1、防蠟防垢防腐蝕工具,“帶牙齒的工具” 防蠟、防垢以及防腐蝕的最佳選擇,工具概述,生產(chǎn)的防蠟、防垢、防腐蝕工具，簡(jiǎn)稱(chēng)CIS系統(tǒng)。工具的設(shè)計(jì)、材質(zhì)的處理工藝獲得美國(guó)專(zhuān)利(美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 4,789,031)。 CIS系統(tǒng)在石油化工上的產(chǎn)品系列包括： 井下防蠟防垢防腐蝕工具 地面防蠟防垢防腐蝕工具 CIS 系統(tǒng)的作用包括： 清除已經(jīng)形成的蠟、垢和腐蝕 防止形成新的蠟、垢和腐蝕,專(zhuān)利產(chǎn)品,使用特點(diǎn),防止和減少蠟、垢以及腐蝕的形成 無(wú)磁、無(wú)電、無(wú)需任何化學(xué)添加劑，不會(huì)污染所處理的流體 工作條件不受壓力、溫度、磁場(chǎng)或其他因素的影響 縮短停工時(shí)間 節(jié)省化學(xué)處理成本 節(jié)省熱洗作業(yè)成本 減緩儲(chǔ)油罐內(nèi)油泥淤積 提高設(shè)

2、備的工作效率、延長(zhǎng)使用壽命 易于安裝、維護(hù)工作量小,工作原理,工具的材質(zhì)含有銅、鋅、鎳等九種不同的金屬成分，這些金屬可以形成一種特殊的電化學(xué)催化體 合金所包含的元素的電負(fù)性比液相中的離子要低，工具通過(guò)電化學(xué)的方式使流體產(chǎn)生極化效應(yīng)。 流體中的固相顆粒受其作用的影響始終處于懸浮狀態(tài)和溶解狀態(tài),極化機(jī)理,分子的負(fù)電荷（電子）以特有的規(guī)律在原子核周?chē)咚龠\(yùn)動(dòng)，即使帶正電荷的核，其相互位置也處在不停的變化之中，因此若把分子置于外加電場(chǎng)之中，其電荷分布就會(huì)發(fā)生改變。以非極性分子為例，在通常情況下它們的正負(fù)電荷重心重合，分子電偶極矩為零。但在外加電場(chǎng)中，分子中的原子核和電子同時(shí)處于電場(chǎng)力的作用之下，原子核

3、會(huì)向電場(chǎng)的負(fù)極方向移動(dòng)，電子云則偏向于正極方向。結(jié)果，分子的正負(fù)電荷重心發(fā)生相對(duì)位移，引起分子外形改變，分子出現(xiàn)偶極。這種偶極是在外電場(chǎng)誘發(fā)下產(chǎn)生，故稱(chēng)誘導(dǎo)偶極。,極化機(jī)理,這種在外電場(chǎng)作用下，分子正負(fù)電荷重心分離而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極的過(guò)程稱(chēng)為分子的變形極化。因電子云與原子核相對(duì)位移而使分子外形發(fā)生變化的性質(zhì)稱(chēng)為分子的變形性。電場(chǎng)越強(qiáng)，分子變形越顯著，則誘導(dǎo)偶極越大。 對(duì)于極性分子來(lái)說(shuō)，它本身就存在偶極，稱(chēng)為固有偶極或永久偶極。外電場(chǎng)的作用也會(huì)對(duì)極性分子還產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，使分子偶極矩增大，分子變形，此時(shí)分子的偶極為固有偶極與誘導(dǎo)偶極之和。,極化機(jī)理,防蠟機(jī)理,原油主要包括四種組分，即油、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和

4、前瀝青質(zhì) （如碳青質(zhì)和油焦質(zhì)）。原油的化學(xué)性能和物理性能很大程度上取決于每一種組分在原油中的相對(duì)含量和每一組分的性能。 瀝青質(zhì)組分一般比膠質(zhì)和油組分含有更多的芳香化合物。 膠質(zhì)含有芳香烴和環(huán)烷烴，而油組分含有環(huán)烷結(jié)構(gòu)和瀝青結(jié)構(gòu)。瀝青質(zhì)和前瀝青質(zhì)在自然狀態(tài)下以膠束形式存在，被膠質(zhì)分子膠溶在一起的。而膠束的中心物質(zhì)有可能是金屬、粘土或水， 但基本的特點(diǎn)就是極性基團(tuán) （如含有S-“負(fù)” 和/或 N- “負(fù)”和/或 O- “負(fù)”的基團(tuán)）都朝著中心聚集。 這通常也稱(chēng)之為“外油內(nèi)水”或油包水乳化。,防蠟機(jī)理,當(dāng)原油從地層流到井筒中時(shí)，壓力和溫度都會(huì)降低。 隨著油和水溶液的冷卻流向井筒的時(shí)候，其溫度和壓力都

5、會(huì)降低。 蠟和水都將從油包水乳化液中釋放出來(lái)， 在低溫條件下， 釋放出來(lái)的蠟蠟將逐漸固化。凝固沉積的蠟就會(huì)影響原油的流動(dòng)。 工具（包括井下工具和地面工具）的作用就是利用本身產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)，使油包水的乳化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止蠟從膠束結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái)而形成固態(tài)沉積。從而保證原油流動(dòng)無(wú)阻礙和管壁清潔無(wú)蠟沉積。,防垢機(jī)理,工具抑制垢形成的效應(yīng)： (1)Ca2+ + 2e- Ca0 (2)Mg2+ + 2e- Mg0 (3)xSiO2 + xe- xSiO2(-) (4) xAl2O3 + xe- xAl2O3(-) (5)xFe2O3 + xe- xFe2O3(-) 加熱 (6)HCO3- + xe- HC

6、O3- + xe- (抑制分解成CO32- 、 H2O 、 CO2) 在設(shè)備中抑制垢形成的效應(yīng)： (1)Ca0+ 2HCO3- Ca0 + H2O + 2CO2 加熱 (2)2CO32- 2CO2 + O2 + 4e- 加熱 (3)2HCO3- + xe- 2HCO3- + xe- ( 抑制分解成CO32- 、H2O 、CO2),水偶極子和鈣鎂離子的反應(yīng),+,-,+,-,Ca2+ , Mg2+,CO32- , SO32-,水偶極子,+,-,+,-,+,-,+,+,-,-,+,-,防銹機(jī)理,銹的形成 金屬表面的陽(yáng)極區(qū)域(陽(yáng)極)發(fā)生金屬的溶失。對(duì)于鐵的情況來(lái)說(shuō)，鐵(Fe0 )氧化為Fe2+ 離子而

7、溶解于水中。 形成Fe2+ 離子的結(jié)果，使兩個(gè)電子從Fe原子上脫離而流向陰極區(qū)域(陰極)。 水溶液中的氧(O2 )移動(dòng)到陰極，結(jié)合那兩個(gè)流向陰極的電子，在陰極區(qū)域生成氫氧根離子(OH-)，從而完成電流循環(huán)。反應(yīng)如下： (1) 陽(yáng)極反應(yīng)： Fe0 Fe2+ + 2e- (2) 陰極反應(yīng)： O2 + H2O + 2e- 2(OH-) (3) 或 e- + H+ H0 Fe2+ 離子與OH-離子化合生成氫氧化亞鐵，如下式： (4) Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 當(dāng)Fe(OH)2發(fā)生氧化反應(yīng)就生成鐵銹： (5) 2Fe(OH)2 + 1/2 O2 Fe2O3 2H2O,防銹機(jī)理,如果使鐵的表

8、面的負(fù)電荷比周?chē)镔|(zhì)多些，迫使陽(yáng)極區(qū)域的反應(yīng)宛如陰極區(qū)域，這樣就可以抑制腐蝕。將水溶液中的極化分子(由合金誘導(dǎo)形成的)吸引到陽(yáng)極區(qū)域，從而避免Fe原子變?yōu)殡x子，就能實(shí)現(xiàn)抑制腐蝕。其他的極化分子也可以通過(guò)將鐵銹分散為細(xì)微的膠體顆粒來(lái)溶解鐵銹。與此相似，對(duì)于除鐵之外的其它金屬，例如黃銅和鋁，其腐蝕也可以得到抑制。,水偶極子的防銹效應(yīng),+,-,+,-,鐵的外層電子,O2,水偶極子,-,-,-,-,-,-,+,-,+,-,+,-,+,-,+,-,-,鐵金屬表面,綜合應(yīng)用示意圖,適用范圍,抽油井 自噴井 注水井 地面管線 (高壓和低壓) 水處理系統(tǒng),使用前后效果對(duì)比,安裝工具前： 每六天更換過(guò)濾器一次，

9、并且每天進(jìn)行化學(xué)劑處理,安裝工具后： 三十天后第一次更換過(guò)濾器，不再需要化學(xué)劑處理,工具的安放位置,井下工具： 抽油井：直接安裝在抽油泵的下面，通過(guò)絲扣連接。 自噴井：通過(guò)鋼絲繩下到座放短節(jié) 地面工具 直接安裝在地面管線上 ，法蘭、絲扣或其他方法連接,井下工具,技術(shù)規(guī)格,尺寸：1.66 英寸 流量：20方/小時(shí) 應(yīng)用范圍：2-3/8”，2-7/8”和3” 油管,井下裝置結(jié)構(gòu)示意圖,井下工具的連接絲扣根據(jù)用戶(hù)所用抽油泵的技術(shù)規(guī)格加工,+,=,42.16mm,508 mm,6.35mm,19.05mm,254mm,工作原理,在自噴井和抽油井中，原油在地層壓力或抽油泵抽吸壓力的作用下進(jìn)入工具管壁上四

10、周分布的孔道。原油通過(guò)管壁上的孔道時(shí)形成大量細(xì)柱狀射流，徑向垂直地撞擊到環(huán)空中的內(nèi)壁和芯軸上。在沖擊作用發(fā)生的同時(shí)，工具表面釋放出的電子會(huì)與原油分子及原油中石蠟和其他礦物質(zhì)分子結(jié)合，改變?cè)臀锢硖匦?，也?huì)改變?cè)咀枞凸堋⒎恋K原油上流的雜質(zhì)的特性。,工作原理,原油及所含礦物質(zhì)在經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)油管到達(dá)地面。處理過(guò)的原油不僅可以使蠟和其他容易結(jié)塊而堵塞油管的蠟質(zhì)物質(zhì)處于懸浮狀態(tài)，而且還可以斷裂碳?xì)浠衔锓肿拥拈L(zhǎng)鏈?zhǔn)乖妥兊酶印肮饣?。?duì)于高含蠟低重度的原油，這種處理可以使原油的API重度提高23個(gè)百分點(diǎn)，因而增加了原油可售性。 地面工具的防蠟機(jī)理也基本相同。,井下裝置的應(yīng)用,抽油井中系統(tǒng)安裝示意

11、圖,井下工具,座放短節(jié),生產(chǎn)油管,射孔井段,表層套管,生產(chǎn)套管,抽油桿,氣錨,帶孔短節(jié) (可選),抽油泵,加長(zhǎng)管 (如有必要),砂錨,安裝操作規(guī)程 關(guān)井 在井口安裝好修井設(shè)備 起出抽油桿和抽油泵 將抽油泵的粗濾短節(jié)取下 將工具安裝在粗濾短節(jié)的位置 按常規(guī)方法下入抽油泵 恢復(fù)生產(chǎn) 注: 如果井下有氣錨, 將氣錨取下, 安裝一根兩頭帶絲扣的加長(zhǎng)管, 將工具接在該管的下面(測(cè)量所需要的氣錨長(zhǎng)度，安裝合適長(zhǎng)度的的管子,使得整個(gè)氣錨和工具的長(zhǎng)度合適),井下裝置的應(yīng)用,抽油井井下工具安裝,根據(jù)井下工作管柱的尺寸和絲扣類(lèi)型，選擇適當(dāng)尺寸的工具安裝短接接頭 短接上部和泵筒或油管連接 短接下部外面接油管，井下工

12、具和短接內(nèi)部絲扣連接 適用于各種泵和井下管串的安裝情況,井下工具安裝配接接頭,井下裝置的應(yīng)用,自噴井中的系統(tǒng)安裝示意圖,封隔器,十字短節(jié) 座放工具,生產(chǎn)油管,井下工具,射孔井段,表層套管,安裝操作規(guī)程 關(guān)井 在井口安裝好鋼纜設(shè)備 通井到座放深度 將工具接在座放工具的固定心軸上 將井下工具總成接在鋼纜上 將井下總成下放到十字短節(jié)處, 使固定心軸定位 將電纜和固定心軸脫開(kāi),起出電纜 恢復(fù)生產(chǎn),生產(chǎn)套管,井下裝置的應(yīng)用,自噴井中下井工具總成,井下工具,電纜頭,加重桿,震擊器,活絡(luò)接頭,鎖緊懸掛,下入工具,井下裝置的應(yīng)用,氣舉井系統(tǒng)安裝示意圖,井下工具,封隔器,十字短節(jié) 座放工具,生產(chǎn)油管,射孔井段,

13、表層套管,生產(chǎn)套管,氣舉心軸,安裝操作規(guī)程 (工具安放在氣舉心軸下面) 關(guān)井 在井口安裝好鋼纜設(shè)備 通井到座放深度 將井下工具接在座放工具的固定心軸上 將井下工具總成接在鋼纜上 將井下總成下放到十字短節(jié)處, 使固定心軸定位 將電纜和固定心軸脫開(kāi),起出電纜 恢復(fù)生產(chǎn),井下裝置的應(yīng)用,氣舉井系統(tǒng)安裝示意圖,井下工具,封隔器,十字短節(jié) 座放工具,生產(chǎn)油管,射孔井段,表層套管,氣舉心軸,生產(chǎn)套管,安裝操作規(guī)程 (工具安放在氣舉心軸上面) 關(guān)井 在井口安裝好鋼纜設(shè)備 通井到座放深度 將井下工具接在座放工具的固定心軸上 將井下工具總成接在鋼纜上 將井下總成下放到十字短節(jié)處, 使固定心軸定位 將電纜和固定心

14、軸脫開(kāi),起出電纜 恢復(fù)生產(chǎn),地面處理裝置,地面處理系統(tǒng)，適用于一些特殊的應(yīng)用，如水驅(qū)作業(yè)和注水井 無(wú)磁、無(wú)化學(xué)劑、無(wú)電 是一種環(huán)保型產(chǎn)品，既不在流體中加任何物質(zhì)，也不從流體中帶走任何物質(zhì),地面裝置的工作原理及技術(shù)規(guī)格,尺寸系列：2”，3”，4” 和6” 每個(gè)裝置由 4-6個(gè)芯片構(gòu)成 連接方式：法蘭，絲扣等,地面裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu),地面工具的芯子由4-6片（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為5片）經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的孔板組成，呈軸向排列，放置于工具內(nèi)筒中。流體通過(guò)進(jìn)口進(jìn)入工具內(nèi)筒中。,工具的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)能夠確保通過(guò)的流體充分與芯子的孔板表面接觸。流體和芯子接觸的同時(shí)，芯子會(huì)使流體產(chǎn)生極化效應(yīng)，防止溶液中的礦物質(zhì)呈固體狀態(tài)沉淀在工具下游的

15、管壁或其他表面上,地面處理裝置的應(yīng)用范圍,鍋爐和/或任何加熱設(shè)施 冷卻系統(tǒng) 熱水系統(tǒng) 生產(chǎn)設(shè)施 注水井 石油化工廠 管線,地面油處理裝置的應(yīng)用,生產(chǎn)井,地面裝置,分離器,生產(chǎn)井集輸管線安裝示意圖,地面油處理裝置的應(yīng)用,水罐,地面裝置,油罐,油氣水分離系統(tǒng)安裝示意圖,水管線,油管線,氣,油,水,地面油處理裝置的應(yīng)用,地面工具,原油轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)安裝示意圖,輸油泵,油罐,油罐,儲(chǔ)油罐,地面水處理裝置的應(yīng)用,水罐,地面裝置,高壓泵,注水井管線系統(tǒng)安裝示意圖,注水井,地面水處理裝置的應(yīng)用,冷卻塔,地面工具,冷卻器,冷卻塔系統(tǒng)安裝示意圖,泵,泵,泵,冷凝器,多介 質(zhì)過(guò) 濾器,排空,工廠 負(fù)荷,Y型過(guò)濾器,散熱

16、片,地面水處理裝置的應(yīng)用,氣體,地面工具,冷卻水,蒸汽鍋爐系統(tǒng)安裝示意圖,泵,給水泵,鍋爐,冷凝器,蒸汽,排空,負(fù)荷,冷卻水,地面工具,脫氣罐 (210華氏度),高壓地面裝置安裝,高壓裝置帶旁通管線,“原來(lái)我們每30天要對(duì)地面管線和井下管柱進(jìn)行熱油清洗。整個(gè)系統(tǒng)都存在非常嚴(yán)重的結(jié)蠟和結(jié)垢的問(wèn)題。在安裝了防蠟防垢防腐蝕工具以后，我們就沒(méi)有再用過(guò)化學(xué)清洗劑，罐底的沉積和廢物大大減少，后來(lái)油罐里再?zèng)]有出現(xiàn)油泥沉積?！?Travis Armstrong, Armstrong Oilfileld Services, Kilgore, Texas,應(yīng)用實(shí)例,實(shí)例 1,應(yīng)用實(shí)例,實(shí)例 2,“我們?cè)瓉?lái)有口井，每30-45天就需要起出管柱. 當(dāng)我們安裝了井下工具四個(gè)月后，我們?nèi)匀徊恍枰鸸苤，F(xiàn)在我們又在管線進(jìn)口處安裝了地面系統(tǒng)，對(duì)水進(jìn)行