[發明專利]寬頻變功率管道電磁除防垢裝置及掃頻控制方法

有效

• 申請號: 201410285775.8
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104163504A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 孫偉;龔倩倩;王文杰;張振海
• 申請（專利權）人: 上海大學;山東廣聚德機電設備制造有限公司
• 主分類號: C02F5/00
• 分類號: C02F5/00;G05B19/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種石油、天然氣生產領域的除防垢裝置及方法，具體是一種寬頻變功率管道電磁除防垢裝置及其掃頻控制方法。

背景技術

在油田進入中、高含水期，注水開發過程中，注入水與儲層內的水會發生復雜的化學變化，當水中雜質以及離子濃度很高時，會在井下泵、管柱、井筒、集輸管線及水處理設備上結垢，影響油田正常的生產。油田除防垢主要是采用物理、化學和工藝三種方法。

電磁除防垢技術做為一種物理法處理技術，具有由于操作簡單、成本低、無需添加化學藥劑等優點，日益引起人們的關注。設定頻率除垢是目前普遍采用的方法，工作人員首先用專用儀器采集水的電導率、PH值、流速、碳酸鹽硬度、管道材質尺寸等數據，然后根據這些數據設定電磁除垢儀的最佳工作電壓和輸出頻率參數，電磁除垢儀工作在設定的工作條件下進行除垢和防垢。由于油田生產管路數量眾多，且水質環境復雜多變，每次除垢時都需要工作人員用專用儀器采集所有數據，然后設定電磁除垢儀的工作參數，這使得除防垢工作繁重，操作復雜，極不方便。油田生產上使用電磁除垢儀進行除防垢以工作人員采集數據、設定最佳參數測量為主。而且，除垢儀長期工作,或某些意外情況(比如滲水使儀器短路)，可能會導致除垢儀的關鍵電子元件晶體管過度發熱，當溫度高于某一閾值的時候，晶體管會被燒壞，縮短了除垢儀的壽命。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國實用新型專利“一種自動調整頻率的高頻電磁除垢阻垢設備”（申請號201220190895.6），公開了一種可以自動測量水的電導率、溫度和PH值等各種參數、自動調整輸出頻率的除垢設備，具有良好的除垢效果，但各種傳感器使得設備成本較高，而且傳感器需要經常維護更換，否則傳感器的誤差使得設備不能輸出最佳的工作頻率。中國發明專利“通用變頻電磁除垢儀及其除垢方法”（申請號201210428632.9），仍然是一種需要工作人員測量各種參數，并將參數進行輸入以輸出最佳頻率的除垢儀。中國發明專利“一種調頻電磁除垢儀”（申請號201210099966.6）和中國實用新型專利“智能電子變頻水處理器”（申請號201120059143.1），也是需要工作人員手動輸入各種參數才能輸出最佳的工作頻率。中國實用新型專利“輸水管道掃頻電磁除垢裝置”（申請號201220356495.8），公開了一種頻率從40—400Hz依次循環變化的除垢裝置，該裝置頻率范圍較窄，不適合油田的復雜水質環境，而且沒有涉及頻率變化和時間的關系。在“一種新型電磁除垢儀”（申請號201120239097.3）的中國實用新型專利中，低頻線圈和高頻線圈只能產生低頻磁場和高頻磁場兩種磁場，滿足不了油田生產除防垢的需要。

中國發明專利“通用變頻電磁除垢儀及其除垢方法”（申請號201210428632.9）、“一種調頻電磁除垢儀”（申請號201210099966.6）和實用新型專利“輸水管道掃頻電磁除垢裝置”（申請號201220356495.8），只對線圈進行了對線圈進行了保護，沒有對晶體管進行過壓保護。專利“帶溫度、過流保護的變頻變向電磁場阻除垢裝置”（申請號201120001943.8）對晶體管進行了溫度保護，但溫度傳感器測量的是晶體管散熱片的溫度，如果晶體管的溫度短時間內上升，由于溫度傳導需要時間，溫度傳感器是檢測不到這個短時間的溫度變化的。

由于不同條件下水的溫度、流速、硬度、黏度、PH值不同，其內部的自然頻率就不同，所以其共振頻率也不可能相同。試驗證明，頻率信號的變化規律、幅值等直接影響著除垢效果，要獲得最佳除垢坊垢效果，必須在足夠短的時間內施加足夠范圍的頻率，而且頻率的幅值是變化的，才能確保使任何水質條件下的水分子產生共振，從而達到理想的除垢、防垢的效果。

發明內容

本發明的目的在于針對目前電磁除防垢裝置中存在的上述問題，提供一種直接檢測晶體管溫度的寬頻變功率管道電磁除防垢裝置及其掃頻控制方法，具有可靠性高、操作簡單靈活、工作頻率寬以及適用油田水質環境等特性，并滿足上述背景技術中的不足，以滿足油田生產管道除垢的需求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種寬頻變功率管道電磁除防垢裝置，包括保護模塊、可調整流模塊、充電電阻模塊、濾波模塊、電壓測量模塊、H橋模塊、電流測量模塊、線圈、線圈溫度測量模塊、電源模塊、控制單元、管道、現場工業電源輸出端子，其中：

所述的保護模塊連接現場工業電源輸出端子、可調整流模塊和電源模塊。保護模塊防止浪涌電壓竄入寬頻變功率管道電磁除防垢裝置對可調整流模塊和電源模塊造成損壞，及當電路出現短路等故障的時候，自動斷開；