管道輸送系統技術方案

一種非粘性設備，所述設備包括：包含第一材料的流體-固體物流貯存或輸送設施；包含第二材料的在所述設施內表面上的涂層；其中所述第二材料對蠟沉積物的粘附力降低至小于第一材料對蠟沉積物的粘附力的30%。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
公開了一種帶有改進的非粘性涂層的流體-固體物流貯存和輸送設施。
技術介紹
已經將各種涂層和其它表面處理施用到管道、貯罐和其它液體貯存和輸送設施的內表面和外表面上。美國專利公開No. 2006/0186023公開了一種通過管道輸送所產生的流體同時在要求的管道內壁位置處限制沉積的方法，所述方法包括提供在所述要求的管道內壁位置處內表面粗糙度Ra小于2. 5微米的管道，迫使所產生的流體通過管道，其中所產生的流體在所述要求的管道內壁位置處具有至少I達因/平方厘米的壁剪切應力。美國專利公開·No. 2006/0186023在這里作為參考全文引用。美國專利No. 7，300, 684公開了通過連接偏壓以使工件用作陰極和在工件的每個開孔處連接陽極而獲得工件內表面涂層的方法。在入口開孔處引入氣源，而在出口開孔處連接真空源。監控工件內的壓力，并且將所得的壓力信息用于維持表現出中空陰極效果的條件。任選地，通過引入烴混合物和向工件施加負偏壓從而應用氬氣從工件上快速除去污染物，由此可以提供預清潔。在處理涂層的過程中也可以引入氬氣以再次濺射涂層，由此改進沿工件長度方向的均勻性。涂層可以為金剛石類碳材料，該材料的特性通過控制離子沖擊能來確定。美國專利No. 7，300, 684在這里作為參考全文引用.共同待審PCT專利申請PCT/US2010/020420公開了一種非粘性設備，其包括包含第一材料的液體貯存或輸送設施；包含第二材料的在所述設施內表面上的涂層；其中所述第二材料包括小于75mN/m的臨界表面張力值和按Moh規模測量至少5的硬度值。PCT專利申請PCT/US2010/020420在這里作為參考全文引用。蠟和/或水合物的沉積物可能與物流中固體的聚集物一起導致生產/輸送系統中物流堵塞。為了避免這些，可以使系統保溫和對生產進行處理。通過保溫使輸送物流的熱損失減小。如果物流的溫度可以保持足夠高，則可以避免沉積。如果對物流進行化學處理，則發生沉積的溫度可以降低。如果沉積溫度低于物流溫度，則可以避免沉積。通過應用任意一種這些方法即保溫或化學處理(或者它們的組合)，均可以防止沉積。但這些防止沉積的方法可能是非常昂貴的。現有技術中對用于流體-固體物流貯存和輸送設施內表面的非粘性的改進的低成本和/或替代涂層存在需求。
技術實現思路
本專利技術的一個方面提供一種非粘性設備，所述設備包括包含第一材料的流體-固體物流貯存或輸送設施，在所述設施內表面上帶有涂層，所述涂層將與蠟沉積物的粘附力降低至小于沒有涂層時的粘附力的30%。本專利技術的另一個方面提供一種用于防止管道、貯罐和容器上的沉積物的涂層。本專利技術的優點包括如下一個或多個改進的用于管道和貯罐的非粘性涂層；低成本的用于管道和貯罐的非粘性涂層；和/或 替代的用于管道和貯罐的非粘性涂層。附圖說明圖I給出了按這里所公開的實施方案粘附到生產/輸送設備內表面上的沉積顆粒。圖2描述了水合物顆粒和導體間粘附力與距離之間的關系。具體實施例方式在一個方面，這里所公開的實施方案總體上涉及在流體輸送系統中應用的設備的一個或多個表面上提供的等離子體生成的涂層。更具體地，這里所公開的實施方案涉及使生產和/或輸送設備的內表面改性從而抑制在其上形成沉積物和防止這種沉積物堵塞通過設備的流體流動的方法。正如這里所應用的，術語〃沉積物〃用于指生產流體中的沉積物或固體，例如蠟、浙青質、水合物、有機鹽和無機鹽。已知這些沉積物堵塞和/或損壞設備如用于油和氣生產的海底管道和提升管以及用于標準生產井中的生產管線。在生產系統中發現的蠟或高分子量鏈烷烴通常包括支鏈和直鏈高碳數(平均碳數為18+)的鏈烷烴鏈。浙青質定義為原油、浙青或煤的餾分，它在正庚烷中不可溶，但在甲苯中可溶。電磁力和管道壁的拓撲特性可能對沉積物(如蠟、浙青質或水合物顆粒)"粘附"于管道內壁有貢獻。水合物為包含水和足夠小以適合于在晶體骨架內存在的客體分子如甲烷、乙烷和丙烷的結晶固體。具體地，水合物晶體通常具有10個電子，它們占據了每個氧-氫對的軌道，即氧的Is軌道中的兩個電子和4個氧的SP3軌道中的八個電子。水合物晶體的外表面被帶或不帶氫核的外凸SP3軌道覆蓋。從水合物晶體的外側看，水合物晶體表面被電偶覆蓋。也就是說，從水合物晶體外側，水合物晶體的外表面好象被帶有正電和帶有負電的局部區域覆蓋。這種局部的帶正電和帶負電的晶體外表面可以與鄰近導體(例如鋼管壁)形成強的粘附。但與較遠導體的粘附可能明顯更弱一些。浙青質是可能包含碳、氫、氮、氧和硫的復雜烴分子，并經常具有偶極矩。無機鹽可以包括通常在所產出物流中存在并且可以沉淀形成稱為水垢的鹽沉積物的任何無機鹽。這些無機鹽包括硫酸鹽(例如BaS04、CaSO4和SrSO4)和碳酸鹽(例如CaC03、MgCO3和FeCO3)以及更常見的鈉、鈣和鎂的氯化物。鹽通常為正電陽離子和負電陰離子之間的離子復合物。有機鹽為包含含碳陽離子的鹽。最初，如上面所提到的固體可能溶解于生產流體中；但一些溶解的固體可能由于熱力學參數如溫度和/或壓力改變而固化和/或從溶液中沉淀出來。例如，當溫度和壓力降低時，蠟的溶解度降低。類似地，溫度和壓力降低時鹽的溶解度也發生變化。降低壓力時通常形成浙青質。水合物沉積物通常在降低的溫度和高壓下形成。另外，當化學組成參數改變，例如通過混合兩個或多個物流導致組成發生變化時，一些溶解的固體可能會從溶液中沉淀出來。例如，當與新鮮水混合時，水合物可能會沉淀出來，通過加入低級鏈烷烴可以會誘導浙青質沉淀，和當混合多種鹽水時導致的不兼容性，鹽可能沉淀出來。 用于從油井向用于流體分離和處理的主體設施輸送油、氣和含水流體的海底流動管線或管道通常組合來自幾個井或者甚至幾個油田的流體(即混合幾個不同的流體)。這些流動管線或管道通常非常冷(即接近水的凍點)，例如小于50T或小于40T。當在流動的管線、油井或管道中發生冷卻時，蠟或鏈烷烴、水合物、浙青質和鹽固體的形成是不想要的，因為隨著固體通過部分沉積到壁上和/或沉降到底部而在管道中累積，會減小流通截面積和最終導致沉積物脫落和堵塞管線。這可能會導致管線停車和油井的生產臨時停止。累積通常由沉積過程造成，其中在系統壁上形成固體并持續生長，從而堵塞系統或管道。通常，只要流體溫度大于與流體接觸、流過的壁〃表面〃溫度，并且壓力和溫度有益于固體形成，則固體持續在流動管線內壁上沉積。等溫條件通常不會導致沉積，但仍可能會引導有限量的固體形成(由于局部冷卻作用)和當流動停止時靠重力沉降析出。通常，已經認識到當流動停止時沉降不可能形成真正的沉積物，而是傾向于在流動重新啟動時被脫除。固體的任何累積均會減小流通截面積或流動管線體積，這有可能導致產量下降和最終完全堵塞。因此，本專利技術的實施方案提供了確保流體最大或不受阻礙通過流動管線例如·管道或管子的系統和方法。通常，本專利技術的實施方案涉及通過在其上沉積涂層而使生產和/或運輸設備的內表面改性的方法和系統，在中等和較高的輸送流量下沉積物對于該涂層具有非常弱的吸引力和因此不會發生沉積。在一個實施方案中，改性(即涂覆)的設備可以通過減小管道結構內表面與位于蠟或水合物晶體表面上的正電荷和負電荷之間的原子引力而抑制在管道結構(例如管線、管道、管子、流動管線等)的內表面上形成沉積物。可以應用各種用本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：G·J·哈頓，A·P·梅塔，C·K·蔡，
申請(專利權)人：國際殼牌研究有限公司，
類型：
國別省市：