本发明属于液体脱气技术领域，具体涉及到一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置及除氧方法。
背景技术：
随着石油开采的深入，水溶性聚合物受到越来越多的青睐，被用于压裂、调剖堵漏以及驱油的相关应用中。然而，由于使用的油藏条件的不同，尤其是在高温油藏环境中聚合物的结构可能发生变化，性能变差，称为老化现象。因此，在投入使用前需要对聚合物的老化稳定性进行评价，筛选抗老化的聚合物产品，但是溶液一般是暴露在空气中进行配制，难免有溶解氧存在，溶解氧在高温下会导致聚合物发生热氧降解，从而干扰聚合物的老化稳定性评价。因此，聚合物溶液在老化评价前需要进行除氧处理。
然而，一般在室内配制的聚合物溶液粘度很大(有的甚至达600cp以上)，含氧量较高，可达2ppm以上。常规的除氧方式需要加热到一定温度或者需要搅拌，只能适用于自来水或者低粘度溶液，对于高粘度的聚合物溶液，在含氧条件下加热会导致聚合物降解，并且溶液的高粘度会阻碍氧气从溶液中析出，使得除氧效率低下，很难达到除氧要求，长时间机械搅拌也会导致聚合物机械降解。因此，需要找到一套新的装置和方法，在确保不降解聚合物、不降低聚合物溶液粘度的前提下将溶解氧含量降低，以达到评价的实验条件。本发明通过合理设计除氧装置及过程，将真空除氧和气体置换相结合，在无搅拌、室温条件下对聚合物溶液进行除氧。惰性气体置换有助于提高溶液的除氧效率，真空方式有助于溶液中滞留气泡的排出，除氧更为彻底，并且对聚合物溶液粘度无影响，不降解聚合物，氧含量可降至100ppb以内。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术存在的不足，目的之一是提供一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置，目的之二是提供该采用高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置的除氧方法，本发明除氧效率高、低成本，在无搅拌、室温条件下就可进行除氧，除氧过程对聚合物溶液性能无影响。
本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：
一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置，包括：气源钢瓶、第一缓冲瓶、球形阀、气体流量计、玻璃导管、试剂瓶、第二缓冲瓶、双排管气体分配器、真空油泵、长颈玻璃安瓶；所述的气源钢瓶出口设有阀门，阀门后分有两个管口，即第一管口与第二管口；
所述的第一管口通过橡胶导气管连接第一缓冲瓶；所述的第一缓冲瓶通过硅胶管连接玻璃导管的一端；所述的玻璃导管的另一端插入试剂瓶中；所述的试剂瓶的瓶口用塑封膜封口，只在玻璃导管处留排气孔；所述的球形阀和气体流量计依次安装在玻璃导管前的硅胶管上；
所述的第二管口通过橡胶导气管连接第二缓冲瓶；所述的第二缓冲瓶通过硅胶管连接双排管气体分配器有排气口的一排，无排气口的一排连接真空油泵；所述的双排管气体分配器的各阀门下接口通过橡胶管连接长颈玻璃安瓶；所述的双排管气体分配器的各阀门具有三种状态，分别为完全关闭、使长颈玻璃安瓶与真空油泵连通、或使长颈玻璃安瓶与第二缓冲瓶连通。
本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：
采用上述的高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置的除氧方法，包括以下步骤：
s1初阶段除氧：将高粘度水溶性聚合物溶液加入试剂瓶中，打开气源钢瓶的阀门和球形阀，向高粘度水溶性聚合物溶液中通入惰性气体，通气时间为1-3h，将处理后高粘度水溶性聚合物溶液转移至长颈玻璃安瓶中；
s2深度除氧：使双排管气体分配器的阀门处于完全关闭状态，将装有步骤s1处理后的高粘度水溶性聚合物溶液的长颈玻璃安瓶连接到双排管气体分配器的阀门下，进行真空-惰性气体循环除氧；所述的真空-惰性气体循环除氧的单次循环按如下步骤进行：(1)真空除氧：打开真空油泵，依次缓慢打开双排管气体分配器的阀门，调节至状态为使长颈玻璃安瓶与真空油泵连通，进行真空除氧20-40min；(2)惰性气体置换除氧：关闭双排管气体分配器的阀门，关闭真空油泵，调节双排管气体分配器的阀门至状态为使长颈玻璃安瓶与第二缓冲瓶连通，打开气源钢瓶的阀门，进行惰性气体置换除氧7-15min；(3)关闭气源钢瓶的阀门，再关闭双排管气体分配器的阀门；真空-惰性气体循环除氧即为按步骤(1)→(2)→(3)→(1)→(2)→(3)→……循环直至达到设定的时间。
本发明的目的之二还可以通过以下技术方案实现：
上述高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置的除氧方法，步骤s1中所述的惰性气体、步骤s2中所述的惰性气体独立地选自高纯氮气或高纯氩气中的一种，纯度≥99.999％。
步骤s1初阶段除氧和步骤s2深度除氧的操作温度均为室温。
步骤s2深度除氧的总时间为2-4h；即步骤(1)真空除氧和(2)惰性气体置换除氧的总时间为2-4h，步骤(1)(2)(3)中开关阀门等其他操作时间可忽略不计。
所述的高粘度水溶性聚合物溶液室温下粘度为300cp-800cp。
上述高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置的除氧方法，还包括步骤s3熔封，具体为步骤s2深度除氧完毕后，使用酒精喷灯或火焰熔封机对长颈玻璃安瓶的长颈进行熔封。本发明的有益效果：
本发明可用于粘度300cp-800cp的聚合物溶液的除氧，整个除氧过程均在室温下进行，全程无搅拌，不接触金属等会降解聚合物的器件，无手套箱等昂贵设备，低成本，操作便捷，对聚合物溶液性能无影响，不会降解聚合物，除氧效率高，除氧彻底，能有效解决溶液粘度对除氧的负面效果，聚合物溶液中的氧含量控制在100ppb以下。
附图说明
图1为高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置；
其中，1：气源钢瓶；2：第一缓冲瓶；3：球形阀；4：气体流量计；5：玻璃导管；6：试剂瓶；7：第二缓冲瓶；8：双排管气体分配器；9：真空油泵；10：长颈玻璃安瓶；11：阀门；12：第一管口；13：第二管口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置
一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置(如图1所示)，包括：
气源钢瓶(1)、第一缓冲瓶(2)、球形阀(3)、气体流量计(4)、玻璃导管(5)、试剂瓶(6)、第二缓冲瓶(7)、双排管气体分配器(8)、真空油泵(9)、长颈玻璃安瓶(10)；
所述的气源钢瓶(1)出口设有阀门(11)，阀门(11)后分有两个管口，即第一管口(12)与第二管口(13)；
所述的第一管口(12)通过橡胶导气管连接第一缓冲瓶(2)；所述的第一缓冲瓶(2)通过硅胶管连接玻璃导管(5)的一端；所述的玻璃导管(5)的另一端插入试剂瓶(6)中；所述的试剂瓶的瓶口用塑封膜封口，只在玻璃导管(5)处留排气孔；所述的球形阀(3)和气体流量计(4)依次安装在玻璃导管(5)前的硅胶管上；
所述的第二管口(13)通过橡胶导气管连接第二缓冲瓶(7)；所述的第二缓冲瓶(7)通过硅胶管连接双排管气体分配器(8)有排气口的一排，无排气口的一排连接真空油泵(9)；所述的双排管气体分配器(8)的各阀门下接口通过橡胶管连接长颈玻璃安瓶(10)；所述的双排管气体分配器(8)的各阀门具有三种状态，分别为完全关闭、使长颈玻璃安瓶(10)与真空油泵(9)连通、或使长颈玻璃安瓶(10)与第二缓冲瓶(7)连通。
实施例2一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
采用实施例1所述的高粘度水溶性聚合物溶液的除氧装置，包括以下步骤：
s1初阶段除氧：室温条件下，将高粘度水溶性聚合物溶液(粘度300cp)加入试剂瓶中，打开气源钢瓶的阀门和球形阀，向高粘度水溶性聚合物溶液中通入惰性气体，通气时间为3h，将处理后高粘度水溶性聚合物溶液转移至长颈玻璃安瓶中；
s2深度除氧：室温条件下，使双排管气体分配器的阀门处于完全关闭状态，将装有处理后的高粘度水溶性聚合物溶液的长颈玻璃安瓶连接到双排管气体分配器的阀门下，进行真空-惰性气体循环除氧；所述的真空-惰性气体循环除氧的单次循环按如下步骤进行：(1)真空除氧：打开真空油泵，依次缓慢打开双排管气体分配器的阀门，调节至状态为使长颈玻璃安瓶与真空油泵连通，进行真空除氧30min；(2)惰性气体置换除氧：关闭双排管气体分配器的阀门，关闭真空油泵，调节双排管气体分配器的阀门至状态为使长颈玻璃安瓶与第二缓冲瓶连通，打开气源钢瓶的阀门，进行惰性气体置换除氧10min；(3)关闭气源钢瓶的阀门，再关闭双排管气体分配器的阀门；步骤(1)(2)(3)循环至步骤s2深度除氧的总时间为4h，即步骤(1)(2)(3)循环6次(开关阀门等其他操作时间可忽略不计)；
s3熔封：步骤s2深度除氧完毕后，使用酒精喷灯或火焰熔封机对长颈玻璃安瓶的长颈进行熔封。
所述的惰性气体为高纯氮气，纯度为99.999％。
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为40-60ppb。
实施例3一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
与实施例2的区别是：高粘度水溶性聚合物溶液粘度为500cp；
步骤s1中所述的通气时间为1h；
步骤s2中的单次循环步骤中(1)真空除氧的时间为20min，(2)惰性气体置换除氧的时间为7min；步骤(1)(2)(3)循环至步骤s2深度除氧的总时间为3.6h，即步骤(1)(2)(3)循环8次(开关阀门等其他操作时间可忽略不计)；
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为60-80ppb。
实施例4一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
与实施例2的区别是：高粘度水溶性聚合物溶液粘度为380cp；
步骤s1中所述的通气时间t0为3h；
步骤s2中的单次循环步骤中(1)真空除氧的时间为40min，(2)惰性气体置换除氧的时间为15min；步骤(1)(2)(3)循环至步骤s2深度除氧的总时间为2.75h，即步骤(1)(2)(3)循环3次(开关阀门等其他操作时间可忽略不计)；
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为60-80ppb。
实施例5一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
与实施例2的区别是：高粘度水溶性聚合物溶液粘度为680cp；
步骤s2中的单次循环步骤中(1)真空除氧的时间为30min，(2)惰性气体置换除氧的时间为15min；步骤(1)(2)(3)循环至步骤s2深度除氧的总时间为3h即步骤(1)(2)(3)循环4次，(，开关阀门等其他操作时间可忽略不计)；
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为80-100ppb。
实施例6一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
与实施例2的区别是：高粘度水溶性聚合物溶液粘度为760cp；
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为60-80ppb。
实施例7一种高粘度水溶性聚合物溶液的除氧方法
与实施例2的区别是：高粘度水溶性聚合物溶液粘度为800cp；
步骤s2中步骤(1)(2)(3)循环至步骤s2深度除氧的总时间为2h，即步骤(1)(2)(3)循环3次，(开关阀门等其他操作时间可忽略不计)；
所述的惰性气体为高纯氮气，纯度为99.999％。
处理完毕后用海豚do-hx-0.1型测氧管测试溶解氧浓度，与标准比色管比较所测氧浓度范围为80-100ppb。