本发明涉及一种用来改善流经管道的烃的减阻作用的方法。具体地讲，本发明涉及一种用通过至少一个具有多个开孔的模头注入减阻剂来改善流经管道的烃的减阻作用的改进方法。对于以溶液形式的任何减阻剂来说，由于此类物质具有高粘弹性，所以本方法可意想不到地提供比现行注入技术更好的减阻性能。减阻作用的提高要比单独的表面积效应更大。 在美国专利第3，629，676号中叙述了流经管道的烃流体的减阻作用。该专利提供了一种能测量减阻作用百分比的方法。但是，该专利只简单地叙述了将减阻添加剂以一种溶解的固体形式加入。
在该领域中，其它有代表性的，但并非全面的技术包括美国专利第3，736，288号，其中加入各种不同的减阻配制剂，应用不同的分子量份数和/或颗粒大小来显示一种交错地溶解特性或可控制的溶解特性。
该专利还公开了可泵性、可灌注性、耐分层性等性能。美国专利第3，601，079号叙述了一种水溶性的聚合材料，在将其注入管道之前先在一混合器中与水混合。美国专利第3，884，252号叙述了一种用来减少聚合物碎屑的氧化降解和冷流的工艺过程，其方法是通过将碎屑浸渍于非溶剂中，然后在将该聚合物碎屑或聚合物碎屑与水的浆料注入烃流体之前将它们粉碎，并使碎屑逐渐和连续地溶解在整个管线中。在美国专利第4，263，926号中叙述了另一种注入减摩聚合物的体系。在美国专利第3，900，034号中叙述了一种减阻分散计量体系。
还有一些关于将聚合物溶解在溶剂中的方法的技术，美国专利第2，639，275、3，468，322、3，891，593和4，537，513号可不全面地代表此种技术。这些专利涉及利用循环或溶解装置，将固定量的聚合物溶解在固定量的溶剂中的方法。但是，这些溶解聚合物的方法都需要额外的装备，而最好是将减阻剂直接注射入管线中。本申请与共同受让的题目为“通过成型段长度模头注入改善聚合物减阻剂性能”的未决申请有关。
因此，本发明的一个目的是提供一种将减阻剂注入装有流动烃管道中的改进方法，以便提高此种减阻剂的减阻效果。对于本技术领域中的人员来说，其他的目的将随着叙述过程而一目了然。
我现在已经发现了一种将高分子量的非结晶的烃溶性聚合物注入装有流动烃管道中的改进方法，此法包括通过至少一个有多个开孔的模头将含有高达50%（重量）聚合物的所述聚合物溶液注入，其中所述每个开孔最好（但并不苛求）与管道壁基本上具有相同距离。本发明还包括一个优选的实施方案，其中开孔基本上位于模头的注入端。可以最简单地将这种模头称为“通心粉型”模头，因为它能形成多股减阻聚合物的线流，这些线流在溶解前看上去像通心粉。
附图是一张有关本申请试验部分的各种模头构形和位置图。
图1中模头构形1-1表示4个开孔的模头，每个孔的内径为1/8英寸。图1-2表示8个开孔的模头，每个孔的内径为1/16英寸。图1-3表示12个开孔的模头，每个孔的内径为1/16英寸。图1-4表示19个开孔的模头，每个孔的内径1/16英寸。图1-5表示12个开孔的模头，每个孔的内径为1/16英寸，该模头位于注入咀内（称内模头）可使聚合物在注射之前进行复合。图1-6表示19个开孔的模头，每个孔的内径为1/16英寸，该模头也是一个内模头，它位于注入嘴内约2英寸。图1-7和1-8是用来对照的模头构形，由3/64英寸的筛网组成，其中1-7位于模头的注射端，而1-8位于注入嘴之内约2英寸。图1-9表示同样的模头，但位于注入嘴内约2-1/2英寸。图1-10表示5个开孔的模头，每个孔的内径为3/64英寸，位于注入嘴之内约3英寸。图1-11表示三条缝的模头，缝宽为1/2毫米，位于注入嘴之内3英寸。图1-12表示一个常用的、在注射端有单一敞口的注入嘴。图1-13是一个开孔的内径为0.18英寸的窄口模头。图1-14是一个有0.18英寸开孔的1/4英寸管子敞口模头。图1-15表示与图1-13类似的、有一条缝的模头。
目前是将减阻剂注入管线中来提供减阻作用。要获得最佳的减阻效果取决于所加入的这种减阻剂在管线流体中的溶解程度。减阻剂可用多种形式加进管线中，但目前实用的是注入一种很稠的聚合物溶液，其聚合物的含量可高达50%（重量），但是最好是含有10%或少于10%的聚合物。
我已发现要获得最佳的溶解作用，在很大程度上取决于模头的构形和注射。在目前实践中，是使用一个或多个单开口模头将聚合物或聚合物溶液注入流动烃的管道中。用本发明，减阻效果可得到惊人地提高。
本发明并不完全取决于表面积的作用，虽然表面积的大，通常可以得到更多的溶解机会。但是，用本发明时，其它的因素也起了作用并决定着减阻添加剂的整个效果。
虽然，在理论上是具有这样的性质，但是我并不希望受到它的限制，我相信要得到最佳的溶解作用是取决于进入管线液流中所形成的减阻添加剂聚合物线流的稳定性。在管线中的流体的动态作用下进行溶解时，这些添加剂就被“拉丝”成直径更细的线流。用目前常用的、通过在管线壁上单个敞口模头注入减阻添加剂时，仅能得到有限度的溶解和线流作用（stranding）。由于使用多个开孔的注入嘴，所以改善了溶解作用。同样，由于提供了在溶解过程的拉丝作用和动态作用下稳定的多股线流，也改善了线流作用。这种模头还为溶解作用提供了最佳的线流尺寸。
通过下述实例和附图，可更具体地叙述本发明。这些实例和附图是用来说明本发明，而不是用来限制本发明。
所有实例均按统一标准化的试验程序进行。在试验程序中，各种注入嘴的溶解能力是通过将一种减阻添加剂，即CDR流动性改进剂（conoco特种产品公司的商标并由该公司出售）注射到在2英寸管中流动的2号柴油中，然后按美国专利第3，692，676号所述的方法测定所获得的减阻作用。减阻试验环线由600英尺的2英寸，壁厚为SCh NO.80的管子组成，它包括各长87英尺的5段。可按顺序测定每段中的压差。在试验期间，将约75°F的柴油以60加仑/秒（gpm）或6.52英尺/秒的速度通过试验体系。在每次试验中，将不同品级的CDR流动性改进剂添加剂102M（从同一公司购得）以100PPM相同量注射入试验体系中，然后在每段管中测出所得到的减阻作用。进行了15种不同注入嘴的试验，大部分都是用1/2英寸管制造的。所用注入泵是一种恒定驱动汽缸泵，它通过1/2英寸长的管与注入嘴相连接。
实例1
为说明表面积对溶解行为的影响，试验了11种设计的注入嘴。试验结果表明表面积并不控制溶解性能。虽然表面积大，可使溶解的机会增多，但是其它的因素所起的作用决定着整个效果。如下表所示，产生较大表面积的敞口管注入嘴并未得到较高的百分减阻作用，而实际上在第1段得到的是较小的百分减阻作用。产生表面积的速率是以23.4厘米/分的注入速率为基础的。注入速率也用来计算近似的剪切速率。结果列于表1。
表1
试验的 润湿的 敞口流 表面积 近似的 减阻作用%
注入嘴 周长 动面积 产生速率 剪切速率
（英寸） （英寸2） （英寸2/秒） （1/秒） 第1段 第5段
12 1.35 0.145 0.22 3 18.2 43.0
14 0.57 0.0254 0.53 42 10.3 42.9
13 0.57 0.0254 0.53 42 14.5 44.4
1 1.57 0.049 0.76 31 35.8 54.3
2 1.57 0.0245 1.53 124 39.5/ 55.4/
39.9 56.2
3 2.36 0.0368 1.53 83 40.9 55.2
4 3.73 0.0583 1.53 52 39.7 54.2
7 5.25 0.062 2.02 50 40.7/ 55.8
40.3 54.4
9 5.25 0.062 2.02 50 34.5/ 49.7/
32.1 49.9
15 0.95 0.0202 1.12 150 32.3 51.4
表1数据说明，对于敞口管注入嘴，较高的表面积产生速率并不决定有较高的减阻作用百分比。在某些情况下，如从对比1-12和1-14注入嘴即可看出，较高的表面积产生了较低的减阻作用百分比。对于带模头的注入嘴来说，最好性能是那些有着中等表面积产生速率的注入嘴，如从对比1-13、1-1、1-2、1-3、1-4和1-7注入嘴所得到的试验结果即可看出。对于有相同表面积产生速率的注入嘴来说，由于其它的影响，百分减阻作用出现了明显的差异，如从对比1-7和1-9注入嘴即可看出。
实例2
进行一系列试验来表明模头位置的相对重要性。模头位置对减阻作用百分比的影响试验数据列于表2。
表2
试验的 润湿的 敞口流 表面积 近似的 减阻作用%
注入嘴 周长 动面积 产生速率 剪切速率
（英寸） （英寸2） （英寸2/秒） （1/秒） 第1段 第5段
12 1.35 0.145 0.22 3 18.2 43.0
5 1.35 0.145 0.22 83 25.7 44.3
6 1.35 0.145 0.22 52 13.6 45.2
8 1.35 0.145 0.22 50 13.2 44.0
10 1.35 0.145 0.22 471 23.5 43.0
11 1.35 0.145 0.22 410 19.2 43.2
1 1.57 0.049 0.76 31 35.8 54.3
2 1.57 0.0245 1.53 124 39.5/ 55.4/
39.9 56.2
3 2.36 0.0368 1.53 83 40.9 55.2
4 3.73 0.0583 1.53 52 39.7 54.2
7 5.25 0.062 2.02 50 40.7/ 55.8/
40.3 54.4
表2所列的试验结果表明，位于注入嘴的注入端后几英寸处的模头的减阻性能比完全敞口的注入嘴并无多大提高。表中所列数据还表明，位于注入嘴的注入端的多孔模头的减阻作用性能则提高很多，如实例1-1，1-2，1-3，1-4和1-7所示。显然，在减阻添加剂快要进入液流之前的模头对它施加影响是很重要的。而在注入嘴注入端之前一定距离处施加模头的影响，可使减阻添加剂进行复合并同时削弱了模头的影响，从而降低了减阻的效果。
实例3
进行一系列的试验来确定剪切速率对减阻添加剂的溶解效果的影响。其结果列于表3。
表3
试验的 润湿的 敞口流 表面积 近似的 减阻作用%
注入嘴 周长 动面积 产生速率 剪切速率
（英寸） （英寸2） （英寸2/秒） （1/秒） 第1段 第5段
12 1.35 0.145 0.22 3 18.2 43.0
5 1.35 0.145 0.22 83 25.7 44.3
6 1.35 0.145 0.22 52 13.6 45.2
8 1.35 0.145 0.22 50 13.2 44.0
10 1.35 0.145 0.22 471 23.5 43.0
11 1.35 0.145 0.22 410 19.2 43.2
表3所到数据表明，溶解效果取决于通过模头的剪切速率。对于模头位于中部的注入咀来说，与敞口注入咀注入模头相比，具有较高剪切速率的模头在第1段可得到最高的百分减阻作用。而具有较低剪切速率的模头则不具有上述性能。
实例4
试验了多孔模头对减阻添加剂注入作用的影响，其结果列于表4中。
表4
试验的 润湿的 敞口流 表面积 近似的 减阻作用%
注入嘴 周长 动面积 产生速率 剪切速率
（英寸） （英寸2） （英寸2/秒） （1/秒） 第1段 第5段
7 5.25 0.062 2.02 50 40.7/ 55.8/
40.3 54.4
9 5.25 0.062 2.02 50 34.5/ 49.7
32.1 49.9
试验结果表明，在注入嘴端模的上游有第二个模头的注入咀（1-9）与在端部只有一个模头的注入嘴（1-7）相比，实际上降低了减阻效果。显然，在减阻剂注入之前，模头对它起了调整作用（但是如果模头是串联设置的话，则此种调整作用就会起到相反的效果）和在聚合物进入液流之前提供不足够的时间使它复合或“恢复”（“heal”）。
因此，本发明在机械上改进了注入之前的减阻添加剂而提高了它的物理流动性，并随之获得更好的减阻添加剂溶解作用和线流作用。当减阻添加剂进入管线流体时，较好的线流性质可形成稳定的线流，这对于减阻添加剂的最佳溶解作用和性能是极重要的。
只需要模头在减阻添加剂注入点对添加剂进行某些作用。最好的是模头有多个开孔，而至少具有4个开孔。开孔大小可以是所要求的任何尺寸，也可包括筛网等等。
本发明的作用在先有技术中是从未见过的，因为在注入时，大多数筛网或丝网是用在注入嘴和模头注入泵的上游，而主要是用它们来从通过泵或注进管线的通道中滤掉杂质。因此只是在将丝网或多孔模头置于注入嘴的端部或邻近处时，才会见到减阻作用有所改善。
最好的是开孔与管壁基本上是等距离的。事实上开孔可以围绕在注入管道的周围，只要开孔本身形成实际的注入口并且所有的部件都满足了添加剂调整的需要。在先有技术中已知的模头（如“套筒”或“槽”模等），它们的注入点与管道壁的距离是渐变的，由于剪切力调整变化很大所以没有本发明所具有的优点。
为说明本发明的目的，虽然已经提供了一些实施方案和细节，但是，显然，对于本技术领域的人员来说，在不违背本发明的精神或离开本发明的范围的情况下，可以进行各种不同的变化和改进。