CN112662386B - 一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于采油厂输油管线清蜡球技术领域，具体涉及一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法。所述缓蚀清蜡球由如下质量百分比的组份组成：原油降凝剂20～40％，缓蚀剂20～40％，粘结剂10～20％，崩解剂0.1～6％，密度调节剂1～15％。本发明所述缓蚀清蜡球不仅可以做为清蜡球使用，还可以跟耐油橡胶球一样，在管道内运行，但在运行过程中，其中的各组分可以缓慢的溶解于原油当中，清蜡组分溶解后能够显著的降低原油的凝点，大大降低原油的结蜡速率，同时降低原油的粘度，减小流动阻力；缓蚀组分溶解后，可以起到对管道的保护作用，防止管道腐蚀。

Description

一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法

技术领域

本发明属于采油厂输油管线清蜡球技术领域，具体涉及一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法。

背景技术

清蜡球是油田采油过程中常用的一种管道疏通工具，通常为耐油橡胶材质，直径30-40mm，使用时直接投入管道内，在油流压力作用下，由油流推动前进，可以将附着在管道壁上的蜡一起推动向前，直至排出管道外，从而防止了原油结蜡对管道的堵塞问题。但是有油田采油厂统计数据表明，一般清蜡球的投收率只有60％左右，有接近40％的清蜡球没有回收回来，其中有一大部分是由于卡在了管道中，不但没有起到清蜡疏通管道的作用，反而堵塞了管道，如果不拆开管道人工取出，则需要很长时间才会慢慢消解，随油流排出，为了解决这一问题，我们发明了缓蚀清蜡球。

发明内容

(一)本发明要解决的技术问题

普通清蜡球没有对原油的降粘清蜡和缓蚀作用，而且一旦卡在输油管道内不但起不到疏通作用，反而还会堵塞管道，增加输油压力。

(二)本发明的技术方案

本发明的目的在于提供一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法，应用于油田采油厂管道输油过程中，解决原油中析出的蜡堵塞管道的问题。

本发明的实现过程如下：

一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：原油降凝剂20～40％，缓蚀剂20～40％，粘结剂10～20％，崩解剂0.1～6％，密度调节剂1～15％；

所述原油降凝剂选自丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物；所述缓蚀剂选自松香胺咪唑啉；所述粘结剂选自聚乙二醇；所述崩解剂选自交联羧甲基纤维素钠；所述密度调节剂选自硅酸钠。

进一步，所述聚乙二醇为熔点大于40℃的聚乙二醇。

进一步，所述硅酸钠为模数小于3的固体硅酸钠。

用于制造上述缓蚀清蜡球的配套模具，包括上模板、下模板和进料管，所述下模板上设置有若干个下半圆凹槽，所述上模板上设置有若干个与下半圆凹槽内径相匹配且位置相匹配的上半圆凹槽，每个上半圆凹槽的顶部均设置有排气孔，每个排气孔上均设置有排气阀，每个上半圆凹槽的侧上方均设置有进料孔，每个上半圆凹槽的进料孔均与进料管连通，所述进料管的一端为注料口，进料管的另一端为封闭端，所述上模板和下模板通过若干根固定螺栓固定连接，当上模板和下模板固定连接后，下半圆凹槽与上半圆凹槽合拢形成球形空腔。

进一步，所述上模板和下模板的材质为金属板或聚四氟乙烯板。

进一步，所述排气孔的内径为5mm；所述注料口的内径为10mm。

进一步，所述上半圆凹槽和下半圆凹槽的内表面打磨光滑。

一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，将加热釜的釜底出料管与配套模具的注料口通过耐热软管连通，釜底出料管上设置有出料阀门，然后在配套模具的下半圆凹槽和上半圆凹槽内喷入脱模剂，打开每个上半圆凹槽顶部排气孔的排气阀；所述脱模剂为二甲基硅油；

步骤2，按质量百分比分别称取原油降凝剂10～40％、缓蚀剂10～40％、粘结剂10～20％、崩解剂0.1～6％、密度调节剂1～15％，所述原油降凝剂选自丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物，所述缓蚀剂选自松香胺咪唑啉，所述粘结剂选自聚乙二醇，所述崩解剂选自交联羧甲基纤维素钠，所述密度调节剂选自硅酸钠；

步骤3，将步骤2称好的各物料加入加热釜内加热到70～80℃，直至热熔后搅拌混合，使各物料混合均匀，得到热熔融缓蚀清蜡料，打开釜底出料阀门，热熔融缓蚀清蜡料通过耐热软管，从注料口进入进料管中，然后从与进料管连通的进料孔注入配套模具的下半圆凹槽和上半圆凹槽合拢形成的球形空腔中，空气从每个上半圆凹槽顶部的排气孔排出，当球形空腔中热熔融缓蚀清蜡料注满后从排气孔冒出时，立即关闭排气阀，以保证其它球形空腔能够注满，依次将所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料；

步骤4，当所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料后，将配套模具放入冷水槽内，水冷冷却后，取出配套模具卸开固定螺栓，打开配套模具的上模板和下模板，即得到成型的缓蚀清蜡球。

进一步，做完一批缓蚀清蜡球后，当进料孔或排气孔堵塞时，使用直径小于进料孔或排气孔的金属杆疏通，或者直接将配套模具加热到70℃以上保持5分钟，进料孔或排气孔的孔道会完全打开。

本发明中硅酸钠的模数为：n＝SiO₂/Na₂O(摩尔比)，模数显示了硅酸钠的组成，是硅酸钠的重要参数。

本发明的积极效果：

本发明所述缓蚀清蜡球不仅可以做为清蜡球使用，还可以跟耐油橡胶球一样，在管道内运行，但在运行过程中，其中的各组分可以缓慢的溶解于原油当中，清蜡组分溶解后能够显著的降低原油的凝点，大大降低原油的结蜡速率，同时降低原油的粘度，减小流动阻力；缓蚀组分溶解后，可以起到对管道的保护作用，防止管道腐蚀。如果该清蜡球被卡在管道中不能流出，可以慢慢在油流中溶解，溶解后的组分不但可以对原油降粘，还能够对管道保护，防止腐蚀。在流动的原油冲刷下，该球在两个月内即可完全溶解，不留任何堵点。由于其具有的降凝降粘性能，在堵塞时，局部溶解，降凝剂浓度增大，周围蜡质很快化解，流动通道增大，球也比较容易通过，也大大增加了清蜡球的通过性。

附图说明

图1为实施例7所述配套模具的正视示意图；图中，1上模板，11上半圆凹槽，12排气孔，13排气阀，14进料孔，2下模板，21下半圆凹槽，3进料管，31注料口，4固定螺栓；

图2为实施例7所述配套模具的俯视示意图；图中，1上模板，11上半圆凹槽，12排气孔，13排气阀，14进料孔，2下模板，21下半圆凹槽，3进料管，31注料口，4固定螺栓；

图3为图1的局部剖面示意图；图中，1上模板，11上半圆凹槽，12排气孔，13排气阀，14进料孔，2下模板，21下半圆凹槽，3进料管，31注料口，4固定螺栓；

图4为原油倾点降低对比图，图中1为新疆克拉玛依油田采南作业区原油，2为塔里木轮南油田原油，3为长庆油田采油六厂胡四联合站原油，4为长庆油田采油五厂姬五联合站原油。

具体实施方式

为了解决普通清蜡球没有对原油的降粘清蜡和缓蚀作用，而且一旦卡在输油管道内不但起不到疏通作用，反而还会堵塞管道，增加输油压力的问题，本发明提供一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球及其配套模具与制造方法。

实施例1

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物35％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉35％

粘结剂：聚乙二醇PEG-10000(其中10000的含义是平均分子量为10000)15％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠5％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2.5SiO₂ 10％。

实施例2

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物40％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉30％

粘结剂：聚乙二醇PEG-2000 20％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠0.1％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2SiO₂ 9.9％。

实施例3

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物20％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉40％

粘结剂：聚乙二醇PEG-4000 19％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠6％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2.5SiO₂ 15％。

实施例4

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物40％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉20％

粘结剂：聚乙二醇PEG-6000 20％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠5％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·1.5SiO₂ 15％。

实施例5

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物40％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉40％

粘结剂：聚乙二醇PEG-8000 10％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠4％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2SiO₂ 6％。

实施例6

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，由如下质量百分比的组份组成：

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物40％

缓蚀剂：松香胺咪唑啉40％

粘结剂：聚乙二醇PEG-10000 16％

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠3％

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2.5SiO₂ 1％。

实施例7配套模具

本实施例所述用于制造缓蚀清蜡球的配套模具，见图1-图3，包括上模板1、下模板2和进料管3，所述下模板2上设置有若干个下半圆凹槽21，所述上模板1上设置有若干个与下半圆凹槽21内径相匹配且位置相匹配的上半圆凹槽11，每个上半圆凹槽11的顶部均设置有排气孔12，所述排气孔12的内径为5mm，每个排气孔12上均设置有排气阀13，每个上半圆凹槽11的侧上方均设置有进料孔14，每个上半圆凹槽11的进料孔14均与进料管3连通，所述进料管3的一端为注料口31，所述注料口31的内径为10mm，进料管3的另一端为封闭端，所述上模板1和下模板2通过若干根固定螺栓4固定连接，当上模板1和下模板2固定连接后，下半圆凹槽21与上半圆凹槽11合拢形成球形空腔，所述上半圆凹槽11和下半圆凹槽21的内表面打磨光滑。

其中，所述上模板1和下模板2的材质为金属板或聚四氟乙烯板。

实施例8制造方法

本实施例所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，将加热釜的釜底出料管与配套模具的注料口31通过耐热软管连通，釜底出料管上设置有出料阀门，然后在配套模具的下半圆凹槽21和上半圆凹槽11内喷入脱模剂，打开每个上半圆凹槽11顶部排气孔12的排气阀13；所述脱模剂为二甲基硅油；

步骤2，按总量为100kg计算，按实施例1所述质量百分比分别称取

原油降凝剂：丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物35kg

缓蚀剂：松香胺咪唑啉35kg

粘结剂：聚乙二醇PEG-10000(其中10000的含义是平均分子量为10000)15kg

崩解剂：交联羧甲基纤维素钠5kg

密度调节剂：硅酸钠Na₂O·2.5SiO₂ 10kg。

步骤3，向150kg小型加热釜内投入35kg丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物原油降凝剂固体，再投入35kg松香胺咪唑啉固体，关上釜盖，打开放空系统，开始加热，升温到75℃后，维持30min，待釜内固体基本熔化，缓慢开启搅拌，调低转速，慢慢搅拌，同时打开釜盖，投入15kg聚乙二醇PEG-10000，继续搅拌30min，再投入5kg甲基纤维素钠和10kg模数为2.5的固体硅酸钠，搅拌30min，使各物料混合均匀，得到热熔融缓蚀清蜡料，打开釜底出料阀门，热熔融缓蚀清蜡料通过耐热软管，从注料口31进入进料管3中，然后从与进料管3连通的进料孔14注入配套模具的下半圆凹槽21和上半圆凹槽11合拢形成的球形空腔中，空气从每个上半圆凹槽11顶部的排气孔12排出，当球形空腔中热熔融缓蚀清蜡料注满后从排气孔12冒出时，立即关闭排气阀13，以保证其它球形空腔能够注满，依次将所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料；

步骤4，当所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料后，将配套模具放入冷水槽内，水冷冷却完全凝固后，取出配套模具卸开固定螺栓4，打开配套模具的上模板1和下模板2，即得到成型的缓蚀清蜡球。所述缓蚀清蜡球是一个直径为30～40mm，密度0.8～0.9g/cm³的圆球，在60℃以下可承受4公斤压力而不碎裂变形。

如果该缓蚀清蜡球被卡在管道中不能流出，可以慢慢在油流中溶解，溶解后的组分不但可以对原油降粘，还能够对管道保护，防止腐蚀。在流动的原油冲刷下，该球在两个月内即可完全溶解，不留任何堵点。由于其具有的降凝降粘性能，在堵塞时，局部溶解，降凝剂浓度增大，周围蜡质很快化解，流动通道增大，球也比较容易通过，也大大增加了清蜡球的通过性。

将配套模具放入100℃热水中加热，堵塞的进料孔14或排气孔12会自动疏通开，取出模具涂刷二甲基硅油，再拼接好配套模具，上紧固定螺栓4，准备好下一次使用。

煮过配套模具的热水上层会漂浮大量的热熔融缓蚀清蜡料，待热水凉后，上层漂浮的物料会凝固成片状，与水自动分离，用捞网捞起，晾干水分，投入加热釜继续熔化使用。

做完一批缓蚀清蜡球后，当进料孔14或排气孔12堵塞时，使用直径小于进料孔14或排气孔12的金属杆疏通，或者直接将配套模具加热到70℃以上保持5分钟，进料孔14或排气孔12的孔道会完全打开。

实施例9制造方法

将实施例8中加热釜的温度替换为70℃，其余步骤相同。

实施例10制造方法

将实施例8中加热釜的温度替换为80℃，其余步骤相同。

实施例11缓蚀清蜡球的性能测试数据

(一)从倾点降低程度证明防蜡效果：

测试方法：取实施例8制造的缓蚀清蜡球，压碎成粉状，再在烧杯中取100ml原油，将原油加热到其倾点以上10℃，取缓蚀清蜡球粉末0.25g加入其中，充分搅拌均匀后，取50ml加完药剂的原油倒入50ml的试管中，放入冷井冷却，测定倾点。倾点的物理意义是反映油品低温流动性的好坏的参数之一，倾点越低，油品的低温流动性越好。从图4中可以得到下表的数据信息：

(二)缓蚀效果测定：

按照标准SY/T5273-2018规定进行静态挂片试验，试验温度50℃，实施例8制造的缓蚀清蜡球粉末用量130ppm，空白挂片与使用药剂挂片的腐蚀速率数据：

国家标准SY/T5273-2018规定，钢材的腐蚀速率低于0.075mm/年时，就达到了标准要求，加缓蚀清蜡球药剂后，所有钢材的腐蚀速率均低于国标规定的腐蚀速率，证明缓蚀清蜡球药剂有很好的缓蚀效果。缓蚀率越高说明缓蚀清蜡球药剂防治钢材腐蚀的效率越高。

(三)现场实际使用情况：

在长庆油田采油六厂进行管道投球试验，先后向33条管线投球33粒(实施例8制造的缓蚀清蜡球)，一星期后回收33粒，无破损。投入前称重33粒清蜡球总重1650克，回收后经热清水冲洗，将表面油污清洗晾干后称重，总重为1432克，损失率为13.2％，证明清蜡球在管道中稍微溶解，因此能起到相应的防蜡和缓蚀效果。

本发明得到的缓蚀清蜡球解决了油田输油管道由于清蜡球而堵塞的问题，降粘组份的加入降低了原油粘度，泵的输油功率也因此而降低，节省了输油电力，缓蚀组份减少了输油管道的腐蚀，减少了管道的更换成本，节省了更换管道费用。

缓蚀清蜡球产品既可以当做耐油橡胶清蜡球使用，又可以做为降粘剂、缓蚀剂来使用，一种物质多种用途，解决了管道蜡堵的问题，又解决了降粘和缓蚀的问题，同时彻底解决了清蜡球卡在管道内不能取出的问题。本发明设计的缓蚀清蜡球的配套模具，既可小批量生产，又可以在加大模具后进行大规模生产。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，其特征在于，由如下质量百分比的组份组成：原油降凝剂20～40％，缓蚀剂20～40％，粘结剂10～20％，崩解剂0.1～6％，密度调节剂1～15％；

所述原油降凝剂选自丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物；所述缓蚀剂选自松香胺咪唑啉；所述粘结剂选自聚乙二醇；所述崩解剂选自交联羧甲基纤维素钠；所述密度调节剂选自硅酸钠。

2.根据权利要求1所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，其特征在于：所述聚乙二醇为熔点大于40℃的聚乙二醇。

3.根据权利要求1所述采油厂输油管线用缓蚀清蜡球，其特征在于：所述硅酸钠为模数小于3的固体硅酸钠。

4.用于制造权利要求1所述缓蚀清蜡球的配套模具，其特征在于：包括上模板(1)、下模板(2)和进料管(3)，所述下模板(2)上设置有若干个下半圆凹槽(21)，所述上模板(1)上设置有若干个与下半圆凹槽(21)内径相匹配且位置相匹配的上半圆凹槽(11)，每个上半圆凹槽(11)的顶部均设置有排气孔(12)，每个排气孔(12)上均设置有排气阀(13)，每个上半圆凹槽(11)的侧上方均设置有进料孔(14)，每个上半圆凹槽(11)的进料孔(14)均与进料管(3)连通，所述进料管(3)的一端为注料口(31)，进料管(3)的另一端为封闭端，所述上模板(1)和下模板(2)通过若干根固定螺栓(4)固定连接，当上模板(1)和下模板(2)固定连接后，下半圆凹槽(21)与上半圆凹槽(11)合拢形成球形空腔。

5.根据权利要求4所述配套模具，其特征在于：所述上模板(1)和下模板(2)的材质为金属板或聚四氟乙烯板。

6.根据权利要求4所述配套模具，其特征在于：所述排气孔(12)的内径为5mm；所述注料口(31)的内径为10mm。

7.根据权利要求4所述配套模具，其特征在于：所述上半圆凹槽(11)和下半圆凹槽(21)的内表面打磨光滑。

8.一种采油厂输油管线用缓蚀清蜡球的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将加热釜的釜底出料管与配套模具的注料口(31)通过耐热软管连通，釜底出料管上设置有出料阀门，然后在配套模具的下半圆凹槽(21)和上半圆凹槽(11)内喷入脱模剂，打开每个上半圆凹槽(11)顶部排气孔(12)的排气阀(13)；所述脱模剂为二甲基硅油；

步骤2，按质量百分比分别称取原油降凝剂10～40％、缓蚀剂10～40％、粘结剂10～20％、崩解剂0.1～6％、密度调节剂1～15％，所述原油降凝剂选自丙烯酸酯-马来酸酐-苯乙烯聚合物，所述缓蚀剂选自松香胺咪唑啉，所述粘结剂选自聚乙二醇，所述崩解剂选自交联羧甲基纤维素钠，所述密度调节剂选自硅酸钠；

步骤3，将步骤2称好的各物料加入加热釜内加热到70～80℃，直至热熔后搅拌混合，使各物料混合均匀，得到热熔融缓蚀清蜡料，打开釜底出料阀门，热熔融缓蚀清蜡料通过耐热软管，从注料口(31)进入进料管(3)中，然后从与进料管(3)连通的进料孔(14)注入配套模具的下半圆凹槽(21)和上半圆凹槽(11)合拢形成的球形空腔中，空气从每个上半圆凹槽(11)顶部的排气孔(12)排出，当球形空腔中热熔融缓蚀清蜡料注满后从排气孔(12)冒出时，立即关闭排气阀(13)，以保证其它球形空腔能够注满，依次将所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料；

步骤4，当所有球形空腔均注满热熔融缓蚀清蜡料后，将配套模具放入冷水槽内，水冷冷却后，取出配套模具卸开固定螺栓(4)，打开配套模具的上模板(1)和下模板(2)，即得到成型的缓蚀清蜡球。

9.根据权利要求8所述制造方法，其特征在于：做完一批缓蚀清蜡球后，当进料孔(14)或排气孔(12)堵塞时，使用直径小于进料孔(14)或排气孔(12)的金属杆疏通，或者直接将配套模具加热到70℃以上保持5分钟，进料孔(14)或排气孔(12)的孔道会完全打开。

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