石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置及自洁方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术还公开了一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置的自洁方法。本发明专利技术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。

Self cleaning anti wax and anti scaling device for oil extraction pipeline and self cleaning method

The invention discloses a self cleaning anti wax and anti fouling device for oil extraction and transportation pipeline, which comprises a connecting pipe and an oil crossing channel, the connecting pipe is intersected with the oil passage channel, and at least one set of rotatable wax prevention and scale chips can be rotated in the passage of the oil, and a overflow hole is provided on the wax prevention and anti fouling chip, and the wax prevention and anti scaling chip is set on the rotating shaft. The upper part of the rotating shaft is connected to the power system. The invention also discloses a self-cleaning method of a self-cleaning wax and scale prevention device for a petroleum production and transportation pipeline. The wax and antifouling chip of the invention can rotate with the rotating shaft. When the oil flow with larger viscosity or less flow velocity to the wax and antifouling chip, the rotation of the chip makes the oil power of the flow through here increases, doubly increases the contact probability of the chip and the medium, effectively prevents the \wrapping\ effect of the medium, and keeps the chip self clean. With the function of the micro electric field of the original battery, a large number of self crystal nuclei are produced and flowing in the liquid phase. At the same time, the non self crystal nucleus is difficult to grow up on the wall of the tube, and the tube wall remains self cleaning.

【技术实现步骤摘要】
石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置及自洁方法
本专利技术属于石油开采输送作业
，具体是一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置及自洁方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述
技术介绍
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。本专利技术的另一目的是提供一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置的自洁方法，使得合金芯片不容易被包裹结垢，管壁不易结垢结蜡，解决防蜡、防垢的动力学条件。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：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，所述连接管道与过油通道相交，所述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，所述防蜡防垢芯片套在旋转轴上，所述旋转轴的上部连接动力系统。本专利技术1)防蜡防垢芯片可随着旋转轴进行旋转，当黏度较大的石油或流速较小的石油由连接管道的入口端进入，并从过油管道流到防蜡防垢芯片处时，防蜡防垢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，增加反应的机会，可以有效的防止介质在防蜡防垢芯片表面产生“包裹”效应，使防蜡防垢芯片保持自洁效果，保持应有的工作性能；2)防蜡防垢芯片在保持自身清洁的前提下，持续发挥着原电池微电场的作用，促进大量的自发晶核在液相中产生，液相结晶的产物会随着流体流动带走，减少结垢结蜡现象；3)旋转着的防蜡防垢芯片还可以改变结晶体的结构，使结晶体产生畸变，同时石油介质承受的剪切力也相应增大，使非自发晶核难于附着在过油通道的管壁上长大，保持管壁的自洁。进一步地，所述连接管道包括第一连接管道和第二连接管道，所述过油通道包括入口端，第一出口端，第一连接管道与过油通道的入口端连接，第二连接管道与过油通道的第一出口端连接。第一连接管道和第二连接管道分别与石油输送管道连接，将石油输送到本专利技术的防蜡防垢装置内，并通过过油通道继续输送至后端的防蜡防垢芯片处。再一步地，所述过油通道还包括第二出口端，在靠近第一连接管道的过油通道上设有第二出口端，第二出口端连接排污阀门。通过过油通道的部分石油中的杂质由重力作用沉淀在下部，通过第二出口端排出，防止过油通道的底部结垢。进一步地，还包括壳体，所述壳体内设有连接管道和过油通道，所述壳体内设有装配腔室，装配腔室与所述过油通道的后部同轴，装配腔室的轴线与连接管道相交，所述旋转轴安装在装配腔室，所述旋转轴与装配腔室的交界处设有密封件。装配腔室可作为过油通道的后部与第二连接管道连接，节省用料资源和空间。再一步地，所述壳体包括主体，上盖和下盖，主体的上端与上盖通过法兰密封连接，主体的下端与下盖通过法兰密封连接，上盖连接有动力系统，下盖中设有过油通道的第二出口端和排污阀门。便于拆卸和安装，壳体设为分体式结构。又一步地，所述动力系统包括电机，减速器和联轴器，减速器的两端分别连接电机和联轴器，联轴器的另一端与旋转轴连接。动力系统为旋转轴提供驱动力。进一步地，所述旋转轴包括芯轴和连接轴，芯轴的外径尺寸大于连接轴的外径尺寸，连接轴上套设有防蜡防垢芯片，所述防蜡防垢芯片的顶面与芯轴的底面接触，所述防蜡防垢芯片之间设有隔环，所述连接轴的下部设有并帽限定防蜡防垢芯片的空间位置。并帽使防蜡防垢芯片、隔环、芯轴之间卡紧，从而在旋转轴旋转时各个防蜡防垢芯片可以随之旋转。再一步地，所述防蜡防垢芯片上布设有导流的推力凸台，推力凸台上设有斜坡面，推力凸台之间布设有过流孔。相邻的防蜡防垢芯片之间的过流孔交错布置，形成紊流；斜坡面使推力凸台旋转后对流经的石油介质形成导流作用。一种基于上述石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置的自洁方法，将石油通入石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置内，石油流经过油通道至可旋转的防蜡防垢芯片处，防蜡防垢芯片持续搅拌通过的石油并将石油传送至连接管道外部。进一步地，所述石油的流速小于等于1m/s，所述防蜡防垢芯片的搅拌速率为1.5～2.5m/s。自洁方法特别适用于石油的流速小于等于1m/s以及黏度较大的石油介质，同样也适用于其他流速更大以及黏度较小的石油介质。附图说明图1为本专利技术的总体结构纵向剖面示意图。图2为本专利技术的主体纵向剖面示意图。图3为本专利技术主体的上端与法兰的连接结构示意图。图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，包括连接管道(100)和过油通道(200)，其特征在于：所述连接管道(100)与过油通道(200)相交，所述过油通道(200)内设有至少一组可旋转的防蜡防垢芯片(500)，防蜡防垢芯片(500)上布设有过流孔(510)，所述防蜡防垢芯片(500)套在旋转轴(300)上，所述旋转轴(300)的上部连接动力系统(400)。

【技术特征摘要】
1.一种石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，包括连接管道(100)和过油通道(200)，其特征在于：所述连接管道(100)与过油通道(200)相交，所述过油通道(200)内设有至少一组可旋转的防蜡防垢芯片(500)，防蜡防垢芯片(500)上布设有过流孔(510)，所述防蜡防垢芯片(500)套在旋转轴(300)上，所述旋转轴(300)的上部连接动力系统(400)。2.根据权利要求1所述的石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，其特征在于：所述连接管道(100)包括第一连接管道(110)和第二连接管道(120)，所述过油通道(200)包括入口端(230)，第一出口端(210)，第一连接管道(110)与过油通道(200)的入口端(230)连接，第二连接管道(120)与过油通道(200)的第一出口端(210)连接。3.根据权利要求2所述的石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，其特征在于：所述过油通道(200)还包括第二出口端(220)，在靠近第一连接管道(110)的过油通道(200)上设有第二出口端(220)，第二出口端(220)连接排污阀门(240)。4.根据权利要求1、2或3所述的石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，其特征在于：还包括壳体(600)，所述壳体(600)内设有连接管道(100)和过油通道(200)，所述壳体(600)内设有装配腔室(640)，装配腔室(640)与所述过油通道(200)的后部同轴，装配腔室(640)的轴线与连接管道(100)相交，所述旋转轴(300)安装在装配腔室(640)，所述旋转轴(300)与装配腔室(640)的交界处设有密封件(650)。5.根据权利要求4所述的石油开采输送管道自洁式防蜡防垢装置，其特征在于：所述壳体(600)包括主体(610)，上盖(620)和下盖(630)，主体(610)的上端与上盖(62...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建国，
申请(专利权)人：武汉艾力特流体装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42