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凡能破坏泡沫稳定性的因素,均可用于消泡。消泡涵盖“抑泡”和“破泡”两重因素。有机硅消泡剂即具有此功能,它能降低水、当地溶液、同城悬浮液等的表面张力,防止形成泡沫,或使原有泡沫减少,通常具有选择性作用。一般物理消泡法难于瞬间消泡,而化学界面消泡,则十分快捷、本地便当、本地,概而言之,消泡剂是指具有化学和界面化学消泡作用的药剂。消泡剂“抑泡”、同城“破泡”过程是:当体系加入消泡剂后,其分子杂乱无章地广布于液体表面,抑制形成弹性膜,即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后,加入消泡剂,其分子立即散布于泡沫表面,快速铺展,形成很薄的双膜层,进一步扩散、本地渗透,层状入侵,从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低,便流向产生泡沫的高表面张力的液体,这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、同城渗透,使其膜壁迅速变薄,泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引,这样,致使泡沫周围应力失衡,从而导致其“破泡”。
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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。