置微观相对应的界/表面亦与实际联系紧密,对于社会各项生产活动至关重要,目前有关界面的研究已涉及材料制造、智能感知探测、生物医药、分离工程及环境保护等各个学科行业。在石油化工领域,特别是在我国多数老油田步入高含水和高采出程度的“双高”开发阶段的背景下,得益于表面活性剂特有的界面特性,如降低油
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水界面张力、使原油增溶、改变界面流变性,以及聚合物能够增加驱替相表观黏度、改善油水流度比、提高驱替相在油层中的波及体积等机制,陆续开发出并发展了表面活性剂驱、聚合物驱、二元复合驱及三元复合驱等化学驱油技术,在老油田深度开发大幅提高原油采收率中扮演着举足轻重的作用 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置,其特征在于:这种相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置包括多个并联的多元组分容器、气源、乳化/起泡罐、多元组分乳化与起泡体系相间成膜结构、液膜电特性测量部件结构、液膜厚度与结构演变测量及可视化单元结构,多个并联的多元组分容器及气源分别通过管线连接乳化/起泡罐,多元组分乳化与起泡体系相间成膜结构包括电解池、并联管路、玻璃毛细管,电解池设置于控温绝缘槽内,控温绝缘槽底设置多个槽孔,乳化/起泡罐连接微量注射泵,微量注射泵一方面连接并联管路,微量注射泵另一方面连接玻璃毛细管,微量注射泵连接玻璃毛细管的管线上设置压力传感器、压力调控器,玻璃毛细管液膜电特性测量部件结构设置于电解池内,液膜厚度与结构演变测量及可视化单元结构包括汞光灯、反射镜片、显微成像系统,光线经反射镜片对多元组分乳化与起泡体系相间成膜结构生成的液膜进行照射,且反射镜片安置于滑块顶端,滑块与支架滑动连接,滑块在支架上横向移动,实现针对不同槽孔及其对应水平玻璃毛细孔板成膜位置的多点照射,经液膜折射的光线再通过滑块上的反射镜片产生反射,反射光的强度由光电二极管进行测量,并由图形记录器保存,基于反射光强度和液膜厚度的关联,计算液膜的厚度和液膜的薄化速率。2.根据权利要求1所述的相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置,其特征在于:所述多个并联的多元组分容器包括油相容器、水相容器、碱剂溶液容器、表面活性剂溶液容器、聚合物溶液容器,每个容器出口设置流量计。3.根据权利要求2所述的相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置,其特征在于:所述乳化/起泡罐内设置搅拌剪切装置,乳化/起泡罐壁设置水浴夹层,水浴夹层连接循环控温水浴,罐体还开设取样口和外接测试接口;搅拌剪切装置由两个同心搅拌圆筒和搅拌电机构成,两个同心搅拌圆筒分别为内同心搅拌筒和外同心搅拌筒;内同心搅拌筒筒壁布置网孔定子头,其在旋转过程中使罐体内油、气、水相间充分混合,加速多元组分的相间乳化与起泡;外同心搅拌筒的上下底面设有平行流道,用于罐体内部流体循环流动。4.根据权利要求3所述的相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置,其特征在于:所述多元组分乳化与起泡体系相间成膜结构是由一体化的水平玻璃毛细孔板与多个垂直玻璃微流道隔板组成,垂直玻璃微流道隔板竖直固定于水平玻璃毛细孔板,垂直玻璃微流道隔板的中心设有上下贯穿的垂直微流道,水平玻璃毛细孔板内设有并行、水平流向的水平微流道,且在每条水平微流道的中央处设有垂直贯通的微孔,垂直玻璃毛细管与水平玻璃毛细管通过垂直微流道与水平微流道入口对接相连,制备完成的乳化与起泡体系通过微量注射泵依次经过供液管、垂直玻璃微流道隔板的垂直微流道、水平玻璃毛细孔板的水平微流道,形成并联管路注入至水平玻璃毛细孔板的微孔区域;并联管路汇聚至水平微流道,水平微流道末端出口处连接有垂直放置的玻璃毛细管,玻璃毛细管内的液面高度通过压力调控器调节,当乳化与起泡体系通过微流道流经至玻璃毛细孔板上的微孔时,形成双凹型相间界/表面,由于界/表面球面曲率半径会引起毛细压力,进而产生压力梯度促使液体从膜中排出,破坏液膜稳定性,根据液膜压力平衡原理中相间界/表面平衡时的毛细压力有:
式中,τ为液膜稳定后的相间界表面张力,N/m;R为水平玻璃毛细孔板内微孔半径,m;r为双凹型的界表面曲率半径,m;通过压力调控器调节玻璃毛细管内的液面高度,控制相间界表面成膜时的毛细压力,使多元组分乳化与起泡体系相间界/表面成膜单元利用液膜压力平衡原理形成液膜、稳定液膜和薄化液膜。5.根据权利要求4所述的相间界/表面成膜可视化及液膜特性测量装置,其特征在于:所述液膜电特性测量部件结构是基于RC等效电路原理设计的,电容器由两个相互靠近的导体中间夹杂一层不导...
【专利技术属性】
技术研发人员:王志华,许云飞,洪家骏,钟会影,谢坤,张栋,
申请(专利权)人:东北石油大学,
类型:发明
国别省市:
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