溶解温度。需要一定的温度来加速溶解。但温度过高,聚合物分子链会断裂,使用效果会降低。适宜的溶解温度为50-60。
搅拌条件。溶解时应避免过度的剪切力搅拌,会使分子链断裂,从而降低使用效果。搅拌宜采用低速桨,如锚式、框式、多层桨式等。搅拌速度约为60转/分。高速离心泵也应避免,活塞泵或隔膜泵更合适。
均匀分散饲养。PAM溶解的关键环节是进料的均匀分散。搅拌机启动后,*用机械振动筛加料(筛网目数为10目),尽量避免“块状”和“鱼眼状”不溶性颗粒,使聚丙烯酰胺*充分溶解,充分发挥使用效果。一般加入PAM后,应继续搅拌30分钟以上,以保证其充分溶解。
PAM与金属工件表面不发生化学反应,但由于物理电荷吸附,低分子量阴离子PAM会比阳离子和非离子PAM更牢固地键合在钢板表面。金属细网过滤网和低压离心设备的水处理过程中最好不要加阴离子PAM(主要是怕堵),管道和沉淀池都可以。
在聚丙烯酰胺泥浆中加入润滑剂,聚丙烯酰胺和皂化油润滑剂共同处理泥浆,不仅可以增加泥浆的润滑性,降低流动摩阻,还有助于稳定孔壁。
当皂化油的用量从0.3%增加到0.5%时,钻具转速可从4转提高到6转。有人担心在泥浆中加入皂化油会造成孔壁不稳定。我们对这种情况进行了测试和分析。在泥浆中加入皂化油后,测得的泥浆失水量下降。如HPAM用量为200PPM PAM泥浆,粘土为4-5%,纯碱为0.3%时,泥浆的主要性能指标为:粘度26秒,比重1.04 g/cm2,失水8.5 ml /30分钟;当加入0.3%皂化油时,失水率降至5-6毫升/30分钟。试验中,无论加入多少皂化油(0.3%-3%),孔内都没有塌孔和崩渣现象。泥浆中的皂化油不仅参与了孔壁泥皮的组成,而且泥浆和油中的粘土、岩粉和皂化油中的表面活性物质的疏水基团和矿物油分子一旦吸附在孔壁上,就相当于一层套管,阻止了水向孔壁渗透。从而提高墙壁保护效果。随着皂化油润滑剂的增加,这种作用更加明显。
使用聚丙烯酰胺低固相泥浆时,当其HPAM含量在200PPm以上时,即使不加皂化油润滑剂,井深也在600米左右,仍可启动高转速(870-1090转/分)。这不仅与粘土的性质和用量、PAM的浓度有关,还取决于PAM本身的润滑性。测定的PAM相对摩擦系数表明,皂化油为5~6时,PAM为7 ~ 8,主要与水解后形成的羧基有关。有资料介绍,PAM碳链的夹角为108 29,每条链可以自由旋转,灵活多变。而且加入聚合物PAM的流体,由于PAM大分子在流动过程中的取向,使其长链沿流动方向拉伸,可以降低流动阻力,从而也使PAM具有一定的润滑性。研究泥浆的润滑性,降低钻具与孔壁的摩擦系数,不仅仅是一个润滑问题,实际上关系到孔壁的稳定性。当钻具与孔壁之间有缓冲润滑膜时,钻具与孔壁之间的摩擦阻力减小,同时钻具的振动和对孔壁的冲击减小。此外,聚丙烯酰胺大分子的取向和流动特性可以改善冲洗液的流态,降低液流对孔壁的冲刷和破碎作用,这些都有利于孔壁的稳定。
6.聚丙烯酰胺的浓度控制在1-3 比较理想。如果浓度太低,就不能发挥有效作用。浓度过高,分子链不能充分拉伸,或者形成凝胶,使用效果就会降低。因此,在使用聚丙烯酰胺时,可以根据需要合理调整PAM的浓度。
7.溶解的PAM应尽快使用。一般来说,阴离子PAM不应超过36h。阳离子PAM溶解后易水解,应在24h内使用。