УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/48 C02F103/34 

Изобретение относится к нефтепромышленности, в частности к устройствам магнитной обработки нефти с целью предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в насосно-компрессорных трубах (НКТ) и в трубопроводах, а также для снижения коррозионной активности добываемой жидкости.

Устройство может быть использовано в системах тепловодоэнергетики, химических технологиях, строительстве, сельском хозяйстве, медицине и т.п.

Известен ряд устройств [1-3] для магнитной обработки жидкости, включающих ферромагнитный корпус и размещенные внутри него по пути тока жидкости постоянные магниты с различными конструкциями их магнитных систем и способов крепления. Омагничивание жидкости достигается при ее прохождении между магнитами.

Главный недостаток этих устройств - снижение проходного отверстия трубопровода и невозможность использования их при наличии в трубе насосной штанги.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является устройство для магнитной обработки жидкости, выбранное в качестве прототипа, содержащее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешнюю поверхность постоянные кольцевые магниты попарно, охваченные герметично ферромагнитным экраном и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы. Постоянные кольцевые магниты составлены из стержней прямоугольного сечения [4].

Магнитная система в данном устройстве не эффективна для магнитной обработки жидкостей.

Причины:
1. В устройстве постоянные магниты со всех сторон зашунтированы ферромагнитным материалом, поэтому в рабочей зоне существуют низкие значения индукции магнитного поля.

2. В радиально намагниченных кольцевых магнитах, а именно такие составные магниты используются в данном устройстве, существует зона в центре кольца (порядка 1/3 внутреннего диаметра), где индукция магнитного поля близка к нулю, поэтому значительная часть потока жидкости проходит без обработки магнитным полем.

Основной технической задачей предлагаемого устройства является усиление эффекта магнитной обработки проходящей жидкости за счет повышения величины и градиента магнитной индукции в рабочей зоне.

Поставленная задача в устройстве для магнитной обработки жидкости, содержащем ферромагнитную трубу и не менее двух кольцевых магнитов, расположенных вдоль нее, каждый из которых составлен из прилегающих друг к другу нерабочими поверхностями стержневых постоянных магнитов, решается за счет того, что каждый кольцевой магнит выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно, и установлен между ферромагнитной трубой и внутренней немагнитной трубой для прохода жидкости вплотную к ним главными поверхностями, образуя общее диаметральное магнитное поле одного направления в одном кольце, а полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцах могут быть повернуты по окружности трубы на угол 90-180^o.

На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого устройства, на фиг.2 - сечение А-А.

Устройство состоит из ферромагнитной трубы 1 (например, соединительной муфты НКТ) с цилиндрическим пазом, в котором размещены кольцевые магниты 2, каждый из которых образован двумя полукольцами 3, составленными из прилегающих друг к другу нерабочими поверхностями стержневых постоянных магнитов 4 таким образом, что каждое полукольцо намагничено радиально противоположно и они обращены друг к другу разноименными полюсами. Внутренняя труба 5 для потока жидкости выполнена из немагнитного материала (например, нержавеющей стали).

Магнитная система устройства образует две основные рабочие зоны 6 и 7 и две дополнительные 8 и 9.

Каждый кольцевой магнит установлен главными поверхностями вплотную с одной стороны к внутренней поверхности ферромагнитной трубы, а другой - к внешней поверхности немагнитной трубы. Такое взаимное расположение ферромагнитной трубы и кольцевого магнита увеличивает величину магнитного поля внутри трубы от каждого кольцевого магнита и соответственно градиент поля вдоль трубы, так как ферромагнитная труба является магнитопроводом для магнитной системы. образованной кольцевыми магнитами и ферромагнитной трубой.

Величина градиента магнитного поля вдоль оси трубы (вдоль потока жидкости) зависит от направления намагниченности в соседних кольцевых магнитах.

На фиг. 1 полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцевых магнитах расположены диаметрально друг против друга (угол поворота полуколец 180^o).

В общем случае они могут быть повернуты относительно друг друга по окружности трубы на угол 0-180^o, при этом градиент магнитного поля вдоль оси трубы изменяется от минимального при угле 0^o до максимального при угле 180^o.

Существенная величина градиента магнитного поля получается при значениях угла поворота соседних кольцевых магнитов 90-180^o.

Устройство работает следующим образом.

В основных рабочих зонах 6 и 7 образуются магнитные поля, перпендикулярные направлению движения потока жидкости, причем направление каждого поля на фиг.1 противоположно направлению другого. Благодаря тому, что внутренняя труба 5 немагнитная, а полукольца 3, составляющие кольца 2, намагничены радиально противоположно и установлены внутри ферромагнитной трубы вплотную к ней главными поверхностями, в устройстве с максимальным эффектом как по величине магнитного поля, так и пропускной способности использовано все пространство для магнитной обработки жидкости. Наличие дополнительных зон 8 и 9, зон стыковки радиально противоположно намагниченных полуколец (в них поле максимальное по величине), а также наличие угла в направлениях намагниченности соседних колец обеспечивает значительный градиент магнитного поля как поперек, так и вдоль потока жидкости.

Данное устройство можно использовать при глубинно-насосной добыче нефти, выполнив магнитную систему в стандартной соединительной муфте, и в трубопроводах, выполнив ее в элементе трубы с фланцами.

Проведенные эксплуатационные испытания опытных образцов устройств на нефтедобывающих установках показали их высокую эффективность в части значительного увеличения межпромывочных периодов функционирования оборудования скважин.

Источники информации
1. RU, патент 2091323, кл. С 02 F 1/48, 1997.

2. RU, патент 2092446, кл. С 02 F 1/48, 1997.

3. RU, патент 2133710, кл. С 02 F 1/48, 1999.

4. RU, патент 2085507, кл. С 02 F 1/48, 1997.

Изобретение относится к нефтепромышленности, в частности к устройствам магнитной обработки нефти для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах и в трубопроводах. Устройство содержит ферромагнитную трубу и не менее двух кольцевых магнитов, расположенных вдоль нее, каждый из которых составлен из прилегающих друг к другу нерабочими поверхностями стержневых постоянных магнитов. Магнит выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно, и установлен между ферромагнитной трубой и внутренней немагнитной трубой для прохода жидкости вплотную к ним главными поверхностями. Технический результат - повышение эффективности процесса магнитной обработки жидкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее ферромагнитную трубу и не менее двух кольцевых магнитов, расположенных вдоль нее, каждый из которых составлен из прилегающих друг к другу нерабочими поверхностями стержневых постоянных магнитов, отличающееся тем, что каждый кольцевой магнит выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно, и установлен между ферромагнитной трубой и внутренней немагнитной трубой для прохода жидкости вплотную к ним главными поверхностями. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцах повернуты относительно друг друга по окружности трубы на угол 90-180^o.