磁化学固体防蜡器
强磁防蜡节能器技术探索与应用
1目前现状清蜡是保证机采井正常生产的主要措施，按照清蜡方式不同，分为三类：一是热清蜡，利用热传导，达到融蜡的目的；二是物理清蜡，即机械清蜡[1-3]，是指专门的工具刮除油管壁和抽油杆上的蜡，并靠液流将蜡带至地面的清蜡方法；三是辅助清蜡，以物理或化学性质的工具、药剂等，阻止蜡的形成与结晶[4]，从而达到防蜡的目的。
通过调查，因热洗能力不足、热洗管线距离过长、热洗管线频繁穿孔问题，造成某厂1324口井热洗效果不佳、热洗无法按计划周期执行[5]。
所以强磁防蜡节能器技术探索与应用于济源公杰（大庆油田有限责任公司第六采油厂）摘要：某油田进入高含水开发后期，采出原油具有“双高”(含蜡高、含水率高)特性。
在机采管理上，由于洗井不及时、套喷生产、关井时间长等原因，导致部分井的管、杆结蜡，严重时油管、套管均会出现蜡卡堵现象。
应用强磁防蜡器可有效减少因结蜡导致的油井产量下降、能耗升高、泵况异常等问题，现场试验结果表明强磁防蜡器能够有效降低蜡质的形成及附着，起到了良好的降黏及抑制蜡晶的作用，最高可降低原油黏度40%左右，降低结蜡率30%，达到了清蜡、防蜡的目的，预计全年可节电50×104kWh，节省用电成本40万元，实现了节能防蜡的效果。
关键词：清蜡；强磁防蜡；原油黏度；节能；治理DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.08.006Exploration and application of energy conservation technology for strong magnetic wax prevention YU Jiyuan，GONG JieNO.6Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：An oilfield has entered the late stage of high water content development，and the crude oil produced has the characteristics of "double high"(high wax content and high water content)．In terms of mechanical production management，due to untimely well flushing，casing blowout production，long shut-in time and other reasons，some well pipes and rods are waxed，and both tubing and casing will be stuck with wax in serious cases．The strong magnetic wax prevention technology should be ap-plied to effectively reduce the decline in well production，increase in energy consumption and pump inspection problems caused by wax．The field experiment results show that the strong magnetic wax preventer can be effectively reduced the formation and adhesion of wax，and has a good effect of re-ducing viscosity and inhibiting the formation of wax crystals．The maximum viscosity of crude oil can be reduced by 40%，and the wax deposition rate can be reduced by 30%，which achieves the purpose of wax removal and wax prevention．It is estimated that the power saving of the whole year can be saved 50×104kWh，saved electricity costs of 400000yuan，and achieved the effect of energy conser-vation and wax prevention ．Keywords：wax removal；strong magnetic wax prevention；crude oil viscosity；energy conserva-tion；treatment第一作者简介：于济源，工程师，2013年毕业于八一农垦大学（机械设计制造及其自动化专业），从事采油工程举升设备管理及井下作业材料管理工作，132****0671，****************，黑龙江省大庆油田第六采油厂工艺研究所，163114。
电磁防蜡名词解释
电磁防蜡名词解释
电磁防蜡是一种防止沉积物和蜡的形成的技术。
它是基于电磁场的原理，通过利用电磁波的特性，在油管中产生感应电流，从而提高油管内部的温度，防止沉积物和蜡的形成。
电磁防蜡的原理是利用电磁波在介质中传播时的特性：当电磁波在介质中传播时，会在介质中产生感应电流和磁场。
而感应电流会在介质中产生耗散，使介质中的温度升高，从而使介质中的蜡和沉积物融化并排出。
此外，磁场也会对介质中的分子产生作用，从而使分子的运动增加，进一步促进了蜡和沉积物的融化和排出。
电磁防蜡技术具有以下优点：首先，使用电磁防蜡技术可以实现在油管管壁上产生局部热源，使油管内的温度升高，从而实现防蜡和防沉积的效果。
其次，电磁防蜡技术可以根据需要进行控制，实现不同程度的防蜡效果。
第三，电磁防蜡技
术可以应用于不同规格和材料的油管中，具有较广泛的适用范围。
总之，电磁防蜡是一种基于电磁场原理的防止沉积物和蜡的形成的技术。
它通过在油管中产生感应电流，提高油管内部的温度，从而防止蜡和沉积物的形成。
电磁防蜡技术具有较为显著的效果，在石油勘探和生产中得到了广泛的应用。
关于电磁防蜡器安装及安装后使用维护的说明
关于电磁防蜡器安装及安装后使用维护的说明一、电磁防蜡器防蜡原理井口防蜡降粘装置主要由电磁转换部分输入电缆及输出电缆组成。
该装置产生一个变化的电磁场，借助油管的导磁性质，磁场沿油管方向，在油管内部形成一个可以覆盖任何流体成分的磁场，油管成为该装置工作的一部分。
蜡分子在变化的磁场作用下被极化，变成单个的极性分子，蜡晶之间以及蜡晶与胶体分子之间的粘附力被削弱，分子的活化性提高、运动速度加快，从无序变为有序排列，不易结晶析出附到油管壁上，易被油流带走；同时，液流的流动性增强，粘度下降，从而达到防蜡降粘的目的。
二、安装技术要求电磁转换部分通过法兰与井口输油管线相连，用两芯电缆将电源控制装置内电源输入端子与供电电源相连。
1、电磁防蜡器安装于井口出油口处，井口与电磁防蜡器之间不允许有任何分路管线，如有应相应外移，否则会严重影响防蜡效果，甚至没有效果。
2、电磁防蜡器正常工作时会产生热量，因此对电磁防蜡器不需做保温。
三、各矿、大队配合安装工作说明1、严格按照安装技术要求安装，特别要注意掺水闸门的位置应在电磁防蜡管电磁防蜡器安装示意图器后端（即出油端），否则会严重影响电磁防蜡器的防蜡效果。
2、需有电工配合停电、接线、启运的相关工作。
3、需管井工人配合井口及计量间的倒流程工作，包括安装前停井及安装后的开井工作。
四、安装电磁防蜡器后的跟踪及管理维护（一）资料录取及效果跟踪1、安装电磁防蜡器后3天内对油井彻底洗井，保证杆管蜡附着量最小。
2、洗井后待生产稳定时录取一次电流资料、液面和功图载荷资料。
3、使用同一块电流表录取电流，原热洗周期后每5天录取一次，并做好记录。
4、当油井生产情况发生如下变化时，及时与工程技术大队汇报：①产量下降；②功图变肥胖；③上电流上升；④最大载荷增大，最小载荷减小；⑤抽油杆下行困难。
5、安装电磁防蜡器后，热洗周期会进行相应的调整，在第一个效果跟踪期内，各矿、大队不可私自洗井，需与工程技术大队共同根据油井生产情况确定是否需要洗井。
电磁防蜡器在油田中的应用
电磁防蜡器在油田中的应用摘要：分析了结蜡对深井泵的影响和结蜡因素，阐述了电磁防蜡技术的原理。
应用表明，电磁防蜡技术将电能转化成变化的电磁场，改变分子排列结构，使石蜡分子中性化，达到防蜡的目的。
关键词：防蜡电磁应用与推广石蜡是原油中一种含量很高的成分，在采油生产过程中在油井内极易结晶析出，当温度降至析蜡点以下时，蜡以结晶的形式从原油中析出，温度和压力继续降低，气体析出，结晶析出的蜡聚集长大形成结晶体。
一、结蜡对深井泵的影响（1）井口、地面管线的结蜡，井口回压增大，深井泵压头增大。
（2）深井泵出口结蜡、油管沿程损失增大、地面驱动系统负荷增大。
（3）下泵部位结蜡、泵的吸油状况变差。
（4）泵吸入口以下结蜡，泵效降低，易烧泵。
（5）结蜡对产量的影响。
缩小了油管孔径，增大抽油杆外径，增加了油流阻力，使油井减产，严重时会把油井堵死，发生卡泵现象。
深井泵结蜡易产生泵漏失，降低泵的充满系数，减少抽油井的产量。
（6）结蜡对悬点载荷的影响。
抽油机井在生产过程中，如果油管内结蜡严重，在结蜡井段的摩擦阻力增大。
上冲程中增加悬点载荷；下冲程中故减小悬点载荷。
也就是说，结蜡引起交变载荷的增大，影响抽油杆工作寿命。
（7）结蜡易造成对杆管偏磨。
二、结蜡因素原油生产过程中的清防蜡一直是困扰油田正常生产的技术难题。
在通常情况下采用的是机械清蜡，热洗清蜡，化学清防蜡和磁防蜡技术等，均存在作业频繁、费用大、影响产量和有污染等缺陷。
（1）原油的性质及含蜡量（2）原油中胶质、沥青质（3）压力和油气比（4）原油中的水和杂质（5）液流速度、表面粗糙度及表面活性三、电磁防蜡技术原理及应用（1）原理。
电磁防蜡器由电源变换和电磁变换两部分组成，经电源变换部分变换后，给设备的电磁转换部分直接供电，电磁转换部分将电能变换成变化的电磁场，电磁变换过程中会释放出一小部分磁力，作为传输源，电磁场可以在管线内向远处延伸，电磁场作用于流体后，可改变分子排列结构，使杂乱的分子团变成极化的稳定的分子团，使石蜡分子电中性化，使它失去脱离溶液而析出的能力，从而达到防蜡的目的。
磁防蜡器应用效果分析
磁防蜡器应用效果分析摘要：本文针对油田稠油井在正常生产时容易发生井下结蜡，如何有效地防止蜡晶析出，延长油井清蜡和热洗周期进行了研究，在三矿安装了55口井电磁防蜡器，平均清蜡周期延长到262天，取得了较好的防蜡效果。
关键词：结蜡；电磁防蜡器；热洗周期；节能1 概述稠油井在正常生产时容易发生井下结蜡，如何有效地防止蜡晶析出，延长油井清蜡和热洗周期，一直是油田开采的生产难题。
通常采用的机械清蜡、热洗清蜡和化学清蜡技术存在着工作量大、费用高和污染油层导致产量下降等缺陷。
此外，应用高压热洗车洗井，需要配备专人和专用车辆，易受雨雪天井场道路不畅无法施工的影响，应用站上热洗泵洗井需要有专业热洗工，而且技术要求高工作量大费用较高。
2 磁防蜡器的基本原理电磁防蜡器由电源部分（太阳能电池）和电磁转换部分组成，电源部分主要是应用太阳能电池将光能转换成可控的直流电，然后将直流电供给电磁转换部分，将电能转换成不断变化的磁场，磁场沿管壁方向作用于原油，当采出液经电磁场作用后，由于电磁感应力的作用，使石蜡分子重新排列，在油管长度方向上形成一个分子链，使石蜡分子悬浮在溶液之中，石蜡分子无机会析出于溶液，从而达到防蜡的目的。
3 确定安装磁防蜡器井号原则我矿共安装磁防蜡器井55口，于2009年7月14日全部安装完毕，目前55套磁防蜡器完好在用。
主要在无热洗流程、热洗周期较短的井中选取，最终确定311队32口、中三队12口、聚中16队5口，312队4口、中四队2口井。
311队和中三队虽然是免清蜡试验队，但选取的44口井均为长期走地面井。
311队的32口井为环井，始终走地面，而且平均热洗周期为58天，较短。
中三队的12口井均属302-6#计量间，该计量间站间线非常远，所以始终走地面。
4 应用效果分析安装初期，我矿本着不增加热洗车月度工作量的原则，55口井按照正常热洗周期进行洗井，于2009年9月中旬，所有井已全部热洗完。
为了更好地做好磁防蜡器效果跟踪工作，我矿自行设计建立了“磁防蜡器效果跟踪表”，具体内容如下：采油队技术员每月认真分析各单井生产数据变化情况，根据洗井要求，日产液、沉没度、电流、上下载荷其中有三项达到洗井要求，立即进行洗井。
油田几种防蜡器应用效果评价
油田几种防蜡器应用效果评价作者：吴海涛来源：《管理观察》2010年第17期摘要:针对油田开发到后期原油含水上升、抽油机工作参数变大、结蜡等因素,都将导致抽油机井悬点载荷增加,加剧了抽油杆的疲劳损坏,介绍常用防蜡器原理,结合现场抽油机载荷情况,利用磁技术进行防蜡,可降低由于结蜡增加杆柱载荷的应用。
关键词:磁防蜡载荷疲劳损坏一、常用防蜡器原理(1)电磁防蜡器。
由电源变换和电磁变换两部分组成,经电源变换部分变换后,给设备的电磁转换部分直接供电,电磁转换部分将电能变换成变化的电磁场,借助油管的导磁性质,该磁场延着油管方向,在油管内形成一个可以覆盖任何流体成分的磁场,油管为该装置工作的一部分。
蜡分子在变换的磁场作用下被极化,变成单个的极化分子,蜡晶之间以及蜡晶与胶体分子之间的黏附力被消弱,分子活化性提高、运动速度加快,从无序变为有序排列,不易结晶析出附着到油管壁上,易被油流带走,同时液流的流动性加强,粘度下降,达到降粘防蜡的目的。
(2)井下强磁防蜡器。
当原油通过达到足够大磁场强度及梯度的磁场时,由于洛仑兹力的作用,使得在结晶温度附近处于无序热运动中的蜡分子们,获得了能量,调整了彼此的磁撞方位,提供了普遍的结晶生核条件,从而生成了大量直径很小,呈球状的微晶悬浮在原油中,大大削弱了在管避及抽油杆上析结出片状硬蜡及在原油中形成片状石蜡的网状络合物的可能性,同时降低了原油的流动阻力,本产品系列产品还以独特的磁场分布促进原油中的长链烃分子扭曲成对称紧密的形状,也减少了它们之间的链间缠绕,大大降低了其色散力,降低了原油粘度,这样可在一定流速条件下保持磁化效果。
(3)固体防蜡器。
由金属外套和化学合成固体防蜡块组成,金属外套由上下接头、本体、过滤流罩组成,固体防蜡块由高效防蜡剂、够架支撑剂和溶解速度调节剂组成。
起原理固体防蜡块改变蜡晶体结构,使蜡晶体形成松软比较大的蜡团,避免了蜡晶体沉积在管杆表面。
二、防蜡器现场应用2.1电磁防蜡器(1)载荷及电流对比。
油田用筒式永磁防蜡器的设计与机械强度校核
”
根 据 油 井 环 空 测 试 要 求 ，Ｄ ￣９ ｍ ， 为 了与 ２ 油 管 接 ０ｍ
削 弱 了石 蜡 分 子 结 晶 时 的粘 附 力 ，抑 制 石 蜡 晶 核 的 生 成 ， 阻 止 了 石 蜡 晶 体 的 生 长 与聚 集 ， 而 且 析 出 的蜡 粒 子 细 小 而 松 散 ， 易于 被 液 流 带 走 ，从 而 防止 了蜡 的沉 积 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
产生 了感应磁场 ，即诱导磁矩 ，干扰 和破坏 了石蜡 分子中 瞬间极 的取 向，使 蜡分子在磁场作用 下定 向排列 ，作有 序
流 动 ，克 服 了石 蜡 分 子 之 间 的作 用 力 ， 使 其 不 能 按 结 晶 的
要 求 形 成 石 蜡 晶体 。对 于 已形 成 蜡 晶 的微 粒 通 过 磁 场 后 ，
厂 垄 堕 ＿ ］
油田用筒式永磁防蜡器的设计与机械强度校核
孟 海 军
（ 海 石 油职 业 学 院科 研 处 ， 河 北 任 丘 ０ ２ ５ ） 渤 ６ ５ ２
摘 要： 本文针 对原 油开 采 中防蜡 难的 问题 ，设 计 了一 种 筒式永磁 防蜡 器 ，该 装 置 由壳体 、导流锥 、永磁体 等部 件 组
２ ２整体结构 ．
根 据 对 永 磁 防 蜡 机 理 的分 析 表 明 ：场 强 高 、梯 度 大 、
磁场方 向分布角度宽有利于提 高防蜡效果 。为 实现 上述三
项 目标 ，筒 式 永 磁 防 蜡 器 采 用 内磁 式 磁 路 和 聚 磁 技 术 ， 筒
３ ３永磁体直径Ｄ ．
式磁化器 由壳体 、导流锥 、永磁体等部件组成 ，其一端 为 ２ 油 管外 螺纹，另一端为 ２ 油管 内螺纹 ，整体 结构如 ｛ 士
固体防蜡技术现场应用
实验条件： 脱水油样 、 静态 、 自然冷却或强制 冷却 。 实验结果：通过对各种药剂浓度的防蜡降凝 效果的对 比得出，文验室条件下 ，在浓度 达到 ３ ５ｐ 即百万 分之 三到 五的浓 度 时 ， 以达 到 比 ～ｐｍ 可
该药剂不溶于水 ， 宏观上来看 ， 水对原油起到 了稀释作用 ， 尤其是含水 比较高的时候， 水介质会 阻碍药剂和原油的接触 ，＆－ ａ 了原油和药剂的接触 Ｃ 几率， ， 但是 由于管内液体流动速度很慢 ， ， 因此 原 油有足够的时间和药剂接触，并＿ 且流经防蜡器时， 防蜡器内部结构对原油能起到一定搅拌作用 ， 能使 药剂充分溶解到原油中， 所以， 在一定范围内， 含水 率对该技术的使用， 没有太大影响。同时 ， 水的存 在． 也客观地阻碍了石蜡的形成 因此水的存在对 原油结蜡 晴况以及该防蜡药剂的使用情况影响相 当复杂。 由于含水对我们固 体防蜡技术中的防蜡药 剂的融化速度影响无法在实验室进行实验取得相 应结果， 所以， 我们只能结合多年的现场使用经验， 对于含水高的井， 通过适当增加防蜡器的根数来提 高原油和药剂接触的机会， 来解决该问 题。 ２ 原油 物 陛 － ３ ａ 原油的黏度， 决定了该药剂向原油中的溶解 速度以及溶解后药剂在原油中的扩散速度 ；原油 ｈ 的含蜡量多少 ， 决定了使用药量多少；石蜡原始分 ｃ 子结构， 也从化学角度决定了使用防蜡剂药量的多 少 ：原油凝固点和析蜡点温度， ｄ 影响该技术的防 蜡效果， 甚至能决定该技术是否适用。 ２ ． ４现场环 境 与实验室木质区 别是 ， 现场生产井中的原油 是流动的， 并且还伴随着油管中的抽油杆的往复运 动． 原油流 动的冲击 作用 和抽油杆 的搅 拌作用 一方 面能有利于药剂在原油中的扩散， 同时又能对石蜡 的网状结构起到破坏作用， 这些都有利于提高防蜡 效果。可是， 这些条件也部是我们实验室无法模拟 的， 室内无 法用几 吨的原 油油样进 行模拟 实验 。 上述这些因素，都会对防蜡效果有正面或负
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4、产品经济效益
本公司生产的磁化学固体防蜡器性能优 越，价格低于其它防蜡类产品。
经济效益对比 原强磁防蜡器一台价格为3600元 固体防蜡器为8500元 本公司生产的磁化学固体防蜡器价格为7500元 本公司防蜡器在井场使用周期一般为300天 该产品单井技术费用1万元，标定有效期300天。 单井可减少作业一井次，单井作业费用3万元;减少材料 投入4万元；减少添加阻垢剂费用2万元；单井投入产 出比可达1:9 。
7、产品结构示意图
8、技术参数
强磁及固体防蜡器的外径： Ф89mm Ф73mm 磁场强度10000-15000 高斯 流速：＜1M/S 井下工作温度：45℃－80℃ 固体防蜡剂外径：70mm 防蜡率：＞85％ 溶胀率：＜12％
9、产品图片
固体防垢块
谢谢！
如图示： 一个检泵周期内：泵效（141.2%）、电流（30A） 一直保持稳定的趋势，已突破该井原有周期。
200
150 下前泵效 下后泵效
100
50
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
PC63井一个检泵周期内泵效对比
40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 下前电流 下后电流
作用原理:
化学固体防蜡主剂是一种线型高分子聚合物，可 在原油中缓慢溶解，使原来呈卷曲状态的分子舒张开来， 在低浓度时，形成遍及整个体系的网状结构。因为它们 的分子含有与石蜡分子相同的分子链节（CH2-CH2）， 所以原油中析出的微蜡晶能被吸附在这些网格上，随油 流把蜡晶带走，阻止或减少了石蜡结晶的聚集、长大、 沉积过程，产生防蜡作用。
PC63井一个检泵周期内电流对比
中原油田5-599井应用试验: 1. 5-599井结构周期为45天，2010年度共计结垢作业6 次，结垢严重，结构周期2个月。 2.2012年下入固体防垢器两节，目前连续使用120天。
中原油田5-599井应用试验:
如图示： 一个检泵周期内：泵效（115.6%）、电流（40A）一 直保持稳定的趋势，已突破该井原有周期。
2、磁化学固体防蜡器优点
可将蜡分子更有效的阻此聚集、长大、沉积过 程，减少凝固点。当石蜡晶体与主剂分子形成共结 晶时，通过取代基的空间障碍作用，更有效的改变 原油的凝固点。便于管理、节约能源、减少入井液 量、保证油井正常生产。
3、作用机理
1.强磁防蜡 2.固体防蜡
强磁防蜡： 当油液流经磁场后，石蜡分子被瞬时磁化，使 石蜡分子中电子自旋量增加、运动轨道发生变化， 产生能量的跃进，克服和削弱了石蜡分子间的引力 和附着力，使蜡晶呈细碎状态，悬浮在细流中被带 走，减轻了油管内壁结蜡
5、产品试验及实际使用效果
1、冲刷试验 2、油样分析
冲刷实验：
在70℃左右，于油井产出水中做冲刷试验，初期溶解 率较大，达到7%，后稳定在2%左右。 （溶出率曲线图如下）
0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 溶出率
对于电泵井，防垢效果主要以是否突破原有结构周 期为标准，主要以电流与泵效是否稳定来评价
6、现场应用
中原油田PC63井应用试验: 1.PC63井2010年度共计作业三井次，均发现电机外壳结 垢，解剖发现叶、导轮结垢严重，结垢周期70天。
2.2011年下入固体防垢器两节，目前连续使用150天。
中原油田PC63井应用试验:
防垢剂溶出率曲线
油样分析：
孔1032井油样加入固体防垢块后油样凝固点下降 5℃，倾点下降6℃。 孔1033-1井油样加入固体防垢块后油样凝固点下降 7℃，倾点下降8℃。 对比同温度下油样，加入固体防蜡剂达到20PPM， 表面光洁度明显提高，证明蜡晶分子被高分子链隔离开， 形成不了大的颗粒。
5、防垢效果评价标准Fra bibliotek固体防蜡： 1、化学成分及作用
2、作用原理
化学成分及作用:
1）、高效化学防垢剂AW，主要由有机磷酸类防垢剂AS1与高分子防垢剂WSP-3复配而成。可使结垢物晶体致 畸或分散。 2）、结构物为PE，为高分子聚合物。在井下温度≤120℃ 情况下基本不溶于油、水。 3）、解速度调整剂为EA，可改变防垢块中高效防垢剂在 不同温度下的溶出速率 4）、其他药剂：加入少量活性剂和干扰金属离子，对于成 垢晶体有阻止粘附管壁和破坏晶体结构的作用。
140 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 下前泵效 下后泵效
5-599井一个检泵周期内泵效对比
50 40 30 20
下前电流 下后电流
10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
5-599井一个检泵周期内电流对比
磁化学固体防蜡器
产品介绍及使用说明
扬州睿德石油机械有限公司
1、常规的清防蜡方法的缺陷
常规的清蜡方法主要是热洗： 频繁的热洗井使入井液量极大，要占全年抽油 机井采出液量的3%左右，大量的入井液不仅限制了 油井有采油时率，而且对部分油井油层造成污染； 定期加药，药效不连续，期间油井结蜡因素仍然存 在且药剂量大费用高。