[发明专利]气井微波水合物解堵方法及设备

说明书

技术领域：

本发明涉及一种天然气气井和二氧化碳气井水合物冻堵时解堵方法及设备。

背景技术：

天然气气井和二氧化碳气井生产都存在水合物冻堵现象。在我国大量的气田或含气区开发过程中，每年都不同程度地出现气井因水合物冻堵而关井的情况，给气井生产管理带来一定难度。

通过对天然气和二氧化碳的物理化学特征及其相态分析，并且对天然气气井和二氧化碳气井生产过程中的冰堵难题根源进行分析，并且对饱和汽相临界参数进行了分析研究。水与天然气或二氧化水合物融合与形成过程极其复杂，天然气气井和二氧化碳气井在生产过程中相态变化，固液变相、超临界相和气液变相会同时存在，但这些相态变化都是吸热变相，都会使气井水合物温度降低，在一定压力下，温度低于涵于水合物水蒸汽或液态水形成固体冰，附着在井壁上并使局部井口径变小产生节流效应，使节点温度急剧下降，流速降低影响生产。井口径变小又进一步节流效应的加剧，使水合物的固液混合物等局部聚集，形成堵塞。

现有的解决方法.1.在井口或输气管线上采用水套炉加热；2.向气井中加入甲醇等抑制剂；3.依靠地层的地热对二氧化碳气体进行加温；4.将油管采气改为套管采气方式。但都有对环境污染大，施工难度大，成本极高等问题。

由于水分子的分子结构为两个O-H呈约105°角V字形结构(物态不同其角度略有不同)，而甚高频电磁波具有选择性加热性和穿透性，在特定频率和强度的甚高频电磁波辐射下，引起水分子的电磁振荡作用，增加水合物分子的运动，导致热量的产生。获得能量激发产生强烈的振动，使温度提高，改变水合物的状态。由于水分子的分子结构为两个O-H键呈105°角V字形结构(物态不同该角略有不同)，而甚高频电磁波具有选择性加热性和穿透性，在特定频率和强度的甚高频电磁波辐射下，引起水分子的电磁振荡作用，增加分子的运动，导致热量的产生。获得能量激发产生强烈的振动，使温度提高，改变水的状态。

发明内容：

本发明的目的是提供一种气井微波水合物解堵方法及设备，利用微波电磁波具有选择性加热性和穿透性，在特定频率和强度的甚高频电磁波辐射下，引起水合物分子的电磁振荡作用，增加水合物分子的运动，导致热量的产生，可以快速均匀地加热水合物，热损失很小效率极高。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

气井微波水合物解堵方法，该方法为：采用高频微波功率源，通过波头导管导入井管内，并使井壁管形成波导通道，将微波电磁波封闭传送到水合物冻堵点，使冻堵节点得到高频电磁波辐射获得能量提高温度并溶解，从而解决水合物冻堵。

气井微波水合物解堵设备，其组成包括：电控箱及微波电源，所述的电控箱及微波电源连接大功率连续波微波发生器，所述的大功率连续波微波发生器连接环形器，所述的环形器连接波导同轴转换器A，吸收负载和检波器，所述的波导同轴转化器A通过同轴电缆连接波导转换器B，所述的波导转换器B连接魔T功分器，所述的魔T功分器分别与波头导管A和波头导管B，所述的波头导管A和波头导管连接激励器及调谐器方管，所述的激励器及调谐器方管连接波头基座和生产树。

本发明的有益效果：

1.本发明采用微波方法解除水合物冻并且防止其中水合物的形成。利用微波电磁波具有选择性加热性和穿透性，在特定频率和强度的甚高频电磁波辐射下，引起水合物分子的电磁振荡作用，增加分子的运动，导致热量的产生。获得能量激发产生强烈的振动，使温度提高，从而改变水合物的状态。温度是统计意义上的大量分子热运动的集体表现。利用微波的气体介质加热特性及气体介质的穿透性，可以快速加热水合物分子且加热均匀。也正是由于高频微波电磁波具有选择性加热性，即对采出气体的或液体的介质的物质具有气体介质的穿透性和不良导热性，而对水合物分子有强烈的作用，可以快速均匀地加热水合物。所以微波辐射加热水合物介质为整体加热，即里外同时加热，而不对周围产气介质和容器加热，热损失很小效率极高。

2.本发明设备结构简单安装维修方便，安装时井树变动少。

3.容易将电磁波屏蔽起来，不逸散，无环境污染。

4.可实现集中监视、自动控制及远程操作。

5.可设置自动间断工作或连续工作。

6.采用等压法提高抗高压压力。

7.采用功能模块化设计。

8.运行成本低廉。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1中激励器及调谐器方管的后视图。

附图3是本发明的工作原理图。

具体实施方式：

实施例1：