[发明专利]减少石油管道中的沉积物的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2008年3月20日提交的、名称为“MAGNETIC FIELD PROCESS FOR PREVENTING WAX SEPARATION IN PETROLEUM”、申请号为12/052,287的美国专利申请的部分继续申请，并要求于2007年3月20日提交的申请号为200710038228.X的中国专利申请的利益。通过引用的方式将之前的各个申请整体并入作为该说明书的一部分。

技术领域

本专利申请主要涉及采油，更具体而言，是涉及防止、减少或者消除石油管道或者抽油机的抽油杆中的沉积物的方法和装置。

相关技术的说明

全球的石油提炼工业总是被蜡（例如链烷烃，也被称作石蜡）和油井管中的污垢沉积物所困扰。蜡沉积造成对抽油杆的侵蚀和阻碍，而污垢沉积导致抽油杆的加速磨损，从而导致石油减产甚至停产，而采用化学品来消除蜡又会造成对环境的化学污染。严重的污垢沉积物甚至可能需要用热水来清洗油井。而且，现存的机械刮刀需耗时耗力，也耗费材料和能量，而结果总是低于理想值。

为了增加石油产量，现有的技术利用物理的和化学原理，例如电磁场和超声波，通过利用相应的感应器来激活容易被分离的污垢分子来减少污垢累积，但是效果一般都不令人满意。例如，申请号为99250279.9、名称为“油井清蜡装置 ”的中国实用新型专利采用卷扬机将连接脉冲信号发送机的电缆置于井下，并利用换能器将脉冲信号转换为超声波以消除油井中的蜡沉积。然而，这种设备需要被置于原油管道的内部才能运行。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用来消除输油管线上的沉积物的装置。该装置可包括可被连接到输油管线的管道，该管道可具有为输油管线中的流体流动限定方向的管轴。该装置还可包括环绕地设置在所述管道周围的第一和第二励磁绕组，和适于将电波电气地传送至所述第一励磁绕组和所述第二励磁绕组的电波发生器。响应于所述电波，所述第一励磁绕组适于产生具有第一磁轴的第一磁场，所述第二励磁绕组适于产生具有第二磁轴的第二磁场。所述第一磁轴与所述第二磁轴可不共线，至少所述第一磁轴与所述管轴可以不共线。

一种用来减少石油管道中的沉积物的装置的实施例可包括接近石油管道设置的励磁绕组，石油管道具有适于石油流体的流动的通道。励磁绕组适于产生延伸进入所述管道的通道的磁场。该装置可包括适于将电波传送至所述励磁绕组以使励磁绕组响应于所述电波而产生所述磁场的电波发生器。所述电波包括高频分量、低频分量和超低频分量，所述高频分量可包括频率范围为大约25 kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量可包括频率范围为大约25Hz至大约240Hz的低频，所述超低频分量可包括频率范围为大约0.1 Hz至大约10Hz的超低频。在某些实施例中，所述高频、所述低频和所述超低频中的至少一个至少部分地基于能够在所述石油管道中流动的石油流体的特性来选择。

在一实施例中提供了一种减少石油管道中的沉积物的方法。该方法包括产生包含高频分量、低频分量和超低频分量的电波，所述高频分量可包括频率范围为大约25 kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量可包括频率范围为大约25Hz至大约240Hz的低频，所述超低频分量包括频率范围为大约0.1 Hz至大约10Hz的超低频。该方法还包括在石油流体流过所述管道时将所述电波施加至多个环绕地设置在石油管道周围的励磁绕组。

在某些实施例中，阻止蜡和污垢在油井中堆积的装置包括含有多个分段式励磁绕组的激励器和适于产生电波并将电波提供给该多个励磁绕组的电波发生器。激励器可外安装在位于油井的井口上的采油树处的非磁性管道周围，对所述多个励磁绕组施加电波，多个励磁绕组就可适于产生多个串联的且连续反向的磁极。电波发生器可适于接收交流输入，对交流输入进行整流，并输出具有宽频谱高次谐波的脉冲电流和在0.5-10Hz的超低频率范围内周期性地变化的脉冲激励波，形作为电波。

在某些实施例中，激励器包括50个分段励磁绕组或者更少一些。在一些其它实施例中，该多个励磁绕组以串联、并联和相控阵连接中的任意一种方式相互连接，以产生相应的具有不同强度和频率的电磁场。在某些实施例中，电波发生器包括至少一个适于对交流输入进行整流的桥式晶闸管。在这些实施例中，至少一个桥式晶闸管的导通角是由在0.5-10Hz的超低频率范围内周期性地变化的触发电位所控制。在另外的实施例中，由所述至少一个桥式晶闸管输出的脉冲激励波形包括近似的方波前沿。