专利名称:石油采油井强磁防蜡器的制作方法
本实用新型涉及石油采油井强磁防蜡技术许多油田的原油都含有石蜡，在开采过程中，由于石蜡的自然析出，堆积于油管内壁，不仅影响生产，而且还可能造成油井堵死，发生停喷事故。因此，防蜡和清蜡是采油中很重要的一个环节。油田现行常规清除积蜡的方法是采用机械式刮蜡器，由刮片将几百米井管内的石蜡刮下带出井口。当积蜡严重时，则需通入热水，热蒸气加温，或注入化学物质或投入电阻丝加热等方法清洗，这些方法存在的主要问题是费工费时、耗能耗物、而且除蜡效果并不理想。美国研究的生物除蜡技术已进入实用阶段。这种方法同化学除蜡一样，都需要较大的投资。苏联在七十年代，开始研究磁性防蜡技术，它主要是用电磁铁产生电磁场进行除蜡。1985年以来，我国开始陆续研究永磁铁除蜡技术，经过了原理性试验，目前防蜡器内壁场强达到50mT，清蜡周期最长为三个月，而且随着使用时间加长，清蜡周期明显缩短。而本实用新型采用新颖结构和设计，具有强磁场。其内管内壁场强达到150mT以上，清蜡周期可达半年或半年以上。
本实用新型的目的是提供一种降低石油粘度，防止石蜡析出，减免洗井工作，提高石油在油管内流动速度，提高石油产量和输送效率的强磁防蜡器。
本实用新型除蜡所依据的原理是，原油中石蜡分子的聚集状态和分子间的吸引力有关，当原油通过强磁场的磁化器时，石蜡在磁场作用下，一些分子的自旋量子数发生了改变，使其从较低能级跃迁至较高能级，增强了活性，使石蜡不易凝结于油管内壁。
图1为石油油井强磁防蜡器外形及结构示意图。图中1、上接头；2、外封盖；3、内封盖；4、环形盖；5、软铁轭；6、环形垫；7、永磁体；8、内管；9、外套筒；10、下接头；11、内芯管；12、内芯支架；13、内芯永磁体；14、内芯铁轭。图2为双排成对瓦形永磁体的石油采油井强磁防蜡器结构剖面示意图。图中15、瓦形永磁体。
石油采油井强磁防蜡器由上接头(1)、下接头(10)、外套筒(9)以及位于外套筒(9)内部的内管(8)、磁路原件(例如、永磁体、软铁轭、磁性芯轴等)和起连接、密封作用的零件组成。上接头(1)、下接头(10)的作用是使内管(8)两端分别与石油井的油管相连接，使内管(8)成为石油管的一部分。外套筒(9)主要起保护内管(8)及磁路原件的作用，同时也有磁屏蔽的效能。内管(8)与外套筒(9)同一轴心，内管(8)的长度为420－500mm，内径为48－52mm。在内管的中心轴部位有带磁性的芯轴。芯轴可以是由内芯管(11)、内心永磁体(13)、内心铁轭(14)组成，也可由其它形式的多芯管等构成。内芯管(11)的两端各有一个内芯支架(12)。内芯支架(12)起支撑内芯管(11)使其位于内管(8)中心轴的位置。内芯永磁体(13)由内芯铁轭(14)间隔分段分布，它与内管(8)外围的永磁体一一对应，同在一个横断面上。在内管(8)与外套筒(9)之间，永磁体和软铁轭沿轴向以环形垫(6)为间隔等距分段分布。由于磁性芯轴的作用，使内管(8)中形成强磁场，其磁场强度高达300mT，它使通过内管的原油充分磁化，提高防蜡效果。内管(8)和内芯管(11)用导磁材料制成。内管(8)的机械强度应能承受井下油管产生的拉力。根据磁路和本防蜡器结构的设计，软铁轭(5)和环形垫(6)主要起永磁体的定位和磁路的导磁作用。环形垫(6)将永磁体分隔，在内管(8)上分布为4－6段，每段的永磁体和对应的软铁轭构成一个磁路单元。设计采用螺旋式阶梯强磁场，磁程大于600mm，采用高性能第三代永磁体，如钕铁硼(NdFeB)或稀土钴(RCO5R2CO17)，其磁能级为(26－41)×106高斯·奥斯特。
永磁体为瓦形在内管(8)上有单排成对分布或双排成对分布。“排”指在内管外壁轴向上均匀间隔的分布，一排可以由4－6个永磁体组成。瓦形永磁体(7)对应内管(8)使用，瓦形永磁体(7)的内凹面紧贴内管外壁，软铁轭将位于瓦形永磁体(7)与外导筒(9)之间，其凹面紧贴瓦形永磁体(7)，呈瓦形软铁轭(5)。环形盖(4)、内封盖(3)和外封盖(2)，主要起配合和密封作用。在外套筒(9)与内管(8)之间灌注的填充材料(16)，起封凝作用，固定各永磁体及各有关零件的相对位置。填充材料以环氧树脂添加石英砂、乙烷等物组成。
本实用新型有如下优点1、可以有效防止石油油管中的结蜡现象，保持油路畅通，有利于增加原油产量。可把油管中的热洗周期延长10－20倍，从而减少或取代其它清蜡方法。
2、安装方便、结构牢固可靠，对油井不会产生排除另一种作业的可能性；3、可明显减轻工人劳动强度，其它任何一种除蜡方法都需要人们的操作，甚至是比较繁重的操作；4、予计对油田可产生1200－300的投资效能，具有显著的经济效益。
5、本实用新型不仅可用于抽油机井防蜡，而且也可用于自喷井防蜡，在输油管道上降粘、防蜡效果也显著。在抽油机井防蜡方面，清蜡周期可延长到半年或半年以上。
举一本实用新型的实施例当其总长度为500mm；外套筒外径为108mm；内管内径为52mm，长度为420mm；瓦形永磁体几何尺寸宽30mm，厚度10mm，弧长42mm，弧对应半径R为40mm。用第三代永磁材料制造；永磁体分双排成对对称分布；外套筒材料用A3热轧无缝钢管；内管用1Cr18Ni9Ti热轧无缝管；外封盖、内封盖、上接头、下接头材料用45＃钢；环形盖、环形垫用10＃低碳钢。除永磁体外，各零件均可用机械方法加工制造。本实用新型经实验可达到如下指标1、螺旋磁场强度峰值一般为150－300mT(1500－3000GS)，中心轴线上磁场可达到100－150mT(1000－1500GS)外壁场强小于0.5mT(5GS)。
2、使用环境介质温度范围为－40℃－120℃；3、油井防蜡清洗周期可延长至半年或半年以上。
由此可见，本实用新型是目前石油除蜡较理想的一种除蜡器。
权利要求
1.一种石油采油井强磁防蜡器，它由上接头(1)、下接头(10)、外套筒(9)等组成，其特征在于a、外套筒(9)内部有一个内管(8)，其长度为420-500mm，内径为48-52mm；b、在内管(8)与外套筒(9)之间有成对的永磁体分布于内管(8)的外壁；c、在永磁体与外套筒(9)的内壁之间有软铁轭，此永磁体和软铁轭沿轴向以环形垫(6)为间隔等距分段分布。
2.根据权利要求
1的防蜡器，其特征在于所述的内管(8)的中心轴部位有带磁性的芯轴。
3.根据权利要求
2的防蜡器，其特征在于所述的芯轴由内芯管(11)内芯永磁体(13)和内芯铁轭(14)组成，在内芯管(11)的两端各有一个内芯支架(12)。
4.根据权利要求
1的防蜡器，其特征在于所述的永磁体为瓦形永磁体(15)，以单排成对或双排成对分布于内管(8)的外壁。
5.根据权利要求
1或4的防蜡器，其特征在于所述的永磁体采用钕铁硼(NdFeB)或稀土钴(RCO5、R2、CO17)制成，其磁能级在(26－41)×106高斯·奥斯特。
专利摘要
本实用新型为石油采油井强磁防蜡器。该防蜡器由上接头(1)、下接头(10)、外套筒(9)以及位于外套筒(9)内的内管(8)等组成。内管(8)中的磁场强度为150—300mT，对流经内管(8)的石油具有防蜡降粘作用。使用该防蜡器，对油井的清蜡周期可延长到半年或半年以上。该防蜡器不仅可用于抽油机井，也可用于自喷井及石油输送管道，具有显著的经济效益。
文档编号E21B31/06GK86204993SQ86204993
公开日1987年9月12日 申请日期1986年7月4日
发明者周存忠, 曹毓娟 申请人:成都传感换能技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan