变扫频电子除垢技术的研究与应用

2011-08-15王辉

科技传播 2011年18期

王辉

中油辽河油田公司，辽宁新民 110316

0 引言

沈阳油田原油特有的物性使原油集输系统需要污水伴热，伴热温度基本都在80℃～85℃左右，由于污水的矿化度和硬度较高（常温状态下平均硬度129.2mg/L，平均矿化度5054.9mg/L，加温至80℃后，总硬度151.55mg/L，总矿化度5534.9mg/L），使污水系统中几乎所有管线都存在不同程度的结垢现象，而且边台区块结垢尤为严重。

目前现场除垢比较常用的措施是化学药剂处理，但是由于处理难度大，处理费用高，而且还存在较大的安全隐患，为了能有效解决结垢后造成的危害，现场进行电子除防垢试验，并为下一步全面推广提供试验数据。

1 工作原理及技术特点

变扫频电子除防垢器与常规电磁技术（高频、永磁、超声波）不同的超扫频电路，成功达到了影响溶液中水分子和面垢粒子间的作用的目的，融分子化学除垢与分子物理除垢的优势于一体。

产品的核心是一个超扫频信号发生器，由多级信号电路构成，可以产生在特定频率范围内高速振荡的可调信号,信号通过特殊缠绕的信号线缆传导至管道，在管道内部产生一个分子力动态干扰场（ADDMF信号场），作用于管道中的流体和溶于其中的溶盐分子，产生一种核化效应。

这种核化效应可以改变流体中溶盐正负离子的电化学特性和物理特性，破坏流体中溶盐正负离子之间的结合力，从而改变溶盐正负离子之间以及溶盐分子与其他任何表面之间的粘附特性，阻止流体中的溶盐沉积产生管垢。

由此还产生一个特殊效果，就是流体中溶盐的溶解度有所提高，已生成的管垢也会逐渐溶解，并溶回到水中，从而实现清除已有水垢的目的。

这种作用不会改变管道中流体的成分，也不会对周围环境造成污染，有利于环境保护。

2 推广情况及成果

在三个采油作业区8座计量站安装了8台套变扫频除垢设备，其中一区2套，二区3套，四区3套。

结垢的过程是一定浓度的成垢离子在一定的物理化学条件（如压力、温度）和设备表面状况下结晶与聚集的过程。

因此，研究结垢主要是考虑影响成垢反应的反应平衡的敏感因素，即反应系统中离子含量(主要为Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、CO32-、SO42-等成垢离子)、温度、压力、pH值等因素的变化所引起的反应平衡的移动，进而对垢沉淀生成影响。

以下对沈阳采油厂采用电子除垢器处理前后水样进行分析：

参照标准：SY/T5523—2000油田水分析方法;

水样来源：沈阳采油厂8座计量站;

分析内容：Ca2+（Mg2+、Ba2+、Sr2+)离子含量的测定；

碱度，即CO32-、HCO3-、OH-含量的测定。

标准溶液：EDTA标准溶液,CEDTA＝0.0101mo1/L

硫酸标准溶液，CH2SO4＝0.0124mo1/L

2.1 离子含量分析数据

处理前水样按CO32-（mg/L）、OH-（mg/L）、HCO3-（mg/L）、总硬度Ht（mg/L）顺序二区21计分别为0、0、1617.7、118.6；23计分别为 0、0、1616.8、117.6；27计分别为 0、0、1301.4、148.3；四区31计分别为0、0、1302.4、147.2；32计分别为0、0、1302.5、150.3；34计分别为0、0、1304.5、151.5；一区15计分别为 46.1、0、1394.3、154.3；16计分别为 42.4、0、1395.3、155.4。总硬度平均值142.9。[总硬度Ht:指以Ca+计的总硬度，Ca2+(Mg2+Ba2+Sr2+)]。

处理后水样及对比分析按CO32-（mg/L）、OH-（mg/L）、HCO3-（mg/L）、总硬度Ht（mg/L）、Ca2+、Mg2+离子浓度对比、增加百分比顺序二区21计分别为 0、0、1627、141.2、22.6、19.1；23计分别为0、0、1626.8、137.1、19.5、16.6；27计分别为0、0、1320.2、171、22.7、15.3；四区31计分别为 0、0、1322.1、165.3、18.1、12.3；32计分别为0、0、1320.5、178.2、27.9、18.6；34计分别为0、0、1324.4、177.9、26.4、17.4；一区 15计分别为44.4、0、1400.3、172.5、18.2、11.8 ；16 计分别为 43.4、0、1403.2、174.4、19、12.2。总硬度平均值164.7，Ca2+、Mg2+离子浓度对比平均值21.8，增加百分比平均值15.3。