文档介绍：电磁防垢降粘技术
11/12/2017
环保节能科技
前言
随着现代电子技术的飞速发展,我公司同科研院校合作,以电磁理论为基础,以先进的电子技术和电磁技术巧妙结合,研制出一种具有突破性的防垢技术-电磁防垢降粘器。
工艺技术路线是将交流电变换后给电磁转换装置供电,电磁转换装置将电能转换成变化的电磁场,电磁场作用于流体后,可改变形成垢的分子排列结构,使其不易结晶析出,从而起到防垢的目的。
由于电磁防垢降粘器具有完善的保护功能和自动感应温度以及优良的防潮、防腐蚀性能,基本不需任何维护。安装本产品后无需加药,也不存在副作用,而且会降低原油黏度增强其流动性,更有利于管线输送。其使用交流50HZ电源,可利用抽油机井原有电源,有功功率600W,用电费用低,适合于各种油井,如游梁式抽油机井,电泵井,螺杆泵井等。磁处理技术属于原油的物理改性技术,特点是设备安装简单、使用方便、无污染、成本低、时效长。
本产品为国家专利产品,是我公司与哈尔滨工业大学的应用物理化学专家合作,对原油组份和结垢机理进行广泛分析研究并取得丰硕成果。在此基础上根据我国不同油田的油品和水质,研制出适应于不同工况和要求的电磁防垢降粘器。以适应大庆油田、胜利油田、辽河油田、塔里木油田、大港和独山子等油田。在各油田经过大量实验、应用,证实具有良好的防垢降粘效果。因此全国各油田都有广泛的应用意义。
基本原理
电磁场的低频极化作用对水垢分子和原油中石蜡胶质分子是有效的,就好像它们是小小的磁体,当受到低频率波长作用后,改变了分子排列结构,由原来的类似杂乱无章结构变得平行有序,水垢和原油中石蜡胶质的结晶析出是通过在任意方向形成多方向晶格结构吸附于管壁。如果大多数分子被引导为平行位置,则分子无法成团吸附析出,例如你将火柴或牙签通过不同方向放置可以建成各种样式结构,但是如果他们都是并排摆成平行式,任何结构都不能形成。在电磁场中低频极化处理后,没有添加或带走任何东西,而重新配置现有的分子。低频极化电磁感应圈感应能量,使得大多数原子自旋在并排平行位置,从而使水垢和原油中石蜡胶质保持在原流体中不析出,起到防垢防蜡的目的,且不改变流体物质成分,是目前较为理想的防蜡防垢方式。
油田开发中结垢的研究由于原油中的水含有很高的盐分,引起井内管住、地面管线和设备结垢严重,成垢的主要因素为Ca、Mg、HCO3、CO3。形成水垢的主要成分是碳酸钙及氢氧化镁。与大多数盐类的性质相反,温度升高时,碳酸钙的溶解度降低,即温度升高碳酸钙沉淀加快。因此在加热炉油气分离器处及地面输油管线中易结垢。尤其经过油水分离器处后,进入排水管的水,由于水中含有负电荷油的质点减少,对钙离子和镁离子的静电作用减弱,使其更易与碳酸根结合,结晶成垢。一般在半年内,地面管线将几乎被坚硬如石的硬垢堵死。
油井和管线结垢状况
防垢的室内评价
根据磁防垢的机理,当流体通过磁场时,水中成垢离子(钙离子、镁离子、钡离子及重碳酸盐离子)受到磁力的作用,发生偏转和旋转,增大了相互碰撞的几率,在水中形成小的悬浮颗粒,不再粘附在管壁和设备壁上成垢。基于上述理论,首先做了选择最佳工况点的试验。磁化后5小时总硬度随磁通密度的变化情况。
从下图中可以看出,,总硬度下降率约为18%,,总硬度的下降率随磁通密度的增加而增加。钙硬度和镁硬度随磁通密度的变化类似于总硬度的变化。
先导性试验开展情况
通过先期的调研,先导性试验选在华北油田第二采油厂。该厂1978年开始开采,现含水已达到72%左右。水中含盐量较高,总盐量达到30 g/l。水中结垢离子浓度很高,钙离子浓度600-1600 g/l,镁离子浓度200-600 g/l,钡离子浓度70-100 g/l, 钠离子浓度9000-10000 g/l ,重碳酸根浓度550-700 g/l,氯离子浓度14000 g/l,PH值略高于7,因此井内管柱、输送管线和设备结垢严重。另外石蜡和胶质含量较高加大了管道输送阻力,需要定期投加降粘清蜡剂。电磁防垢降粘器安装在采油井口、计量室和加热炉之间。
该试验时间为半年,每天记录电磁器前后压力表的读数及加热炉前后压力表的读数。同时测定水中的钙离子、镁离子、重碳酸根离子、电导及PH值的变化。六个月内磁化器前后的压力变化为零,说明设备本身阻力很小,, MPa ,说明加热炉以后的管线结垢轻微。试验表明在磁化20S,可溶性钙浓度下降4%,可溶性镁下降4%,总硬度下降4%,暂时硬度下降2%,永久硬度下降5%,电导率下降2%,。磁化后5h.,可溶性钙浓度下降22%,可溶性镁下降8%,总硬度下降16%,暂时硬度下降50%,永久硬度下降10