CN101469605B - 油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置 - Google Patents

Abstract

油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，在非磁性管道上设一外罩，其内设有两个水平线圈和两个垂直线圈，外罩的一端放置一个环形线路板，其上装有微电脑控制器，外罩内还设有温度传感器，水平线圈、垂直线圈和温度传感器连接到微电脑控制器，外罩中灌有导热密封材料。水平线圈可为若干组。垂直线圈也可为若干组。本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，具有互相垂直的多磁场，加强了对蜡分子的磁化作用，强化了除蜡效果；微电脑随时检测线圈的温度，并随之调整线圈电流的大小，恒定了线圈的温度，提高了除蜡器的安全运行时间；并可根据原油品质调整工作参数，随时从工作指示灯观察工作状态；一体化设计便于安装及安全防盗。

Description

油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置

技术领域

本发明涉及一种采油设备，特别涉及一种油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置。

背景技术

碳原子数16-64的正构烷烃成为蜡，在常温下，纯蜡为白色略透明的结晶体，密度是880-905kg/m³，熔点49-60℃。在油层高温高压条件下，石油中所含的蜡溶解在原油中。在原油开采时，原油从地下油层流入有井井筒、从井底上升到井口的流动过程中，压力和温度逐渐降低，溶解气不断析出，当温度和压力降低到析蜡点时，溶解在原油中的蜡以结晶形式析出，蜡的结晶分子向固体表面扩散性开始形成三维网状结构，其结晶长大，呈薄片状或块状，聚集和沉淀在管壁上，形成了结蜡现象。结蜡造成原油流通管道直径减小，油流阻力增大，严重时会使油井产生蜡阻，致使油井减产甚至停产。

我国油田原油含蜡量超过10％的占90％，大部分油田原油的含蜡量均在20％以上，如大庆油田含蜡量26.2％，华北油田21.2％，胜利油田20.8％，中原油田21.4％，吉林油田22.3％，南海油田20.5％，南阳油田30.9％，沈北油田40.9％。

结蜡是原油开采中最大的难题，多年来，国内外油田在清蜡和防蜡方面都采用了很多方法，如油田热气机械清蜡，化学药剂清防蜡，表面能防蜡(内衬涂料油管)，超声波清防蜡、微生物清防蜡和磁防蜡。但各种清防蜡技术都不同程度上存在一些缺点：如油井热洗机械清蜡，油井需要停产且成本较高；化学药剂成本高不环保，表面能防蜡只适用于自喷井(国内自喷井极少)，超声波防蜡耗能高，微生物清防蜡尚处在研究和试应用之中。

磁防蜡技术和装置研究试验在我国开展较早，目前全部用钕铁硼或稀土钴磁性材料制作。磁防蜡，是利用磁场作用于蜡分子，诱导磁矩子分子的力相互干扰并破坏拉分子瞬间吸引的取向，消弱了蜡分子结晶时的色散力，抑制蜡结晶的生长，阻止蜡结晶体的聚集，达到防蜡的目的和作用。

这类磁性防蜡器虽然具有较好的防蜡效果，但随着原油温度的提高而导致磁性减弱导致防蜡效果变差，如钕铁硼永磁材料在80℃环境，磁强度降低30％。

目前应用的还有电磁清防蜡，是在一段非磁性材料管道外绕制一个线圈，加上电流产生磁场，达到磁清防蜡的效果。电磁清防蜡不会产生磁衰退。但是电流和磁场强度是恒定的。电流小了磁场不足，清防蜡效果差；电流大了，既浪费了大量的电能，而且长时间大电流工作，极易产生高温而烧毁线圈。以大庆油田为例，除防蜡的电能消耗已占到原油生产成本的25-30％。

另外，目前应用的电磁除防蜡器，均需要外设电控箱，这增加了制造安装的成本，增大了故障发生的几率，又降低了防盗窃、防破坏的安全性能。

发明内容

本发明是针对现有电磁清防蜡的不足，提供一种节能安全的油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，包括非磁性管道和两端的法兰盘，其中：在所述管道上设一相应的外罩，其内沿管道方向绕有两个水平线圈，所述外罩内设置一对垂直于所述管道的骨架，所述骨架上分别绕制两个垂直线圈，所述外罩的一端放置一个环形线路板，其上装有微电脑控制器，所述外罩内还设有温度传感器，所述水平线圈、垂直线圈和温度传感器连接到所述微电脑控制器，所述外罩中灌有导热硅油。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，其中：所述水平线圈为若干组。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，其中：所述垂直线圈为若干组。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，其中：所述微电脑控制器由温度采集电路、CPU、参数设定电路、PWM控制电路、工作状态指示灯及上位机连接口组成，所述温度采集电路和参数设定电路连接所述CPU，所述CPU输出连接所述PWM控制电路和工作状态指示灯，所述PWM控制电路连接所述水平线圈和垂直线圈。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，其中：所述外壳上设有设定窗口和工作指示灯窗口，所述设定窗口内安置所述参数设定电路的显示器和键盘，所述工作指示灯窗口内安置所述工作指示灯。

本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，具有互相垂直的多磁场，加强了对蜡分子的磁化作用，强化了除蜡效果；微电脑随时检测线圈的温度，并随之调整线圈的电流的大小，恒定了线圈的温度，提高了除蜡器的安全运行时间；并可根据原油品质调整工作参数，随时从工作指示灯观察工作状态；一体化设计便于安装及安全防盗。

附图说明

图1是本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的侧视图；

图2是本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的端视图；

图3是本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的外观图；

图4是本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置电脑控制器的框图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，下面结合实施例作更详尽的说明。

图1是一个两个水平线圈和两个垂直线圈的示意图，图2是从一端看去的端视图。

在带法兰盘1的不锈钢管道2上，设有一个围在管道2外边的外罩3，其内分三段。最左边放置微电脑控制器，是装在一环形电路板4上。挨着这一段，其中设有一对两个骨架，其上边绕制垂直线圈5、5A。这两个线圈为一组。垂直线圈产生的磁场垂直于管道2中原油流动的方向。

第三段中沿管道方向绕制两个水平线圈6、6A。这两个线圈为一组。水平线圈产生的磁场和管道2中原油的流向平行。

外罩3内还设有温度传感器7，连接到微电脑控制器。微电脑控制器通过温度传感器感知线圈的温度，当温度过高时，微电脑控制器变一组线圈的并联为串联，减小电流，降低线圈温度；当线圈温度足够低时，微电脑控制器重新变一组线圈的串联为并联，提高电流强度，提高磁场强度。

微电脑控制器由温度采集电路、CPU、参数设定电路、PWM控制电路、工作状态指示灯和上位机连接口组成(见图4)，温度采集电路和参数设定电路连接所述CPU，CPU输出连接所述PWM控制电路和工作状态指示灯，PWM控制电路连接水平线圈和垂直线圈。参数设定电路包括按键和显示器，外壳3上设有设定窗口9和工作指示灯窗口10(见图3)，设定窗口9内安置参数设定电路的显示器和键盘，工作指示灯窗口10内安置工作指示灯。

上位机连接口供连接上位控制电脑使用，连接后可以从中央控制电脑远程监控油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的工作，并可以远程更改油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的参数设定。

工作指示灯采用亮与不亮、亮的颜色分别表示停止工作(不亮)、正常工作(绿)和故障(红)三个状态。设定窗口9可以设定油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的工作参数，而这些参数可以根据原油的品质、油井的深度、原油的温度、结蜡的速度来设定。参数设定由软件完成，可根据各油田原油含蜡量不同的实际情况，在出厂时设定工作参数，也可以在除防蜡工作的任何时间内根据实际情况或防蜡的工作需要，通过设定窗口9或连接上位机设定油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置的磁场强度、恒定温度等参数，以适应各油田原油含蜡量比例不同和出油温度不同的需要，达到最佳的除防蜡效果并节约电能消耗的目的。

CPU根据温度采集电路采集的温度值和预设参数计算后输出脉宽信号送至PWM控制电路，PWM控制电路输出强电脉冲至线圈，通过不同的脉宽比来获得不同的线圈电流，最终达到控制线圈温度的目的。

最后外罩3内要灌装导热硅油8，也可以用其它导热密封材料，以加强线圈的散热。

以上叙述仅是一个双水平线圈双垂直线圈的实施例，实际中可以根据具体情况和不锈钢管道2的长度，设置二组四个水平线圈，垂直线圈也可以增加，较好的效果是在管道2的不同地方增加垂直线圈对。

温度传感器7也可以增加数量，以避免多线圈情况下温度不匀现象。

Claims (2)

1.一种油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，包括非磁性管道(2)和法兰盘(1)，其特征在于：在所述管道(2)上设一相应的外罩(3)，其内沿管道方向绕有一组两个水平线圈(6、6A)，所述外罩(3)内设置一对垂直于所述管道(2)的骨架，每个所述骨架上分别绕有一个垂直线圈(5、5A)，所述外罩(3)的一端放置一个环形线路板(4)，其上装有微电脑控制器，所述外罩(3)内还设有温度传感器(7)，所述水平线圈(6、6A)、垂直线圈(5、5A)和温度传感器(7)连接到所述微电脑控制器，所述外罩(3)中灌有导热密封材料(8)，所述微电脑控制器由温度采集电路、CPU、参数设定电路、PWM控制电路、工作状态指示灯及上位机连接口组成，所述温度采集电路和参数设定电路连接所述CPU，所述CPU输出连接所述PWM控制电路和工作状态指示灯，所述PWM控制电路连接所述水平线圈(6、6A)和垂直线圈(5、5A)。

2.根据权利要求1所述的油田多磁场恒温节能电磁防除蜡装置，其特征在于：所述外罩(3)上设有设定窗口(9)和工作指示灯窗口(10)，所述设定窗口(9)内安置所述参数设定电路的显示器和键盘，所述工作指示灯窗口(10)内安置所述工作状态指示灯。

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