[发明专利]隔膜泵和减阻剂的输送

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于泵送胶乳(latex)或者还被称作减阻添加剂或流动改进剂的胶乳减阻剂的改进的泵和过程。更特别地，本发明涉及隔膜泵、一种用于输送胶乳减阻剂的方法，和一种用于降低与包含碳氢化合物的流体流动通过管线相关联的压降的方法。

背景技术

当通过管线输送流体时，由于在管线的壁和流体之间的摩擦，流体压力的下降通常发生。由于这个压降，对于给定管线，必须用足够的压力输送流体以实现所期通量。当期望较高的、通过管线的流率时，由于随着流率增加压降引起的压力差也增加的事实，应该施加较大的压力。然而，管线的设计局限限制了能够采用的压力的大小。当长距离输送流体时，与压降相关联的问题是最为尖锐的。这种压降能够导致低效性，这增加了设备和操作成本。

为了缓解与压降相关联的问题，在工业中很多人在流动流体中利用减阻添加剂。当流体在管线中的流动是湍流时，能够采用高分子量聚合减阻剂以增强流动。减阻剂是能够基本上降低与流体通过管线的湍流相关联的摩擦损失的合成物。这些添加剂的作用在于抑制湍流涡旋的增长，从而在恒定泵送压力产生更高的流率。特别地在碳氢化合物液体中，已知超高分子量聚合物作为减阻剂具有良好的功能。通常，减阻部分地依赖于聚合物添加剂的分子量及其在湍流下在碳氢化合物中溶解的能力。已经发现能够通过采用具有超过五百万的数均分子量的减阻聚合物实现有效的减阻。然而，尽管在减阻聚合物的领域中存在这些进展，但是对于改进的减阻剂的需要仍然存在。

因为改进的减阻剂得以研制，可用于将减阻剂泵送到管线中的泵不能总是有效地泵送减阻剂并且维持泵压力。泵能够变得被减阻剂或者其它成分堵塞并且花费宝贵的时间来打开、清洁和维护所述的泵。需要可靠的泵来维持减阻剂到管线中的稳态和/或恒定流动。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于隔膜泵的设备，该设备包括(a)隔膜，其具有泵侧和致动侧；(b)泵头，其沿着周缘耦接到隔膜的泵侧由此沿着所产生的周缘界面限定相交角度；(c)泵送腔室，其由泵头与隔膜的泵侧限定；和(d)被置放在泵送腔室内的至少一个屏障材料，其中在隔膜泵的操作期间，使隔膜在抽吸冲程位置和排放冲程位置之间振动，由此使工艺流体通过泵送腔室流动，其中所述振动进一步致使沿着周缘界面的相交角度扩展和收缩，并且其中屏障材料基本上防止工艺流体在所述扩展期间接触周缘界面。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于输送胶乳的方法，该方法包括通过隔膜泵泵送胶乳的至少一部分，所述隔膜泵包括(a)隔膜，其具有泵侧和致动侧；和(b)泵头，其沿着周缘耦接到隔膜的泵侧由此限定泵送腔室，其中所述泵送包括使隔膜在抽吸冲程位置和排放冲程位置之间振动，由此使胶乳的至少一部分通过泵送腔室流动，其中利用至少一个屏障材料防止胶乳接触在隔膜的泵侧与泵头之间的周缘界面的至少50％。如在这里所使用地，胶乳被定义为以连续液相分散的多个聚合物颗粒，其中该颗粒具有小于大约10微米或者更典型地小于1微米的平均直径。

根据本发明的另一实施例，提供了一种用于输送胶乳减阻剂的方法，该方法包括泵送胶乳减阻剂的至少一部分通过隔膜泵，所述隔膜泵包括(a)隔膜，其具有泵侧和致动侧；和(b)泵头，其沿着周缘耦接到隔膜的泵侧，由此限定泵送腔室，其中所述泵送包括使隔膜在抽吸冲程位置和排放冲程位置之间振动，由此使胶乳减阻剂的至少一部分通过泵送腔室流动，其中利用至少一个屏障材料防止胶乳减阻剂接触在隔膜的泵侧与所述泵头之间的周缘界面的至少50％。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种用于降低与包含碳氢化合物的流体通过管线流动相关联的压降的方法，该过程包括(a)经由乳剂聚合制备胶乳减阻剂；和(b)经由隔膜泵将所述胶乳减阻剂的至少一部分泵送到该包含碳氢化合物的流体中，所述隔膜泵包括1)隔膜，其具有泵侧和致动侧；和2)泵头，其沿着周缘耦接到所述隔膜的泵侧，由此限定泵送腔室，其中所述泵送包括使隔膜在抽吸冲程位置和排放冲程位置之间振动，由此使胶乳减阻剂的至少一部分通过泵送腔室流动，其中利用至少一个屏障材料防止了胶乳减阻剂接触在隔膜的泵侧与泵头之间的周缘界面的至少50％。

附图说明

图1是用于供应输送系统或者管线的减阻剂供应系统的示意图；

图2是用于将减阻剂注射到输送系统或者管线中的隔膜注射泵的示意图；

图3是图2的隔膜注射泵的一部分的放大的示意图；

图4是在于隔膜注射泵中没有使用任何屏障材料的情况下流率对时间的曲线图；

图5是在于隔膜注射泵中使用屏障材料的情况下流率对时间的曲线图；