管道复合磁场防蜡降粘处理装置

摘要

管道复合磁场防蜡降粘处理装置，应用于原油输送管道清蜡。特征是：在管道法兰之间固定有悬挂板，悬挂板中心有磁芯固定孔，固定孔周围有原油通道孔，磁芯端部螺纹固定头穿过悬挂板固定孔，并用导流螺母把磁芯固定在悬挂板上，磁芯中心线垂直挂板，在磁芯有效磁程对应的钢制管道外部有绝缘皮电线缠绕成的推磁高频电缆绕线。效果是：通过推磁高频电缆绕线产生的轴向交变磁场，高频的轴向磁场与径向磁场相互作用，使磁场高频摆动，摆动的磁场带动介质分子“摆动”与重整，使大分子形成的“缔合体”破坏溶解，并阻止进一步聚合沉积，降低流体粘度，提高流动能力，达到了防蜡降粘的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及油田地面管道的防蜡降粘装置，特别是一种管道复合磁场防蜡降粘处理装置。

背景技术

油气田生产的原油都含有一定数量的石蜡、沥青或胶质等高分有机化合物成分，这些成分在管道中不断析出，阻碍有油流的流动。常用加热、投加化学药剂等方法降低原油粘度，但加热、投加化学药方法能耗较高。磁处理是一种节能环保的处理方式，在各油田均有使用。我国油田常用的管道防蜡降粘磁化器大都是内磁式磁化处理器，国外也有部分外磁式磁化处理器，尚未见到混合使用的先例与报道，单一的内(或外)磁场处理流体，作用方式单一、效果较差；由于常规的管道磁化处理器为管段短节设计，要串接在管道中，需要截断管线，施工工作量较大、安装复杂。

中国专利授权公告号CN 2473449Y，提供了一种输油管道磁降粘器。在管道内部有内磁体，在管道外壁上有外磁环。通过内磁体和外磁环的磁力减缓管道的腐蚀、老化和结垢，能节约能源，降低成本，不会造成任何环境污染。其磁场不能产生交变电磁场，使得管道内防蜡降粘的效果不明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道复合磁场防蜡降粘处理装置，该管道复合磁场防蜡降粘处理装置不仅实现内磁处理与外磁处理相结合、永磁处理与高频交变电磁场处理相结合，使管道内部永磁的稳定磁场与管道外部的交变电磁场相互作用提高处理效果，而且不需要改变原有的管道结构，具有安装方便等特点。

为了达到上述目的本发明是这样来实现的：管道复合磁场防蜡降粘处理装置，主要由安装在管道内部的磁芯与缠绕在管道外壁的推磁高频电缆绕线组成；其特征在于：在两个管道法兰之间固定有悬挂板，悬挂板中心有磁芯固定孔，固定孔周围有原油通道孔。磁芯端部螺纹固定头穿过悬挂板固定孔，并用导流螺母把磁芯固定在悬挂板上，磁芯中心线垂直挂板。在磁芯磁程对应的钢制管道外壁上有绝缘皮电线缠绕成的推磁高频电缆绕线。

所述的磁芯由磁芯本体、永久磁铁、软磁体、磁芯外套、导流体和焊接在磁芯外套上的磁芯支撑组成；其特征在于：磁芯本体一端有螺纹固定头，磁芯本体另一端为芯轴，芯轴端部与导流体连接。在磁芯本体和导流体之间有磁芯外套。磁芯外套与芯轴之间形成环形空间。在环形空间内，有永久磁铁和软磁体，永久磁铁通过软磁体相间N极与N极或S极与S极成对排列。磁芯外套和磁芯本体为不锈钢材料制成。

所述的推磁高频电缆绕线采用的是带有绝缘皮的电缆，推磁高频电缆绕线的线芯的面积在0.5～5.0平方毫米之间，推磁高频电缆绕线的匝数在5～60匝之间，推磁高频电缆绕线缠绕后在钢制管道外壁上的宽度在50～1000毫米之间。

永久磁铁材料是钕铁硼。

软磁体的材料是纯铁。

在磁芯外套与磁芯本体芯轴之间的剩余空间内填充有环氧树脂。

上述的管道复合磁场防蜡降粘处理装置的推磁高频电缆绕线的供电频率为50Hz～5MHz，供电电压3～36V。

当流体通过管道复合磁场防蜡降粘处理装置时，油气田生产的原油都含有一定的石蜡、沥青或胶质等高分有机化合物，随着原始条件的变化，流体中的高分子石蜡、沥青或胶质等物质会以水、机械杂质或金属氧化物等为核心形成固体混合蜡颗粒，这种颗粒中一般都含有一定的极性物质；而这种固体混合蜡颗粒形成后，一般分散在流体中或沉积在管壁上，分散在液体中的固体混合蜡颗粒会增大流体的粘度，沉积在管壁上会增大流动的阻力。单独的永久磁铁(内磁或外次)只能对形成混合蜡颗粒产生定向的作用力或运动，因此防蜡降粘效果较差；本发明的内部磁芯与钢管管壁形成了闭合磁路，磁力线次从磁芯中的N极软磁体径向进入钢管管壁，在钢管管壁中集中，然后从接近S极的管壁中穿出回到磁芯的S极软磁铁中，这种稳定的径向强磁场是稳定的高强度磁场；在钢制管线的管壁外缠绕的推磁高频电缆绕线中的高频电信号形成高频交变磁场，这种交变磁场也会集中在钢制管道的关闭中，交变磁场在管壁中与磁芯在管壁中形成的稳定磁场矢量叠加，使稳定的磁芯产生的永久磁场产生随着高频交变磁场的变化而改变强度与方向，这种变化使管道中带有极性物质的蜡混合颗粒“振动”，使颗粒的内部产生疲劳“断裂”，使形成的蜡混合颗粒“粉碎”破坏而重新溶解，也阻止了石蜡、沥青或胶质等的聚合沉积，因此降低了流体的粘度，提高了流动能力，达到了防蜡降粘的目的。

本发明的有益效果是：管道复合磁场防蜡降粘处理装置不仅不用破坏原有管道的结构安装非常方便，且内磁磁化与外磁磁化相结合，稳定磁场与高频交变磁场相互作用，提高了处理效果。

附图说明

图1是本发明管道复合磁场防蜡降粘处理装置结构示意图；

图2是本发明磁芯的结构示意图；

图中：1-导流螺母，2-悬挂板，3-管道法兰，4-磁芯，5-推磁高频电缆绕线，6-磁芯支撑，7-管道，8-输入接线柱、9-输出接线柱，10-螺纹固定头，11-磁芯本体，12-磁芯外套，13-永久磁铁，14-软磁体，15-导流体。

具体实施方式

以一个适用于管道7的外径为89毫米的管道复合磁场防蜡降粘处理装置为例，结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参阅图1。管道复合磁场防蜡降粘处理装置，由安装在管道内部的磁芯4与缠绕在管道外壁的推磁高频电缆绕线5组成。

管道7的外径为89毫米，内径为75毫米。

在两个管道法兰3之间固定有悬挂板2，悬挂板2为圆盘形，悬挂板2中心有一个磁芯4固定孔，固定孔周围有原油通道孔。磁芯4端部螺纹固定头10穿过悬挂板2固定孔，并用导流螺母1把磁芯4固定在悬挂板2上，磁芯4中心线垂直挂板2。导流螺母1的端部为流线型。在磁芯4磁程对应的钢制管道7外壁上有绝缘皮电线缠绕成的推磁高频电缆绕线5。

安装前把磁芯4上的磁芯螺纹固定头10穿过悬挂板2，用导流螺母1把磁芯4和悬挂板2连接在一起；卸开管道法兰3把磁芯总成置入管道内；上紧法兰3，磁芯安装完毕。把磁芯4的磁程对应的钢制管道外壁上根据管道的直径、流量与流体参数，计算推磁高频电缆绕线的直径与匝数，直接把带有绝缘皮的电线缠绕成推磁高频电缆绕线，即高频线圈，就完成了外部的推磁高频电缆绕线5的绕制。

推磁高频电缆绕线5采用的是绝缘皮电线，推磁高频电缆绕线5的线芯的面积是2.0平方毫米，推磁高频电缆绕线5的匝数是30匝，推磁高频电缆绕线5缠绕后在钢制管道7外壁上的宽度是320毫米。推磁高频电缆绕线5每匝之间的距离大约为10毫米。

把推磁高频电缆绕线5的输入接线柱8、输出接线柱9与驱动电路连接。驱动电路是一个能为推磁高频电缆绕线5提供高频震荡驱动电源装置。这样不需要截断原有管道，安装非常方便。本技术领域普通技术人员能完成驱动电路，不详细叙述。

参阅图2。所述的磁芯4由磁芯本体11、永久磁铁13、软磁体14、磁芯外套12、导流体15和焊接在磁芯外套上的磁芯支撑6组成；磁芯本体11一端有螺纹固定头10，磁芯本体11另一端是芯轴。芯轴的直径为6毫米，芯轴的长度为480毫米。芯轴端部与导流体15连接。在磁芯本体11和导流体15之间采用螺纹固定有一个磁芯外套12。磁芯外套12为圆筒状，内径为32毫米，外径为38毫米。磁芯外套12与芯轴之间形成环形空间。在环形空间内并在芯轴上有12块块环形的永久磁铁13和13块软磁体14，永久磁铁13与软磁体14相间N极与N极或S极与S极成对排列。永久磁铁13的外径32毫米，宽度30毫米。块软磁体14的外径32毫米，宽度5毫米。磁芯外套12和磁芯本体11为不锈钢材料制成。永久磁铁13材料是钕铁硼。软磁体14的材料是纯铁。在磁芯外套12与磁芯本体11芯轴之间的剩余空间内填充有环氧树脂。在导流体15的外壁上焊接有一个磁芯支撑6，磁芯支撑6的外径与管道7的内径相同。

磁芯4由带有连接螺纹的磁芯本体11、永久磁铁13、软磁体14、磁芯外套12和焊接在磁芯外套上的磁芯支撑6组成。磁芯支撑6与悬挂板2把磁芯4固定在钢质管道7的中心，磁芯4的永久磁铁13通过软磁体14相间N极与N极或S极与S极成对排列，磁场在通过软磁体14中集中穿过磁芯外套12与钢制管道7间形成300～400mT的高强度的径向磁场。为保证磁芯的耐压能力，防止液体对永久磁铁13的腐蚀，在磁芯4的内部剩余空间内填充有环氧树脂。

图1中的推磁高频电缆绕线5环绕在钢质管道7上，通过电磁线圈输入接线柱8、输出接线柱9给推磁高频电缆绕线5的提供8000Hz/24V的驱动电源，推磁高频电缆绕线5产生与管道7轴向平行的交变高频磁场，形成了外磁式高频交变磁场，通过钢质管道7的耦合作用对内部稳定的径向永久磁场产生“摇摆震动”作用，近而对管道的流体中的高分子石蜡、沥青或胶质等产生磁化作用，在复合磁场的作用下，分子“摆动”重整，使这些大分子形成的“缔合体”破坏溶解，阻止了石蜡、沥青或胶质等的聚合沉积，降低了流体的粘度，提高了流动能力，达到了防蜡降粘的目的。