CN112253047B - 量子蜡垢防治一体化装置 - Google Patents
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Abstract
量子蜡垢防治一体化装置。涉及油田采油技术领域。上接头下部的中心孔外侧设有量子水处理器，上筒体下部螺纹密封连接下筒体，下筒体上部为磁化腔，下筒体通过轴承、压盖连接旋转筒，旋转筒下部设有叶片；旋转筒内壁上镶嵌有永磁体II、感应线圈，隔套内侧设有轴、电热棒，电热棒上下分别有导线与感应线圈的两端电性连接。本发明具有如下有益效果：通过抽油泵抽吸油流作为动力发电提高油流的温度，具有明显的增油效果，无需从地面引入电力即可在井下将油流温度提高，油流通过磁化腔的磁化作用达到降粘、防蜡的效果，改善油井生产条件、提高原油产量，再通过量子水处理器的除垢振波作用，起到防垢作用。
Description
技术领域：
本发明涉及油田采油技术领域，尤其是量子蜡垢防治一体化装置。
背景技术：
现在全国各大油田常用的清防垢和蜡方法归类大致有三个：一是用循环热水清洗井管，其弊端主要是水不配伍容易引起管、杆结垢，同时容易引起岩层渗漏和近井岩层结垢堵塞，导致油井减产，造成重新射孔、压裂、酸洗等一系列麻烦；二是向油井内添加化学药剂，其弊端主要是容易引起油质、水质和地面化学污染，同时有些化学防蜡剂易燃易爆、有毒有害，存在安全隐患；三是起出井下管柱进行地面热洗或者化学除垢、除蜡，会停产作业，造成采油损失和施工费用增加以及储层油层波动导致减产，同时地面处理的环保风险、压力增加；
以上传统的除垢防垢技术多停留在寻找各种除垢除蜡等治标的技术方案，对于垢、蜡生成机理的研究上目前技术不涉及，结垢、结蜡的先决条件是垢和蜡的富集，如果破坏了它的富集状态，改变了晶核的形成环境，晶核就难以长大、难以连片、难以吸附到管壁上；
公告号CN 104913492 B公开了一种带有量子水处理器的电热水器，包括内胆，所述内胆的内部设置有进水管、出水管和电加热器，所述内胆上还设置有量子水处理器，所述量子水处理器为具有存储和发射多种可穿透性振波功能的发射体，所述多种振波与发射体的晶格振波相一致，所述除垢振波主要针对钙及钙盐，易于由小颗粒堆积成大颗粒，从而形成结垢的特征，通过除垢振波使得水体中的钙和钙盐的溶解力增强；同时即使水体不流动，也只会沉积下来颗粒非常小的钙和钙盐，该技术同样可用于油井防垢；
《地面工程》23卷第2期(2004.2)发表的磁处理对原油结蜡的影响实验研究表明，在相同温度时,磁处理原油的电导率始终大于未经磁处理原油,这表明磁处理原油与未经磁处理原油在凝结过程中和凝结后的结构不同，原油中含有大量的水和无机盐,它们的分子有较强的极性,磁处理原油的电导率显著增大,表明磁处理原油凝结形成的组织结构对这些极性分子转动的制约较小,磁处理后蜡晶的结构强度变小，理论认为,在原油降温析蜡结晶过程中,若晶体的生长速度快于晶核生成速度,形成的将是大而松散的结晶体系,其表面能和结构强度较小，原油的结构强度较小,宏观上则表现为原油的流变性较好，由此可见,正是磁处理促进了蜡晶的生长速度,采用磁化处理原油，通过对原油中蜡晶结构的影响改善了原油的流变性从而达到降粘、防蜡的效果。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供量子蜡垢防治一体化装置。
本发明的技术方案是：量子蜡垢防治一体化装置，包括上筒体，上筒体上部设有上接头，上接头下部的中心孔外侧设有量子水处理器，量子水处理器呈环状安装在上筒体外侧的环槽内，量子水处理器为具有存储和发射可穿透性除垢振波功能的发射体，所述除垢振波与发射体的晶格振波相一致，所述除垢振波主要针对钙及钙盐；
上筒体下部螺纹密封连接下筒体，下筒体上部为磁化腔，磁化腔的内孔壁上镶嵌有永磁体I，磁化腔下部，下筒体通过轴承、压盖连接旋转筒，旋转筒下部设有叶片，圆周均布的叶片与旋转筒形成一个叶轮；旋转筒内壁上镶嵌有永磁体II，永磁体II内侧设有感应线圈，感应线圈缠绕在隔套上，隔套与下筒体为一体结构；隔套内侧设有轴，轴上下通过支架与隔套内孔固定连接，轴内设有电热棒，电热棒上下分别有导线与感应线圈的两端电性连接；轴上设有螺旋翅片。
上述的旋转筒下部和隔套下部之间设有机械密封，压盖与下筒体之间设有密封圈。叶片外部的旋转筒部位为一个向外扩张的锥形筒。量子水处理器下部，上筒体内设有紊流室，紊流室呈下大上小的圆锥状，紊流室内设有螺旋状的导流片。永磁体I和永磁体II均为两片对称安装的圆弧状永磁体，两片永磁体相对的圆弧面分别为S极和N极。叶片的螺旋方向和螺旋翅片的螺旋方向相反。
本发明具有如下有益效果：通过抽油泵抽吸油流作为动力，叶片带动旋转筒、永磁体II旋转，感应线圈发电使得油流的温度提高，起到原油降低粘度的作用，具有明显的增油效果，无需从地面引入电力即可在井下将油流温度提高，温度提升的油流通过磁化腔，磁化作用使得油流中原来较稳定的长碳链断裂，形成短碳分子链和微小碳分子串，细小的晶粒如同胶体，经过磁化处理的胶体微晶表面形成亚稳定态双电层，使石蜡结晶温度降低，晶粒不易聚集变大，磁处理促进了蜡晶的生长速度，通过对原油中蜡晶结构的影响改善了原油的流变性从而达到降粘、防蜡的效果，改善油井生产条件、提高原油产量，再通过量子水处理器的除垢振波作用，起到防垢作用。
附图说明：
附图1是本发明结构示意图；
附图2是附图1的A-A剖面图；
附图3是附图1的B-B剖面图；
附图4是附图1的C-C剖面图；
附图5是附图1的D-D剖面图。
图中1-上筒体，2-上接头，3-量子水处理器，4-紊流室，5-导流片，6-下筒体，7-永磁体I，8-轴承，9-旋转筒，10-永磁体II，11-感应线圈，12-隔套，13-叶片，14-锥形筒，15-机械密封，16-螺旋翅片，17-轴，18-电热棒，19-导线，20-压盖，21-磁化腔，22-支架。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2～5所示，量子蜡垢防治一体化装置，包括上筒体1，上筒体1上部设有上接头2用于连接抽油泵，上接头2下部的中心孔外侧设有量子水处理器3，量子水处理器3呈环状安装在上筒体1外侧的环槽内，量子水处理器3为具有存储和发射可穿透性除垢振波功能的发射体，所述除垢振波与发射体的晶格振波相一致，所述除垢振波主要针对钙及钙盐，钙及钙盐易于由小颗粒堆积成大颗粒，从而形成结垢的特征，通过除垢振波使得原油中的钙和钙盐的溶解力增强，降低垢质形成的概率，即使存在钙及钙盐形成的颗粒也很小，随着液体流动流出，不会沉积在油管、抽油泵的内壁上，起到油管、抽油泵防垢的作用。
上筒体1下部螺纹密封连接下筒体6，下筒体6上部为磁化腔21，磁化腔21的内孔壁上镶嵌有永磁体I7，永磁体I7对油流产生磁化作用，磁化作用使得油流中原来较稳定的长碳链断裂，形成短碳分子链和微小碳分子串，细小的晶粒如同胶体，经过磁化处理的胶体微晶表面形成亚稳定态双电层，使石蜡结晶温度降低，晶粒不易聚集变大，磁处理促进了蜡晶的生长速度，通过对原油中蜡晶结构的影响改善了原油的流变性从而达到降粘、防蜡的效果，改善油井生产条件、提高原油产量；
磁化腔21下部，下筒体6通过轴承8、压盖20连接旋转筒9，旋转筒9下部设有叶片13，圆周均布的叶片13与旋转筒9形成一个叶轮；
旋转筒9内壁上镶嵌有永磁体II10，永磁体II10内侧设有感应线圈11，感应线圈11缠绕在隔套12上，隔套12与下筒体6为一体结构；
隔套12内侧设有轴17，轴17上下通过支架22与隔套12内孔固定连接，轴17内设有电热棒18，电热棒18上下分别有导线19与感应线圈11的两端电性连接；
轴17上设有螺旋翅片16。
抽油泵将原油向地面抽吸的过程中油流从叶片13下部进入，上升的油流通过叶片13时，冲击叶片13旋转，带动旋转筒9和永磁体II10高速转动，转动的永磁体II10使得感应线圈11产生切割磁力线的运动，从而产生电流发电，电流通过电热棒18发热，产生的热量通过轴17、螺旋翅片16传递到油流，使油流的温度提高，降低油流的粘度。
旋转筒9下部和隔套12下部之间设有机械密封15，压盖20与下筒体6之间设有密封圈，将感应线圈11封闭在隔套12和旋转筒9之间的空间内，防止底部液体进入感应线圈11造成电气故障。
叶片13外部的旋转筒9部位为一个向外扩张的锥形筒14，可降低油流流入时的阻力，提高油流的流量。
量子水处理器3下部，上筒体1内设有紊流室4，紊流室4呈下大上小的圆锥状，紊流室4内设有螺旋状的导流片5，使液体旋转上升，进一步改变液体流态，使涡流产生了剧烈的紊动、掺混、搅拌、碰撞，使气、液、固三相充分融溶并乳化，能够有效改变油流质点的运动方向、速度及其内部能量、压力分布，使油流变为涡流紊流状态，涡流紊流状态的油流进入量子水处理器3发射除垢振波部位时，充分吸收除垢振波，提高防垢效果。
永磁体I7和永磁体II10均为两片对称安装的圆弧状永磁体，两片永磁体相对的圆弧面分别为S极和N极。
叶片13的螺旋方向和螺旋翅片16的螺旋方向相反，进入螺旋翅片16的油流经过螺旋翅片16的反向搅拌作用，可加强换热效果，提高换热效率，在短时间内将油流加热。
通过抽油泵抽吸油流作为动力，叶片带动旋转筒、永磁体II旋转，感应线圈发电使得油流的温度提高，起到原油降低粘度的作用，具有明显的增油效果，无需从地面引入电力即可在井下将油流温度提高，温度提升的油流通过磁化腔，磁化作用使得油流中原来较稳定的长碳链断裂，形成短碳分子链和微小碳分子串，细小的晶粒如同胶体，经过磁化处理的胶体微晶表面形成亚稳定态双电层，使石蜡结晶温度降低，晶粒不易聚集变大，磁处理促进了蜡晶的生长速度，通过对原油中蜡晶结构的影响改善了原油的流变性从而达到降粘、防蜡的效果，改善油井生产条件、提高原油产量，再通过量子水处理器的除垢振波作用，起到防垢作用。
Claims (1)
1.一种量子蜡垢防治一体化装置，包括上筒体(1)，其特征在于：上筒体(1)上部设有上接头(2)，上接头(2)下部的中心孔外侧设有量子水处理器(3)，量子水处理器(3)呈环状安装在上筒体(1)外侧的环槽内，量子水处理器(3)为具有存储和发射可穿透性除垢振波功能的发射体，所述除垢振波与发射体的晶格振波相一致，所述除垢振波主要针对钙及钙盐；
上筒体(1)下部螺纹密封连接下筒体(6)，下筒体(6)上部为磁化腔(21)，磁化腔(21)的内孔壁上镶嵌有永磁体I(7)，磁化腔(21)下部，下筒体(6)通过轴承(8)、压盖(20)连接旋转筒(9)，旋转筒(9)下部设有叶片(13)，圆周均布的叶片(13)与旋转筒(9)形成一个叶轮；
旋转筒(9)内壁上镶嵌有永磁体II(10)，永磁体II(10)内侧设有感应线圈(11)，感应线圈(11)缠绕在隔套(12)上，隔套(12)与下筒体(6)为一体结构；
隔套(12)内侧设有轴(17)，轴(17)上下通过支架(22)与隔套(12)内孔固定连接，轴(17)内设有电热棒(18)，电热棒(18)上下分别有导线(19)与感应线圈(11)的两端电性连接；电流通过电热棒（18）发热，产生的热量通过轴（17）、螺旋翅片（16）传递到油流，使油流的温度提高，降低油流的粘度；
轴(17)上设有螺旋翅片(16)；
旋转筒(9)下部和隔套(12)下部之间设有机械密封(15)，压盖(20)与下筒体(6)之间设有密封圈；密封圈将感应线圈（11）封闭在隔套（12）和旋转筒（9）之间的空间内，防止底部液体进入感应线圈（11）造成电气故障；
叶片(13)外部的旋转筒(9)部位为一个向外扩张的锥形筒(14)；锥形筒(14)可降低油流流入时的阻力，提高油流的流量；
量子水处理器(3)下部，上筒体(1)内设有紊流室(4)，紊流室(4)呈下大上小的圆锥状，紊流室(4)内设有螺旋状的导流片(5)；导流片(5)使液体旋转上升，进一步改变液体流态，使涡流产生了剧烈的紊动、掺混、搅拌、碰撞，使气、液、固三相充分融溶并乳化，能够有效改变油流质点的运动方向、速度及其内部能量、压力分布，使油流变为涡流紊流状态，涡流紊流状态的油流进入量子水处理器（3）发射除垢振波部位时，充分吸收除垢振波，提高防垢效果；
永磁体I(7)和永磁体II(10)均为两片对称安装的圆弧状永磁体，两片永磁体相对的圆弧面分别为S极和N极；
叶片(13)的螺旋方向和螺旋翅片(16) 的螺旋方向相反；进入螺旋翅片（16）的油流经过螺旋翅片（16）的反向搅拌作用，可加强换热效果，提高换热效率，在短时间内将油流加热。
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