Аппарат для магнитной обработки жидкости Советский патент 1987 года по МПК B03C1/00 C02F1/48 C02F103/34 

112

Изобретение относится к аппаратам для магнитной обработки жидкости, предназначенным для предотвращения отложений парафина и неорганических солей в насосно-компрессорных трубах нефтяных скважин и в нефтепроводах.

Цель изобретения - повышение эф- ,фективности магнитной обработки жидкости.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого аппарата для магнитной обработки жидкости; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сече- jyie Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; нафиг. 5 - сечение Г-Г нафиг. 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д- на фиг. 1 ; на фиг. 7 - вид магнитной системы в аксонометрии.

Аппарат состоит из корпуса 1, внутри которого размещен стержень 2, закрепленный в корпусе, например, с помощью центрирующих держателей 3.- Магнитная система аппарата состоит из блоков, состоящих из нескольких пар (например четырёх) постоянных магнитов 4, попарно закрепленных на стержне с помощью винтов 5 и направленными разноименными полюсами друг к другу.

Шаг крепления магнитов в блоке выбирается таким, чтобы не допустить отсутствия напряженности поля по длине аппарата и размагничивающего воздействия магнитов соседних пар.

Несколько пар магнитов (от 4 до 8) образуют блок и в пределах первого блока полюсность каждой последующей пары магнитов повернута относительно предыдущей по часовой стрелке по ходу жидкости на угол, определяемый количеством пар в пределах замыкания оборота,,

Поворот полюсности пар магнитов, образующих второй блок, осуществляется против часовой стрелки в преде- лах замыкания оборота. Для механической активации и увеличения скоростей хаотичного движени частиц жидкости установлен рассекатель 6 потока. Рассекатель может быть выполнен в виде ерша из металлической проволоки, форма которого может быть сферической, цилиндри- .ческой, торообразной.

Перед рассекателем потока установ лен ловитель 7 ферромагнитных частиц Ловитель выполнен в виде перевернутого усеченного конуса и представляет собой набор магнитов на . стержне.

32

разделенных между собой диамагнитными кольцами. Такая конструкция обеспечивает неравномерное притяжение ферромагнитных частиц по всей поверхности конуса, т.е. наибольшее притяжение частиц происходит у вершины конуса, где наибольшая индукция магнитного цоля При движении жидкости к основанию конуса количество ферромагнитных частиц уменьшается и уменьшаются одновременно силы притяжения, что приводит к выравниванию площади поперечного сечения по длине ловителя.. Когда силы тяжести слившейся массы или воздействие гидравлического потока превысят силы притяжений к ловителю ферромагнитные частицы, оторвавшись падают на забой скважины ниже уровня перфорации.

Аппарат работает следующим образом.

Аппарат устанавливается на насосно-компрессорных трубах или трубопроводах с помощью муфт в зоне, где близки термодинамические условия образования парафина (обычно на 100- 150 м ниже начала отложений парафина в скважине). В жидкости, поступившей в магнитное поле ловителя, которое характеризуется малой степенью неравномерности, ферромагнитные части- iflbi прилипают к ловителю, а диамагнитные и парамагнитные частицы получают ориентацию. Самые слабые f сольватные оболочки при этом разрываются и появляются первые центры кристаллизации парафина. В рассекателе происходит механическая активация жидкости,при этом увеличиваются скорости хаотического движения частиц. Интенсифицируется перемешивание частиц, которые до этого имели ориентацию и располагались в определенной зоне поперечного сечения аппарата.

В магнитной системе гидравлический режим течения жидкости.определяется внешней формой частей, составляющих магнитную систему, и его можно считать постоянным по длине аппарата. При попадании в первый блок, в котором изменение направления магнитного потока происходит в одном направлении (по часовой стрелке по ходу жидкости) режим течения жидкости и изменение магнитного потока приводят к тому, что частицы получают импульс движения и разрываются менее прочные соль- ватные оболочки. При попадании во

второй блок при неизменном режиме течения меняются характер изменения направления магнитного потока и, соедовательно, меняются взаимодействие частиц потока жидкости с магнит- ным полем. При этом частицы получают новый импульс движения, что способствует разрыву более прочных соль- ватных оболочек, которые не разрушились в первом блоке. В третьем бло ке опять меняется характер взаимодействия частиц потока с магнитным полем и таким образом усиливается степень разрушения сольватной оболочки. При многократном перемещении и воз- действии магнитного поля на поток жидкости по длине аппарата почти все частицы становятся новыми центрами кристаллизации.

Одна из торцовых поверхностей дис ковых магнитов для увеличения градиентов напряженности магнитного поля выполнена с зубцами, ориентированным по ходу движения жидкости для уменьшения гидравлического сопротивления.

Проведены сравнительные испытания по определению оптимальной конструкции с целью получения наибольшей эффективности магнитной обработки, которая определялась количеством появившихся новых центров кристаллизации, т.е. зародышей парафина. Наблюдения велись в поляризованном свете в микроскоп. По расположению магнитов исследовались 3 типа: без поворота пар магнитов по длине аппарата; с поворотом пар магнитов на 90 в. одну сторону по всей длине аппарата; с поворотом пар магнитов на 90 в ту или иную сторону в пределах блоковой структуры, состоящей из 4 пар магнитов. Увеличение количества зародышей парафина при применении блоковой структуры, состоящей из 4 пар магнитов, составило около 10% по сравнению с вариантом поворота пар магнитов в одну сторону по всей длине аппарата.

При диаметре корпуса аппарата 89 мм, сторона квадрата стержня маг- нитопровода составляет 12 мм, диамет кольца постоянного магнита 56 мм, шаг крепления пар магнитов 70 мм, шаг зуба магнита 3,5 мм, диаметр рас

)о J5 965134

секателя 55 мм, длина ловителя 500 мм при диаметре большого основания конуса, равном 18 мм, нижнего

8 мм.

Основными достоинствами предлагаемого аппарата является создание магнитной системы по блоковому принципу, которая значительно увеличивает эффективность обработки, простота конструкции, возможность устанавливать ее в трубах любого диаметра без заметного снижения производительности. Предварительная очистка нефти от ферромагнитных частиц с помощью ловителя, кроме повышения эффективности работы магнитной системы, увеличения времени эффективной работы аппарата, облегчает в дальнейшем процессы подготовки и переработки нефти.

Формула изобретения

1. Аппарат для магнитной о бработ- ки жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде трубопровода с

расположенным

внутри стержнем,

и

0

0

5

0

5

магнитную систему, включающую в себя постоянные магниты, попарно закрепленные на стержне и обращенные друг к Д1 1 У разноименными полюсами, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности магнитной обработки жидкости, аппарат снабжен конусообразным ловителем ферромагнитных частиц, выполненным в виде чередующихся магнитных и диамагнитных колец увеличивающегося диаметра, расположенным на входе в аппарат, и рассекателем потока, выполненным в виде ерша из металлической проволоки,, установленным за ловителем, а магнитная система вьшолнена из чередующихся магнитных блоков, каждый из которых выполнен из нескольких последовательно закрепленных на стержне пар дисковых магнитов, последовательно и равномерно развернутых относительно друг друга и отличающихся направле- нием разворота пар в блоке.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дисковые магниты выполнены с зубцами на одной из торцовых поверхностей, направленными по ходу движения жидкости.

(puff ffr - r

Д л

effuff.S

фи.б

(риг.7

Изобретение относится к области магнитной обработки жидкостей и может быть использовано для предотвращения отложений парафина и неорганических солей в насосно-компрессорных трубах нефтяных скважин и в нефтепроводах. Аппарат содержит корпус 1 со стержнем 2, магнитную систему, которая представляет собой систему блоков постоянных магнитов 4, попарно закрепленных на стержне с разноименно направленными полюсами друг к другу. В пределах блока полюсность каждой последующей пары магнитов повернута относительно предыдущей в пределах замыкания оборота, при этом в блоках происходит чередование изменения полюсности то по часовой, то против часовой стрелки. Каждый постоянный магнит выполнен в виде диска, один полюс которого выполнен многозубчатым. Перед магнитной систе- той установлены рассекатель 6 потока жидкости и конический ловитель 7 ферромагнитных частиц. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. (О фи.1

Редактор И. Сегляннк

Составитель С. Декин Техред В.Кадар .

Заказ 710/25

Тираж 852

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгородs ул. Проектная, 4

Корректор. А. Зимокосов

Подписное