一种微孔高分子聚合物分子量调节装置的制作方法

本发明涉及的是高分子聚合物机械降解的调节装置，具体地说属于流变学应用技术领域。

背景技术：
我国的三次采油技术走在了世界前列。目前，在聚合物分层注入技术取得显著效果的同时，驱油过程中层间聚合物的分子量匹配问题逐渐尖锐起来。由于我国地层比较特殊，聚合物驱分层注入技术的成功应用，必然带来地层渗透率与聚合物分子量匹配问题。如何实现油藏高渗透层注入高分子量聚合物溶液，油藏低渗透层注入低分子量聚合物溶液，有效降低聚合物溶液消耗量，提高石油采收率，是分层分段注聚技术发展的必然趋势。聚合物分子的结构是非常复杂的，与低分子物质相比，聚合物分子是由数目很大的结构单元聚合而成。聚合物分子的主链一般很长，但通常不是伸直的，它可以卷曲成球型、椭球型，也可以伸直成棒状，也即呈现出各种各样的构象。特别在高浓度下，分子链之间易发生缠结，在溶液中处于高度缠结的拟网结构，流动阻力大，必须在足够大的剪切力作用下，破坏高分子的缠结结构，使聚合物分子链断裂降解，从而降低聚合物溶液的粘度。本发明的微孔高分子聚合物分子量调节装置。调节元件的构架形状与过流流率是影响聚合物溶液受剪切力大小的主要因素。通过改变微孔材料的孔径、空隙体积分率及过流流率，达到调节聚合物分子量的目的，并且分子量调节装置具有可拆卸性、安装及操作方便的特点。

技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种微孔高分子聚合物分子量调节装置，可缓解聚合物分层注入时，聚合物分子量与油层匹配矛盾，减少过大分子量聚合物注入时造成的堵塞，一定程度上提高了三次采油收率，具有显著的经济效益。本发明的技术方案如下：本发明的微孔高分子聚合物分子量调节装置如图1所示，包括法兰1，管体2，微孔材料元件3，限位器4；管体2两端均为法兰连接；微孔材料元件3安装在管体内，与管体内径间隙不大于0.5mm，两端由限位器4限位；微孔材料元件的空隙体积分率为50%—95%，孔径为Φ0.5—Φ10mm；过流流率为0.1—1.5m/s。本发明的微孔高分子聚合物分子量调节装置原理如下，分子量调节元件为微孔材料元件，通过调节微孔材料元件的体积空隙分率、孔径及高分子聚合物溶液的过流流率，可以改变高分子聚合物溶液流经聚合物分子量调节装置的剪切速率的大小，达到调节分子量的目的。所述的微孔材料元件，材质结构为规则或不规则微孔介质。所述的微孔材料元件采用相同孔径元件，或不同孔径元件组合的分子量调节装置。所述的微孔材料元件的材质包括陶瓷、碳化硅、金属、金属氧化物、树脂或其组合结构。聚合物溶液经过微孔高分子聚合物分子量调节装置后分子量的变化范围为20%～50%。本发明的有益效果在于我国大部分油田的储层属陆相沉积，非均质性比较严重，采用单一分子量的聚合物注入会加大层间差异，影响聚合物驱的整体效果。为了使聚合物分子量与油层匹配，本发明研制一种微孔材料聚合物分子量调节装置，实现同井分层注入与之匹配的聚合物溶液的目的。有效降低能耗与聚合物溶液消耗量，提高石油采收利用率。本发明微孔材料聚合物分子量调节装置可以方便快捷地实现分子量在不同范围调节的目的，流体所受剪切力及分子量分布都比较均匀。附图说明图1微孔高分子聚合物分子量调节装置结构示意图；图2a碳化硅微孔材料元件结构示意图；图2b陶瓷微孔材料元件结构示意图；图2c金属丝网微孔材料元件结构示意图；图3栅条型限位器结构示意图；图4十字型限位器结构示意图。其中：1—法兰；2—管体；3—微孔材料元件；4-限位器。4-1—限位圈；4-2—限位环；4-3—限位板。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：实施例1：本发明的微孔高分子聚合物分子量调节装置，如图1所示，主要结构包括法兰1，管体2，微孔材料元件3及限位器4；管体2两端均为法兰连接；微孔材料元件3安装在管体2内，两端由限位器4限位。图3和图4为限位器结构示意图，限位器由限位圈4-1、限位环4-2和限位栅条4-3组成。限位圈4-1镶嵌在法兰1上，限位环4-2焊接在限位圈4-1上，限位栅条4-3焊接在限位环4-2上。通过改变微孔材料元件的孔径、体积空隙分率及聚合物溶液的过流速率，达到调节聚合物分子量的目的。例如分子量为2500万的聚合物溶液，用图2a碳化硅做微孔材料元件，材料结构为不规则孔道，空隙体积分率为70%，孔径为Φ2.0mm，当过流流率为0.3m/s时，经过微孔高分子聚合物分子量调节装置后，聚合物溶液的分子量剪切到2000万，分子量变化率为20%；当过流流率为0.75m/s时，聚合物溶液的分子量剪切到1250万，分子量变化率为50%。实施例2：用图2b陶瓷做微孔材料元件，材料结构为不规则孔道，空隙体积分率为80%，孔径为Φ1.5mm，当过流流率为0.5m/s时，经过微孔高分子聚合物分子量调节装置后，2500万分子量的高分子聚合物溶液的分子量剪切到1900万，分子量变化率为26%；当过流流率为0.7m/s时，聚合物溶液的分子量剪切到1500万，分子量变化率为43%。实施例3：用图2c金属丝网做微孔材料元件，材料结构为规则孔道，空隙体积分率为95%，孔径为Φ1.0mm，当过流流率为0.3m/s时，2500万分子量的聚合物溶液经过微孔高分子聚合物分子量调节装置后，聚合物溶液的分子量剪切到2000万，分子量变化率为20%；当过流流率为0.5m/s时，聚合物溶液的分子量剪切到1800万，分子量变化率为30%。实施例4：用图2a碳化硅不规则孔道的微孔材料与图2c金属丝网规则孔道的微孔材料组合做微孔材料元件。碳化硅微孔材料元件的空隙体积分率为70%，孔径为Φ2.0mm；金属丝网微孔材料元件的空隙体积分率为95%，孔径为Φ1.0mm；当过流流率为0.3m/s时，3500万分子量的聚合物溶液经过微孔高分子聚合物分子量调节装置后，聚合物溶液的分子量剪切到2400万，分子量变化率为31%；当过流流率为0.6m/s时，聚合物溶液的分子量剪切到1800万，分子量变化率约为49%。本发明提出的微孔高分子聚合物分子量调节装置及方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和设备进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。