[发明专利]一种用于油田管柱防垢的合金及其制作的短节装置

说明书

本发明提供一种用于油田管柱防垢的合金，该合金其化学式为Ti_xNi_x‑3Nb₉，其中X=43～50，按Ti，Ni，Nb的成分配比选取纯度在99wt.%以上的单质钛、镍、妮熔炼成圆柱型，并提供一种由该合金制作的短节装置，使用时将短节装置，安装在油田管柱的两端即可，解决了油田管柱结垢和腐蚀严重等问题，实现稳定采油，不需要额外的动力来源，节能环保。

技术领域

本发明涉及油田设备技术领域，具体涉及一种用于油田管柱防垢的合金及其制作的短节装置。

背景技术

油田管柱在使用过程中，特别是进入中后期阶段管柱处结垢等现象日趋严重，管柱结蜡、结垢后使管柱缩径，流通截面积变小，造成压力损失、排量减小及管道堵塞，目前使用的除垢方法，有机械刮垢、热洗、电加热及化学除垢方法，缺点是费用高、工作量大及除垢频繁，严重影响生产效率，同时当温度超出了金属所能允许的温度时，就会引起鼓包和爆管事故。同时，发管柱过热，又会引起沉积物下的腐蚀。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题提供一种用于油田管柱防垢的合金及其制作的短节装置，以解决油田管柱结垢和腐蚀严重等问题，实现稳定采油，不需要额外的动力来源，节能环保。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于油田管柱防垢的合金，所述合金其化学式为Ti_xNi_x-3Nb₉，其中X=43～50，按Ti，Ni，Nb的成分配比选取纯度在99wt.%以上的单质钛、镍、妮熔炼成圆柱型。

一种利用上述技术方案中的合金制作的短节装置，所述短节装置包括短节（1），所述短节前端（2）有若干筛孔（3），短节后端（4）为实心，所述短节前端（2）有凹口，短节后端（4）有凸起，所述凹口与凸起匹配安装。

使用时将上述短节装置，安装在油田管柱的两端即可，此短节核心材料是化学式为Ti_xNi_x-3Nb₉，其中X=43～50的合金材料。该合金作为电化学催化剂，向溶液体系提供电子，使溶液发生电化学作用，从而使水的垢质呈悬浮状态，不易聚集吸附于管壁上；使液相中的各种离子及杂质不易相互结合形成垢，并能使已结的垢脱落；减弱溶液组分对金属的氧化作用，增强其还原作用，抑制金属的腐蚀。这种部件无磁、无电，无需添加任何化学药品。

其电负性低于液相中离子，接触流体时，材料中的电子云偏向于流体，材料与流体之间形成电场，产生极化效应，改变流体的电化学性质，促进水分子形成小分子水团，正负电荷重心偏离增大，产生水偶极子，与水中钙镁离子形成牢固的水合离子。

部件中的合金材料通过电化学的方式使流体和流体中的物质的特性发生改变，使流体产生极化效应，从而使流体中各种物质分子之间结合力场发生改变并且产生大量水偶极子，从而达到除垢、防垢、防腐蚀的作用。

附图说明

图1是本发明所述短节装置的剖面结构示意图；

图2是本发明合金初始样品金相形貌照片；

图3是本发明合金XRD分析结构形貌照片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：一种用于油田管柱防垢的合金，所述合金其化学式为Ti_xNi_x-3Nb₉，其中X=43～50，按Ti，Ni，Nb的成分配比选取纯度在99wt.%以上的单质钛、镍、妮熔炼成圆柱型。

如图1所示，一种利用上述技术方案中的合金制作的短节装置，所述短节装置包括短节（1），所述短节前端（2）有若干筛孔（3），短节后端（4）为实心，所述短节前端（2）有凹口，短节后端（4）有凸起，所述凹口与凸起匹配安装。

在一种实施方案中，Ti₄₇Ni₄₄Nb₉，其中X=47，按Ti，Ni，Nb的成分配比选取纯度在99wt.%以上的单质钛、镍、妮熔炼成圆柱型。其中化合物Ti₄₇Ni₄₄Nb₉合金初始样品金相形貌照片如图2所示，TTi₄₇Ni₄₄Nb₉合金由NiTi基体相（图中白色区域）和β-Nb粒子相（图中深色区域）组成，β-Nb粒子相在NiTi基体上呈弥散分布。在制作成短节装置进行冲击试验后，如图3，样品XRD分析结构中未观察到马氏体峰的存在，β-Nb粒子相的衍射峰发生了明显的偏移，衍射峰强度随着冲击速率的增加明显减小，该结果表明Ti₄₇Ni₄₄Nb₉合金冲击过程中，未发生应力诱发马氏体相变。表明相变温度可能需要更高，我们正常使用温度不会引起相变。通过制作成记忆短节装置，可以为液相提供定频率，使液相中的各种离子及杂质不易相互结合形成垢，并能使已结的垢脱落，减弱溶液组分对金属的氧化作用，增强其还原作用，抑制金属的腐蚀。