УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТИ Российский патент 2004 года по МПК C02F1/48 C02F103/34 

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

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 происходит при ее прохождении в магнитном поле, создаваемом магнитной системой.

Главный недостаток этих устройств - снижение проходного отверстия НКТ 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 корпус, выполненный в виде трубопровода, размещенный аксиально внутри корпуса с образованием рабочего канала ферромагнитный стержень и магнитную систему, выполненную в виде блоков постоянных магнитов, закрепленных на ферромагнитном стержне, постоянные магниты каждого блока закреплены на ферромагнитном стержне с образованием кольца и ориентированы одноименными полюсами к поверхности ферромагнитного стержня, снаружи каждый блок постоянных магнитов охвачен монолитным кожухом из немагнитного материала, выполненным в форме веретена, причем постоянные магниты размещены в части кожуха, имеющей максимальный диаметр, а заостренный торец кожуха ориентирован навстречу потоку жидкости в рабочем канале, при этом со стороны каждого торца блока постоянных магнитов на ферромагнитном стержне установлены цилиндрические немагнитные монолитные втулки, выполненные с винтовыми каналами на внешней боковой поверхности. В качестве ферромагнитного стержня может быть взята насосная штанга [4].

Недостатками указанного устройства являются недостаточная эффективность магнитной системы и его сложность. Образованные из пластинчатых постоянных магнитов радиально намагниченные кольца не являются эффективными для создания магнитного поля, ортогонального потоку жидкости.

Как показывает практика магнитной обработки нефти, наиболее эффективными как по коэффициенту использования постоянных магнитов для создания максимального магнитного поля, его градиента, так и по положительному эффекту магнитной обработки нефти являются знакопеременные магнитные поля, ортогональные направлению потока нефти [5].

В выбранном прототипе использованы пластинчатые магниты для образования радиально намагниченных колец. При этом большая доля магнитного потока радиально намагниченного кольца, надетого на ферромагнитную штангу, замыкается внутри штанги и выключается из рабочего потока, значительная часть магнитного потока формирует аксиальные поля вблизи кольца, а оставшаяся часть потока - ортогональные к оси штанги малые составляющие магнитного поля, особенно вблизи внешней трубы устройства. Таким образом, - это устройство с малым коэффициентом использования постоянных магнитов и неэффективно для магнитной обработки жидкостей из-за направлений магнитных полей в рабочем объеме.

Основной технической задачей предложенного устройства является повышение эффективности магнитной обработки нефти и упрощение конструкции изделия.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для магнитной обработки нефти, содержащем ферромагнитную насосную штангу и не менее двух кольцевых магнитов, установленных и закрепленных вплотную к ней своими внутренними поверхностями, каждый кольцевой магнит выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно, а полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцах повернуты относительно друг друга на угол от 90 до 180 градусов.

На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемого устройства внутри НКТ.

На фиг.2 - сечение А-А.

Устройство состоит из ферромагнитной штанги 1 и кольцевых магнитов 2, каждый из которых образован двумя полукольцами 3, намагниченными радиально противоположно.

Полукольца каждого магнитного кольца имеют внутренний диаметр, совпадающий с диаметром насосной штанги, установлены своими внутренними поверхностями вплотную к ферромагнитной штанге и закреплены на ней, например, путем заливки компаундом 4 или заливки их в корпусе скребков, устанавливаемых на насосной штанге для очистки поверхности НКТ от асфальтосмолопарафиновых отложений.

Внешний диаметр кольцевых магнитов не превышает диаметра муфт, соединяющих насосные штанги.

Насосная штанга с кольцевыми магнитами располагается внутри колонны насосно-компрессорных труб 5.

Устройство работает следующим образом.

Между стенками насосно-компрессорной трубы и насосной штангой в месте установки магнитных колец образуются магнитные поля со значительным градиентом магнитной индукции как поперек, так и вдоль потока нефти. Направление магнитных полей в соседних кольцах на фиг.1 противоположно друг другу.

При такой конструкции магнитной системы для прохождения и омагничивания нефти используется все пространство внутри НКТ за исключением площади поперечного сечения муфты насосной штанги, т.е установка предлагаемого устройства для магнитной обработки нефти не уменьшает проходное отверстие НКТ с насосной штангой.

Проведенные разработки, изготовление, монтаж и эксплуатационные испытания опытных образцов на нефтедобывающих установках показали их высокую эффективность при упрощении конструкции изделия.

ЛИТЕРАТУРА

1. RU 2091323, кл. С 02 F 1/48, 1997.

2. RU 2092446, кл. С 02 F 1/48, 1997.

3. RU 2133710, кл. С 02 F 1/48, 1999.

4. RU 2180894, кл. С 02 F 1/48, 2002.

5. Инюшин Н.В., Ишемгужин Е.И. и др. Аппараты для магнитной обработки жидкостей. Москва. Недра. 2001 г., стр.125-126.

Изобретение относится к нефтепромышленности для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах. Устройство содержит не менее двух кольцевых магнитов, каждый из которых выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно. Полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцах повернуты относительно друг друга на угол от 90 до 180 градусов, а полукольца каждого магнитного кольца установлены своими внутренними поверхностями вплотную к ферромагнитной насосной штанге и закреплены на ней. Технический результат состоит в повышении эффективности магнитной обработки нефти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для магнитной обработки нефти, содержащее ферромагнитную насосную штангу и не менее двух кольцевых магнитов, установленных вплотную к ней своими внутренними поверхностями, отличающееся тем, что каждый кольцевой магнит выполнен из двух полуколец, намагниченных радиально противоположно, а полукольца одного направления намагниченности в соседних кольцах повернуты относительно друг друга на угол от 90 до 180°.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевые магниты залиты в корпусе скребков, установленных на насосной штанге для очистки поверхности насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, и составляют с ним одно целое.