[發(fā)明專利]石油開采輸送管道自潔式防蠟防垢裝置及自潔方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810200076.7
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN108316889A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖建國
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢艾力特流體裝備有限公司
• 主分類號: E21B37/00
• 分類號: E21B37/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發(fā)明公開了一種石油開采輸送管道自潔式防蠟防垢裝置，包括連接管道和過油通道，連接管道與過油通道相交，過油通道內(nèi)設(shè)有至少一組可旋轉(zhuǎn)的防蠟防垢芯片，防蠟防垢芯片上布設(shè)有過流孔，防蠟防垢芯片套在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的上部連接動力系統(tǒng)。本發(fā)明還公開了一種石油開采輸送管道自潔式防蠟防垢裝置的自潔方法。本發(fā)明防蠟防垢芯片可隨著旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)黏度較大或流速較小的石油流到防蠟防垢芯片處時(shí)，芯片的旋轉(zhuǎn)使流經(jīng)此處的石油動力增大，成倍的增加芯片與介質(zhì)的接觸幾率，有效的防止介質(zhì)的“包裹”效應(yīng)，芯片保持自潔，發(fā)揮原電池微電場的作用，促進(jìn)大量自發(fā)晶核在液相中產(chǎn)生并流走，同時(shí)非自發(fā)晶核難于附著在管壁上長大，管壁保持自潔。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油開采輸送作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種石油開采輸送管道自潔式防蠟防垢裝置及自潔方法。

背景技術(shù)

在石油開采中，隨著石油從地下幾百米乃至幾千米處提升到地面的過程中，隨著壓力、溫度的不斷降低，原來溶解在石油中的“蠟”和Ca、Mg離子就會依附在石油管內(nèi)壁逐步結(jié)晶出來，結(jié)晶產(chǎn)物通稱為“垢”。剛從地下開采出來的原油，溫度和壓力都比較高，且氣體中含有腐蝕性氣體(如HS)，水中富含Ca、Mg離子，具有強(qiáng)烈的腐蝕和結(jié)垢傾向。附著在管壁表面的“垢”很難清理，導(dǎo)致石油管線產(chǎn)生一種“縮頸”現(xiàn)象，單位時(shí)間內(nèi)液體流通能力下降。結(jié)蠟、結(jié)垢會嚴(yán)重影響到石油生產(chǎn)的節(jié)奏與效率，有時(shí)不得不停產(chǎn)來處理管線中的“蠟”與“垢”；更嚴(yán)重地，會造成整條管線提前報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失巨大。如何有效、經(jīng)濟(jì)的解決這一問題，直接關(guān)系到石油生產(chǎn)的成本、效率以及環(huán)?；\(yùn)作。

現(xiàn)有的防蠟、防垢的方法主要有：

化學(xué)方法：通過加入一定量的阻垢劑或緩釋膠囊，改變流體介質(zhì)中微觀粒子的物理化學(xué)特性，從而減少結(jié)垢。但該方法成本較高，易造成二次污染，易腐蝕管道閥門。

物理方法：有超聲波、磁化、共振、量子能量環(huán)等方式。這些物理裝置一般都是附敷在石油管線外部，在流體介質(zhì)有一定流速、流量的情況下，受物理裝置功率大小的限制，對流體介質(zhì)的處理不夠充分。同時(shí)，由于管線中油、氣、水三相共存，介質(zhì)密度、粘度等物理性質(zhì)、狀態(tài)差異很大，都使得這類物理裝置在阻垢、防蠟等方面效果不明顯，不能顯著的解決石油生產(chǎn)管網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)蠟、結(jié)垢問題。

合金觸媒方法：由于各金屬元素電極電位不同，在合適比例的情形下，合金之間會形成數(shù)目龐大的微小原電池，對流體中弱電解質(zhì)的物理化學(xué)特性及微觀行為產(chǎn)生影響，如提供水相中鈣離子結(jié)晶所需的初始能量，干擾晶核長大，使之畸變，進(jìn)而改善或減少石油管網(wǎng)的結(jié)垢現(xiàn)象。這種原電池效應(yīng)可以產(chǎn)生一種電化學(xué)催化作用，在特殊合金(哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009年學(xué)報(bào)公開的《合金材料的防垢防腐蝕機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究》記載了上述材料)的電化學(xué)催化作用下，石油中較大的碳?xì)浠衔锏木奂飼环稚⒊晌⒛z體顆粒，分散后的膠體顆粒粒度較小，可達(dá)到10微米乃至更小。電化學(xué)催化作用也可以有效防止油類介質(zhì)中碳?xì)浠衔锏墓矁r(jià)聚結(jié)，始終讓顆粒處于懸浮分散狀態(tài)，從而起到防蠟的作用。

當(dāng)多元合金采用串聯(lián)的合金芯片組形式，流體介質(zhì)在合適的流速下可以得到充分的處理，防蠟、防垢、防腐的效果穩(wěn)定而顯效。但該方法也有較大的局限性，如申請?zhí)枮?01620625442.X的中國專利公告了“一種用于石油開采及輸送管道的防蠟防垢裝置”，其防蠟防垢芯片通過布置在空心管段內(nèi)的限位卡簧之間而形成固定的組合；又如申請?zhí)枮?01310279545.6的中國專利披露了“設(shè)有防垢裝置的凈暖器”，其防垢芯片固定設(shè)于連接管道內(nèi)；由于合金芯片處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)用于石油開采輸送時(shí)，石油粘度較高或懸浮物較多時(shí)，芯片很容易被粘度較高的瀝青質(zhì)或懸浮物包裹起來，使合金芯片完全失去防蠟、防垢的作用，尤其是在低溫、流速較慢，如v≤1m/s時(shí)，合金芯片容易失效。

發(fā)明內(nèi)容