石油採油井強磁防蠟器的製作方法

2023-08-02 02:47:51

專利名稱:石油採油井強磁防蠟器的製作方法
本實用新型涉及石油採油井強磁防蠟技術許多油田的原油都含有石蠟，在開採過程中，由於石蠟的自然析出，堆積於油管內壁，不僅影響生產，而且還可能造成油井堵死，發生停噴事故。因此，防蠟和清蠟是採油中很重要的一個環節。油田現行常規清除積蠟的方法是採用機械式刮蠟器，由刮片將幾百米井管內的石蠟刮下帶出井口。當積蠟嚴重時，則需通入熱水，熱蒸氣加溫，或注入化學物質或投入電阻絲加熱等方法清洗，這些方法存在的主要問題是費工費時、耗能耗物、而且除蠟效果並不理想。美國研究的生物除蠟技術已進入實用階段。這種方法同化學除蠟一樣，都需要較大的投資。蘇聯在七十年代，開始研究磁性防蠟技術，它主要是用電磁鐵產生電磁場進行除蠟。1985年以來，我國開始陸續研究永磁鐵除蠟技術，經過了原理性試驗，目前防蠟器內壁場強達到50mT，清蠟周期最長為三個月，而且隨著使用時間加長，清蠟周期明顯縮短。而本實用新型採用新穎結構和設計，具有強磁場。其內管內壁場強達到150mT以上，清蠟周期可達半年或半年以上。
本實用新型的目的是提供一種降低石油粘度，防止石蠟析出，減免洗井工作，提高石油在油管內流動速度，提高石油產量和輸送效率的強磁防蠟器。
本實用新型除蠟所依據的原理是，原油中石蠟分子的聚集狀態和分子間的吸引力有關，當原油通過強磁場的磁化器時，石蠟在磁場作用下，一些分子的自旋量子數發生了改變，使其從較低能級躍遷至較高能級，增強了活性，使石蠟不易凝結於油管內壁。
圖1為石油油井強磁防蠟器外形及結構示意圖。圖中1、上接頭；2、外封蓋；3、內封蓋；4、環形蓋；5、軟鐵軛；6、環形墊；7、永磁體；8、內管；9、外套筒；10、下接頭；11、內芯管；12、內芯支架；13、內芯永磁體；14、內芯鐵軛。圖2為雙排成對瓦形永磁體的石油採油井強磁防蠟器結構剖面示意圖。圖中15、瓦形永磁體。
石油採油井強磁防蠟器由上接頭(1)、下接頭(10)、外套筒(9)以及位於外套筒(9)內部的內管(8)、磁路原件(例如、永磁體、軟鐵軛、磁性芯軸等)和起連接、密封作用的零件組成。上接頭(1)、下接頭(10)的作用是使內管(8)兩端分別與石油井的油管相連接，使內管(8)成為石油管的一部分。外套筒(9)主要起保護內管(8)及磁路原件的作用，同時也有磁屏蔽的效能。內管(8)與外套筒(9)同一軸心，內管(8)的長度為420－500mm，內徑為48－52mm。在內管的中心軸部位有帶磁性的芯軸。芯軸可以是由內芯管(11)、內心永磁體(13)、內心鐵軛(14)組成，也可由其它形式的多芯管等構成。內芯管(11)的兩端各有一個內芯支架(12)。內芯支架(12)起支撐內芯管(11)使其位於內管(8)中心軸的位置。內芯永磁體(13)由內芯鐵軛(14)間隔分段分布，它與內管(8)外圍的永磁體一一對應，同在一個橫斷面上。在內管(8)與外套筒(9)之間，永磁體和軟鐵軛沿軸向以環形墊(6)為間隔等距分段分布。由於磁性芯軸的作用，使內管(8)中形成強磁場，其磁場強度高達300mT，它使通過內管的原油充分磁化，提高防蠟效果。內管(8)和內芯管(11)用導磁材料製成。內管(8)的機械強度應能承受井下油管產生的拉力。根據磁路和本防蠟器結構的設計，軟鐵軛(5)和環形墊(6)主要起永磁體的定位和磁路的導磁作用。環形墊(6)將永磁體分隔，在內管(8)上分布為4－6段，每段的永磁體和對應的軟鐵軛構成一個磁路單元。設計採用螺旋式階梯強磁場，磁程大於600mm，採用高性能第三代永磁體，如釹鐵硼(NdFeB)或稀土鈷(RCO5R2CO17)，其磁能級為(26－41)×106高斯·奧斯特。
永磁體為瓦形在內管(8)上有單排成對分布或雙排成對分布。「排」指在內管外壁軸向上均勻間隔的分布，一排可以由4－6個永磁體組成。瓦形永磁體(7)對應內管(8)使用，瓦形永磁體(7)的內凹面緊貼內管外壁，軟鐵軛將位於瓦形永磁體(7)與外導筒(9)之間，其凹面緊貼瓦形永磁體(7)，呈瓦形軟鐵軛(5)。環形蓋(4)、內封蓋(3)和外封蓋(2)，主要起配合和密封作用。在外套筒(9)與內管(8)之間灌注的填充材料(16)，起封凝作用，固定各永磁體及各有關零件的相對位置。填充材料以環氧樹脂添加石英砂、乙烷等物組成。
本實用新型有如下優點1、可以有效防止石油油管中的結蠟現象，保持油路暢通，有利於增加原油產量。可把油管中的熱洗周期延長10－20倍，從而減少或取代其它清蠟方法。
2、安裝方便、結構牢固可靠，對油井不會產生排除另一種作業的可能性；3、可明顯減輕工人勞動強度，其它任何一種除蠟方法都需要人們的操作，甚至是比較繁重的操作；4、予計對油田可產生1200－300的投資效能，具有顯著的經濟效益。
5、本實用新型不僅可用於抽油機井防蠟，而且也可用於自噴井防蠟，在輸油管道上降粘、防蠟效果也顯著。在抽油機井防蠟方面，清蠟周期可延長到半年或半年以上。
舉一本實用新型的實施例當其總長度為500mm；外套筒外徑為108mm；內管內徑為52mm，長度為420mm；瓦形永磁體幾何尺寸寬30mm，厚度10mm，弧長42mm，弧對應半徑R為40mm。用第三代永磁材料製造；永磁體分雙排成對對稱分布；外套筒材料用A3熱軋無縫鋼管；內管用1Cr18Ni9Ti熱軋無縫管；外封蓋、內封蓋、上接頭、下接頭材料用45＃鋼；環形蓋、環形墊用10＃低碳鋼。除永磁體外，各零件均可用機械方法加工製造。本實用新型經實驗可達到如下指標1、螺旋磁場強度峰值一般為150－300mT(1500－3000GS)，中心軸線上磁場可達到100－150mT(1000－1500GS)外壁場強小於0.5mT(5GS)。
2、使用環境介質溫度範圍為－40℃－120℃；3、油井防蠟清洗周期可延長至半年或半年以上。
由此可見，本實用新型是目前石油除蠟較理想的一種除蠟器。
權利要求
1.一種石油採油井強磁防蠟器，它由上接頭(1)、下接頭(10)、外套筒(9)等組成，其特徵在於a、外套筒(9)內部有一個內管(8)，其長度為420-500mm，內徑為48-52mm；b、在內管(8)與外套筒(9)之間有成對的永磁體分布於內管(8)的外壁；c、在永磁體與外套筒(9)的內壁之間有軟鐵軛，此永磁體和軟鐵軛沿軸向以環形墊(6)為間隔等距分段分布。
2.根據權利要求
1的防蠟器，其特徵在於所述的內管(8)的中心軸部位有帶磁性的芯軸。
3.根據權利要求
2的防蠟器，其特徵在於所述的芯軸由內芯管(11)內芯永磁體(13)和內芯鐵軛(14)組成，在內芯管(11)的兩端各有一個內芯支架(12)。
4.根據權利要求
1的防蠟器，其特徵在於所述的永磁體為瓦形永磁體(15)，以單排成對或雙排成對分布於內管(8)的外壁。
5.根據權利要求
1或4的防蠟器，其特徵在於所述的永磁體採用釹鐵硼(NdFeB)或稀土鈷(RCO5、R2、CO17)製成，其磁能級在(26－41)×106高斯·奧斯特。
專利摘要
本實用新型為石油採油井強磁防蠟器。該防蠟器由上接頭(1)、下接頭(10)、外套筒(9)以及位於外套筒(9)內的內管(8)等組成。內管(8)中的磁場強度為150—300mT，對流經內管(8)的石油具有防蠟降粘作用。使用該防蠟器，對油井的清蠟周期可延長到半年或半年以上。該防蠟器不僅可用於抽油機井，也可用於自噴井及石油輸送管道，具有顯著的經濟效益。
文檔編號E21B31/06GK86204993SQ86204993
公開日1987年9月12日 申請日期1986年7月4日
發明者周存忠, 曹毓娟 申請人:成都傳感換能技術研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan