電磁防垢降粘技術(shù)

1、電磁防垢降粘技術(shù)電磁防垢降粘技術(shù)2022年年3月月16日星期三日星期三環(huán)保節(jié)能科技環(huán)保節(jié)能科技前言前言 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我公司同科研院校合作，以電磁理隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我公司同科研院校合作，以電磁理論為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的電子技術(shù)和電磁技術(shù)巧妙結(jié)合，研制出一種具有突破論為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的電子技術(shù)和電磁技術(shù)巧妙結(jié)合，研制出一種具有突破性的防垢技術(shù)性的防垢技術(shù)-電磁防垢降粘器。電磁防垢降粘器。 工藝技術(shù)路線是將交流電變換后給電磁轉(zhuǎn)換裝置供電，電磁轉(zhuǎn)換裝置工藝技術(shù)路線是將交流電變換后給電磁轉(zhuǎn)換裝置供電，電磁轉(zhuǎn)換裝置將電能轉(zhuǎn)換成變化的電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)作用于流體后，可改變形成垢的分子將電能轉(zhuǎn)

2、換成變化的電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)作用于流體后，可改變形成垢的分子排列結(jié)構(gòu)，使其不易結(jié)晶析出，從而起到防垢的目的。排列結(jié)構(gòu)，使其不易結(jié)晶析出，從而起到防垢的目的。 由于電磁防垢降粘器具有完善的保護(hù)功能和自動(dòng)感應(yīng)溫度以及優(yōu)良的由于電磁防垢降粘器具有完善的保護(hù)功能和自動(dòng)感應(yīng)溫度以及優(yōu)良的防潮、防腐蝕性能，基本不需任何維護(hù)。安裝本產(chǎn)品后無需加藥，也不存防潮、防腐蝕性能，基本不需任何維護(hù)。安裝本產(chǎn)品后無需加藥，也不存在副作用，而且會(huì)降低原油黏度增強(qiáng)其流動(dòng)性，更有利于管線輸送。其使在副作用，而且會(huì)降低原油黏度增強(qiáng)其流動(dòng)性，更有利于管線輸送。其使用交流用交流50HZ電源，可利用抽油機(jī)井原有電源，有功功率電源，可利用

3、抽油機(jī)井原有電源，有功功率600W，用電費(fèi)，用電費(fèi)用低，適合于各種油井，如游梁式抽油機(jī)井，電泵井，螺桿泵井等。磁處用低，適合于各種油井，如游梁式抽油機(jī)井，電泵井，螺桿泵井等。磁處理技術(shù)屬于原油的物理改性技術(shù)，特點(diǎn)是設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、使用方便、無污理技術(shù)屬于原油的物理改性技術(shù)，特點(diǎn)是設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、使用方便、無污染、成本低、時(shí)效長。染、成本低、時(shí)效長。 本產(chǎn)品為國家專利產(chǎn)品，是我公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)的應(yīng)用物理化學(xué)本產(chǎn)品為國家專利產(chǎn)品，是我公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)的應(yīng)用物理化學(xué)專家合作，對(duì)原油組份和結(jié)垢機(jī)理進(jìn)行廣泛分析研究并取得豐碩成果。在專家合作，對(duì)原油組份和結(jié)垢機(jī)理進(jìn)行廣泛分析研究并取得豐碩成果。在此基

4、礎(chǔ)上根據(jù)我國不同油田的油品和水質(zhì)，研制出適應(yīng)于不同工況和要求此基礎(chǔ)上根據(jù)我國不同油田的油品和水質(zhì)，研制出適應(yīng)于不同工況和要求的電磁防垢降粘器。以適應(yīng)大慶油田、勝利油田、遼河油田、塔里木油田、的電磁防垢降粘器。以適應(yīng)大慶油田、勝利油田、遼河油田、塔里木油田、大港和獨(dú)山子等油田。在各油田經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用，證實(shí)具有良好的防大港和獨(dú)山子等油田。在各油田經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用，證實(shí)具有良好的防垢降粘效果。因此全國各油田都有廣泛的應(yīng)用意義。垢降粘效果。因此全國各油田都有廣泛的應(yīng)用意義?；驹砘驹?電磁場(chǎng)的低頻極化作用對(duì)水垢分子和原油中石蠟?zāi)z質(zhì)電磁場(chǎng)的低頻極化作用對(duì)水垢分子和原油中石蠟?zāi)z質(zhì)分子是有效的，

5、就好像它們是小小的磁體，當(dāng)受到低頻率分子是有效的，就好像它們是小小的磁體，當(dāng)受到低頻率波長作用后波長作用后,改變了分子排列結(jié)構(gòu)改變了分子排列結(jié)構(gòu),由原來的類似雜亂無章由原來的類似雜亂無章結(jié)構(gòu)變得平行有序結(jié)構(gòu)變得平行有序,水垢和原油中石蠟?zāi)z質(zhì)的結(jié)晶析出是水垢和原油中石蠟?zāi)z質(zhì)的結(jié)晶析出是通過在任意方向形成多方向晶格結(jié)構(gòu)吸附于管壁。如果大通過在任意方向形成多方向晶格結(jié)構(gòu)吸附于管壁。如果大多數(shù)分子被引導(dǎo)為平行位置，則分子無法成團(tuán)吸附析出，多數(shù)分子被引導(dǎo)為平行位置，則分子無法成團(tuán)吸附析出，例如你將火柴或牙簽通過不同方向放置可以建成各種樣式例如你將火柴或牙簽通過不同方向放置可以建成各種樣式結(jié)構(gòu)，但是如果他

6、們都是并排擺成平行式，任何結(jié)構(gòu)都不結(jié)構(gòu)，但是如果他們都是并排擺成平行式，任何結(jié)構(gòu)都不能形成。能形成。在電磁場(chǎng)中低頻極化處理后，沒有添加或帶走任何東在電磁場(chǎng)中低頻極化處理后，沒有添加或帶走任何東西，而重新配置現(xiàn)有的分子。低頻極化電磁感應(yīng)圈感應(yīng)能西，而重新配置現(xiàn)有的分子。低頻極化電磁感應(yīng)圈感應(yīng)能量，使得大多數(shù)原子自旋在并排平行位置，從而使水垢和量，使得大多數(shù)原子自旋在并排平行位置，從而使水垢和原油中石蠟?zāi)z質(zhì)保持在原流體中不析出，起到防垢防蠟的原油中石蠟?zāi)z質(zhì)保持在原流體中不析出，起到防垢防蠟的目的，且不改變流體物質(zhì)成分目的，且不改變流體物質(zhì)成分,是目前較為理想的防蠟防是目前較為理想的防蠟防垢方式。垢

7、方式。 油田開發(fā)油田開發(fā) 中結(jié)垢的研究中結(jié)垢的研究 由于原油中的水含有很高的鹽分，引起井內(nèi)管住、地面管線和設(shè)由于原油中的水含有很高的鹽分，引起井內(nèi)管住、地面管線和設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重，成垢的主要因素為備結(jié)垢嚴(yán)重，成垢的主要因素為Ca、Mg、HCO3、CO3。形成水垢。形成水垢的主要成分是碳酸鈣及氫氧化鎂。的主要成分是碳酸鈣及氫氧化鎂。 與大多數(shù)鹽類的性質(zhì)相反，溫度升高時(shí)，碳酸鈣的溶解度降低，與大多數(shù)鹽類的性質(zhì)相反，溫度升高時(shí)，碳酸鈣的溶解度降低，即溫度升高碳酸鈣沉淀加快。因此在加熱爐油氣分離器處及地面輸油即溫度升高碳酸鈣沉淀加快。因此在加熱爐油氣分離器處及地面輸油管線中易結(jié)垢。尤其經(jīng)過油水分離器處后，

8、進(jìn)入排水管的水，由于水管線中易結(jié)垢。尤其經(jīng)過油水分離器處后，進(jìn)入排水管的水，由于水中含有負(fù)電荷油的質(zhì)點(diǎn)減少，對(duì)鈣離子和鎂離子的靜電作用減弱，使中含有負(fù)電荷油的質(zhì)點(diǎn)減少，對(duì)鈣離子和鎂離子的靜電作用減弱，使其更易與碳酸根結(jié)合，結(jié)晶成垢。一般在半年內(nèi)，地面管線將幾乎被其更易與碳酸根結(jié)合，結(jié)晶成垢。一般在半年內(nèi)，地面管線將幾乎被堅(jiān)硬如石的硬垢堵死。堅(jiān)硬如石的硬垢堵死。油井和管線結(jié)垢狀況油井和管線結(jié)垢狀況防垢的室內(nèi)評(píng)價(jià)防垢的室內(nèi)評(píng)價(jià) 根據(jù)磁防垢的機(jī)理，當(dāng)流體通過磁場(chǎng)時(shí)，水中成垢離子（鈣離子、鎂離子、鋇離子及重碳酸鹽離子）受到磁力的作用，發(fā)生偏轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)，增大了相互碰撞的幾率，在水中形成小的懸浮顆粒，不再粘

9、附在管壁和設(shè)備壁上成垢。基于上述理論，首先做了選擇最佳工況點(diǎn)的試驗(yàn)。磁化后5小時(shí)總硬度隨磁通密度的變化情況。 從下圖中可以看出，當(dāng)磁通密度在0.1T時(shí)，總硬度下降率約為18%，當(dāng)磁通密度小于0.1T時(shí)，總硬度的下降率隨磁通密度的增加而增加。鈣硬度和鎂硬度隨磁通密度的變化類似于總硬度的變化。先導(dǎo)性試驗(yàn)開展情況先導(dǎo)性試驗(yàn)開展情況 通過先期的調(diào)研，先導(dǎo)性試驗(yàn)選在華北油田第二采油廠。該廠通過先期的調(diào)研，先導(dǎo)性試驗(yàn)選在華北油田第二采油廠。該廠1978年開始開采，現(xiàn)含水已達(dá)到年開始開采，現(xiàn)含水已達(dá)到72%左右。水中含鹽量較高，總鹽左右。水中含鹽量較高，總鹽量達(dá)到量達(dá)到30 g/l。水中結(jié)垢離子濃度很高，鈣

10、離子濃度。水中結(jié)垢離子濃度很高，鈣離子濃度600-1600 g/l,鎂鎂離子濃度離子濃度200-600 g/l,鋇離子濃度鋇離子濃度70-100 g/l, 鈉離子濃度鈉離子濃度9000-10000 g/l ，重碳酸根濃度，重碳酸根濃度550-700 g/l，氯離子濃度，氯離子濃度14000 g/l，PH值略高值略高于于7，因此井內(nèi)管柱、輸送管線和設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重。另外石蠟和膠質(zhì)含，因此井內(nèi)管柱、輸送管線和設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重。另外石蠟和膠質(zhì)含量較高加大了管道輸送阻力，需要定期投加降粘清蠟劑。電磁防垢量較高加大了管道輸送阻力，需要定期投加降粘清蠟劑。電磁防垢降粘器安裝在采油井口、計(jì)量室和加熱爐之間。降粘器安

11、裝在采油井口、計(jì)量室和加熱爐之間。 該試驗(yàn)時(shí)間為半年，每天記錄電磁器前后壓力表的讀數(shù)及加熱爐前后該試驗(yàn)時(shí)間為半年，每天記錄電磁器前后壓力表的讀數(shù)及加熱爐前后壓力表的讀數(shù)。同時(shí)測(cè)定水中的鈣離子、鎂離子、重碳酸根離子、電導(dǎo)及壓力表的讀數(shù)。同時(shí)測(cè)定水中的鈣離子、鎂離子、重碳酸根離子、電導(dǎo)及PH值的變化。值的變化。 六個(gè)月內(nèi)磁化器前后的壓力變化為零，說明設(shè)備本身阻力很小，加熱六個(gè)月內(nèi)磁化器前后的壓力變化為零，說明設(shè)備本身阻力很小，加熱爐前和油水分離器前的壓差前期為爐前和油水分離器前的壓差前期為0.05MPa，后期，后期0.06 MPa ，說明加熱爐，說明加熱爐以后的管線結(jié)垢輕微。以后的管線結(jié)垢輕微。

12、試驗(yàn)表明在磁化試驗(yàn)表明在磁化20S，可溶性鈣濃度下降，可溶性鈣濃度下降4%，可溶性鎂下降，可溶性鎂下降4%，總硬，總硬度下降度下降4%，暫時(shí)硬度下降，暫時(shí)硬度下降2%，永久硬度下降，永久硬度下降5%，電導(dǎo)率下降，電導(dǎo)率下降2%,PH值上值上升升0.05。磁化后。磁化后5h.，可溶性鈣濃度下降，可溶性鈣濃度下降22%，可溶性鎂下降，可溶性鎂下降8%，總硬度下，總硬度下降降16%，暫時(shí)硬度下降，暫時(shí)硬度下降50%，永久硬度下降，永久硬度下降10%,電導(dǎo)率下降電導(dǎo)率下降0.36。防垢的對(duì)比試驗(yàn)防垢的對(duì)比試驗(yàn) 為什么流體流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)成垢離子濃度下降，而且不為什么流體流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)成垢離子濃度下降，而且不沉積

13、在管壁上形成硬垢？當(dāng)原油流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)作用沉積在管壁上形成硬垢？當(dāng)原油流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，原油中的水分子、水化離子、油滴等粒子都要受到磁下，原油中的水分子、水化離子、油滴等粒子都要受到磁場(chǎng)的作用，作用力為羅倫茲力：場(chǎng)的作用，作用力為羅倫茲力： F=KgVB 式中：式中： F為羅倫茲力；為羅倫茲力； V為帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度；為帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度； B為磁通密度；為磁通密度；g為帶電粒子的電荷數(shù)；為帶電粒子的電荷數(shù)；K為比例常數(shù)。為比例常數(shù)。 羅倫茲力對(duì)離子的作用結(jié)果是使得正負(fù)離子反方向羅倫茲力對(duì)離子的作用結(jié)果是使得正負(fù)離子反方向螺旋運(yùn)動(dòng)。由于離子的水化層變薄，在螺旋運(yùn)動(dòng)中的正負(fù)螺旋運(yùn)動(dòng)

14、。由于離子的水化層變薄，在螺旋運(yùn)動(dòng)中的正負(fù)離子相互碰撞的幾率增大，因而容易生成離子締合體，進(jìn)離子相互碰撞的幾率增大，因而容易生成離子締合體，進(jìn)而形成微晶懸浮于水中。根據(jù)這一理論，水中形成鈣鎂離而形成微晶懸浮于水中。根據(jù)這一理論，水中形成鈣鎂離子和重碳酸根相遇就可能形成碳酸鈣或氫氧化鎂結(jié)晶。使子和重碳酸根相遇就可能形成碳酸鈣或氫氧化鎂結(jié)晶。使得水溶液的成核速率和晶體生長速率都有大幅度的提高。得水溶液的成核速率和晶體生長速率都有大幅度的提高。這樣降低了溶液的過飽和度，并在溶液中形成晶核（結(jié)晶這樣降低了溶液的過飽和度，并在溶液中形成晶核（結(jié)晶中心）而降低了在管壁結(jié)晶生長速率，從而使結(jié)垢量下降。中心）

15、而降低了在管壁結(jié)晶生長速率，從而使結(jié)垢量下降。防垢機(jī)理的探討防垢機(jī)理的探討放置放置20天前后的降粘率比較天前后的降粘率比較 電磁降粘的效果與流體溫度、磁通密度及原油的含水率電磁降粘的效果與流體溫度、磁通密度及原油的含水率有關(guān)。由于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的原油溫度恒定，故磁通密度及含水率有關(guān)。由于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的原油溫度恒定，故磁通密度及含水率是對(duì)原油粘度的主要影響因素。下圖為磁通密度對(duì)原油粘度是對(duì)原油粘度的主要影響因素。下圖為磁通密度對(duì)原油粘度的影響。的影響。技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn) 1、防垢降粘效果明顯；2、通電后自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，無須監(jiān)控養(yǎng)護(hù)3、使用壽命長；4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，安全可靠；5、環(huán)保無污染，不需要任何

16、化學(xué)藥品；6、節(jié)能，耗電低；7、此技術(shù)已覆蓋多種類型原油油質(zhì)；8、投資回收周期短。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 電磁防垢降粘器正常工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，最高達(dá)85左右，用手觸摸時(shí)應(yīng)注意防護(hù)，其溫度與環(huán)境溫度、管內(nèi)液體流速度及液體溫度有關(guān)。1、在安裝和檢修時(shí)，嚴(yán)禁帶電操作。安裝檢修人員應(yīng)自覺遵守操作規(guī)程和規(guī)范。本公司不承擔(dān)違反安全操作規(guī)程和規(guī)定的一切責(zé)任；2、電磁防垢降粘器通電幾分鐘后主體表面有一定工作溫升，此屬正?，F(xiàn)象。工作溫度達(dá)到一定溫度控制器會(huì)自動(dòng)停止工作，待溫度下降后自動(dòng)通電繼續(xù)工作；3、使用過程中應(yīng)保證供電質(zhì)量，電壓應(yīng)在允許范圍內(nèi)即10%以內(nèi)；4、對(duì)電敏感的人可以感覺到外殼有電，為感應(yīng)電不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生

17、危險(xiǎn)，可通過接地方式消除；5、使用過程中應(yīng)保證連接電纜絕緣良好，確保無觸電及漏電事故發(fā)生；6、電源變流控制器不能進(jìn)雨水雪等；7、應(yīng)定期檢查是否工作正常；8、井口作業(yè)時(shí)應(yīng)加以保護(hù)以防損壞。 大慶油田大慶油田電磁防垢降粘器的應(yīng)用電磁防垢降粘器的應(yīng)用研究成果：研究成果： 通過大慶、遼河、長慶、華北等油田通過大慶、遼河、長慶、華北等油田50多口多口油井和油井和16座計(jì)量間輸油管線電磁防垢降粘技術(shù)的座計(jì)量間輸油管線電磁防垢降粘技術(shù)的應(yīng)用，得到了以下效果：應(yīng)用，得到了以下效果： 1、多極電磁器具有良好的脫水作用，脫水、多極電磁器具有良好的脫水作用，脫水率隨磁通密度增加而增加。磁通密度為率隨磁通密度增加而增

18、加。磁通密度為0.1T時(shí)，時(shí)，原油脫水率為原油脫水率為12%，磁通密度大于，磁通密度大于0.1T時(shí)，原油時(shí)，原油脫水率增加緩慢；脫水率增加緩慢； 2、實(shí)驗(yàn)表明原油經(jīng)磁化后、實(shí)驗(yàn)表明原油經(jīng)磁化后5h，總硬度下降，總硬度下降16%，使得輸水管線中垢的沉積率下降，使得輸水管線中垢的沉積率下降55%，從，從而延長了輸水管線的使用周期；而延長了輸水管線的使用周期； 3、原油經(jīng)磁化后粘度降低，降粘率隨磁通、原油經(jīng)磁化后粘度降低，降粘率隨磁通密度的增加而增大，當(dāng)磁通密度達(dá)到密度的增加而增大，當(dāng)磁通密度達(dá)到0.1T時(shí)，降時(shí)，降粘率趨于穩(wěn)定。粘率趨于穩(wěn)定。幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)幾點(diǎn)認(rèn)識(shí) 電磁防蠟降粘器能使原油中容易形成垢的化學(xué)成分保電磁防蠟降粘器能使原油中容易形成垢的化學(xué)成分保持在油流中。當(dāng)采出液流經(jīng)電磁防垢降粘器后，由于電磁持在油流中。當(dāng)采出液流經(jīng)電磁防垢降粘器后，由于電磁感應(yīng)力的作用使結(jié)垢分子電中性化，失去脫離溶液而附著感應(yīng)力的作用使結(jié)垢分子電中性化，失去脫離溶液而附著到油管內(nèi)壁上的能力。在油井井口附近裝上該裝置，油流到油管內(nèi)壁上的能力。在油井井口附近裝上該裝置，油流極化會(huì)對(duì)來自井底的液體有一反作用力，其原因是它對(duì)碳極化會(huì)對(duì)來自井底的液體有一反作用力，其原因是它對(duì)碳鋼管有強(qiáng)大的