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电磁节能防蜡装置技术改造说明


电磁节能防蜡装置技术改造说明
一、电磁节能防蜡装置的工作原理 磁场能改变原油中的蜡晶体结构和排序, 控制原油中的蜡晶体聚结成大的蜡 块, 避免其粘附在采油井筒内壁上以及地面传输管线内壁上,使原油中的蜡以小 分子的形式随着油流输送到联合站处理。这一现象通过大量地试验已经得到证 实,国内外有很多报道。 但是电磁节能防蜡装置, 安装在地面井口出口处,其能对地下油井筒起作用 且

深达数百米的井筒起到防蜡延缓结蜡周期的作用很难理解。 下面从电磁场与磁 介质关系简要介绍。 1、电磁场 由麦克斯韦方程组理论已经证明,电磁场具有能量和动量。运金属导线、带 电的分子、 粒子均可被磁场磁化并产生电流,而电流的存在又会在其周围产生附 加磁场。 2、电磁场中的磁介质 电磁场的传输是由磁介质完成的,在磁介质中分子电流与磁荷电流的叠加, 不断传递产生新的变化的磁场, 理论上,这种变化的磁场是以光的速度无线传播 出去,并在磁介质中逐渐衰减。 磁介质磁化的理论—— 磁介质在磁场的作用下产生分子电流和磁荷流并附加产 生磁场的现象叫做磁介质的磁化。 微观解释:无外磁场时,各分子环流取向杂乱无章,它们的磁矩互相抵消, 宏观上不显磁性,处于未磁化状态。如图一 加上外磁场以后, 各分子环流的磁矩在磁力矩作用下,一定程度上沿着磁场 的方向排列起来,这时磁介质被磁化了。如图二图,

图一

图二

3、磁介质中的电磁场 磁化电流:磁介质因磁化而出现的宏观电流。无带电粒子的宏观运动,它起 源于电荷的微观运动,正是这个磁化电流产生了附加磁场。 整体看来,磁化了的磁介质就象一个由磁化电流组成的“螺线管”。这个磁化 电流的“螺线管”产生的磁感应强度的方向与磁化场的方向一致,因而在磁介质内 的总磁感应强度增强了。如图三、图四所示磁介质内的总磁场是一个不断叠加的 电磁场

B
0

图三

图四

基于上述理论,我们可将油井筒、抽油杆、原油油流组合在一起,看成磁介 质,抽油杆的往复运动不断切割磁力线,在抽油杆中产生微电流,此微电流又产 生附加磁场,原油油流是运动的磁介质,更主要的是,原油油流作为磁介质,再 通过电磁节能防蜡装置时,会使磁场强度产生倍增效应;油井筒是静态磁介质, 井筒材质材料为碳钢是导磁很好的磁介质; 这样就形成了由电磁节能防蜡装置产生的有源电磁场,首先磁化所有磁介 质, 然后磁介质组内部又产生附加的电磁场,当育源电磁场以光的速度在井筒内 不断地传递,即磁介质被磁化,磁化后的磁介质又产生电流,然后变成无数的附 加电磁场源。 这些电磁场改变着原油中的蜡晶体和所有可能被磁化的粒子、分子 使他们成为有序的排列。见示意图五 理论上一无限长载流圆柱体,通有电流 I ,设电流 I 均匀分布在整个横截 面上。柱体的磁导率为μ ,柱内外各区域的磁场强度和磁感应强度 H。见图六

I R r

?

I?

R

? H

?0

r

图五

图六

二、安装在长庆油田四项目部电磁节能防蜡装置存在的问题, 1、分析原因: 电磁节能防蜡装置温度控制系统的参数设计,是以大庆油田,辽河油田,胜 利油田的平均物化参数,单井产液量,原油含水率,含蜡量等,作为基本参数, 设计微处理器温度控制系统的, 参数见表。忽略了四项目部超低渗油藏的特殊情 况,装置安装后,出现了部分线圈损坏,微处理器控制系统失效的现象。

各油田单井平均物化参数 产液量 (平均) 含水率 (平均) 大庆油田 9-70 30-80 辽河油田 5-35 30-75 胜利油田 6-30 35-70 长庆油田四项 1-5 20-45 目部

表 含蜡量 (平均) 8-19 8-19 9-21 12-24

电磁节能防蜡装置在正常工作中,机体自身会产生一定的热量,这些热量会 随着原油油流被带走,同时会对原油油流有一定的加热作用,但是,流量小且含 水低的话, 机体内部产生的热量被带走的也少,从而导致机体温度持续在高温下 运行,致使部分微处理器温度控制系统出现故障,装置不能正常运行, 这次在长庆油田超低渗油田第四项目部两个作业区安装的电磁节能防蜡装 置,因控制参数是按照其他油田设定,对产液量低含水低的油井缺少针对性,因 此我公司决定, 针对现场情况重新设计微处理器温度控制系统,并对已安装的设 备全部无条件更换新的控制系统。 长庆油田超低渗油田第四项目部所辖油井,属于,单井产液量较低且含税也 较低的油井,经过分析,确定了技术改造方案,对原有的微处理器温度控制系统 做参数调整,重新设计了电子线路,并重新只做了线路板,经过 30 天的运行检 验,微处理器温度控制系统,控制点可靠(温控点再 70 度),整个电磁节能防 蜡装置系统工作稳定。 2、解决方案 问题试验测试:装置温度变化控制见表一、表二 模拟实验系统构成:电磁节能防蜡装置、螺杆泵、连接管件、流量控制器、 温度计等。 流量控制控制参数:1.74Kg/min;3,47Kg/min;6.94Kg/min;10.4Kg/min。 含水率控制参数:20% ;50% ;80%。 技改前控制变化参数 表一
序号 1 2 3 4 流量 (Kg/分) 含水率(%) 1.74, 3,47 6.94 10.4 20 50 80 测 试 时 间 (天) 7 7 7 7 控制参数(℃) 温控点变化(h) 80 80 80 80 0.35 0.8 6.0 10.7

技改后控制变化参数
序号 1 2 3 4 流量 (Kg/分) 含水率(%) 1.74, 3,47 6.94 10.4 20 50 80 测 试 时 间 (天) 7 7 7 7

表二 控制参数(℃) 温控点变化(h) 70 70 70 70 4.5 6.0 12.0 24.0

通过表一和表二的内容看,在温控参数不变的条件下,流量的增大含水率的 提高,温控点变化明显稳定得多, 改进后的微处理器温度控制系统,温控点变化情况稳定性大大提高,原设定 温度控制点的参数是 80-85,工作状态维持温度平均 75 度。重新设计改进后的 温度控制参数、工作状态维持温度平均 70 度。
1
2

4

5

3

(1)电磁线圈; (2)微处理器控制系统;(3)原油流向;(4)磁场方 向;(5)机体外壳 3、微处理器温度控制系统说明 新系统采用最新的温度数字通信模块,设计紧凑。 该模块集温度检测电路和 数字传输于一体,快速、可靠、稳定、安全。


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