TWI583880B - 用於調節管道中的流動的磁性低溫閥門、系統和方法 - Google Patents

Description

用於調節管道中的流動的磁性低溫閥門、系統和方法 【相關申請案】

主張2013年9月13日申請的的授予Daniel X.Wray之題為「MAGNETO-CRYOGENIC VALVES,SYSTEMS AND METHODS FOR MODULATING FLOY XTA W IN A CONDUIT」之美國臨時申請案第61/877,888號的優先權，該臨時申請案之標的物被以引用的方式全部併入本文中。

本發明大體上係關於控制液體(例如，石油及/或天然氣)經由管道(例如，管線或油井)或自管道之流動。所提供為磁性低溫閥門、併有磁性低溫閥門之系統及用於可逆地調節流體經由管道之流動之方法。

歸因於老化、疲勞、腐蝕、濫用、疏忽及當在該環境中使用時、可使管斷裂或破裂之自然力(諸如，地震活動)，金屬管道(諸如，氣體、水及油管線)可能會出故障。故障可導致不受控制的流體流動。用以控制來自管道的流體之此不受控制的流動之一普通裝置為防噴器。一或多個防噴器可直接附接至井口，且操作以使殼體與鑽孔管之間的開著的井孔或空間迅速閉合以防止加壓油或氣體之逸出。此等裝置基本上作為插塞工作。柱塞型防噴器可側向插入至殼體內。環型防噴器徑向擴展以填充殼體。防噴器為此項技術中已知的(例如，見美國專利第5,507,465號、第5,746,249 號、第5,875,841號及第6,024,172號)。美國專利申請公開案第2011/0297394號描述使用磁鐵及磁性流體之磁性流變性防噴器。雖然防噴器在防止噴出及任何隨後發生之火過程中有效，但若井口遭損壞或若管道在防噴器前發生故障，則防噴器對於阻止流體流動可變得無效。

已在嘗試將閥門及其他裝置用來阻止流體經由破壞的管道 之流動。此項技術中描述的設備中之許多者在流動高壓管線中安裝一插塞，其中在一些情況下，插塞可充當充分操作性閥門。此等方法中之多數包括切割穿過管道之孔或切割來自流動管道之一段的方式，從而經受來自管道內之流體的壓力，且接著永久地將一插塞置放於適當位置。舉例而言，美國專利第3,699,996號描述一種包括一鑽孔及絞孔工具之裝置，鑽孔及絞孔工具使用一電動旋轉驅動設備及一軸向液壓柱塞穿過流動管線切割圓柱形孔。閥座及閥塞定位於鑽孔設備後，且在完成鑽孔且移除鑽頭後，閥座自動搭扣至適當位置。此設備需要複雜的密封及鎖定組件，且需要在閥門可操作前自閥座/插塞總成移除鑽頭。類似的裝置描述於美國專利第3,532,113號、第3,993,137號及第4,552,170號中。此等裝置中之一些需要多種複雜密封件及填料來維持不透流體之閥門。因此，簡單且有效地操作以藉由最少複雜組件可逆地密封流動高壓管道(諸如，管線)之裝置及方法係需要的。

因此，存在對允許可逆地堵塞或阻止流體經由管道之流動的 組成物、方法及裝置之需求。

在本文中之目標當中，所提供為用於可逆地堵塞或阻止流體經由管道之流動的裝置、系統及方法。

所提供為將含有磁性敏感粒子之注入漿料組成物引入至管道內之流體內使得流體的至少一部分之溫度降低至一濕度之裝置、系統及 方法，在該濕度下，流體將變為固體，從而形成黏附至管道或裝置內壁之冷凍插塞，藉此可逆地堵塞管道。亦提供為可逆地防止管道中之流動之方法。該等裝置、方法及系統導致可阻止流體經由管道之流動的可逆插塞之現場形成。本文中描述之裝置、系統及方法包括一高效散熱片，其用於自管道中的流動流體之有效熱傳遞，從而導致流體之冷凍插塞之迅速形成，而不需要阻止管道內的流體之流動以便來形成冷凍插塞。

所提供為磁性低溫閥門，其包括一熱傳遞系統、一第一注入 器裝置、視情況一第二注入器裝置、一閥門腔室及一磁場產生裝置。該磁性低溫閥門可整合至含有流體之一管道內，或附接至此管道。第一注入器及第二注入器與管道內之流體流體連通。第一注入器可用以在流體到達磁性低溫閥門之熱傳遞系統前將黏著促進劑組成物注入至流體內。第二注入器可用以在流體到達磁性低溫閥門之熱傳遞系統及磁場產生裝置前將含有磁性敏感粒子之注入器漿料組成物注入至流體內。

磁性低溫閥門之熱傳遞系統可經調適成配合至具有足夠親 熱性的管道之至少一部分之表面，兩者熱連通且可在管道與熱傳遞系統之間傳遞熱能。熱傳遞系統可整合至磁性低溫閥門內以自管道之流體移除熱能。可使用可用於熱能之傳遞的此項技術中已知之任一熱傳遞系統。在一些應用中，熱傳遞系統包括一製冷系統。例示性製冷系統包括一蒸氣壓縮系統、一熱交換單元、一低溫冷卻系統或一電傳熱裝置或其組合。在一些應用中在一些應用中磁性低溫閥門之熱傳遞系統包括一冷卻腔室，其適合於含有低溫劑，且經由低溫冷卻實現熱傳遞。在此等應用中，冷卻可包括蒸發冷卻。

磁性低溫閥門之熱傳遞系統可包括一可拆卸外殼，其包括用 於圍封管道之一段之至少兩個側部分及用於參加與該等側部分之相對端的密封關係之兩個端部分，側部分及端部分界定一冷卻腔室(當組裝在管道 周圍時)，該冷卻腔室能夠限定低溫劑之容積，其中低溫劑之至少一部分處於其液相中且與由外殼圍封的管道之段之至少一部分之外表面熱連通。在某一應用中，熱傳遞裝置內之冷卻腔室包括導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒或其組合。熱傳遞系統可包括用於許可低溫劑至冷卻腔室內之一入口端口，及用於將廢低溫劑排出冷卻腔室之一出口端口。

磁性低溫閥門之熱傳遞系統進一步可包括一導體表面，其大 體上含有導熱材料。導體表面可包括鋁、鈹、黃銅、鎘、碳鋼、鉻、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫或鋅或其任何組合或合金。熱交換單元亦可包括與導體表面或與管道熱連通的熱傳遞系統之表面熱連通之隔板或鰭片。隔板可經定位以引導經由熱傳遞系統之低溫劑流。鰭片可延伸熱傳遞裝置之熱能傳遞表面以加快熱能傳遞至低溫劑及/或熱傳遞系統內的導熱材料之粒子。

磁性低溫閥門進一步可包括鄰近該熱交換單元之一加熱裝 置。可使用此項技術中已知之任一加熱裝置。例示性加熱裝置可包括居里溫度加熱器、管道中導體加熱器、加熱器帶、陶瓷加熱器、電阻線加熱器及電阻帶狀加熱器。加熱器可經啟動以將熱能供至附接至熱傳遞系統的管道之附近，藉此加速冷凍插塞之熔化，以便恢復經由管道之流動。可使用一或多個加熱裝置，且可選擇加熱裝置之定位以達成所要的結果。在一些應用中，需要促進冷凍插塞之不均勻熔化使得在加熱單元附近創造一通道，從而在冷凍插塞仍至少部分黏附至管道之內壁時恢復流體在通道內之至少部分流動。此防止冷凍插塞經由管道之投擲。

磁性低溫閥門包括一或多個磁場產生裝置。在一些應用中， 磁場產生裝置包括一或多個電磁鐵。在一些應用中，磁場產生裝置包括一或多個永久磁鐵。在一些應用中，磁場產生裝置包括一或多個電磁鐵及一 或多個永久磁鐵。當磁場產生裝置包括一永久磁鐵時，其可由此項技術中已知用於生產永久磁鐵之任何材料製成。永久磁鐵可包括鐵氧體材料或稀土元素。永久磁鐵可包括稀土材料。舉例而言，磁場產生裝置可包括為Nd-Fe-B型、Sm-Co型或Sm-N-Fe型稀土永久磁鐵之永久磁鐵，或此等磁鐵之任何組合。可將磁鐵裝設於可移動軌道上。軌道可允許將磁鐵在磁場產生裝置中且相對於磁性低溫閥門之腔室的磁性低溫閥門所附接至之管道定位，管道之流體流過該管道。磁鐵之可變定位允許調節由磁鐵產生的所得有效磁場。磁場產生裝置可包括可誘發B場之振盪的複數個電磁鐵。

本文中提供的磁性低溫閥門之第一及第二注入器可包括用 於控制材料經由注入器之流動的隔離機構。舉例而言，可包括可啟動流動調節閥門以調整材料經由注入器之流動。注入器亦可包括其他組件，諸如，流速表、緊急關閉閥門、過壓閥門、分流閥門、加熱單元或熱監視裝置中之一或多者或組合。磁性低溫閥門可為整合至管道內使得流過管道之流體流過磁性低溫閥門之閥門腔室的單元。直至啟動，磁性低溫閥門方充當管道之任何其他管狀或部分，且充當預防性安全裝置。磁性低溫閥門亦可附接至破裂之管道以充當緊急關閉閥門。

亦提供為用於自含有流體之管道提取熱能之系統。系統包括 如本文所描述之一磁性低溫閥門及一注入器漿料供應模組。該系統可包括連接至該注入器漿料供應模組之一壓力調節器系統，用於調節注入器漿料組成物至注入器之流動。注入器漿料供應模組與磁性低溫閥門之注入器流體連通，且將注入器漿料組成物提供至注入器。在一些應用中，該系統亦包括一黏著促進劑組成物供應模組，其將黏著促進劑組成物提供至注入器。該系統可包括與黏著促進劑組成物供應模組流體連通之一泵以調節黏著促進劑組成物至注入器之流動。當磁性低溫閥門包括利用低溫劑之一熱傳遞系統時，本文中提供之系統亦可包括一低溫劑供應模組。系統亦可包 括流動控制閥門、分流閥門、減壓閥門、壓力監視裝置、溫度監視裝置或流動速率量測裝置中之一或多者或組合。一電腦控制模組亦可包括於該系統中。

在本文中提供之系統及方法中，注入器漿料含有磁性敏感粒 子。磁性敏感粒子可包括順磁或反磁或鐵磁性或其任何組合之粒子。粒子可由與磁場相互作用之任何材料製成。磁性敏感粒子可包括鈷、Co-Zr合金、Co-Nb合金、鏑、Fe-Si合金、釓、鐵、鎳鐵高導磁合金(鎳鐵合金)、鎳、高導磁合金(鐵鎳合金)、稀土過渡金屬合金、尖晶石肥粒鐵或超導磁合金或其任何組合或合金。磁性敏感粒子可包括Gd-Co或Fe-Tb合金。磁性敏感粒子可包括鈷、鐵、鎳、磁鐵礦(Fe₃O₄)或磁赤鐵礦(Fe₂O₃)或其組合。

在本文中之系統及方法中，磁性敏感粒子經選擇以具有大於 管道內之流體的熱導率。磁性敏感粒子可經選擇以具有大於0.2W/(m．K)、或大於0.5W/(m．K)、或大於0.75W/(m．K)、或大於1W/(m．K)、或大於5W/(m．K)、或大於10W/(m．K)、或大於20W/(m．K)、或大於30W/(m．K)、或大於40W/(m．K)、或大於50W/(m．K)或大於100W/(m．K)之熱導率。 磁性敏感粒子可具有一形狀。例示性形狀包括立方體、薄片、顆粒、圓柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合。

當在本文中提供之系統或方法中使用時，磁性敏感粒子可為實心的，或其可為中空的，或可使用實心粒子與中空粒子之組合。磁性敏感粒子可包括部分或完整塗層。塗層可包括導熱材料或氧化物或其組合。可包括於塗層中的導熱材料之實例為鈹、黃銅、鎘、碳鋼、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫或鋅或其任何組 合或合金。可包括於塗層中的例示性氧化物包括氧化鋁、鋁、鋇、鈹、鉍、鉻、鈷、銅、釓銥、鐵、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、二氧化矽、矽、銀、鉭、釷、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅、氧化鋯或鋯或其組合之氧化物。磁性敏感粒子可包括含有耐腐蝕材料之部分或完整塗層。例示性耐腐蝕材料為鋅、鎂及鎘或此等中之任何兩者或兩者以上之合金。磁性敏感粒子可包括含有鐵磁性材料之部分或完整塗層。舉例而言，磁性敏感粒子可包括含有鐵、鎳、鈷或稀土金屬或其任何組合或合金之部分或完整塗層。

當在本文中提供之系統或方法中使用時，磁性敏感粒子可具有任何幾何形狀。粒子可具有均勻表面幾何形狀或不均勻表面幾何形狀。磁性敏感粒子可具有非常廣泛之粒徑分布(例如，自奈米大小之粒子至直徑20cm之粒子)。磁性敏感粒子可具有大於100μm且小於5cm之粒徑。在一些應用中，磁性敏感粒子具有在約1000μm與約1cm之間的粒徑。磁性敏感粒子可具有在約1000μm與約10cm之間的平均粒徑。磁性敏感粒子可具有在約1nm與100μm之間的平均粒徑。粒徑分布可為單峰、雙峰或多峰。在本文中提供之系統及方法中，注入漿料組成物中的磁性敏感粒子之量自基於注入漿料組成物之重量的約0.01%至約95%。

在本文中提供之系統及方法中，注入器漿料組成物可包括載劑。可使用與磁性敏感粒子相容之任何材料。載劑可為低溫劑或溶劑或其組合。舉例而言，載劑可含有低溫劑，例如，液態氮、液態氧、液態氦、液態氖、液態甲烷、液態天然氣、液態氬、液態氧化亞氮或液態二氧化碳或其組合。諸如低溫劑或溶劑的載劑在注入器漿料組成物中之量可變化，且可為自基於注入器漿料組成物之重量的1%至99%。載劑亦可含有溶劑，諸如，苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、環己醇、醚、甲基乙基酮、石油醚、正己烷、庚烷、環己烷、石腦油、異丙基聯二苯、萜類、甲苯、茬、六甲基二矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、二苯基四甲基二矽氧烷或三甲 基矽氧烷基封端聚二甲矽氧烷流體或其組合。在一些應用中，溶劑可包括乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、間二甲苯或對二甲苯或其任何組合。溶劑在注入器漿料組成物中(當作為載劑存在時)之量為自基於注入器漿料組成物之重量的約0.05%至75%。

在本文中提供之系統及方法中，黏著促進劑供應模組可與磁 性低溫閥門之第一注入器流體連通且將黏著促進劑組成物提供至第二注入器。黏著促進劑組成物可包括促進流體黏著至管道或閥門腔室壁之任何材料，特定言之，促進冷凍流體黏著至管道壁之材料。黏著促進劑組成物可包括表面張力減小劑。此項技術中已知之任何表面張力減小劑可包括於該組成物中。舉例而言，表面張力減小劑可包括界面活性劑、磺酸、磺酸之鹼金屬鹽、酒精、胺、酯、矽氧烷，或單及二烷基化噁唑啉，其中烷基鏈長度在約2個碳至約30個碳之間，或其任何組合。在一些應用中，表面張力減小劑含有界面活性劑。界面活性劑可包括陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑、兩性離子界面活性劑、氟界面活性劑、聚矽氧界面活性劑或兩性試劑或其任何組合。

當表面張力減小劑為陰離子界面活性劑時，其可選自鹼金屬 烷基硫酸鹽、烷基或烷芳基磺酸鹽、直鏈或分支鏈烷基醚硫酸鹽及磺酸鹽、聚丙氧基化醇及/或聚乙氧基化硫酸鹽、烷基或烷芳基二磺酸鹽、烷基硫酸氫鹽、烷基磺基丁二酸鹽、烷基醚硫酸鹽、直鏈及分支鏈醚硫酸鹽及其混 合物。當表面張力減小劑為陽離子界面活性劑時，其可選自精胺酸甲酯、烷醇胺及伸烷基二醯胺及其混合物。當表面張力減小劑為兩性試劑時，其可選自甜菜鹼、磺基甜菜鹼、咪唑啉甜菜鹼及烷基醯胺基丙基甜菜鹼。當表面張力減小劑為非離子界面活性劑時，其可選自以下各者：環氧乙烷與具有自呈直或分支鏈組態的8個碳原子至22個碳原子之脂族醇之縮合產物；環氧乙烷與壬基酚、酚、丁基酚、二壬基酚、辛基酚或其他苯酚之縮合產物；脫水山梨糖醇酯與胺氧化物；乙氧基化C₁₀-C₂₀醇；脂肪酸；脂肪胺或甘油基酯；烷基多醣苷；甲基葡糖苷酯；及此等非離子型界面活性劑之摻合物。表面張力減小劑可包括多元醇或多元醇之衍生物。

在本文中提供之系統及方法中，黏著促進劑組成物可包括自 基於黏著促進劑組成物之重量的約0.01%至約50%之量的表面張力減小劑。黏著促進劑組成物可包括溶劑。與表面張力減小劑相容之任何溶劑可包括於黏著促進劑組成物中。例示性溶劑包括乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、水、間二甲苯或對二甲苯或其任何組合。若存在於黏著促進劑組成物中，則溶劑可按自基於黏著促進劑組成物之重量的約0.05%至約85%之量存在。

在包括低溫劑供應模組的本文中提供之系統中，低溫劑供應 模組與磁性低溫閥門之熱傳遞系統流體連通且將低溫劑提供至熱傳遞系統。此項技術中已知之任何低溫劑可包括於系統中。舉例而言，低溫劑可 包括液體二氧化碳、液氨、液化氯氟烴、液態氮、液態氧、液態氖、液態氬、液態氧化亞氮、氫氟乙烷、五氟丙烷、三氯單氟甲烷或二氯二氟甲烷或其混合物或任何組合。低溫劑供應模組可包括與環境接觸之非導熱表面以將低溫劑供應模組與環境熱隔離。低溫劑供應模組可包括一熱監視裝置，用於監視低溫劑或載運低溫劑的管或其組合之溫度。低溫劑供應模組可包括一流速表，用於判定低溫劑自模組之流動速率。系統可包括與低溫劑供應模組及熱傳遞系統流體連通之一泵，用於將低溫劑抽汲至熱傳遞系統。低溫劑供應模組亦可包括以下中之一或多者：流速表、流動控制計量閥門、隔離閥門、緊急關閉閥門、過壓閥門、分流閥門、加熱單元或熱監視裝置或其任何組合。

本文中提供之系統可包括一電腦模組，用於系統之部分或完 全自動化。電腦模組可包括一電腦，其與磁性低溫閥門之任何部分或含有磁性低溫閥門的系統之元件通信及/或處於磁性低溫閥門之任何部分或含有磁性低溫閥門的系統之元件之控制之下。電腦模組可控制或允許磁場產生裝置或低溫劑供應模組或注入器漿料模組或黏著促進劑組成物供應模組或其任何組合之自動化。在本文中提供之系統中，電腦模組可包括一非暫時性電腦可讀儲存媒體，其具有體現於其中用於引導磁性低溫閥門及/或系統之任何組件的操作之電腦可讀程式。

本文中亦提供為用於暫時防止流體在管道中之流動之方 法。方法包括啟動附接至管道的如本文中所提供之磁性低溫閥門，或啟動包括附接至管道之磁性低溫閥門的本文中提供之系統。磁性低溫閥門之熱傳遞系統與管道之至少一部分熱接觸，且磁性低溫閥門的第一注入器及第二注入器中之每一者當經啟動時將材料引入至管道中之流體內，其中啟動之磁性低溫閥門或系統自流體移除足夠熱能以使流體冷凍以形成防止流體經由管道流經插塞之可逆插塞。啟動磁性低溫閥門可包括對熱傳遞系統加 料，使得其能夠提取熱能。當經低溫劑冷卻之熱傳遞系統為磁性低溫閥門之部分時，對熱傳遞系統加料包括啟動低溫劑供應模組以將低溫劑提供至熱傳遞系統。

啟動磁性低溫閥門可包括啟動附接至黏著促進劑組成物供 應模組之一泵以使黏著促進劑經由磁性低溫閥門之第一注入器注入至管道內之流體內。啟動磁性低溫閥門可包括啟動附接至注入器漿料供應模組之壓力調節器系統以使注入器漿料組成物經由磁性低溫閥門之第二注入器注入至管道之流體內。啟動磁性低溫閥門可包括啟動磁場產生裝置以產生磁場。磁場產生裝置之強度、大小、形狀及位置可經選擇使得產生之磁場產生場力線，場力線之至少一部分穿透至流過閥門腔室之流體且與注入至流過閥門之流體內的磁性敏感粒子相互作用。

磁場產生裝置之磁場與注入漿料之磁性敏感粒子相互作 用，使得磁性敏感粒子經引導至管道或閥門腔室內之所要的位置或區域，例如，粒子之至少一部分可經引導至在熱傳遞系統之附接附近區域的管道之內壁。舉例而言，磁性敏感粒子在管道之內壁附近的定位導致管道之流體之至少某一部分冷凍至管道或閥門腔室之壁上或冷凍至附著至管道或閥門腔室之內壁的先前冷凍流體或磁性敏感粒子上。

冷磁性敏感粒子至管道之流體內的釋放可導致在管道內的 流體之至少某一部分至管道或閥門腔室之壁上或至附著至管道或閥門腔室之壁的先前冷凍流體上或至磁性敏感粒子上之沈澱以形成經冷凍流體塗佈之粒子。經冷凍流體塗佈之粒子可與附著至管道或閥門腔室之壁或至附著至管道或閥門腔室之壁的先前冷凍流體上的粒子相互作用。冷凍流體可沿著管道或閥門腔室之內部同心積聚，由磁性敏感粒子加速。

在本文中提供之方法中，磁性低溫閥門之第一注入器可經定位，使得黏著促進劑組成物至管道之流體內的注入發生在第二注入器將注 入漿料組成物引入至管道之流體內之前。熱傳遞系統或注入注入漿料組成物之第二注入器或兩者啟動達足夠時間量以形成附著至管道或閥門腔室之內壁的流體之冷凍插塞，冷凍插塞防止流體經由管道之流動。

當待恢復管道中之流體流動時，例如，在已進行修復後，本 文中提供之方法可包括增加熱傳遞系統之附接附近區域的溫度以將熱能供至管道或插塞或兩者作為一步驟，藉此至少部分使冷凍插塞熔化且恢復流體經由管道之至少部分流動。可藉由啟動加熱裝置來增加溫度。可使用此項技術中已知之任一加熱裝置。舉例而言，加熱裝置可包括居里溫度加熱器、管道中導體加熱器、加熱器帶、陶瓷加熱器、電阻線加熱器及電阻帶狀加熱器。

亦可藉由使用磁場產生裝置誘發交變磁場以增加熱傳遞系 統或插塞之附接附近區域的溫度來產生冷凍插塞中的磁性敏感粒子之感應加熱，藉此至少部分使冷凍插塞熔化且恢復流體經由管道之流動。在包括磁感應加熱以至少部分使冷凍插塞熔化之方法中，注入漿料組成物可包括具有鐵磁性塗層的磁性敏感粒子之至少某一部分。塗層可完全包封粒子，但塗層未必如此。在本文中提供之方法中，注入漿料組成物可包括包括一鐵磁性塗層之磁性敏感粒子，且可在流體之至少一部分已開始在管道之壁上形成後將此等粒子注入至管道內之流體內，藉此將經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子定位於流體之冷凍插塞之內部中。在一些方法中，注入漿料組成物可包括包括一鐵磁性塗層之磁性敏感粒子，且可一開始將此等粒子注入至管道內之流體內，藉此將經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子定位於流體之冷凍插塞之外部部分中。在一些方法中，在經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子的沈積期間調整磁場產生裝置之磁場，使得粒子沿著形成的冷凍插塞之一側積聚。交變磁場之引入以在粒子中產生磁感應加熱(至少部分藉由珠粒上之鐵磁性塗層)可導致冷凍插塞之靶向熔化，從而產生一通道或路徑，流 體可流過該通道或路徑，同時插塞之至少一部分保持附接至內管道壁。

在本文中提供之方法中，管道內之流體可包括烴氣體或烴流體或其組合。在一些情況下，流體包括石油，且管道為管線或油井之部分。

在本文中提供之方法中，磁性敏感粒子當注入至管道內之流體內時可引起管道內之流體的溫度及黏度之局部調節。磁性敏感粒子可為中空或可為實心，或可使用中空粒子與實心粒子之組合。磁性敏感粒子可具有非常廣泛之粒徑分布(例如，自奈米大小之粒子至直徑20cm之粒子)。該方法之磁性敏感粒子可具有自約1nm至約100μm之粒徑。該方法之磁性敏感粒子可具有大於100μm且小於5cm之粒徑。舉例而言，在該方法中使用之磁性敏感粒子可具有在約1000μm與約1cm之間的粒徑。平均粒徑可具有單峰、雙峰或多峰分布。

在該方法中使用之粒子可具有任何形狀，諸如，立方體、薄片、顆粒、圓柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合。

在本文中提供之方法中，熱傳遞系統可包括一製冷系統，其含有一壓縮機、一冷凝器及一熱交換單元。壓縮機可包括往復式壓縮機、旋轉壓縮機、螺旋壓縮機、渦捲式壓縮機或此等壓縮機中之任一者之組合。熱傳遞系統可包括一製冷系統，其含有一蒸氣壓縮製冷系統、一熱交換單元、一磁性製冷單元或一低溫冷卻系統或其組合。

本文中提供之方法可用於暫時隔離油井。亦提供為用於暫時防止流體在管線中之流動之方法。亦提供為用於暫時防止流體在生產導管中之流動之方法。所有方法包括啟動附接至管道的如本文中所提供之磁性低溫閥門，或啟動包括附接至管道之磁性低溫閥門的本文中提供之系統。

本文中所描述的組成物、系統及方法之其他目標、特徵及優勢將自以下詳細描述而對熟習此項技術者變得顯而易見。然而，應理解，詳細描述當指示本文中所描述的裝置、系統及方法之某些具體實例時係以說明而非限制之方式給出。在不脫離本發明之精神的情況下，可進行在本發明之範疇內之許多改變及修改。

100‧‧‧磁性低溫閥門

110‧‧‧第一注入器裝置

111‧‧‧管路

112‧‧‧泵

113‧‧‧管路

120‧‧‧第二注入器裝置

121‧‧‧管路

125‧‧‧管路

130‧‧‧熱傳遞系統

130a‧‧‧熱傳遞單元

130b‧‧‧熱傳遞單元

131‧‧‧入口端口

132‧‧‧入口壓力調節器

133‧‧‧管

134‧‧‧連接器

135‧‧‧出口端口

136‧‧‧出口壓力調節器

137‧‧‧減壓閥門

138‧‧‧通風口

139‧‧‧空間

140‧‧‧磁場產生裝置

145‧‧‧導熱金屬

146‧‧‧絕緣體

150‧‧‧連接件

150'‧‧‧連接件

155‧‧‧低溫冷卻線圈

160‧‧‧支撐通道

160a‧‧‧支撐通道

160b‧‧‧支撐通道

170‧‧‧磁性敏感粒子

170a‧‧‧磁性敏感粒子

170b‧‧‧磁性敏感粒子

170c‧‧‧磁性敏感粒子

170d‧‧‧磁性敏感粒子

170e‧‧‧磁性敏感粒子

200‧‧‧黏著促進劑組成物供應模組

300‧‧‧注入漿料組成物供應模組

350‧‧‧壓力調節系統

400‧‧‧低溫劑供應模組

500‧‧‧管道

500'‧‧‧管道

550‧‧‧裂口

600‧‧‧凸緣連接器

601‧‧‧凸緣連接器

610‧‧‧凸緣螺栓孔

620‧‧‧第一閥門腔室區段

621‧‧‧第二閥門腔室區段

625‧‧‧摺疊

640‧‧‧電磁螺線管線圈

650‧‧‧電磁鐵心

655‧‧‧電磁鐵心端

656‧‧‧電磁鐵心凸緣

660‧‧‧傳入管線連接管道

661‧‧‧傳出管線連接管道

670‧‧‧傳入腔室連接管道

671‧‧‧傳出腔室連接管道

680‧‧‧磁場產生器端口

685‧‧‧磁場產生器端

700‧‧‧第一冷卻腔室區段

701‧‧‧第二冷卻腔室區段

705‧‧‧端口

706‧‧‧端口

710‧‧‧閥門腔室螺栓孔

715‧‧‧第一閥門腔室區段凸緣

716‧‧‧凸緣密封墊

717‧‧‧第二閥門腔室區段凸緣

720‧‧‧凸緣螺栓孔

730‧‧‧器具配件

740‧‧‧螺桿

741‧‧‧螺帽

800‧‧‧至腔室之入口

801‧‧‧閥門腔室出口

805‧‧‧平腔室壁

810‧‧‧傾斜腔室壁

F↑‧‧‧流體之流動方向

F→‧‧‧流體之流動方向

出於說明之目的，本文中所描述之圖式僅屬於選定具體實例而非所有可能實施，且並不意欲限制本發明之範疇。

圖1為磁性低溫閥門100之俯視圖，該磁性低溫閥門100包括一第一注入器裝置110、一第二注入器裝置120、一熱傳遞系統130及整合至支撐通道160內之複數個磁場產生裝置140，該支撐通道160可經由連接件150及150'連接至一管道。流動之方向由F加指示流動方向之一箭頭指示。

圖2為連接至一管道的磁性低溫閥門100之俯視圖，其中磁性低溫閥門100之支撐通道160含有具有比其附接至的管道之直徑大的直徑之一部分。描繪一斜或傾斜組態，其提供自管道之較小內徑至磁性低溫閥門腔室之較大內徑的均勻過渡。非層狀流動將出現在閥門之邊緣處，其中一些擾流經由閥門腔室。

圖3為連接至一管道的磁性低溫閥門100之俯視圖，其中磁性低溫閥門100之支撐通道160具有與其附接至的管道之直徑相同的直徑。

圖4為分段成兩個部分使得其可附接至含有裂口550之管道500的磁性低溫閥門之分解圖。支撐通道中之支撐通道160a及160b之區段互連地接合以形成包圍破壞的通道之鄰接通道，其具有將支撐通道密封至破壞的通道使得無來自破壞的通道內之流體可逸出支撐通道之經組裝部分的端板。熱傳遞單元130a及130b之區段互連地接合以形成包圍管道且與其至少部分熱連通之一鄰接單元。

圖5為磁性低溫閥門100之橫截面圖，該磁性低溫閥門100包括整合至支撐通道160內之一第一注入器裝置110、一第二注入器裝置120、一熱傳遞系統130及複數個磁場產生裝置140，該支撐通道160可經由連接件150及150'連接至一管道。熱傳遞系統130包括連接至入口壓力調節器132之一入口端口131，入口壓力調節器132經由管133連接至低溫劑供應模組。熱傳遞系統130亦包括連接至一出口壓力調節器136之一出口端口135，出口壓力調節器136包括一減壓閥門137及一通風口138。

圖6A為說明磁性敏感粒子170至磁性低溫閥門100之閥門腔室內之引入的磁性低溫閥門之橫截面圖。

圖6B為說明不同大小之磁性敏感粒子170a、170b、170c、170d及170e至磁性低溫閥門100之閥門腔室內之引入的磁性低溫閥門之橫截面圖。

圖7為一系統之示意圖，該系統包括一磁性低溫閥門、將低溫劑提供至熱傳遞系統130之一低溫劑供應模組400、將黏著促進劑組成物提供至第一注入器裝置110之一黏著促進劑組成物供應模組200、將含有磁性敏感粒子之注入漿料組成物提供至第二注入器裝置120之一注入漿料組成物供應模組300及整合至支撐通道160內之複數個磁場產生裝置140。

圖8為描繪使用連接器互連熱交換單元之兩個區段的熱交換單元之側視圖。

圖9展示描繪使用連接器且含有導熱粒子的熱交換單元之兩個區段之互連的圖8之熱交換單元之橫截面。

圖10為磁性低溫閥門100之側視圖，其包括一第一注入器裝置110、一第二注入器裝置120、一熱傳遞系統(其包括一入口端口131、低溫冷卻線圈155及出口端口135)及包括一電磁螺線管線圈640及一電磁鐵心650之複數個磁場產生裝置140。閥門100可經由連接器150及150'連接至管道。展示入口端口131連接至入口壓力調節器132，入口壓力調節器132經由管 133連接至低溫劑供應模組。展示出口端口135連接至出口壓力調節器136、減壓閥門137及通風口138。

圖11為包括複數個突出磁場產生裝置140的磁性低溫閥門100之側視圖，磁場產生裝置140包括一電磁螺線管線圈640及一電磁鐵心650，展示電磁鐵心650係經由電磁鐵心凸緣656附接。閥門100包括具有可選器具配件730之一閥門腔室，第一閥門腔室區段620連接至傳入腔室連接管道670，傳入腔室連接管道670附接至傳入管線連接管道660，傳入管線連接管道660含有一第一注入器裝置110、一第二注入器裝置120及視情況器具配件730。傳入管線連接管道660連接至凸緣連接器600，凸緣連接器600可用以將閥門100附接至管線。閥門100包括具有可選器具配件730之第二閥門腔室區段621，第二閥門腔室區段連接至傳出腔室連接管道671，傳出腔室連接管道671附接至傳出管線連接管道661，傳出管線連接管道661附接至凸緣連接器601。第一閥門腔室區段可經由複數個螺桿740及螺帽741連接至第二閥門腔室區段以形成閥門腔室。

圖12為圖11之磁性低溫閥門100之偏斜側視圖。在此視圖中，至冷卻腔室之凸緣螺栓孔610及端口705係可見的。閥門腔室之第一腔室區段及第二腔室區段亦稍微分開以展示在閥門之第一腔室區段凸緣凸緣及第二腔室區段凸緣717中的凸緣螺栓孔720。

圖13為展示凸緣螺栓孔610和磁性低溫閥門100之側視圖，可經由凸緣螺栓孔610將凸緣600及凸緣601連接至管線或鄰近系統。

圖14為展示連接至第二閥門腔室區段621以形成閥門腔室之第一閥門腔室區段620的磁性低溫閥門100之橫截面。該圖展示在第一腔室區段凸緣715與第二腔室區段凸緣717之間的凸緣密封墊716。亦展示的為磁場產生器端685。在展示之組態中，磁場產生器端685不侵入至閥門腔室內。凸緣螺栓孔610允許磁性低溫閥門100連接至鄰近系統。

圖15為展示鄰近第一閥門腔室區段620之第一冷卻腔室區段700及鄰近第二閥門腔室區段621之第二冷卻腔室區段701的磁性低溫閥門100之橫截面。當接合第一區段與第二區段時，形成接近閥門腔室之複數個冷卻腔室。低溫劑經由端口705進入每一冷卻腔室且經由端口706退出，(但此可顛倒，使得低溫劑經由端口706進入每一冷卻腔室且經由端口705退出)。

圖16為展示在第一腔室區段凸緣715中之凸緣螺栓孔720、凸緣螺栓孔610、至腔室之入口800、電磁螺線管線圈640及電磁鐵心650的磁性低溫閥門100之俯視圖。

圖17為在閥門腔室壁中具有三個摺疊以形成三葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面之俯視圖。該圖展示接近閥門腔室壁中之摺疊625的第一冷卻腔室區段700，其有助於自閥門腔室至流過冷卻腔室之低溫劑的傳熱。亦展示的為磁場產生器端口680、電磁螺線管線圈640、電磁鐵心650及閥門腔室出口801。

圖18為在閥門腔室壁中不具有摺疊(形成基本上圓柱形閥門腔室)的磁性低溫閥門100之橫截面之俯視圖。亦展示的為磁場產生器端口680、閥門腔室螺栓孔710及閥門腔室出口801。

圖19A為在閥門腔室壁中具有兩個摺疊以形成雙葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面之俯視圖。該圖展示接近閥門腔室壁中之摺疊625的冷卻腔室區段700，其有助於自閥門腔室至流過冷卻腔室之低溫劑的傳熱。亦展示的為磁場產生器端口680及閥門腔室出口801。

圖19B為圖19A之磁性低溫閥門100之橫截面之偏斜俯視圖。

圖20為在閥門腔室壁中具有兩個摺疊以形成雙葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面，其含有兩個冷卻腔室。

圖21A為在閥門腔室壁中具有五個摺疊以形成五葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面之俯視圖。該圖展示接近閥門腔室壁中之摺疊625 的冷卻腔室區段700，其有助於自閥門腔室至流過冷卻腔室之低溫劑的傳熱。

圖21B為圖21A之磁性低溫閥門100之橫截面之偏斜俯視圖。

圖22為在閥門腔室壁中具有五個摺疊以形成五葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面，其含有五個冷卻腔室及十個磁場產生裝置。為了清晰起見，僅展示該等磁場產生端口680中之六個。為了清晰起見，僅展示該等冷卻腔室中之一者。

圖23為包括複數個突出磁場產生裝置140的磁性低溫閥門100之側視圖，磁場產生裝置140包括一電磁螺線管線圈640及一電磁鐵心650，展示裝置140經由電磁鐵心凸緣656附接。磁性低溫閥門100包括藉由連接第一閥門腔室區段與第二閥門腔室區段形成之閥門腔室。展示第一閥門腔室區段連接至附接至傳入管線連接管道660之傳入腔室連接管道670，傳入管線連接管道660含有第一注入器裝置110及第二注入器裝置120。傳入管線連接管道660連接至含有凸緣螺栓孔610之凸緣連接器600，凸緣螺栓孔610可用以將閥門100附接至管線。第二閥門腔室區段可連接至附接至傳出管線連接管道661之傳出腔室連接管道671，傳出管線連接管道661附接至含有凸緣螺栓孔610之凸緣連接器601，凸緣螺栓孔610可用以將閥門100附接至管線。

圖24為展示連接至第二閥門腔室區段621以形成閥門腔室之第一閥門腔室區段620的磁性低溫閥門100之橫截面。該圖展示在第一閥門腔室區段凸緣715與第二閥門腔室區段凸緣717之間的凸緣密封墊716。亦展示的為電磁鐵心端655。在展示之組態中，電磁鐵心端655在閥門腔室內。

圖25為展示不具有對稱端壁之閥門腔室的磁性低溫閥門100之橫截面。所展示之閥門腔室不具有摺疊，且基本上為圓柱形。在所展示之組態中，第一閥門腔室區段620具有平腔室壁805，而第二閥門腔室區段621具 有傾斜腔室壁810。展示四個獨立的磁場產生裝置140，按原樣，一個磁場產生器端685。

圖26為含有五葉閥門腔室及二十個分開的磁場產生器裝置140(圖中僅展示其中之十二個)的磁性低溫閥門100之側視圖。

圖27為展示連接至第二閥門腔室區段621以形成閥門腔室之第一閥門腔室區段620的磁性低溫閥門100之橫截面。該圖展示在第一閥門腔室區段凸緣715與第二閥門腔室區段凸緣717之間的凸緣密封墊716。亦展示為磁場產生器端685。在展示之組態中，磁場產生器端685在閥門腔室內。為清晰起見，僅展示冷卻腔室中之一者，其藉由將第一冷卻腔室區段700連接至第二冷卻腔室區段701而形成。

圖28為展示具有對稱端壁之閥門腔室的磁性低溫閥門100之橫截面。所展示之閥門腔室不具有摺疊，且基本上為圓柱形。在所展示之組態中，第一閥門腔室區段620及第二閥門腔室區段621中之每一者具有一傾斜腔室壁810。展示四個獨立的磁場產生裝置140。

圖29為展示具有對稱端壁之閥門腔室的磁性低溫閥門100之橫截面。所展示之閥門腔室不具有摺疊，且基本上為圓柱形。在所展示之組態中，第一閥門腔室區段620及第二閥門腔室區段621中之每一者具有一平腔室壁805。展示四個獨立的磁場產生裝置140。

貫穿該等圖式之若干視圖，對應的參考數字指示對應的部分。對於與原先藉由給定編號指定之部分類似但不相同的部分，使用原始編號之撇號(')。

本申請案中之圖式及其伴隨的詳細描述係有關僅例示性實施。圖式大體上未按比例，尺寸中之一些係為了陳述之清晰性，且在圖式中誇示地展示，且並不意欲對應於實際相對尺寸。為了說明之清晰性，圖中之一些中的某些元件可省略，或不按比例說明。橫截面圖可呈「切片」 或「近視」橫截面圖之形式，為了說明之清晰性，省略將另外在「真」橫截面圖中可見之某些背景線。另外，已僅展示及描述適用於理解本發明之彼等元件。雖然為了易於描述，圖式中之視圖大體上展示類似定向，但對於多數部分，圖式中之此描繪係任意的，且可在任一定向上說明及操作裝置。

A.定義

除非另有定義，否則本文中所使用之所有科技術語具有與熟習本發明所屬之技術者通常所瞭解相同的意義。

貫穿本文中之整個揭示內容參考的所有專利、專利申請案、公開申請案及公開案、網站及其他公開材料除非另有指出，否則被以引用的方式全部併入。在對於本文中之術語存在複數個定義之情況下，以此章節中之定義為準。在提及URL或其他此類識別符或位址之情況，應理解，雖然此等標識符可改變且網際網路上之特定資訊可變來變去，但可藉由搜索網際網路尋找等效資訊。對其之參考證實此等資訊之可獲得性及公眾傳播。

如此處所使用，除非上下文以另外方式明確指明，否則單數形式「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個參考物。

如本文所使用，範圍及量可表達為「約(about)」一特定值或範圍。「「約」亦包括準確量。因此，「約5%(about 5 percent)」意謂「約5%」及亦「5%(5 percent)」。「「約」意謂對於意欲之應用或用途，在典型實驗誤差內。

如本文中所使用，「可選(optional)」或「視情況(optionally)」意謂隨後描述之元件、事件或情況會或不會出現，且描述包括元件、事件或情況出現之實例及其不會出現之實例。舉例而言，系統中之可選組件意 謂該組件可存在或可不存在於系統中。

在實例中，且貫穿本發明，所有份額及百分比係按重量計(wt%)，且所有溫度以℃計，除非另有指示。

如本文中所使用，參照%的片語「基於組成物之重量(based on the weight of the composition)」指wt%(質量%或(w/w)%)。

如本文中所使用，「粒子(particle)」指可由任何材料(諸如，金屬，例如，導熱金屬)構成之小塊狀物，且可具有任何形狀，包括立方體、薄片、顆粒、圓柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合。粒子可為各向同性或各向異性。

如本文中所使用，「直徑(diameter)」指經由物件之中心的直線之長度，且諸如各向異性粒子之寬度或長度之量測。如貫穿本說明書所使用，直徑指D90直徑，其意謂90%之粒子具有此值或低於此值之直徑。

如本文中所使用，將「比表面積(specific surface area)」定義為總粒子表面積對總粒子體積之比率。

如本文中所使用，「管道(conduit)」為用於傳送流體之通道、套管、管槽或管。

如本文中所使用，「流體(fluid)」指氣體、液體、超臨界流體及流動之材料，視情況，含有溶解之物質、溶劑化物質及/或微粒物。流體亦指一起存在的不同類型之多個流體。在此上下文中，流體指任何形式之液體或可泵送材料，諸如，氣體、石油、鑽孔流體、水泥、混凝土或經樹脂塗佈之砂。

如本文中所使用，「熱能(thermal energy)」指產生熱量之功率。

如本文中所使用，「熱連通(thermal communication)」指在接 觸或由傳輸熱能之介質整體連接之本體之間的熱傳遞。此連通通常涉及輻射、傳導、對流或其組合。熱連通可涉及流體連通(例如，對流或傳導)，或可不涉及流體連通(例如，輻射)。

如本文中所使用，「熱接觸(thermal contact)」指提供自一表 面至另一表面之良好熱連通且未必表示兩個表面之間的中間層之不存在的配置。術語「熱接觸」包括在一組件與另一組件之間的實現該等組件之間的熱量之相對高效傳遞之任何耦合。該等組件可直接相互熱接觸，或其可間接接觸(諸如，經由導熱層、區塊或管道)。

如本文中所使用，「傳熱(thermal transfer)」指藉由一物件將 熱能傳送至另一物件。

如本文中所使用，「流體連通(fluid communication)」指涉及 流體之傳遞的連通。

如本文中所使用，「冷卻速率(cooling rate)」指自物件移除 熱能的快之程度。可藉由用自冷卻開始達到最終冷卻溫度之時間除開始冷卻之溫度與最終冷卻溫度之間的差來獲得冷卻速率之值。通常，冷卻速率指物件隨著時間的過去之溫度之降低。可藉由控制自物件移除熱能之速率來調整冷卻速率。熱交換之細節為熟習此項技術者所熟知。

如本文中所使用，「低溫劑(cryogen)」指具有低於-40℃之 沸點的任何物質。例示性低溫劑包括液態氮、液態氧化亞氮、液態甲烷、液態天然氣、或液態或固態二氧化碳、氯二氟甲烷或Freon^®或具有高熱能傳遞容量及低沸點的任何數目個其他製冷劑或流體，如熟習此項技術者通常已知。低溫劑在施加至物件時可容易誘發溫度差。

如本文中所使用，「低溫劑液體(cryogen liquid)」指處於液 相中之低溫流體。在一些情況下，低溫液體為具有低於-238℉(-150℃)之 正常沸點的液化氣體。舉例而言，液態氬具有-302.6℉(-185.9℃)之沸點，且液態氮具有-321℉(-196℃)之沸點。

如本文中所使用，術語「低溫(cryogenic)」指在-40℃或更 冷之溫度下使用的冷卻介質。

如本文中所使用，「導熱(thermally conductive)」指材料將熱 能或熱量傳遞或傳達至另一材料或經由自身傳遞或傳達熱能或熱量之性質。因此，導熱材料容易藉由傳導、對流或輻射將熱能傳遞至另一材料或經由自身傳遞熱能。

如本文中所使用，「不導熱(thermally non-conductive)」指材 料不能夠將熱能或熱量傳遞或傳達至另一材料或經由自身傳遞或傳達熱能或熱量，且因此為熱絕緣材料。

如本文中所使用，將「熱導率(thermal conductivity)」λ₁定 義為在與單位面積之表面正交之方向上在穩定條件下在單位時間中歸因於溫度梯度傳輸的熱之量。用於量測熱導率之裝置在此項技術中係熟知的(例如，美國專利第4,283,935號)。

如本文中所使用，「製冷(refrigeration)」指自物件或流體移 除熱量。

如本文中所使用，「製冷劑(refrigerant)」指適合於冷卻應用 之任何熱傳遞介質，特定言之，流體介質。製冷劑可為處於液相中之低溫流體，諸如，液態氬或液態氮。

如本文中所使用，「原油(crude oil)」或「石油(petroleum)」 指自地球表面下方采出且保持未處理或未精煉之油。原油通常含有主要為戊烷與可混雜有硫化合物之較重烴之混合物，經自或可自地下儲集層在井處采出，且在量測或估計其體積之條件下，通常為液體。若原油之密度為900kg/m³或以上，則將其稱作「重」，且若其具有小於900kg/m³之密度，則 將其稱作「輕」或「習知」。

如本文中所使用，「表面活性劑(surface active agent)」指當 添加至液體時改變彼液體在一表面處之性質的化學品，特定言之，有機化學品。液體可為任何流體。

如本文中所使用，「界面活性劑(surfactant)」指在空氣/水、油/水及/或油/水界面處吸收的表面活性劑分子，其實質上減小了其表面能。術語「清潔劑(detergent)」常可與術語「界面活性劑」互換使用。界面活性劑通常取決於表面活性部分之電荷來分類，且可歸類為陽離子、陰離子、非離子及兩性界面活性劑。

如本文中所使用，「聚矽氧界面活性劑(silicone surfactant)」指包括至少一Si原子之表面活性劑。

如本文中所使用，「磁鐵(magnet)」指可自發地或主動地產生磁場之材料或物品，其中磁場之強度可藉由習知磁強計來量測。磁鐵可為永久磁鐵或電磁鐵。

如本文中所使用，「磁性(magnetic)」指可能能夠自發地或主動地產生磁場的材料之性質。

如本文中所使用，「永久磁鐵(permanent magnet)」指經磁化且創造其自己的持久性磁場之任何物件。用於永久磁鐵之合適鐵磁性材料包括鐵、鎳、鈷、稀土金屬及其合金。術語「永久(permanent)」不意謂此磁鐵不能失去其磁性，例如，經由曝露於熱、物理衝擊或對置磁場。

如本文中所使用，「電磁鐵(electromagnet)」指能夠經由電能之施加創造磁場之任何裝置。電磁鐵可包括一核心及一線圈或用於載運電流以產生磁場之其他元件。

如本文中所使用，「反磁(diamagnetic)」指具有小於0之磁化率的材料，且該材料之粒子造成磁感應相對於施加之磁場的減弱。

如本文中所使用，「順磁(paramagnetic)」指具有大於0之磁 化率的材料，且該材料之粒子造成磁感應相對於施加之磁場的加強。

「順磁」材料及「反磁」材料皆不可自發地或主動地產生磁 場，且因此被稱作「非磁性(non-magnetic)」材料。

如本文中所使用，「鐵磁性(ferromagnetic)」指具有比1大 得多之磁導率的材料，且其展現在磁感應與施加之磁場之間的非線性磁滯行為。鐵磁性材料常具有按晶格配置之其原子，其中其磁矩相互平行地對準。鐵磁性材料之實例包括鈷、鐵及鎳。

如本文中所使用，「肥粒鐵(ferrite)」指展現鐵磁性之材料。 鐵磁性為由某些金屬、合金及過渡(鐵族)稀土與錒系元素之化合物展現的性質，其中內部磁矩自發地在一共同方向上組織；鐵磁性引起比真空之磁導率相當大的磁導率且引起磁滯。例如，見Sybil B.Parker之「McGraw-Hill Dictionary of Scientific and Technical Terms」的第706頁(第4版，McGraw-Hill Book Company，New York,N.Y.，1989)。

如本文中所使用，「磁導率(magnetic permeability)」指保留 磁場線的物質之性質，且具有Telsa米/安培或牛頓/安培²之尺寸。術語「相對磁導率(relative magnetic permeability)」及「相對磁導率(relative permeability)」指所關注的物質之「磁導率(magnetic permeability)」與空氣之磁導率的比率，且因此為無因次性質。

如本文中所使用，「磁化率(magnetic susceptibility)」指「相 對磁導率(relative permeability)」與1之間的差。鐵磁性材料之「磁化率」遠大於0，而順磁及反磁材料之磁化率可分別僅稍大於及稍小於0。

如本文中所使用，「磁性敏感粒子(magnetically susceptible particles)」指與磁場相互作用之粒子。在一些情況下，磁性敏感粒子經吸引至磁場。

如本文中所使用，「在……附近(in the vicinity of)」指鄰近所敍述之位置或接近所敍述之位置的任何位置。

如本文中所使用，「低溫冷卻線圈(cryogenic cooling coils)」指適合於供按圍繞中心結構之線圈組態的低溫劑使用之導管或管路，藉以當使低溫劑流過線圈時，熱能經自中央結構提取且傳遞至冷卻線圈，從而減少中央結構之熱能。

B.磁性低溫閥門

本文中所提供為用於可逆地調節流體經由管道之流動的磁性低溫閥門。磁性低溫閥門包括與管道之至少一部分熱連通的一熱傳遞系統、用於將材料自管道注入至流體內之一或多個注入器及一磁場產生裝置，該磁場產生裝置發射可與經由注入器中之一或多者注入至流體內之磁性敏感粒子相互作用的磁場。在一些應用中，磁性低溫閥門包括用於將含有磁性敏感粒子之注入漿料自管道注入至流體內之至少一注入器裝置，及用於將黏著促進劑組成物自管道注入至流體內之至少一注入器裝置。

磁性低溫閥門可包括一腔室，來自管道之流體流動至該腔室內且可將磁場產生裝置之磁場引導至該腔室內，從而將磁性敏感粒子定位於腔室內。可變化磁場產生裝置之數目及組態以便在腔室之中心或遠離腔室之中心產生磁場，或以在腔室內創造複數個磁場地帶。腔室可位於熱交換單元之緊密附近，以便增強熱能自腔室之傳遞。

腔室之寬度可經變化且與入口管大小(例如，磁性低溫閥門連接至的管道之內徑)成比例。在一些情況下，腔室之寬度將為入口管內徑之至少1倍、至少1.5倍、至少2倍、至少2.5倍、至少3倍、至少3.5倍、至少4倍、至少4.5倍、至少5倍、至少5.5倍、至少6倍、至少6.5倍、至少7倍、至少7.5倍、至少8倍、至少8.5倍、至少9倍、至少9.5倍或至少10倍。舉例而言，用於供具有2吋內徑之入口管使用的腔室可直 徑為約6吋，其將為入口管之內徑的約3倍。腔室之寬度通常將不小於入口管之內徑的1倍，使得腔室將不干擾諸如管線清管器、監視器或其他可移動線內檢驗裝置之設備橫越不受阻的腔室之能力。

腔室之長度可經變化且與入口管大小(例如，磁性低溫閥門 連接至的管道之內徑)成比例。通常，在較長長度之腔室之情況下，將期望具有較大直徑之管較好地發揮效能。在一些情況下，腔室之長度將為入口管內徑之至少1.5倍、至少2倍、至少2.5倍、至少3倍、至少3.5倍、至少4倍、至少4.5倍、至少5倍、至少5.5倍、至少6倍、至少6.5倍、至少7倍、至少7.5倍、至少8倍、至少8.5倍、至少9倍、至少9.5倍或至少10倍。舉例而言，用於供具有2吋內徑之入口管使用的腔室可長度為約8吋，其將為入口管之內徑的約4倍。

腔室可經組態以具有任何所要的內幾何形狀。腔室可對稱或 不對稱。在一些情況下，腔室具有光滑的、基本上圓形腔室直徑，其導致圓柱形側壁幾何形狀，如在圖4、圖5、圖6A、圖6B及圖18中所展示。如可在圖18中看出，腔室之零摺疊設計僅含有單一對稱隔室。展示用於磁場產生器之端口680位置彼此相對。

腔室亦可包括一或多個摺疊以修改腔室之表面積。摺疊可向 內(朝向腔室之中心拉動腔室壁)或向外(腔室壁遠離腔室之中心)或其組合。舉例而言，該腔室可包括一向內摺疊，從而導致腔室具有腎臟形狀。 腔室可包括2個或2個以上摺疊。舉例而言，含有兩個摺疊之腔室展示於圖19A及圖19B中。含有三個摺疊之腔室展示於圖17中。當圖16中展示之第一閥門腔室區段附接至圖17中展示之第二閥門腔室區段(諸如，藉由穿過螺栓孔720之螺栓)時，形成三葉腔室，在兩個摺疊625之間具有冷卻腔室。含有三葉腔室之磁性低溫閥門展示於圖23中。如可在該圖中看出，該磁性低溫閥門包括三個電磁鐵，作為磁場產生裝置140，每一者具有一電 磁螺線管線圈640及一電磁鐵心650。可看出來自每一冷卻腔室之端口706。每一冷卻腔室位於閥門腔室之兩個葉片內，且每一電磁鐵位於腔室之每一葉片之頂點處。

含有五個摺疊之腔室展示於圖21A、圖21B及圖22中。該腔室中之摺疊增強熱能自腔室中之材料傳遞至熱交換單元。該腔室中之摺疊亦增強形成於腔室內的插塞之粒子裝載特性。任何數目個摺疊可包括於腔室中，例如，至少2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個或20個摺疊。腔室之側壁可具有任何幾何形狀。在一些情況下，壁為光滑的。在一些情況下，側壁可包括蝕刻、突出或凹痕或其組合。此等可經組態以促進在插塞之形成期間在腔室中之顆粒裝載。

圖22為在閥門腔室壁中具有五個摺疊以形成五葉閥門腔室組態的磁性低溫閥門100之橫截面。磁性低溫閥門含有五個冷卻腔室，其中之每一者位於腔室之葉片之間。如所展示之磁性低溫閥門具有十個磁場產生裝置，其位於在所展示之組態中的腔室之每一葉片之頂點附近。為了清晰起見，僅展示該等磁場產生端口680中之六個。為了清晰起見，僅展示該等冷卻腔室中之一者。

摺疊式或葉片式腔室可經組態使得一或多個磁場產生裝置位於腔室之每一摺疊處或附近。摺疊式腔室亦可經組態以包括在腔室之每一摺疊之間的一熱交換裝置。舉例而言，如在圖19A及圖19B中所展示，對於兩摺疊或雙葉腔室，磁場產生器端口680位於每一葉片之頂點處，且冷卻腔室700位於每一摺疊之間。如在圖17中所展示，對於三摺疊或三葉腔室，磁場產生器端口680位於每一葉片之頂點處，且冷卻腔室700位於每一摺疊之間。如在圖21A及圖21B中所展示，對於五摺疊或四葉腔室，磁場產生器端口680位於每一葉片之頂點處，且冷卻腔室700位於每一摺疊之 間。

腔室該端壁(腔室之入口及出口壁)可具有任何幾何形狀， 且可相同或不同。具有兩個90°(平)端壁之一腔室展示於圖29中。具有兩個45°(傾斜)端壁之一腔室展示於圖28中。具有一個90°(平)端壁及一個45°(傾斜)端壁之一腔室展示於圖25中。雖然該等圖說明具有大致45°角之傾斜端壁，但端壁之大小及角度可經調整且可具有包括負角之任何角度。端壁亦可具有複合幾何形狀，諸如，針對遠離入口或出口管之距離傾斜，接著具有至腔室之內壁的急下降。在一些應用中，端壁可具有自入口或出口管至腔室之內壁的步進組態。端壁之大小、形狀及組態可調節腔室內之流動，且可經調整以促進顆粒床形成。

磁性低溫閥門之腔室可為整體的，諸如，藉由適當配件安裝至入口管線及出口管線之管線，例如，見圖3。磁性低溫閥門之腔室可包括若干互連件以形成腔室。舉例而言，腔室可包括連接在一起之兩個區段。舉例而言，圖12展示包括兩個腔室區段之磁性低溫閥門，其中第一腔室區段具有凸緣715，且第二腔室區段具有凸緣717，且可使用螺栓及螺帽經由凸緣螺栓孔720將兩個腔室區段接合在一起。可使用此項技術中已知之任何技術將腔室區段接合在一起。舉例而言，可使用螺帽及螺栓、焊接、螺釘、鉚釘螺栓、卡口配件、連鎖突片或其任何組合將腔室區段接合在一起。當使用螺帽及螺栓將腔室接合在一起時，可基於腔室之設計及期望由閥門體驗之內部閥門壓力來判定用以接合凸緣的螺栓之數目。

閥門腔室可具有光滑壁。閥門腔室可包括為脊形、槽形、溝槽形、有溝痕、皺狀、波狀、有折痕或起皺或其任何組合之至少一壁。閥門腔室壁可包括蝕刻、突出或凹痕或其組合。

磁性低溫閥門藉由形成可逆插塞(藉由自管道內之流體移除熱能)來調節流體經由管道之流動，從而導致黏附至管道或閥門腔室之內 壁的流體之冷凍插塞之形成，藉此阻止流體經由管道之流動。可藉由經由注入器中之一或多者將黏著促進劑組成物引入至流體內來增大冷凍插塞至內管道壁或閥門腔室之黏著力。冷凍插塞按足夠黏著性黏附至管道之內表面以承受流體之液壓，從而阻止流體在管道內之流動。在一些應用中，磁場可經組態使得磁性敏感粒子陷入於閥門腔室內之任何所要的區域中或閥門腔室內之多個區域中之磁場內。在一些應用中，磁場可經定位使得磁性敏感粒子經引導至閥門腔室之中心，或至閥門腔室之一端，或至閥門腔室之壁，或其任何組合。形成之冷凍插塞黏附至管道或閥門腔室之內壁。含有磁性敏感粒子的經裝填顆粒床之插塞將上游壓力負荷自管道中之流體傳遞至磁性低溫閥門中的閥門腔室之壁，此阻止流體經由磁性低溫閥門之流動且幫助維持插塞完整性。

一例示性磁性低溫閥門描繪於圖1中。圖1為磁性低溫閥門 100之俯視圖，其包括一第一注入器裝置110、一第二注入器裝置120、一熱傳遞系統130及整合至支撐通道160內之複數個磁場產生裝置140，支撐通道160可經由連接器150及150'連接至管道。流動之方向由F加指示流動方向之一箭頭指示。磁場產生裝置之組態呈四極組態，但可使用其他組態。 在磁場產生裝置之四極組態的情況下，中心中之磁場非常低，且可為零，且磁場隨著一者移動遠離中心而增大。此組態可用以將流體中之磁性敏感粒子朝向管道之壁引導，此係由於朝向管道之內表面的磁場將比在管道之中心中的磁場大得多。可使用其他組態，使得磁場將磁性敏感粒子引導至閥門腔室之中心，或至閥門腔室之一端，或至閥門腔室之壁，或其任何組合。第一注入器裝置110可用以將黏著促進劑組成物注入至管道之流體內。 如圖1中所示，第一注入器裝置110可遠離第二注入器裝置120一段距離定位，以允許將黏著促進劑組成物與流過管道或閥門腔室之流體混合。

磁性低溫閥門之熱傳遞系統可經調適成配合至具有足夠親 熱性的管道之至少一部分之表面，使得可在管道與熱傳遞系統之間傳遞熱能。可將可在兩個表面之間傳遞熱能之任一裝置用作熱傳遞系統。在本文中提供之磁性低溫閥門中，可使用用於將熱能傳遞離開管道及其中之流體之散熱片。因此，熱傳遞系統可包括一製冷系統以提供溫度之差，使得熱能移出管道之流體且至熱傳遞系統內。可用以降低熱傳遞系統之溫度或將負熱能賦予至熱傳遞系統的製冷系統之實例包括蒸氣壓縮製冷系統(尤其具有單一平台或旋轉壓縮機)、熱交換單元、電傳熱裝置及低溫冷卻及吸收系統。

熱傳遞系統可按永久性或可拆卸組態附接至管道。熱傳遞系 統可包括貼附於管道周圍以形成一冷卻地帶之一環形腔室，經由該冷卻地帶自管道及其中之流體提取熱能。一例示性熱傳遞系統展示於圖8中。該熱傳遞系統為經低溫劑冷卻之系統。其可為包住或包封管道之單一連續設備，或可包含2個、3個、4個或4個以上互連區段(諸如，弧部)，該等互連區段當經組裝及互連時，實質上或完全包住或包封管道之外徑(圖8中展示兩個互連區段)。當管道為具有圓形形狀之管時，熱交換單元可為單一完整圓形設備、兩個互連半圓形區段，或包括當連接或互連時包住管之若干個弧區段。熱傳遞系統可包括用於接受至熱傳遞系統內之低溫劑的一入口端口131，及用於自熱傳遞系統排出低溫劑之一出口端口131。在一些應用中，熱傳遞系統可包括一熱導體表面，其含有導熱材料且定位於熱傳遞系統與管道之間的界面處。

如圖8中所示，熱傳遞系統之一區段之出口端口136經組態 以直接連接至熱傳遞系統之另一區段之入口端口131。如所示，熱傳遞系統之一區段之出口端口136可經組態以經由連接器134(諸如，導管或管路)連接至熱傳遞系統之另一區段之入口端口131。在一些具體實例中，一快速連接連接件可包括於入口端口131及出口端口136中之每一者上以允許該熱 傳遞系統或一或多個熱傳遞系統的區段之快速建立或替換。快速連接機構在此項技術中係熟知的(例如，見美國專利第4,597,699號)。在本文中提供之裝置、系統及方法中，熱交換單元之長度可變化及可由熟習此項技術者設計為具有任何長度。由於磁性敏感粒子之注入及(例如)其在熱傳遞裝置之附近的管道之內壁附近的濃度，熱交換單元之長度可大大地減小，藉此減少起始且維持管道或閥門腔室內之流體之冷凍插塞所必需的低溫劑之量。

圖9展示一例示性經低溫劑冷卻之熱傳遞系統之橫截面。該 熱傳遞系統包括一空間139以容納其待附接至且待與之熱連通之管道。管之區段經組裝以形成一外殼體且包封熱能待提取自的管道之至少一部分。 管道之外壁可充當熱傳遞系統之內壁，其界定在熱傳遞系統內之冷卻腔室(當組裝於管道周圍時)。具有管道可穿過之一開口的鋼板焊接於外殼體之每一端處及管道周圍。藉由將鋼板焊接於適當位置，形成具有在管道與外殼體之間的腔室之一經密封套管，其中管道自每一端突出。形成之腔室可用導熱金屬145之粒子填充(部分或完全)，且熱傳遞系統可塗佈有絕緣體146以將熱傳遞系統與環境熱隔離。如所示，熱傳遞系統之一區段之出口端口136可經組態以經由連接器134(諸如，導管或管路)連接至熱傳遞系統之另一區段之入口端口131。

可使用替代熱傳遞系統。舉例而言，圖10展示一磁性低溫 閥門100，其包括低溫冷卻線圈155作為熱傳遞系統。低溫冷卻線圈155包括一入口端口131，其可連接至入口壓力調節器132，入口壓力調節器132經由管133連接至低溫劑供應模組。低溫冷卻線圈155亦包括一出口端口135，其連接至出口壓力調節器136及減壓閥門137與通風口138。可將低溫冷卻線圈纏繞於磁性低溫閥門之閥門腔室周圍以提取熱能。

作為另一實例，圖15展示一磁性低溫閥門100，其包括定 位於閥門腔室之壁附近的複數個冷卻腔室，作為熱傳遞系統。冷卻腔室可經工程設計以整合至閥門內。可藉由將兩個或兩個以上冷卻腔室區段接合在一起來形成冷卻腔室。低溫劑可流過冷卻腔室以便自閥門腔室移除熱能。圖20展示包括由第一冷卻腔室區段700及第二冷卻腔室區段701製成之兩個冷卻腔室的磁性低溫閥門100。熱傳遞系統可單獨地或與額外熱傳遞系統(諸如，低溫冷卻線圈)一起包括一或複數個冷卻腔室。

冷卻腔室可具有光滑壁。冷卻腔室可具有可為脊形、槽形、 溝槽形、有溝痕、皺狀、波狀、有折痕或起皺之至少一壁，以便增大冷卻腔室之表面積，諸如，在圖27中展示。冷卻腔室可含有或填充有導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒。冷卻腔室可含有隔板或鰭片。

當存在一個以上冷卻腔室時，冷卻腔室可互連，或每一冷卻 腔室可連接至其自己的低溫劑源。低溫劑可為在比-40℃冷、或比-100℃冷、或比-110℃冷、或比-120℃冷、或比-130℃冷、或比-140℃冷、或比-150℃冷、或比-160℃冷之溫度下沸騰之液體。例示性低溫劑包括液態氮、液態氧、液態氦、液態氖、液態甲烷、液態天然氣、液態氬、液態氧化亞氮、液態二氧化碳、液體Freon^®或其組合。

熱傳遞系統可直接或間接附接至熱能待提取自的管道之至 少一部分，只要其與管道之至少一部分熱連通。在一些具體實例中，熱交換單元包括在熱傳遞系統與管道之間的界面處的一熱傳導表面，且可增強管道與熱傳遞系統之間的熱能傳遞。在一些具體實例中，熱傳遞系統鄰近於或接近於閥門腔室整合。

本文中提供之磁性低溫閥門增大了熱能自管道之流體至磁 性低溫閥門之熱傳遞系統附接至的管道或閥門腔室之壁且因此至熱傳遞系統的傳遞速率。此至少部分藉由使用由閥門之磁場產生裝置產生的磁場以 吸引磁性敏感粒子且將其固持於經由緊密接近管道之內壁的閥門之注入器注入至管道內之流體內的注入漿料中來實現。熱傳遞系統自管道或閥門腔室之至少一部分及其中之流體移除熱能，特定言之，在熱傳遞系統之附接區處。

漿料之磁性敏感粒子可經選擇以具有比流體之熱導率高的 熱導率。漿料之磁性敏感粒子經冷卻至低於管道之流體之冷凍溫度的溫度。當將含有經冷卻之磁性敏感粒子的注入漿料經由磁性低溫閥門之注入器注入至管道之流體內時，漿料將負熱能賦予至流體內，從而降低流體之溫度。可啟動磁性低溫閥門之磁場產生裝置，且磁場與漿料之磁性敏感粒子相互作用。藉由調節磁場產生裝置之磁通量，漿料之磁性敏感粒子可定位於管道或閥門腔室內，諸如，至管道之內表面，使得其與管道或閥門腔室之至少一部分熱連通。在一些應用中，將磁場產生裝置定位於與管道之至少一部分熱連通的熱傳遞系統之一或兩側上，且磁性敏感粒子有助於自管道內之流體至熱傳遞系統之熱能傳遞以供移除。

藉由操縱磁場產生裝置，可創造穿過冷凍地帶之一均勻磁通 量密度以維持在一位置處的分散式磁性敏感粒子以促進局部熱能提取，從而導致冷凍流體之至少一層形成於一或多個磁性敏感粒子之一部分上。在一些情況下，可創造穿過冷凍地帶之不均勻磁通量密度以促進漿料之磁性敏感粒子的方向沈積。藉由操縱漿料之磁性敏感粒子之沈積，當啟動磁場產生裝置且將注入漿料引入至管道之流體內時，磁性低溫閥門有效地增大在管道或閥門腔室之內壁處的熱傳導。熱傳導增加係因為具有低熱傳導的冷凍流體之絕緣效應藉由引入具有比冷凍流體高的熱傳導之磁性敏感粒子而克服，從而導致在比可藉由使用僅一熱傳遞裝置實現短得多之時間量中之同心冷凍。

藉由有效地增加在管道或閥門腔室之內壁處的熱傳導達成 的益處中之一者為自管道之流體至熱傳遞系統之迅速熱能傳遞。可達成之結果為需要用於熱能傳遞的熱傳遞系統之長度之減小。因此，裝置之總長度可減小，同時仍自流體移除足夠熱能以產生附著至管道或閥門腔室之內壁的流體之冷凍插塞，該插塞具有足夠強度以承受管道內之流動流體的液壓以阻止流體之流動。因此，本文中提供之磁性低溫閥門、系統及方法導致快速且高效的插塞形成，從而克服此項技術中所描述之問題。舉例而言，美國專利第5,125,427號教示藉由冷凍在管線中形成插塞需要過量之冷卻以形成插塞，其敍述需要許多小時或甚至數天來在大直徑線中形成水之插塞。此等先前技術技術缺乏一有效的散熱片用於自流動流體至散熱片之高效熱傳遞。本文中所描述之磁性低溫閥門、系統及方法包括一高效散熱片，用於自管道中之流動流體的有效熱傳遞，從而導致流體之冷凍插塞和迅速形成。

如本文中所描述之磁性低溫閥門可為管道上之永久附接 件，或可為可貼附至管道以便充當緊急流動阻止裝置之可拆卸裝置。本文中提供之磁性低溫閥門可整合於井線(諸如，油井或氣體線)中，用於該線之可逆堵塞。磁性低溫閥門可直接或間接附接至井之殼體或井口之任一部分。在自井之正常流體采出過程中，磁性低溫閥門不在工作中，且未自流體或管道移除熱能，其亦未將材料注入至管道內之流體內，且磁性低溫閥門充當用於流體流動之管道。當需要阻止材料經由管道之流動時，可啟動磁性低溫閥門以冷凍在管道或閥門腔室內部流動的材料之至少一部分，從而形成可阻止材料經由管道之流動的材料之可逆冷凍插塞。啟動包括對熱傳遞系統加料以充當散熱片，啟動磁場產生裝置以產生磁場，及注入含有磁性敏感粒子之漿料，其中磁場產生裝置之磁通量至少部分吸引磁性敏感粒子且將磁性敏感粒子引導至管道或閥門腔室內之所要的位置，例如，至管道或閥門腔室之內壁。

本文中提供之磁性低溫閥門解決了此項技術中已知的低溫 冷凍壓力隔離技術之侷限性。舉例而言，可將磁性低溫閥門安裝於管道中，直至啟動時，其方對流動有影響，且一旦經啟動，迅速控制流體在管道中之流動。磁性低溫閥門不需要精確機械加工或其他高成本製造技術。預期磁性低溫閥門之安裝成本稍大於管狀物之周圍段，但相對於習知地使用的額外大直徑球閥或防噴器之成本，其並不顯著。磁性低溫閥門需要非常低之維修，展現比習知閥門低的成本，且能夠安裝於地面或海面應用(包括深水應用)之上或之下。重要地，本文中提供之磁性低溫閥門能夠經歷多個冷凍-融化循環，且因此可重複地利用，從而避免了需要在啟動後替換閥門。本文中提供之裝置及系統可包括允許在水下、在地下或密封之混凝土應用中的遠端啟動之特徵。可以相對低的增量成本將裝置及系統併入至井殼體內且膠結於適當位置。

本文中提供之磁性低溫閥門通常經設計使得其注入器不突 出至流動通道內。此設計允許安裝磁性低溫閥門，而不干擾常用以在內部傳輸管線及導管以監視及執行管線之內表面之維修的設備。應理解，磁性低溫閥門可包括可定位至流體流動內元件，其在必要時用於監視諸如溫度或流動速率之條件。此等元件可經設計使得其可在不進行量測時自流動通道收縮。

本文中所描述之磁性低溫閥門、系統及方法可在流動流體中 產生一插塞，且在本文中提供之磁性低溫閥門、系統及方法之使用前不需要額外裝置或機構來使管道中的流體之流動轉向或遏止管道中的，流體之流動。因此，本文中提供之磁性低溫閥門、系統及方法排除了如由先前技術方法需要的隔離流體在管道或流動管狀物內之流動、使該流動轉向或阻止該流動之需求(例如，見美國專利第4,370,862號，其教示若將管線中之水維持在靜態條件中，則冰之插塞可形成於管線中)。

本文中提供的磁性低溫閥門之另一益處為，提供一散熱片及 用於將大量負熱能迅速地引入至管道之流體內的一機構。藉由在低於管道之流體之凝固點的溫度下注入含有磁性敏感粒子漿料且使用磁場將磁性敏感粒子定位於管道或閥門腔室內(例如，接近管道或閥門腔室之內壁)使得其與管道或閥門腔室之至少一部分熱連通，自流體至熱傳遞系統之熱能傳遞得以改良，從而顯著減少了形成流體之冷凍插塞所需要之時間量。此顯著不同於先前技術低溫劑方法。舉例而言，美國專利第3,857,255號描述用於藉由用低溫劑包圍管來冷凍管內之流體的裝置。將低溫劑噴塗於溫管上不產生熱能自管之高效提取。相比之下，導熱材料之磁性敏感粒子充當用於熱能自流體之傳遞的非常高效散熱片，從而允許形成流體之冷凍插塞，而不需要使流體經由管道之流動轉向或遏止流體經由管道之流動。

因為使用本文中提供之磁性低溫閥門的自管道中之流體之 熱傳遞的效率，與此項技術中描述之熱傳遞系統相比，可減小熱傳遞系統之大小。在使用經低溫冷卻之熱傳遞系統之實例中，此大小之減小可導致冷卻熱傳遞系統所必要的較低低溫劑量。舉例而言，可利用加壓貯槽現場維持低溫液體。亦可使用低溫製冷系統來排除維持液化氣體之流量的需求。

本文中所描述之磁性低溫閥門、系統及方法可經定位以在管 道內之任何處形成插塞，且不限於井口。舉例而言，磁性低溫閥門可經定位使得在啟動後，一冷凍插塞形成於生產導管串內。可將磁性低溫閥門定位於油生產地帶上方或甚至下方，從而形成防止流體在管道內之流動之冷凍插塞。

可自適合於供低溫劑使用之材料製造磁性低溫閥門之所有 組件。一般而言，此相對不受冷溫度影響。管路、閥門、容器及其他組件可針對預期壓力及溫度來設計，諸如，針對工業標準，例如，由美國機械工程師學會(ASME)頒佈之規範。該等組件亦可經設計以適應管道內之流 體的預期壓力及部署時的環境之預期壓力，諸如，存在於深海位置處之高壓。舉例而言，該等組件可經設計以具有一厚度及/或組態，使得其抵抗由移動穿過管道的流體之壓力或(例如)在深海鑽孔之海深度處之水壓力造成的變形、故障或壓碎。例示性材料包括鋼、高碳鋼、含有Cr、Ni或Si之鋼、不鏽鋼、鋁、銅或低溫相容聚合物，諸如，纖維加強之環氧樹脂複合物及超高分子量聚乙烯、玻璃纖維、石墨、塑膠、碳纖維及其組合。額外材料包括此項技術中已知之具有比鋼高的延性斷裂模式及比鋼低的脆性斷裂模式之合金。此等合金之例示包括在美國專利第5,352,304號、第6,183,573號、第6,212,891號、第7,235,212號、第7,648,597號及第7,727,463號中描述之合金。

當本文中提供之磁性低溫閥門附接至管道時，熱傳遞系統與 當系統經啟動時待插入之管道熱連通，且注入器裝置可經定位使得其可在啟動時與管道內之流體連通。熱傳遞系統可緊密接近注入器裝置。熱傳遞系統哥與注入器裝置分開一段距離。一或多個磁場產生裝置可定位於相對於管道或腔室之任何處，只要產生之磁場產生場力線，場力線之至少一部分穿透至流過管道或閥門腔室之流體且與注入至流體內的磁性敏感粒子相互作用。舉例而言，磁場產生裝置可經定位，使得其磁鐵中的至少一者之北極定位於熱傳遞系統之一側上，且其磁鐵中的至少一者之南極定位於熱傳遞系統之另一側上。磁場產生裝置可經定位使得其在熱傳遞系統之流體進入熱傳遞系統的側上。可使用複數個磁場產生裝置。舉例而言，一磁場產生裝置可定位於熱傳遞系統之每一側上。

在一些應用中，將磁性低溫閥門提供為可貼附至管道之可拆 卸裝置。舉例而言，在此組態中，磁性低溫閥門可經定位且充當緊急流動阻止裝置。磁性低溫閥門可提供於當經組裝時包封管道且附接至管道之許多連鎖件中。可使用此項技術中已知之任何適當連接構件將連鎖件互連及 連接至管道。在一些情況下，可使用凸緣將連鎖件相互連接，且可使用管道上之凸緣將磁性低溫閥門連接至管道。凸緣可包括突出輪緣、邊緣、肋狀物或軸環或其組合及用於將一組件上之凸緣附接至另一組件上之凸緣的用於附接之構件中的任一者。在一些情況下，可藉由將一個件之凸緣焊接至另一單元之凸緣以將該等件接合在一起來接合連鎖件。在一些具體實例中，使用一連接構件(諸如，螺紋連接、螺栓及螺帽連接、鉚釘螺栓、卡口配件、連鎖突片或其任何組合)將一個件之凸緣接合至另一個件之凸緣或接合至管道。

在一些應用中，經整合或經組裝之磁性低溫閥門可包括螺紋 擰入至管道之對應的內螺紋部分內之一外螺紋部分，使得可藉由將閥門與管道螺紋擰緊在一起來將閥門接合至管道。螺紋部分可包括於磁性低溫閥門之兩側上，螺紋部分可沿著管道定位至兩側上之任一點處，充當管道之當不啟動時流體流過的一部分。在一些情況下，可包括諸如O形環之密封件，以提供水密性及/或氣密性密封件。密封件可由此項技術中已知與磁性低溫閥門之操作的預期溫度及壓力相容之任何材料製成。

在磁性低溫閥門將為與管道整合之組件之實例中，其可具有 任何直徑或長度。關於閥門待整合至的管道之尺寸及流體經由管道之流動速率來預測直徑及長度之選擇。在一些情況下，磁性低溫閥門之內徑與其待整合至的管道之內徑相同。在此組態中，流體應流過閥門，展現無流體動力學之改變。

在一些情況下，磁性低溫閥門之至少一部分的內徑大於其待 整合至的管道之內徑。在一些情況下，使用一斜或傾斜組態來提供自管道之較小內徑至磁性低溫閥門腔室之較大內徑的均勻過渡。熱傳遞系統與磁性低溫閥門之大於其待整合至的管道之內徑的部分熱連通。一例示性所得組態展示於圖2中。

圖2說明附接至管道的磁性低溫閥門之俯視圖。如所示，磁 性低溫閥門100之支撐通道160含有具有比其附接至的管道之直徑大的直徑之一部分。在此組態中，磁性低溫閥門內之流體動力學不與管道之其他部分內相同。描繪一斜或傾斜組態，其意謂一成角度之連接將支撐通道160之較小直徑連接至支撐通道160之較大直徑部分。此連接提供自管道之較小內徑至磁性低溫閥門之較大內徑的均勻過渡。非層狀流動將出現在閥門之邊緣處，其中一些擾流經由閥門。替代地，可使用垂直於組成支撐通道160之管道的連接建構直徑之突變。此配置將展現與在圖2中所描繪之斜組態非常不同的流量剖面。歸因於管直徑之改變，將預期到擾流及渦流形成。

非層狀流動將出現在閥門之邊緣處，且將預期到經由閥門的 增加之擾流。由於閥門之較大直徑，流體之流動之速率將減小，至少在閥門之一些部分中。由磁性低溫閥門之較大內徑產生的附加容積一開始可容納由注入器裝置注入至流體流內之磁性敏感粒子，且磁場產生裝置可經定位使得其磁通量之至少一部分與磁性敏感粒子相互作用且吸引其或將其在閥門腔室內引導(例如)至在熱傳遞系統附近的磁性低溫閥門之內壁。個別磁性敏感粒子每一者與管道或閥門腔室之至少一部分或與與管道或閥門腔室之至少一部分熱連通的另一磁性敏感粒子熱連通，從而增大在磁性低溫閥門內與熱傳遞系統熱連通之散熱片面積。與熱傳遞系統熱連通的粒子之較高熱導率允許熱能自流體遠離管道至熱傳遞系統之增加的傳遞。

圖2展示使用凸緣結合連鎖螺帽與螺栓整合至管道且經由 連接器150附接至管道之磁性低溫閥門。可使用此項技術中已知之任何適當連接構件(正如螺紋連接、螺栓及螺帽連接、鉚釘螺栓、卡口配件、連鎖突片或其任何組合)將磁性低溫閥門連接至管道。在一些情況下，可使用凸緣將磁性低溫閥門連接至管道。凸緣可包括突出輪緣、邊緣、肋狀物或軸環或其組合及用於將一組件上之凸緣附接至另一組件上之凸緣的用於 附接之構件中的任一者。在一些情況下，一組件之凸緣可焊接至另一單元之凸緣以將該等件接合在一起，或使用螺紋連接、螺栓及螺帽連接、鉚釘螺栓、卡口配件、連鎖突片或其任何組合相互附接。

磁性低溫閥門之一交替組態展示於圖3中。圖3說明附接至 管道的磁性低溫閥門之俯視圖，其中磁性低溫閥門之支撐通道160的直徑與其附接至的管道之直徑相同。在此組態中，磁性低溫閥門內之流體動力學與管道之其他部分內相同。預期層狀流動，且經由系統的流動之速率將預期為均勻的，直至啟動磁性低溫閥門。一旦經啟動且經由第二注入器裝置120注入含有磁性敏感粒子之注入器漿料組成物，則該磁場產生裝置140產生之磁場將引導磁性敏感粒子至管道或閥門腔室內之所要的位置或區，例如，管道或閥門腔室之內壁，特定言之，在熱傳遞系統附近。個別磁性敏感粒子每一者與管道或閥門腔室之至少一部分或與與管道或閥門腔室之至少一部分熱連通的另一磁性敏感粒子熱連通，從而增大在磁性低溫閥門內與熱傳遞系統熱連通之散熱片面積。與熱傳遞系統熱連通的粒子之較高熱導率允許熱能自流體遠離管道至熱傳遞系統之增加的傳遞。

在一些應用中，磁性低溫閥門經設計以用作用於破裂導管之 緊急關閉閥門。在一些情況下，現有管道已破裂，且磁性低溫閥門具有可圍住破裂管道之設計。一實例描繪於圖4中。磁性低溫閥門分開成可現場互連在一起以包住破裂管道500之兩個區段。可使用此項技術中已知用於接合管之兩個區段以形成連續管道之任一方法來將支撐通道160a及160b之區段接合在一起。舉例而言，可經由焊接、螺栓、螺釘、密封件、環氧樹脂或其任何組合接合該等區段。在一些情況下，一區段之凸緣可焊接至另一區段之凸緣以將該等區段接合在一起，或使用螺紋連接、螺栓及螺帽連接、鉚釘螺栓、卡口配件、連鎖突片或其任何組合相互附接。該等區段經對準使得注入器裝置110及120定位於破裂之位點處，使得注入器裝置與破 裂管道內之流體流體連通。若此不可能，則支撐通道可安裝於破裂管道及適當設備(諸如，適合於與管道內之流體之壓力一起使用的高壓鑽孔設備)上，可用以鑽孔至破裂管道內之開口，使得注入器裝置110及120與破裂管道之內容物流體連通。個別熱傳遞裝置可存在於磁性低溫閥門之支撐通道之每一區段上，或可存在當連接時形成與破裂管道熱連通之鄰接熱傳遞系統的單一熱傳遞系統之互連區段。

1.熱傳遞系統

用於可逆地調節流體經由管道之流動的磁性低溫閥門包括一熱傳遞系統或一個以上熱傳遞系統之組合。熱傳遞系統與熱能提取自的管道之至少一部分熱連通。熱傳遞系統可直接或間接附接至熱能待提取自的管道之至少一部分，只要其與管道之至少一部分熱連通。熱傳遞系統可按永久性或可拆卸組態附接至管道。熱傳遞系統可包括黏附於管道周圍以形成一冷卻地帶之一環形腔室，經由該冷卻地帶自管道及其中之流體提取熱能。

此項技術中已知之任一製冷系統可用以產生用於熱傳遞系統之負熱能(例如，以冷卻熱傳遞系統使得熱能自流體流動至熱傳遞系統)。可用以降低熱傳遞系統之溫度或將負熱能賦予至熱傳遞系統的製冷系統之實例包括蒸氣壓縮製冷系統(尤其具有單一平台或旋轉壓縮機)、熱交換單元、低溫冷卻及吸收系統。熱交換單元在此項技術中係熟知的(例如，見美國專利第7,441,412號、第7,407,600號、第7,378,065號、第7,272,951號、第7,263,852號、第7,069,981號、第7,028,768號、第7,013,668號、第6,185,953號、第5,787,722號及第5,582,239號)。諸如帕爾貼(Peltier)裝置(例如，見美國專利第7,218,523號)之電傳熱裝置亦可用作熱傳遞系統。低溫冷卻系統亦為此項技術中已知的，且可用作熱傳遞系統(例如，見美國專利第7,921,657號、第7,415,830號、第7,273,479號、第7,185,501號及第 6,658,864號)。

任一熱傳遞系統可適宜於供本文中提供之磁性低溫閥門使 用。舉例而言，美國專利第3,498,071號、第3,623,337號、第3,695,301號、第3,742,723號、第4,112,706號、第4,220,012號、第4,267,699號、第4,370,862號、第4,441,328號、第5,836,167號、第6,658,864號、第7,185,501號、第7,273,479號、第7,415,830號或第7,921,657號中描述的熱傳遞系統中之任一者或其組合可經組態以與熱能提取自的該之至少一部分熱連通以充當本文中提供的磁性低溫閥門之熱傳遞系統。

可充當本文中提供的磁性低溫閥門之熱傳遞系統之一特定 熱傳遞系統描述於作為美國專利申請公開案第20110308259號公開的共同擁有之美國專利申請案13/161,411中(該申請案之全部揭示內容被以引用的方式併入本文中)。

熱傳遞系統可包括一可拆卸外殼，其具有用於圍封管道之一 段之側部分及用於參加與管道段之相對端的密封關係之端部分，側部分及端部分界定一冷卻腔室(當組裝在管道周圍時)，該冷卻腔室在經填充時藉由將低溫劑自低溫劑供應模組排出至腔室內而可操作，腔室限定低溫劑之容積，低溫劑之至少一部分處於其液相中，與由外殼圍封的管道之段之外表面緊密接觸，可拆卸外殼包括用於許可低溫劑自低溫劑供應模組至冷卻腔室內之一入口端口，及用於將廢低溫劑排出冷卻腔室之一出口端口。可拆卸外殼之側部分可包括第一圓柱形半殼及第二圓柱形半殼，第一殼及第二殼各包括縱向延伸之凸緣部分，該等縱向延伸之凸緣部分合作以准許該等殼相互配合嚙合以形成閉合結構，外殼之端部分包含徑向延伸之凸緣部分，其用於與由外殼圍封的管道段之相對端配合嚙合。在此組態中，由熱傳遞系統包住的管道之區為磁性低溫閥門之閥門腔室。

整合至磁性低溫閥門內之一例示性熱傳遞系統描繪於圖5 中。圖5展示磁性低溫閥門之橫截面圖。熱傳遞系統130附接至支撐通道160之壁且與支撐通道160之壁一起處於熱管道中，支撐通道160當與含有流體之管道嚙合時，充當流體流過之管道。支撐通道160包括連接器150及150'，用於將磁性低溫閥門連接至待調節流體流動之管道。磁性低溫閥門包括與管道內之流體流體連通之第一注入器裝置110。如描繪之第一注入器裝置110用於在流體進入熱傳遞裝置前將黏著促進劑組成物注入至流體內。如所展示，黏著促進劑組成物亦將在經由第二注入器裝置120將磁性敏感粒子引入至流體內前注入至流體內。第一注入器裝置110與第二注入器裝置120之間的間隔及第二注入器裝置120與熱傳遞裝置之間的間隔允許黏著促進劑組成物及磁性敏感粒子在到達熱傳遞裝置前與管道內之流體混合。可藉由調整黏著促進劑組成物或注入器漿料組成物或兩者注入至管道內之流體內的流動速率來調節流體內之混合動力學。

圖5中展示之熱傳遞系統130為與管道熱連通的經低溫劑冷 卻之腔室。熱傳遞系統包括用於將低溫劑引入至熱傳遞系統之腔室內的一入口端口131。入口壓力調節器132調節進入熱交換裝置之腔室的低溫劑之壓力。熱傳遞系統亦包括用於排出經升溫之低溫劑(氣體或液體或兩者)的一出口端口135。熱傳遞系統包括一出口壓力調節器，用於調節在熱交換裝置之腔室內的低溫劑之壓力。藉由調整壓力調節器中之任一者或兩個調節器，可調節低溫劑經由熱傳遞系統之流動。

壓力調節器亦可用以操縱熱傳遞系統內的腔室之溫度。舉例 而言，熱傳遞系統中之低溫劑藉由蒸發熱傳遞系統而冷卻，在蒸發熱傳遞系統中，將液體低溫劑轉化成氣體。自液體低溫劑至氣體之相變有效地用於熱能傳遞，但所得氣體可充當絕緣層，藉此減小熱能傳遞之有效性。藉由調整至熱傳遞系統的低溫劑供應之壓力，自經升溫之低溫劑所得的氣體可藉由傳入低溫劑之力而自熱傳遞系統移除，從而移除氣體之絕緣層，藉 此增大自系統的熱能移除之速率。

在熱傳遞系統之出口端口135處的壓力調節器136可用以調 節在熱傳遞系統之腔室內的低溫劑之壓力。為了減小冷卻之速率，可調整壓力控制歧管以增大熱傳遞系統內之壓力。隨著熱傳遞系統內部之壓力增大，取決於熱傳遞系統內之壓力，通常可藉由在大氣壓力下液體低溫劑至氣體之轉換達成的蒸發冷卻減緩或被阻止。當壓力高時，液體低溫劑不能轉換成氣體或以比在環境壓力下慢之速率轉換，且因此自管道中之流體至液體低溫劑之傳熱不如在較低壓力條件下可達成般高。調節壓力使得其按受控制之速率增大可導致在熱傳遞系統內的溫度之受控制調節。包括一減壓閥門137以減輕任何過多壓力。

熱傳遞系統可包括諸如不鏽鋼管(特定言之，304不鏽鋼管) 的管之區段，該等區段當經組裝時形成外殼體且包封熱能待提取自的管道之至少一部分。管道之外壁可充當熱傳遞系統之內壁，其界定在熱傳遞系統內之冷卻腔室(當組裝於管道周圍時)。替代地，在將304不鏽鋼之區段彼此嚙合以形成封閉冷卻腔室之前，可將具有稍大於管道之直徑的鰭片管裝配在管道上方。將鰭片管與管道熱連通地裝配。具有管道可穿過之一開口的鋼板可焊接於外殼體之每一端處及管道周圍。藉由將鋼板焊接於適當位置，形成具有在管道與外殼體之間的腔室之一經密封套管，其中管道自每一端突出。

熱交換系統可包括與管道熱連通且包括導熱材料之導體表 面。熟習此項技術者已知之任何導熱材料可用作導體表面(當存在時)。材料材料之實例包括(但不限於)鋁、鈹、黃銅、鎘、碳鋼、鉻、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫、鋅或其任何組合或合金。

熱傳遞系統可包括製冷劑流過之一腔室。製冷劑可包括低溫 劑。熱傳遞系統之腔室可含有或部分或完全填充有導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒。包括導熱材料之銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒減小或消除了萊頓弗羅斯特(Leidenfrost)效應。在熱交換單元內的導熱材料之銼屑、切屑、刨屑、集結粒或珠粒增大了表面積且可用通道引導流體流動或誘發湍流，此可增加自管道至熱傳遞系統的熱能傳遞之效率。可使用篩來保持在腔室內的導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒，及防止當用低溫劑充填熱傳遞系統時其因低溫劑而排出。

熱傳遞系統之外殼體可裝配有低溫劑相容的管件以形成至 熱傳遞系統內之一個或一個以上入口端口，用於將低溫劑自低溫劑供應單元遞送至熱傳遞系統內。外殼體亦可裝配有低溫劑相容的管件以形成一出口端口，用於低溫劑自熱傳遞系統之通風。出口端口可與環境通風或可連接至一再浮獲系統，用於廢低溫劑之回收及再使用。

熱交換單元可包括隔板或鰭片或其組合，其可經組態以引導 或調節低溫劑或製冷劑在熱傳遞系統內之流動。隔板或鰭片可垂直於管道或以相對於管道之任何角度定位。隔板或鰭片可用以引導製冷劑或低溫劑之流動以使熱傳遞系統內的任何死地帶(無製冷劑或低溫劑之區)最小化。 隔板或鰭片可包括用於熱能之傳遞的導熱材料。導熱隔板或鰭片可定位於管道附近或與管道熱接觸之任何位置處，以增大傳熱之熱傳導面積，藉此允許管道之熱能及其內容物更迅速地傳遞至熱交換單元，包括至低溫劑或製冷劑及/或熱傳遞系統內之導熱金屬的經冷卻之銼屑、切屑、刨屑、集結粒或珠粒。熱傳導隔板及/或鰭片可經組態以與管道熱連通且有助於自管道至低溫劑或製冷劑及熱傳遞系統內之導熱金屬的經冷卻之銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒之能量傳遞。熱傳遞系統內的導熱金屬之銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒增大了表面積且可調節流體流動及/或誘 發湍流，其中之每一者可增加自腔室內之流體至熱傳遞系統內之製冷劑或低溫劑及因此自管道及遠離管道的傳熱之效率，從而減小管道內之流體的溫度使得流體之至少一部分冷凍以形成一插塞，該插塞黏附至管道之內壁，防止管道中之流體流動經過該插塞。

熱傳遞系統亦可包括一加熱裝置以熔化管道內的冷凍插塞 之至少一部分。加熱裝置可局部增加溫度超過流體之凝固點，藉此熔化插塞之至少一部分，藉此恢復經由管道之流體。加熱裝置可使用此項技術中已知之任一方法來局部增加溫度。舉例而言，加熱裝置可引入大於冷凍插塞之溫度的流體(諸如，氣體或液體)，以將熱能賦予至冷凍插塞，且藉此熔化插塞之至少一部分。加熱裝置可單向地或方向性地將熱量提供至形成於管道內的冷凍流動之插塞。熱能至管道之此定向施加(在其中之冷凍插塞附近)允許插塞之定向熔化，以便形成經由插塞之通道，液體流體可流過該通道。此可防止經由管道投擲冷凍插塞，且准許經由管道的流動之受控制恢復。

加熱裝置可選自此項技術中之任何已知者。實例包括居里溫 度加熱器、管道中導體熱源、加熱器帶、陶瓷加熱器、電阻線加熱器及電阻帶狀加熱裝置(例如，見美國專利第3,793,716號、第3,814,574號、第4,238,640號、第7,066,730號、第7,461,691號，及美國專利公開案第2004-0020642號及第2005-0092483號)。電阻線或電阻帶狀加熱裝置之商用具體實例係可用的(Calrod^TM加熱器)，其可經組態以符合加熱通道之大小及形狀。加熱單元可含在通道內且可經組態使得其與管道熱連通，但與熱傳遞系統熱隔離。舉例而言，可藉由使用不導熱材料將加熱通道之引向熱交換單元的部分與其分開。可使用熟習此項技術者已知之任何不導熱材料。

可使用替代熱傳遞系統。圖10展示一磁性低溫閥門100，其包括低溫冷卻線圈155作為熱傳遞系統。低溫冷卻線圈155包括一入口端 口131，其可連接至入口壓力調節器132，入口壓力調節器132經由管133連接至低溫劑供應模組。低溫冷卻線圈155亦包括一出口端口135，其連接至出口壓力調節器136及減壓閥門137與通風口138。可使用複數個分開的低溫冷卻線圈，或可使用形成低溫冷卻線圈之連續導管。可以任何組態(諸如，螺旋線帶或平行線帶)將低溫冷卻線圈置放於磁性低溫閥門或磁性低溫閥門之腔室中或周圍。

熱傳遞系統亦可包括鄰近磁性低溫閥門之閥門腔室的冷卻 腔室。冷卻腔室允許熱能自閥門腔室傳遞至冷卻腔室中之低溫劑，且最終離開磁性低溫閥門。冷卻腔室可整合至閥門之閥門腔室區段內。舉例而言，見圖15。磁性低溫閥門100之此橫截面展示鄰近第一閥門腔室區段620之第一冷卻腔室區段700及鄰近第二閥門腔室區段621之第二冷卻腔室區段701。接合第一區段與第二區段導致接近閥門腔室之複數個冷卻腔室。低溫劑經由端口705進入每一冷卻腔室且經由端口706退出(但此可顛倒，使得低溫劑經由端口706進入每一低溫劑循環隔室且經由端口705退出)。

冷卻腔室可具有光滑壁，或冷卻腔室之壁可為脊形、槽形、 溝槽形、有溝痕、皺狀、波狀、有折痕或起皺，以便增大冷卻腔室之表面積，諸如在圖27中所展示。冷卻腔室可含有或填充有導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒。冷卻腔室可含有隔板或鰭片。

熱傳遞系統之啟動可包括將製冷劑或低溫劑提供至裝置，或 將電力提供至帕爾貼裝置或其他電冷卻裝置或另外接通帕爾貼裝置或其他電冷卻裝置。可藉由熱監視裝置或諸如熱電偶之其他溫度感測器來監視熱傳遞系統之溫度及沿著管道及/或在管道內之溫度。熱監視裝置可耦接至電腦模組及將輸入提供至電腦模組。舉例而言，熱傳遞系統可包括可附接至管道或閥門腔室之一或多個點的熱監視裝置以監視熱梯度，且可包括於熱傳遞系統與管道之間的界面處以監視該界面處之溫度。控制熱傳遞系統及 熱監視裝置或與熱傳遞系統及熱監視裝置通信之電腦可監視熱梯度及/或熱交換之速率，且控制任一者或兩者以便最小化或消除管道上之熱應力。熱傳遞系統之遠端控制可包括(例如)製冷單元之起動及關閉，及閥門致動以調控或調節製冷劑或低溫劑至熱傳遞系統之流動。熱傳遞系統亦可包括壓力監視裝置，其可經由電腦遠端監視或存取，以評估熱傳遞系統中的(例如)蒸氣之壓力。熱傳遞系統亦可包括減壓閥門，其可經由電腦遠端監視或存取，以調節熱傳遞系統中的(例如)蒸氣之壓力。

用於磁性低溫閥門之熱傳遞系統的負熱能之源或冷卻動力 (諸如，製冷單元或製冷劑或低溫劑供應模組)可經定位使得其在關於磁性低溫閥門之任何位置中。在一些情況下，負熱能之源定位於靠近熱能待提取自的管道之附近。藉由將(例如)製冷單元或製冷劑或低溫劑供應模組緊密接近管道定位，可使自負熱能之源至磁性低溫閥門之熱傳遞系統的軟管或管之長度最小化。對於子表面海洋環境，可使用可浸入水中之外殼來圍封負熱能之源以保護其免受其浸沒環境影響。

在一些情況下，負熱能之源或冷卻動力可位於距磁性低溫閥 門待附接至的管道之遠端距離處。舉例而言，熱能待提取自的管道可位於海床上，且負熱能之源可位於表面上之輪船或平台上，經由軟管或管連接至冷卻單元，在風大浪急的海面期間，此可能難以維持。取而代之，負熱能之源或諸如製冷單元或製冷劑供應模組之冷卻動力可經定位使得其處於熱能待提取自的管道之緊密附近。

2.注入器裝置

本文中提供之磁性低溫閥門包括用於將材料引入至管道內之流體內的至少一注入器裝置。注入至流體內的材料中之一者為含有磁性敏感粒子之漿料。此外，亦可將黏著促進組成物注入至管道內之流體內。在一些應用中，磁性低溫閥門包括至少一注入器裝置，用於將含有與磁場 相互作用之材料的注入漿料引入至管道內之流體內。在一些應用中，磁性低溫閥門包括用於將含有與磁場相互作用之材料的注入漿料引入至管道內之流體內的一或多個注入器裝置，及用於將黏著促進組成物引入至管道內之流體內的一個或一個以上注入器裝置。

注入器裝置可經組態以包括在管道中之一端口或開口，可經由該端口或開口將材料引入至管道內，使得該材料與管道內之流體接觸。注入器裝置可包括一隔離機構，用於控制材料至管道中之流體內的引入。可使用此項技術中已知之任一隔離機構。舉例而言，可將可打開及閉合之機械閥門用作隔離機構，從而防止來自管道之流體流動至注入器裝置內及來自注入器裝置之材料流動至管道內。可人工或遠端控制機械閥門，諸如，藉由包括一電腦操作或可電啟動之閥門。當經啟動時，機械閥門打開以將材料引入至管道內之流體內。當經去啟動時，機械閥門閉合以阻止材料至管道內之流動。

在一些具體實例中，一止回閥可包括於注入器裝置中。止回閥可用作隔離機構及/或可用以防止管道中之流體(諸如，流動管狀物中之油)回流至注入器裝置內。可使用在降低之溫度(特定言之，低溫)下操作之任何止回閥。並非所有應用皆需要止回閥；因此，對於一些應用，注入器裝置中可不存在止回閥。舉例而言，在於比管道或管狀物之預期內部壓力大的壓力下遞送注入漿料之應用中，一旦注入漿料之流動受到阻止，則將不需要止回閥。可藉由適合於含有管道中之流體的類型及壓力之人工或遠端操作閥門將注入器裝置與管道隔離。

注入器裝置可包括一或多個可啟動流動調節閥門，其可調整材料至及/或經由注入器之流動。可人工或遠端啟動可啟動流動調節閥門，例如，藉由使用電腦。舉例而言，注入器裝置可包括在待注入至流體內的材料之源與注入器閥門之間的可遠端啟動螺線管流動調節閥門。舉例而 言，流動調節閥門可用以調控注入漿料自供應模組至及經由注入器裝置之流動。

可提供井殼體中之過道用於定位注入器裝置以當啟動注入 器裝置時，引導材料至管道(例如，生產管狀物)中之流體內的引入。可用以遞送待注入至流體內之材料的至注入器裝置之套管、管或管道可經製造至殼體之每一層內，且接著可對準殼體以產生通路以將材料遞送至注入器裝置。亦可將傳送待注入之材料的導管或管併入至形成於兩個同心管之間的環隙內。

注入器裝置及其組件可由適合於待使用其之條件的任何材 料製成。舉例而言，用於建構之導管或管路可經工程設計以不僅抵抗管道內之流體的預期壓力，且亦抵抗存在於深海鑽孔之深度(包括水下約7,000呎之深度)處的高的水壓力。熟習此項技術者可針對此等應用選擇管路或導管之恰當材料及厚度或設計。管路或導管可包括徑向或側向加強物以承受在存在於深海鑽孔深度處的水壓力之壓力下的崩塌。管路或導管可經製造以具有一厚度，使得管路或導管抵抗因在深海鑽孔之海深度處的水壓力之變形或壓碎。例示性材料包括不鏽鋼、鋁、銅或低溫相容聚合物，諸如，纖維加強環氧樹脂複合物及超高分子量聚乙烯。注入器、導管或管亦可屬於具有比鋼高之延性斷裂模式及比鋼低之脆性斷裂模式的合金。例示性合金包括在美國專利第5,352,304號、第6,183,573號、第6,212,891號、第7,235,212號、第7,648,597號及第7,727,463號中描述之合金。

可隔絕注入器裝置之導管或管路以使來自周圍環境之熱污染最小化。可使用熟習此項技術者已知用於隔絕管路之任何技術。導管或管路可包在或包封在非導熱材料或具有低熱導率之材料中。

磁性低溫閥門之注入器裝置可包括流速表。流速表可與電腦模組通信。來自流速表之資料可用以判定材料經由注入器裝置之流動，且 可用以人工或藉由電腦控制自動地調節材料至管道內之流體的流動之速率。流速表可包括在自材料供應模組至來自注入器裝置之材料至流體內之出口點的整個流體連通路徑中，用於判定材料經由系統的流動之速率。此項技術中已知之任一流量計可用於該系統中。流量計可包括漿輪流量計、渦輪流量計、磁性流量計、光學感測器、電磁速度感測器、科氏力(coriolis force)流量計、熱流量計、超音波流量計或此項技術中已知的任何其他類型之流量計。此項技術中已知的流量計之實例包括美國專利第7,730,777號、第7,707,898號、第4,934,196號、第4,422,338號及第RE 31,450號，及美國專利申請公開案第2009-0281671號、第2005-0288873號及第2004-0244498號。

注入器裝置可包括其他組件，諸如，緊急關閉閥門、過壓閥 門、分流閥門、加熱單元及熱監視裝置。電腦模組可用於注入器裝置或其附接組件中之任何者的自動化。舉例而言，電腦模組可與加熱單元、閥門、流速表及熱監視裝置通信，及/或處於加熱單元、閥門、流速表及熱監視裝置之控制之下，且可監視及/或控制材料(例如，注入漿料)經由注入器裝置至管道內之流體內之流動。

3.磁場產生裝置

本文中提供之磁性低溫閥門包括一磁場產生裝置。磁場產生裝置可包括一或多個磁鐵。磁鐵可為電磁鐵或永久磁鐵或其組合。在一些應用中，電磁鐵係較佳的。磁場產生裝置可在任一方向上定位及定向，例如，可使由該裝置產生之磁場的方向平行或垂直於管道。圖11及圖13展示一例示性磁性低溫閥門，其包括電磁鐵，作為磁場產生裝置140。該電磁鐵包括一電磁鐵心650及一電磁螺線管線圈640。可使用電磁鐵心凸緣656經由電磁鐵心端655附接核心650。圖19A及圖19B展示可插入諸如永久磁鐵或電磁鐵之磁場產生裝置的端口680。磁場產生裝置之極可與閥門腔室之壁 齊平，或可穿透至閥門腔室內。

在一些應用中，磁場產生裝置使用電磁鐵。電磁鐵可包括在核心周圍之一電線(典型地由鋁、銅或其合金製成)繞組，該電線典型地(但未必)包括二價鐵材料。使來自電力供應器之電流穿過電線創造磁場。磁場之強度可隨穿過電線的電流之量、電線纏繞於核心周圍的繞組之數目、組成核心的材料之類型及核心之大小及形狀而變化。在電線捲繞於核心周圍之次數與自電磁鐵產生的磁場之強度之間存在直接相關性。產生之通量密度與電線的繞組之數目正相關，其中，數目愈大，則磁場愈強。

可使用複數個電磁鐵來在腔室內產生磁場。可使用電磁鐵之任何組態。舉例而言，可圍繞磁性低溫閥門之腔室按圓形定向將兩個電磁鐵相互180°地定位。可圍繞磁性低溫閥門之腔室按圓形定向將三個電磁鐵相互120°地定位(例如，見圖12)。可圍繞磁性低溫閥門之腔室按圓形定向將四個電磁鐵相互90°地定位(例如，見圖1)。電磁鐵可為模組化及附接式或可自磁性低溫閥門移除，諸如，藉由使用凸緣(例如，見圖12，電磁鐵心凸緣656)。

雖然圖12中展示的電磁鐵之繞組640基本上涵蓋閥門腔室之整個長度，但在一些應用中，繞組可延伸核心650之整個長度。電磁鐵心650可為磁性低溫閥門100之整個長度。雖然展示圖12中展示之電磁鐵涵蓋基本上閥門腔室之全部長度，但可將一組電磁鐵用於閥門腔室之第一區段，且將一組分開的電磁鐵用於閥門腔室之第二區段。又，雖然圖12中展示之電磁鐵與流體經由磁性低溫閥門之流動成一直線地定向，但電磁鐵之組態可改變，使得其定向垂直於流動之方向，且可將分開的成組之電磁鐵用於閥門腔室之第一區段與第二區段。

在一些組態中，當將電磁鐵用作磁場產生裝置時，電磁鐵心不穿透至閥門腔室內。一例示性組態展示於圖14中。在該圖中，展示含有 電磁螺線管線圈640及電磁鐵心650的電磁鐵中之兩個。磁場產生器端685不穿透閥門腔室。

在一些組態中，當將電磁鐵用作磁場產生裝置時，電磁鐵心 確實穿透至閥門腔室內。一例示性組態展示於圖24中。在該圖中，展示含有電磁螺線管線圈640及電磁鐵心650的電磁鐵中之兩個。電磁鐵心端655穿透閥門腔室且在閥門腔室內。

可按任何次序及在任何時間啟動及去啟動呈任何組態之電 磁鐵，以便調節粒子集合或插塞完整性或兩者。電磁鐵可經圍繞腔室之周邊依序地啟動，或可按群組(諸如，成對或三個一組)啟動。可按導致腔室內之振盪磁場的方式啟動及去啟動電磁鐵。可使用振盪磁場來使顆粒床形成最佳化或誘發插塞中之加熱以熔化插塞或部分或完全地使插塞自腔室之內壁移位。可去啟動電磁鐵以誘發或加速插塞失效，諸如，當待恢復經由管線之流動時。

可使用任何適當附接技術(諸如，與凸緣一起使用螺釘或螺 帽及螺栓或藉由焊接)將電磁鐵之核心連接至磁性低溫閥門。核心端可與閥門腔室之壁齊平，或可穿透至閥門腔室內。當核心端經組態以進入閥門腔室時，選擇該組態使得核心端不抑制或以任何方式干擾任何可移動內嵌檢驗或清潔裝置橫越閥門腔室之能力。磁鐵之主體或電磁鐵之核心可直接觸碰磁性低溫閥門之外部壁，或該裝置可經組態使得磁鐵或電磁鐵連接，使得其不觸碰磁性低溫閥門之外部壁。

當使用電磁鐵產生磁場時，可藉由控制流過電線的電流之量 來調節磁場。此外，可藉由關閉電流來消除磁場。此避免了可由施加至管道之恆定磁場造成的任何損壞，諸如，可在管道之常規操作期間由流體中之磁性材料之吸引力造成的至管道之內壁之任何磨損變壞。相反地，在緊急情況期間或在預期潛在緊急情況時，可藉由將電流提供至圍繞核心之電 線繞組來啟動磁性低溫閥門之磁場產生裝置以產生強大磁場。

在一些應用中，磁場產生裝置使用永久磁鐵。永久磁鐵為自 經磁化以創造不能如電磁鐵之磁場般關閉之持久性磁場的材料製造之物件。永久磁鐵可為陶瓷、肥粒鐵，或包括任何其他適當磁性材料。在一些情況下，永久磁鐵包括稀土元素。舉例而言，永久磁鐵可為選自Nd-Fe-B型、Sm-Co型及Sm-N-Fe型稀土永久磁鐵當中之稀土永久磁鐵。永久磁鐵可裝設於可移動軌道上，使得可調節磁鐵與管道之接近性。舉例而言，可將磁鐵定位得更靠近管道或移動遠離管道，以便調整由管道或閥門腔室內之磁性敏感粒子經歷的磁場之強度。在一些應用中，磁場產生裝置包括與電磁鐵組合在一起之永久磁鐵總成。永久磁鐵或電磁鐵可經成對地或按交叉形組態或按多極組態來組態以產生不同形狀之磁場或在特定方向上定向之磁場。圖6A說明包括軸向定位於磁性低溫閥門之腔室周圍的兩個電磁鐵之磁性低溫閥門。圖6B說明一磁性低溫閥門，其包括定位於磁性低溫閥門之閥門腔室之拐角處的四個磁場產生裝置，諸如，永久磁鐵。圖12說明包括軸向定位於磁性低溫閥門之腔室周圍的三個電磁鐵之磁性低溫閥門。圖26說明一磁性低溫閥門，其包括軸向定位於磁性低溫閥門之閥門腔室之端壁及側壁周圍的二十個分開的電磁鐵(該圖中展示12個)。

個別磁場產生裝置(不論電磁鐵或是永久磁鐵)可單獨或組 合地用於相對於閥門腔室之許多不同位置處。可選擇磁場產生裝置之數目及位置以使插塞形成最佳化。用於磁場產生裝置之例示性置放位置包括在閥門腔室內部、在閥門腔室外部或嵌入於閥門腔室壁中，及此等位置之任何組合。可個別地變化每一磁場產生裝置之極化及強度。可個別地振盪磁場產生裝置中之每一者。

可使用任何類型之磁場產生裝置。在一些應用中，使用永久 磁鐵、電磁鐵或其組合。可使用的磁鐵之類型包括鋁鎳鈷合金、陶瓷、鋁 鎳鈷合金及稀土磁鐵(諸如，釹鐵硼磁鐵)。可選擇相同或不同磁通量密度之磁鐵。在一些應用中，磁場產生裝置經選擇以產生至少0.25特斯拉之磁通量密度。在一些應用中，磁場產生裝置具有至少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特斯拉之磁通量密度。在一些應用中，磁場產生裝置具有約0.1特斯拉至約15特斯拉之磁通量密度。 在使用複數個磁場產生裝置之裝置中，該等磁場產生裝置中之至少兩個係按以下方式定位：使至少一磁鐵之場力線穿透至流過磁性低溫閥門之腔室的流體且與另一磁場產生裝置之類似場接觸或相互作用。在一些應用中，磁場產生裝置經組態以在閥門腔室內(諸如，在閥門腔室之中心處或在閥門腔室內之任何其他所要的位置處)提供自約0.5特斯拉至約5特斯拉之通量密度。磁場產生裝置之強度、大小、形狀及位置可經選擇使得產生之磁場產生場力線，場力線之至少一部分穿透至流過閥門腔室之流體且與注入至流過閥門之流體內的磁性敏感粒子相互作用。磁場可用以引導磁性敏感粒子之沈積。在一些應用中，磁場將磁性敏感粒子集中於閥門腔室之中心附近或中心處。在一些應用中，磁場將磁性敏感粒子集中於閥門腔室之一端附近或一端處。在一些應用中，磁場將磁性敏感粒子集中於閥門腔室之一壁附近或一壁處。在一些應用中，複數個磁鐵之磁場可用以將磁性敏感粒子集中於閥門腔室內之一個以上位置附近或一個以上位置處。在一些應用中，磁場可用以將磁性敏感粒子集中於閥門腔室之中心附近或閥門腔室之壁附近。

在一些應用中，磁性低溫閥門之磁場產生裝置包括可誘發B 場之振盪的複數個電磁鐵。藉由誘發交變磁場，可產生感應加熱。舉例而言，漿料中的磁性敏感粒子中之一些可包括鐵磁性塗層。交變磁場可激勵鐵磁性塗層中之磁疇。當塗層之磁疇與每一振盪重新對準時，塗層中之磁滯損耗可引起感應加熱。感應加熱可與磁性可滲透塗層內之通量密度成比例。由感應加熱產生的此增加之熱能可用以熔化管道中之冷凍流體的插塞，從而恢復流體流動。因此，產生感應加熱的交變磁場可排除對提供單獨的熱能裝置(諸如，加熱裝置)以恢復管道中之流體的流動之需要。在一些情況下，加熱器包括於磁性低溫閥門中且可單獨地或與磁性產生之感應加熱一起使用以提供熱能以熔化管道或閥門腔室內之插塞。

磁場產生裝置可經定位使得其磁鐵處於圍繞管道之任何組 態中。在一些應用中，磁鐵可圍繞管道沿圓周定位。在一些應用中，磁鐵可平行於流動方向單軸或雙軸定位。在一些應用中，一磁鐵可與另一磁鐵相對地定位。該等磁鐵中之每一者產生一磁場，磁場之至少一部分滲透管道之壁且與引入至管道之流體內的磁性敏感粒子相互作用。磁場產生裝置之磁鐵之極的定位亦可調節以引導在管道或閥門腔室中之流體內的磁性敏感粒子。舉例而言，可使用標準四極磁鐵組態來創造其量值隨距其縱向軸線之徑向距離迅速增大之磁場。在標準四極組態中，藉由呈交叉形組態之四個磁鐵，兩者經定位以具有對置北極，且兩者經定位以具有對置南極。 在此組態中，在中心之磁場極低，且可為零，且磁場隨著一者移動遠離中心而增大。此可用以將流體中之磁性敏感粒子朝向管道之壁吸引，此係因為朝向管道之內表面的磁場將比在管道之中心中的磁場大得多。

此說明於圖6中。圖6展示在熱傳遞系統附近的管道之內壁 處的磁性敏感粒子之積聚。經由注入器裝置120將磁性敏感粒子170注入至管道內之流體內。磁性敏感粒子可含有與磁場相互作用之任何材料。材料可受磁場吸引或排斥。粒子可含有鈷、Co-Zr合金、Co-Nb合金、鏑、Fe-Si 合金、釓、鐵、鎳鐵高導磁合金(鎳鐵合金)、鎳、高導磁合金(鐵鎳合金)、稀土過渡金屬合金(例如，Gd-Co、Fe-Tb)、尖晶石肥粒鐵(MFe₂O₄，其中M為Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺及Zn²⁺)及超導磁合金。詳言之，磁性敏感粒子可含有鈷、鐵、鎳、磁鐵礦(Fe₃O₄)或磁赤鐵礦(Fe₂O₃)或其組合。

一旦經注入至管道內之流體內，磁性敏感粒子170與由磁場 產生裝置140產生之磁場相互作用。相互作用導致磁性敏感粒子170朝向管道之壁、閥門腔室之中心、閥門腔室之一端或其任何組合移動，且積聚於管道之壁上、閥門腔室之中心、閥門腔室之一端處或其任何組合。粒子中之一些與管道壁直接熱連通，管道壁與熱傳遞系統130熱連通。其他磁性敏感粒子與與管道壁熱連通之粒子熱連通，管道壁與熱傳遞系統130熱連通。因為磁性敏感粒子170之熱導率大於管道內之流體之熱導率，所以熱能經自流體傳遞至磁性敏感粒子170，且隨後至與熱傳遞系統130熱連通之管道，且離開管道，藉此自流體移除熱能且最終導致流體的冷凍插塞之形成。

本文中提供之磁性低溫閥門、系統及方法可用於任何環境 中，包括供表面管線及海底及深海應用使用。磁性低溫閥門可人工地操作或可經組態以遠端控制，諸如，藉由用適當軟體程式化之電腦。當該方法在水下使用(諸如，在洋底上)時，可使用一充分可浸入水中之製冷單元或低溫劑供應模組。浸沒之冷凍機系統或低溫劑供應模組之控制可自表面(例如，自船或平台)提供，諸如，藉由可提供磁性低溫閥門之熱傳遞系統與表面之間的電力、通信及監視的附接之電線或電纜。製冷單元或低溫劑供應模組可圍封於壓力容器或外殼中以使對水之曝露最小化且允許在容器或外殼內的壓力之調控。製冷單元及其壓縮機驅動馬達可由供電器自表面容器或平台或經由電池組或浸沒之發電系統來供電。

C.系統

本文中提供之磁性低溫閥門可為自管道提取熱能的系統之 部分以便冷凍其中的流體內容物之至少一部分。一例示性系統包括附接至管道之至少一部分且與其熱連通的磁性低溫閥門、用於提供注入單元以用於將含有磁性敏感粒子之漿料注入至管道內之流體內的一漿料模組、視情況用於將黏著促進組成物注入至管道內之流體內之一注入器及視情況用於磁性低溫閥門及注入器之電腦及/或遠端控制的一控制系統。系統可包括(且在例示性具體實例中確實包括)其他組件，諸如，閥門(例如，流動控制閥門、分流閥門及減壓閥門)、泵、導管或管路、一或多個注入漿料供應模組、黏著促進劑組成物供應模組、低溫劑供應模組、壓力及/或溫度監視裝置、流動量測裝置及電腦控制模組。

一例示性系統展示於圖7中。圖7說明一水平定向之管道系 統，但亦預見到垂直定向之管道系統。該系統包括：磁性低溫閥門，其包括一第一注入器裝置110及附接至支撐通道160之一第二注入器裝置120；一熱傳遞裝置130，其包圍支撐通道160之至少一部分；及磁場產生裝置140，其經展示處於四極配置中(第四磁場產生裝置140在該圖示中不可見)。磁場產生裝置140之定位可經修改以產生不同磁場(歸因於磁場產生裝置140之相互作用)。磁性低溫閥門之支撐通道160可在一端處經由連接器150連接至含有流體之管道500，且在另一端處經由連接器150'連接至管道500'。如所說明，流體流經自管道500至管道500'之管道。

第一注入器裝置110經由管路111連接至泵112，泵112經 由管路113連接至黏著促進劑組成物供應模組200。第二注入器裝置120經由管路121連接至注入漿料供應模組300，注入漿料供應模組300經由管路125連接至壓力調節系統350。

熱傳遞系統130附接至支撐通道160且與支撐通道160熱連 通。熱傳遞系統130包括一入口端口131，其包括一入口壓力調節器132。 入口端口131可直接附接至管133或附接至連接至至低溫劑供應模組400之管133的入口壓力調節器132。熱傳遞系統130亦包括一出口端口135，其可包括一出口壓力調節器136。出口端口135包括一減壓閥門137及一通風口138，減壓閥門137及通風口138直接連接至出口端口135或連接至連接至出口端口135之出口壓力調節器136。

該系統可包括可附接至管道之一或多個點的熱監視裝置以 監視熱梯度，且可包括於熱傳遞系統與管道之間的界面處以監視該界面處之溫度。該系統可包括一電腦，其控制磁性低溫閥門及熱監視裝置且與磁性低溫閥門及熱監視裝置通信。

1.注入漿料供應模組

包括本文中提供之磁性低溫閥門的系統可包括一注入漿料供應模組。注入漿料供應模組將注入漿料提供該注入器。注入漿料在流體中含有磁性敏感粒子，諸如，低溫劑或溶劑或其組合。可使用此項技術中已知之任何方法製備漿料。舉例而言，注入漿料供應模組可包括一混合系統，其包括一文氏管(venturi)泵，諸如，流體注入器。在此等系統中，可使流動流體穿過管路組態，該管路組態引起足以吸引諸如磁性敏感粒子之粒子與流動流體(諸如，低溫劑或溶劑或其組合)混合之壓力差。注入器系統在此項技術中係熟知的(例如，見美國專利第4,165,571號、第5,522,419號、第5,743,637號、第5,993,167號及第6,450,775號)，且可供本文中所描述之注入漿料使用。一例示性注入器可經組態以包括：一噴嘴，其可引導諸如低溫劑之流體以形成噴出；一文氏管結構；及在噴嘴與文氏管結構之間的一氣隙。在使用中，流體噴射跨過氣隙，且進入文氏管結構。文氏管結構包括一入口、用於將磁性敏感粒子遞送至流體噴射內之一側過道及一混合腔室，在混合腔室中，磁性敏感粒子藉由流體之流動夾帶且與流體混合。

磁性敏感粒子單獨或與其他粒子一起可經由具有位於文氏 管結構之入口附近之一排放端的套管、管或滑槽供應至文氏管結構，其中由其中之高速流體流動創造的真空(負壓)作用以將來自套管、管或滑槽之粒子吸引至文氏管結構內。控制添加至管道內之流體的磁性敏感粒子或其他粒子之量之一方法應包括一計量裝置(諸如，螺鑽桶)以藉由驅動螺鑽之變速馬達調控流過螺鑽且至文氏管混合腔室內的磁性敏感粒子或其他粒子之量。可使用此項技術中已知之任何計量裝置或流動調控裝置來計量添加至流動流體的粒子之量，且藉此調控添加至低溫劑或流過注入器之其他流體的粒子(例如，磁性敏感粒子)之量。

可藉由此項技術中已知之任何方法調節注入漿料組成物至 注入器內之流動。舉例而言，一壓力調節器系統可附接至注入漿料模組以迫使漿料自供應模組至注入器內及離開注入器至管道內之流體內。藉由使用壓力調節系統增大或減小施加於供應模組中之注入器漿料上的壓力可分別導致離開注入器至流體內的增大或減小之流動。

a.注入資料組成物

i磁性敏感粒子

注入漿料組成物含有磁性敏感粒子。磁性敏感粒子可具有或含有與磁場相互作用之材料。粒子可為順磁、反磁、鐵磁性或其任何組合。順磁材料之實例包括鋁及鈦。反磁材料之實例包括鉍、銅及金。鐵磁性材料之實例包括鈷、Co-Zr合金、Co-Nb合金、鏑、Fe-Si合金、釓、鐵、鎳鐵高導磁合金(鎳鐵合金)、鎳、高導磁合金(鐵鎳合金)、稀土過渡金屬合金(例如，Gd-Co、Fe-Tb)、尖晶石肥粒鐵(MFe₂O₄，其中M為Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺及Zn²⁺)及超導磁合金。磁性敏感粒子可含有鈷、鐵、鎳、磁鐵礦(Fe₃O₄)或磁赤鐵礦(Fe₂O₃)或其組合。

通常可選擇磁性敏感粒子使得其具有比管道內之流體之熱 導率大得多之熱導率值。舉例而言，原油之熱導率在自0.120W/(m．K)至0.130W/(m．K)之範圍中。例示性材料在68℉下之熱導率包括對於碳鋼為31W/(m．K)，對於鈷為40W/(m．K)，對於銅為223W/(m．K)，對於純鐵為42W/(m．K)，對於鎳為52W/(m．K)，對於鈮為30W/(m．K)，對於銀為235W/(m．K)，且對於鋅為116W/(m．K)。因此，可選擇磁性敏感粒子以具有大於0.2W/(m．K)、或大於0.5W/(m．K)、或大於0.75W/(m．K)、或大於1W/(m．K)、或大於5W/(m．K)、或大於10W/(m．K)、或大於20W/(m．K)、或大於30W/(m．K)、或大於40W/(m．K)、或大於50W/(m．K)或大於100W/(m．K)之熱導率。

作為美國專利申請公開案第20110308259號公開的共同擁有 之美國專利申請案13/161,411(其全部揭示內容被以引用的方式併入本文中)描述用於自熱傳導金屬管道提取熱能之方法、裝置及系統。在於美國專利申請案13/161,411中描述之一些具體實例中，將低溫劑注入至管道內之流體內以增大自管道內之流體的熱能耗散之速率。使用磁性低溫閥門注入至管道內之流體內的注入漿料組成物包括在流體中之磁性敏感粒子。流體可為製冷劑或低溫劑或其組合。

將注入漿料引入至管道內之流體內與藉由低溫劑或製冷劑 單獨之注入觀測到的熱能傳遞之速率相比可增大自管道內之流體的熱能傳遞之速率。較之先前裝置及方法之一優勢在於，藉由調節磁場產生裝置之磁通量，漿料之磁性敏感粒子可經吸引至或引導至管道之內表面，使得其與管道之至少一部分熱連通，特定言之，在熱傳遞系統附近以自管道移除熱能。舉例而言，磁場產生裝置可經定位使得其磁場將注入漿料組成物之磁性敏感粒子引導至管道之內壁，靠近與管道之至少一部分熱連通的熱傳遞系統，且磁性敏感粒子有助於自管道內之流體至熱傳遞系統的熱能傳遞，以供移除。

當啟動磁場產生裝置且將注入漿料引入至管道之流體內 時，漿料之磁性敏感粒子在管道之內壁上的沈積有效地增大在管道之內壁處的熱傳導。管道之熱傳導增大係因為漿料的沈積之磁性敏感粒子與管道或閥門腔室之至少一部分熱連通，或與與管道或閥門腔室熱連通之一或多個磁性敏感粒子熱連通，或形成一連串磁性敏感粒子，其中之至少一者與管道或閥門腔室熱連通。因為磁性敏感粒子之熱導率大於管道或閥門腔室內的流體之熱導率，所以熱能傳遞至粒子且隨後傳遞至與熱傳遞系統熱連通之管道或閥門腔室且離開管道，藉此自流體移除熱能且最終導致流體之冷凍插塞之形成。

藉由引入具有比冷凍流體高之熱傳導的磁性敏感粒子，克服 了具有低熱傳導的冷凍流體之絕緣效應，從而提供經由冷凍流體至熱傳遞裝置之熱連通途徑。此導致管道或閥門腔室內之流體在比可藉由使用僅附接至管道或閥門腔室之一熱傳遞裝置所實現短得多之時間量中的迅速同心冷凍。

可冷卻至低於管道內之流體之凝固點的溫度之磁性敏感粒 子加速熱能自流體之移除及冷凍插塞之其凝固及冷凍及/或形成。磁性敏感粒子可充當長晶位點，在長晶位點上或歸因於長晶位點，與粒子接觸的管道內之流體失去熱能且可凝固。隨著流體之熱能減少在流體中的長晶位點之數目之增加可加速在管道或閥門腔室內的至少部分凝固之固體流體之多個部分之形成。至少部分凝固之固體流體之多個部分可與磁場產生裝置之磁場相互作用且經引導至管道或閥門腔室內之任何所要的位置(諸如，至閥門腔室之中心、至閥門腔室之一端或在熱傳遞系統附近至閥門腔室之壁)，歸因於磁場以及藉由熱傳遞系統之作用而至預先冷卻之管道之冷凍的組合，其黏附於該位置。管道內的至少部分凝固之流體之多個部分亦可相互碰撞以形成較大聚集體，該較大聚集體可藉由與磁場產生裝置之磁場的 相互作用而引導至在熱傳遞系統附近的管道之壁。憑藉與磁場產生裝置之磁場的相互作用，聚集體之碰撞的擴散化及其引導之沈積可足以引起在比當將低溫劑單獨注入至管道中之流體內時顯著少的時間中冷凍插塞形成於管道中。

熱傳遞系統自管道或閥門腔室移除熱能及自外側向內側移 除其內容物與藉由注入含有具有比流體之熱導率大得多之熱導率值的磁性敏感粒子之注入漿料而將負熱能引入至管道或閥門腔室內之流體內的組合導致熱能自流體之迅速移除及冷凍流體在管道或閥門腔室之壁上的形成及建置，從而導致冷凍插塞之形成。冷凍插塞含有磁性敏感粒子之經裝填顆粒床。插塞將上游壓力負荷傳遞至磁性低溫閥門中的管道或腔室之壁，此阻止流體經由磁性低溫閥門之流動且幫助維持插塞完整性。

注入漿料組成物之磁性敏感粒子因此可促進熱能自管道之 流動流體至管道或閥門腔室(特定言之，至經冷卻之管道或閥門腔室)之傳遞，諸如，可藉由啟動磁性低溫閥門之熱傳遞系統而達成。可憑藉磁場產生裝置來定位磁性敏感粒子，特定言之，至由熱傳遞系統冷卻的管道附近，此促進冷凍流體插塞黏著至管道或閥門腔室之壁，以及增大管道或閥門腔室內之冷凍流體至管道或閥門腔室之壁上且隨後至冷凍流體之層上的沈積之速率。

注入漿料之磁性敏感粒子可經選擇以具有任何所要的大小 及/或形狀。舉例而言，粒子可為立方體、薄片、顆粒、圓柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合。粒子亦可為實心或中空。中空棒及球體在此項技術中係已知的(例如，見美國專利第5,693,269號、第5,322,652號、第4,775,598號及第4,565,571號)。由許多不同合金(包括不 鏽鋼)及廣泛大小範圍製成之中空球可購自United States Ball Corp.(La Mirada,CA)。

磁性敏感粒子可為或包括含有導熱材料(諸如，鈹、黃銅、 鎘、碳鋼、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫或鋅或其任何組合或合金)之部分或完整塗層。磁性敏感粒子可包括含有氧化物之部分或完整塗層。氧化物可包括氧化鋁、鋁、鋇、鈹、鉍、鉻、鈷、銅、釓銥、鐵、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、二氧化矽、矽、銀、鉭、釷、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅、氧化鋯或鋯或其組合之氧化物。

磁性敏感粒子可包括含有耐腐蝕材料之部分或完整塗層。此 項技術中已知之任何耐腐蝕材料可用以至少部分塗佈磁性敏感粒子。舉例而言，磁性敏感粒子可包括含有耐腐蝕材料之塗層，材料諸如，鋅、鎂或鎘或此等中之任何兩者或兩者以上之合金，例如，Zn/Mg合金或Mg/Cd合金(例如，見美國專利第6,399,146號)。

粒子之大小及/或形狀可經選擇以選擇粒子之表面積，例 如，以使表面積最小化或使表面積最大化，或另外有助於管道內之冷凍流體的長晶或形成。具有較低表面積之較大粒子傾向於具有較高容量，用於含有負熱能。舉例而言，減小比表面積之一方式為選擇具有較均勻表面幾何形狀之粒子。較大磁性敏感粒子可藉由磁場產生裝置引導至或吸引至閥門腔室內之區(諸如，中心、至一端或管道之內壁)，且有效地增大管道之內壁之表面積，從而促進熱能傳遞離開管道內之流體，至粒子且至附接至管道之至少一部分的熱傳遞單元。

減小比表面積之另一方式為增大粒徑。磁性敏感粒子之大小 按其特性長度(例如，直徑)量測，且僅受到注入器裝置之開口之大小限制。磁性敏感粒子之大小可小於注入器之開口之大小的10%。在一些應用中，粒徑可與注入器之開口之大小的90%一樣大。磁性敏感粒子可具有非 常廣泛之粒徑分布(例如，自奈米大小之粒子至直徑20cm之粒子)。磁性敏感粒子可具有自約1nm至約100μm之粒徑。磁性敏感粒子可具有大於100μm且小於5cm(諸如，在1000μm與1cm之間)之粒徑。磁性敏感粒子可具有在500μm與2.5cm之間、或在1500μm與0.5cm之間、或在0.01mm與750mm之間、或在0.1mm與500mm之間、或在1mm與100mm之間、或在0.5mm與50mm之間的粒徑。在一些應用中，粒子可為具有小於100μm之直徑(諸如，具有在1nm與99μm之間的直徑)的微米粒子。在一些應用中，粒子可為1μm至約100μm，且可為磁性流變性流體之一部分(例如，見美國專利第8,631,917號(Piech等人，2014)及第7,306,083號(Ulicny等人，2007))。在一些應用中，粒子可小於1μm，諸如，自約1nm至約900nm，且可為鐵磁流體之一部分(例如，見美國專利第7,063,802號(Tsuda等人，2006)及第4,356,098號(Chagnon，1982))。

注入漿料可包括在基於注入漿料之重量的0.01%至95%之範 圍中的大量磁性敏感粒子。在一些應用中，僅注入磁性敏感粒子，或磁性敏感粒子之量在漿料中大於95%，或漿料載劑之量在漿料中為1%或以下。 可包括於注入組成物中的粒子之量可取決於流體中的粒子及其填充物之幾何形狀。粒子之粒徑分布之均勻性亦可影響粒子填充，及因此可併入的粒子之量，特定言之，在較高濃度下(例如，按注入漿料之重量計，高於75%)。

單一、雙峰及多峰粒徑分布係可接受的。舉例而言，可使用 導致不均勻粒徑分布的粒子之組合。磁性敏感粒子可具有非常廣泛之粒徑分布(例如，自奈米大小之粒子至直徑20cm之粒子)。在一些應用中，具有不同粒徑之磁性敏感粒子可經選擇且依序注入至磁性低溫閥門內。可在不同時間注入不同大小之粒子。可首先注入較大粒子，接著逐漸地注入較小粒子，直至經由磁性低溫閥門之流動受到阻止。除了粒徑之外，亦可改變粒子之形狀以創造含有粒子的經裝填顆粒床之插塞。作為一實例，可選 擇具有下列直徑之磁性敏感粒子：具有入口之直徑之約50%的直徑之第一粒子；具有第一粒子之直徑之約50%的直徑之第二粒子；具有第二粒子之直徑之約50%的直徑之第三粒子；具有在自1μm至100μm之範圍中的直徑之第四粒子；及具有小於1μm之直徑的第五粒子。在一例示性方法中，注入第一粒子，接著第二粒子、第三粒子、第四粒子及第五粒子。

一表示展示於圖6B中，其中170a、170b、170c、170d及170e 表示不同粒徑之磁性敏感粒子。較大粒子170a經誘捕於由電磁場產生裝置140產生之磁場中，且開始在閥門腔室之一端附近形成經裝填顆粒床。隨後注入之較小粒子170b及170c亦變得由磁場誘捕於閥門腔室中，且堆積在較大粒子170a後。更小之粒子170d及170e可滲透過較早注入之粒子之間的任何孔隙空間，且受到較大粒子阻止，但較小粒子亦可受到磁場阻止。此導致含有粒子的經裝填顆粒床之插塞，其將上游壓力負荷傳遞至磁性低溫閥門中的腔室之壁，此阻止流體經由磁性低溫閥門之流動且幫助維持插塞完整性。

雖然說明了愈來愈小之粒子的依序注入，但可按任何次序注 入具有不同直徑之粒子，且可將一些粒子注入不止一次。舉例而言，再次參看圖6B，注入方法可包括粒子170a與170b之混合的注入，接著為粒子170d之注入，接著為粒子170b之注入，接著為粒子170e之注入。可使用粒子之粒徑與注入序列之任何組合來形成經裝填粒子之插塞。在閥門腔室中的粒子之體積分率可隨時間增大。在奈米粒子注入之情況下，磁性敏感粒子之體積分率可為70%或更大，或80%或更大，或90%或更大。

注入器漿料之磁性敏感粒子可具有雙峰粒徑分布。在一些應 用中，分布之一模式具有在約1000μm與約17cm之間的平均粒徑，且分布之其他模式具有在約1nm與100μm之間的平均粒徑。

注入磁性敏感粒子可將插塞之傳熱速率增大超過50%，或超 過60%，或超過70%。如實施例4中所描述，用於純油之冷凍插塞的傳熱之速率小於含有磁性敏感粒子的油之冷凍插塞的傳熱之速率。實施例4中獲得之結果指示使用之磁性敏感粒子將傳熱速率增大大致70%。

不同粒徑之磁性敏感粒子的組合之選擇可允許在不使用任 何冷卻之情況下或在不使用任何低溫劑之情況下形成含有粒子之經裝填顆粒床的插塞。替代地，可使用冷卻或低溫劑。在一些應用中，可在注入磁性敏感粒子前將粒子冷卻至低溫。在一些應用中，磁性敏感粒子處於包括作為載劑之低溫劑的低溫注入組成物中，且將低溫注入組成物注入至磁性低溫閥門之腔室內。

低溫注入組成物可包括大量磁性敏感粒子，其中粒子之總重 量在基於注入漿料之重量的0.05%至在或約90%、或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%之範圍中。注入漿料可包括為基於注入漿料組成物之重量的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%之量的磁性敏感粒子，或漿料中的磁性敏感粒子之量可在或約a至在或約b之範圍中，其中a為磁性敏感粒子之先前百分比中之任一者，且b為>a的磁性敏感粒子之先前百分比中之任一者，諸如，自85%至95%、或71%至91%、或43%至93%等。

ii.漿料載劑

注入漿料包括載劑。載劑可為與磁性敏感粒子相容之任何流體。在一些情況下，載劑為低溫劑。低溫劑可為在比-40℃冷、或比-100℃冷、或比-110℃冷、或比-120℃冷、或比-130℃冷、或比-140℃冷、或比-150℃冷、或比-160℃冷之溫度下沸騰之液體。舉例而言，液態氬具有約-186℃之沸點。低溫劑可為液態氮、液態氧、液態氦、液態氖、液態甲烷、液態天然氣、液態氬、液態氧化亞氮、液態二氧化碳、液體Freon^®或其組合。詳言之，低溫劑可為液態氬或液態氮或其組合。

注入資料可包括在基於注入資料組成物之重量的1%至99%、或2%至95%、或3%至90%、或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%之範圍中的量之低溫劑。注入資料可包括為基於注入資料組成物之重量的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%之量的低溫劑，或漿料中的低溫劑之量可在或約c至在或約d之範圍中，其中c為低溫劑之先前百分比中之任一者，且d為>c的低溫劑之先前百分比中之任一者，諸如，自5%至95%、或42.5%至76.5%、或11%至41%等。

注入至管道內之流體內的注入漿料組成物之量可變化，且可 取決於流體之組成或流體的流動之速率或管道之大小或其組合。因此，添加至流體的注入漿料組成物之準確量略取決於該等情況。可按每加倉或每公升流體添加的注入漿料組成物之量來表達添加的注入漿料組成物之量。 使用桶(或bbl，其中bbl=42美國加侖或約159L)來表達流體之量常為方便的。可使用標準計算來計算在管道之經定義區(諸如，在附接之熱傳遞系統下的冷卻地帶)中的流體之量。

一旦判定了經由管道之流動速率，則可計算待添加至流體的 注入漿料之量。添加至管道內之流體的注入漿料之量可在0.01磅/桶至500磅/桶之範圍中，或在0.05磅/桶至300磅/桶之範圍中，或在0.1磅/桶至250磅/桶之範圍中，或在0.5磅/桶至125磅/桶之範圍中，或在0.75磅/桶至100磅/桶之範圍中，或在1磅/桶至100磅/桶之範圍中。

iii.溶劑

注入漿料可包括溶劑。溶劑可分散於磁性敏感粒子之表面上，作為薄膜。溶劑可為水或非水有機液體。當溶劑為水時，其可在曝露至低溫劑後即冷凍。非水有機液體可或可不在曝露至低溫劑後即冷凍。可 包括的非水有機液體之實例為苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、環己醇、醚、甲基乙基酮、石油醚、正己烷、庚烷、環己烷、石腦油、異丙基聯二苯、萜類、甲苯、茬、六甲基二矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、二苯基四甲基二矽氧烷及三甲基矽氧烷基封端聚二甲矽氧烷流體。溶劑亦可選自以下各者：乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、間二甲苯、對二甲苯及其組合。低溫注入組成物中的溶劑之量可在基於注入漿料之重量的0.05%至75%、或0.1%至70%、或0.5%至60%、或1%至50%、或5%至25%之範圍中。低溫注入組成物可包括為基於注入漿料之重量的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%或75%之量的溶劑，或漿料中的溶劑之量可在或約e至在或約f之範圍中，其中e為溶劑之先前百分比中之任一者，且f為>e的溶劑之先前百分比中之任一者，諸如，自0.01%至5%、或0.1%至74%、或3%至33%等。

b.注入漿料組成物之製備

可藉由此項技術中已知的混合流體與粒子之任何方法來製 備注入漿料組成物(例如，見美國專利第7,807,112號、第7,785,998號及第7,683,098號；及美國專利申請公開案第US2011/0085229號、第US2010/03118598號及第US2009/0215255號)。舉例而言，可藉由將待包括於注入漿料組成物中之磁性敏感粒子引入至可加壓混合槽內來製作如本文中提供之注入漿料組成物。該槽可包括與低溫劑相容之混合器以攪拌具有磁性敏感粒子之液體低溫劑以將粒子分散於低溫劑中。混合槽可適宜於包括再循環軟管，其包括與低溫劑相容且能夠承受低溫以確保低溫劑與粒子之澈底混合且輔助粒子遍及組成物中之低溫劑分散的內嵌混合器(諸如，可購自Silverson、Admix、Fluko及其他供應商)。包括內嵌混合器之混合裝置在此項技術中係熟知的(例如，美國專利第5,738,772號、第5,076,930號、第4,729,664號及第4,533,123號)。

亦可藉由提供一注入器套管來現場製作低溫注入組成物，在 注入器套管中，當液體低溫劑流過單向球閥時，經由該球閥將磁性敏感粒子引入至液體低溫劑內，在將磁性敏感粒子引入至管道內之流體內前，液壓調節至低溫劑液體內之該等磁性敏感粒子。

2.黏著促進劑供應模組

包括本文中提供之磁性低溫閥門的系統可包括一黏著促進劑供應模組。黏著促進劑與管道中之流體相互作用，從而使其更易於黏附至管道或閥門腔室之壁。可使用傾向於使流體更易於黏附至管道或閥門腔室之壁的任何材料。舉例而言，傾向於增大流體之黏度的任何材料可用於黏著促進劑組成物中。亦可包括允許流體塗佈管道或閥門腔室之壁的任何材料。舉例而言，減小流體之表面張力的材料，使得在存在該材料之情況下比其不存在時流體更易於使管道或閥門腔室之表面變濕。表面張力減小劑在此項技術中係已知的。

黏著促進劑供應模組包括直接可連接至磁性低溫閥門之注 入器的管或導管，或供應模組之管或導管可連接至一泵，該泵連接至磁性低溫閥門之注入器。在黏著促進劑模組與注入器之間及/或在泵與注入器之間的閥門可用以調節黏著促進劑組成物經由注入器且至管道內之流體內的流動。黏著促進劑供應模組可包括內嵌混合器。流量計可包括於黏著促進劑供應模組與磁性低溫閥門之注入器之間的途徑中，以量測黏著促進劑之流動速率。在一些應用中，控制系統操作性地調整黏著促進劑經由黏著促進劑供應模組至磁性低溫閥門之注入器的流動速率。

黏著促進劑組成物至磁性低溫閥門之注入器內之流動可藉 由此項技術中已知之任何方法來調節。舉例而言，可打開一或多個閥門以增大經由系統之流動，或閉合一或多個閥門以減小經由系統之流動。此外或替代地，泵在存在時之速度可經調節以模組化黏著促進劑經由系統且至注入器且最終至管道內之流體內的流動。

a.黏著促進劑組成物

可將黏著促進劑組成物注入至管道中之流體內以便改良流體至管道之壁的黏著性。黏著促進劑組成物亦可改良流體之冷凍插塞至管道之壁的黏著性。可使用傾向於使流體更易於黏附至管道之壁的任何材料。舉例而言，傾向於增大流體之黏度或減小管道內之流體之表面張力的任何材料可包括於黏著促進劑組成物中。表面張力減小劑在此項技術中係已知的。表面張力減小劑之實例包括界面活性劑、磺酸及磺酸之鹼金屬鹽、醇、胺、酯、矽氧烷(諸如，聚二甲基-矽氧烷)及單及二烷基化噁唑啉(其中烷基鏈長度在約2個碳至約30個碳之間)。例示性磺酸及磺酸之鹽包括十二烷基苯磺酸、鈉1-辛烷磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽。例示性醇包括乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、己醇、庚醇、辛醇、及乙氧基化壬基苯酚。界面活性劑可包括陰離子、陽離子、非離子、兩性離子及/或兩性試劑及其任何組 合。界面活性劑可為氟界面活性劑。可用作張力減小劑之例示性酯包括多元醇或多元醇之衍生物，例如，丙三醇、三羥甲基丙烷、聚乙二醇及季戊四醇。可用作張力減小劑之例示性胺包括六甲氧基亞甲基三聚氰胺。

可包括於黏著促進劑組成物中的表面張力減小劑之量可取 決於流體之組成或流體的流動之速率或管道之大小或其組合。舉例而言，可包括於黏著促進劑組成物中的表面張力減小劑之量可在基於組成物之重量的約0.01%與約50%之間。在一些應用中，表面張力減小劑在組成物中之量可在0.1%與25%之間，或在0.5%與20%之間，或在1%與10%之間，或在0.005%與5%之間。黏著促進劑組成物可包括為基於黏著促進劑組成物之重量的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%之量的表面張力減小劑，或表面張力減小劑之量可在或約g至在或約h之範圍中，其中g為表面張力減小劑之先前百分比中之任一者，且h為>g的表面張力減小劑之先前百分比中之任一者，例如，自0.001%至0.5%、或1%至47%、或5%至15%等。

已判定將界面活性劑引入至管道內之流體內傾向於提供較 均勻的冷凍流體，且可充當黏著促進劑。可使用此項技術中已知之任何界面活性劑，包括陽離子、陰離子、非離子及兩性離子界面活性劑，包括聚矽氧界面活性劑。例示性界面活性劑經在此項技術中論述(例如，見美國專利第3,760,598號、第4,634,050號、第6,464,148號及第7,562,831號，且特定言之，美國申請公開案第2011/0308259號，第[0234]-[0238]段，其中之每一者的揭示內容被以引用的方式併入本文中)。

例示性兩性界面活性劑包括甜菜鹼、磺基甜菜鹼、咪唑啉甜 菜鹼及烷基醯胺基丙基甜菜鹼。例示性非離子界面活性劑包括選自以下各者當中之乙氧基化非離子界面活性劑：環氧乙烷與具有自呈直或分支鏈組態的8個碳原子至22個碳原子之脂族醇之縮合產物；以及環氧乙烷與壬基酚、酚、丁基酚、二壬基酚、辛基酚或其他苯酚之縮合產物；脫水山梨糖醇酯與胺氧化物；乙氧基化C₁₀-C₂₀醇；脂肪酸；脂肪胺或甘油基酯；烷基多醣苷；甲基葡糖苷酯；以及此等非離子型界面活性劑之摻合物。其他例示性非離子界面活性劑包括：Tergitol NP-9®(Dow Chemical Co.,Midland,MI)--非離子、壬基苯酚乙氧基化物界面活性劑，Tergitol NP-33[9016-45-9]--α(壬基苯基)-Ω-羥基聚(伸氧基-1,2-乙二基)；antarox；壬基苯氧基聚(伸乙基氧基)乙醇；壬基苯基聚乙二醇醚，非離子；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，非離子界面活性劑；聚乙二醇單(壬基苯基)醚；聚乙烯單(壬基苯基)醚二醇；聚氧-伸乙基(10)壬基苯酚；聚氧化乙烯(14)壬基苯酚；聚氧化乙烯(1.5)壬基苯酚；聚氧化乙烯(20)壬基苯酚；聚氧化乙烯(30)壬基苯酚；聚氧化乙烯(4)壬基苯酚；聚氧化乙烯(5)壬基苯酚；聚氧化乙烯(6)壬基苯酚；聚氧化乙烯(8)壬基苯酚；聚氧化乙烯(9)壬基苯基醚；聚氧化乙烯(正)-壬基苯基醚；聚氧化乙烯壬基苯酚；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(非離子)；Triton N；Triton X；Dowfax 9N；乙氧基化壬基苯酚；二醇、聚乙烯、單(壬基-苯基)醚；Igepal CO；Igepal CO-630；聚乙二醇壬基苯基醚；Makon；Neutronyx 600；Nonipol NO；壬苯昔醇；壬苯醇醚；壬苯 醇醚-15；壬苯醇醚-18；壬苯醇醚-20；壬基苯酚乙氧基化物；壬基苯酚聚乙二醇醚；壬基苯酚聚氧化乙烯醚；壬基-苯氧基聚-乙氧基乙醇；具有聚烷醚聚合物作為界面活性劑分子之一部分的非離子界面活性劑，諸如，脂肪醇之氯-、苯甲基-、甲基-、乙基-、丙基-、丁基-及其他類似烷基-封端之聚乙二醇醚；聚烷醚自由非離子，諸如，烷基多醣苷；脫水山梨糖醇及蔗糖酯及其乙氧基化物；烷氧基化乙二胺；醇烷氧基化物，諸如，醇乙氧基化物丙氧基化物、醇丙氧基化物、醇丙氧基化物乙氧基化物丙氧基化物、醇乙氧基化物丁氧基化物；壬基苯酚乙氧基化物、聚氧化乙烯二醇醚；羧酸酯，諸如，甘油酯、聚氧化乙烯酯、脂肪酸之乙氧基化及二醇酯；羧基醯胺，諸如，二乙醇胺縮合物、單烷醇胺縮合物、聚氧化乙烯脂肪酸醯胺；及聚烷醚嵌段共聚物，包括環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚物，諸如，可在商標PLURONIC®(BASF-Wyandotte)下市售之聚烷醚嵌段共聚物。

例示性陰離子界面活性劑包括鹼金屬烷基硫酸鹽、烷基或烷 芳基磺酸鹽、直鏈或分支鏈烷基醚硫酸鹽及磺酸鹽、醇聚丙氧基化及/或聚乙氧基化硫酸鹽、烷基或烷芳基二磺酸鹽、烷基硫酸氫鹽、烷基磺基丁二酸鹽、烷基醚硫酸鹽、直鏈及分支鏈醚硫酸鹽及其混合物。

例示性陽離子界面活性劑包括精胺酸甲酯、烷醇胺及伸烷基 二醯胺及其混合物。其他例示性陽離子表面活性劑包括(但不限於)自自由基可聚合丙烯酸或甲基丙烯酸酯或醯胺單體衍生之均聚物及共聚物。共聚物可含有自丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、丙烯酸或甲基丙烯酸或其酯、乙烯基內醯胺(諸如，乙烯基吡咯啶酮或乙烯基己內醯胺)及乙烯酯衍生之一或多個單元。例示性聚合物包括：丙烯醯胺與用硫酸二甲酯或用烷基鹵化物四級銨化之二甲基胺基甲基丙烯酸乙酯之共聚物；丙烯醯胺與甲基丙烯醯基氧基乙基三甲基氯化銨之共聚物；丙烯醯胺與甲基丙烯醯基氧基乙基三甲基銨甲基硫酸之共聚物；乙烯基吡咯啶酮/二烷基- 胺基烷基丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂(視情況，經四級銨化)之共聚物，諸如，由International Specialty Products在名稱GAFQUAT^TM下出售之產品；二甲基胺基甲基丙烯酸乙酯/乙烯基己內醯胺/乙烯基吡咯啶酮三元共聚物，諸如，由International Specialty Products在名稱GAFFIX^TM VC 713下出售之產品；由International Specialty Products在名稱STYLEZE^TM CC 10下營銷之乙烯基吡咯啶酮/甲基丙烯醯胺基丙基二甲胺共聚物；及乙烯基吡咯啶酮與四級銨化二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺共聚物，諸如，由International Specialty Products在名稱GAFQUAT^TM HS 100下出售之產品；乙烯基吡咯啶酮與乙烯基咪唑之四元聚合物，諸如，由BASF在商標名Luviquat®下出售之產品(產品名稱FC 905、FC 550及FC 370)；乙醯胺基丙基三甲基氯化銨、二十二烷胺基丙基二甲胺、二十二烷胺基-丙基乙基二甲基銨乙基硫酸、(二十二)三甲基氯化銨、鯨蠟基乙基嗎啉氮鎓乙基硫酸鹽、十六烷基三甲基氯化銨、乙基硫酸可可醯胺基丙基乙基-二甲基銨、三十二烷基-二甲基氯化銨、二甲聚矽氧烷羥丙基三甲基氯化銨、羥基乙基二十二烷胺基丙基二銨氯化物、四級銨鹽-26、四級銨鹽-27、四級銨鹽-53、四級銨鹽-63、四級銨鹽-70、四級銨鹽-72、四級銨鹽-76、水解膠原蛋白、PPG-9二乙基氯化銨、PPG-25二乙基氯化銨、PPG-40二乙基甲基氯化銨、硬酯基二甲基苄基氯化銨、乙基硫酸硬脂醯胺丙基乙基二甲基銨、硬脂二甲基銨羥丙基水解小麥蛋白、硬脂二甲基銨羥丙基水解膠原蛋白、麥胚胺基-丙基苄基二甲基氯化銨、乙基硫酸麥胚胺基丙基乙基二甲基銨、二甲基二烯丙基氯化銨之聚合物及共聚物，諸如，聚四級銨-4、聚四級銨-6、聚四級銨-7、聚四級銨-10、聚四級銨-11、聚四級銨-16、聚四級銨-22、聚四級銨-24、聚四級銨-28、聚四級銨-29、聚四級銨-32、聚四級銨-33、聚四級銨-35、聚四級銨-37、聚四級銨-39、聚四級銨-44、聚四級銨-46、聚四級銨-47、聚四級銨-52、聚四級銨-53、聚四級銨-55、聚四級銨-59、聚四級銨-61、聚四級銨-64、聚四級銨-65、聚四級 銨-67、聚四級銨-69、聚四級銨-70、聚四級銨-71、聚四級銨-72、聚四級銨-73、聚四級銨-74、聚四級銨-76、聚四級銨-77、聚四級銨-78、聚四級銨-79、聚四級銨-80、聚四級銨-81、聚四級銨-82、聚四級銨-84、聚四級銨-85、聚四級銨-87、PEG-2-可可甲基氯化銨及其混合物；聚伸烷亞胺，諸如，聚伸乙基亞胺、含有乙烯基吡啶或乙烯基吡啶鎓單元之聚合物、多元胺與表氯醇之縮合物；四元聚胺基甲酸酯；第一、第二或第三脂肪胺之鹽，視情況，經聚氧伸烷基化；咪唑啉或氧化胺之四級銨鹽衍生物；具有相對離子之單、二或三烷基第四銨化合物，諸如，氯化物、甲基硫酸、甲苯磺酸鹽，包括(但不限於)，十六烷基三甲基氯化銨、三十二烷基二甲基氯化銨及甲基硫酸(二十二)三甲基銨。

亦可使用聚矽氧界面活性劑。舉例而言，在一些具體實例 中，聚矽氧界面活性劑包括表面活性聚二有機矽氧烷，諸如，在美國專利第4,421,656號中所描述。在一些具體實例中，聚矽氧界面活性劑可選自二甲聚矽氧烷共聚醇及烷基二甲聚矽氧烷共聚醇及其摻合物。此等聚矽氧界面活性劑之實例包括：二甲聚矽氧烷共聚醇與環甲聚矽氧烷之摻合物，諸如，由Dow Corning(Midland,MI)在名稱DC3225C或DC2-5225C下出售；具有含有自5個碳原子至22個碳原子之烷基的聚烷基聚醚聚矽醚共聚物，諸如，鯨蠟基二甲聚矽氧烷共聚醇，諸如，由EVONIK Goldschmidt GmbH(德國Essen)在名稱Abil® EM-90下出售之鯨蠟基二甲聚矽氧烷共聚醇；二甲聚矽氧烷共聚醇與環五矽氧烷之混合物(85/15)，諸如，由Goldschmidt在名稱Abil® EM-97下出售之該混合物；直鏈型聚醚改質之聚矽氧乳化劑，包括甲基醚二甲聚矽氧烷，諸如，PEG-3甲基醚二甲聚矽氧烷、PEG-9甲基醚二甲聚矽氧烷、PEG-10甲基醚二甲聚矽氧烷、PEG-11甲基醚二甲聚矽氧烷及丁基醚二甲聚矽氧烷(可購自Shin-Etsu(Akron,Ohio))；分支鏈型聚醚改質之聚矽氧乳化劑(諸如，PEG-9聚二甲基矽氧烷乙基二甲聚矽氧烷 (Shin-Etsu))、烷基共改質之分支鏈型聚醚矽酮(諸如，月桂基PEG-9聚二甲基矽氧烷乙基二甲聚矽氧烷(Shin-Etsu))、含有聚烷醚基團之矽酮(諸如，由Momentive Performance Materials(Albany,NY)製造之市售乳化劑Silwet® 7001、Dow Corning FG-10、Silwet® L-77(含有一甲基端基及1個側基且具有645之平均分子量的聚烷醚改質之七甲基三矽氧烷)及可購自Momentive Performance Materials之Silwet® L-7608(含有一氫端基及一側基且具有630之平均分子量的聚烷醚改質之七甲基三矽氧烷))；可購自Lambent Technologies Inc.(Gurnee,Illinois)之Lambent^TM MFF-199-SW(含有一氫端基及一附掛聚氧化乙烯基團且具有600至1000之平均分子量)；基於聚矽氧共聚醇之羧酸酯，諸如，可購自Lambent Technologies Inc.之SW-CP-K(含有一鄰苯二甲酸鹽端基及一聚氧化乙烯側基且具有在800與1100之間的平均分子量)及Lube CPI(含有一鄰苯二甲酸鹽端基及3至5個側基且具有在2900與5300之間的平均分子量)；烷基-二甲聚矽氧烷共聚醇型界面活性劑，諸如，在美國專利第7,083,800號中所描述，包括在名稱「Abil® WE 09」、「Abil® WS 08」及「Abil® EM 90」(EVONIK Goldschmidt GmbH，德國Essen)下商業出售之此等聚矽氧乳化劑，及陽離子聚矽氧乳化劑(諸如，在美國專利第5,124,466號中所描述)。

陰離子界面活性劑包括(但不限於)以下各者中之一或多 種：羧酸鹽，諸如(但不限於)，烷基羧酸鹽(例如，羧酸及/或其鹽)、聚烷氧基羧酸鹽(例如，聚羧酸及/或其鹽)、醇乙氧基化物羧酸鹽、壬基苯酚乙氧基化物羧酸鹽或其組合；磺酸鹽，諸如(但不限於)，烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽(例如，十二烷基苯磺酸及/或其鹽)、烷基芳基磺酸鹽、磺化脂肪酸酯或其組合；硫酸鹽，諸如(但不限於)，硫酸化醇、硫酸化醇乙氧基化物、硫酸化烷基酚、烷基硫酸鹽、磺基丁二酸鹽、烷基醚硫酸鹽或其組合；磷酸酯，諸如(但不限於)，烷基-磷酸酯；或其組合。例示性陰離子界 面活性劑包括烷基芳基磺酸鈉、α-烯烴磺酸鹽、脂肪醇硫酸鹽。

例示性兩性界面活性劑(或兩性離子界面活性劑)包括(但 不限於)咪唑啉衍生物、甜菜鹼、咪唑咻、磺基甜菜鹼、丙酸鹽、胺氧化物或其組合，包括咪唑啉鎓甜菜鹼、二甲基烷基月桂基甜菜鹼、烷基甘胺酸及烷基二(胺基乙基)甘胺酸。

可包括於黏著促進劑組成物中的界面活性劑之量可取決於 流體之組成或流體的流動之速率或管道之大小或其組合。舉例而言，可包括於黏著促進劑組成物中的界面活性劑之量可在基於組成物之重量的約0.01%與約50%之間。在一些應用中，界面活性劑在組成物中之量可在0.1%與25%之間，或在0.5%與20%之間，或在1%與10%之間，或在0.005%與5%之間。黏著促進劑組成物可包括為基於黏著促進劑組成物之重量的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%之量的界面活性劑，或界面活性劑之量可在或約i至在或約j之範圍中，其中i為界面活性劑之先前百分比中之任一者，且j為>j的界面活性劑之先前百分比中之任一者，諸如，自0.001%至0.5%、或0.5%至50%、或0.05%至15%等。

如上文所論述，包括於待注入至管道內之流體內的黏著促進 劑組成物中的界面活性劑之量可變化，且可取決於流體之組成或流體的流動之速率或管道之大小或其組合，且因此，添加的界面活性劑之準確量略取決於該等情況。可按每加倉或每公升流體添加的界面活性劑之量來表達添加的界面活性劑之量。可使用標準計算來計算在管道之經定義區(諸如，在附接之熱傳遞系統下的冷卻地帶)中的流體之量。因為經由管道之流動 速率可變化，所以按桶或bbl來表達流體之量常為方便的。藉由注入含有包括界面活性劑之冷凍珠粒的低溫注入組成物或藉由將界面活性劑注入至管道內之流體內而添加至管道內之流體的界面活性劑之量可在0.01磅/桶至150磅/桶之範圍中，或在0.1磅/桶至100磅/桶之範圍中，或在0.5磅/桶至75磅/桶之範圍中，或在1磅/桶至65磅/桶之範圍中，或在1.5磅/桶至50磅/桶之範圍中，或在1磅/桶至10磅/桶之範圍中。無機及有機粒子(諸如，黏土礦物及矽藻土)亦可包括於黏著促進劑組成物中。

黏著促進劑組成物可包括溶劑。溶劑可選自任何已知溶劑。 例示性溶劑包括乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、水、間二甲苯、對二甲苯及其組合。

黏著促進劑組成物中的溶劑之量可在基於黏著促進劑組成 物之重量的0.05%至85%、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%之範圍中。黏著促進劑組成物可包括為基於黏著促進劑組成物之重量的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%之量的溶劑，或溶劑之量可在或約k至在或約l之範圍中，其中k為溶劑之先前百分比中之任一者，且l為>k的溶劑之先前百分比中之任一者，諸如，自0.001%至1%、或0.1%至84%、或5%至45%等。

3.低溫劑供應模組

在一些情況下，磁性低溫閥門包括一熱傳遞系統，其包括低溫劑。在此等情況下，該系統包括一低溫劑供應模組。低溫劑供應模組將低溫劑提供至熱傳遞系統。低溫劑供應模組可包括與環境接觸之非導熱表面以將低溫劑供應模組與環境熱隔離。低溫劑供應模組可由適合於其將被部署之環境的材料建構而成。舉例而言，在具體實例中，在待在水下(特定言之，在深海鑽孔應用中)使用該系統之情況下，低溫劑供應模組可由足以承受深處之壓力(包括由在水下5,000呎或5,000呎以上之深度處的水施加之壓力)的材料建構而成。熟習海底構造之技術者熟悉對於建構能夠含有低溫劑且經受深處之環境水壓力的低溫劑供應模組所必要之所需機械學。舉例而言，低溫劑供應模組可由加強鋼或複合材料建構而成，且經加強以承受環境水壓力。

低溫劑供應模組之管路、閥門、容器及其他組件可經針對預期壓力及溫度來設計，諸如，遵守工業標準，例如，由美國機械工程師學會(ASME)頒佈之規範。低溫劑供應模組包括經建構以含有液體低溫劑之一低溫儲存槽或其他容器。在多數情況下，儲存槽含有用於含有液體低溫劑之一內容器及曝露於環境之一外容器，其中內容器經設計以使自外容器至內容器之任何傳熱最小化。低溫劑供應模組亦包括用於將低溫劑提供至熱傳遞系統之管或套管，且可包括用於用低溫劑充填儲存槽之管或導管。

在一些應用中，一壓力控制歧管存在於低溫劑供應模組中以 控制將低溫劑提供至熱傳遞系統時之壓力。壓力控制歧管可用以維持或調整熱傳遞系統中之傳熱。在諸如可使用液體低溫劑(例如，液態氮或液態氬)建立之蒸發性熱傳遞系統中，液體低溫劑至氣體之蒸發有效用於熱能傳遞，但所得氣體可充當絕緣層，藉此降低了熱能傳遞之有效性。藉由調整至熱傳遞系統的低溫劑供應之壓力，自經升溫之低溫劑的所得氣體可藉由傳入低溫劑之力而自熱傳遞系統移除，從而移除氣體之絕緣層，藉此增大自系統的熱能移除之速率。

低溫劑供應模組可直接經由管或導管將流體低溫劑提供至 熱傳遞系統，或低溫劑供應模組可連接至泵，該泵連接至熱傳遞系統。低溫劑供應模組可包括一熱監視裝置，用於監視低溫劑或載運低溫劑的管或其組合之溫度。低溫劑供應模組亦可包括流速表，用於判定低溫劑自模組之流動。低溫劑供應模組亦可包括液位計，用於監視模組中的低溫劑之量。

低溫劑供應模組含有低溫劑且將低溫劑遞送至磁性低溫閥 門之熱傳遞系統。可使用此項技術中已知之任何低溫劑。低溫劑可包括可在使用條件下傳遞熱能之任何液體。例示性液體低溫劑可包括液態二氧化碳、液氨、液化氯氟烴、液化氣體(諸如，液態氮、液態氧、液態氖、液態氬、液態氧化亞氮、氫氟乙烷、五氟丙烷、三氯單氟甲烷、二氯二氟甲烷)或其混合物或任何組合。在一些情況下，選擇具有-40℃或以下之沸騰溫度的低溫劑，在一些情況下，選擇具有-150℃或以下之沸騰溫度的低溫劑，在一些情況下，低溫劑經選擇以具有小於-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℃之沸騰溫度。在一些應用中，低溫劑為液態氮或液態氬或其組合。

在一些應用中，一壓力控制歧管存在於熱傳遞系統之出口端 口處以控制熱傳遞系統內的低溫劑之壓力。壓力控制歧管可用以調整熱傳遞系統中之傳熱。當需要迅速熱能提取(冷卻)時，壓力控制歧管經組態使得熱傳遞系統內之壓力靠近環境壓力，從而促進液體低溫劑至其氣態之蒸發，藉此歸因於蒸發冷卻，快速移除熱能。若需要減小冷卻之速率，則壓力控制歧管可經調整以增大熱傳遞系統內之壓力。隨著熱傳遞系統內部之壓力增大，取決於熱傳遞系統內之壓力，通常可藉由在大氣壓力下液體低溫劑至氣體之轉換達成的蒸發冷卻減緩或被阻止。當壓力高時，藉由熱傳遞系統中之液體低溫劑自管道內部之流體獲取潛熱係可能的，但液體低溫劑不能被轉換成氣體，且因此自管道中之流體至液體低溫劑之傳熱不如可在較低壓力條件下達成之傳熱高。在一些情況下，調節壓力使得其按受控制之速率增大可導致熱傳遞系統內的溫度之受控制之調節，從而允許藉由調節熱傳遞系統內的低溫劑之壓力來控制熱傳遞系統內之溫度。因此，吾人可藉由變化熱傳遞系統內之壓力來變化溫度。熱傳遞系統中的可控制之溫度上升可用以將熱能供予至與熱傳遞系統接觸之管道，從而提供管道內的冷凍插塞之受控制之熔化。

a.導管或管路

低溫劑供應模組與泵及閥門(當存在時)流體連通且可經由導管或管路連接。導管或管路可由適用於系統待被部署之環境的材料及構造建構而成。舉例而言，對於深海鑽孔應用，導管或管路可經工程設計以抵抗存在於深海鑽孔之深度處的高的水壓力。熟習此項技術者可針對此等應用選擇管路或導管之恰當材料及厚度或設計。管路或導管可包括徑向或側向加強物以承受在存在於深海鑽孔深度處的水壓力之壓力下的崩塌。管路或導管可經製造以具有一厚度，使得管路或導管抵抗因在深海鑽孔之海深度處的水壓力之變形或壓碎。導管可經針對環境壓力建構，且可經隔絕以使來自周圍環境之熱污染最小化。可使用熟習此項技術者已知之任何技 術將導管與環境熱絕緣。在一些具體實例中，導管或管路可纏繞或包封於非導熱材料中。在一些具體實例中，管路或導管可包括內管或套管在外管或套管內之同軸導管，且內管或套管與外管或套管之間的空間包括不導熱材料，作為絕緣。可使用此項技術中已知之任何不導熱材料。

b.流速表

在一些具體實例中，流速表可包括於在本文中提供之系統中，例如，在將低溫劑遞送至熱傳遞系統之管或導管中。可將一或多個流速表定位於低溫劑供應模組與熱傳遞系統之間的流體路徑中以量測經由系統之全部流體流動。流量計可選自以下各者：科氏力流量計、電磁速度感測器、磁性流量計、光學感測器、熱流量計、渦輪流量計、超音波流量計或此項技術中已知的任何其他類型之流量計(例如，見美國專利第7,730,777號、第7,707,898號、第4,934,196號、第4,422,338號及第RE 31,450號，及美國專利申請公開案第2009-0281671號、第2005-0288873號及第2004-0244498號)。流速表可與用於系統之自動化之電腦模組通信。來自流速表之資料可用以判定低溫劑經由系統(特定言之，經由熱傳遞系統)之流動，且可用以人工或經由電腦控制調節低溫劑經由系統的流動之速率。流速表可包括在自低溫劑供應模組至來自熱傳遞系統之廢低溫劑之排放點的整個流體連通路徑中，用於判定低溫劑的流動之速率。

c.調節閥門

低溫劑供應模組亦可包括調節閥門，其可用以調節低溫劑自低溫劑供應模組至磁性低溫閥門之熱傳遞系統的流動。在一些應用中，可將一或多個調節閥門定位於低溫劑供應模組與泵(若存在)或熱傳遞系統或其組合之間。調節閥門可人工控制。調節閥門可包括電磁閥門。調節閥門可與電腦通信及/或由電腦控制。電腦可藉由打開或閉合調節閥門或調整調節閥門中之一或多者打開之程度且允許經由系統之製冷劑流動來調節低 溫劑經由系統之流動。

4.電腦模組

在一些應用中，系統包括用於系統之自動化之一電腦模組。電腦模組可與磁性低溫閥門之任何部分或含有磁性低溫閥門的系統之元件通信及/或處於磁性低溫閥門之任何部分或含有磁性低溫閥門的系統之元件之控制下。電腦模組可用以控制磁場產生裝置及其有關元件，或低溫劑供應模組及其有關元件，或注入器漿料模組及其有關元件，或黏著促進劑組成物供應模組及其有關元件，或其任何組合。

可使用任何合適的技術(包括電磁(EM))傳信、泥漿脈衝遙測、交換封包網路連接或基於連接之電子傳信)來執行電腦模組與磁性低溫閥門或含有磁性低溫閥門的系統之任一元件之間的通信。通信媒體可為電線、電纜、波導、纖維、諸如泥漿之流體或任何其他媒體。通信媒體可包括一或多個通信路徑。舉例而言，一通信路徑可將電腦模組耦接至熱傳遞系統，而另一通信路徑可將電腦模組耦接至低溫劑供應模組。通信媒體亦可用以傳送資料，諸如，溫度或壓力感測器量測結果。舉例而言，可將來自附接至管道之溫度感測器的量測結果發送至電腦模組，供進一步處理或分析或儲存。通信媒體可准許按足以允許電腦模組執行來自與磁性低溫閥門或含有磁性低溫閥門之系統相關聯的位於井下或其他處之感測器的資料之即時集合及分析之速度的通信。

本文中提供之方法可體現於電腦可讀儲存媒體中，該電腦可讀儲存媒體具有體現於其中之電腦可讀程式，用於引導所描述之磁性低溫閥門或含有磁性低溫閥門之系統的操作。電腦可讀程式可包括用於操作磁性低溫閥門或含有磁性低溫閥門之系統之指令。

舉例而言，電腦模組之電腦處理器可藉由操縱在自低溫劑供應模組至熱傳遞系統之流體流動路徑中的一或多個閥門來控制及/或調節低 溫劑經由熱傳遞系統之流動。可遠端啟動或可遠端控制之調節閥門(諸如，電磁閥門)可在電腦之控制之下。舉例而言，電腦可去啟動一或多個電磁閥門以模組化經由熱傳遞系統之低溫劑流動。電腦模組亦可監視及/或記錄整個系統之溫度。可藉由與電腦模組通信之熱監視裝置(諸如，熱電偶)監視熱傳遞系統內部之溫度及沿著管道(特定言之，在熱傳遞系統附近)之溫度。

D.方法

本文中提供為可逆地調節經由管道之流動之方法。本文中提供的磁性低溫閥門及包括磁性低溫閥門之系統可用以可逆地調節流體經由管道之流動。當使用本文中所描述的磁性低溫閥門及含有磁性低溫閥門之系統時，例如，當啟動整合或附接至流體填充管道之磁性低溫閥門時，磁性低溫閥門可輸入足夠的負熱能且自流體及管道提取熱量，以降低管道內之流體的溫度，管道內之流體將變稠且最終凝固。本文中提供之方法可導致管道之流體之至少一部分的溫度降低至在-20℃至-200℃之間的溫度。在一些方法中，管道之流體的溫度可降低至-150℃或更低之溫度。

磁性低溫閥門之啟動導致憑藉將含有磁性敏感珠粒之注入漿料組成物引入至管道或閥門腔室內之流體內而添加負熱能之大儲集器。啟動亦導致藉由附接至管道或閥門腔室之至少一部分的熱傳遞系統而自管道及其中之流體的熱能提取。啟動亦導致與磁性敏感珠粒相互作用且將其引導至管道或閥門腔室內之所要的位置(例如，管道或閥門腔室之內壁，通常在熱傳遞系統附近)之磁場之產生。經由注入漿料組成物之負能量輸入與經由熱傳遞系統之熱量提取的此組合導致流體(諸如，含有原油或其他石油產品之流體)在管道或閥門腔室之低溫地帶內(通常在熱傳遞系統附近)的同心冷凍，從而不斷地減小管道或閥門腔室之內徑且最終形成黏附至管道或閥門腔室內壁之插塞，用冷凍插塞密封該管道。可維持插塞附 接至管道或閥門腔室壁以在需要的時間長度內防止流動，例如，直至管道經修復。可藉由維持在插塞至管道或閥門腔室之附接位點附近的低溫來延長插塞之附接。在一些方法中，熱傳遞系統包括一熱電模組或一帕爾貼裝置。在一些方法中，該熱傳遞系統包括如本文中所描述的一經低溫劑冷卻之熱交換單元。

本文中提供之方法包括將含有磁性敏感粒子之注入漿料組 成物注入至管道內之流體內。注入漿料組成物亦可含有其他組分，諸如，載劑，包括低溫劑及溶劑及其組合。注入漿料組成物之引入減少了冷凍插塞形成所需之時間，此係因為其導致負熱能至管道內之流體內的大流入。 此外，負熱能之離散粒子可吸收來自流體之熱量，且憑藉磁性敏感粒子與由磁場產生裝置產生之磁場的相互作用，由磁性敏感粒子吸收的來自流體之熱能可憑藉粒子由磁場之引力引導(例如)至在熱傳遞系統附近之內管道或閥門腔室壁而傳遞至熱傳遞系統。因此，熱能自流體之移除按與在單獨注入低溫劑之情況下觀測到之速率相比增大的自流體之熱能耗散之速率發生。預先冷卻至低於管道內之流體之凝固點的溫度之磁性敏感粒子加速流體之溫度的降低及其凝固與冷凍。歸因於磁場對磁性敏感粒子之引力，冷凍的流體至在熱傳遞系統附近的預先冷卻之管道附近之引導亦加速在管道或閥門腔室中的流體之冷凍插塞之形成速率。

此外，預先冷卻之磁性敏感粒子亦可導致流體及/或部分凝 固流體的局部黏度增大之形成。部分凝固流體在磁性敏感粒子上之聚集可憑藉磁場產生裝置之磁場迅速引導至任何所要的位置(例如，管道或閥門腔室壁)，藉此加速管道或閥門腔室中之流體的冷凍插塞之形成速率。因此，使用本文中所描述之系統及方法比在單獨地將低溫劑注入至管道中之流體內時在顯著少的時間中發生冷凍插塞之形成。

已判定，黏著促進劑組成物至管道之流體內的引入傾向於提 供較均勻的冷凍流體或促進冷凍插塞黏著至管道或閥門腔室內壁或兩者。在本文中提供之方法中，黏著促進劑組成物可包括此項技術中已知之任何表面張力減小劑。表面張力減小劑之實例包括界面活性劑、磺酸及磺酸之鹼金屬鹽、醇、胺、酯、矽氧烷(諸如，聚二甲基矽氧烷)及單及二烷基化噁唑啉(其中烷基鏈長度在約2個碳至約30個碳之間)。黏著促進劑組成物可注入至流體內遠離注入器漿料至管道內之流體內的注入點之點處。黏著促進劑組成物可注入至流體內在注入器漿料至流體內之注入附近的位置處，且與注入器漿料同時。

附接至管道的磁性低溫閥門之啟動導致熱傳遞系統自管道移除熱能及自外側向內側移除其內容物，及藉由將含有磁性敏感粒子之注入器漿料引入至流體內而將負熱能引入至管道內之流體內，從而導致流體之冷凍插塞之形成。使用磁性敏感粒子自流體的熱能之傳遞(特定言之，至熱傳遞系統附近的經冷卻之管道)(如可藉由使用磁場產生裝置之磁場操縱磁性敏感粒子之移動而達成)可促進冷凍流體插塞黏著至管道或閥門腔室之壁以及增大冷凍流體至管道或閥門腔室壁上且隨後至冷凍流體之層上的沈積速率。

本文中提供之磁性低溫閥門或含有磁性低溫閥門之系統可附接至完整管道。在可逆地防止經由管道之流體流動的方法中，在必要時，啟動磁性低溫閥門，作為管道之緊急情況關閉機構。舉例而言，可在管道出現故障或破壞之情況下啟動磁性低溫閥門。本文中所描述之磁性低溫閥門及系統亦可用以提供防止經由破壞的或破損的管道之流體流動。在此等情況下，該方法可包括識別管道中之裂口位點；部署一磁性低溫閥門，將磁性低溫閥門附接至在管道之完整區中的斷裂、裂口或破損下方(相對於經由管道之流動方向)之點；及啟動磁性低溫閥門達足夠時間以形成防止流體經由管道之流動的流體之冷凍插塞。在本文中提供之方法中，可維持 磁性低溫閥門處於有效熱交換以維持冷凍流體插塞緊緊黏附至內管道壁，直至可對管道進行修復。接著，當需要恢復經由管道之流體流動時，該方法包括作為一步驟的將熱能提供至管道。在某一溫度下，冷凍流體插塞將開始熔化且與管道之內部表面分離。一旦插塞變得自管道之內部表面拆開，管道內之流體壓力將使冷凍插塞移位，從而恢復流體經由管道之流動。

磁場產生裝置之磁場可用以恢復管道中之流體之流動。舉例 而言，在一些方法中，磁性低溫閥門之磁場產生裝置可包括可誘發B場之振盪的複數個電磁鐵。藉由誘發交變磁場，可產生感應加熱。舉例而言，漿料中的磁性敏感粒子中之一些可包括鐵磁性塗層。此等經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子可均勻地包括於注入漿料中，使得其遍及流體之冷凍插塞分布。藉由交變該磁場，可激發在粒子上之鐵磁性塗層中的磁疇。當塗層之磁疇與每一振盪重新對準時，塗層中之磁滯損耗引起感應加熱。感應加熱可與磁性可滲透塗層內之通量密度成比例。當經塗佈之粒子遍及冷凍流體插塞均勻地分布時，經由交變磁場之感應加熱將導致冷凍核心中的溫度之通常均勻增加。在某一溫度下，冷凍流體插塞將開始熔化且與管道之內部表面分離。

在冷凍插塞之形成已開始後，經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子 可包括於注入漿料中，使得經鐵磁性塗佈之磁性敏感粒子集中於插塞之中心附近。藉由交變磁場，可激發粒子上之鐵磁性塗層中的磁疇，且塗層中之磁滯損耗引起感應加熱。因為經塗佈之粒子集中於冷凍流體插塞之中心附近，所以經由交變磁場之感應加熱將導致冷凍核心之中心的溫度增加，從而產生流體可流過之一通道，恢復流體流動。恢復流動之此方法的一益處為，可保持冷凍流體核心附接至管道壁，從而使在熔化及流體流動恢復時將其作為拋射體投擲之可能性最小化。

在一些方法中，加熱裝置包括於磁性低溫閥門中，且此等加 熱裝置經啟動以提供熱能以熔化管道內之插塞。在一些方法中，與磁性產生之感應加熱結合使用加熱裝置以提供熱能以熔化管道內之插塞。

在一些方法中，加熱裝置可經配置以單向地或方向性地將熱 能提供至在管道內的冷凍流體之插塞之區域中之管道。熱能至管道(接近其中之冷凍插塞)的此定向施加允許插塞之定向熔化，以便形成液體流體可流過的經由插塞之一通道，同時冷凍插塞保持黏附至管道之內壁。此防止經由管道投擲冷凍插塞，且准許經由管道的流體流動之受控制之恢復。

在一些方法中，一旁路迴路可包括於系統中以在解凍前消除 冷凍插塞之任一側上的壓力差，且藉此最小化或消除經由系統投擲部分冷凍之插塞的可能性。旁路迴路將允許引入流體以在解凍冷凍流體插塞前對管道之低壓側加壓，藉此在插塞自管道之內壁分離前，等化管道中在冷凍流體插塞之兩側上之壓力。

本文中提供之方法產生管道(諸如，井或管線)中的流體(諸 如，油及/或氣體)之冷凍插塞，以便阻止流體經由管道之流動。插塞用以暫時停止流體流動，諸如，在油井中之生產。在一些情況下，油井可為地上管線或地下管線，而在其他情況下，油井可在近海處，且可為深海油井。 在本文中提供之系統及方法中，插塞可現場形成且可易於藉由允許插塞熔化(被動地或藉由在插塞附近的溫度之受控制之調節，諸如，藉由經由加熱裝置在熱傳遞系統附接至的管道之區附近或經由使用磁場產生裝置的磁性產生之感應加熱施加熱能)而經移除。

在一些方法中，在管道中之流體流動含有烴。已發現，藉由 自含有烴之流體提取熱能而形成於烴流體中之插塞歸因於與低分子量材料相比的較高分子量之分子之不同沈澱/冷凍比率，可為非晶形。在此等方法中，在烴流體之熱量提取及冷凍前黏著促進劑組成物(特定言之，含有至少一界面活性劑之黏著促進劑組成物)至管道內之流體內的注入導致流體 之較均質的冷凍且促進冷凍插塞更好地黏著至管道之內部表面。

存在需要阻止流體經由管道(諸如，油經由井)之流動。舉 例而言，在風暴條件期間或當對井口執行維修時或在於管道遭損壞或破裂之災難性事件之情況下(諸如，在地震事件期間)的緊急關閉時，在近海油井中的油之流動需要使用某一種類之插塞來阻止流體之流動。本文中提供之磁性低溫閥門及系統可用以在井中於表面上或在諸如在泥漿線下約250呎(亦即，在海洋層下250呎)處之任何深度處或在深水應用中(其中浮動鑽探船或半可浸入水中之鑽機可在6,000呎或6,000呎以上之水深度中操作)形成熱可逆的流體插塞。因此，所提供為在流體中產生冷凍插塞之方法，其中該方法包括將含有磁性敏感粒子之注入漿料組成物及視情況黏著促進劑組成物引入至管道內之流體內。啟動磁場產生裝置，藉此將粒子至少部分引導至在熱傳遞裝置附近的管道之內壁。注入漿料組成物及視情況黏著促進劑組成物可經注入至流體內，直至流體變得黏稠或直至流體抵抗流動或流體開始冷凍或流體變為實心。

本文中提供之方法可用以暫時隔離油井。該方法包括啟動附 接至油井中的生產管狀物之一部分的磁性低溫閥門，使得其熱傳遞系統與生產管狀物之至少一部分熱接觸，及啟動第一注入器以將如本文中提供的含有磁性敏感粒子之注入漿料組成物注入至流體(諸如，生產管狀物中之油)內，及第二注入器以注入如本文中所描述之黏著促進劑組成物。

E.實施例

以下實施例係僅出於說明之目的而包括，且並不意欲限制本文中提供的具體實例之範疇。

實施例1-僅機油

測試凝固之油插塞承受壓力的能力。使用Test Resources 310系列通用測試機(UTM，Test Resources,Inc.,Shakopee,MN)分析插塞之強 度。使用本文中提供之不鏽鋼0.5吋原型磁性低溫閥門形成插塞。原型磁性低溫閥門的閥門腔室之幾何形狀基本上為具有傾斜端壁之圓柱形，如圖28中所展示。閥門腔室之寬度為3×傳入管之直徑(1.5吋)，且閥門腔室之長度為3.33×閥門腔室之寬度(5吋)。將具有13,200Gs或1.32T之最大通量密度的兩個0.5吋N50 NdFeB磁鐵彼此相對地定位於第二閥門腔室區段之傾斜壁中，其中將相同極朝向閥門腔室引導。磁鐵之端部與閥門腔室之外壁齊平，且不穿透至閥門腔室內。熱交換單元包括低溫冷卻線圈、形成低溫冷卻線圈的連續低溫劑相容導管。低溫冷卻線圈纏繞閥門腔室之整個外表面(類似於圖10中描繪之情況)。藉由經由低溫冷卻線圈自供應容器排放液態氮(此自磁性低溫閥門移除熱能)而冷卻閥門腔室。使用National Instruments NI 9211熱電偶模組(National Instruments,Austin,TX)監視溫度。

SAE 10W-30機油(Valvoline)用以表示輕原油。使用薄塞 璐芬(cellophane)障壁插入原型磁性低溫閥門之閥門腔室之出口。塞璐芬障壁易於破裂。藉由UTM將力施加至此障壁之測試導致在塞璐芬障壁之破裂前偵測不到負荷。在處於適當位置處之完整塞璐芬障壁的情況下，將154.8g機油添加至閥門腔室。用液態氮填充熱交換單元之低溫冷卻線圈，且液態氮流過線圈以使油冷卻。使油自35℃(95℉)之初始溫度至-120℃。確認在-120℃下，油凝固。在油凝固後，將貼合地配合於0.5吋入口管內之0.5吋金屬棒定位於入口管中，連接至UTM，藉由UTM推動至閥門腔室內，UTM準確地模擬壓力負荷之施加。施加負荷超過168.1秒，其中負荷及位置改變資料由Test Resources Xyplot軟體每隔0.1秒以數位方式記錄。在168.1秒出現之最大記錄負荷為9986.16N。此對應於81,375kPa(11,802psi)之最大壓力。在大約100秒，觀測到固體之彈性變形，因為負荷對位移曲線之斜率開始增大。在大約155秒，固體內之內部破壞出現。在此初始破壞後，負荷增大至UTM之最大支撐力--9986.16N。獲得之資料證明，凝固之油插 塞可固持至少12,000psi之壓力。

實施例2-僅滾珠軸承

測試滾珠軸承之插塞承受壓力的能力。使用僅滾珠軸承執行描述於實施例1中之同一完成實驗。使用薄塞璐芬障壁插入原型磁性低溫閥門之閥門腔室之出口。將660g之4.5mm直徑不鏽鋼滾珠軸承(McMaster-Carr,Santa Fe Springs,CA)添加至原型磁性低溫閥門之閥門腔室。在室溫下執行此實驗。將連接至UTM之0.5吋金屬棒定位於入口管中且藉由UTM推動至閥門腔室內。量測作為時間之函數的由金屬棒施加至經裝填滾珠軸承上之負荷。在35.3秒後，快速達到最大負載。在此負載下，偵測不到破壞。資料展示在室溫下的球體之填充床可固持至少12,000psi之壓力，且展現結構剛度較之該凝固之油插塞展現之剛度的較大增大。

實施例3-0.5mm×5.0mm具有機油之鐵棒

測試含有金屬粒子的冷凍油之插塞承受壓力之能力。執行實施例1中描述之同一完成實驗。使用薄塞璐芬障壁插入原型磁性低溫閥門之閥門腔室之出口。將496.2g之0.5mm×5.0mm鐵磁性302/304不鏽鋼棒(Pellets LLC,North Tonawanda,NY)添加至原型磁性低溫閥門，且接著添加89.3g之SAE 10W-30機油(Valvoline)。使用在實施例1中描述之相同熱交換器設置冷卻所得混合物，且使用液態氮冷卻閥門腔室，直至達到-130℃之最小溫度，在該溫度下，金屬棒/油組成物為冷凍固體。在於此溫度下的棒/油複合物之凝固後，執行如實施例1中所描述之同一完成實驗。記錄作為時間之函數的由金屬棒施加至棒與油複合物上之負荷。在39.5秒後，快速達到最大負載。資料展示冷凍棒/油複合物可固持至少12,000psi之壓力，且已大大地增強熱傳遞性質(當與純油相比時)。

實施例4-熱傳遞性質

收集針對對於純油之冷凍插塞(實施例1)及含有鋼粒子的 油之冷凍插塞(實施例3)的溫度改變之速率之資料。自該資料，觀測到當與含有僅冷凍油之插塞相比時，金屬棒/油複合物插塞中的鋼粒子將傳熱速率增大大致70%。

雖然已描述本文中提供的標的物之各種具體實例，但應理解，其僅藉由實例且非限制來呈現。因為修改將為熟習此項技術者顯而易見，所以希望本發明僅受到隨附申請專利範圍之範疇限制。

100‧‧‧磁性低溫閥門

110‧‧‧第一注入器裝置

120‧‧‧第二注入器裝置

130‧‧‧熱傳遞系統

140‧‧‧磁場產生裝置

150‧‧‧連接件

150'‧‧‧連接件

160‧‧‧支撐通道

F↑‧‧‧流體之流動方向

Claims (89)

1. 一種磁性低溫閥門，其包含：一連接器，其用於將該磁性低溫閥門連接至一流體流過的一管道；一閥門腔室，其包括：端壁；及至少一摺疊；一熱傳遞系統，其包含適合於含有一低溫劑之一冷卻腔室，其中該冷卻腔室係整合至該磁性低溫閥門，並且鄰近該閥門腔室；一第一注入器裝置，其用於將磁性敏感粒子注入至該流體內；以及一磁場產生裝置，其中：該閥門腔室可與該管道流體連通地連接，使得該管道之該流體可流過該閥門腔室；該磁場產生裝置產生場力線並經定位，使得其磁場的場力線之至少一部分穿透該閥門腔室中之該流體；及該熱傳遞系統自該閥門腔室及其中之該流體移除熱能。
2. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其進一步包含用於將一黏著促進劑組成物注入至該流體內之一第二注入器裝置。
3. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該閥門腔室包含：創造一腎臟形腔室之一個摺疊；或創造一雙葉腔室之兩個摺疊；或創造一三葉腔室之三個摺疊；或創造一四葉腔室之四個摺疊；或創造一五葉腔室之五個摺疊；或創造一六葉腔室之六個摺疊；或 創造一七葉腔室之七個摺疊；或創造一八葉腔室之八個摺疊；或創造一九葉腔室之九個摺疊；或創造一十葉腔室之十個摺疊。
4. 如申請專利範圍第3項之磁性低溫閥門，其在該腔室的每一個摺疊之間具有一冷卻腔室。
5. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該冷卻腔室包含一導熱材料之粒子、銼屑、切屑、刨屑、集結粒、細線或珠粒。
6. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該冷卻腔室包含：一入口端口，其用於許可一低溫劑至該冷卻腔室內；及一出口端口，其用於將廢低溫劑排出該冷卻腔室。
7. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該冷卻腔室包含脊形、槽形、溝槽形、有溝痕、皺狀、波狀、有折痕或起皺或其任何組合之一壁。
8. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該端壁係該腔室的入口壁和出口壁。
9. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中：該閥門腔室包含對稱端壁；或該閥門腔室包含兩個90°端壁；或該閥門腔室包含兩個傾斜端壁；或該閥門腔室包含一90°端壁及一傾斜端壁。
10. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該熱傳遞系統進一步包含：a)一導體表面，該導體表面包含鋁、鈹、黃銅、鎘、碳鋼、鉻、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫或 鋅或其任何組合或合金；或b)隔板或鰭片；或c)a)及b)兩者。
11. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其進一步包含鄰近該熱傳遞系統之一加熱裝置。
12. 如申請專利範圍第11項之磁性低溫閥門，其中該加熱裝置係選自居里溫度加熱器、管道中導體加熱器、加熱器帶、陶瓷加熱器、電阻線加熱器及電阻帶狀加熱器。
13. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該磁場產生裝置包含一電磁鐵、一永久磁鐵或其組合。
14. 如申請專利範圍第13項之磁性低溫閥門，其中：該永久磁鐵包含一鐵氧體材料或一稀土元素；或該永久磁鐵係選自Nd-Fe-B型、Sm-Co型及Sm-N-Fe型稀土永久磁鐵。
15. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該磁場產生裝置包括可誘發B場之振盪的複數個電磁鐵。
16. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中一磁場產生裝置之一極穿透至該閥門腔室內；或一磁場產生裝置的極不穿透至該閥門腔室內；或一磁場產生裝置之一端與該閥門腔室之一壁齊平。
17. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該磁場產生裝置包含具有約0.1特斯拉至約15特斯拉之一磁通量密度的一電磁鐵或一永久磁鐵。
18. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該磁場產生裝置產生一振盪磁場。
19. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該等磁場產生裝置經組 態以在該閥門腔室內提供約0.5特斯拉至約5特斯拉之一通量密度。
20. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該閥門腔室具有自約1倍於該磁性低溫閥門附接至的該管道之內徑至約10倍於該內徑的一寬度。
21. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該閥門腔室具有自約1.5倍於該磁性低溫閥門附接至的該管道之該內徑至約10倍於該內徑的一長度。
22. 如申請專利範圍第1項之磁性低溫閥門，其中該閥門腔室包含為脊形、槽形、溝槽形、有溝痕、皺狀、波狀、有折痕或起皺或其任何組合之至少一壁；或該閥門腔室包含至少一壁，其含有突出或凹痕或其一組合。
23. 如申請專利範圍第2項之磁性低溫閥門，其中該第一注入器及該第二注入器包含：一隔離機構，用於控制材料經由該等注入器的流動；或一可啟動流動調節閥門，用於調整材料經由該注入器之該流動。
24. 如申請專利範圍第2項之磁性低溫閥門，其中該第一注入器或該第二注入器或兩者包含一流速表、一緊急關閉閥門、一過壓閥門、一分流閥門、一加熱單元或一熱監視裝置中之一或多者或一組合。
25. 一種用於調節在一管道中的流動之系統，該管道含有一流體，該系統包含：如申請專利範圍第1項至第24項中任一項之一磁性低溫閥門；及一注入器漿料供應模組。
26. 如申請專利範圍第25項之系統，其進一步包含一黏著促進劑組成物供應模組。
27. 如申請專利範圍第25項之系統，其進一步包含連接至該注入器漿料供 應模組之一壓力調節器系統。
28. 如申請專利範圍第25項之系統，其進一步包含一低溫劑供應模組。
29. 如申請專利範圍第26項之系統，其進一步包含與該黏著促進劑組成物供應模組流體連通之一泵。
30. 如申請專利範圍第25項之系統，其進一步包含流動控制閥門、分流閥門、減壓閥門、壓力監視裝置、溫度監視裝置或流動速率量測裝置中之一或多者或一組合。
31. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該注入器漿料供應模組與該磁性低溫閥門之該第二注入器流體連通，且將一注入器漿料組成物提供至該第二注入器。
32. 如申請專利範圍第25項之系統，其進一步包含一電腦模組。
33. 如申請專利範圍第32項之系統，其中該電腦模組包含與該磁性低溫閥門之任何部分或含有該磁性低溫閥門的該系統之元件通信及/或控制該磁性低溫閥門之任何部分或含有該磁性低溫閥門的該系統之元件的一電腦。
34. 如申請專利範圍第32項之系統，其中：a)該電腦模組允許該磁場產生裝置之自動化；或b)該電腦模組允許該低溫劑供應模組之自動化；或c)該電腦模組允許該注入器漿料模組之自動化；或d)該電腦模組允許該黏著促進劑組成物供應模組之自動化；或e)上述a)、b)、c)、d)的任意組合。
35. 如申請專利範圍第32項之系統，其中該電腦模組包含一非暫時性電腦可讀儲存媒體，該非暫時性電腦可讀儲存媒體具有體現於其中的用於引導該磁性低溫閥門之操作的一電腦可讀程式。
36. 如申請專利範圍第28項之系統，其中該低溫劑供應模組進一步包含與 環境接觸之一非導熱表面以將該低溫劑供應模組與該環境熱隔離。
37. 如申請專利範圍第28項之系統，其中該低溫劑供應模組進一步包含一熱監視裝置，以用於監視該低溫劑或載運該低溫劑之管或其一組合的溫度。
38. 如申請專利範圍第28項之系統，其中該低溫劑供應模組進一步包含一流速表，以用於判定低溫劑自該模組之流動速率。
39. 如申請專利範圍第28項之系統，其進一步包含與該低溫劑供應模組及該熱傳遞系統流體連通之一泵，以用於將該低溫劑抽汲至該熱傳遞系統。
40. 如申請專利範圍第28項之系統，其中該低溫劑供應模組包含一流速表、一流動控制計量閥門、一隔離閥門、一緊急關閉閥門、一過壓閥門、一分流閥門、一加熱單元或一熱監視裝置或其任何組合中之一或多者。
41. 如申請專利範圍第26項之系統，其中該黏著促進劑供應模組與該磁性低溫閥門之該第一注入器流體連通，且將一黏著促進劑組成物提供至該第二注入器。
42. 如申請專利範圍第28項之系統，其中該低溫劑供應模組與該磁性低溫閥門之該熱傳遞系統流體連通且將一低溫劑提供至該熱傳遞系統。
43. 一種用於暫時防止一管道中的流體之流動之方法，其包含：啟動附接至該管道的如申請專利範圍第1項至第24項中任一項之一磁性低溫閥門或如申請專利範圍第25項至第42項中任一項之一系統，其中該磁性低溫閥門之該熱傳遞系統自該流體移除足夠熱能以使該磁性低溫閥門之該閥門腔室中的該流體之至少一部分冷凍，以形成防止該流體流過該管道的一冷凍插塞。
44. 如申請專利範圍第43項之方法，其中該冷凍插塞將來自該流體的上游 壓力負荷傳遞至該閥門腔室之壁。
45. 如申請專利範圍第43項之方法，其中啟動該磁性低溫閥門包含對該熱傳遞系統加料，使得其能夠自該熱傳遞系統附接至的該管道之至少一部分或自包含於其中之一流體提取熱能，其中對該熱傳遞系統加料包含啟動該低溫劑供應模組以將低溫劑提供至該熱傳遞系統。
46. 如申請專利範圍第43項之方法，其中啟動該磁性低溫閥門進一步包含啟動附接至該黏著促進劑組成物供應模組之該泵，以使黏著促進劑經由該磁性低溫閥門之第一注入器注入至該管道內之該流體內。
47. 如申請專利範圍第46項之方法，其中該黏著促進劑組成物包含一表面張力減小劑，該表面張力減小劑包含：一界面活性劑、一磺酸、一磺酸之一鹼金屬鹽、一酒精、一胺、一酯、一矽氧烷，或一單及二烷基化噁唑啉，其中烷基鏈長度在約2個碳至約30個碳之間，或其任何組合；或一陰離子界面活性劑、一陽離子界面活性劑、一非離子界面活性劑、一兩性離子界面活性劑、一氟界面活性劑、一矽酮界面活性劑或一兩性試劑或其任何組合。
48. 如申請專利範圍第46項之方法，其中該黏著促進劑組成物包含以該黏著促進劑組成物之重量計的約0.01%至約50%之量的表面張力減小劑。
49. 如申請專利範圍第46項之方法，其中該黏著促進劑組成物包含一溶劑，該溶劑包含乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己 烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、水、間二甲苯或對二甲苯或其任何組合。
50. 如申請專利範圍第46項之方法，其中該黏著促進劑組成物包含以該黏著促進劑組成物之重量計的約0.05%至約85%之量的溶劑。
51. 如申請專利範圍第43項之方法，其中啟動該磁性低溫閥門進一步包含啟動附接至注入器漿料供應模組之壓力調節器系統，以使含有磁性敏感粒子的一注入器漿料組成物經由該磁性低溫閥門之第二注入器注入至該管道內之該流體內。
52. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子係順磁或反磁或鐵磁性或其任何組合之粒子。
53. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子包含：鈷、Co-Zr合金、Co-Nb合金、鏑、Fe-Si合金、釓、鐵、鎳鐵高導磁合金(鎳鐵合金)、鎳、高導磁合金(鐵鎳合金)、稀土過渡金屬合金、尖晶石肥粒鐵或超導磁合金或其任何組合或合金；或一Gd-Co或Fe-Tb合金；或鈷、鐵、鎳、磁鐵礦(Fe₃O₄)或磁赤鐵礦(Fe₂O₃)或其組合。
54. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子具有大於0.2W/(m．K)、或大於0.5W/(m．K)、或大於0.75W/(m．K)、或大於1W/(m．K)、或大於5W/(m．K)、或大於10W/(m．K)、或大於20W/(m．K)、或大於30W/(m．K)、或大於40W/(m．K)、或大於50W/(m．K)或大於100W/(m．K)之一熱導率。
55. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子具有選自以下各者當中之一形狀：立方體、薄片、顆粒、圓 柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合。
56. 如申請專利範圍第51項之方法，其中：該注入器漿料之該等磁性敏感粒子具有選自以下各者當中之一形狀：立方體、薄片、顆粒、圓柱體、環、棒、針、稜柱、碟、纖維、角錐、球、橢球體、長球、扁球、橢圓體、卵形物、六面體、六角稜柱、四六面體、八面體、截短八面體、十二面體、三角稜柱或隨機非幾何形狀或此等形狀之任何組合；並且該注入器漿料之該等磁性敏感粒子為實心的；或該注入器漿料之該等磁性敏感粒子為中空的。
57. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子包含一部分或完整塗層，其包含一導熱材料或一氧化物或其一組合。
58. 如申請專利範圍第57項之方法，其中該導熱材料包含鈹、黃銅、鎘、碳鋼、鉻鎳鋼、鈷、銅、金、銥、鐵、鉛、鎂、鉬、鎳、鉑、銀、不鏽鋼、錫或鋅或其任何組合或合金。
59. 如申請專利範圍第57項之方法，其中該氧化物包含氧化鋁、鋁、鋇、鈹、鉍、鉻、鈷、銅、釓銥、鐵、鎂、錳、鉬、鎳、鈮、二氧化矽、矽、銀、鉭、釷、錫、鈦、鎢、釩、釔、鋅、氧化鋯或鋯或其組合之一氧化物。
60. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子包含一部分或完整的包含耐腐蝕材料之塗層，或一部分或完整的鐵磁性塗層。
61. 如申請專利範圍第60項之方法，其中該耐腐蝕材料包含鋅、鎂及鎘或此等中之任何兩者或兩者以上之一合金。
62. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物之該等磁性敏感粒子具有一粒徑，該粒徑大小為：自約1nm至約20cm；或自約1nm至約100μm；或大於100μm且小於5cm；或在約1000μm與約1cm之間。
63. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物具有一雙峰粒徑分布的磁性敏感粒子，其中：該分布之一模式具有在約1000μm與約10cm之間的一平均粒徑，且該分布之另一模式具有在約1nm與100μm之間的一平均粒徑；或該分布之一模式具有在約1000μm與約17cm之間的一平均粒徑，且該分布之另一模式具有在約1nm與100μm之間的一平均粒徑。
64. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入漿料組成物所包含的磁性敏感粒子之量為以該注入漿料組成物之重量計的0.01%至95%。
65. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入漿料組成物所包含的磁性敏感粒子之量大於以該注入漿料組成物之重量計的95%。
66. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入器漿料組成物包含一低溫劑或一溶劑或其一組合以作為一載劑。
67. 如申請專利範圍第66項之方法，其中該低溫劑包含液態氮、液態氧、液態氦、液態氖、液態甲烷、液態天然氣、液態氬、液態氧化亞氮或液態二氧化碳或其組合。
68. 如申請專利範圍第66項之方法，其中該注入器漿料組成物中的低溫劑之量為以該注入器漿料組成物之重量計的1%至99%。
69. 如申請專利範圍第66項之方法，其中該溶劑包含：苯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、環己醇、醚、甲基乙基酮、石油醚、正己烷、庚烷、環己烷、石腦油、異丙基聯二苯、萜類、甲苯、茬、六甲基二矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、二苯基四甲基二矽氧烷或三甲基矽氧烷基封端聚二甲矽氧烷流體或其組合；或乙醛、丙酮、乙腈、丙烯醛、苯、苯基腈、溴苯、丁醇、乙酸丁酯、正丁胺、第三丁基胺、丁基溴化物、醋酸卡必醇、二硫化碳、四氯化碳、氯苯、氯仿、環己烷、環己酮、環戊烷、間二氯苯、鄰二氯苯、二乙基卡必醇、乙醚、二噁烷、乙醇、乙酸乙酯、乙基溴化物、乙二醇、乙基甲基酮、丙三醇、庚烷、庚酮、己烷、己醇、1,5-己二烯、醋酸異戊酯、異辛烷、異戊烷、異丙醇、甲醇、甲基環己烷、硝基乙烷、硝基甲烷、正辛烷、辛醇、異戊烷、間戊烷、丙醇、丙二醇、吡啶、甲苯、噻吩、三氯乙烯、間二甲苯或對二甲苯或其任何組合。
70. 如申請專利範圍第66項之方法，其中該注入器漿料組成物中的溶劑之量為以該注入器漿料組成物之重量計的約0.05%至75%。
71. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該注入漿料組成物之該等磁性敏感粒子引起對該管道內之該流體之溫度及黏度的局部調節。
72. 如申請專利範圍第51項之方法，其中注入一注入器漿料組成物之該步驟包含注入複數種不同注入器漿料，每一注入器漿料含有具有一不同平均粒徑之磁性敏感粒子。
73. 如申請專利範圍第72項之方法，其中至少三種不同注入器漿料被按任一次序注入至該流體內，其中：一第一漿料包含平均粒徑為該管道之直徑之約50%的磁性敏感粒子；一第二漿料包含平均粒徑為該第一漿料之該等磁性敏感粒子之直徑之約50%或以下的磁性敏感粒子； 一第三漿料包含平均粒徑為該第二漿料之該等磁性敏感粒子之直徑之約50%或以下的磁性敏感粒子。
74. 如申請專利範圍第51項之方法，其中注入至該閥門腔室內的磁性敏感粒子之體積分率大於90%。
75. 如申請專利範圍第51項之方法，其中在注入前，該等磁性敏感粒子經冷卻至低於該管道內之該流體之冷凍溫度的一溫度。
76. 如申請專利範圍第51項之方法，其中啟動該磁性低溫閥門進一步包含啟動該磁場產生裝置以產生磁場。
77. 如申請專利範圍第76項之方法，其中該磁場產生裝置之該磁場與注入漿料組成物之磁性敏感粒子相互作用。
78. 如申請專利範圍第77項之方法，其中該磁場產生裝置之該磁場將將該注入漿料組成物之該等磁性敏感粒子之至少一部分定位在該腔室的該內壁附近，且該等磁性敏感粒子在該管道或該閥門腔室之該內壁附近的定位導致該流體之至少某一部分冷凍至該管道或該閥門腔室之該壁上，或冷凍至附著於該管道或該閥門腔室之該內壁的先前冷凍流體或磁性敏感粒子上。
79. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該磁性低溫閥門之該第一注入器經定位，使得該黏著促進劑組成物至該管道之該流體內的該注入發生在該第二注入器將該注入漿料組成物引入至該管道之該流體內之前。
80. 如申請專利範圍第51項之方法，其中該熱傳遞系統或注入該注入漿料組成物之該第二注入器或兩者啟動達一足夠時間量以形成防止該流體經由該管道之流動的一冷凍插塞。
81. 如申請專利範圍第80項之方法，其進一步包含作為一步驟的增加該熱傳遞系統附近的溫度，以將熱能供予至該管道，藉此至少部分熔化該冷凍插塞且恢復該流體經由該管道之流動。
82. 如申請專利範圍第81項之方法，其中藉由振盪一磁場產生裝置之一磁場來增加該溫度。
83. 如申請專利範圍第81項之方法，其中藉由啟動一加熱裝置來增加該溫度。
84. 如申請專利範圍第83項之方法，其中該加熱裝置係選自居里溫度加熱器、管道中導體加熱器、加熱器帶、陶瓷加熱器、電阻線加熱器及電阻帶狀加熱器。
85. 如申請專利範圍第43項之方法，其進一步包含作為一步驟的使用該磁場產生裝置誘發一交變磁場，以產生該冷凍插塞中的該等磁性敏感粒子之感應加熱，藉此至少部分使該冷凍插塞熔化且恢復該流體經由該管道之流動。
86. 如申請專利範圍第43項之方法，其中該管道內之該流體包含一烴氣體或烴流體或其組合。
87. 如申請專利範圍第43項之方法，其中該流體包含石油，且該管道包含一管線或一油井。
88. 如申請專利範圍第43項之方法，其中該磁場產生裝置產生一振盪磁場。
89. 如申請專利範圍第43項之方法，其進一步包含將該磁場關閉或斷開以促進該插塞之破壞。