发布时间:2022-08-12
泡沫冲砂洗井 泡沫冲砂洗井泡沫冲砂洗井是近年来发展起来的一项新技术,主要解决低压和严重漏失井的“清水倒灌”、污染油层及作业无法正常进行等问题。油井经长期开采,地层压力下降,油层难免出砂,作业中也准免将地面的机械杂质带入井中,均会造成产层的不同程度堵塞,使油井产量下降。以往采用清水冲砂、洗井和替喷等作业,因油层压力低于静水柱压力,易造成大量液体漏入地层,有时甚至泵入油井的液体失返,使施工无法进行,且造成油层污染。用泡沫流体作为低压漏失油井的冲砂、洗井和替喷等作业液,其优点是:①可通过调整泵入油井的气一液比或井口回压,控制井下泡沫密度,实现负压作业,防止漏失;②可疏通被堵塞的喉道和射孔孔眼,促使产层流通,具有解堵效果;③因泡沫有粘滞性,有良好的携带固体颗粒的能力,可大大改善净化井眼的效果。
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20世纪40年代发现电化学调控硫化矿无捕收剂浮选以来,已经取得了大量的理论研究成果。硫化矿电化学调控浮选的根本特征是:通过电势—pH值的匹配、调节和控制,使硫化矿物表面疏水化和亲水化,从而达到浮选与分离。硫化矿表面的捕收剂疏水化和无捕收剂疏水化,是一个电极反应过程。硫化矿物—液相的界面电势决定着硫化矿的浮选与抑制。因此,电化学调控的宏观作用是把电势调到某个值,产生疏水化的电极反应(浮选);或调到另一个值,使产生疏水体的电极反应不发生(抑制)。电化学调控下的无捕收剂浮选的理论研究分两个方面: 1.1 无电化学调整剂的无捕收剂浮选疏水化机理研究 有影响的观点有三种: (1)认为电化学调控下,硫化矿表面适度阳极氧化产生中性硫(S0),导致浮选。 MS+H2O←→S0+MO+2H++2e (2)认为电化学调控下,硫化矿表面阳极氧化初期生成的缺金属富硫化合物是疏水体。硫化矿表面氧化开始时,金属离子优先离开矿物晶格,进入液相,留下缺金属富硫层,这种物质被认为是疏水的。随着氧化过程的继续,金属离子越来越多地离开矿物晶体,进入液相,富硫程度越来越高,在矿物表面生成中性硫。总反应式为: MS+xH2O ←→ M1-XS+xMO+2xH++2xe (3)认为硫化矿物的溶解度很小,不易被水润湿,决定了矿物的无捕收剂浮选,溶解度越小,无捕收剂可浮性越好。从本质上说,这种看法属于传统的天然可浮性范畴。 1.2 有电化学调整剂的无捕收剂浮选疏水化机理研究 有些硫化矿(如黄铁矿)不具备自身氧化生成的中性硫(S0),因此需要添加电化学调整剂,即在电化学调整剂诱导下的无捕收剂浮选。一种情况,在硫化矿表面生成中性硫促进无捕收剂浮选;另一种情况,作为还原电势调整剂降低了矿浆电势,抑制了某些硫化矿的无捕收剂浮选。
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选煤的的几种常见方法 利用煤与矸石的比重差异,在水或重介质(重液、重悬浮液)和空气(干法)介质中进行分选的方法有:重介质选、跳汰选、槽选、摇床选和离心力场选等。 浮选 利用煤与矸石间表面物理化学性质上的差异进行分选,通常有泡沫浮选和多油浮选(油团选煤)等。磁利用某些杂质具有磁性的特点,可用磁选法清除有害杂质,如用高梯度磁选机清除已达单体分离的细粒浸染的黄铁矿。 电选 利用煤与杂质间电导率或介电常数不同,清除有害杂质,例如用电选获得超低灰精煤。 选煤生产中以重介质选和跳汰选或两者联合使用的应用多。为了提高细粒级煤的分选准确性,离心力场选煤(重介旋流器、水介旋流器)和电磁风阀筛下气室末煤跳汰机选煤发展很快;摇床选只适用于细粒级(6~0.15mm)高硫煤的选别和回收黄铁矿;干式选别法只适用于高寒、干旱、缺水地区;槽选法的分选效果差,一般不采用,但在简易回收矸石中或矸石堆中的煤炭时,也有应用不同结构的槽洗机的。对于煤泥(-0.5mm粒级)的选别,浮选是当前更好的分选方法,一般常用泡沫浮选法;多油浮选(油团选煤)只在把煤改变为流质燃料(可代替石油直接燃烧,现已为美、意等国采用)时或为回收极细煤粒子用其他任何分选方法都无法奏效时方采用。磁选法在重介质选煤厂中作为回收加重剂的手段而应用;作为清除杂质的方法,和电选法一样,均处在研究阶段中。
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气泡因吸附起泡剂分子而具有弹性的大小,取决于起泡剂分子的活性、溶解度及浓度。当溶液浓度与气液界面浓度由于界面扩大而发生不平衡时,分子由溶液吸附到界面的速度太快或太慢,都会使气泡的弹性减弱。因此要选用活性和溶解度适当的起泡剂,尤其用量要适当控制。
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起泡剂作用原理:起泡剂应是异极性的有机物质,极性基亲水,非极性基亲气,使起泡剂分子在空气与水的界面上产生定向排列,大部分起泡剂是表面活性物质,能够强烈地降低水的表面张力。同一系列的有机表面活性剂表顶活性按“三分之一”的规律递增,此即所谓“特芳贝定则”。起泡剂应有适当的溶解度。起泡剂的溶解度,对起泡性能及形成气泡的特性有很大的影响,如溶解度很高,则耗药量大,或迅速发生大量泡沫,但不能耐久,当溶解度过低冰来不及溶解,随泡沫流失,或起泡速度缓慢,延续时间校长,难于控制。
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起泡剂是一种表面活性物质,主要是在气-水界面上降低界面张力,促使空气在料浆中形成小气泡,扩大分选界面,并保证气泡上升形成泡沫层。 浮选矿浆中气泡的形成,主要依赖于浮选设备中各种类型的充气搅拌装置,以及向矿浆中添加适量的起泡剂(frothers)。 起泡剂一般均为表面活性剂,其分子结构由非极性的亲油(疏水)基团和极性的亲水(疏油)基团构成,形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基;亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、氨基、腈基、硫醇基、卤基、醚基等。 起泡剂加到水中,亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中,形成在界面层或表面上的定向排列,从而使界面张力或表面张力降低。一般而言,含极少量起泡剂的水溶液即具有起泡性。 常见的起泡剂有羟基化合物类,醚及醚醇类,吡啶类和酮类。 起泡剂(W-101) 产品性能及特点 *产品性能: W-101发泡剂是以多种表面活性剂和辅助剂按独特工艺制成的一种复合型发泡剂。主要用于高温地层的泡沫压裂,油气同产、气水同产井的采油、采气、排水工艺,对于降低井内液柱压力,改善井筒内的工作状态,提高采收率有十分显着的效果。该产品也可用于修井冲砂作业中,防止或减少冲砂漏失量,提高措施有效率。 本品在高温地层中(>90℃)起泡能力不降低,起泡力强。泡沫稳定性好,携液量大,携砂能力强,抗油、抗盐。 *质量指标: 项 目 指 标 外 观 无色或淡黄色均匀液体 PH 值 6~8 与酸液配伍性 无沉淀无分层 与盐水配伍性 无沉淀无分层 起泡能力(ml) ≥450 泡沫半衰期(min) ≥250 有效物含量 ≥40% 阻力因子 ≥20 驱油效率(%) ≥80 排液半衰期(min) ≥3 耐高温性(℃) ≥150 使用方法 用于采油(采气)井的排水工艺。该工艺又称为油井(气井)诱喷(排水)工艺技术。将发泡剂用泵车或柱塞比例泵从采油树防喷管直接投入油气井中。 推荐用药量=井底积水的0.1%+日产液的0.1%或按估算日产水量计,0.5~10kg/m3。要及时根据使用效果和井况调整加药量。 选井条件:a.因井底积水造成减产、停产的油气井;b.气液比在350以上的井。 用于泡沫冲砂工艺。将W-101发泡剂配制成1~6%的水溶液,利用压风机和泵车按一定比例将气和发泡剂水溶液打入发泡器,发泡器产生的泡沫液进入井筒冲砂。该冲砂工艺要根据地层的压力和井筒的深度确定气液比。一般把井筒压力控制在等于或略大于地层压力,小于静水柱压力,这样既可减少漏失,又保证油层不吐砂。若为了油层解堵时,可把井筒压力控制到小于地层压力。推荐用药量:根据油井漏失情况而定,一般为80~600kg。
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起泡剂系指能降低水的表面张力形成泡沫,使充气浮选矿浆中的空气泡能附着于选择性上浮的矿物颗粒上的一类表面活性剂。与此相反,所谓消泡剂系指能够破坏或阻止泡沫形成的药剂。 在浮选过程中,加入起泡剂,能够防止气泡的兼并;也能够适当地延长气泡在矿浆表面的存在时间。 一般起泡剂具有如下几种共同性质:(1)起泡剂的分子构造常是异极性有机物质,一端是极性基,另一端为非极性基;极性基亲水,非极性基亲气,这样可以使起泡剂分子在空气与水的界面上产生定向排列。(2)起泡剂是表面活性物质,能够降低水的表面张力。此处所谓表面活性系指在溶液中由于增加单位起泡剂浓度而引起的表面张力的降低数值。一般说,同一序列的有机表面活性剂,其表面活性按“三分之一律”(也叫做“特鲁贝的规律” )递增,其溶解度按同样规律递减。以醇类为例,由乙醇起,任何一个醇的表面活性强度都是它的邻近的低级醇的三倍,也是它的邻近的醇的三分之一。而溶解度则按同样规律渐减。(3)一般的起泡剂要求有中等的溶解度,0.2~5克/升。如上所述,在同系物中表面活性随分子量变大而增强,但同时溶解度则随分子量变大而减小。浮选实践证明:由于这两种因素作用的结果,常见的起泡剂,其分子中的碳原子数一般为5至11个较为适合。 具有起泡剂性质的有机化合物很多,在浮选工艺中常用的是醇类、酚类、酮类、醛类、醚类及酯类。优良的起泡剂不应同时具有捕收剂。有机酸及胺类化合物虽然也具有起泡性质,但是它们的捕收剂更加突出,一般列入捕收剂考虑。在有机化合物中还有一大类植物皂苷物质具有强起泡性质,由于它们的有机胶体性质突出,在浮选工艺中也不作为起泡剂使用。 从历史的发展来看,在浮选工艺中,对于起泡剂的注意力远不如对捕收剂。在早期,各国常因地制宜,就地取材。例如我国多用松油,澳洲多用桉叶油,日本多用樟脑油;其共同特点则都是属于萜类天然植物产品,其缺点是成份因制造方法不同及季节不同而有变化。近年来在基本有机合成工业获得飞跃发展之后,人工合成的起泡剂已有取代天然起泡剂的趋势,其特点是质量稳定,有效成份含量高,例如异丁基甲基苄必醇(MIBC)。70年代以后,又出现一类在分子中含有氮、硫、磷、硅等元素的新型起泡剂,目前仍处于试验阶段。
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