一种油田集输系统的诱导成垢装置及方法，包括金属罐体，金属罐体上设置有进水口和出水口，金属罐体内设置有电极，电极包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板呈筒状，阳极板和阴极板之间填充网状材料。本发明专利技术采用电化学集中诱导成垢技术，改变了油田水的组成，使油田水中的成垢离子集中结垢，从而降低了油田水中的成垢离子含量，进而保护了油田集输管线及设备，从根本上解决了油田集输系统结垢问题。
【技术实现步骤摘要】
油田集输系统的诱导成垢装置及方法
本专利技术涉及一种油田集输系统的诱导成垢装置及方法。
技术介绍
近年来，随着经济的快速发展，油田企业也获得了长足的发展，成为我国产业中的重要一环，对推动我国国民经济的发展做出了巨大贡献。但是随着油田的开采，国内很多油田已陆陆续续地进入高含水期，结垢问题日益突出，严重制约了油田开采的发展，增加了开采的成本。结垢发生在油井与地面集输系统，不仅会对油层造成损害或堵塞油田管线，还会给生产带来极大危害，使产量降低，能耗增加，难以连续操作，甚至长期停工停产，给油田带来极大的经济损失。随着技术的不断发展，油田中所用的防垢技术也变得更加多样化，日趋先进和成熟。目前油田上普遍采用的是化学阻垢方法，即在油田管线中添加阻垢剂。这种化学阻垢在一定程度上能够起到阻垢效果，但在油田集输系统中添加化学物质，不仅会对油品性质产生影响，同时也会对油田集输设备产生危害。再者，化学阻垢剂需要周期性添加，因此在一定程度上会造成人力、物力的浪费。超声波、电磁、脉冲等物理防垢技术正好弥补了化学防垢技术的缺陷，但现有的物理防垢技术并没有根本解决油田水结垢问题，只是通过物理手段防止在特定设备上结垢，并没有降低油田水中的成垢离子含量，因此油田水还会在集输系统的其他管线及设备中结垢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中不足，提供了一种无需添加化学试剂，在油田集输系统过程中的油田集输系统的诱导成垢方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：油田集输系统的诱导成垢装置，包括金属罐体，金属罐体上设置有进水口和出水口，金属罐体内设置有电极，电极包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板呈筒状，阳极板和阴极板之间填充网状材料。本专利技术进一步的改进在于，阳极板和阴极板卷成多层筒状。本专利技术进一步的改进在于，网状材料的材质为PVC。本专利技术进一步的改进在于，电极通过支撑装置设置在金属罐体内部。本专利技术进一步的改进在于，金属罐体为水平设置的圆柱形筒体，进水口设置于筒体一端，出水口设置于筒体另一端。本专利技术进一步的改进在于，阳极板采用钛基阳极板，阴极板材料为合金。本专利技术进一步的改进在于，网状材料中沿阳极板长度方向设置有若干平行的孔道。本专利技术进一步的改进在于，孔道的数量为30～90个。本专利技术进一步的改进在于，网状材料的密度为3～7kg/m3基于上述装置的油田集输系统的诱导成垢方法，将油田集输系统的油田水通入进水口中，油田水经过电极以及网状材料后，由出水口排出。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本专利技术首先改变了常规的防垢思路，提出了“变防垢为成垢”的理念，其次在水罐中采用电化学集中诱导成垢装置进行成垢，后续的除垢容易实现，具体优点如下：1.在电化学集中诱导成垢装置里，网状材料填充在阴阳两极板中，形成层状结构，将其卷成螺旋式。这样最直接的好处是在有限的空间内增大了阳极板和阴极板之间能够结垢的面积。2.在环保、可持续发展问题上，本专利技术采用电化学集中诱导成垢技术，不添加任何化学药剂，因此不会对原油的性质以及集输设备产生负面影响，从而节约了化学药剂成本，无二次污染问题。3.与其他防垢技术相比，本专利技术采用电化学集中诱导成垢技术，改变了油田水的组成，使油田水中的成垢离子集中结垢，从而降低了油田水中的成垢离子含量，进而保护了油田集输管线及设备，从根本上解决了油田集输系统结垢问题。4.在设备清洗方面，本专利技术采用集中诱导成垢技术，使成垢离子在指定位置上集中结垢，因此只需要对集中成垢装置进行清洗。填充部分可进行反冲洗，重复利用。相比较于化学防垢技术、以及常规的物理防垢技术，极大的节约了管线及设备的清洗成本。进一步的，可以在网状材料中设置有若干平行的孔道，增加油田水与阳极板和阴极板之间能够结垢的面积，提升除垢效果。进一步的，采用PVC作填充材料，成本低，可以光降解，对环境不会造成太大污染和危害，可进行反冲洗，重复利用。附图说明图1为本专利技术的装置结构示意图。图2为网状材料填充位置示意图。图3为出水口和进水口设置在两端的结构示意图。图4为孔道结构示意图。图5为装置出口处阴离子浓度变化图。图6为装置出口处阳离子浓度变化图。图7为装置中结垢量变化图。图1中，1为金属罐体，2为进水口，3为出水口，4为电极，5为阳极板，6为阴极板，7为网状材料，8为孔道，9为支撑装置，10为底座。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述。参见图1、图2、图3和图4，油田集输系统的诱导成垢装置，主要由三部分组成：金属罐体1、电极和由PVC制作的网状材料。金属罐体1为水平设置的圆柱形筒体。金属罐体1设置在底座10上。参见图1，金属罐体1为圆柱形，分别设有进水口2、手孔以及出水口3，进水口2设置于金属罐体1的一端下方，出水口3设置于金属罐体1另一端的上方，水流从一个切面进入(进水口2)从另一个切面(出水口3)流出。参见图3，进水口2设置于金属罐体1的一端，出水口3设置于金属罐体1另一端，金属罐体1的半径设为0.5m、高为1m，主要根据油田的产量和油田水中的成垢离子含量确定。金属罐体1一方面降低了油田水的流速，使成垢离子更容易沉积；另一方面对整个集输系统中关于垢的清洗，金属罐体1的清洗十分方便，而且成本低。参见图2，金属罐体1内设置有电极4，电极包括阳极板5和阴极板6，其中阳极板5使用钛基阳极板，阴极板6材料为合金，油田污水中Cl-质量浓度较高，易造成不锈钢腐蚀，因此不宜选用304不锈钢作为阴极材料。阳极板5和阴极板6的面积、厚度以及板间距均可调节，面积范围为1m2～4m2、厚度为2mm～4mm、阳极板5和阴极板6间距为1cm～3cm，选择较大阴极板面积，阳离子的吸附率升高，有利于成垢；选择较薄的电极板，阳极板5和阴极板6卷成筒状，阳极板5和阴极板6为螺旋形，即为多层。阳极板5和阴极板6之间填充由PVC制作成的网状材料7。网状材料7具有网状结构。参见图4，优选的，网状材料7中沿阳极板5长度方向设置有若干平行的孔道8，即网状材料7为网孔状中空式结构。孔道8的内径为1mm，网状结构和网孔状中空式结构两种最直接的特点是在有限的空间内增大了阳极板5和阴极板6之间能够结垢的面积，而且还能起到防腐的效果，阻止成垢离子在电极上沉积，对电极造成危害，同时由PVC制作的网状材料可进行反冲洗，继续使用。此外，使用较小的极板间距，较小的极板间距可以降低电压，节省电能，不造成大量的电能消耗。调节依据取决于处理之后的油田水中成垢离子含量。电极板所需能量由太阳能提供，降低技术成本，不消耗大量能量。本专利技术装置的油田集输系统的诱导成垢方法如下：1)根据现场调研和油田水取样分析结果，确定电化学集中诱导成垢试验装置的参数(对于日输送量范围为101～251m3，成垢离子含量为1222.795～4774.965mol/L时，电极板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，包括金属罐体(1)，金属罐体(1)上设置有进水口(2)和出水口(3)，金属罐体(1)内设置有电极(4)，电极(4)包括阳极板(5)和阴极板(6)，阳极板(5)和阴极板(6)呈筒状，阳极板(5)和阴极板(6)之间填充网状材料(7)。/n
【技术特征摘要】
1.油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，包括金属罐体(1)，金属罐体(1)上设置有进水口(2)和出水口(3)，金属罐体(1)内设置有电极(4)，电极(4)包括阳极板(5)和阴极板(6)，阳极板(5)和阴极板(6)呈筒状，阳极板(5)和阴极板(6)之间填充网状材料(7)。
2.根据权利要求1所述的油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，阳极板(5)和阴极板(6)卷成螺旋式筒状。
3.根据权利要求1所述的油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，网状材料(7)的材质为PVC。
4.根据权利要求1所述的油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，电极(4)通过支撑装置(9)设置在金属罐体(1)内部。
5.根据权利要求1所述的油田集输系统的诱导成垢装置，其特征在于，金属罐体(1)为水平设置的圆柱形筒体，进水口设...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛梦龙，蔡雨秀，燕永利，牛红博，姜选选，史松，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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