CN105874258B - 用于调节导管中流体流动的磁性‑低温阀，系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种磁性‑低温阀(100)，包括：用于将该磁性‑低温阀连接到流体流经的导管的连接器(150)；热传递系统(130)；用于将易感磁颗粒注入流体内的第一注射器装置(110)；阀腔；和磁场发生装置(140)，其中：阀腔可与导管流体连通地连接使导管的流体流经阀腔；磁场发生装置产生包括场线的磁场并且场线的至少一部分穿过阀腔中的流体并且与被注入的易感磁颗粒相互作用；热传递系统使热能从阀腔和其中的流体去除。

Description

用于调节导管中流体流动的磁性-低温阀，系统和方法

相关申请

本申请要求于2013年9月13日提交的、申请人为Daniel X.Wray的、题为“MAGNETO-CRYOGENIC VALVES,SYSTEMS AND METHODS FOR MODULATING FLOW IN A CONDUIT”的美国临时申请No.61/877,888的优先权，该申请的主题被整体以引用方式并入本文。

本申请还与和本申请同日提交的题为“MAGNETO-CRYOGENIC VALVES,SYSTEMS ANDMETHODS FOR MODULATING FLOW IN A CONDUIT”的对应美国专利申请No.14/485,227相关，该对应美国专利申请也要求美国临时申请No.61/877,888的优先权。美国专利申请No.14/485,227的主题被整体以引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及对流体，比如石油和/或天然气，通过或来自导管，例如管道线或油井，的流体流动的控制。提供了磁性-低温阀，采用了磁性-低温阀的磁性-低温系统，以及用于可逆地调节流体通过导管的流动的方法。

背景技术

金属导管，比如气体、水和油管线，可能会由于老化、疲劳、腐蚀、滥用、疏忽而失效并且可能会在可能使管道破坏或破裂的环境、自然力中、比如地震活动中使用时而失效。失效可能导致不受控的流体流动。用于控制这种流体不受控地流出导管的常见装置是防喷器。一个或多个防喷器可被直接附接到井口装置并且操作以快速封闭开口的井孔或套管和钻管之间的空间，以防止预加压的油或气体跑出。这些装置实质上作为堵塞工作。闸板式防喷器可侧向地插入套管内。环形防喷器径向膨胀来填充套管。防喷器是本领域内已知的(例如，参考美国专利No.5,507,465，5,746,249，5,875,841和6,024,172)。美国专利申请文献No.2011/0297394公开了一种使用磁铁和磁性流体的磁流变防喷器。虽然防喷器在防止井喷和任何随后的大火方面是有效的，但是如果井口装置被损坏或如果导管在防喷器之前失效，那么防喷器对于使流体的流动停止方面可能不再有效。

阀和其它装置已经被试图用于使流体停止流经被破坏的导管。本领域内公开的许多设备是在流动的高压管线中安装堵塞，其中在一些情况下堵塞可以用作完全操作阀。这些方法中的大部分包括下述手段：切割穿过导管的孔或切下流动导管的一段，抵抗来自导管内流体的压力，然后将堵塞永久放置在该位置。例如，美国专利No.3,699,996描述了一种包括钻削刀具和铰削工具的装置，利用电动的旋转驱动装置和轴向液压缸切割穿过流动管线的圆孔。阀座和阀塞被定位在钻头后面，在钻削完成和移除钻头后阀座自动卡入位。此设备需要复杂的密封和锁定构件，并且需要钻头在阀可操作之前从阀座/塞组件移除。类似的装置在美国专利No.3,532,113，3,993,137和4,552,170中公开了。这些装置中的一些需要复杂多样的密封和包装，以保持阀的流体密封。因此，需要一种操作简单且对于可逆地密封流动高压导管、比如管线来说有效的装置和方法，同时复杂构件最少。

因而，需要一种允许可逆地阻塞或停止流体流经导管的结构、方法和装置。

发明内容

本发明的目的，提供了用于可逆地堵塞或阻止流体通过导管的流动的装置，系统和方法。

提供了用于将包含易感磁颗粒的注射浆液组合物注入导管内的流体中的装置，系统和方法，使流体的至少一部分的温度被降低至低于流体变成固体的温度，形成粘附到导管或装置内壁上的固体冻堵，从而可逆地堵塞导管。还提供了用于可逆地阻止导管中的流动的方法。这些装置，方法和系统使得能够阻止流体通过导管的流动的可逆性堵塞现场形成。这里描述的装置，系统和方法包括用于从导管中的流动流体中进行有效的热传递的有效散热设备，导致快速形成流体的冻堵，而不需要为了形成冻堵而停止导管内的流体流动。

提供了一种磁性-低温阀，其包括热传递系统，第一注射器装置，可选的第二注射器装置，阀腔和磁场发生装置。磁性-低温阀可被集成到包含流体的导管内，或被附接到这种导管。第一注射器和第二注射器与导管内的流体流体连通。第一注射器可用于在流体到达磁性-低温阀的热传递系统之前将粘合促进剂组合物注入流体内。第二注射器可用于在流体到达磁性-低温阀的热传递系统和磁场发生装置之前将包含易感磁颗粒的注射器浆液组合物引入流体内。

磁性-低温阀的热传递系统可被构造成安装到导管的至少一部分的表面，安装的热紧密性足以使这两者热连通并且热能能够在导管和热传递系统之间传递。热传递系统可被集成到磁性-低温阀内以从导管的流体除去热能。本领域内已知的、能够用于热能传递的任何热传递系统可被使用。在一些应用中，热传递系统包括制冷系统。示例性制冷系统包括蒸汽压缩系统，热交换单元，低温冷却系统，或电热传递装置或上述的组合。在一些应用中，磁性-低温阀的热传递系统包括适于容纳冷冻剂的冷却腔，热传递通过低温冷却实现。在这些应用中，冷却可包括蒸发冷却。

磁性-低温阀的热传递系统可包括可拆卸的壳体，所述壳体包括用于包围一段导管的至少两个侧部分和以密封关系与这些侧部分的相反两端相接合的两个端部分，所述侧部分和端部分当围绕着该导管组装时限定出冷却腔，冷却腔界定出冷冻剂的体积，所述冷冻剂的至少一部分处于液相中并且与被壳体包围的所述一段导管的至少一部分的外部表面热连通。在一些应用中，热传递装置内的冷却腔包括导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠或上述的组合。热传递系统可包括将冷冻剂引入冷却腔的入口和使用过的冷冻剂排出冷却腔的出口

磁性-低温阀的热传递系统另外可包括通常包含导热材料的导体表面。导体表面可包括铝，铍，黄铜，镉，碳钢，铬，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡或锌，或上述的任意组合或合金。热交换单元还可包括挡板或翅状部，与导体表面热连通或与热传递系统和导管热连通的那个表面热连通。挡板可被定位成引导冷冻剂流通过热传递系统。翅状部可扩展热传递装置的热能传递表面，以加快到冷冻剂和/或热传递系统内的导热材料颗粒的热能传递。

磁性-低温阀还可包括与热交换单元相邻的加热装置。任何本领域内已知的加热装置可被使用。示例性加热装置包括居里温度加热器，管内导体加热器，加热器带，陶瓷加热器，电阻丝加热器和电阻带加热器。加热器可被致动，以赋予热能至导管被附接到热传递系统的附近，从而加速冻堵的融化以恢复通过导管的流动。一个或多个加热装置可被使用，并且加热装置的定位可被选择用于实现预期的效果。在一些应用中，希望促进冻堵的不均匀融化，从而在加热单元附近形成通道，在该通道内恢复流体的至少部分流动，同时冻堵仍至少部分地粘附在导管的内壁。这防止冻堵掉下而穿过导管。

磁性-低温阀包括一个或多个磁场发生装置。在一些应用中，磁场发生装置包括一个或多个电磁铁。在一些应用中，磁场发生装置包括一个或多个永久磁铁。在一些应用中，磁场发生装置包括一个或多个电磁铁以及一个或多个永久磁铁。当磁场发生装置包括永久磁铁时，它可以由本领域内已知的、用于制造永久磁铁的任何材料制成。永久磁铁可包括铁氧体材料或稀土元素。永久磁铁可包括稀土材料。例如，磁场发生装置可包括Nd-Fe-B型永久磁铁，Sm-Co型永久磁铁或Sm-N-Fe型稀土永久磁铁，或这些磁铁的任意组合。磁铁可安装在活动轨道上。轨道可允许将磁铁定位在磁场发生装置中并且相对于附接着所述磁性-低温阀的导管定位，导管的流体流经磁性-低温阀的腔。磁铁的可变定位允许调节磁铁产生的合成有效磁场。磁场发生装置可包括多个在其中能够诱发B-场振荡的电磁铁。

这里提供的磁性-低温阀的第一和第二注射器可包括用于控制材料通过注射器的流动的隔离机构。例如，可致动的流量调节阀可被包括用于调节材料通过注射器的流量。这些注射器还可包括其它部件，比如流速计，紧急切断阀，过压阀，换向阀，加热单元或热学监控装置中的一个或多个或组合。磁性-低温阀可以是集成到导管内的单元，使得流经导管的流体流经磁性-低温阀的阀腔。直到被致动，磁性-低温阀用作任何其它管件或导管的一部分并且用作预防用安全装置。磁性-低温阀还可被附接至破裂的导管以用作紧急切断阀。

还提供了从包含流体的导管中提取热能的系统。系统包括这里描述的磁性-低温阀和注射器浆液供应模块。系统可包括被连接到注射器浆液供应模块用于调节注射器浆液组合物到注射器的流动的压力调节器系统。注射器浆液供应模块与磁性-低温阀的注射器流体连通并且向注射器提供注射器浆液组合物。在一些应用中，系统还包括粘合促进剂组合物供应模块，其向注射器提供粘合促进剂组合物。系统可包括与粘合促进剂组合物供应模块流体连通用于调节粘合促进剂组合物到注射器的流动的泵。当磁性-低温阀包括使用冷冻剂的热传递系统时，这里提供的系统还可包括冷冻剂供应模块。系统还可包括流量控制阀，换向阀，泄压阀，压力监控装置，温度监控装置，或流速测量装置中的一个或多个或组合。计算机控制模块也可被包括在系统中。

在这里提供的系统和方法中，注射器浆液包含易感磁颗粒。易感磁颗粒可包括顺磁性或抗磁性或铁磁性或任意上述组合形式的颗粒。颗粒可由与磁场相互作用的任何材料制成。易感磁颗粒可包括钴，Co-Zr合金，Co-Nb合金，镝，Fe-Si合金，钆，铁，镍铁高导磁合金(镍铁合金)，镍，坡莫合金(铁-镍合金)，稀土过渡金属合金，尖晶石型铁氧体或超级坡莫合金或上述的任意组合或合金。易感磁颗粒可包括Gd-Co或Fe-Tb合金。易感磁颗粒可包括钴，铁，镍，磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(Fe₂O₃)或上述的组合。

在这里的系统和方法中，易感磁颗粒被选择为具有大于导管内的流体的导热率。易感磁颗粒可被选择为具有大于0.2W/(m·K)，或大于0.5W/(m·K)，或大于0.75W/(m·K)，或大于1W/(m·K)，或大于5W/(m·K)，或大于10W/(m·K)，或大于20W/(m·K)，或大于30W/(m·K)，或大于40W/(m·K)，或大于50W/(m·K)或大于100W/(m·K)的导热率。易感磁颗粒可具有任何形状。示例性形状包括立方体，片体，细粒，柱形，环形，杆形，针形，棱柱形，盘形，纤维形，角锥体，球体(sphere)，椭球状体(spheroid)，扁长球体，扁圆球体，椭球，卵圆形，六面体，六角棱柱体，二十四面体，八面体，截顶八面体，十二面体，三角柱或任意非几何形状或这些形状的任意组合。

当在这里提供的系统或方法中使用时，易感磁颗粒可以是实心的，或它们可以是空心的，或实心和空心颗粒的组合可被使用。易感磁颗粒可包括局部或完整涂层。涂层可包括导热材料或氧化物或上述的组合。可被包括在涂层中的导热材料的例子是铍，黄铜，镉，碳钢，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡或锌，或上述的任意组合或合金。可包括涂层中的示例性氧化物包括氧化铝，铝，钡，铍，铋，铬，钴，铜，钆，铱，铁，镁，锰，钼，镍，铌，硅土，硅，银，钽，钍，锡，钛，钨，钒，钇，锌，氧化锆或锆或上述的组合的氧化物。易感磁颗粒可包括包含抗腐蚀材料的局部或完整涂层。示例性抗腐蚀材料是锌，镁和镉或这些中任何两个或更多个的合金。易感磁颗粒可包括包含铁磁性材料的局部或完整涂层。例如，易感磁颗粒可包括包含铁，镍，钴或稀土金属或上述的任意组合或合金的局部或完整涂层。

当在这里提供的系统或方法中使用时，易感磁颗粒可具有任何几何形状。颗粒可具有一致的表面几何形状或不一致的表面几何形状。易感磁颗粒可具有非常宽的颗粒尺寸分布(例如，从毫微米尺寸的颗粒到直径20cm的颗粒)。易感磁颗粒可具有大于100μm但小于5cm的颗粒尺寸。在一些应用中，易感磁颗粒具有在约1000μm和约1cm之间的颗粒尺寸。易感磁颗粒可具有在约1000μm和约10cm之间的平均颗粒尺寸。易感磁颗粒可具有在约1nm和100μm之间的平均颗粒尺寸。颗粒尺寸分布可以是单模式的，双模式的或多模式的。在这里提供的系统和方法中，注射浆液组合物中易感磁颗粒的量基于注射浆液组合物的重量计从约0.01％至约95％。

在这里提供的系统和方法中，注射器浆液组合物可包括载体。与易感磁颗粒兼容的任何材料可被使用。载体可以是冷冻剂或溶剂或上述的组合。例如，载体可包含冷冻剂，例如，液氮，液体氧，液态氦，液态氖，液体甲烷，液态天然气，液氩，液态氧化二氮，或液态二氧化碳或上述的组合。注射器浆液组合物中载体、比如冷冻剂或溶液的量可不同，并且基于注射器浆液组合物的重量计可从1％至99％。载体还可包含溶剂，比如苯，乙酸乙酯，丙苯，乙酸丁酯，环己醇，聚醚，丁酮，石油醚，n-己烷，庚烷，环己胺，石脑油，异丙基联苯，萜烯，甲苯，二甲苯，六甲基二硅醚，八甲基环四硅氧烷，二苯基硅氧烷或三甲基硅氧烷基封端的聚二甲基硅氧烷流体或上述的组合。在一些应用中，溶液可包括乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，间二甲苯或对二甲苯或任意上述的组合。注射器浆液组合物中的溶液，当作为载体存在时，其量基于注射器浆液组合物的重量计从约0.05％至75％。

在这里提供的系统和方法中，粘合促进剂供应模块可与磁性-低温阀的第一注射器流体连通并且向第二注射器提供粘合促进剂组合物。粘合促进剂组合物可包括促进流体粘附到导管或阀腔壁的任何材料，特别是促进冷冻流体粘附到导管壁的材料。粘合促进剂组合物可包括表面张力降低剂。任何本领域内已知的表面张力降低剂可被包括在组合物中。例如，表面张力降低剂可包括表面活性剂，磺酸，磺酸的碱金属盐，酒精，胺，酯，硅氧烷，或其中烷基链长度在约2至约30个碳之间的单和二烷基化噁唑啉或任意上述的组合。在一些应用中，表面张力降低剂包含表面活性剂。表面活性剂可包括阴离子型表面活性剂，阳离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂，两性离子型表面活性剂，含氟表面活性剂，硅酮表面活性剂或两性剂或上述的任意组合。

当表面张力降低剂是阴离子型表面活性剂时，可选自碱金属烷基硫酸酯，烷基或烷基芳香基硫酸酯，直链或支链烷基醚硫酸酯和硫酸酯，醇聚丙氧基化和/或聚乙氧基化硫酸酯，烷基或烷基芳香基二硫酸酯，烷基二硫酸酯，烷基磺基琥珀酸酯，烷基醚硫酸酯，直链和支链醚硫酸酯，及其混合物。当表面张力降低剂是阳离子型表面活性剂时，可选自精氨酸甲基酯，链烷醇胺和烷基酰胺，及其混合物。当表面张力降低剂是两性剂时，可选自三甲铵乙内酯，磺基三甲胺乙内酯，咪唑啉甜菜碱和烷基酰胺丙基甜菜碱。当表面张力降低剂是非离子型表面活性剂时，可选自环氧乙烷与在直线型或支化型链结构中具有从8至22个碳原子的脂肪醇的缩合产物，环氧乙烷与壬基苯酚、苯酚、丁基苯酚、二壬基苯酚、辛基苯酚或其它苯酚的缩合产物，山梨酸酯和氧化胺，乙氧基化C₁₀-C₂₀醇，脂肪酸，脂肪胺或甘油酯，烷基多糖苷，甲基葡糖苷酯，以及这些非离子型表面活性剂和混合。表面张力降低剂可包括多元醇或多元醇的衍生物。

在这里提供的系统和方法中，粘合促进剂组合物可包括的表面张力降低剂的量基于粘合促进剂组合物的重量计从约0.01％至约50％。粘合促进剂组合物可包括溶剂。与表面张力降低剂兼容的任何溶液可被包括在粘合促进剂组合物中。示例性溶剂包括乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，水，间二甲苯或/二甲苯或任意上述的组合。如果在粘合促进剂组合物存在的话，基于粘合促进剂组合物的重量计，溶液可存在的量从约0.05％至约85％。

在这里提供的包括冷冻剂供应模块的系统中，冷冻剂供应模块与磁性-低温阀的热传递系统流体连通并且向热传递系统提供冷冻剂。任何本领域内已知的冷冻剂可被包括在本系统中。例如，冷冻剂可包括液态二氧化碳，液态氨，液化的氯氟化烃，液氮，液体氧，液态氖，液氩，液态氧化二氮，氢氟乙烷，五氟丙烷，三氯单氟代甲烷或二氯二氟甲烷，或上述的混合物或任意组合。冷冻剂供应模块可包括与外界环境接触的不导热表面，以使冷冻剂供应模块从外界环境热学隔离。冷冻剂供应模块可包括用于监控冷冻剂或携带所述冷冻剂的管道或上述的组合的温度的热学监控装置。冷冻剂供应模块可包括用于确定来自该模块的冷冻剂的流速的流速计。系统可包括与冷冻剂供应模块和热传递系统流体连通以向热传递系统泵送冷冻剂的泵。冷冻剂供应模块还可包括流速计，流量控制计量阀，隔离阀，紧急切断阀，过压阀，换向阀，加热单元，或热学监控装置中的一个或多个或上述的任意组合。

这里提供的系统可包括用于本系统的部分或整体自动化的计算机模块。计算机模块可包括计算机，其与磁性-低温阀的任何部分或包含磁性-低温阀的系统的元件通信和/或控制上述。计算机模块可控制或允许磁场发生装置，或冷冻剂供应模块，或注射器浆液模块，或粘合促进剂组合物供应模块或上述的任意组合的自动化。在这里提供的系统中，计算机模块可包括非暂时性计算机可读存储介质，该介质具有包含于其中的、用于指导磁性-低温阀和/或本系统的任何部件的操作的计算机可读程序。

这里还提供了暂时性防止流体在导管中流动的方法。本方法包括致动如这里提供的、被附接到导管的磁性-低温阀，或致动如这里提供的、包括被附接到导管的磁性-低温阀的系统。磁性-低温阀的热传递系统与导管的至少一个部分热接触，并且磁性-低温阀的第一注射器和第二注射器中的每一个当被致动时将材料引入到导管的流体中，其中被致动的磁性-低温阀或系统从流体除去充分多的热能致使流体冷冻以形成可逆性堵塞，防止流体流经该堵塞通过该导管。致动磁性-低温阀可包括装填热传递系统使其能够提取热能。当冷冻剂冷却的热传递系统是磁性-低温阀的一部分时，装填热传递系统包括致动冷冻剂供应模块以向热传递系统提供冷冻剂。

致动磁性-低温阀可包括致动被附接到粘合促进剂组合物供应模块的泵，使粘合促进剂被经由磁性-低温阀的第一注射器注入导管内的流体中。致动磁性-低温阀可包括致动被附接到注射器浆液供应模块的压力调节器系统，使注射器浆液组合物被经由磁性-低温阀的第二注射器注入导管的流体中。致动磁性-低温阀可包括致动磁场发生装置以产生磁场。磁场发生装置的强度，尺寸，形状和位置可被选择为使得所产生的磁场生成场线，场线的至少一部分穿透到达流经阀腔的流体并且与被注入到流经阀腔的流体中的易感磁颗粒相互作用。

磁场发生装置的磁场与注射浆液的易感磁颗粒相互作用使易感磁颗粒被引导至导管或阀腔内的预期位置或区域，例如，这些颗粒的至少一部分可被引导至热传递系统的附接位置附近的导管内壁。例如，易感磁颗粒被定位在导管内壁附近导致该导管的流体的至少一些部分冷冻到导管或阀腔的壁上或者冷冻到被附接至导管或阀腔内壁上的先前已经冻结的流体或易感磁颗粒上。

冷的易感磁颗粒被释放到导管流体中可导致导管内流体的至少一些部分沉淀在导管或阀腔的壁上，或沉淀在被附接到导管或阀腔壁上的先前已经冻结的流体上，或沉淀在易感磁颗粒上，以形成被冷冻流体涂覆的颗粒。冷冻流体涂覆的颗粒可与被附接到导管或阀腔壁上的颗粒或被附接至导管或阀腔内壁上的先前已经冻结的冷冻流体上的颗粒相互作用。冷冻流体可沿着导管或阀腔的内侧同心地积累，被易感磁颗粒加速。

在这里提供的方法中，磁性-低温阀的第一注射器可被定位成使得粘合促进剂组合物到导管流体内的注射发生在第二注射器将注射浆液组合物引入导管流体内之前。热传递系统或注入注射浆液组合物的第二注射器或两者被致动充分长的时间以形成流体的冻堵，附接到导管或阀腔内壁上，防止流体通过该导管的流动。

当预在导管中恢复流体流动时，例如，在进行了修复之后，这里提供的方法可包括升高热传递系统附着处附近的温度以将热能赋予给导管或堵塞或两者的步骤，从而至少部分地融化冻堵以及恢复流体通过导管的至少部分流动。温度可通过致动加热装置而升高。任何本领域内已知的加热装置可被使用。例如，加热装置可包括居里温度加热器，管内导体加热器，加热器带，陶瓷加热器，电阻丝加热器和电阻带加热器。

热传递系统附着处附近或堵塞的温度还可以通过利用磁场发生装置诱导交变磁场来产生冻堵中的易感磁颗粒的感应加热而升高，从而至少部分地融化冻堵和恢复流体通过导管的流动。在包括磁性感应加热以至少部分地融化冻堵的方法中，注射浆液组合物可包括具有铁磁性涂层的至少一些部分易感磁颗粒。涂层可完全包裹颗粒，但涂层不必须这样。在这里提供的方法中，注射浆液组合物可包括包含铁磁性涂层的易感磁颗粒，并且这些颗粒可在至少一部分流体已经开始形成导管壁上之后注入导管内的流体中，从而将铁磁性涂覆的易感磁颗粒定位在流体冻堵内部。在一些方法中，注射浆液组合物可包括包含铁磁性涂层的易感磁颗粒，并且这些颗粒可在初始时被注入导管内的流体中，从而将铁磁性涂覆的易感磁颗粒定位在流体冻堵的外部。在一些方法中，在铁磁性涂覆的易感磁颗粒沉淀的过程中调节磁场发生装置的磁场，使这些颗粒沿着形成的冻堵的一侧累积。引入交变磁场以在颗粒中产生磁感应加热，至少部分地通过珠上的铁磁性涂层，可导致目标性的冻堵融化，生成流体可流经的通道或路径，同时堵塞的至少一部分仍附接在内导管壁。

在这里提供的方法中，导管内的流体可包括碳氢化合物气体或碳氢化合物流体或上述的组合。在一些情况下，流体包括石油并且导管是管线或油井的一部分。

在这里提供的方法中，易感磁颗粒当被注入导管内的流体中时可导致导管内流体的温度和粘度的局部调节。易感磁颗粒可以是空心的或可以是实心的，或空心颗粒和实心颗粒的组合可被使用。易感磁颗粒可具有非常宽的颗粒尺寸分布(例如，从毫微米尺寸的颗粒到直径20cm的颗粒)。本方法的易感磁颗粒可具有从约1nm至约100μm的颗粒尺寸。本方法的易感磁颗粒可具有大于100μm但小于5cm的颗粒尺寸。例如，在本方法中使用的易感磁颗粒可具有在约1000μm和约1cm之间的颗粒尺寸。平均颗粒尺寸可以具有单模式的，双模式的或多模式的分布。

在本方法中使用的颗粒可具有任何形状，比如立方体，片体，细粒，柱形，环形，杆形，针形，棱柱形，盘形，纤维形，角锥体，球体，椭球状体，扁长球体，扁圆球体，椭球，卵圆形，六面体，六角棱柱体，二十四面体，八面体，截顶八面体，十二面体，三角柱或任意非几何形状或这些形状的任意组合。

在这里提供的方法中，热传递系统可包括包含压缩机，冷凝器和热交换单元的制冷系统。压缩机可包括往复式压缩机，回转式压缩机，螺杆式压缩机，涡旋式压缩机或这些压缩机中任何一个的组合。热传递系统可包括制冷系统，所述制冷系统包括蒸汽压缩制冷系统，热交换单元，磁制冷单元或低温冷却系统或上述的组合。

这里提供的方法可用于暂时性隔离油井。还提供了用于暂时性阻止流体在管线中流动的方法。还提供了用于暂时性阻止流体在生产管中流动的方法。所有这些方法包括致动如这里提供的、被附接到导管的磁性-低温阀，或致动如这里提供的、包括被附接到导管的磁性-低温阀的系统。

从下面的详细描述中，这里描述的组合物，系统和方法的其它目的、特征和优势对于本领域内的技术人员来讲是很显然的。然而，应理解，本详细说明，虽然表示在这里描述的装置，系统和方法的特定实施例，但仅通过解释给出而不用于限制。在不偏离本发明的实质的情况下在本发明的范围内可进行许多修改和改变。

附图说明

这里描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的而不是所有可能的实施方式，不意于限制本公开内容的范围。

图1是磁性-低温阀100的俯视图，其包括第一注射器装置110，第二注射器装置120，热传递系统130和被集成到支撑通道160内的多个磁场发生装置140，支撑通道160可经由连接器150和150'连接到导管。流动方向用表示流动方向的箭头F表示。

图2是被连接到导管的磁性-低温阀100的俯视图，其中磁性-低温阀100的支撑通道160包含直径比上面附接的导管的直径大的部分。有斜度的或带斜坡的结构被描绘了，其提供了从该导管的较小内径到磁性-低温阀腔的较大内径的均匀过渡。在阀的边缘处将发生非层流，而一些湍流流经阀腔。

图3是被连接到导管的磁性-低温阀100的俯视图，其中磁性-低温阀100的支撑通道160具有与上面附接的导管的直径一样大的直径。

图4是磁性-低温阀的分解图，其被分成两个部分使其可被附接到包含破处550的导管500。支撑通道的各支撑通道部分160a和160b互连接合以形成环绕着被破坏通道的连续通道，同时利用端板将支撑通道密封到被破坏通道，从而不会有来自被破坏通道内部的流体能够从支撑通道的组装部分跑出。热传递单元部分130a和130b互连接合以形成环绕着该导管并且与其至少一部分热连通的连续单元。

图5是磁性-低温阀100的横截面图，其包括第一注射器装置110，第二注射器装置120，热传递系统130，和被集成到支撑通道160内的多个磁场发生装置140，支撑通道160可经由连接器150和150'连接到导管。热传递系统130包括被连接到入口压力调节器132的入口131，入口压力调节器132被经由管道133连接到冷冻剂供应模块。热传递系统130还包括被连接到出口压力调节器136的出口135，出口压力调节器136包括泄压阀137和排出孔138。

图6A是磁性-低温阀的截面图，示意出引入易感磁颗粒170到磁性-低温阀100的阀腔内。

图6B是磁性-低温阀的截面图，示意出引入不同尺寸的易感磁颗粒170a，170b，170c，170d，和170e到磁性-低温阀100的阀腔内。

图7是系统的示意图，该系统包括磁性-低温阀，用于向热传递系统130提供冷冻剂的冷冻剂供应模块400，用于向第一注射器装置110提供粘合促进剂组合物的粘合促进剂组合物供应模块200，用于向第二注射器装置120提供包含易感磁颗粒的注射浆液组合物的注射浆液组合物供应模块300，和被集成到支撑通道160内的多个磁场发生装置140。

图8是热交换单元的侧视图，描绘出利用连接器使两个热交换单元的部分互连。

图9示出了图8的热交换单元的截面图，描绘出利用连接器使两个热交换单元的部分互连并且包含导热颗粒。

图10是磁性-低温阀100的侧视图，其包括第一注射器装置110，第二注射器装置120，包括入口131、低温冷却线圈155和出口135的热传递系统，以及多个包括电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650的磁场发生装置140。阀100可经由连接器150和150'连接到导管。入口131被示出为连接到入口压力调节器132，入口压力调节器132经由管道133连接到冷冻剂供应模块。出口135被示出为连接到出口压力调节器136，泄压阀137和排出孔138。

图11是磁性-低温阀100的侧视图，其包括多个突出的磁场发生装置140，磁场发生装置140包括电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650，电磁芯体650被示出为经由电磁芯体凸缘656附接。阀100包括具有可选的器械接头730的阀腔，第一阀腔部分620被连接到与进入腔室连接的导管670，与进入腔室连接的导管670被附接到与进入管线连接的导管660，与进入管线连接的导管660包含第一注射器装置110，第二注射器装置120和可选的器械接头730。与进入管线连接的导管660被连接到凸缘连接器600，凸缘连接器600可用于将阀100附接到管线。阀100包括具有可选的器械接头730的第二阀腔部分621，第二阀腔部分被连接到与出口腔室连接的导管671，与出口腔室连接的导管671被附接到与出口管线连接的导管661，与出口管线连接的导管661附接到凸缘连接器601。第一阀腔部分可经由多个螺纹杆740和螺母741连接到第二阀腔部分，以形成阀腔。

图12是图11的磁性-低温阀100的斜侧视图。在本视图中，凸缘螺栓孔610和通向冷却腔的端口705是可见的。阀腔的第一腔室部分和第二腔室部分也被稍稍分开以显示出该阀的第一腔室部分凸缘715和第二腔室部分凸缘717上的凸缘螺栓孔720。

图13是磁性-低温阀100的侧视图，示出凸缘螺栓孔610，凸缘连接器600和凸缘连接器601可经由凸缘螺栓孔610连接到管线或相邻的系统。

图14是磁性-低温阀100的截面图，示出第一阀腔部分620被连接到第二阀腔部分621而形成阀腔。图中示出了第一腔室部分凸缘715和第二腔室部分凸缘717之间的凸缘垫圈716。还示出了磁场发生器端部685。在图示配置中，磁场发生器端部685没有进入阀腔内。凸缘螺栓孔610允许磁性-低温阀100连接到相邻的系统。

图15是磁性-低温阀100的截面图，示出了与第一阀腔部分620相邻的第一冷却腔部分700，和与第二阀腔部分621相邻的第二冷却腔部分701。当第一和第二部分连接时，在阀腔附近形成多个冷却腔。冷冻剂经由端口705进入每个冷却腔并且经由端口706离开，(但这可以颠倒，使冷冻剂经由端口706进入每个冷却腔而经由端口705离开)。

图16是磁性-低温阀100的俯视图，示出了第一腔室部分凸缘715上的凸缘螺栓孔720，凸缘螺栓孔610，腔室入口800，电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650。

图17是磁性-低温阀100的横截面的俯视图，其中在阀腔壁上有三个褶皱以形成三凸角(lobe)阀腔结构。图中示出在阀腔壁上的褶皱625附近的第一冷却腔部分700，促进从阀腔至通过冷却腔的冷冻剂的热传递。还示出了磁场发生器端口680，电磁螺旋管线圈640，电磁芯体650，和阀腔出口801。

图18是磁性-低温阀100的横截面的俯视图，在阀腔壁上没有褶皱，形成实质上圆筒形的阀腔。还示出了磁场发生器端口680，阀腔螺栓孔710，和阀腔出口801。

图19A是磁性-低温阀100的横截面的俯视图，其中在阀腔壁上有两个褶皱以形成双凸角阀腔结构。图中示出在阀腔壁上的褶皱625附近的冷却腔部分700，促进从阀腔至流经冷却腔的冷冻剂的热传递。还示出了磁场发生器端口680，和阀腔出口801。

图19B是图19A的磁性-低温阀100的横截面的斜俯视图。

图20是磁性-低温阀100的横截面的俯视图，其中在阀腔壁上有两个褶皱以形成双凸角阀腔结构，包含两个冷却腔。

图21A是磁性-低温阀100的横截面的俯视图，其中在阀腔壁上有五个褶皱形成五凸角阀腔结构。图中示出在阀腔壁上的五个褶皱625附近的五个冷却腔部分700，促进从阀腔至流经冷却腔的冷冻剂的热传递。

图21B是图21A的磁性-低温阀100的横截面的斜俯视图。

图22是磁性-低温阀100的截面图，其中在阀腔壁上有五个褶皱形成五凸角阀腔结构，包含五个冷却腔和十个磁场发生装置。为清楚起见，只示出了其中的六个磁场发生端口680。为清楚起见，只示出了其中的一个冷却腔。

图23是磁性-低温阀100的侧视图，包括多个突出的磁场发生装置140，磁场发生装置140包括电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650，装置140被示出经由电磁芯体凸缘656附接。磁性-低温阀100包括通过连接第一阀腔部分与第二阀腔部分而形成的阀腔。第一阀腔部分被示出为连接到与进入腔室连接的导管670，与进入腔室连接的导管670被附接到与进入管线连接的导管660，与进入管线连接的导管660包含第一注射器装置110和第二注射器装置120。与进入管线连接的导管660被连接到包含凸缘螺栓孔610的凸缘连接器600，凸缘螺栓孔610可被用于将阀100附接到管线。第二阀腔部分可被连接到与出口腔室连接的导管671，与出口腔室连接的导管671附接到与出口管线连接的导管661，与出口管线连接的导管661被附接到包含凸缘螺栓孔610的凸缘连接器601，凸缘螺栓孔610可被用于将阀100附接到管线。

图24是磁性-低温阀100的横截面，示出第一阀腔部分620被连接到第二阀腔部分621而形成阀腔。图中示出了第一阀腔部分凸缘715和第二阀腔部分凸缘717之间的凸缘垫圈716。还示出了电磁芯体端部655。在图示配置中，电磁芯体端部655位于阀腔内。

图25是磁性-低温阀100的截面图，示出阀腔的端壁不对称。图示的阀腔没有褶皱而是实质上圆筒形的。在图示配置中，第一阀腔部分620具有平坦的腔壁805而第二阀腔部分621具有带斜度的腔壁810。示出了四个独立的磁场发生装置140，一个磁场发生器端部685。

图26是包含五凸角阀腔和二十个独立的磁场发生器装置140(图中仅示出了十二个)的磁性-低温阀100的侧视图。

图27是磁性-低温阀100的截面图，示出第一阀腔部分620被连接到第二阀腔部分621而形成阀腔。图中示出第一阀腔部分凸缘715和第二阀腔部分凸缘717之间的凸缘垫圈716。还示出了磁场发生器端部685。在图示配置中，磁场发生器端部685位于阀腔内。为清楚起见，仅示出了其中的一个冷却腔，该冷却腔通过将第一冷却腔部分700连接到第二冷却腔部分701而形成。

图28是磁性-低温阀100的截面图，示出阀腔具有对称的端壁。阀腔没有褶皱而是实质上圆筒形的。在图示配置中，第一阀腔部分620和第二阀腔部分621中每一个具有带斜度的腔壁810。示出了八个独立的磁场发生装置140。

图29是磁性-低温阀100的截面图，示出阀腔具有对称的端壁。图示的阀腔没有褶皱而是实质上圆筒形的。在图示配置中，第一阀腔部分620和第二阀腔部分621中每一个具有平坦的腔壁805。示出了四个独立的磁场发生装置140。

贯穿多个附图，相应的参考数字表示相应的零件。与开始用给定数字指定的零件类似但不相同的零件用开始的数字加符号(')表示。

本申请的附图和它们的详细描述仅仅针对示例性实施方式。附图总体上不按比例绘制，一些尺寸仅用于呈现目的并且在图中进行了夸大，不意于相当于实际的相对尺寸。一些图示中的特定元件可能被省略，或者没有按比例显示，都是为清楚起见。剖面图可以是“切面”的形式或“短视”的剖面图，为清楚起见，省略了在实际的剖面图中应该是可见的某些背景线。此外，仅示出和描述了对于理解本发明有用的那些元件。虽然，为了方便描述，图中的视图都显示为类似的定向，但这种附图的描绘方式对于大部分零件来说是任意的，并且本装置可以任何定向进行说明和操作。

A定义

除非特别说明，这里使用的所有技术和科技术语都具有与本发明所属的领域内的技术人员通常理解的相同的含义。

除非特别说明，贯穿整个公开所引用的所有专利、专利申请、公开的申请和文献、网站和其它公开的资料都被整体以引用方式并入本文。在被使用的术语具有多个定义的情况下，用在本部分中流行的。当参考URL或其它这种识别符或地址时，应理解这种识别符可能变化并且因特网上的特殊信息可能增加和消失，但通过搜索因特网能够找到等效的信息。参考它们证明了这种信息的有效性和公共传播性。

如这里使用的，除非很清楚地另外指出，不带数量词修饰包括复数个指代的对象。

如这里使用的，范围和数量可用“约”加特定值或范围表示。“约”也包括该精确值。因此，“约百分之五”指“约百分之五”还指“百分之五”。“约”表示对于所意图的应用或目的来说在通常的实验误差内。

如这里使用的，“可选的”或“可选地”是指随后描述的元件、事件或情况发生或不发生，指本申请包括该元件、事件或情况发生的情况和不发生的情况。例如，系统中的可选部件指该系统可以存在或可以不存在该部件。

在某些例子中，贯穿本公开，所有分数和百分数都通过重量计(wt％)并且所有温度以℃计，除非特别说明。

如这里使用的，关于％，术语“基于组合物的重量”是指wt％(质量％或(w/w)％)。

如这里使用的，“颗粒”是指可由任何材料、比如金属例如导热金属构成并且可具有任何形状的小质量，这些形状包括立方体，片体，细粒，柱形，环形，杆形，针形，棱柱形，盘形，纤维形，角锥体，球体，椭球状体，扁长球体，扁圆球体，椭球，卵圆形，六面体，六角棱柱体，二十四面体，八面体，截顶八面体，十二面体，三角柱或任意非几何形状或这些形状的任意组合。颗粒可具有各向同性或各向异性。

如这里使用的，“直径”是指经过物体中心的直线的长度，比如各向异性颗粒的宽度或长度的测量值。如在整个说明书中使用的，直径指D90直径，意思是90％的颗粒具有本值或更小值的直径。

如这里使用的，“比表面积”被定义为总颗粒表面积与总颗粒体积的比值。

如这里使用的，“导管”是用于传送流体的通道、管、导管或管道。

如这里使用的，“流体”是指气体，液体，超临界流体和流动材料，可选地包含溶解类物质，溶剂化物和/或散粒物质。流体还指一起存在的多种不同类型的流体。在本文中，流体是指任何形式的液体或可泵送材料，比如气体，石油，钻井液，水泥，混凝土或树脂覆膜砂。

如这里使用的，“热能”是指产生热量的动力。

如这里使用的，“热连通”是指在相接触的本体之间或通过传输热能的介质一体地连接的本体之间进行的热传递。这种连通通常包括辐射，传导，对流或它们的组合。热连通可包括流体连通(例如，对流或传导)或可以不包括流体连通(例如，辐射)。

如这里使用的，“热接触”是指提供从一个表面到另一个表面的良好热连通但不必须表示这两个表面之间没有中间夹层的结构。术语“热接触”包括位于一个部件和另一个部件之间、能够在这些部件之间实现相对高效热传递的任何耦合结构。这些部件可以彼此直接热接触，或它们可以间接接触(比如通过导热层，块或导管)。

如这里使用的，“热传递”是指通过一个物体向另一个物体传送热能。

如这里使用的，“流体连通”是指包括流体传递的连通。

如这里使用的，“冷却速率”是指热能被从物体除去得多快。冷却速率的值可以通过使开始冷却时的温度和最终冷却温度之间的差除以从冷却开始至到达最终冷却温度的时间而获得。一般来讲，冷却速率是指物体的温度随时间的降低。冷却速率可以通过控制热能被从物体除去的速率来调接。热交换的细节对于本领域内的那些技术人员来讲是已知的。

如这里使用的，“冷冻剂”是指沸点低于-40℃的任何物质。示例性冷冻剂包括液氮，液态氧化二氮，液体甲烷，液态天然气，或液体或固体二氧化碳，二氟一氯甲烷，或或具有高热能传递能力和低沸点的任何数量的其它致冷剂或流体，如本领域内的技术人员通常已知的。冷冻剂在被应用于物体上时可立即诱发温度差。

如这里使用的，“冷冻剂液体”是指处于液相中的低温流体。在一些情况下，低温液体是常沸点低于-238°F(-150℃)的液化气体。例如液氩的沸点是-302.6°F(-185.9℃)和液氮的沸点是-321°F(-196℃)。

如这里使用的，术语“低温”是指在-40℃或更低的温度下使用的冷却介质。

如这里使用的，“导热”是指材料使热能或热量传送或传递到另一材料或通过自身的特性。因此，导热材料很容易传递热能至另一材料或通过自身，通过传导、对流或辐射。

如这里使用的，“不导热”是指材料没有使热能或热量传送或传递到另一材料或通过自身的能力并且因此是热隔离材料。

如这里使用的，“导热率”，λ₁，被定义为，在稳定环境中，在垂直于单元面积的表面的方向上由于温度梯度而在单位时间内被传递的热的量。用于测量导热率的装置是本领域内是广泛已知的(例如，美国专利No.4,283,935)。

如这里使用的，“制冷”是指从物体或流体除去热量。

如这里使用的，“致冷剂”是指适用于冷却应用的任何热传递介质，特别是流体介质。致冷剂可以是液相的低温流体，比如液氩或液氮。

如这里使用的，“原油”或“石油”是指从地球表面下面获得的并且保持未处理或未提炼的油。原油一般包含可能被硫化物污染的、主要是戊烷和重烃的混合物，在井处从合水层获得或回收得到，并且一般是液体，其体积在这种环境进行测量和估算。原油如果密度为900kg/m³或更大则被称为“很重”，如果密度小于900kg/m³则被称为“很轻”。

如这里使用的，“表面活化剂”是指化学制品、特别是有机化学制品，当被添加到液体时改变该液体在表面处的特性。该液体可以是任何流体。

如这里使用的，“表面活性剂(surfactant)”是指表面活化剂分子，在空气/水、油/水和/或油/水分界面处吸收，大大降低它们的表面能量。术语“洗涤剂”通常与术语“表面活性剂”可互换使用。表面活性剂通常根据表面活性基团(moiety)的电荷分类，并且可以分为阳离子、阴离子、非离子和和两性表面活性剂。

如这里使用的，“硅酮表面活性剂”是指包括至少一个Si原子的表面活化剂。

如这里使用的，“磁铁”是指可以自发或主动地产生磁场的材料或物品，其中磁场的强度可通过传统高斯计测量。磁铁可以是永久磁铁或电磁铁。

如这里使用的，“磁性”是指材料可以能够自发或主动地产生磁场的特性。

如这里使用的，“永久磁铁”是指任何被磁化并且产生其自己的永久磁场的物体。用于永久磁铁的适当铁磁性材料包括铁，镍，钴，稀土金属和它们的合金。术语“永久”不是指这种磁铁不能丧失磁性，例如，通过暴露于热、物理冲击或相反的磁场中。

如这里使用的，“电磁铁”是指任何能够通过施加电能而产生磁场的装置。电磁铁可包括芯体和用于承载电流以产生磁场的线圈或其它元件。

如这里使用的，“抗磁性”是指磁化率小于0的材料，并且这种材料的颗粒导致相对于所施加的磁场磁感应减弱。

如这里使用的，“顺感应”是指磁化率大于0的材料，并且这种材料的颗粒导致相对于所施加的磁场磁感应减弱增强。

“顺感应”或“抗磁性”材料都不可以自发或主动地产生磁场并且因此被称为“非磁性”材料。

如这里使用的，“铁磁性”是指导磁率远远大于1并且在磁感应和所施加的磁场之间呈现非线性、滞后行为的材料。铁磁性材料通常使它们的原子排列成点阵，同时它们的磁矩彼此平行排列。铁磁性材料的例子包括钴，铁和镍。

如这里使用的，“铁氧体”是指呈现铁磁性的材料。铁磁性是某些金属，合金，以及过渡(铁族)稀土和锕系元素的化合物呈现出的特性，其中内部磁矩自发地在一公共方向上组织起来；铁磁性产生的导磁率远远大于真空产生的导磁率并且引发磁滞。例如，参考Sybil B.Parker的“McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms”(4^thed.,McGraw-Hill Book Company,New York,N.Y.,1989)，第706页。

如这里使用的，“导磁率”是指物质持留磁场线的特性，量纲为特斯拉米/安培或牛顿/安培²。术语“相对导磁率”和“相对磁导率”是指感兴趣的物质的“导磁率”与空气的导磁率的比值，因此是无量纲特性。

如这里使用的，“磁化率”是指“相对磁导率”和1的差。铁磁性材料的“磁化率”远大于0，而顺磁性和抗磁性材料可能分别仅稍大于和小于0。

如这里使用的，“易感磁颗粒”是指与磁场相互作用的颗粒。在一些情况下，易感磁颗粒被吸引到磁场。

如这里使用的，“附近”是指与所阐述的位置相邻或该位置邻近的任何位置。

如这里使用的，“低温冷却线圈”是指适合与围绕着中心结构的线圈中配置的冷冻剂一起使用的管或管道，由此当冷冻剂流经这些线圈时，热能被从该中心结构提取并且传递至冷却线圈，从而减少中心结构的热能。

B.磁性-低温阀

这里提供的是用于可逆地调节流体通过导管的流动的磁性-低温阀。磁性-低温阀包括与该导管的至少一部分热连通的热传递系统，用于从导管向流体内注射材料的一个或多个注射器，以及发射能够与通过这些注射器中的一个或多个注入到流体内的易感磁颗粒相互作用的磁场的磁场发生装置。在一些应用中，磁性-低温阀包括用于从导管向流体内注射包含易感磁颗粒的注射浆液的至少一个注射器装置，和用于从导管向流体内注射粘合促进剂组合物的至少一个注射器装置。

磁性-低温阀可包括腔室，流体从导管流入该腔室内并且磁场发生装置的磁场可被引导至该腔室内，将易感磁颗粒定位在腔室内。磁场发生装置的数量或配置可被改变，以在腔室的中心处或远离腔室的中心产生磁场，或者在腔室内形成多个磁场地带。该腔室可被定位成紧密靠近热交换单元以增强热能远离腔室的传递。

该腔室的宽度可被改变，并且与入口管道尺寸成比例，例如与连接着该磁性-低温阀的导管的内径成比例。在一些情况下，该腔室的宽度是入口管道内径的至少1x，至少1.5x，至少2x，至少2.5x，至少3x，至少3.5x，至少4x，至少4.5x，至少5x，至少5.5x，至少6x，至少6.5x，至少7x，至少7.5x，至少8x，至少8.5x，至少9x，至少9.5x或至少10x。例如，与2英寸内径的入口管道一起使用的腔室直径可约6英寸，是入口管道内径的约3x。腔室的宽度通常不小于入口管道内径的1x，这样腔室就不会干涉设备能力，比如管线清洁架，监视器或其它活动在线检查装置，使它们无阻地横过该腔室。

该腔室的长度可被改变，并且与入口管道尺寸成比例，例如与连接着该磁性-低温阀的导管的内径成比例。一般来说，直径较大的管道希望与长度较长的腔室更好地配合。在一些情况下，腔室的长度是入口管道内径的至少1.5x，至少2x，至少2.5x，至少3x，至少3.5x，至少4x，至少4.5x，至少5x，至少5.5x，至少6x，至少6.5x，至少7x，至少7.5x，至少8x，至少8.5x，至少9x，至少9.5x或至少10x。例如，与2英寸内径的入口管道一起使用的腔室长度可约8英寸，是入口管道内径的约4x。

该腔室可被构造成具有任何预期的内部几何形状。腔室可以是对称的或不对称的。在一些情况下，腔室具有光滑的、特别是圆形的腔径，形成圆筒形的侧壁几何形状，如图4，5，6A，6B和18中示出的。如能够在图18中看出的，腔室的零褶皱设计只包含单一对称腔室。用于磁场发生器的端口680彼此相对定位。

腔室还可包括一个或多个褶皱以改变腔室的表面积。褶皱可以是向内的(腔壁被朝向腔室的中心拉)或向外的(腔壁被远离腔室的中心)或它们的组合。例如，腔室可包括一个向内的褶皱，形成具有腰形的腔室。腔室可包括2个或更多个褶皱。例如，包含两个褶皱的腔室在图19A和19B中示出了。包含三个褶皱的腔室在图17中示出了。当图16中示出的第一阀腔部分被附接到第二阀腔部分时，图17中示出时，例如通过穿过螺栓孔720的螺栓附接，则形成三凸角腔室，冷却腔位于两个褶皱625之间。包含三凸角腔室的磁性低温阀在图23中示出了。如能够在图中看到的，磁性低温阀包括三个电磁铁作为磁场发生装置140，每一个具有电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650。来自每个冷却腔的端口706可以看到。每个冷却腔被定位在阀腔的两个凸角之间，每个电磁铁被置于腔室的每个凸角的顶点处。

包含五个褶皱的腔室在图21A，21B和22中示出了。腔室中的褶皱增强了热能从腔室中的材料到热交换单元的传递。腔室中的褶皱还增强了在腔室内形成的堵塞的颗粒装载特征。任何数量的褶皱可被包括在腔室中，例如，至少2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19或20个褶皱。腔室的侧壁可具有任何几何形状。在一些情况下，这些壁是光滑的。在一些情况下，侧壁可包括蚀刻部，凸出部或凹入部或它们的组合。这些可被构造用于提高在堵塞形成过程中腔室中的颗粒装载能力。

图22是磁性-低温阀100的截面图，在阀腔壁上具有五个褶皱，形成五凸角阀腔结构。磁性-低温阀包含五个冷却腔，每个冷却腔被置于腔室的凸角之间。如图示的磁性-低温阀具有十个磁场发生装置，在图示配置中这些磁场发生装置被定位于腔室每个凸角的顶点附近。为清楚起见，仅示出了其中的六个磁场发生端口680。为清楚起见，仅示出了其中的一个冷却腔。

带褶皱的或带凸角的腔室可被构造成使得一个或多个磁场发生装置被置于腔室的每个褶皱处或附近。带褶皱的腔室还可被构造成在腔室的每个褶皱之间包括热交换装置。例如，如图19A和19B中所示，对于两个褶皱或双凸角腔室来说，磁场发生器端口680被定位于每个凸角的顶点处，冷却腔700定位于每个褶皱之间。如图17中所示，对于具有三个褶皱或三凸角的腔室来说，磁场发生器端口680被定位于每个凸角的顶点处，冷却腔700定位于每个褶皱之间。如图21A和21B，中所示，对于五褶皱或五凸角腔室来说，磁场发生器端口680被定位于每个凸角的顶点处，冷却腔700定位于每个褶皱之间。

腔室的端壁(腔室的入口壁和出口壁)可具有任何几何形状并且可以相同或不同。在图29中示出了具有两个90°(平坦)端壁的腔室。在图28中示出了具有两个45°(带斜度的)端壁的腔室。在图25中示出了具有一个90°(平坦)端壁和一个45°(带斜度的)端壁的腔室。虽然图示示出带斜度的端壁具有近似45°角度，但端壁的尺寸和角度可被调节并且可以具有包括负角度的任何角度。端壁还可以具有复合的几何形状，比如倾斜着离开入口或出口管一距离，然后急降至腔室的内壁。在一些应用中，端壁可具有从入口或出口管道至腔室的内壁的阶梯式结构。端壁的尺寸，形状和结构可调节腔室内的流动，并且可被调节以促进颗粒床的形成。

磁性-低温阀的腔室可以是一个零件，比如用适当的接头安装到入口管线和出口管线的管线，例如参考图3。磁性-低温阀的腔室可包括多个互连的零件以形成腔室。例如，该腔室可包括被连接到一起的两个部分。例如，图12示出了包括两个腔室部分的磁性-低温阀，其中第一腔室部分具有凸缘715而第二腔室部分具有凸缘717，这两个腔室部分可使用螺栓和螺母经由凸缘螺栓孔720连接到一起。这些腔室部分可使用任何本领域内已知的技术连接到一起。例如，这些腔室部分可使用螺母和螺栓，焊接，螺钉、铆接螺栓，刺刀式接头，互锁凸片或它们的任意组合连接到一起。当使用螺母和螺栓将这些腔室连接到一起时，用于连接凸缘的螺栓数量可根据腔室的设计和希望阀承受的阀内部压力来确定。

阀腔可具有光滑的壁。阀腔可包括至少一个带脊的、带槽的、带沟的、带缺口的、带褶皱的、带皱起的或被起波状的或它们的任意组合形式的壁。阀腔壁可包括蚀刻部，凸出部或凹入部或它们的组合。

磁性-低温阀通过形成可逆的堵塞来调节流体通过导管的流动：通过从导管内的流体去除热能，导致形成被粘附到导管或阀腔内壁上的流体冻堵，使流体停止流经导管。冻堵到内导管壁或阀腔的粘附可通过经由一个或多个注射器将粘合促进剂组合物引入流体内而实现。冻堵以足以承受流体液压压力的粘附力粘附到导管的内表面，使流体在导管内停止流动。在一些应用中，磁场可被配置为使易感磁颗粒在磁场内被捕获到阀腔内的任何希望区域中，或阀腔内的多个区域中。在一些应用中，磁场可被定位成使得易感磁颗粒被引导至阀腔的中心，或至阀腔的一端，或至阀腔的各壁，或它们的任意组合。形成的冻堵粘附到导管或阀腔的内壁。包含易感磁颗粒的被包裹的颗粒床的堵塞将来自导管中的流体的上游压力负载传递至磁性-低温阀中的阀腔壁，使流体停止流经磁性-低温阀并且帮助保持堵塞完整性。

图1中绘示了示例性磁性-低温阀。图1是磁性-低温阀100的俯视图，其包括第一注射器装置110，第二注射器装置120，热传递系统130和被集成到支撑通道160内的多个磁场发生装置140，支撑通道160可经由连接器150和150'连接到导管。流动方向用表示流动方向的箭头F表示。磁场发生装置的配置是四极配置，但也可以使用其它配置。利用磁场发生装置的四极配置，中心处的磁场非常低可以为零，并且随着远离中心磁场升高。此配置可被用于将流体中的易感磁颗粒朝向导管壁引导，因为磁场越朝向导管的内表面越比在导管的中心处大得多。其它配置可被用于使磁场将易感磁颗粒引导至阀腔的中心，或至阀腔的一端，或至阀腔的各壁，或它们的任意组合。第一注射器装置110可被用于将粘合促进剂组合物注入导管的流体中。如图1中所示，第一注射器装置110可被定位成距第二注射器装置120一距离，以允许粘合促进剂组合物与流经导管或阀腔的流体混合。

磁性-低温阀的热传递系统可被适于以足够的热亲密性安装到导管的至少一部分的表面，使热能能够在导管和热传递系统之间进行传递。能够在两个表面之间传递热能的任何装置可被用作热传递系统。在这里提供的磁性-低温阀中，可使用用于远离导管及其中的流体传递热能的散热设备。因此，热传递系统可包括用于提供温度差的制冷系统，使热能从导管的流体去除并且进入热传递系统。可用于降低热传递系统的温度或赋予热传递系统负能的制冷系统的例子包括蒸汽压缩制冷系统，特别地具有单级或回转式压缩机，热交换单元，电热传递装置和低温冷却和吸收系统。

热传递系统可以永久或可拆卸的配置附接到导管。热传递系统可包括围绕着导管附连的环形腔室用于形成冷却地带，热能被通过该地带从导管及其中的流体提取出来。示例性热传递系统在图8中示出了。该热传递系统是冷冻剂冷却的系统。它可以是环绕或包封该导管的单一连续设备或可包括2，3，4或更多个互连的部分，比如弧形部分，这些部分在被组装和互连时基本上或完全环绕或包封导管的外径(图8中示出了两个互连的部分)。当导管是圆形形状的管道时，热交换单元可以是单一的完整的圆形设备，两个互连的半圆形部分，或包括当被连接或互连时包围管道的多个弧形部分。热传递系统可包括用于接收冷冻剂到热传递系统内的入口131和用于从热传递系统排出冷冻剂的出口135。在一些应用中，热传递系统可包括热导体表面，该表面包含导热材料并且被定位在热传递系统和导管之间的界面处。

如图8中所示，热传递系统的一个部分的出口135被构造成直接连接到热传递系统的另一部分的入口131。如图所示，热传递系统的一个部分的出口135可被构造成经由连接器134、比如管或管道连接到热传递系统的另一部分的入口131。在一些实施例中，快速连接接头可被包括在入口131和出口135的每一个上，以允许热传递系统的各部分或一个或多个热传递系统的快速安装或替换。快速连接机构是本领域内广泛已知的(例如，参考美国专利No.4,597,699)。在这里提供的装置，系统和方法中，热交换单元的长度可不同，并且可被本领域内的技术人员设计为具有任何长度。因为注射了易感磁颗粒以及，例如，它们集中在热传递装置附近的导管内壁附近，所以热交换单元的长度可被戏剧性地缩短特别多，从而减少用于开始和保持导管或阀腔内的流体冻堵所必须的冷冻剂的量。

图9示出了示例性的冷冻剂冷却的热传递系统的截面图。热传递系统包括空间139，用于容纳附接着热传递系统并且与热传递系统热连通的导管。管道的各部分被组装而形成外套管并且封装将要提取热能的导管的至少一部分。导管的外壁可用作热传递系统的内壁，当围绕着导管装配时在热传递系统内限定出冷却腔。具有导管能够穿过的开口的钢板被焊接到外套管的每一端并且围绕着导管。钢板被焊接在位之后，在导管和外套管之间形成带腔的密封导管，导管从每一端伸出。所形成的腔可被填充(部分地或完全)导热金属的颗粒145，并且热传递系统可被涂覆隔离体146以使热传递系统从外界环境热学隔离。如图所示，热传递系统的一个部分的出口135可被构造成经由连接器134、比如管或管道连接到热传递系统的另一部分的入口131。

可选的热传递系统可被使用。例如，图10示出了磁性-低温阀100，其包括作为热传递系统的低温冷却线圈155。低温冷却线圈155包括入口131，其可连接到入口压力调节器132，入口压力调节器132经由管道133连接到冷冻剂供应模块。低温冷却线圈155还包括连接到出口压力调节器136以及压力释放阀137和排出孔138的出口135。低温冷却线圈可被围绕着磁性-低温阀的阀腔缠绕以提取热能。

作为另一个例子，图15示出了磁性-低温阀100，其包括被定位于阀腔壁附近的多个冷却腔，作为热传递系统。冷却腔可经工程设计为集成到阀内。冷却腔可通过连接两个或更多个冷却腔部分而形成。冷冻剂可流经冷却腔，以从阀腔去除热能。图20示出了包括由第一冷却腔部分700和第二冷却腔部分701构成的两个冷却腔的磁性-低温阀100。热传递系统可包括一个或多个冷却腔，单独，或与另外的热传递系统、比如低温冷却线圈组合。

冷却腔可具有光滑的壁。冷却腔可具有至少一个带脊的、带槽的、带沟的、带缺口的、带褶皱的、带皱起的、带折痕的或被起波状的壁，比如用于增大冷却腔的表面积，比如如图27中所示。冷却腔可容纳或被填充导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠。冷却腔可包含挡板或翅状部。

当存在一个以上冷却腔时，冷却腔可相互连接，或每个冷却腔可连接到其自己的冷冻剂源。冷冻剂可以是在低于-40℃，或低于-100℃，或低于-110℃，或低于-120℃，或低于-130℃，或低于-140℃，或低于-150℃，或低于-160℃的温度下沸腾的液体。示例性冷冻剂包括液氮，液体氧，液态氦，液态氖，液体甲烷，液态天然气，液氩，液态氧化二氮，液态二氧化碳，液体或上述的组合。

热传递系统可被直接或间接附接到将要提取热能的导管的至少一部分，只要其与该导管的至少一部分热连通。在一些实施例中，热交换单元包括位于热传递系统和导管之间的分界面处的导热表面，并且可增强导管和热传递系统之间的热能传递。在一些实施例中，热传递系统被集成在阀腔邻近或附近。

这里提供的磁性-低温阀增大了热能从导管的流体到附接着磁性-低温阀的热传递系统的导管或阀腔壁、以及因此到该热传递系统的传递速率。这至少部分地通过使用该阀的磁场发生装置产生的磁场以吸引和保持注射浆液中的易感磁颗粒而实现，注射浆液被在导管的内壁附近经由阀的注射器注射到导管内的流体中。热传递系统从导管或阀腔的至少一部分以及其中的流体去除热能，特别是在热传递系统的附接区域处。

浆液的易感磁颗粒可被选择为具有比流体的导热率高的导热率。浆液的易感磁颗粒被冷却到低于导管流体的冷冻温度的温度。当包含被冷却的易感磁颗粒的注射浆液被经由磁性-低温阀的注射器注入导管流体内时，浆液赋予负热能到流体内，降低流体的温度。磁性-低温阀的磁场发生装置可被致动，磁场与浆液的易感磁颗粒相互作用。通过调节的磁场发生装置的磁通量，浆液的易感磁颗粒浆液可被定位于导管或阀腔内，比如定位至导管的内表面使它们与导管或阀腔的至少一部分热连通。在一些应用中，磁场发生装置被定位于热传递系统与导管的至少一部分热连通的一侧或两侧上，并且易感磁颗粒促进从导管内的流体到热传递系统的热能传递以进行除去。

通过操纵磁场发生装置，一致的磁通密度可被形成，通过冷冻地带，以将被分布的易感磁颗粒维持在一位置，用于促进局部热能提取，导致在一个或多个易感磁颗粒的一部分上形成至少一层冷冻流体。在一些情况下，不一致的磁通密度可被形成，通过冷冻地带，促进浆液的易感磁颗粒的定向沉积。当磁场发生装置被致动并且注射浆液被引入导管流体内时，通过操纵浆液的易感磁颗粒的沉积，磁性-低温阀有效地增大在导管或阀腔的内壁处的热传导。热传导被增加，因为具有低热导率的冷冻流体的隔离效应通过引入比冷冻流体热导率高的易感磁颗粒而得到克服，导致同心地冷冻在与通过只使用热传递装置实现相比短得多的时间内实现。

通过有效地增大在导管或阀腔的内壁处的热导率而实现的好处之一是，热能快速地从导管流体传递到热传递系统。能够实现的效果是该热能传递所需要的热传递系统的长度的缩短。因此，本装置的总长度可被缩短，同时仍从流体除去足够多的热能，用于生成被附接到导管或阀腔内壁的流体冻堵，堵塞具有足够的强度来承受导管内的流动流体的液压压力以阻止流体流动。因此，这里提供的磁性-低温阀，系统和方法导致快速且有效的堵塞形成，克服了现有技术中说明的问题。例如，美国专利No.5,125,427教导了通过冷冻在管线中形成堵塞需要过多的冷却量来形成该堵塞，指出在大直径管线中形成水塞需要很多小时或甚至几天。这些现有技术缺少用于从流动的流体进行有效热传递至散热装置的高效散热装置。这里描述的磁性-低温阀，系统和方法包括高效散热装置，用于从导管中的流动流体进行高效热传递，导致快速形成流体冻堵。

如这里描述的磁性-低温阀可以永久附接到导管，或可以是能够被附连到导管的可附接装置，比如用作紧急流动阻止装置。这里提供的磁性-低温阀可被集成在井线中，比如油井或气体管线，用于可逆地堵塞管线。磁性-低温阀可被直接或间接附接到井的外套管或井头装置的任何部分。通常在流体从井恢复的过程中，磁性-低温阀不是主动的并且既不从流体或导管去除热能，也不注射材料到导管内的流体中，磁性-低温阀用作流体流动的导管。当希望阻止材料流经导管时，磁性-低温阀可被致动以冷冻在导管或阀腔内流动的材料的至少一部分，形成能够阻止材料流经导管的可逆的材料冻堵。致动包括装填热传递系统以用作散热装置，致动磁场发生装置以产生磁场以及注射包含易感磁颗粒的浆液，其中磁场发生装置的磁通量至少部分地吸引易感磁颗粒并且将易感磁颗粒引导至导管或阀腔内的预期位置，例如，引导至导管或阀腔的内壁。

如这里提供的磁性-低温阀解决了本领域内已知的低温冷冻压力隔离技术的局限性。例如，磁性-低温阀可安装在导管中，除非被致动否则对流动没有影响，并且一旦被致动，快速控制导管中的流体流动。磁性-低温阀不需要精确机加工或其它高成本制造技术。磁性-低温阀的安装成本预期稍大于包围的管段，但相对于额外的大直径球阀或传统使用的防喷器的成本微不足道。磁性-低温阀需要非常低的维护费用，比传统阀成本低，并且能够安装在地上或地下或海洋应用中、包括深水应用。重要的是，这里提供的磁性-低温阀能够经受多次的冷冻解冻循环并且因此可重复利用，避免了在致动后需要替换阀。这里提供的装置和系统可包括在水下、地下或密封在混凝土中的应用中允许远程致动的特征。本装置和系统可以相对低的增加成本被引入井管中并且被胶合到位。

这里提供的磁性-低温阀总体上被设计为使得它们的注射器不突出到流动通道内。这种设计允许磁性-低温阀在不与通常用于在内部横跨管线和导管以进行监控和执行管线内表面维修的设备干涉的情况下安装。应理解磁性-低温阀可包括当用于监控环境、比如温度或流速而必须时能够被定位于流体流内的元件。这些元件可被设计成使它们在不进行测量时能够撤离流动通道。

这里描述的磁性-低温阀，系统和方法可在流动的流体中产生堵塞，并且在使用这里提供的磁性-低温阀，系统和方法之前不需要额外的装置或机构来转移或阻止导管中的流体流。因此，这里提供的磁性-低温阀，系统和方法避免需要隔离，转移或阻止导管内的流体流或流动来形成堵塞，而现有技术的方法(例如，参考美国专利No.4,370,862，其教导了如果管线中的水被保持静止状态那么冰堵塞可形成在管线中)则需要。

这里提供的磁性-低温阀的另一优势是用于快速地向导管的流体内引入大量负热能的散热装置和机构。通过注射温度低于导管流体的凝固点的、包含易感磁颗粒的浆液，以及利用磁场将易感磁颗粒定位于导管或阀腔内，例如定位于导管或阀腔的内壁附近使它们与导管或阀腔的至少一部分热连通，从流体到热传递系统的热能传递被增强，大大缩短了形成流体冻堵所需要的时间。这与现有技术的冷冻剂方法非常不同。例如，美国专利No.3,857,255描述了用于通过用冷冻剂包围管道来冷冻管道内的流体的装置。在温暖的管道上喷射冷冻剂不会从管道有效地提取热能。相比之下，导热材料的易感磁颗粒用作用于将热能传递离开流体的非常高效的散热装置，允许在不需要转移或阻止流体通过导管的流动的情况下形成流体冻堵。

由于使用这里提供的磁性-低温阀能够高效地从导管中的流体进行热传递，所以与现有技术中描述的热传递系统相比热传递系统的尺寸可被减小。在使用低温冷却的热传递系统的情况下，此尺寸的减小可使得用于冷却热传递系统所必须的冷冻剂的量更少。例如，低温液体在现场可使用增压罐保持。低温制冷系统也可使用，用于避免需要液化气体的库存。

这里描述的磁性-低温阀，系统和方法可被定位成在导管内的任何地方形成堵塞，并且不限制于井头装置。例如，磁性-低温阀可被定位成使得，在致动时，冻堵被形成在采油管柱内。磁性-低温阀可被定位在采油带上方或下方，形成防止导管内的流体流动的冻堵。

磁性-低温阀的所有部件可由适合与冷冻剂一起使用的材料制成。总体上，相对来说不受冷温度影响。管道，阀，容器和其它部件可被设计用于预期的压力和温度，比如用于工业标准，例如，美国机械工程师学会(AME)颁布的规定。这些部件还可被设计用于适应导管内的流体的预期压力和所配置处的环境的预期压力，比如深海位置处存在的高压。例如，这些部件可被设计为具有使它们抵抗被在导管内流动的流体的压力、例如深海钻井的海洋深度处的水压变形，失效或压碎的厚度和/或结构。示例性材料包括钢，高碳钢，包含Cr，Ni或Si的钢，不锈钢，铝，铜，或低温兼容聚合物，比如纤维增强的环氧复合材料和超高分子量聚乙烯，玻璃纤维，石墨，塑料，碳纤维和上述的组合。另外的材料包括本领域内已知的韧性断裂模式高于钢而脆性破裂模式低于钢的合金。这种合金的例子包括在美国专利No.5,352,304；6,183,573；6,212,891；7,235,212；7,648,597和7,727,463中描述的那些。

当这里提供的磁性-低温阀被附接到导管时，热传递系统与导管热连通，当系统被致动时导管将被堵塞，并且注射器装置可被定位成使其在致动时能够与导管内的流体连通。热传递系统可紧密靠近注射器装置。热传递系统可与注射器装置分离某一距离。一个或多个磁场发生装置可被相对于导管或腔室定位于任何地方，只要所产生的磁场产生场线，场线的至少一部分穿透到达流经导管或阀腔的流体，并且与被注入流体内的易感磁颗粒相互作用。例如，磁场发生装置可被定位成使得其至少一个磁铁的北极定位于热传递系统的一侧而至少一个磁铁的南极定位于热传递系统的另一侧上。磁场发生装置可被定位成使得流体在热传递系统的侧面进入热传递系统。多个磁场发生装置可被使用。例如，可在热传递系统的每一侧上定位一个磁场发生装置。

在一些应用中，磁性-低温阀被提供为能够附连到导管的可附接装置。例如，这种结构的磁性-低温阀可被定位和作为紧急流动阻止装置。磁性-低温阀可以多个联锁零件提供，这些联锁零件当被组装时封装该导管并且附接到该导管。这些联锁零件可使用本领域内已知的任何适当的连接装置相互连接以及连接到导管。在一些情况下，可使用凸缘将这些联锁零件相互连接，并且可使用导管上的凸缘将磁性-低温阀连接到导管。凸缘可包括突伸的边沿、边缘、肋部或领部中的任一个，或上述的组合，以及用于将一个部件上的凸缘附接到另一部件上的凸缘的附接装置。在一些情况下，这些联锁零件可通过将一个零件上的凸缘焊接到另一零件上的凸缘进行连接，以将他们连接到一起。在一些实施例中，一个零件上的凸缘被利用连接构件连接到另一零件上的凸缘或连接到导管，比如螺钉连接，螺栓和螺母连接，铆钉螺栓，刺刀式接头，互锁凸片或任意上述的组合。

在一些应用中，被集成的或被组装的磁性-低温阀可包括外螺纹部分，其旋拧到导管的对应内螺纹部分内，使得通过将这两者连接到一起而能够将阀连接到导管。螺纹部分可被包括在磁性-低温阀的两侧上，从而其能够被定位在沿着导管的任何位置点，在不致动时用作流体流经的导管的一部分。在一些情况下，密封件、比如O-环可被包括用于提供防水密封和/或气密性密封。密封件可由与磁性-低温阀操作的预期温度和压力兼容的任何本领域内已知的材料制成。

在磁性-低温阀与导管是集成在一起的部件的情况下，它可具有任何直径或长度。直径和长度的选择可根据将要集成该阀的导管直径和流体通过该导管的流速预测。在一些情况下，磁性-低温阀的内径与将要集成该阀的导管内径相同。在这种结构中，流体应该是以流体动力学没有变化的形式流经该阀。

在一些情况下，磁性-低温阀的至少一部分的内径大于将要集成该阀的导管的内径。在一些情况下，带斜率的或带斜度的结构被适于用于提供从导管的较小内径至磁性-低温阀的较大内径的均匀过度。热传递系统与磁性-低温阀的、比将要集成该阀的导管内径大的那一部分热连通。所生成的示例性结构在图2中示出了。

图2示意出被附接到导管的磁性-低温阀的俯视图。如图所示，磁性-低温阀100的支撑通道160的一部分的直径比附接着该阀的导管的直径大。在此结构中，磁性-低温阀内的流体动力学与导管剩余部分内的流体动力学不同。带斜率的或带斜度的结构被绘示了，意思是带角度的连接部将支撑通道160的较小直径连接到支撑通道160的较大直径部分。这种连接提供从导管的较小内径至磁性-低温阀的较大内径的均匀过度。在阀的边缘处发生非层流流动，同时某一湍流流经该阀。可选地，直径的剧变可使用垂直于构成支撑通道160的管道的连接进行构造。此结构呈现出与图2中描绘的带斜率结构非常不同的流动分布。由于管道直径的变化，湍流和涡流的形成是预期的。

非层流流动发生在阀的边缘处，增大的湍流流经该阀是预期的。由于阀的直径较大，至少在该阀的一些部分中流体的流速会减小。由磁性-低温阀的较大内径产生的额外体积初始时可容纳被注射器装置注入流体流内的易感磁颗粒，磁场发生装置可被定位成使得其磁通量的至少一部分与易感磁颗粒相互作用并且吸引易感磁颗粒或引导阀腔内的易感磁颗粒，例如，引导至热传递系统附近的磁性-低温阀内壁。单个的易感磁颗粒分别与导管或阀腔的至少一部分热连通或与和导管或阀腔的至少一部分热连通的另外的易感磁颗粒热连通，增大了与热传递系统热连通的磁性-低温阀内的散热面积。与热传递系统热连通的颗粒的较高导热率允许热能从流体至热传递系统的、远离导管的增强的传递。

图2示出了磁性-低温阀被集成到导管内并且经由连接器150被附接到导管，使用凸缘与互锁的螺母和螺栓组合。磁性-低温阀可使用本领域内已知的任何适当的连接装置连接到导管，比如螺钉连接，螺栓和螺母连接，铆钉螺栓，刺刀式结构，互锁凸片或上述的任意组合。在一些情况下，可使用凸缘将磁性-低温阀连接到导管。凸缘可包括突伸的边沿、边缘、肋部或领部中的任一个，或上述的组合，以及用于将一个部件上的凸缘附接到另一部件上的凸缘的附接装置。在一些情况下，一个部件的凸缘可被焊接到另一单元的凸缘以将这些连接到一起，或使用螺钉连接螺栓和螺母连接，铆钉螺栓，刺刀式结构，联锁凸片或任意上述的组合被附接到彼此。

磁性-低温阀的可选结构在图3中示出了。图3示意出磁性-低温阀被附接到导管的俯视图，其中磁性-低温阀的支撑通道160的直径与附接着该阀的导管的直径相同。在这种结构中，磁性-低温阀内的流体动力学与导管剩余部分内的流体动力学相同。层流是预期的并且流经该系统的速率希望是一致的，除非磁性-低温阀被致动。一旦被致动并且包含易感磁颗粒的注射器浆液组合物被经由第二注射器装置120注入，磁场发生装置140产生的磁场即将易感磁颗粒引导至导管或阀腔内的预期位置或区域，例如，引导至导管或阀腔的内壁，特别是在热传递系统的附近。单个的易感磁颗粒分别与导管或阀腔的至少一部分热连通或与和导管或阀腔的至少一部分热连通的另外的易感磁颗粒热连通，增大了与热传递系统热连通的磁性-低温阀内的散热面积。与热传递系统热连通的颗粒的较高导热率允许热能从流体至热传递系统的、远离导管的增强的传递。

在一些应用中，磁性-低温阀被设计为用作破裂导管的紧急切断阀。在一些情况下，现有的导管已经破裂，并且磁性-低温阀具有能够包住破裂导管的设计。在图4中示出了一个例子。磁性-低温阀被分离成两个部分，它们可在现场互连到一起以包住破坏导管500。支撑通道的部分160a和160b可使用任何本领域内已知的方法连接到一起，用于连接管道的两个部分以形成连续的导管。例如，这些部分可通过焊接，螺栓，螺钉，密封件，环氧树脂或上述的任意组合进行连接。在一些情况下，一个部分的凸缘可被焊接到另一部分的凸缘以将各部分连接到一起，或使用螺钉连接，螺栓和螺母连接，铆钉螺栓，刺刀式接头，联锁凸片或上述的任意组合互相附接。各部分被对齐使注射器装置110和120被定位在破裂处从而注射器装置与破裂导管内的流体流体连通。如果不能这样的话，则可将支撑通道安装到破裂导管上，并且可使用适当的设备，比如适合与导管内的流体压力一起使用的高压钻井设备，钻孔到破裂导管内使注射器装置110和120与破裂导管的内容物流体连通。单个的热传递装置可设置在磁性-低温阀的支撑通道的每个部分上，或可设置单一热传递系统的各互连部分，这些部分在相连接时形成与破裂导管热连通的连续的热传递系统。

1.热传递系统

用于可逆地调节流体通过导管的流动的磁性-低温阀包括一个热传递系统或一个以上热传递系统的组合。热传递系统与将被提取热能的导管的至少一部分热连通。热传递系统可被直接或间接附接到将被提取热能的导管的至少一部分，只要它与该导管的至少一部分热连通。热传递系统可被以永久的或可拆卸的构型附接到导管。热传递系统可包括围绕着导管附连的环形腔室用于形成冷却带，热能被通过该冷却带从导管和其中的流体提取。

本领域内已知的任何制冷系统可被使用，用于产生用于热传递系统的负热能(例如，用于冷却热传递系统使热能从流体流至热传递系统)。可用于降低热传递系统的温度或赋予热传递系统负热能的制冷系统的例子包括蒸汽压缩制冷系统，特别地具有单级或回转式压缩机，热交换单元，低温冷却和吸收系统。热交换单元在本领域内是广泛已知的(例如，参考美国专利No.7,441,412；7,407,600；7,378,065；7,272,951；7,263,852；7,069,981；7,028,768；7,013,668；6,185,953；5,787,722和5,582,239)。电热传递装置，比如珀耳帖装置(例如，参考美国专利No.7,218,523)也可用作热传递系统。低温冷却系统在本领域内也是已知的并且可用作热传递系统(例如，参考美国专利No.7,921,657；7,415,830；7,273,479；7,185,501和6,658,864)。

任何热传递系统可被构造成与这里提供的磁性-低温阀一起使用。例如，在美国专利No.3,498,071；3,623,337；3,695,301；3,742,723；4,112,706；4,220,012；4,267,699；4,370,862；4,441,328；5,836,167；6,658,864；7,185,501；7,273,479；7,415,830；或7,921,657中描述的热传递系统的任一个或上述的组合可构造成与将要被提取热能的导管的至少一部分热连通，以用作在这里提供的磁性-低温阀的热传递系统。

可用作在这里提供的磁性-低温阀的热传递系统的特殊热传递系统在共同拥有的美国专利申请13/161,411中描述了，该申请被公布为美国专利申请文献No.20110308259(其被整体以引用方式并入本文)。

热传递系统可包括可拆卸的壳体，所述壳体包括用于包围一段导管的侧部分和以密封关系与所述一段导管的相反两端相接合的端部分，侧部分和端部分当围绕着该导管组装时限定出冷却腔，当将来自冷冻剂供应模块的冷冻剂排放到本腔室内时本冷却腔是可操作的，这界定了冷冻剂的体积，冷冻剂的至少一部分与被壳体包围的所述一段导管的外部表面以液相亲密接触，可拆卸的壳体包括允许来自冷冻剂供应模块的冷冻剂进入冷却腔内的入口和用于将用过的冷冻剂排出冷却腔的出口。可拆卸壳体的侧部分可包括第一圆柱形半壳体和第二圆柱形半壳体，第一和第二壳体分别包括纵向延伸的凸缘部分，这些凸缘部分协作以允许这些壳体配合地接合到彼此而形成封闭结构，壳体的端部分包括径向延伸的凸缘部分，用于与被壳体包围的所述一段导管的相反两端配合式接合。在此配置中，被热传递系统包围的导管的区域是磁性-低温阀的阀腔。

被集成到磁性-低温阀内的示例性热传递系统在图5中绘示了。图5示出了磁性-低温阀的截面图。热传递系统130被附接到支撑通道160的壁并且与其热传导，支撑通道160当与包含流体的导管接合时用作流体流经的导管。支撑通道160包括连接器150和150'，用于将磁性-低温阀连接到其中流体流将被调节的导管。磁性-低温阀包括与导管内的流体流体连通的第一注射器装置110。如图示的第一注射器装置110用于在流体进入热传递装置之前将粘合促进剂组合物注射到流体内。如图所示，粘合促进剂组合物也是在易感磁颗粒经由第二注射器装置120引入流体内之前被注射到流体内。第一注射器装置110和第二注射器装置120之间的间隔与第二注射器装置120和热传递装置之间的间隔允许粘合促进剂组合物和易感磁颗粒在到达热传递装置之前与导管内的流体混合。该流体内的混合动力学可通过调节粘合促进剂组合物或注射器浆液组合物或两者被注射到导管内的流体中的流速而进行调节。

图5中示出的热传递系统130是与导管热连通的冷冻剂冷却的腔室。热传递系统包括用于将冷冻剂引入热传递系统腔室内的入口131。入口压力调节器132调节进入热交换装置腔室的冷冻剂的压力。热传递系统还包括用于排出变热的冷冻剂(气体或液体或两者)的出口135。热传递系统包括用于调节热交换装置腔室内的冷冻剂压力的出口压力调节器。通过调节任一个压力调节器或两个调节器，可调节冷冻剂通过热传递系统的流动。

压力调节器还可用于操控热传递系统内腔室的温度。例如，热传递系统中的冷冻剂通过蒸发式热传递系统而进行冷却，在蒸发式热传递系统中液体冷冻剂被转变成气体。从液体冷冻剂相变成气体对于热能传递是有效的，但生成的气体可用作隔离层，从而降低热能传递的效率。提高调节至热传递系统的冷冻剂供应的压力，从变暖的冷冻剂生成的气体可通过进入的冷冻剂的驱使而被从热传递系统除去，除去气体隔离层，从而提高热能从本系统去除的速率。

在热传递系统的出口135处的压力调节器136可用于调节热传递系统的腔室内的冷冻剂压力。为了降低冷却速率，压力控制歧管可被调节用于降低热传递系统内的压力。当热传递系统内的压力升高时，通常可通过在大气压下将液体冷冻剂转变成气体而实现的蒸发式冷却被减慢或防止，这取决于热传递系统内的压力。当压力很高时，液体冷冻剂不能转变成气体或者以比在环境压力下更慢的速率转变，因此从导管中的流体向液体冷冻剂的热传递不如在较低压力环境下所能够实现的热传递高。调节该压力使其以受控的速率升高可导致热传递系统内温度的受控调节。泄压阀137被包括用于释放任何过大压力。

热传递系统可包括管道部分，比如不锈钢管道部分，特别是304不锈钢管道部分，这些部分在组装后形成外套管并且包封将要提取热能的导管的至少一部分。导管的外壁可用作热传递系统的内壁，在围绕着导管装配时在热传递系统内限定出冷却腔。可选地，直径稍大于该导管的带翅状部的管道可在将304不锈钢管道的各部分接合到彼此而形成封闭的冷却腔之前安装在该导管上。带翅状部的管道被安装成与该导管热连通。具有导管能够穿过的开口的钢板可被焊接到外套管的每一端并且围绕着导管。当钢板被焊接在位的情况下，在导管和外套管之间形成带腔的密封导管，导管从每一端伸出。

热交换系统可包括导体表面，其与导管热连通并且包括导热材料。任何本领域内技术人员已知的导热材料可被用作导体表面，在存在时。这种材料的例子包括，但不仅限于，铝，铍，黄铜，镉，碳钢，铬，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡，锌，以及上述的任何组合或合金。

热传递系统可包括致冷剂流经的腔室。致冷剂可包括冷冻剂。热传递系统的腔室可包含或被填充，部分地或完全，导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠。包括导热材料的锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠减少或消除了莱顿弗罗斯特效应。在热交换单元内的导热材料的锉末，镟屑，切屑，小球体或珠增大了表面积并且可引导流体流动或诱导湍流，这可提高从导管至热传递系统的热能传递效率。网筛可被使用，用于将导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠保持在腔室内，并且用于在热传递系统被装填冷冻剂时防止它们被冷冻剂驱出。

热传递系统的外套管可安装着冷冻剂兼容的管道工程接头，以形成一个或一个以上的、进入热传递系统的入口，用于将来自冷冻剂供应单元的冷冻剂传送到热传递系统内。外套管还可安装着冷冻剂兼容的管道工程接头，以形成用于从热传递系统排出冷冻剂的出口。出口可被排放到外界环境或可被连接到回收系统，用于回收和再利用用过的冷冻剂。

热交换单元可包括挡板或翅状部或上述的组合，它们可被构造用于引导或调节冷冻剂或致冷剂在热传递系统内的流动。挡板或翅状部可垂直于导管或以相对于导管的任何角度定位。挡板或翅状部可被用于引导致冷剂或冷冻剂的流动，以最小化热传递系统内的任何死区(没有致冷剂或冷冻剂的区域)。挡板或翅状部可包括用于热能传递的导热材料。导热的挡板或翅状部可被定位于导管附近的任何位置或与导管热接触，以增大热传递的导热区域，从而允许导管和其内容物的热能更加快速地传递到热交换单元，包括传递到冷冻剂或致冷剂和/或在热传递系统内的导热金属的被冷却锉末，镟屑，切屑，小球体或珠。导热挡板和/或翅状部可被构造成与导管热连通并且促进从导管到冷冻剂或致冷剂和在热传递系统内的导热金属的被冷却锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠的能量传递。在热传递系统内的导热金属的锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠增大了表面积并且可调节流体流动和/或诱导湍流，每一者都可以提高从腔室内的流体至热传递系统内的致冷剂或冷冻剂、因此离开和远离导管的热传递效率，降低导管内流体的温度使流体的至少一部分冷冻而形成堵塞，堵塞粘附到导管的内壁，防止导管中的流体经过堵塞。

热传递系统还可包括加热装置，用于融化导管内冻堵的至少一部分。加热装置可局部升高温度至流体的凝固点之上，从而融化堵塞的至少一部分，以便恢复流体通过导管。加热装置可使用任何本领域内已知的方法局部升高温度。例如，加热装置可引入温度高于冻堵的流体，比如气体或液体，以传输热能给冻堵并且因而融化堵塞的至少一部分。加热装置可单方面地或定向地提供热量至在导管内形成的冷冻堵塞。这种定向地施加热能至冻堵附近的导管允许受引导地融化堵塞，比如用于形成穿过堵塞的、液体流体能够流经的通道。这可防止冻堵掉下穿过导管，并且允许受控制地恢复通过导管的流动。

加热装置可选自任何本领域内已知的装置。例子包括居里温度加热器，管内导体热源，加热器带，陶瓷加热器，电阻丝和电阻带加热装置(例如，参考美国专利No.3,793,716；3,814,574；4,238,640；7,066,730；7,461,691；和美国专利文献No.2004-0020642和2005-0092483)。电阻丝或电阻带加热装置的商业实施例(Calrod^TM加热器)，可被构造成符合加热通道的尺寸和形状。加热单元可被包含在通道内并且可被配置为使其与导管热连通但以热传递系统热隔离。例如，加热通道的被指向热交换单元的那一部分可通过不导热材料与热交换单元分离。任何本领域内技术人员已知的不导电材料可被使用。

可选的热传递系统可被使用。图10示出了包括作为热传递系统的低温冷却线圈155的磁性-低温阀100。低温冷却线圈155包括入口131，入口131可被连接到入口压力调节器132，入口压力调节器132经由管道133连接到冷冻剂供应模块。低温冷却线圈155还包括出口135，出口135连接到出口压力调节器136，以及泄压阀137和排出孔138。多个分离的低温冷却线圈可被使用，或形成低温冷却线圈的连续管可被使用。低温冷却线圈可被放置于磁性-低温阀中或围绕着磁性-低温阀设置，或被放置于磁性-低温阀的腔室中或围绕着其设置，在任何配置中，比如是螺旋形绕包或并行绕包。

热传递系统还可包括与磁性-低温阀阀腔相邻的冷却腔。冷却腔允许热能从阀腔传递至冷却腔中的冷冻剂并且最后传出磁性-低温阀。冷却腔可被集成到阀的阀腔部分中。例如，参考图15，磁性-低温阀100的此截面图示出了与第一阀腔部分620相邻的第一冷却腔部分700，和与第二阀腔部分621相邻的第二冷却腔部分701。使第一和第二部分相连接导致在阀腔附近形成多个冷却腔。冷冻剂经由端口705进入每个冷却腔并且经由端口706离开，(但这可以颠倒过来，使冷冻剂经由端口706进入每个冷冻剂循环腔室并且经由端口705离开)。

冷却腔可具有光滑的壁，或冷却腔的壁可以是带脊的、带槽的、带沟的、带缺口的、带褶皱的、带皱起的、带折痕的或被起波状的壁，比如用于增大冷却腔的表面积，比如如图27中所示。冷却腔可容纳或被填充导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，丝线或珠。冷却腔可包含挡板或翅状部。

热传递系统的致动可包括提供致冷剂或冷冻剂至该装置，或提供动力至或到以其它方式接通珀耳帖装置或其它电冷却装置。热传递系统的温度和沿着导管和/或在导管内的温度可用热学监控装置或其它温度传感器比如热电偶监控。热学监控装置可被耦合到计算机模块并且向其提供输入。例如，热传递系统可包括热学监控装置，其可被附接到导管或阀腔的一个或多个位置点用于监控热梯度并且可被包括在热传递系统和导管之间的分界面处用于监控该分界面处的温度。控制热传递系统和热学监控装置或与它们通信的计算机可监控该热梯度和/或热交换速率并且控制其中一个或两者，以最小化或消除导管上的热应力。热传递系统的远程控制可包括，例如，制冷单元的启动和关闭，和阀致动用于管理或调节致冷剂或冷冻剂到热传递系统的流动。热传递系统还可包括压力监控装置，其可经由计算机远程地监控或访问，用于估算热传递系统中的压力，例如蒸汽的压力。热传递系统还可包括泄压阀，其可经由计算机远程地监控或访问，用于调节热传递系统中的压力，例如蒸汽的压力。

用于磁性-低温阀的热传递系统的负热能源，或冷却动力，比如制冷单元或致冷剂或冷冻剂供应模块，可被定位成使其处于相对于磁性-低温阀的任何位置。在一些情况下，负热能源被定位成紧密靠近将被提取热能的导管。例如，通过将制冷单元或致冷剂或冷冻剂供应模块定位成紧密靠近导管，从负热能源至磁性-低温阀的热传递系统的软管或管道的长度可被最小化。对于地下海洋环境来说，可使用可浸入式壳体，用于封装负热能源保护其免于其被浸入的环境。

在一些情况下，负热能源或冷却动力可被定位在距附接着磁性-低温阀的导管很远的距离处。例如，将被提取热能的导管可被置于海床上，而负热能源可被置于水面上的轮船或平台上，经由软管或管道连接到冷却单元，在汹涌澎湃的风浪周期中可能很难保持。相反，负热能源或冷却动力，比如制冷单元或致冷剂供应模块，可被定位成使其紧密靠近将被提取热能的导管。

2.注射器装置

这里提供的磁性-低温阀包括用于将材料引入导管内的流体中的至少一个注射器装置。被注入流体中的材料之一是包含易感磁颗粒的浆液。另外，粘合促进剂组合物也可被注入导管内的流体中。在一些应用中，磁性-低温阀包括用于将包含与磁场相互作用的材料的注射浆液注射到导管内的流体中的至少一个注射器装置。在一些应用中，磁性-低温阀包括用于将包含与磁场相互作用的材料的注射浆液注射到导管内的流体中的一个或多个注射器装置和用于将粘合促进剂组合物注入导管内的流体中的一个或一个以上注射器装置。

注射器装置可被配置成包括导管上的端口或开口，材料可通过该端口或开口被引入导管中使该材料与导管内的流体接触。注射器装置可包括用于控制该材料到导管中的流体内的引入的隔离机构。任何本领域内已知的隔离机构可被使用。例如，可被打开和关闭的机械阀可被用作隔离机构，防止流体从导管流入注射器装置中并且防止材料从注射器装置流入导管内。机械阀可被手动或远程地控制，比如通过包括计算机操作的或可电动致动的阀。当被致动时，机械阀打开将材料引入导管内的流体中。当被失效时，机械阀关闭阻止材料流入导管中。

在一些实施例中，止回阀可被包括在注射器装置中。止回阀可被用作隔离机构和/或可用于防止导管中的流体、比如流动管中的油回流到注射器装置中。任何在较低的温度下、特别是在低温温度下操作的止回阀可被使用。不是所有的应用都需要止回阀；因此，对一些应用来说在注射器装置上可不设置止回阀。例如，在注射浆液被以高于导管或管的预期内部压力的压力输送的应用中，一旦注射浆液的流动被停止，就不再需要止回阀。注射器装置可通过适于包含导管中流体的类型和压力的、手动或远程操作的阀与导管隔离。

注射器装置可包括能够调节材料至和/或通过注射器的流动的一个或多个可致动的流量调节阀。可致动的流量调节阀可被手动或远程地致动，例如通过使用计算机。例如，注射器装置可包括位于将被注射到流体内的材料的源和注射器阀之间的、可远程致动的螺旋管流量调节阀。例如，流量调节阀可被用于调节注射浆液从供应模块至和通过注射器装置的流动。

井套管中的通道可被提供用于将被放置的注射器装置，以当注射器装置被致动时将材料引入到导管、例如生产管中的流体内。可用于输送将被注入流体内的材料的、至注射器装置的管、管道或导管可被制造到套管的每一层内，然后这些套管可被对齐以生成将材料输送到注射器装置内的通道。用于运送将被注射的材料的管或管道也可被引入到形成于两个同心管道之间的环形空间内。

注射器装置及其部件可由任何适合于它们被使用的环境的材料制成。例如，用于构造的管或管道可经工程设计不但用于抵抗导管内流体的预期压力，而且还用于抵抗存在于深海钻井深度处的高水压，包括水下约7,000英尺的深度。本领域内的那些技术人员可选择用于这些应用的管道或管的适当材料以及厚度或设计。管道或管可包括径向或侧向加强部，用于承受在深海钻井深度处存在的水压压力的破坏。管道或管可被制造成具有使得该管道或管抵抗在深海钻井深度处存在的水压造成的变形或压碎的厚度。示例性材料包括不锈钢，铝，铜，或低温兼容聚合物，比如纤维增强的环氧复合材料和超高分子量聚乙烯。注射器，管或管道也可由具有韧性断裂模式高于钢而脆性破裂模式低于钢的合金制成。示例性合金包括在美国专利No.5,352,304；6,183,573；6,212,891；7,235,212；7,648,597和7,727,463中公开的那些。

注射器装置的管或管道可被隔离以使来自周围环境的热污染最小。任何本领域内的那些技术人员已知的、用于隔离管道的技术可被使用。管或管道可被环绕或包封在不导热材料或具有低导热率的材料中。

磁性-低温阀的注射器装置可包括流速计。流速计可与计算机模块通信。来自流速计的数据可被用于确定材料通过注射器装置的流量，并且可被用于调节材料进入导管内流体的流速，手动调节或通过计算机控制自动地调节。流速计可被包括遍布从材料供应模块至材料从注射器装置进入流体的出口点的流体连通路径，用于确定材料通过该系统的流速。任何本领域内已知的流量计可在本系统中使用。流量计可包括桨轮流量计，涡轮流量计，磁性流量计，光学传感器，电磁速度传感器，科氏力流量计，热流量计，超声流量计或本领域内已知的任何其它类型的流量计。本领域内已知的流量计的例子包括美国专利No.7,730,777；7,707,898；4,934,196；4,422,338和RE 31,450，和美国专利申请文献2009-0281671，2005-0288873和2004-0244498。

注射器装置可包括其它部件，比如紧急切断阀，过压阀，换向阀，加热单元和热学监控装置。计算机模块可被用于注射器装置或其附接构件中任一个的自动化。例如，计算机模块可与加热单元、阀、流速计和热学监控装置通信和/或受上述控制，并且能够监控和/或控制材料，例如注射浆液，通过注射器装置进入导管内流体的流动。

3.磁场发生装置

这里提供的磁性-低温阀包括磁场发生装置。磁场发生装置可包括一个或多个磁铁。磁铁可以是电磁铁或永久磁铁或上述的组合。在一些应用中，电磁铁是首选的。磁场发生装置可被定位和定向于任何方向中，例如，由该装置产生的磁场可平行于或垂直于导管指向。图11和图13示出了示例性磁性-低温阀，其包括电磁铁作为磁场发生装置140。电磁铁包括电磁芯体650和电磁螺旋管线圈640。芯体650可使用电磁芯体凸缘656经由电磁芯体端部655附接。图19A和19B示出磁场发生装置、比如永久磁铁或电磁铁可被插入的端口680。磁场发生装置的磁极可与阀腔壁齐平或可穿透进入阀腔。

在一些应用中，磁场发生装置采用电磁铁。电磁铁可包括围绕着芯体的电线绕组(通常由铝，铜或它们的合金制成)，通常、但不必须包括含铁材料。从电源通过电线传输的电流产生磁场。磁场的强度可随着经过电线的电流的量值、电线围绕着芯体缠绕的绕组数量、制成芯体的材料类型、以及芯体的尺寸和形状变化。电线围绕着芯体缠绕的次数与由电磁铁产生的磁场强度之间具有直接关联。所产生的通量密度与电线的绕组数量直接相关，绕组数量越大磁场越强。

多个电磁铁可被用于在腔室内产生磁场。电磁铁的任何配置可被使用，例如，两个电磁铁可被定位成在围绕着磁性-低温阀的腔室的圆形定向上彼此成180°。三个电磁铁可被定位成在围绕着磁性-低温阀的腔室的圆形定向上彼此成120°(例如，参考图12)。四个电磁铁可被定位成在围绕着磁性-低温阀的腔室的圆形定向上彼此成90°(例如，参考图1)。电磁铁可以是模块化的并且被附接到磁性-低温阀或从其移除，比如通过使用凸缘(例如，参考图12，电磁芯体凸缘656)。虽然在图12中示出的电磁铁的螺旋管线圈640包围基本上阀腔的整个长度，但在一些应用中螺旋管线圈可延伸芯体650的整个长度。电磁芯体650可具有磁性-低温阀100的整个长度。虽然图12中示出的电磁铁被示出为包围阀腔的整个长度，一组电磁铁可被用于阀腔的第一部分而单独的另一组电磁铁可用于阀腔的第二部分。而且，虽然图12中示出的电磁铁被定向为与流体通过磁性-低温阀的流动成一直线，但电磁铁的配置可被改变使它们的定向垂直于流动方向，并且不同的电磁铁组可用于阀腔的第一和第二部分。

在一些配置中，当使用电磁铁作为磁场发生装置时，电磁芯体不穿透进入阀腔内。示例性配置在图14中示出了。图中，示出了两个包含电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650的电磁铁。磁场发生器端部685不穿透到阀腔内。

在一些配置中，当使用电磁铁作为磁场发生装置时，电磁芯体穿透到阀腔内。示例性配置在图24中示出了。图中，示出了两个包含电磁螺旋管线圈640和电磁芯体650的电磁铁。电磁芯体端部655穿透到阀腔内并且位于阀腔内。

在任何配置中的电磁铁都可以任何顺序、在任何时间被致动和失效，以调节颗粒收集情况或堵塞完整性或两者。电磁铁可围绕着腔室的周边顺序地致动，或可被成组致动，比如成对地或三个三个地致动。电磁铁可以使腔室内的磁场振荡的方式致动和失效。振荡的磁场可被用于优化颗粒床的形成或在堵塞中诱导加热，以融化堵塞或部分地或完全从腔室的内壁驱逐堵塞。电磁铁可被失效，以诱导或加速堵塞失效，比如当通过管线的流动被恢复时。

电磁铁的芯体可使用任何适当的附接技术连接到磁性-低温阀，比如使用螺钉或螺母和螺栓与凸缘组合或通过焊接。芯体端部可相对于阀腔的壁齐平或可穿透到阀腔内。当芯体端部被构造成进入阀腔内时，该配置被选择为使得芯体端部不妨碍或以任何方式干涉任何可动的在线检查或清洁装置横过阀腔的能力。磁铁的本体或电磁铁的芯体可直接接触磁性-低温阀的外壁，或该装置可被构造成使各磁铁或电磁铁相连接使它们不接触磁性-低温阀的外壁。

当使用电磁铁产生磁场时，可以通过控制流经电线的电流的量值来调节磁场。而且，磁场可通过切断电流而消除。这避免了可能由于被施加到导管的恒定磁场引起的任何损坏，比如，在导管的正常操作过程中，通过流体中的磁性材料的吸引而可能对导管的内壁造成的任何磨损恶化。相反地，在紧急情况下或预测到的潜在紧急情况下，磁性低温阀的磁场发生装置可以通过向围绕芯体的电线绕组提供电流而快速致动以产生强有力的磁场。

在一些应用中，磁场发生装置采用永久磁铁。永久磁铁是由被磁化用于产生不能像电磁铁的磁场那样被切断的永久磁场的材料制成的物体。永久磁铁可以是陶瓷，铁氧体，或包括任何其它适当的磁性材料。在一些情况下，永久磁铁包括稀土元素。例如，永久磁铁可以是选自Nd-Fe-B型，Sm-Co型和Sm-N-Fe型稀土永久磁铁的稀土永久磁铁。永久磁铁可安装在活动轨道上，使磁铁至导管的接近度可被调节。例如，磁铁可被定位得更靠近该导管或被远离导管移动，以调节导管或阀腔内的易感磁颗粒所承受的磁场强度。在一些应用中，磁场发生装置包括与电磁铁组合的永久磁铁组件。永久磁铁或电磁铁可被成对配置，或以交叉形状配置，或以多极形式配置，用于产生不同形状的磁场或以特殊方向定向的磁场。图6A示意出包括围绕着磁性-低温阀的腔室轴向定位的两个电磁铁的磁性-低温阀。图6B示意出包括被定位于磁性-低温阀的阀腔拐角处的四个磁场发生装置、比如永久磁铁的磁性-低温阀。图12示意出包括围绕着磁性-低温阀腔室轴向定位的三个电磁铁的磁性-低温阀。图26示意出包括围绕着磁性-低温阀阀腔的端壁和侧壁轴向定位的二十个单独的电磁铁(图中示出了12个)的磁性-低温阀。

单个磁场发生装置，不管是电磁铁或是永久磁铁，可单独或组合使用在相对于阀腔的许多不同位置。磁场发生装置的数量和位置可被选择用于优化堵塞形成。用于磁场发生装置的示例性放置位置包括阀腔内，阀腔外和嵌置于阀腔壁内，以及这些位置的任何组合。每个磁场发生装置的极性和强度可被单独改变。每个磁场发生装置可被单独振荡。

任何类型的磁场发生装置可被使用。在一些应用中，永久磁铁，电磁铁或上述的组合被使用。可使用的磁铁类型包括铝镍钴合金，陶瓷，铝镍钴合金，和稀土磁铁，比如钕铁硼磁铁。具有相同或不同磁通量密度的磁铁可被选择。在一些应用中，磁场发生装置被选择用于产生至少0.25特斯拉的磁通密度。在一些应用中，磁场发生装置具有至少0.5特斯拉，或至少1特斯拉，或至少1.5特斯拉，或至少2特斯拉，或至少2.5特斯拉，或至少3特斯拉，或至少3.5特斯拉，或至少4特斯拉，或至少4.5特斯拉，或至少5特斯拉，或至少5.5特斯拉，或至少6特斯拉，或至少6.5特斯拉，或至少7特斯拉，或至少7.5特斯拉，或至少8特斯拉，或至少8.5特斯拉，或至少9特斯拉，或至少9.5特斯拉，或至少10特斯拉的磁通密度。在一些应用中，磁场发生装置具有约0.1特斯拉至约15特斯拉的磁通密度。在使用多个磁场发生装置的设备中，其中的至少两个磁场发生装置被定位成使至少一个磁铁的场线穿透到达流经磁性-低温阀的腔室的流体并且与另一磁场发生装置的类似场接触或相互作用。在一些应用中，磁场发生装置被配置用于在阀腔内、比如在阀腔的中心处、或在阀腔内任何其它预期的位置处提供从约0.5特斯拉至约5特斯拉的通量密度。磁场发生装置的强度，尺寸，形状和位置可被选择为使得所产生的磁场产生场线，场线的至少一部分穿透到达流经该腔室的流体并且与被注入到流经该阀的流体内的易感磁颗粒相互作用。磁场可被用于引导易感磁颗粒的沉淀。在一些应用中，磁场使易感磁颗粒集中在阀腔的中心附近或处。在一些应用中，磁场使易感磁颗粒集中在阀腔的端部附近或处。在一些应用中，磁场使易感磁颗粒集中在阀腔的壁附近或处。在一些应用中，多个磁铁的磁场可被用于使易感磁颗粒集中在阀腔内的一个以上位置附近或处。在一些应用中，磁场可被用于使易感磁颗粒集中在阀腔的中心附近和阀腔的壁附近。

在一些应用中，磁性-低温阀的磁场发生装置包括多个在其中可诱导B-场振荡的电磁铁。通过诱导交变磁场，可产生感应加热。例如，浆液中的一些易感磁颗粒可包括铁磁性涂层。交变磁场可激励铁磁性涂层中的磁区。当涂层的磁区随每次震荡重新排列时，涂层中的滞后损失可导致感应加热。感应加热可与导磁性涂层内的通量密度成比例。此感应加热产生的增加的热能可用于融化导管中冷冻流体堵塞，恢复流体流动。因此，用于产生感应加热的交变磁场可避免需要提供用于恢复导管中流体流动的单独的热能装置、比如加热装置。在一些情况下，加热器被包括在磁性-低温阀中并且可被单独使用或与磁性产生的感应加热组合使用，用于提供用于融化导管或阀腔内的堵塞的热能。

磁场发生装置可被定位成使其磁铁具有围绕着导管的任何配置。在一些应用中，磁铁可被围绕着导管周向地布置。在一些应用中，磁铁可平行于流动方向单轴或双轴地布置。在一些应用中，一个磁铁可与另一个磁铁相对定位。每个磁铁产生磁场，磁场的至少一部分穿透导管的壁并且与被引入到导管流体内的易感磁颗粒相互作用。磁场发生装置的磁铁的磁极的定位也可以被调节，以引导导管或阀腔中流体的易感磁颗粒。例如，标准四极磁铁配置可被用于产生幅值随着距其纵向轴线的径向距离而快速增长的磁场。在标准四极磁铁配置中，四个磁铁以交叉形状配置，两个被定位成具有相对的北极，两个被定位成具有相对的南极。在这种配置中，中心处磁场非常低可能为零，并且磁场随着远离中心移动而增大。这可被用于朝向导管壁吸引流体中的易感磁颗粒，因为磁场朝向导管的内表面比在导管的中心处大得多。

这在图6A和6B中示出了。图6A和6B示出易感磁颗粒集中在热传递系统附近的导管内壁。易感磁颗粒170被经由注射器装置120注入导管内的流体中。易感磁颗粒可包含与磁场相互作用的任何材料。材料可被磁场吸引或排斥。颗粒可包含钴，Co-Zr合金，Co-Nb合金，镝，Fe-Si合金，钆，铁，镍铁高导磁合金(镍铁合金)，镍，坡莫合金(铁-镍合金)，稀土过渡金属合金(例如，Gd-Co，Fe-Tb)，尖晶石型铁氧体(MFe₂O₄，其中M是Mn²⁺，Fe²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺和Zn²⁺)和超级坡莫合金(镍铁钼超导磁合金)。特别地，易感磁颗粒可包含钴，铁，镍，磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(Fe₂O₄)或上述的组合。

一旦被注入导管内的流体中，易感磁颗粒170即与磁场发生装置140产生的磁场相互作用。此相互作用导致易感磁颗粒170朝向导管壁移动并且积聚在导管壁上，阀腔的中心处，阀腔的端部处，或上述的任意组合。一些颗粒与和热传递系统130热连通的导管壁直接热连通。其它易感磁颗粒与上述与和热传递系统130热连通的导管壁热连通的颗粒热连通。因为易感磁颗粒170的导热率大于导管内流体的导热率，热能被从流体传递到易感磁颗粒170并且随后传递到与热传递系统130热连通的导管并且传离导管，从而从流体除去热能并且最终导致流体冻堵的形成。

这里提供的磁性-低温阀，系统和方法可在任何环境中使用，包括地面管线和海底和深海应用。磁性-低温阀可被手动操作，或可被配置成远程控制，比如通过用适当软件编程的计算机。当本方法用于水下、比如大洋底时，可完全浸入的制冷单元或冷冻剂供应模块可被使用。对被浸入的制冷器系统或冷冻剂供应模块的控制可从地面、例如从船只或平台提供，比如通过能够在磁性-低温阀的热传递系统和表面之间提供电力、通信和监控的接线或缆线。制冷单元或冷冻剂供应模块可被封装在压力容器或壳体中，以使在水中的暴露最小化并且允许调节容器或壳体内的压力。制冷单元和其压缩机驱动马达可通过来自地面船只或平台的电源或经由电池或浸入的发电系统供电。

C.系统

这里提供的磁性-低温阀可以是从导管提取热能以冷冻其中的流体内容物的至少一部分的系统的一部分。示例性系统包括磁性-低温阀，其被附接到导管的至少一部分并且与其热连通，用于提供注射单元以将包含易感磁颗粒的浆液注入导管内的流体中的浆液模块，可选地用于将粘合促进剂组合物注入导管内的流体中的注射器，和可选地用于磁性-低温阀和注射器的计算机和/或远程控制的控制系统。该系统可包括，但在示例性实施例中不包括，其它部件，比如阀，例如流量控制阀，换向阀和泄压阀，泵，管或管道，一个或多个注射浆液供应模块，粘合促进剂组合物供应模块，冷冻剂供应模块，压力和/或温度监控装置，流量测量装置和计算机控制模块。

示例性系统在图7中示出了。图7示意出水平定向的导管系统，但竖直定向的导管系统也被设想。该系统包括磁性-低温阀，其包括被附接到支撑通道160的第一注射器装置110和第二注射器装置120，包围支撑通道160的至少一部分的热传递系统130，和以四极结构示出的磁场发生装置140(第四磁场发生装置140在示意图中不可见)。磁场发生装置140的定位可改变以由于磁场发生装置140的相互作用而产生不同的磁场。磁性-低温阀的支撑通道160可在一端经由连接器150连接到包含流体的导管500并且在另一端经由连接器150'连接到导管500'。如图所示，流体通过导管从导管500流至导管500'。

第一注射器装置110被经由管道111连接到泵112，泵112经由管道113连接到粘合促进剂组合物供应模块200。第二注射器装置120经由管道121连接到注射浆液供应模块300，注射浆液供应模块300经由管道125连接到压力调节系统350。

热传递系统130被附接到支撑通道160并且与其热连通。热传递系统130包括可包含入口压力调节器132的入口131。入口131可被直接附接到管道133或附接到入口压力调节器132，被连接到管道133至冷冻剂供应模块400。热传递系统130还包括可包含出口压力调节器136的出口135。出口135包括泄压阀137和排出孔138，它们被直接连接到出口135或连接到出口135的出口压力调节器136。

本系统可包括热学监控装置，其可被附接到导管的一个或多个位置点用于监控热梯度，并且可被包含在热传递系统和导管之间的分界面处用于监控该分界面处的温度。本系统可包括计算机，该计算机控制磁性-低温阀和热学监控装置或与它们通信。

1.注射浆液供应模块

这里提供的包括磁性-低温阀的系统可包括注射浆液供应模块。注射浆液供应模块向注射器提供注射浆液。注射浆液包含流体，比如冷冻剂或溶剂或上述的组合，中的易感磁颗粒。浆液可使用任何本领域内已知的方法制备。例如，注射浆液供应模块可包括混合系统，混合系统包括文丘里泵，比如流体喷射器。在这种系统中，流动的流体可经过管道结构，产生足以抽吸颗粒、比如易感磁颗粒使其与流动的流体，比如冷冻剂或溶剂或上述的组合，混合的压力差。喷射器系统是本领域内广泛已知的(例如，参考美国专利No.4,165,571；5,522,419；5,743,637；5,993,167；和6,450,775)并且可与这里描述的注射浆液一起使用。示例性喷射器可被构造成包括可引导流体、比如冷冻剂以形成喷流的喷嘴；文丘里结构，和位于喷嘴和文丘里结构之间的气隙。使用过程中，流体喷流横过该气隙并且进入文丘里结构。文丘里结构包括入口，用于将易感磁颗粒输送至流体喷流的侧通道，以及混合腔室，在混合腔室中易感磁颗粒被流动的流体夹带并且与流动的流体混合。

易感磁颗粒单独或以其它颗粒组合可被经由管、管道或导槽供应到文丘里结构，所述管、管道或导槽具有被定位于文丘里结构的入口附近的排放端，在该端部，由其中的高速流体流制造的真空(负压力)起作用，将颗粒从该管、管道或导槽抽吸到文丘里结构内。控制被添加到导管内的流体中的易感磁颗粒或其它颗粒的量的一个方式是包括计量装置，比如螺旋推运器桶(auger barrel)，其借助于变速马达驱动螺旋推运器来调节流经该螺旋推运器并且进入文丘里混合腔室的易感磁颗粒或其它颗粒的量。任何本领域内已知的计量装置或流量调节装置可被使用，用来计量被添加到流动的流体中的颗粒的量，并且因此用来调节被添加到冷冻剂或流经该注射器的其它流体中的颗粒、例如易感磁颗粒的量。

注射浆液组合物流到注射器内可通过任何本领域内已知的方法调节。例如，压力调节器系统可被附接到注射浆液模块以迫使浆液从供应模块进入注射器内并且将其驱出注射器进入导管内的流体中。通过使用压力调节系统增大或减小被施加到供应模块中的注射器浆液上的压力可导致流出注射器进入流体中的流量增大或减小。

a.注射浆液组合物

i.易感磁颗粒

注射浆液组合物包含易感磁颗粒。易感磁颗粒可具有或包含与磁场相互作用的材料。颗粒可以是顺磁性的，抗磁性的，铁磁性的或上述的任意组合。顺磁性材料的例子包括铝和钛。抗磁性材料的例子包括铋，铜和金。铁磁性材料的例子包括钴，Co-Zr合金，Co-Nb合金，镝，Fe-Si合金，钆，铁，镍铁高导磁合金(镍铁合金)，镍，坡莫合金(铁-镍合金)，稀土过渡金属合金(例如，Gd-Co，Fe-Tb)，尖晶石型铁氧体(MFe₂O₄，其中M是Mn²⁺，Fe²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu^{2 +}和Zn²⁺)和超级坡莫合金(镍铁钼超导磁合金)。易感磁颗粒可包含钴，铁，镍，磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(Fe₂O₃)或上述的组合。

易感磁颗粒通常可被选择成使它们具有比导管内的流体的导热率大得多的导热率值。例如，原油的导热率在从0.120至0.130W/(m·K)的范围内。示例性材料在68°F下的导热率包括对于碳钢为31W/(m·K)，对于钴为40W/(m·K)，对于铜为223W/(m·K)，对于纯铁为42W/(m·K)，对于镍为52W/(m·K)，对于铌为30W/(m·K)，对于银为235W/(m·K)，并且对于锌为116W/(m·K)。因此，易感磁颗粒可被选择为具有大于0.2W/(m·K)，或大于0.5W/(m·K)，或大于0.75W/(m·K)，或大于1W/(m·K)，或大于5W/(m·K)，或大于10W/(m·K)，或大于20W/(m·K)，或大于30W/(m·K)，或大于40W/(m·K)，或大于50W/(m·K)或大于100W/(m·K)的导热率。

共同拥有的美国专利申请13/161,411，被公开为美国专利申请文献No.20110308259(其被整体以引用方式并入本文)，描述了用于从导热金属导管提取热能的方法，装置和系统。在美国专利申请13/161,411中描述的一些实施例中，冷冻剂被注入导管内的流体中用于增大从导管内流体的热能散逸速率。使用磁性-低温阀注入导管内的流体中的注射浆液组合物包括流体中的易感磁颗粒。该流体可以是致冷剂或冷冻剂或上述的组合。

将注射浆液引入导管内的流体中可增大从导管内流体的热能传递速率，与在单独注射冷冻剂或致冷剂的情况下所观察到的结果相比。优于先前的装置和方法的优势在于，通过调节磁场发生装置的磁通量，浆液的易感磁颗粒可被吸引到或引导至导管的内表面，使它们与导管的至少一部分热连通，特别是热传递系统附近的导管，以从导管去除热能。例如，磁场发生装置可被定位成使其磁场将注射浆液组合物的易感磁颗粒引导至与导管的至少一部分热连通的热传递系统靠近的导管内壁，并且易感磁颗粒促进热能从导管内的流体至热传递系统的传递以实现去除。

当磁场发生装置被致动并且注射浆液被引入导管内的流体中时，浆液的易感磁颗粒沉积到导管的内壁有效地增大了导管内壁处的导热性。该导管的导热性被增大，这是因为所沉积的、浆液的易感磁颗粒与导管或阀腔的至少一部分热连通，或与和导管或阀腔热连通的一个或多个易感磁颗粒热连通，或形成易感磁颗粒的链，所述链中的至少一个易感磁颗粒与导管或阀腔热连通。因为易感磁颗粒的导热率大于导管或阀腔内的流体的导热率，所以热能被传递至这些颗粒并且随后被传递至与热传递系统热连通的导管或阀腔并且传离导管，从而从流体去除热能并且最终导致流体冻堵的形成。

具有低导热率的冷冻流体的隔离效果通过引入比冷冻流体导热率高的易感磁颗粒而克服，提供了通过冷冻流体至热传递装置的热连通通道。这导致导管或阀腔内的流体，在与通过仅使用被附接到导管或阀腔的热传递装置能够实现的时间相比短得多的时间内，快速同心冷冻。

易感磁颗粒，其能够被冷却到低于导管内流体的凝固点的温度，加速热能从该流体的去除以及它的凝固和冷冻和/或冻堵的形成。易感磁颗粒可用作成核位置，成核时或由于成核，与颗粒接触的导管内流体损失热能并且可以凝固。随着流体热能的减少而增加流体中成核位置的数量可加速在导管或阀腔内被至少部分凝固的固体流体的多个部分的形成。所述至少部分凝固的固体流体的多个部分可与磁场发生装置的磁场相互作用并且被引导至导管或阀腔内的任何预期位置，比如引导至阀腔的中心，引导至阀腔的一端，或引导至热传递系统附近的阀腔壁，在这里，由于磁场与通过热传递系统的作用而冷冻至预冷却的导管的组合，它们粘附到一起。所述至少部分凝固的固体流体的多个部分还可能相互碰撞而形成更大的聚合体，通过与磁场发生装置的磁场相互作用，此更大的聚合体可被引导至热传递系统附近的导管壁。聚合体撞击的增生以及它们通过与磁场发生装置的磁场的相互作用而被导向的沉淀可足以导致在与只有冷冻剂被注入导管中的流体内时所需的时间相比更短的时间内在导管中形成冻堵。

热传递系统从外向内从导管或阀腔及其内含物中去除热能，与通过注射包含导热率值比流体导热率大得多的易感磁颗粒的注射浆液、而将负热能引入导管或阀腔内的流体中相结合，导致热能从流体快速去除以及在导管或阀腔壁上形成和建立冷冻流体，导致冻堵的形成。冻堵包含易感磁颗粒的被包裹颗粒床。堵塞将上游压力负载传递至导管或磁性-低温阀的腔室壁，使流体通过磁性-低温阀的流动停止并且帮助保持堵塞完整性。

因此，注射浆液组合物的易感磁颗粒可以促进热能从导管中的流动流体到导管或阀腔、特别是到被冷却的导管或阀腔的传递，比如可以通过磁性-低温阀的热传递系统的致动来实现。易感磁颗粒可通过磁场发生装置被定位，特别是被定位到被热传递系统冷却的导管附近，这促进冷冻流体堵塞粘附到导管或阀腔的壁上，并且增强导管或阀腔内的冷冻流体到导管或阀腔壁、以及随后到冷冻流体层上的沉积速率。

注射浆液的易感磁颗粒可被选择为具有任何预期的尺寸和/或形状。例如，颗粒可以立方体，片体，细粒，柱形，环形，杆形，针形，棱柱形，盘形，纤维形，角锥体，球体，椭球状体，扁长球体，扁圆球体，椭球，卵圆形，六面体，六角棱柱体，二十四面体，八面体，截顶八面体，十二面体，三角柱或任意非几何形状或这些形状的任意组合。这些颗粒还可以是实心的或空心的。空心杆和球是本领域内已知的(例如，参考美国专利No.5,693,269；5,322,652；4,775,598；和4,565,571)。由多种不同的合金、包括不锈钢制成并且具有宽泛范围尺寸的空心珠可从United States Ball Corp.(La Mirada，CA)得到。

易感磁颗粒可以是或包括包含导热材料的局部或完整涂层，所述导热材料比如是铍，黄铜，镉，碳钢，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡或锌，或它们的任意组合或合金。易感磁颗粒可包括包含氧化物的局部或完整涂层。氧化物可包括氧化铝，铝，钡，铍，铋，铬，钴，铜，钆铱，铁，镁，锰，钼，镍，铌，硅土，硅，银，钽，钍，锡，钛，钨，钒，钇，锌，氧化锆或锆或上述的组合的氧化物。

易感磁颗粒可包括包含抗腐蚀材料的局部或完整涂层。任何本领域内已知的抗腐蚀材料可被用于至少部分地涂覆易感磁颗粒。例如，易感磁颗粒可包括包含抗腐蚀材料的涂层，该抗腐蚀材料比如是锌，镁或镉或这些中的任何两种或更多种的合金，例如，Zn/Mg合金或Mg/Cd合金(例如，参考美国专利No.6,399,146)。

颗粒的尺寸和/或形状可被选择为用于选择颗粒的表面积，例如，用于最小化表面积或最大化表面积，或以其它方式促进导管内的冷冻流体的成核或形成。具有较小表面积的较大颗粒趋于具有包含负热能的较高能力。例如，用于减小比表面积的一种方式是选择具有更加一致的表面几何形状的颗粒。较大的易感磁颗粒可借助于磁场发生装置被引导至或吸引至阀腔内的区域、比如中心，至一端，或至导管的内壁，并且有效地增大导管内壁的表面积，促进热能传出导管内的流体，传递至颗粒以及至被附接到导管的至少一部分的热传递单元。

另一种减小比表面积的方式是减小颗粒尺寸。易感磁颗粒的尺寸，如通过其特征长度(例如，直径)测量的，并且只受注射器装置的开口尺寸限制。易感磁颗粒的尺寸可比注射器的开口尺寸小10％。在一些应用中，颗粒尺寸可以是注射器的开口尺寸的90％。易感磁颗粒可具有非常宽的颗粒尺寸分布(例如，从微毫米尺寸的颗粒到直径20cm的颗粒)。易感磁颗粒可具有从约1nm至约100μm颗粒尺寸。易感磁颗粒可具有大于100μm但小于5cm、比如在1000μm和1cm之间的颗粒尺寸。易感磁颗粒可具有在500μm和2.0cm之间，或1500μm和0.5cm之间，或0.01mm和750mm之间，或0.1mm和500mm之间，或1mm和100mm之间，或0.5mm和50mm之间的颗粒尺寸。在一些应用中，颗粒可以是直径小于100μm、比如直径在1nm和99μm之间的微颗粒。在一些应用中，颗粒可以1μm至约100μm并且可以是磁流变流体的一部分(例如，参考美国专利No.8,631,917(Piech等，2014)和7,306,083(Ulicny等，2007)。在一些应用中，颗粒可小于1μm，比如从约1nm至约900nm并且可以是铁磁流体的一部分(例如，参考美国专利No.7,063,802(Tsuda等，2006)和4,356,098(Chagnon，1982)。

注射浆液可包括的易感磁颗粒的量基于注射浆液的重量计在0.01％至95％范围内。在一些应用中，仅仅易感磁颗粒被注射，或易感磁颗粒的量在浆液中大于95％，或浆液载体的量在浆液中为1％或更少。可包括在注射组合物中的颗粒的量可取决于颗粒的几何形状和它们在流体中的包裹情况。颗粒的尺寸分布的一致性还可能影响颗粒包裹情况和可被引入的颗粒的量、特别是在较高浓度下(例如，按注射浆液的重量计高于75％)。

单模式、双模式和多模式的颗粒尺寸分布是可接受的。例如，形成不均匀颗粒尺寸分布的颗粒组合可被使用。易感磁颗粒可具有非常宽的颗粒尺寸分布(例如，从微毫米尺寸的颗粒到直径20cm的颗粒)。在一些应用中，具有不同颗粒尺寸的易感磁颗粒可被选择并且被顺序地注射到磁性-低温阀内。不同尺寸的颗粒可在不同的时间注射。可首先注射较大颗粒，然后逐渐注射较小的颗粒，直到通过磁性-低温阀的流动被停止。除颗粒尺寸之外，颗粒形状也可改变，以形成包含颗粒的被包裹颗粒床的堵塞。作为例子，具有下述直径的易感磁颗粒可被选择：直径是入口直径的约50％的第一颗粒；直径是第一颗粒直径的约50％的第二颗粒；直径是第二颗粒直径的约50％的第三颗粒；直径在从1至100μm范围内的第四颗粒；和直径小于1μm的第五颗粒。在示例性方法中，先注射第一颗粒，然后是第二颗粒，第三颗粒，第四颗粒和第五颗粒。

在图6B中示出了这种情况，其中170a，170b，170c，170d和170e代表不同颗粒尺寸的易感磁颗粒。较大的颗粒170a被捕获在电磁场发生装置140产生的磁场中并且在阀腔的端部附近开始形成被包裹的颗粒床。随后注射的较小的颗粒170b和170c也被阀腔中的磁场捕获并且堆积在较大的颗粒170a后面。更小的颗粒170d和170e可渗透穿过早先注射的颗粒之间的任何间隙空间并且被较大的颗粒阻止，但这些更小的颗粒也可被磁场阻止。这导致包含颗粒的被包裹颗粒床的堵塞，将上游压力负载传递至磁性-低温阀的腔壁，这阻止流体流经磁性-低温阀并且帮助保持堵塞完整性。

虽然示出了越来越小的颗粒的顺序注射，但具有不同直径的颗粒可以任何顺序注射，并且一些颗粒可注射一次以上。例如，再参考图6B，注射方法可包括注射颗粒170a和170b的混合物，接着注射颗粒170d，接着注射颗粒170b，接着注射颗粒170e。颗粒尺寸和颗粒注射顺序的任何组合可被用于形成被包裹的颗粒堵塞。阀腔中的颗粒的体积分数可以随时间而增大。在注射纳米颗粒的情况下，易感磁颗粒的体积分数可以是70％或更大，或80％或更大，或90％或更大。

注射器浆液的易感磁颗粒可具有双模式颗粒尺寸分布。在一些应用中，一种分布模式的平均颗粒尺寸在约1000μm和约17cm之间而另一种分布模式的平均颗粒尺寸约1nm和100μm之间。

注射易感磁颗粒可使堵塞的热传递速率增大50％以上，或60％以上，或70％以上。如在例子4中描述的，用于清油冻堵的热传递速率比包含易感磁颗粒的油冻堵的小。在例子4中获得的结果表明所使用的易感磁颗粒使热传递速率增大了近70％。

选择具有不同颗粒尺寸的易感磁颗粒的组合可允许形成包含颗粒的被包裹颗粒床的堵塞，而不使用任何冷却，或不使用任何冷冻剂。可选地，冷却或冷冻剂可被使用。在一些应用中，易感磁颗粒可在注射这些颗粒之前被冷却至低温温度。在一些应用中，易感磁颗粒位于包括作为载体的冷冻剂的低温注射组合物中，该低温注射组合物被注入磁性-低温阀的腔室中。

低温注射组合物可包括一定量的易感磁颗粒，其中颗粒的总重量基于注射浆液的重量计在0.05％至90％或约90％的范围内，或在0.1％至85％，或1％至80％，或5％至75％，或10％至70％，或15％至65％，或20％至60％，或25％至50％，或5％至25％或10％至30％，或25％至75％，或30％至60％的范围内。注射浆液可包括的易感磁颗粒的量基于注射浆液组合物的重量计为1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，41％，42％，43％，44％，45％，46％，47％，48％，49％，50％，51％，52％，53％，54％，55％，56％，57％，58％，59％，60％，61％，62％，63％，64％，65％，66％，67％，68％，69％，70％，71％，72％，73％，74％，75％，76％，77％，78％，79％，80％，81％，82％，83％，84％，85％，86％，87％，88％，89％，90％，91％，92％，93％，94％或95％，或者浆液中的易感磁颗粒的量可在a或约a至b或约b的范围内，其中a是易感磁颗粒的上述百分之数中的任何一个而b是易感磁颗粒的上述百分之数中>a的任何一个，比如从85％至95％，或71％至91>，或43％至93％等。

ii.浆液载体

注射浆液包括载体。载体可以是与易感磁颗粒兼容的任何流体。在一些情况下，载体是冷冻剂。冷冻剂可以是在低于-40℃，或低于-100℃，或低于-110℃，或低于-120℃，或低于-130℃，或低于-140℃，或低于-150℃，或低于-160℃的温度下沸腾的液体。例如，液氩的沸点约-186℃。冷冻剂可以是液氮，液体氧，液态氦，液态氖，液体甲烷，液态天然气，液氩，液态氧化二氮，液态二氧化碳，液体或上述的组合。特别是，冷冻剂可以是液氩或液氮或上述的组合。

注射浆液可包括的冷冻剂的量基于注射浆液组合物的重量计在1％至99％，或2％至95％，或3％至90％，4％至85％，或5％至75％，或10％至70％，或15％至65％，或20％至60％，或25％至50％，或5％至25％，或1％至10％，或10％至40％的范围内。注射浆液可包括的冷冻剂的量基于注射浆液组合物的重量计为1％，1.5％，2％，2.5％，3％，3.5％，4％，4.5％，5％，5.5％，6％，6.5％，7％，7.5％，8％，8.5％，9％，9.5％，10％，10.5％，11％，11.5％，12％，12.5％，13％，13.5％，14％，14.5％，15％，15.5％，16％，16.5％，17％，17.5％，18％，18.5％，19％，19.5％，20％，20.5％，21％，21.5％，22％，22.5％，23％，23.5％，24％，24.5％，25％，25.5％，26％，26.5％，27％，27.5％，28％，28.5％，29％，29.5％，30％，30.5％，31％，31.5％，32％，32.5％，33％，33.5％，34％，34.5％，35％，35.5％，36％，36.5％，37％，37.5％，38％，38.5％，39％，39.5％，40％，40.5％，41％，41.5％，42％，42.5％，43％，43.5％，44％，44.5％，45％，45.5％，46％，46.5％，47％，47.5％，48％，48.5％，49％，49.5％，50％，50.5％，51％，51.5％，52％，52.5％，53％，53.5％，54％，54.5％，55％，55.5％，56％，56.5％，57％，57.5％，58％，58.5％，59％，59.5％，60％，60.5％，61％，61.5％，62％，62.5％，63％，63.5％，64％，64.5％，65％，65.5％，66％，66.5％，67％，67.5％，68％，68.5％，69％，69.5％，70％，70.5％，71％，71.5％，72％，72.5％，73％，73.5％，74％，74.5％，75％，75.5％，76％，76.5％，77％，77.5％，78％，78.5％，79％，79.5％，80％，80.5％，81％，81.5％，82％，82.5％，83％，83.5％，84％，84.5％，85％，85.5％，86％，86.5％，87％，87.5％，88％，88.5％，89％，89.5％，90％，90.5％，91％，91.5％，92％，92.5％，93％，93.5％，94％，94.5％，95％，95.5％，96％，96.5％，97％，97.5％，98％，98.5％，99％或99.5％，或者浆液中冷冻剂的量可在c或大约c至d或大约d的范围内，其中c是冷冻剂的前述百分数中的任一个并且d是冷冻剂的前述百分数中>c的任一个，例如，从5％至95％，或42.5％至76.5％，或11％至41％等。

被注入导管内的流体中的注射浆液组合物的量可不同，并且可取决于流体的成分或流体的流速或导管的尺寸或上述的组合。因此，被添加到流体的注射浆液组合物的准确量一定程度上取决于这些情况。所添加的注射浆液组合物的量可用每加仑或升流体所添加的注射浆液组合物的量来表示。通常是用桶(或bbl，其中bbl＝42US加仑或约159L)表示流体的量较方便。在预定的导管区域中，比如所附接的热传递系统下方的冷却地带中，的流体的量可用标准算法计算。

一旦确定了通过导管的流速，即可计算将要添加到流体中的注射浆液的量。被添加到导管内的流体中的注射浆液的量可在0.01至500磅/bbl的范围内，或在0.05至300磅/bbl的范围内，或在0.1至250磅/bbl的范围内，或在0.5至125磅/bbl的范围内，或在0.75至100磅/bbl的范围内，或在1至100磅/bbl的范围内。

iii.溶液

注射浆液可以包括溶剂。溶液可作为膜散布在易感磁颗粒的表面上。溶液可以是水或非水性有机液体。当溶液是水时，它在暴露于冷冻剂中时可冷冻。非水性有机液体在暴露于冷冻剂中时可能会冷冻或可能不冷冻。可被包括的非水性有机液体的例子是苯，乙酸乙酯，丙苯，乙酸丁酯，环己醇，聚醚，丁酮，石油醚，己烷，庚烷，环己胺，石脑油，异丙基联苯，萜烯，甲苯，二甲苯，六甲基二硅醚，八甲基环四硅氧烷，二苯基硅氧烷或三甲基硅氧烷基封端的聚二甲基硅氧烷流体。溶液还可选自：乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，间二甲苯，对二甲苯以及任意上述的组合。低温注射组合物中的溶液的量基于注射浆液的重量计可在0.05％至75％，或0.1％至70％，或0.5％至60％，或1％至50％，或5％至25％范围内。低温注射组合物可包括的溶液的量基于注射浆液组合物的重量计为0.01％，0.05％，0.1％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，41％，42％，43％，44％，45％，46％，47％，48％，49％，50％，51％，52％，53％，54％，55％，56％，57％，58％，59％，60％，61％，62％，63％，64％，65％，66％，67％，68％，69％，70％，71％，72％o，73％，74％或75％，或者浆液中的溶液的可在e或大约e至f或大约f的范围内，其中e是溶剂的前述百分数中的任一个并且f是溶剂的前述百分数中>e的任一个，比如从0.01％至5％，或0.1％至74％，或3％至33％等。

b.注射浆液组合物的制备

注射浆液组合物可通过任何本领域内已知的混合流体与颗粒的方法制备(例如，参考美国专利No.7,807,112；7,785,998和7,683,098；和美国专利申请文献No.US2011/0085229；US2010/03118598；和US2009/0215255)。例如，如这里提供的注射浆液组合物可通过将包括在注射浆液组合物中的易感磁颗粒引入可加压的混合槽内而进行。该槽可包括与冷冻剂兼容的混合器用于搅拌液体冷冻剂与易感磁颗粒使颗粒散布在冷冻剂中。该混合槽可被构造成包括包含管路混合器(比如在商业上可从Silverson，Admix，Fluko和其它供应商得到)的循环软管，管路混合器与冷冻剂兼容并且能够承受低温温度，以确保贯穿冷冻剂与颗粒的整个混合过程并且帮助颗粒散布在组合物中的冷冻剂中。混合装置，包括管路混合器，在本领域内是广泛已知的(例如，美国专利No.5,738,772；5,076,930；4,729,664和4,533,123)。

低温注射组合物还可以通过提供注射器管现场制作，其中当液体冷冻剂流经单向球阀时易感磁颗粒被经由该球阀引入到液体冷冻剂中，易感磁颗粒进入冷冻剂液体内的计量在引入导管内的流体中之前进行。

2.粘合促进剂供应模块

在这里提供的包括磁性-低温阀的系统可包括粘合促进剂供应模块。粘合促进剂与导管中的流体相互作用，使其更易于粘附到导管或阀腔的壁上。趋于使流体更易于粘附到导管或阀腔的壁上的任何材料可被使用。例如，趋于增大流体粘度的任何材料可用于粘合促进剂组合物中。允许流体覆盖在导管或阀腔的壁上的任何材料也可被包括。例如，一材料减小流体的表面张力，使该材料存在时比不存在该材料时流体更容易弄湿导管或阀腔的表面。表面张力降低剂在本领域内已知了。

粘合促进剂供应模块包括直接能够连接到磁性-低温阀的注射器上的管道或管，或者此供应模块的管道或管可被连接到与磁性-低温阀的注射器连接的泵。粘合促进剂模块和注射器之间和/或泵和注射器之间的阀可被用于调节粘合促进剂组合物通过注射器以及进入导管内的流体中的流动。粘合促进剂供应模块可包括管路混合器。流量计可被包括在粘合促进剂供应模块和磁性-低温阀的注射器之间的通路中，用于测量粘合促进剂的流速。在一些应用中，控制系统操作地调节粘合促进剂通过粘合促进剂供应模块至磁性-低温阀的注射器的流速。

粘合促进剂组合物到磁性-低温阀的注射器内的流动可通过本领域内已知的任何方法进行调节。例如，一个或多个阀可被打开以增大流量或被关闭以减少通过系统的流量。另外或可选地，当存在泵时，泵的速度可被调节，以调节粘合促进剂通过本系统、到注射器并且最后进入导管内的流体的流动。

a.粘合促进剂组合物

粘合促进剂组合物可被注入导管中的流体内，以增强流体到导管壁的粘附。粘合促进剂组合物还可增强流体冻堵到导管壁的粘附。趋于使流体更容易粘附到导管壁上的任何材料可被使用。例如，趋于增大流体粘度或减小导管内流体的表面张力的任何材料可被包括在粘合促进剂组合物中。表面张力降低剂是本领域内已知的。表面张力降低剂的例子包括表面活性剂，磺酸和磺酸的碱金属盐，酒精，胺，酯，硅氧烷比如聚二甲基硅氧烷，以及其中烷基链长度在约2至约30个碳之间的单和二烷基化噁唑啉。示例性磺酸和磺酸盐包括十二烷基苯磺酸，1-辛烷磺酸钠(sodium 1-octane sulfonate)，烷基萘磺酸盐。示例性酒精包括乙醇，丙醇，异丙醇，丁醇，已醇，庚醇，辛醇和乙氧基化壬基酚。表面活性剂可包括阴离子，阳离子，非离子，两性离子和/或两性剂和任何上述的组合。表面活性剂可以是含氟表面活性剂。可作用张力降低剂的示例性酯包括多元醇或多元醇的衍生物，例如，丙三醇，三甲醇丙烷，聚已二醇和异戊四醇。可作用张力降低剂的示例性胺包括甲氧基亚甲基六甲三聚氰胺(hexakis methoxy methylene melamine)。

可包括在粘合促进剂组合物中的表面张力降低剂的量可取决于流体的成分或流体的流速或导管的尺寸或上述的组合。例如，可包括在粘合促进剂组合物中的表面张力降低剂的量基于组合物的重量计可以在约0.01％和约50％之间。在一些应用中，组合物中表面张力降低剂的量可以在0.1％和25％之间，或在0.5％和20％之间，或1％和10％之间，或0.005％和5％之间。粘合促进剂组合物可包括的表面张力降低剂的量基于该粘合促进剂组合物的重量计是0.001％，0.005％，0.01％，0.05％，0.1％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，41％，42％，43％，44％，45％，46％，47％，48％，49％或50％，或表面张力降低剂的量可以在g或大约g至h或大约h的范围内，其中g是表面张力降低剂的前述百分数中的任一个并且h是表面张力降低剂的前述百分数中>g的任一个，例如，从0.001％至0.5％，或1％至47％，或5％至15％等。

已经确定将表面活性剂引入导管内的流体中趋于提供更加均质的冷冻流体并且可用作粘合促进剂。本领域内已知的任何表面活性剂可被使用，包括阳离子，阴离子，非离子和两性离子型表面活性剂，包括硅酮表面活性剂。示例性表面活性剂在现有技术中讨论了(例如，参考美国专利No.3,760,598；4,634,050；6,464,148；和7,562,831，特别是美国申请文献No.2011/0308259，第[0234]-[0238]段，每一个都被整体以引用方式并入本文)。

示例性两性表面活性剂包括三甲铵乙内酯，磺基三甲胺乙内酯，咪唑啉甜菜碱和烷基酰胺丙基甜菜碱。示例性非离子型表面活性剂包括选自下述的乙氧基化非离子型表面活性剂：环氧乙烷与在直线型或支化型链结构中具有从8至22个碳原子的脂肪醇的缩合产物以及环氧乙烷与壬基苯酚、苯酚、丁基苯酚、二壬基苯酚、辛基苯酚或其它苯酚的缩合产物，山梨酸酯和氧化胺，乙氧基化C₁₀-C₂₀醇，脂肪酸，脂肪胺或甘油酯，烷基多糖苷，甲基葡糖苷酯，以及这些非离子型表面活性剂和混合。其它示例性非离子型表面活性剂包括：Tergitol(Dow Chemical Co.，Midland，MI)，这是一种非离子型壬基苯酚聚氧乙烯醚表面活性剂，Tergitol NP-33[9016-45-9]，这是一种α(壬基酚)-Ω-多羟基(氧代-1,2-乙二醇)；Antarox(一种氯封端聚醚非离子表活性剂)；辛基酚聚氧乙烯醚；非离子型壬基苯基聚乙二醇醚；壬基苯基聚乙二醇醚；PEG-9壬基苯基醚；POE(10)壬基苯酚；POE(14)壬基苯酚；POE(15)壬基苯酚；POE(15)壬基苯基醚；POE(18)壬基苯基醚；POE(20)壬基苯酚；POE(20)壬基苯基醚；POE(30)壬基苯酚；POE(4)壬基苯酚；POE(5)壬基苯酚；POE(6)壬基苯酚；POE(8)壬基苯酚；聚乙二醇450壬基苯基醚；聚乙二醇450壬基苯基醚非离子型表面活性剂；聚乙二醇单(壬基苯基)醚；聚乙二醇单(壬基苯基)醚二醇；聚氧乙烯(10)壬基苯酚；聚氧乙烯(14)壬基苯酚；聚氧乙烯(1.5)壬基苯酚；聚氧乙烯(20)壬基苯酚；聚氧乙烯(30)壬基苯酚；聚氧乙烯(4)壬基苯酚；聚氧乙烯(5)壬基苯酚；聚氧乙烯(6)壬基苯酚；聚氧乙烯(8)壬基苯酚；聚氧乙烯(9)壬基苯基醚；聚氧乙烯(n)-壬基苯基醚；聚氧乙烯壬基苯酚；POE壬基苯酚；Protachem 630；Sterox；Surfionic N；T-DET-N；Tergitol NP；Tergitol NP-14；Tergitol NP-27；Tergitol NP-33；Tergitol NP-35；Tergitol NP-40；Tergitol NPX；Tergitol TP-9；Tergitol TP-9(非离子型)；Triton N；Triton X；Dowfax 9N；壬基苯酚乙氧基化壬基酚；二醇，聚乙二醇，单(壬基-苯基)醚；Igepal CO；Igepal CO-630；聚乙二醇壬基苯基醚；Makon；Neutronyx 600；Nonipol NO；壬苯聚醇；壬苯醇醚；壬苯醇醚-15；壬苯醇醚-18；壬苯醇醚-20；壬基苯酚聚氧乙烯醚；壬基苯酚聚乙二醇醚；壬基苯基聚乙氧基醇；辛基酚聚-乙氧基乙醇；具有作为表面活性剂分子一部分的聚氧化烯聚合物的非离子型表面活性剂，该聚合物为例如脂肪醇的氯-、苄基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-和其它类似的烷基修饰聚乙二醇醚；聚亚烷基氧化物自由的非离子型，例如烷基糖苷；山梨聚糖和蔗糖酯以及它们的聚氧乙烯醚；烷氧基乙二胺；醇烷氧基化物例如醇乙氧基丙氧基化物，醇丙氧基化物，醇丙氧基化物，聚氧乙烯醚丙氧基化物，醇聚氧乙烯醚布托昔酯；壬基苯酚聚氧乙烯醚，聚氧乙烯乙二醇醚；羧酸酯例如甘油酯，聚氧乙烯酯，脂肪酸的乙氧基化和乙二醇酯；羧酸酰胺例如二乙醇胺凝析物，单乙醇胺凝析物，聚氧乙烯脂肪酸酰胺；和聚亚烷基氧化物嵌段共聚物，包括环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物例如以商标名(BASF-Wyandotte)市场供应的那些。

示例性阴离子型表面活性剂包括碱金属烷基硫酸酯，烷基或烷基芳香基硫酸酯，直链或支链烷基醚硫酸酯和硫酸酯，醇聚丙氧基化和/或聚乙氧基化硫酸酯，烷基或烷基芳香基二硫酸酯，烷基二硫酸酯，烷基磺基琥珀酸酯，烷基醚硫酸酯，直链和支链醚硫酸酯，及其混合物。

示例性阳离子表面活性剂包括精氨酸甲基酯，链烷醇胺和烷基酰胺，及其混合物。其它示例性阳离子表面活性剂包括但不限于由自由基可聚合丙烯酸或甲基丙烯酸酯或酰胺单体衍生的均聚物和共聚物。各共聚物可包含从下述衍生的一或多种单元：丙烯酰胺，异丁烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺，丙烯酸或甲基丙烯酸或它们的酯，乙烯基酰胺例如乙烯基吡咯烷酮或乙烯基己内酰胺，和乙烯基酯。示例性聚合物包括丙烯酰胺和由硫酸二甲酯或由卤化烷基季铵化的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物；丙烯酰胺和甲基丙烯酰基乙氧基三甲基氯化铵的共聚物；丙烯酰胺和甲基丙烯酰基乙氧基三甲基铵硫酸甲酯的共聚物；乙烯吡咯烷酮/二烷基-氨基烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的共聚物，可选地季铵化，例如International Specialty Products以商品名GAFQUAT^TM销售的产品；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯/乙烯基己内酰胺/乙烯吡咯烷酮三元共聚物，例如International SpecialtyProducts以商品名GAFFIX^TM VC 713销售的产品；乙烯吡咯烷酮/聚甲基丙烯酰胺丙基二甲胺共聚物，International Specialty Products商品商标名STYLEZE^TM CC 10；和乙烯吡咯烷酮和季铵化二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺共聚物，例如International SpecialtyProducts以商品名GAFQUAT^TM HS 100销售的产品；乙烯吡咯烷酮和乙烯基咪唑四元聚合物，例如BASF以商标名销售的产品(产品名称FC 905，FC 550，和FC 370)；乙酰胺乙氧丁基三甲基氯化铵，山嵛酰胺丙基二甲胺，山嵛酰胺-丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，山嵛基三甲基氯化铵，鲸蜡基乙基吗啉氮鎓硫酸乙酯铵，西曲氯化铵，椰油酰胺丙基乙基-二甲基硫酸乙酯铵，联十六烷基-二甲基氯化铵，二甲基硅氧烷羟基丙基三甲基氯化铵，羟乙基山嵛酰胺丙基磷酸氢二胺氯化铵，季铵盐-26，季铵盐-27，季铵盐-53，季铵盐-63，季铵盐-70，季铵盐-72，季铵盐-76，水解胶原蛋白，PPG-9二乙基氯化铵，PPG-25二乙基氯化铵，PPG-40二乙基甲基氯化铵，硬脂烷氧基氯化铵，硬脂酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，硬脂二甲基羟丙基水解麦蛋白，硬脂二甲基羟丙基水解胶原蛋白，麦胚油酰胺-丙基苄基二甲基氯化铵，麦胚油酰胺丙基乙基二甲基硫酸乙酯铵，下述二甲基二烯丙基氯化铵的聚合物和共聚物，例如聚季铵盐-4，聚季铵盐-6，聚季铵盐-7，聚季铵盐-10，聚季铵盐-11，聚季铵盐-16，聚季铵盐-22，聚季铵盐-24，聚季铵盐-28，聚季铵盐-29，聚季铵盐-32，聚季铵盐-33，聚季铵盐-35，聚季铵盐-37，聚季铵盐-39，聚季铵盐-44，聚季铵盐-46，聚季铵盐-47，聚季铵盐-52，聚季铵盐-53，聚季铵盐-55，聚季铵盐-59，聚季铵盐-61，聚季铵盐-64，聚季铵盐-65，聚季铵盐-67，聚季铵盐-69，聚季铵盐-70，聚季铵盐-71，聚季铵盐-72，聚季铵盐-73，聚季铵盐-74，聚季铵盐-76，聚季铵盐-77，聚季铵盐-78，聚季铵盐-79，聚季铵盐-80，聚季铵盐-81，聚季铵盐-82，聚季铵盐-84，聚季铵盐-85，聚季铵盐-87，PEG-2-椰油基氯化物，及其混合物；聚烯化亚胺例如聚乙二醇亚胺，含有乙烯吡啶或乙烯吡啶单元的聚合物，聚胺和表氯醇的凝析物；季聚氨酯；伯、仲、或叔脂肪胺的盐，可选地聚氧化烯化；咪唑啉的季铵盐衍生物，或氧化胺；单-、二-或三-烷基季铵盐与平衡离子的化合物，平衡离子为例如氯化物，甲基硫酸盐，对甲苯磺酸盐，包括但不限于，西曲氯铵，黥蠟基二甲基氯铵和山嵛基三甲基硫酸甲酯铵。

有机硅表面活性剂也可被使用。例如，在一些实施方式中，有机硅表面活性剂包括表面活性聚二有机硅氧烷，例如美国专利No.4,421,656中描述的。在一些实施方式中，有机硅表面活性剂可选自二甲硅氧烷共聚物和烷基二甲硅氧烷共聚物及其混合物中。这种有机硅表面活性剂的例子包括的混合物二甲硅氧烷共聚物和环聚二甲基硅氧烷，例如DowCorning(Midland，MI)以商品名DC3225C或DC2-5225C销售的，具有包含从5至22碳原子的烷基自由基的聚烷基聚醚聚硅氧烷共聚物，例如十六烷基二甲硅氧烷共聚物，例如EVONIKGoldschmidt GmbH(德国Essen)以商品名 EM-90销售的，二甲硅氧烷共聚物和环五聚二甲基硅氧烷(85/15)的混合物，例如Goldschmidt以商品名 EM-97销售的，直链型聚醚改性有机硅乳化剂，包括甲醚聚二甲基硅氧烷，例如PEG-3甲醚聚二甲基硅氧烷，PEG-9甲醚聚二甲基硅氧烷，PEG-10甲醚二甲基硅氧烷，PEG-11甲醚二甲基硅氧烷，和丁基醚二甲基硅氧烷(可购自Shin-Etsu(Akron，Ohio))；支链型聚醚改性有机硅乳化剂，例如PEG-9聚二甲基硅氧乙基二甲基硅氧烷(Shin-Etsu)，烷基共改性支链型聚醚硅氧烷，例如月桂醇PEG-9聚二甲基硅氧乙基二甲基硅氧烷(Shin-Etsu)，含有聚亚烷基氧化物基团的硅氧烷，例如商业供应的乳化剂7001，由Momentive Performance Materials(Albany，NY)制造，Dow Corning FG-10， L-77(聚亚烷基氧化物改性七甲基三硅氧烷，其中含有甲基端基和一个侧基并且平均分子量为645)，和 L-7608(聚亚烷基氧化物改性七甲基三硅氧烷，含有氢端基和一个侧基并且平均分子量为630)，可购自Momentive Performance Materials；Lambent^TM MFF-199-SW(含有一个氢端基和一个聚环氧乙烷侧基并且平均分子量在600至1000)之间，可购自Lambent Technologies Inc.(Gurnee，Illinois)；有机硅共聚物基的羧酸盐，例如SW-CP-K(含有邻苯二甲酸盐端基和一个聚环氧乙烷侧基并且平均分子量在800和1100之间)，和Lube CPI(含有邻苯二甲酸端基和3至5个侧基并且平均分子量在2900和5300之间)，可购自Lambent Technologies Inc.；烷基-二甲硅氧烷共聚物型表面活性剂，例如美国专利No.7,083,800中描述的，包括以商品名" WE 09"、" WS 08"和" EM 90"(EVONIK Goldschmidt GmbH，德国Essen)商业销售的有机硅乳化剂，和阳离子有机硅乳化剂，例如美国专利No.5,124,466中描述的。

阴离子表面活性剂包括，但不限于，下述中的一或多种，羧酸盐(酯)，例如，非局限于，烷基羧酸盐(诸如羧基酸和/或其盐)，聚烷氧基羧酸盐(诸如聚羧基酸和/或其盐)，醇乙氧基化物羧酸盐，壬基酚乙氧基化物羧酸盐，或它们的组合物；磺酸盐(酯)，例如，非局限于，烷基磺酸盐，烷基苯磺酸盐(诸如十二烷苯磺酸和/或其盐)，烷基芳基磺酸盐，磺化脂肪酸酯，或它们的组合物；硫酸盐(酯)，例如，非局限于，硫酸酒精，硫酸醇乙氧基化物，硫酸烷基酚，烷基硫酸盐，磺基琥珀酸盐，烷基醚硫酸盐，或它们的组合物；磷酸盐(酯)，例如，非局限于，烷基-磷酸酯，或它们的组合物。示例性阴离子表面活性剂，包括钠烷基芳基磺酸盐，α-烯烃磺酸盐，脂肪醇硫酸盐，和它们的组合物.

示例性两性表面活性剂(或两性离子表面活性剂)包括，但不限于，咪唑啉衍生物，甜菜碱，咪唑啉，磺基甜菜碱，丙酸酯，氧化胺，或它们的组合物，包括咪唑啉甜菜碱，二甲基烷基月桂醇甜菜碱，烷基甘氨酸，和烷基二(氨乙基)甘氨酸。

可包括在粘合促进剂组合物中的表面活性剂的量可取决于流体的成分或流体的流速或导管的尺寸或上述的组合。例如，可包括在粘合促进剂组合物中的表面活性剂的量基于组合物的重量计可以在约0.01％和约50％之间。在一些应用中，组合物中的表面活性剂的量可以在0.1％和25％之间，或0.5％和20％之间，或1％和10％之间，或0.005％和5％之间。粘合促进剂组合物可包括的表面活性剂的量基于粘合促进剂组合物的重量计为0.001％，0.005％，0.01％，0.05％，0.1％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，41％，42％，43％，44％，45％，46％，47％，48％，49％或50％，或者表面活性剂的量可以在i或大约i至j或大约j的范围内，其中i是表面活性剂的前述百分数中的任何一个并且j是表面活性剂的前述百分数中>i的任何一个，比如从0.001％至0.5％，或0.5％至50％，或0.05％至15％等。

如上面所讨论的，包括在将被注入导管内的流体中的粘合促进剂组合物中表面活性剂的量可不同，并且可取决于流体的成分或流体的流速或导管的尺寸或上述的组合，并且因此所添加的表面活性剂的精确量在一定程度上可取决于这些情况。所添加的表面活性剂的量可用每加仑或升流体添加的表面活性剂的量表示。在预定的导管区域中，比如所附接的热传递系统下方的冷却地带中，的流体的量可用标准算法计算。因为通过导管的流速可能变化，所以通常用桶或bbl中的流体的量表示较方便。或者通过向导管内的流体中注射包含具有表面活性剂的冷冻珠的低温注射组合物，或者通过向导管内的流体中注射表面活性剂，被添加到导管内的流体中的表面活性剂的量可在0.01至150磅/bbl的范围内，或在0.1至100磅/bbl的范围内，或在0.5至75磅/bbl的范围内，或在1至65磅/bbl的范围内，或在1.5至50磅/bbl的范围内，或在1至10磅/bbl的范围内。无机和有机颗粒，比如粘土矿物和硅藻土，也可被包括在粘合促进剂组合物中。

粘合促进剂组合物可包括溶剂。溶液可从任何已知的溶剂中选择。示例性溶剂包括乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，水，间二甲苯，对二甲苯或任意上述的组合。

粘合促进剂组合物中的溶液的量基于粘合促进剂组合物的重量计可以在0.05％至85％，或0.1％至80％，或0.5％至75％，或1％至50％，或5％至50％，或5％至25％，或1％至15％，或0.5％至10％，或0.05％至5％的范围内。粘合促进剂组合物可包括的溶液的量基于粘合促进剂组合物的重量计可以为0.001％，0.005％，0.01％，0.05％，0.1％，0.5％，1％，2％，3％，4％，5％，6％，7％，8％，9％，10％，11％，12％，13％，14％，15％，16％，17％，18％，19％，20％，21％，22％，23％，24％，25％，26％，27％，28％，29％，30％，31％，32％，33％，34％，35％，36％，37％，38％，39％，40％，41％，42％，43％，44％，45％，46％，47％，48％，49％，50％，51％，52％，53％，54％，55％，56％，57％，58％，59％，60％，61％，62％，63％，64％，65％，66％，67％，68％，69％，70％，71％，72％，73％，74％，75％，76％，77％，78％，79％，80％，81％，82％，83％，84％或85％，或者溶液的量可以在k或大约k至l或大约l的范围内，其中k是溶剂的前述百分数中的任何一个并且l是溶剂的前述百分数中>k的任何一个，比如从0.001％至1％，或0.1％至84％，或5％至45％等。

3.冷冻剂供应模块

在一些情况下，磁性-低温阀包括包含冷冻剂的热传递系统。在这种情况下，系统包括冷冻剂供应模块。冷冻剂供应模块向热传递系统提供冷冻剂。冷冻剂供应模块可包括与外界环境接触的不导热表面，以使冷冻剂供应模块从外界环境热学隔离。冷冻剂供应模块可由与配置该模块的外界环境相适合的材料构造。例如，在本系统在水下使用的实施例中、特别是在深海钻井应用中，冷冻剂供应模块可由足以承受在该深度处的压力的材料构造，这些压力包括在水下5,000英尺或更深处由水施加的压力。水下建筑领域内的技术人员对构造能够包含冷冻剂并且承受该深度处环境水压力的冷冻剂供应模块所必须的结构比较熟悉。例如，冷冻剂供应模块可由钢筋或复合材料构造并且被加固以承受环境水压力。

冷冻剂供应模块的管道，阀，容器和其它构件可被设计用于预期的压力和温度，比如用于工业标准，例如，美国机械工程师学会(ASME)颁布的规定。冷冻剂供应模块包括低温储存罐或被构造用于容纳液体冷冻剂的其它容器。在多数情况下，储存罐包含用于容纳液体冷冻剂的内容器和用于暴露于外部环境中的外容器，其中内容器被设计为使从外容器到内容器的任何热传递最小。冷冻剂供应模块还包括用于向热传递系统提供冷冻剂的管道或管，并且可包括用于为储存罐装填冷冻剂的管道或管。

在一些应用中，压力控制歧管存在于冷冻剂供应模块中用于控制冷冻剂被供应到热传递系统处的压力。压力控制歧管可用于维持或调节热传递系统中的热传递。在蒸发换热系统中，比如可以通过使用液体冷冻剂，例如液氮或液氩，实现的蒸发换热系统中，液体冷冻剂蒸发成气体对于热能传递来说是有效的，但生成的气体可用作隔离层，因而降低了热能传递的效率。通过调节冷冻剂供应至热传递系统的压力，由变暖的冷冻剂生成的气体可被进入的冷冻剂的力从热传递系统除去，除去了气体隔离层，从而提高了热能从该系统去除的速率。

冷冻剂供应模块可直接通过管道或管向热传递系统提供流体冷冻剂，或冷冻剂供应模块可被连接到与热传递系统连接的泵。冷冻剂供应模块可包括用于监控冷冻剂或携带着冷冻剂的管道或上述的组合的温度的热学监控装置。冷冻剂供应模块还可包括用于确定来自该模块的冷冻剂的流量的流速计。冷冻剂供应模块还可包括用于监控该模块中冷冻剂的量的液位计。

冷冻剂供应模块包含冷冻剂并且将冷冻剂供应到磁性-低温阀的热传递系统。任何本领域内已知的冷冻剂可被使用。冷冻剂可包括可在使用条件下传递热能的任何液体。示例性液体冷冻剂可包括液态二氧化碳，液态氨，液化的氯氟化烃，液化气体比如液氮，液体氧，液态氖，液氩，液态氧化二氮，氢氟乙烷，五氟丙烷，三氯-单氟代甲烷，二氯二氟甲烷，或上述的混合物或任意组合。在一些情况下，沸点为-40℃或更低的冷冻剂被选择。在一些情况下，沸点为-150℃或更低的冷冻剂被选择。在一些情况下，冷冻剂被选择为沸点低于-40℃，或-50℃，或-60℃，或-70℃，或-80℃，或-90℃，或-100℃，或-110℃，或-120℃，或-130℃，或-140℃，或-150℃，或-160℃，或-170℃，或-180℃，或-190℃，或-200℃。在一些应用中，冷冻剂是液氮或液氩或上述的组合。

在一些应用中，压力控制歧管设置在热传递系统的出口处，用于控制热传递系统内冷冻剂的压力。压力控制歧管可用于调节热传递系统中的热传递。当希望快速提取热能(冷却)时，压力控制歧管被构造成使得热传递系统内的压力接近环境压力，促进液体冷冻剂到气态的蒸发，从而由于蒸发冷却而快速去除热能。如果希望降低冷却速率，那么压力控制歧管可被调节为升高热传递系统内的压力。当热传递系统内的压力升高时，通常通过在大气压下使液体冷冻剂转变成气体能够实现的蒸发冷却被减慢或停止，取决于热传递系统内的压力。当压力高时，潜伏的热量可以被热传递系统中的液体冷冻剂从导管内的流体提取车辆，但液体冷冻剂不能转变成气体，因此从导管中的流体热传递到液体冷冻剂补如在较低压力环境中能够实现的高。在一些情况下，调节该压力使其以受控的速率升高可导致热传递系统内温度的调节受控，允许通过调节热传递系统内冷冻剂的压力来控制热传递系统内的温度。因此，可以通过改变热传递系统内的压力来改变该温度。热传递系统中可控制的温升可被用于赋予热能给与热传递系统热接触的导管，提供导管内冻堵的受控的融化。

a.管或管道

冷冻剂供应模块，以及泵和可能存在的阀，经由管或管道流体连通并且能够经由管或管道连接。该管或管道可由可适用于配置本系统的环境的材料和结构构造。例如，对于深海钻井应用来说，管或管道可经工程设计用于抵抗存在于深海钻井深度处的高水压力。本领域的技术人员可选择用于这些应用的、管或管道的合适材料和厚度或设计。管或管道可包括径向或侧向加固件，以承受存在于深海钻井深度处的水压压力造成的压缩。管或管道可被制造为具有使管或管道抵抗被在深海钻井深度处存在的水压变形或压碎。管可被构造用于环境压力并且可被隔离以最小化来自周围环境的热学污染。管可使用任何本领域内技术人员已知的技术从外界环境隔离。在一些实施例中，管或管道可被环绕或包封在不导热材料中。在一些实施例中，管道或管可包括其中内管道或管位于外管道或管内部的共轴管，并且内管道或管和外管道或管之间的空间包括不导热材料作为隔离物。任何本领域内已知的不导热材料可被使用。

b.流速计

在一些实施例中，流速计可被包括在这里提供的系统中，例如，设置在将冷冻剂输送到热传递系统的管道或管中。一个或多个流速计可被定位于冷冻剂供应模块和热传递系统之间的流体路径中用于测量通过本系统的总流量。流量计可选自：科里奥力流量计，电磁速度传感器，磁性流量计，光学传感器，热流量计，涡轮流量计，超声流量计或本领域内已知的任何其它类型的流量计(例如，参考美国专利No.7,730,777；7,707,898；4,934,196；4,422,338和RE 31,450，和美国专利申请文献2009-0281671，2005-0288873和2004-0244498)。流速计可与计算机模块通信用于系统的自动化。来自流速计的数据可被用于确定通过本系统、特别是通过热传递系统的冷冻剂的流量，并且可被用于调节冷冻剂通过本系统的流速，或者以手动方式或者经由计算机控制。流速计可被包括在从冷冻剂供应模块至用过的冷冻剂从热传递系统排出的位置点的整个流体连通路径中，用于确定冷冻剂的流速。

c.调节阀

冷冻剂供应模块还可包括能够用于调节冷冻剂从冷冻剂供应模块到磁性-低温阀的热传递系统的流动的调节阀。在一些应用中，一个或多个调节阀可被定位于冷冻剂供应模块和可能存在的泵之间，或热传递系统，或上述的组合。调节阀可被手动地控制。调节阀可包括电螺旋管阀。调节阀可与计算机通信和/或被计算机控制。计算机可通过打开或关闭调节阀或调节这些调节阀中的一个或多个调节阀被打开的程度以及允许致冷剂流经本系统而调节冷冻剂通过本系统的流动。

4.计算机模块

在一些应用中，系统包括用于系统自动化的计算机模块。计算机模块可与磁性-低温阀的任何部分或包含磁性-低温阀的系统的元件通信和/或控制上述。计算机模块可用于控制磁场发生装置及其相关元件，或冷冻剂供应模块及其相关元件，或注射器浆液模块及其相关元件，或粘合促进剂组合物供应模块及其相关元件，或任意上述的组合。计算机模块和磁性-低温阀的任何部分或包含磁性-低温阀的系统之间的通信可利用任何适当的技术进行，包括电磁(EM)发射信号，泥浆脉冲遥测技术，交换的分组网络，或基于连接的电子信号。通信介质可以是线，缆，波导，光纤，流体比如泥浆，或任何其它介质。通信介质可包括一个或多个通信路径。例如，一个通信路径可将计算机模块耦合到热传递系统而另一通信路径可将计算机模块耦合到冷冻剂供应模块。通信介质还可被用于传送数据，比如温度或压力传感器测量结果。例如，来自被附接到导管的温度传感器的测量结果可被发送至计算机模块进行进一步处理或分析或存储。通信介质可允许以足以允许计算机模块执行数据的实时收集和分析的速度通信，所述数据来自被设置于井下或与磁性-低温阀或包含磁性-低温阀的系统相关联的其它地方的传感器。

这里提供的方法可体现在具有计算机可读程序的计算机可读存储介质中，所述计算机可读程序用于指导所描述的磁性-低温阀或包含磁性-低温阀的系统的操作。计算机可读程序可包括用于操作磁性-低温阀或包含磁性-低温阀的系统的指令。

例如，计算机模块的计算机处理器可以通过操控从冷冻剂供应模块至热传递系统的流体流路径中的一个或多个阀来控制和/或调节冷冻剂通过热传递系统的流动。可远程致动的或可控制的调节阀、比如电螺旋管阀可在计算机的控制下。例如，计算机可失效一个或多个电螺旋管阀以调节通过热传递系统的冷冻剂流。计算机模块还可监控和/或记录整个系统的温度。热传递系统内的温度和沿着导管的温度，特别是在热传递系统附近的温度，可用与计算机模块通信的热学监控装置、比如热电偶监控。

D.方法

这里提供了用于可逆地调节通过导管的流动的方法。这里提供的磁性-低温阀和包括磁性-低温阀的系统可用于可逆地调节流体通过导管的流动。当使用这里提供的磁性-低温阀和包括磁性-低温阀的系统时，例如，当致动被集成或附接到充满流体的导管上的磁性-低温阀时，磁性-低温阀能够输入足够的负热能并且从流体和导管提取热量，降低导管内的流体的温度，流体变浓最后凝固。这里提供的方法可致使导管流体的至少一部分的温度降低至-20℃至-200℃之间的温度。在一些方法中，导管流体的温度可被降低到-150℃或更低的温度。

致动磁性-低温阀，通过将包含易感磁珠的注射浆液组合物引入导管或阀腔内的流体中，另外导致负热能的大量下沉。通过热传递系统被附接到导管或阀腔的至少一部分，致动还导致热能从导管和其中的流体中提取。致动还导致磁场的产生，该磁场与易感磁珠相互作用并且将它们引导至导管或阀腔中的预期位置，例如，导管或阀腔的内壁，通常在热传递系统附近。通过注射浆液组合物进行负能输入和通过热传递系统进行热提取相结合导致流体，比如包含原油或其它石油产品的流体，在导管或阀腔的被降低了温度的区域内(通常在热传递系统附近)同心地凝固，连续减小导管或阀腔的直径并且最终形成粘附到导管或阀腔内壁的堵塞，使导管与冻堵密封。堵塞可被保持附接到导管或阀腔壁，在所希望的时间内阻止其流动，例如，直到导管修复为止。通过在堵塞附接到导管或阀腔的位置附近保持降低的温度，可延长堵塞的附接时间。在一些方法中，热传递系统包括热电模块或珀耳帖装置。在一些方法中，热传递系统包括如这里描述的冷冻剂冷却的热交换单元。

这里提供的方法包括将包含易感磁颗粒的注射浆液组合物注入导管内的流体中。注射浆液组合物还可包含其它成分，比如载体，包括冷冻剂和溶剂和上述的组合。注射浆液组合物的引入缩短了冻堵形成所需的时间，因为它导致向导管内的流体中大量流入负热能。另外，通过易感磁颗粒与磁场发生装置产生的磁场的相互作用，负热能的离散颗粒可从流体吸收热，通过这些颗粒被磁场的吸引力引导，例如引导至热传递系统附近的内导管或阀腔壁，被易感磁颗粒吸收的、来自流体的热能可被传递至热传递系统。因此，与只注入冷冻剂所观察到的相比，热能从流体的去除以热能从流体散逸的增大的速率发生。易感磁颗粒被预冷却至低于导管内流体凝固点的温度加速了流体温度的降低以及流体的凝固和冷冻。由于磁场作用在易感磁颗粒上的吸引力，变冷的流体被导向至热传递系统附近、预冷却的导管附近，这还加速了流体冻堵在导管或阀腔中的形成速率。

另外，被预冷却的易感磁颗粒还可导致流体中和/或部分凝固的流体中局部浓度升高。通过磁场发生装置的磁场，部分凝固的流体在易感磁颗粒上的累积可迅速指向任何预期的位置，例如导管或阀腔壁，从而加速在导管或阀腔中流体冻堵的形成速率。因而，利用这里描述的系统和方法，与只将冷冻剂注入导管中的流体内相比，冻堵的形成在大大缩短的时间内发生。

已经确定将粘合促进剂组合物引入导管的流体内趋于提供更加一致的冷冻流体或促进冻堵到导管或阀腔内壁或两者的粘附。在这里提供的方法中，粘合促进剂组合物可包括本领域内已知的任何表面张力降低剂。表面张力降低剂的例子包括表面活性剂，磺酸，磺酸的碱金属盐，酒精，胺，酯，硅氧烷、比如聚二甲基硅氧烷，以及其中烷基链长度在约2至约30个碳之间的单和二烷基化噁唑啉。粘合促进剂组合物可在距将注射器浆液注入导管内的流体中的位置很远的位置处被注入流体内。粘合促进剂组合物可在与将注射器浆液注射到流体内的位置邻近的位置注入流体中并且与注射器浆液同时注射。

致动被附接到导管的磁性-低温阀使热传递系统从导管和其内含物、从外向内去除热能，通过将包含易感磁颗粒的注射器浆液引入流体内而将负热能引入到导管内的流体中，导致流体冻堵形成。热能被传递离开流体，特别是利用易感磁颗粒传递至热传递系统附近的被冷却导管，如能够通过利用磁场发生装置的磁场操控易感磁颗粒的运动实现的，能够增强被冷冻的流体堵塞到导管或阀腔的壁上的粘附以及加速被冷冻的流体到导管或阀腔的壁上的沉积速率以及随后到被冷冻流体层上的沉积速率。

这里提供的磁性-低温阀或包含该磁性-低温阀的系统可被附接到完整的导管。在用于可逆地防止流体通过导管的流动的方法中，磁性-低温阀在必要时作为导管的紧急切断机构致动。例如，磁性-低温阀可在导管失效或破坏的情况下致动。这里描述的磁性-低温阀和系统还可以用于提供防止流体流经破坏或破裂的导管的装置。在这些情况下，本方法可包括识别导管上的破坏位置；配置磁性-低温阀，将磁性-低温阀附接到断裂、破裂或破损位置下面(相对于通过导管的流动方向)的位置点处、导管的完好区域中；并且致动磁性-低温阀，足以形成阻止流体通过导管的流动的流体冻堵的时间。在这里提供的方法中，磁性-低温阀可被保持于主动热交换中，以保持被冷冻的流体堵塞牢固粘附到内导管壁直到导管修复为止。然后，当希望恢复流体通过导管的流动时，本方法包括向导管提供热能的步骤。在某一特定温度下，被冷冻的流体堵塞开始融化并且从导管的内表面脱离。一旦堵塞从导管的内表面脱离，导管内的流体压力将驱使冻堵移动，恢复流体通过导管的流动。

磁场发生装置的磁场可用于恢复流体在导管中的流动。例如，在一些方法中，磁性低温阀的磁场发生装置可包括在其中可诱发B-场振荡的多个电磁铁。通过诱发交变磁场，可产生感应加热。例如，浆液中的一些易感磁颗粒可包括铁磁性涂层。这些铁磁性涂覆的易感磁颗粒可被均匀地包括在注射浆液中，所以它们被散布在整个流体冻堵中。通过变化磁场，颗粒上的铁磁性涂层的磁区可激励。当涂层的磁区随着每次震荡进行重新排列时，涂层中的滞后现象导致感应加热。感应加热可与可导磁涂层内的通量密度成比例。当被涂覆的颗粒均匀地分布在冷冻的流体堵塞中时，通过交变磁场引发的感应加热使冻芯的温度更加均匀地升高。在某一特定温度下，被冷冻的流体堵塞开始融化并且从导管的内表面脱离。

在冻堵开始形成后铁磁性涂覆的易感磁颗粒可被包括在注射浆液中，这样铁磁性涂覆的易感磁颗粒被集中在堵塞的中心附近。通过变化磁场，颗粒上的铁磁性涂层的磁区可被激励并且涂层中的滞后损失导致感应加热。因为被涂覆的颗粒被集中在被冷冻的流体堵塞的中心附近，所以通过变化磁场引起的感应加热将导致冷冻芯的中心温度升高，生成流体能够流经的通道，恢复流体流动。这种恢复流动的方法好处在于被冷冻的流体芯可保持附接在导管壁上，最小化了在其发生融化和流体流动恢复时像射弹一样掉下去的可能性。

在一些方法中，加热装置被包括在磁性-低温阀中，这些加热装置被致动以提供热能来融化导管内的堵塞。在一些方法中，加热装置与磁性产生的感应加热结合来提供用于融化导管内的堵塞的热能。

在一些方法中，加热装置可被布置用于，在导管内被冷冻的流体的堵塞的区域中，单方面地或定向地向导管提供热能。在被冷冻的堵塞附近定向施加热能到导管允许定向地融化堵塞，比如用于形成穿过堵塞的通道，在冻堵保持粘附在导管的内壁上时液体流体可流经该通道。这防止冻堵掉下穿过导管，并且允许受控地恢复流体通过导管的流动。

在一些方法中，旁通回路可被包括在本系统中，以在解冻前消除冻堵任一侧的压力差，从而最小化或消除被部分冷冻的堵塞掉下而穿过系统的可能性。旁通回路允许在解冻被冷冻的流体堵塞前引入流体以加压导管的低压侧，从而在堵塞从导管的内壁上脱离之前平衡导管内、被冷冻的流体堵塞两侧上的压力。

这里提供的方法在导管、比如井或管线中形成流体、比如油和/或气体的冻堵，以使流体通过导管的流动停止。堵塞用于使流体暂时性停止流动，比如在油井中的生产。在一些情况下，油井可以是地上管线或地下管线，而在其它情况下，油井可以是离岸的，以及可以是深海油井。在这里提供的系统和方法中，堵塞可以现场形成，并且可通过允许堵塞融化而很容易地去除，被动地去除，或通过受控地调节堵塞附近的温度，比如通过经由在导管的附接着热传递系统的区域附近的加热装置或经由利用磁场发生装置磁性产生的感应加热来施加热能。

在一些方法中，在导管中流动的流体包含碳氢化合物。已经发现，通过从包含碳氢化合物的流体提取热能而形成在碳氢化合物流体中的堵塞可以是无定形的，由于较高分子量的分子与较低分子量的材料的沉淀/冷冻速率不同。在这些方法中，在碳氢化合物流体的热提取和冷冻之前，粘合促进剂组合物、特别是包含至少一种表面活性剂的粘合促进剂组合物被注射到导管内的流体中，导致该流体更加均质地冷冻并且促进冻堵更好地粘附在导管的内表面。

很多时候当流体流经导管时、比如油流经井时需要被停止。例如，在暴风雨环境中海上油井中的油的流动，或在井口装置上进行维修时，或者在出现导管发生破坏或破裂的灾难事件时、比如在地震事件中作为紧急切断装置，需要使用某种类型的堵塞来使流体停止流动。这里提供的磁性-低温阀和系统可用于在井中形成在热学上可逆的流体堵塞，在表面上或在任意深度，比如在泥岩线下面约250英尺处(即，海底下面250英尺)或在深水应用中，其中浮式钻船或半潜式钻井平台可在6,000英尺或更深的水深处操作。因此，提供了在流体中生成冻堵的方法，其中该方法包括将包含易感磁颗粒的注射浆液组合物以及可选的粘合促进剂组合物引入到导管内的流体中。磁场发生装置被致动，从而至少部分地将颗粒引导至热传递装置附近的导管内壁。注射浆液组合物和可选的粘合促进剂组合物可被注入到流体内，直到流体变粘稠或直到流体抵抗流动或流体开始冷冻或流体变成固体为止。

这里提供的方法可用于暂时性隔离油井。本方法包括致动被附接到油井中生产管的一部分上的磁性-低温阀，使其热传递系统与该生产管的至少一个部分热接触，以及致动第一注射器以将如这里提供的包含易感磁颗粒的注射浆液组合物注入流体内，比如注入生产管中的油内，以及致动第二射器以注入如这里描述的粘合促进剂组合物。

E.例子

下面的例子被包含进来用于说明目的，不意于限制这里提供的实施例的范围。

例子1-只有机油

测试了凝固的油堵塞承受压力的能力。堵塞的强度用Test Resources 310Series Universal Testing Machine(UTM，Test Resources,Inc.，Shakopee，MN)进行分析。堵塞用这里提供的不锈钢0.5英寸原型磁性-低温阀形成。该原型磁性-低温阀的阀腔的几何形状基本上是圆筒形的，具有带斜度的端部壁，如图28中所示。阀腔的宽度是进入管道直径的3x(1.5英寸)，阀腔的长度是阀腔宽度的3.33x(5英寸)。两个最大通量密度为13,200Gs或1.32T的0.5英寸N50 NdFeB磁铁彼此相对地定位于第二阀腔部分的带斜度的壁上，相同的磁极指向阀腔。磁铁的端部与阀腔的外壁齐平并且不穿透到阀腔内。热交换单元包括低温冷却线圈，连续的冷冻剂兼容管道形成该低温冷却线圈。低温冷却线圈环绕着阀腔的整个外表面(类似于图10中绘示的那样)。通过从供给容器输出液氮通过低温冷却线圈，阀腔被冷却，从磁性-低温阀去除热能。温度利用National Instruments NI 9211热电偶模块(National Instruments，Austin，TX)监控。

SAE 10W-30机油(Valvoline)被用于代表轻原油。原型磁性-低温阀的阀腔出口用薄的玻璃纸遮挡件堵住。玻璃纸遮挡件很容易破裂。用UTM向此遮挡件施加力进行测试，结果是在玻璃纸遮挡件破裂之前没有检测到负载。在完整的玻璃纸遮挡件在位的情况下，154.8g的机油被填加到阀腔。热交换单元的低温冷却线圈被填充液氮，液氮流经线圈来冷却油。油被从初始温度35℃(95°F)降低到-120℃。在-120℃时油被确认发生凝固。油凝固之后，完美地适配在0.5英寸入口管道内的0.5英寸的金属杆被置于入口管道内，被连接到UTM，用UTM推到阀腔内，这精确地模拟压力负载的施加。负载施加持续168.1秒，同时负载和位置变化的数据通过Test Resources Xyplot Software每0.1秒数字式记录一次。所记录的最大负载在168.1秒时产生，是9986.16N。这对应于最大应力81,375kPa(11,802psi)。约100秒时，观察到固体弹性变形，因为负载与位移曲线的斜率开始增大。约155秒时，固体内发生内部失效。此初始失效之后，负载被增大到UTM的最大支撑力，9986.16N。获得的数据说明凝固的油堵塞可承受至少12,000psi的压力。

例子2–只有球轴承

测试了球轴承的堵塞承受压力的能力。仅使用球轴承进行与在例子1中描述的相同的推穿实验。原型磁性-低温阀的阀腔出口用薄的玻璃纸遮挡件堵住。660g、4.5mm直径的不锈钢球轴承(McMaster-Carr，Santa Fe Springs，CA)被加到原型磁性-低温阀的阀腔内。本实验在室温下进行。被接到UTM的0.5英寸金属杆被置于入口管内，通过UTM推到阀腔内。测量作为时间的函数的、该金属杆施加到填加的球轴承上的负载。很快在35.3秒后达到了最大负载。在此负载情况下，没有检测到失效。数据显示，在室温下球的填料床能够承受至少12,000psi的压力，并且呈现出优于凝固的油堵塞所呈现出的刚性的结构刚性的较大提高。

例子3-0.5mm×5.0mm的带机油铁杆

测试了包含金属颗粒的冻油的堵塞承受压力的能力。进行与在例子1中描述的相同的实验。原型磁性-低温阀的阀腔出口用薄的玻璃纸遮挡件堵住。496.2g的、0.5mm×5.0mm的铁磁性302/304不锈钢杆(Pellets LLC，North Tonawanda，NY)被填加到原型磁性-低温阀腔，然后添加89.3g的SAE 10W-30机油(Valvoline)。生成的混合物用与在例子1中描述的相同的热交换器设置进行冷却，阀腔用液氮冷却直至达到-130℃的最低温度，在该温度下金属杆/油组合物被冻成固体。在杆/油复合物于该温度下凝固之后，进行与在例子1中描述的相同的实验。记录作为时间的函数的、用金属杆施加于杆油复合物上的负载。很快在39.5秒后达到了最大负载。数据显示，冷冻的杆/油复合物能够承受至少12,000psi的压力，并且与清油相比大大提高了热传递特性。

例子4-热传递特性

这里收集用于清油的冻堵(例子1)和包含钢颗粒的油的冻堵(例子3)的温度变化速率的数据。从数据中观察到，当与只包含冻油的堵塞相比时，金属杆/油复合物堵塞中的钢颗粒使热传递速率提高了近70％。

虽然已经描述了在这里提供的主题的各种实施例，但应了解它们仅通过例子呈现，不具有限制性。因为对于本领域内的技术人员来说很多修改是很显然的，所以本发明意于只通过权利要求的范围进行限制。

附图标记列表

100-磁性-低温阀

110-第一注射器装置

111-至泵112的管道连接器

112-泵

113-至粘合促进剂供应模块200的管道连接器

120-第二注射器装置

121-通向注射器浆液供应模块300的管道

125-通向压力调节器系统350的管道

130-热传递系统

130a-联锁热传递系统的第一部分

130b-联锁热传递系统的第二部分

131-入口

132-入口压力调节器

133-至冷冻剂供应模块的管道

134-连接器

135-出口端口

136-出口压力调节器

137-泄压阀

138-排出孔

139-容纳支撑通道160的空间

140-磁场发生装置

145-导热颗粒

146-隔离体

150和150'-连接器

155-低温冷却线圈

160-支撑通道

160a-联锁支撑通道的第一部分

160b-联锁支撑通道的第二部分

170-易感磁颗粒

170a，170b，170c，170d，170e-易感磁颗粒

200-粘合促进剂组合物供应模块

300-注射器浆液供应模块

350-压力调节器系统

400-冷冻剂供应模块

500-导管

500'-导管

550-破处

600-至进入管线的凸缘连接器

601-至输出管线的凸缘连接器

610-凸缘螺栓孔

620-第一阀腔部分

621-第二阀腔部分

625-阀腔壁中的褶皱

640-电磁螺旋管线圈

650-电磁芯体

655-电磁芯体端部

656-电磁芯体凸缘

660-与进入管线连接的导管

661-与输出管线连接的导管

670-与进入腔室连接的导管

671-与输出腔连接的导管

680-磁场发生器端口

685-磁场发生器端部

700-第一冷却腔部分

701-第二冷却腔部分

705-至冷却腔的端口

706-至冷却腔的端口

710-阀腔螺栓孔

715-第一阀腔部分凸缘

716-阀凸缘垫圈

717-第二阀腔部分凸缘

720-阀腔部分凸缘螺栓孔

730-器械接头

740-螺纹杆

741-螺母

750-螺栓孔

800-通向阀腔的入口

801-离开阀腔的出口

805-平坦的阀腔壁

810-带斜度的阀腔壁

F↑或F→-流体的流动方向

Claims (89)

1.一种磁性-低温阀，包括：

连接器，用于将磁性-低温阀连接到流体流经的导管；

阀腔，所述阀腔包括：

端壁；和

至少一个褶皱；

热传递系统，其包括适于容纳冷冻剂的冷却腔，其中，所述冷却腔被集成到所述磁性-低温阀中并且靠近所述阀腔；

第一注射器装置，用于将易感磁颗粒注入流体内；和

磁场发生装置，

其中：

所述阀腔与所述导管可流体连通地连接以便导管的流体能够流经阀腔；

所述磁场发生装置被定位成使得其磁场的场线的至少一部分能够穿过阀腔中的流体；并且

所述热传递系统能够从阀腔和其中的流体去除热能。

2.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，还包括用于将粘合促进剂组合物注入流体内的第二注射器装置。

3.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述阀腔包括：

两个褶皱以形成双凸角腔室；或

三个褶皱以形成三凸角腔室；或

四个褶皱以形成四凸角腔室；或

五个褶皱以形成五凸角腔室；或

六个褶皱以形成六凸角腔室；或

七个褶皱以形成七凸角腔室；或

八个褶皱以形成八凸角腔室；或

九个褶皱以形成九凸角腔室；或

十个褶皱以形成十凸角腔室。

4.根据权利要求3所述的磁性-低温阀，其中，在所述阀腔的每个褶皱之间具有冷却腔。

5.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述冷却腔包括导热材料的颗粒，锉末，镟屑，切屑，小球体，线体或珠。

6.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述冷却腔包括：

将冷冻剂引入冷却腔的入口；和

使用过的制冷排出冷却腔的出口。

7.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述冷却腔包括带脊的壁，带槽的壁，带沟的壁，带缺口的壁，带褶皱的壁，带皱起的壁，带折痕的壁或被起波状的壁或它们的任意组合。

8.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述端壁是所述阀腔的入口壁和出口壁。

9.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，

所述阀腔包括对称的端壁；或

所述阀腔包括两个90°端壁；或

所述阀腔包括两个带斜率的端壁；或

所述阀腔包括一个90°端壁和一个带斜率的端壁。

10.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述热传递系统还包括：

a)导体表面，所述导体表面包括铝，铍，黄铜，镉，碳钢，铬，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡或锌，或它们的任意组合或合金；或

b)挡板或翅状部；或

c)a)和b)。

11.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，还包括与冷却腔相邻的加热装置。

12.根据权利要求11所述的磁性-低温阀，其中，所述加热装置被选自：居里温度加热器，管内导体加热器，加热器带，陶瓷加热器，电阻丝加热器和电阻带加热器。

13.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述磁场发生装置包括电磁铁，永久磁铁或它们的组合。

14.根据权利要求13所述的磁性-低温阀，其中，

所述永久磁铁包括铁氧体材料或稀土元素；或

所述永久磁铁被选自Nd-Fe-B型，Sm-Co型和Sm-N-Fe型稀土永久磁铁。

15.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述磁场发生装置包括多个在其中能够诱发B-场振荡的电磁铁。

16.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，

所述磁场发生装置的磁极穿透到阀腔内；或

没有磁场发生装置的磁极穿透到阀腔内；或

所述磁场发生装置的端部相对于阀腔的壁齐平。

17.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述磁场发生装置包括磁通密度0.1特斯拉至15特斯拉的电磁铁或永久磁铁。

18.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述磁场发生装置产生振荡的磁场。

19.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述磁场发生装置经结构设计用于在阀腔内提供从0.5特斯拉至5特斯拉的通量密度。

20.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述阀腔的宽度为附接着所述磁性-低温阀的导管的内径的1×至10×。

21.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，所述阀腔的长度为附接着所述磁性-低温阀的导管的内径的1.5×至10×。

22.根据权利要求1所述的磁性-低温阀，其中，

所述阀腔包括至少一个带脊的、带槽的、带沟的、带缺口的、带褶皱的、带皱起的、带折痕的或被起波状的或上述的任意组合形式的壁；或

所述阀腔包括至少一个包含凸出部或凹入部或凸出部和凹入部组合形式的壁。

23.根据权利要求2所述的磁性-低温阀，其中，所述第一注射器和第二注射器包括：

用于控制材料通过这些注射器的流动的隔离机构；或

用于调节材料通过注射器的流动的可致动流量调节阀。

24.根据权利要求2所述的磁性-低温阀，其中，所述第一注射器或第二注射器或两者包括流速计，紧急切断阀，过压阀，换向阀，加热单元或热学监控装置中的一个或多个或上述的组合。

25.一种从包含流体的导管提取热能的系统，包括：

根据权利要求1至24中任一项所述的磁性-低温阀；和

注射器浆液供应模块。

26.根据权利要求25所述的系统，还包括粘合促进剂组合物供应模块。

27.根据权利要求26所述的系统，还包括被连接到注射器浆液供应模块的压力调节器系统。

28.根据权利要求25所述的系统，还包括冷冻剂供应模块。

29.根据权利要求25所述的系统，还包括与粘合促进剂组合物供应模块流体连通的泵。

30.根据权利要求25所述的系统，还包括流量控制阀，换向阀，泄压阀，压力监控装置，温度监控装置，或流速测量装置中的一个或多个或上述的组合。

31.根据权利要求25所述的系统，其中，所述注射器浆液供应模块与磁性-低温阀的第二注射器流体连通并且向第二注射器提供注射器浆液组合物。

32.根据权利要求25所述的系统，还包括计算机控制模块。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述计算机控制模块包括计算机，所述计算机与包含所述磁性-低温阀的系统的所述磁性-低温阀或元件的任何部分通信和/或控制所述任何部分。

34.根据权利要求32所述的系统，其中，

a)所述计算机控制模块允许磁场发生装置的自动化；或

b)所述计算机控制模块允许冷冻剂供应模块的自动化；或

c)所述计算机控制模块允许注射器浆液模块的自动化；或

d)所述计算机控制模块允许粘合促进剂组合物供应模块的自动化；或

e)a)，b)，c)和d)的任何组合。

35.根据权利要求32所述的系统，其中，所述计算机控制模块包括非暂时性计算机可读存储介质，该介质具有包含于其中、用于指导磁性-低温阀的操作的计算机可读程序。

36.根据权利要求28所述的系统，其中，所述冷冻剂供应模块还包括与外界环境接触的不导热表面，以使冷冻剂供应模块从外界环境热学隔离。

37.根据权利要求28所述的系统，其中，所述冷冻剂供应模块还包括用于监控冷冻剂或携带所述冷冻剂的管道或上述的组合的温度的热学监控装置。

38.根据权利要求28所述的系统，其中，所述冷冻剂供应模块还包括用于确定来自该模块的冷冻剂的流速的流速计。

39.根据权利要求28所述的系统，还包括与冷冻剂供应模块和热传递系统流体连通用于泵送冷冻剂到热传递系统的泵。

40.根据权利要求28所述的系统，其中，所述冷冻剂供应模块包括流速计，流量控制计量阀，隔离阀，紧急切断阀，过压阀，换向阀，加热单元，或热学监控装置中的一个或多个或上述的任意组合。

41.根据权利要求28所述的系统，其中，所述冷冻剂供应模块与磁性-低温阀的热传递系统流体连通并且向热传递系统提供冷冻剂。

42.根据权利要求26所述的系统，其中，所述粘合促进剂供应模块与磁性-低温阀的第一注射器流体连通并且向第二注射器提供粘合促进剂组合物。

43.一种暂时性防止流体在导管中流动的方法，包括：

致动被附接到导管的、根据权利要求1至24中任一项所述的磁性-低温阀或根据权利要求25至42中任一项所述的系统，其中，所述磁性-低温阀的热传递系统从流体去除足够多的热能以致使所述磁性-低温阀的阀腔中的流体的至少一部分冻结，从而形成防止流体流动通过所述导管的可逆性堵塞。

44.根据权利要求43所述的方法，其中，上述冻结而成的堵塞将来自流体的上游压力负载传递至阀腔的壁。

45.根据权利要求43所述的方法，其中，所述系统包括冷冻剂供应模块，并且致动磁性-低温阀包括装填所述热传递系统使其能够从所述导管的、至少附接着所述热传递系统的那一部分或从包含于其中的流体提取热能，其中，装填所述热传递系统包括致动所述冷冻剂供应模块以向所述磁性-低温阀的热传递系统提供冷冻剂。

46.根据权利要求43所述的方法，其中，所述系统包括粘合促进剂组合物供应模块，并且致动磁性-低温阀还包括致动被附接到粘合促进剂组合物供应模块的泵，使粘合促进剂被经由磁性-低温阀的第一注射器注入导管内的流体中。

47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述粘合促进剂组合物包括表面张力降低剂，所述表面张力降低剂包括：

表面活性剂，磺酸，磺酸的碱金属盐，酒精，胺，酯，硅氧烷，或其中烷基链长度在2至30个碳之间的单和二烷基化噁唑啉或任意上述的组合；或

离子型表面活性剂，阳离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂，两性离子型表面活性剂，含氟表面活性剂，硅酮表面活性剂或两性剂或上述的任意组合。

48.根据权利要求46所述的方法，其中，所述粘合促进剂组合物所包括的表面张力降低剂的量基于粘合促进剂组合物的重量计从0.01％至50％。

49.根据权利要求46所述的方法，其中，所述粘合促进剂组合物包括溶剂，所述溶剂包括乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，水，间二甲苯或/二甲苯或任意上述的组合。

50.根据权利要求46所述的方法，其中，所述粘合促进剂组合物所包括的溶剂的量基于粘合促进剂组合物的重量计从0.05％至85％。

51.根据权利要求43所述的方法，其中，所述系统包括附接到注射器浆液供应模块的压力调节器系统，并且致动磁性-低温阀还包括致动被附接到注射器浆液供应模块的压力调节器系统，使包含易感磁颗粒的注射器浆液组合物被经由磁性-低温阀的第二注射器注入导管内的流体中。

52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒是顺磁性的或抗磁性的或铁磁性的或它们的任意组合。

53.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒包含：

钴，Co-Zr合金，Co-Nb合金，镝，Fe-Si合金，钆，铁，镍铁高导磁合金(镍铁合金)，镍，坡莫合金(铁-镍合金)，稀土过渡金属合金，尖晶石型铁氧体或超级坡莫合金或上述的任意组合或合金的易感磁颗粒；或

Gd-Co或Fe-Tb合金；或

钴，铁，镍，磁铁矿(Fe₃O₄)或磁赤铁矿(Fe₂O₃)或上述的组合。

54.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒具有大于0.2W/(m·K)，或大于0.5W/(m·K)，或大于0.75W/(m·K)，或大于1W/(m·K)，或大于5W/(m·K)，或大于10W/(m·K)，或大于20W/(m·K)，或大于30W/(m·K)，或大于40W/(m·K)，或大于50W/(m·K)或大于100W/(m·K)的导热率。

55.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒具有选自下述的形状：立方体，片体，细粒，柱形，环形，杆形，针形，棱柱形，盘形，纤维形，角锥体，球体，椭球状体，扁长球体，扁圆球体，椭球，卵圆形，六面体，六角棱柱体，二十四面体，八面体，截顶八面体，十二面体，三角柱或任意非几何形状或这些形状的任意组合。

56.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒是实心的或空心的。

57.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒包含局部或完整涂层，所述局部或完整涂层包含导热材料或氧化物或上述的组合。

58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述导热材料包括铍，黄铜，镉，碳钢，铬镍钢，钴，铜，金，铱，铁，铅，镁，钼，镍，铂，银，不锈钢，锡或锌，或上述的任意组合或合金。

59.根据权利要求57所述的方法，其中，所述氧化物包括铝、钡、铍、铋、铬、钴、铜、钆、铱、铁、镁、锰、钼、镍、铌、硅、银、钽、钍、锡、钛、钨、钒、钇、锌或锆的氧化物或上述的组合。

60.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒包括包含抗腐蚀材料或铁磁性材料的局部涂层或完整涂层。

61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述抗腐蚀材料包括锌，镁或镉或这些中的任何两个或更多个的合金。

62.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物的易感磁颗粒具有下述颗粒尺寸：

从1nm至20cm；或

1nm至100μm；或

大于100μm但小于5cm；或

在1000μm和1cm之间。

63.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物具有易感磁颗粒的双模式颗粒尺寸分布，其中：

一种分布模式具有在1000μm和10cm之间的平均颗粒尺寸，另一种分布模式具有在1nm和100μm之间的平均颗粒尺寸；或

一种分布模式具有在1000μm和17cm之间的平均颗粒尺寸，另一种分布模式具有在1nm和100μm之间的平均颗粒尺寸。

64.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射浆液组合物包括的易感磁颗粒的量基于注射浆液组合物的重量计从0.01％至95％。

65.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射浆液组合物包括的易感磁颗粒的量基于注射浆液组合物的重量计大于95％。

66.根据权利要求51所述的方法，其中，注射器浆液组合物包括冷冻剂或溶剂或上述的组合作为载体。

67.根据权利要求66所述的方法，其中，所述冷冻剂包括液氮，液体氧，液态氦，液态氖，液体甲烷，液态天然气，液氩，液态氧化二氮，或液态二氧化碳或上述的组合。

68.根据权利要求66所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物中冷冻剂的量基于注射器浆液组合物的重量计从1％至99％。

69.根据权利要求66所述的方法，其中，所述溶剂包括：

苯，乙酸乙酯，丙苯，乙酸丁酯，环己醇，聚醚，丁酮，石油醚，己烷，庚烷，环己胺，石脑油，异丙基联苯，萜烯，甲苯，二甲苯，六甲基二硅醚，八甲基环四硅氧烷，二苯基硅氧烷或三甲基硅氧烷基封端的聚二甲基硅氧烷流体或上述的组合；或

乙醛，丙酮，氰化甲烷，丙烯醛，苯，苯甲精，溴代苯，丁醇，乙酸丁酯，正丁胺，t-丁胺，丁基溴，卡必醇醋酸酯，二硫化碳，四氯化碳，氯苯，氯仿，环己胺，环己酮，环己胺，间二氯苯，邻二氯苯，二乙基卡必醇，乙醚，二氧杂环乙烷，乙醇，乙酸乙酯，溴乙烷，乙二醇，甲基乙基酮，丙三醇，庚烷，庚酮，己烷，已醇，1，5-己二烯，乙酸异戊酯，异辛烷，异戊烷，异丙醇，甲醇，甲基环己烷，硝基甲烷，硝基甲烷，正辛烷，辛醇，z-戊烷，m-戊烷，丙醇，丙二醇，嘧啶，甲苯，噻吩，三氯乙烯，间二甲苯或对二甲苯或任意上述的组合。

70.根据权利要求66所述的方法，其中，所述注射器浆液组合物中溶剂的量基于注射器浆液组合物的重量计从0.05％至75％。

71.根据权利要求51所述的方法，其中，所述注射浆液组合物的易感磁颗粒导致导管内的流体的温度和粘度的局部调整。

72.根据权利要求51所述的方法，其中，注入注射器浆液组合物的步骤包括注入多种不同的注射器浆液，所述多种不同的注射器浆液分别包含具有不同平均颗粒尺寸的易感磁颗粒。

73.根据权利要求72所述的方法，其中，至少三种不同的注射器浆液被以任何顺序注入流体内，其中：

第一浆液包括平均颗粒尺寸为导管直径的50％的易感磁颗粒；

第二浆液包括平均颗粒尺寸为第一浆液的易感磁颗粒的直径的50％或更小的易感磁颗粒；和

第三浆液包括平均颗粒尺寸为第二浆液的易感磁颗粒的直径的50％或更小的易感磁颗粒。

74.根据权利要求51所述的方法，其中，被注入阀腔内的易感磁颗粒的体积分数大于90％。

75.根据权利要求51所述的方法，其中，在注射之前，易感磁颗粒被冷却到低于导管内流体的凝固温度的温度。

76.根据权利要求43所述的方法，其中，致动磁性-低温阀还包括致动磁场发生装置以产生磁场。

77.根据权利要求76所述的方法，其中，所述磁场发生装置的磁场与注射器浆液的易感磁颗粒相互作用。

78.根据权利要求77所述的方法，其中，所述磁场发生装置的磁场使注射浆液组合物的易感磁颗粒的至少一部分定位在腔室的内壁附近，而将易感磁颗粒定位在导管或阀腔的内壁附近致使流体的至少一些部分冻结在导管或阀腔的壁上，或者冻结到被附接至导管或阀腔的内壁上的先前已经冻结的流体或易感磁颗粒上。

79.根据权利要求43所述的方法，其中，所述磁性-低温阀包括第一注射器和第二注射器，所述磁性-低温阀的第一注射器被定位成在第二注射器将注射浆液组合物引入导管内的流体中之前将粘合促进剂组合物注入到导管内的流体中。

80.根据权利要求51所述的方法，其中，所述热传递系统或附接到注射器浆液供应模块的压力调节器系统或这两者被致动足够长的时间，以形成防止流体流动通过导管的流体冻堵。

81.根据权利要求43所述的方法，还包括升高热传递系统附近的温度以将热能赋予导管的步骤，从而至少部分地融化冻堵以及恢复流体通过导管的流动。

82.根据权利要求81所述的方法，其中，所述温度通过使磁场发生装置的磁场发生振荡而升高。

83.根据权利要求81所述的方法，其中，所述温度通过致动加热装置而升高。

84.根据权利要求83所述的方法，其中，所述加热装置被选自：居里温度加热器，管内导体加热器，加热器带，陶瓷加热器，电阻丝加热器和电阻带加热器。

85.根据权利要求43所述的方法，还包括利用磁场发生装置诱发交变磁场以实现冻堵中的易感磁颗粒的感应加热的步骤，从而至少部分地融化冻堵以及恢复流体通过导管的流动。

86.根据权利要求43所述的方法，其中，所述导管内的流体包括碳氢化合物气体或碳氢化合物流体或上述的组合。

87.根据权利要求43所述的方法，其中，所述流体包括石油并且所述导管包括管线或油井。

88.根据权利要求43所述的方法，其中，所述磁性-低温阀的磁场发生装置产生振荡的磁场。

89.根据权利要求43所述的方法，还包括关闭或断电所述磁性-低温阀的磁场发生装置的磁场以促进堵塞失效。