CN108331997A - 一种石油行业专用电磁化的防蜡防垢处理装置 - Google Patents

Abstract

石油专用电磁化防垢防蜡装置其特征是：采用电磁感应、稀土合金管和永磁铁结合的防垢防蜡装置。电磁感应部分构件为钢管，两端与石油管道连接。钢管外部从内向外分别为纳米反射层、电磁线圈。电流由钢管前端缠绕的电磁线圈输入，末端输出，形成闭合回路。电流为经过变频处理的符合电磁线圈要求的变频电流。电磁感应设备安装在不锈钢柜体内，柜体两端外露部分钢管，以便与其它装置连接。电磁部分设备底部设有支座，可根据管道距地面的高度进行调整，保证电磁感应部分的设备固定牢固，支座采用螺栓与电磁感应部分设备的钢管上的预埋件连接，方便以后的维修更换。电磁部分两端用法兰与稀土合金材料制成的管道连接。稀土合金管道外部为环状的永磁铁。

Description

一种石油行业专用电磁化的防蜡防垢处理装置

一、技术领域

本发明属于电磁化设备技术领域，特别是涉及一种石油行业专用电磁化的防蜡防垢处理装置。

二、背景技术

1、在油田开采、输送过程中，含蜡原油在管道中流动的同时其自身的温度逐渐下降，当低于一定温度时原油中的蜡晶开始析出，并与原油中的胶质、沥青等结合在一起附着在油管内壁上，造成结蜡现象，同时石油中所含大量化学物质，在长期的管道输送中，会在管道壁上产生大量的无机盐结垢，给生产造成很大困难。如何经济有效地解决石油输送系统的防蜡、防垢问题已成为各油田普遍关注的重要课题和迫切需要解决的生产问题。

2、清蜡、防蜡是油井管道管理的重要工作之一。传统生产过程中，采用的清、防蜡措施是在输油管道中加入化学清蜡防蜡剂，虽然采用加药清、防蜡方式见效快，但大部分采用的清、防蜡剂主要是油溶性有机溶剂，易燃易爆且有毒；而且需用辅助热洗，其工程量大，需配专人和专用设备，易受雨雪天等天气原因影响。石油管道上的无机盐垢，多采用酸洗的处理方法。这不仅影响了正常生产，而且会加速管道的腐蚀，缩短管道的使用寿命。

3、石油专用电磁化防垢防蜡装置将稀土合金材料和电磁感应原理、永磁原理相结合，研制出一种有突破性的防垢防蜡装置。装置将交流电变换为可控的直流电，变换后的直流电通过电磁变换将电能变换为不断变化的磁场，磁场沿油管管壁方向作用于采出液，采出液经电磁场磁化，在磁感应力的作用下，石蜡分子重新排列，产生涡流电场，克服和削弱分子相互聚集的凝聚力、结晶时的分子间力和表面张力，失去了脱离溶液附着到油管内壁上的能力，使杂乱的分子团在油管长度方向上形成稳定分子链，从而使石蜡分子悬浮在采出液之中，抑制了蜡晶的聚结，减少管壁上结晶的机会；水中的带电粒子由于受到洛仑磁力的作用，促使铁和铁的氧化物转化成四氧化三铁，并紧密地覆盖在铁的表面，形成阻隔层，对管道形成阴极性保护，有效地防止管道腐蚀。也极大降低了在油管壁、抽油杆、采出液中形成片状石蜡的网状络合物的可能性，同时降低了采出液阻力，改善了采出液流动性，从而延长洗井周期，达到清、防蜡效果的目的。电磁感应作用下，无机盐垢的吸附能力下降，从管道上脱落或无法附着在管道壁上，起到防垢清垢的作用。永磁铁产生的磁场，也可降低石油中无机盐的吸附力，使之无法吸附在管道壁上，同时石蜡的分子受磁场的作用，分子结构也会发生变化，抑制石油结蜡。

4、稀土合金材料由九种电负性元素组成，当石油经过时与稀土合金材料进行摩擦，发生微弱电化学反应，稀土合金材料作为一种特殊催化体，其内部自由电子向流体偏移，产生极化效应，降低垢与被保护设备间结合力，微晶结构的碳酸钙和碳酸镁晶体悬浮于介质中随介质一起流动，使原油中的蜡和胶体呈现悬浮状态，不易于吸附在管壁上。同时电负性离子的存在使原有旧垢晶体逐渐变松、变软，随着石油的冲击逐步脱落。无机盐垢去除后减少垢下腐蚀，带负电离子同时抑制溶液组分对金属的氧化作用，增强其还原作用，抑制金属的腐蚀。

三、发明内容

石油专用电磁化防垢防蜡装置其特征是：采用电磁感应+稀土合金管+永磁铁结合的防垢防蜡装置。电磁感应部分主要构件为钢管(与石油管道同径)，两端与石油管道连接。钢管外部从内向外分别为纳米反射层、电磁线圈。电流由钢管前端缠绕的电磁线圈输入，末端输出，形成闭合回路。电流为经过变频处理的符合电磁线圈要求的变频电流。纳米反射层的使用，可提高电磁线圈的感应效率。电磁感应设备全部安装在不锈钢材料制成的柜体内，对电磁感应部分构件进行防腐保护，同时防止电磁辐射，增加设备的使用安全性及耐久性。柜体两端外露部分钢管，以便与两端其它装置连接。电磁部分设备底部设有支座，可根据管道距地面的高度进行调整，保证电磁感应部分的设备固定牢固，支座采用螺栓与电磁感应部分设备的钢管上的预埋件连接，支座经防腐处理，使用年限长，采用螺栓连接方便以后的维修更换。电磁部分两端采用法兰与稀土合金材料制成的管道连接。稀土合金管道外部为环状的永磁铁。

装置的优点是：1、该装置能够使石油输送管道不再需要任何清、防蜡防垢措施(如加入化学药品防蜡)，增加输送效率，节约成本，在各类油田都有广泛的应用意义。2、适用于所有类型原油防蜡防垢。对于含胶质较多的蜡具有同样的机理作用。3、物理防蜡防垢，降低人工和材料成本，绿色、环保、无污染。4、结构简单，安装方便，连接方法灵活。5、适应野外工作，使用温度范围-50℃～+65℃。6、投资回收周期短。7、外部不锈钢防护罩的设置，增加了设备的寿命，减少电磁感应磁场辐射，保证装置的安全性、环保性。8、稀土合金材料作用时间长，有效作用距离2公里以内，可以软化和清除管道及设备中的垢，正常使用寿命可达10年。

四、附图说明

图1是石油专用电磁化防垢防蜡装置示意图。

图中：1.钢管；2.纳米反射层；3.电磁线圈；4A-4c.法兰；5.环状永磁铁；6.稀土合金管；7.底部支座；8.不锈钢柜体。

五、具体实施方式

石油经输送管道流入，先经过由稀土合金+永磁铁共同组成的第一道磁化装置，经过磁化处理后，可降低石油中无机盐的吸附力，使之无法吸附在管道壁上，同时石蜡的分子受磁场的作用，分子结构也会发生变化，抑制石油结蜡。之后再经过第二道磁化装置电磁感应装置，电磁感应部分设备的电磁线圈，接入变频电流后，产生电磁感应磁场，可对经过永磁磁化、稀土合金管道处理的石油，再次进行防垢防蜡处理。经多次磁化处理后，可有效地防垢防蜡。

Claims (2)

1.石油专用电磁化防垢防蜡装置其特征是：采用电磁感应+稀土合金管+永磁铁结合的防垢防蜡装置；电磁感应部分主要构件为钢管(与石油管道同径)，两端与石油管道连接；钢管外部从内向外分别为纳米反射层、电磁线圈；电流由钢管前端缠绕的电磁线圈输入，末端输出，形成闭合回路；电流为经过变频处理的符合电磁线圈要求的变频电流；纳米反射层的使用，可提高电磁线圈的感应效率；电磁感应设备全部安装在不锈钢材料制成的柜体内，对电磁感应部分构件进行防腐保护，同时防止电磁辐射，增加设备的使用安全性及耐久性；柜体两端外露部分钢管，以便与两端其它装置连接；电磁部分设备底部设有支座，可根据管道距地面的高度进行调整，保证电磁感应部分的设备固定牢固，支座采用螺栓与电磁感应部分设备的钢管上的预埋件连接，支座经防腐处理，使用年限长，采用螺栓连接方便以后的维修更换；电磁部分两端采用法兰与稀土合金材料制成的管道连接；稀土合金管道外部为环状的永磁铁。

2.根据权利要求1所述的石油专用电磁化防垢防蜡装置，其特征：纳米反射层为自主研发的新型纳米材料。