[实用新型]石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置

说明书

本实用新型公开了一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，包括连接管道和过油通道，连接管道与过油通道相交，过油通道内设有至少一组可旋转的防蜡防垢芯片，防蜡防垢芯片上布设有过流孔，防蜡防垢芯片套在旋转轴上，旋转轴的上部连接动力系统。本实用新型防蜡防垢芯片可随着旋转轴进行旋转，当黏度较大或流速较小的石油流到防蜡防垢芯片处时，芯片的旋转使流经此处的石油动力增大，成倍的增加芯片与介质的接触几率，有效的防止介质的“包裹”效应，芯片保持自洁，发挥原电池微电场的作用，促进大量自发晶核在液相中产生并流走，同时非自发晶核难于附着在管壁上长大，管壁保持自洁。

技术领域

本实用新型属于石油开采输送作业技术领域，具体是一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置。

背景技术

在石油开采中，随着石油从地下几百米乃至几千米处提升到地面的过程中，随着压力、温度的不断降低，原来溶解在石油中的“蜡”和Ca、Mg离子就会依附在石油管内壁逐步结晶出来，结晶产物通称为“垢”。刚从地下开采出来的原油，温度和压力都比较高，且气体中含有腐蚀性气体(如HS)，水中富含Ca、Mg离子，具有强烈的腐蚀和结垢倾向。附着在管壁表面的“垢”很难清理，导致石油管线产生一种“缩颈”现象，单位时间内液体流通能力下降。结蜡、结垢会严重影响到石油生产的节奏与效率，有时不得不停产来处理管线中的“蜡”与“垢”；更严重地，会造成整条管线提前报废，经济损失巨大。如何有效、经济的解决这一问题，直接关系到石油生产的成本、效率以及环保化运作。

现有的防蜡、防垢的方法主要有：

化学方法：通过加入一定量的阻垢剂或缓释胶囊，改变流体介质中微观粒子的物理化学特性，从而减少结垢。但该方法成本较高，易造成二次污染，易腐蚀管道阀门。

物理方法：有超声波、磁化、共振、量子能量环等方式。这些物理装置一般都是附敷在石油管线外部，在流体介质有一定流速、流量的情况下，受物理装置功率大小的限制，对流体介质的处理不够充分。同时，由于管线中油、气、水三相共存，介质密度、粘度等物理性质、状态差异很大，都使得这类物理装置在阻垢、防蜡等方面效果不明显，不能显著的解决石油生产管网系统的结蜡、结垢问题。

合金触媒方法：由于各金属元素电极电位不同，在合适比例的情形下，合金之间会形成数目庞大的微小原电池，对流体中弱电解质的物理化学特性及微观行为产生影响，如提供水相中钙离子结晶所需的初始能量，干扰晶核长大，使之畸变，进而改善或减少石油管网的结垢现象。这种原电池效应可以产生一种电化学催化作用，在特殊合金(哈尔滨工业大学2009年学报公开的《合金材料的防垢防腐蚀机理及实验研究》记载了上述材料)的电化学催化作用下，石油中较大的碳氢化合物的聚集物会被分散成微胶体颗粒，分散后的胶体颗粒粒度较小，可达到10微米乃至更小。电化学催化作用也可以有效防止油类介质中碳氢化合物的共价聚结，始终让颗粒处于悬浮分散状态，从而起到防蜡的作用。

当多元合金采用串联的合金芯片组形式，流体介质在合适的流速下可以得到充分的处理，防蜡、防垢、防腐的效果稳定而显效。但该方法也有较大的局限性，如申请号为201620625442.X的中国专利公告了“一种用于石油开采及输送管道的防蜡防垢装置”，其防蜡防垢芯片通过布置在空心管段内的限位卡簧之间而形成固定的组合；又如申请号为201310279545.6的中国专利披露了“设有防垢装置的净暖器”，其防垢芯片固定设于连接管道内；由于合金芯片处于静止状态，当用于石油开采输送时，石油粘度较高或悬浮物较多时，芯片很容易被粘度较高的沥青质或悬浮物包裹起来，使合金芯片完全失去防蜡、防垢的作用，尤其是在低温、流速较慢，如v≤1m/s时，合金芯片容易失效。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述背景技术中合金触媒方式的不足，提供一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，可在石油黏度较高，以及流速较小(v≤1m/s)的情况下保持合金芯片的原电池效应，保持防蜡、防垢性能，解决防蜡、防垢的动力学条件。