CN106840944A - 一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台和方法，该平台包括恒温水浴箱和变频电磁场激励源，所述恒温水浴箱内设有两个实验箱，所述恒温水浴箱外两侧分别设有循环泵，两个循环泵分别电连接有变频器；两个循环泵的出口分别与两个实验箱的下端进口连通，两个循环泵的上端进口分别与对应的两个实验箱的上端出口连通；其中一个实验箱的出口与其对应的循环泵进口连通的管线上连接有感应器；变频电磁场激励源与感应器连接。本平台可在室内安全环保准确的模拟出现场动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响规律。
Description
技术领域
本发明涉及油井防蜡室内试验和方法领域，具体涉及一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台和方法。
背景技术
长庆油田开发层系较多，各层系原油性质的不同，油井结蜡程度存在差异，有的区块结蜡比较严重。原油从油层渗流到井底，又从井底举升到地面上，这个过程压力和温度不断下降，蜡就会从原油中不断析出来。蜡如果沉积到油层流通孔道中，就会堵塞油层空隙，降低了油层渗透率，阻碍油流入井；如果析出的蜡沉积到井筒设备的表面上不仅缩小流通截面积，增加油流阻力，影响油井产能，还可能造成抽油泵失效和损坏；如果析出的蜡沉积到油管的内壁表面上，则会减小油管的有效直径，严重时会把油管堵死，抽油杆卡死，增加井口回压，增加躺井率迫使油井停产，结蜡会影响油井正常生产，加大抽油井悬点载负荷，增加了***能耗，降低了***效率和泵效，使油井产量下降。油井结蜡是影响油井高产稳产的突出问题之一，所以在油井生产过程中，防蜡是很重要的一项工作。目前防蜡的手段比较多, 通常采用阻除垢剂、缓蚀剂等化学药品来防止油井结蜡。这种方法人工强度大，成本高，效果差，污染环境。
发明内容
本发明的目的是解决了油田没有专一的在室内准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验分析结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，摸索了适合油田特征的油井防蜡技术及方法，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响，提供一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台和方法。
本发明采用的技术方案为：
一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，包括恒温水浴箱和变频电磁场激励源，所述恒温水浴箱内设有两个实验箱，所述恒温水浴箱外两侧分别设有循环泵，两个循环泵分别连接有变频器；两个循环泵的出口分别与两个实验箱的下端进口连通，两个循环泵的上端进口分别与对应的两个实验箱的上端出口连通；其中一个实验箱的出口与其对应的循环泵进口连通的管线上连接有感应器；变频电磁场激励源与感应器连接，变频电磁场激励源与感应器位于恒温水浴箱外。
所述实验箱内中央挂有试片，实验箱底部内侧正中央和其中两个侧面内部中央均贴有试片。
所述试片通过防水玻璃胶贴在实验箱底部和内侧，试片为钢片。
所述循环泵为自吸式水泵。
所述实验箱的出口与其对应的循环泵进口连通的管线上均设有流量计。
所述流量计为电磁数字流量计。
所述恒温水浴箱尺寸为：长2000cm、宽1000cm、高800cm；所述两个实验箱尺寸相同，尺寸为：长400cm、宽200cm、高160cm，两个实验箱并排架在恒温水浴箱上，实验箱浸没在水浴中。
一种油井电磁防蜡室内通用动态试验方法，具体步骤为：
步骤一分别称几个试片的重量，在实验箱内挂上试片，同时在实验箱底部和侧面均贴上试片，对试片进行编号并记录，静置24小时使试片不易脱落；
步骤二将变频电磁激励源输出端导线在感应器上缠绕20-40圈；
步骤三设定实验需要的恒温水浴箱的温度；
步骤四在两个实验箱中加入等量的原油，深度为80cm，检验各部分的密闭性；
步骤五打开变频电磁场激励源并开启循环泵使原油开始循环；
步骤六每四个小时观察实验箱及恒温水浴箱中的液面高度，根据现场情况向两实验箱中加入等量的原油并及时向恒温水浴箱中补水，确保实验箱浸没在水浴；
步骤七实验运行一个周期后停止循环，移出实验箱及管线中的液体，取出各个试片，放入干燥箱中烘干并称重，并在显微镜下观察结垢形态，记录应分析，得到温度、流速对电磁防蜡效果的影响规律。
所述步骤二中，将变频电磁激励源输出端导线在感应器上缠绕30圈。
所述步骤七中，一个周期为7天或15天。
本发明的有益效果为：
（1）本发明提供的这种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，可以实现对人体和环境没有任何影响，属于安全、环保、节能型室内设备，符合安全环保要求。该动态试验平台的发明可在室内安全环保准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响规律。
（2）本发明提供的这种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，可以短时间内准确地证明电磁防蜡效果。电磁防蜡它是一种低成本、高效率的长效性防蜡方法，能产生变频强电磁场，引起蜡分子的内共振,导致蜡晶结构与形状发生变化,抑制了蜡分子的结晶过程,同时对已形成的蜡晶产生一定的破碎作用,从而达到防蜡的目的。油井可明显减少因蜡卡、蜡堵等造成的修井作业次数，延长油井修井周期；由于热洗和作业次数的减少可明显提高油井生产时率，保证连续不间断生产，从而达到增加原油产量的目的；油井使用电磁防蜡后，显著降低流体阻力，其流体运行速度与原记录比较，可提高运行速度10%～15%，有利于提高泵效和***效率。
电磁防蜡与化学清防蜡相比，没有维护工作量，不受雨雪天气等恶劣环境的影响，同时也不受道路、机械故障的影响，解决了路途远和路况差，油井的加药和热洗作业难的问题。
电磁防蜡没有副作用，而从井口加入化学清蜡剂会残留在原油中，同时对环境有污染。电磁防蜡的应用可以解决药剂费用高，劳动强度大，清蜡次数频繁等问题。
由于油井变频电磁防蜡效率高，作用时间长，使用方便，无须割开管道，无需停产安装，功率小，节能环保，安全可靠，省去或减少阻垢剂、缓蚀剂等化学药品的使用，节省人工阻除垢费用，应用前景将是十分广阔的。
从设计功能，安全环保，操作方便保障了油井电磁防蜡室内通用动态试验平台的可靠性、通用性和准确性。
以下将结合附图对本发明进行进一步的说明。
附图说明
图1是本发明油井电磁防蜡室内通用动态试验平台的结构示意图。
图中，附图标记为：1、变频器；2、循环泵；3、变频电磁场激励源；4、感应器；5、恒温水浴箱；6、试片；7、实验箱；8、流量计。
具体实施方式
实施例1：
本发明的目的是解决了油田没有专一的在室内准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验分析结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，摸索了适合油田特征的油井防蜡技术及方法，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响，提供如图1所示的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台和方法。
一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，包括恒温水浴箱5和变频电磁场激励源3，所述恒温水浴箱5内设有两个实验箱7，所述恒温水浴箱5外两侧分别设有循环泵2，两个循环泵2分别连接有变频器1；两个循环泵2的出口分别与两个实验箱7的下端进口连通，两个循环泵2的上端进口分别与对应的两个实验箱7的上端出口连通；其中一个实验箱7的出口与其对应的循环泵2进口连通的管线上连接有感应器4；变频电磁场激励源3与感应器4连接，变频电磁场激励源3与感应器4位于恒温水浴箱5外。
本发明中的平台包括温控部分和流体循环部分。其中流体循环部分又可以分为电磁场处理部分、对比实验部分和流速控制部分。
实验选用两台循环泵2分别为电磁场处理部分和对比实验部分提供循环所需动力。电磁场处理部分在实验过程中将变频电磁激励源3的输出端经导线输入感应器4上即可形成变频电磁场对流过的液体进行电磁处理，而对比实验部分直接通过管线与实验箱7连通实现循环。流速控制部分中，为了能够控制流体的流速使用了变频器1，通过调节变频器1的频率旋钮即可改变循环泵2的转速从而实现对流体流速的控制。本发明中流体采用的是原油。
温控部分：为了能够控制原油的温度并尽量使温度恒定在设定值上，本次实验将实验箱放置于恒温水浴箱5中保证实验原油温度稳定。
为了使原油能够循环且电磁场处理部分和对比实验部分相互不干扰，加工了两个相同尺寸的实验箱7，实验时将两个实验箱7并排架在恒温水浴箱5上使箱体浸没在水浴中即可。
油井电磁防蜡机理：
在实验过程中将变频电磁激励源3的输出端经导线输入感应器4上即可形成变频电磁场对流过的液体进行电磁处理，根据电磁波传播理论,电场转换为磁场，磁场又转换为电场，电磁场沿着油井管线向两端传播,在能量沿管线传播过程中磁场作用于管线内的原油，通过磁致胶体效应：使原油中蜡质点带有负电荷，经磁场处理后，蜡质点在感应磁场的作用下，其分子间的力受到干扰，不再按原来的规律排列，抑制了蜡晶的生长，减缓了蜡结晶过程；通过氢键异变效应：在一定强度磁场作用下可以打断蜡的氢键，改变蜡的健角或健的强度，使其不易构成骨架，破坏了蜡晶间的聚结，使蜡晶不易聚集。从而防止蜡从原油中析出，堆积在油井筒内表面和抽油杆上，使它失去脱离原油而伏着到油井筒内表面和抽油杆上的能力，使蜡分子悬浮在原油中，不易结晶析出从而达到防蜡的目的。
本实施例提供了一种如图1所示一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，可在室内安全环保准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，摸索了适合油田特征的油井防蜡技术及方法，掌握油井电磁防蜡降低***能耗的规律，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响规律。
实施例2：
基于上述实施例的基础上，本实施例中，所述实验箱7内中央挂有试片6，实验箱7底部内侧正中央和其中两个侧面内部中央均贴有试片6。
所述试片6通过防水玻璃胶贴在实验箱7底部和内侧，试片6为钢片。
所述循环泵2为自吸式水泵。
所述实验箱7的出口与其对应的循环泵2进口连通的管线上均设有流量计8。
流速控制部分中，流量显示采用流量计8；为了能够控制流体的流速使用了变频器1，通过调节变频器1的频率旋钮即可改变循环泵2的转速从而实现对流体流速的控制。为了更直观的对流量进行控制，本实施例中采用的流量计8为电磁数字流量计。
所述恒温水浴箱5尺寸为：长2000cm、宽1000cm、高800cm；所述两个实验箱7尺寸相同，尺寸为：长400cm、宽200cm、高160cm，两个实验箱7并排架在恒温水浴箱5上，实验箱7浸没在水浴中。
恒温水浴箱5长2000cm、宽1000cm、高800cm。为了能够实现对温度的控制，温控部分使用了1个超级恒温器与水箱内的水进行循环。通过调节超级恒温器的温控元件就可以使水箱内的水温恒定在设定温度。为了使原油能够循环且电磁场处理部分和对比实验部分相互不干扰，加工了两个相同尺寸的实验箱7（长400cm、宽200cm、高160cm），实验时将两个实验箱7并排架在恒温水浴箱上使大部分箱体浸没在水浴中即可。
为了得到不同位置的结蜡量，实验中使用了多个试片6。在两个实验箱中用铁丝分别挂2个试片6，电磁场处理部分与对比实验部分试片位置一致。用防水玻璃胶在两个实验箱7的底部和其中两个侧面分别贴一个试片6。
室内通用动态试验平台基本功能：
（1）对人体和环境没有任何影响，属于节能环保撬装式室内设备；
（2）能够使原油循环流动，且电磁场处理部分与对比部分处于相同的环境下但又相互独立互不影响；
（3）能够调节并测量原油的流速；
（4）能够测量、调节原油温度，并能够保持温度恒定；
（5）在室内准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，能准确地分析对比结果，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响。
实施例3：
给予上述实施例的基础上，本实施例中，提供一种油井电磁防蜡室内通用动态试验方法，具体步骤为：
步骤一分别称几个试片6的重量，在实验箱7内挂上试片6，同时在实验箱7底部和侧面均贴上试片6，对试片6进行编号并记录，静置24小时使试片6不易脱落；
步骤二将变频电磁激励源3输出端导线在感应器4上缠绕20-40圈；
步骤三设定实验需要的恒温水浴箱5的温度；
步骤四在两个实验箱7中加入等量的原油，深度为80cm，检验各部分的密闭性；
步骤五打开变频电磁场激励源3并开启循环泵2使原油开始循环；
步骤六每四个小时观察实验箱7及恒温水浴箱5中的液面高度，根据现场情况向两实验箱中加入等量的原油并及时向恒温水浴箱5中补水，确保实验箱7浸没在水浴；
步骤七实验运行一个周期后停止循环，移出实验箱7及管线中的液体，取出各个试片6，放入干燥箱中烘干并称重，并在显微镜下观察结垢形态，记录应分析，得到温度、流速对电磁防蜡效果的影响规律。
所述步骤二中，将变频电磁激励源3输出端导线在感应器4上缠绕30圈。
所述步骤七中，一个周期为7天或15天。
经过一个周期后，将两个实验箱的底部和两个侧面各贴一个试片，移出实验箱，取出试片及贴片放入干燥箱中烘干，在电子天平上称重，并在显微镜下观察结蜡形态，进行对比分析试验结果。
通过比对结果，通电磁的这个试验箱7中的试片6重量几乎没有变化，而正常实验的试验箱7中的几个试片6的重量明显增加，试片6上结了蜡，使得试片6的重量明显增加。故而，本发明提供的这样电磁实验能有效的防止结蜡。同时，试片6本是实力中采用的是钢片，也就是各部件连接的管线（即油管）的材质，这样本发明还能有效的延长管线的使用寿命。
本发明提供的这种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台可以实现对人体和环境没有任何影响，属于安全、环保、节能型室内设备，符合安全环保要求。该动态试验平台的发明可在室内安全环保准确的模拟出动态环境下油井电磁防蜡情况，利用静态实验优选出的相关参数进行动态实验，通过对比试验结果，了解油井结蜡方面的生产技术现状，摸索了适合油田特征的油井防蜡技术及方法，并得到温度、流速等对电磁防蜡效果的影响规律。
本发明提供的这种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，可以短时间内可以证明电磁防蜡效果。它是一种低成本、高效率的长效性防蜡方法，能产生变频强电磁场，引起蜡分子的内共振,导致蜡晶结构与形状发生变化,抑制了蜡分子的结晶过程,同时对已形成的蜡晶产生一定的破碎作用,从而达到防蜡的目的。可明显减少因蜡卡、蜡堵等造成的修井作业次数，延长油井修井周期；由于热洗和作业次数的减少可明显提高油井生产时率，保证连续不间断生产，从而达到增加原油产量的目的；油井使用电磁防蜡后，显著降低流体阻力，其流体运行速度与原记录比较，可提高运行速度10%～15%，有利于提高泵效和***效率。
电磁防蜡与化学清防蜡相比，没有维护工作量，不受雨雪天气等恶劣环境的影响，同时也不受道路、机械故障的影响，解决了路途远和路况差，油井的加药和热洗作业难的问题。
电磁防蜡没有副作用，而从井口加入化学清蜡剂会残留在原油中，同时对环境有污染。电磁防蜡的应用可以解决药剂费用高，劳动强度大，清蜡次数频繁等问题。
由于油井变频电磁防蜡效率高，作用时间长，使用方便，无须割开管道，无需停产安装，功率小，节能环保，安全可靠，省去或减少阻垢剂、缓蚀剂等化学药品的使用，节省人工阻除垢费用，应用前景将是十分广阔的。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：包括恒温水浴箱（5）和变频电磁场激励源（3），所述恒温水浴箱（5）内设有两个实验箱（7），所述恒温水浴箱（5）外两侧分别设有循环泵（2），两个循环泵（2）分别电连接有变频器（1）；两个循环泵（2）的出口分别与两个实验箱（7）的下端进口连通，两个循环泵（2）的上端进口分别与对应的两个实验箱（7）的上端出口连通；其中一个实验箱（7）的出口与其对应的循环泵（2）进口连通的管线上连接有感应器（4）；变频电磁场激励源（3）与感应器（4）连接，变频电磁场激励源（3）与感应器（4）位于恒温水浴箱（5）外。
2.根据权利要求1所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述实验箱（7）内中央挂有试片（6），实验箱（7）底部内侧正中央和其中两个侧面内部中央均贴有试片（6）。
3.根据权利要求2所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述试片（6）通过防水玻璃胶贴在实验箱（7）底部和内侧，试片（6）为钢片。
4.根据权利要求1所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述循环泵（2）为自吸式水泵。
5.根据权利要求1所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述实验箱（7）的出口与其对应的循环泵（2）进口连通的管线上均设有流量计（8）。
6.根据权利要求5所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述流量计（8）为电磁数字流量计。
7.根据权利要求1所述的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台，其特征在于：所述恒温水浴箱（5）尺寸为：长2000cm、宽1000cm、高800cm；所述两个实验箱（7）尺寸相同，尺寸为：长400cm、宽200cm、高160cm，两个实验箱（7）并排架在恒温水浴箱（5）上，实验箱（7）浸没在水浴中。
8.根据权利要求1-7所述的任意一种油井电磁防蜡室内通用动态试验平台提供一种油井电磁防蜡室内通用动态试验方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一分别称几个试片（6）的重量，在实验箱（7）内挂上试片（6），同时在实验箱（7）底部和侧面均贴上试片（6），对试片（6）进行编号并记录，静置24小时使试片（6）不易脱落；
步骤二将变频电磁激励源（3）输出端导线在感应器（4）上缠绕20-40圈；
步骤三设定实验需要的恒温水浴箱（5）的温度；
步骤四在两个实验箱（7）中加入等量的原油，深度为80cm，检验各部分的密闭性；
步骤五打开变频电磁场激励源（3）并开启循环泵（2）使原油开始循环；
步骤六每四个小时观察实验箱（7）及恒温水浴箱（5）中的液面高度，根据现场情况向两实验箱中加入等量的原油并及时向恒温水浴箱（5）中补水，确保实验箱（7）浸没在水浴；
步骤七实验运行一个周期后停止循环，移出实验箱（7）及管线中的液体，取出各个试片（6），放入干燥箱中烘干并称重，并在显微镜下观察结垢形态，记录应分析，得到温度、流速对电磁防蜡效果的影响规律。
9.根据权利要求8提供的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验方法，其特征在于：所述步骤二中，将变频电磁激励源（3）输出端导线在感应器（4）上缠绕30圈。
10.根据权利要求8提供的一种油井电磁防蜡室内通用动态试验方法，其特征在于：所述步骤七中，一个周期为7天或15天。
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