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经过国内外数十年的气田开发实践,广泛应用的泡沫排水工艺的末端有一个重要环节是在进入分离器前干净井筒返出的泡沫,以保证气水正常分离和泡沫不进入后续流程。如果泡沫不彻底,会造成一系列的危害,如影响仪表计量、本地增加管输压力等,严重的甚至造成增压机熄火、同城脱水塔损坏,导致巨大的经济损失。
目前现场主要采用加注消泡剂的方法进行消泡,消泡剂其作用机理主要体现在3个方面:(1)消泡剂分子侵入气泡液膜,顶替原有起泡剂活性剂分子,降低局部表面张力,产生收缩力,扯拽破裂气泡;(2)破坏界面膜弹性,使液膜失去自修复能力,泡沫破裂更容易;(3)降低液膜黏度,增加液膜排液变薄速度,气体透过性,加速泡沫破灭。
消泡剂通过多种机制有效地控制和不需要的泡沫。这些机制主要包括:降低表面张力。消泡剂添加到泡沫体系中,能够显著降低体系的表面张力,从而导致泡沫破裂。这是因为消泡剂通常在水中的溶解度较小,所以它们集中在气液界面,使得表面张力在局部降低,而周围的表面张力几乎没有变化。这种张力差异导致泡沫破裂。破坏膜弹性。消泡剂会向气液界面扩散,干扰具有稳泡作用的表面活性剂的正常功能,从而减弱泡沫膜的弹性,导致气泡破灭。促进液膜排液。消泡剂能加速泡沫液膜中液体的排泄,导致液膜变薄直至破裂。泡沫排液的速率可以反映其稳定性,因此加速泡沫排液的物质也有消泡效果。添加疏水固体颗粒。在气泡表面添加疏水固体颗粒,如某些油脂类物质,可以吸引表面活性剂的疏水端,使其产生亲水性并进入水相,从而破坏泡沫稳定性。
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消泡剂,也称消沫剂。消泡剂分类按照状态分:油型、本地溶液型、当地乳液型、本地粉末型、同城复合型。按活性分:有机硅、附近非硅类和聚醚型。消泡剂主要工作原理就是消泡剂铺展取代了泡沫双分子膜上层的起泡剂分子,同时带走邻近表面层的部分溶液,使泡沫层变薄,降低泡沫稳定性从而达到消泡抑泡的效果。消泡剂的发展过程, 代消泡剂以植物油为主,第二代消泡剂是聚醚消泡剂,第三代消泡剂以二甲基硅油为主体的有机硅消泡剂,第四代消泡剂是含有硅聚醚(主要是侧链型的)水溶液有机硅消泡剂,第五代消泡剂是含氟消泡剂,氟烷基兼厌水和厌油的特性。
有机硅消泡剂消泡能力强,添加量少,成本低;矿物油消泡剂消泡和抑泡性能兼具,与涂料相容性好,不易产生油缩;聚醚消泡剂耐高温,耐强碱,水分散性好。