Магнитный ловитель Советский патент 1993 года по МПК E21B31/06 

Изобретение относится к буровой технике, в частности, к устройству для очистки бурового раствора от мелких металлических частиц.

Буровой раствор в процессе бурения и крепления скважины, а также при проведении работ по ликвидации аварий засоряется мелкими металлическими частицами.

Для обеспечения эффективной работы бурового оборудования (насосы, трубы, задвижки манифольда и т.д.) необходим буровой раствор высокого качества, поэтому буровой раствор требуется непрерывно очищать от металлических частиц с помощью магнитных устройств, устанавливаемых в циркуляционной системе, например в желобе.

Известен магнитный ловитель, у которого ферромагнитный диск выполнен с отверстиями под постоянные магниты, рабочие торцы которых расположены заподлицо с наружной рабочей стороной диска. При этом толщина диска не превышает половины высоты магнитов. (А.С. 1176061-аналог).

Недостатком этого ловителя является то, что он торцевого действия, имеет малую

рабочую поверхность, на которой действуют магнитные поля, а имеющиеся в нем каналы, предназначенные для прохода бурового раствора, не оснащены магнитными системами.

Известно буровое долото по а.с. 1391183 (прототип), корпус или лапы которого выполнены с проточными каналами и размещенными в них постоянными магнитами. Долото, кроме прямой своей функции - бурения породы, еще и улавливает мелкие металлические предметы. Недостатком такого долота является то, что очищение бурового раствора от частиц металла производится неполностью, поскольку через каналы проходит небольшая часть объема раствора. Значительная его часть, минуя магнитные ловушки, выносится на поверхность.

Для сохранения прочностных свойств долота каналы в нем могут быть выполнены только небольшого диаметра. Следовательно, в таких долотах могут быть выполнены только слабые малогабаритные магнитные системы с незначительными по размерам, обладающие слабой притягивающей силой.

ел

с

xj 00 Ю О

ел

00

Кроме того, установка постоянных магнитов непосредственно у стенок проточных каналов нецелесообразна, поскольку рабочие магнитные потоки замыкаются на поверхности магнитов, омываемых раствором. При этом сила магнитных потоков значительно ослабевает по мере удаления от поверхности магдитов к оси каналов.

При таком исполнении магнитной системы к Магнитам притягиваются только те мелкие металлические частицы, которые находятся вблй31/Гповерхности магнитов, а те из них, которые проходят по центральной части канала, к магнитам не притягиваются.

Целью изобретения является повышение эффективности его работы при очистке бурового раствора от мелких металлических частиц.

Указанная цель достигается за счет того, что корпус выполнен из немагнитного материала в виде двух концентрично установленных труб с радиальными ступенчатыми отверстиями, а постоянные магниты выполнены в виде цилиндров с аксиальной осью намагниченности, при этом радиальные отверстия под магниты в обеих трубах расположены рядами друг против друга.

Кроме того, трубы выполнены с продольными разрезами, при этом обе половины каждой трубы соединены между собой посредством шарниров.

Сущность изобретения пояснена на фиг. 1 и 2.

Магнитный ловитель (фиг, 1) состоит из наружной немагнитной трубы 1, в которую концентрично установлена немагнитная труба 2. Каждая из этих труб состоит из двух частей (полуцилиндров), соединенных шарнирами 3. В расположенные рядами на трубах 1 и 2 радиальные отверстия установлены постоянные магниты 4, выполненные в виде цилиндров с аксиальной осью намагниченности. Постоянные магниты имеют чередующуюся полярность как по окружности каждой трубы, так и в рядах. Кроме того, магниты на трубах расположены таким образом, чтобы, когда трубы установлены одна в другую, напротив одной трубы находились магниты другой трубы с противоположной полярностью.

Внутренняя и внешняя трубы стойками 5 опираются соответственно на внутреннюю поверхность внешней трубы и желоб 6 циркуляционной системы.

Направления прохождения магнитных потоков показаны сплошными тонкими линиями со стрелками.

Магнитный ловитель может быть установлен на различных участках циркуляционной системы.

На фиг. 1 приведен один их способов

установки магнитного ловителя в наклонном желобе.

В случае установки магнитного ловителя в трубе, где буровой раствор движется под давлением, стойки 5 заменяют на приспособления, удерживающие магнитный ловитель в трубе.

Исполнение магнитной системы остается неизменным и не зависит от места установки и способа крепления магнитного

ловителя в циркуляционной системе буровой установки.

Устройство работает следующим образом. Магнитный ловитель устанавливают в желобе циркуляционной системы, как изображено на фиг. 1. Очистка бурового раствора от металлических частиц производится по мере протекания раствора через магнитный ловитель. Это происходит потому, что при протекании через ловитель, металлические частицы, взвешенные в потоке бурового раствора, встречают на своем пути множество локальных сконцентрированных магнитных потоков. Притягиваясь магнитными полями, металлические частицы перекрывают участки между рядами расположенными магнитами и прочно удерживаются. При этом, чем большая часть магнитной системы омывается буровым раствором, тем эффективнее работа ловителя.

В процессе эксплуатации магнитный ловитель периодически очищают от притянутых металлических частиц. Операцию по очистке ловителя от металлических частиц

производят в следующей последовательности: извлекают ловитель из желоба циркуляционной системы, вынимают внутреннюю трубу 2 из наружной трубы 1 и очищают, например деревянным скребком, их наружные поверхности. Затем раскрывают трубы посредством шарниров 3 и таким же скребком очищают внутренние поверхности труб. Сборку и установку магнитного ловителя в желоб производят в обратной последовательности.

Предложенный магнитный ловитель большой удерживающей способности и обеспечивает высокую степень очистки бурового раствора от металлических частиц

благодаря тому, что многочисленные магнитные потоки, создаваемые его магнитной системой, многократно и с разных сторон пронизывают протекающий через магнитный ловитель поток бурового раствора.

Формула изобретения 1. Магнитный ловитель, содержащий корпус и магнитную систему с постоянными магнитами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы при очистке бурового раствора от мелких металлических частиц, корпус выполнен из немагнитного материала в виде двух кон- центрично установленных труб с радиальными ступенчатыми отверстиями, а

постоянные магниты выполнены в виде цилиндров с аксиальной осью намагниченности, при этом радиальные отверстия под магниты в обеих трубах расположены рядами друг против друга.

2. Ловитель по п. 1, отличающий- с я тем, что трубы выполнены с продольными разрезами, при этом обе половины каждой трубы соединены между собой посредством шарниров.

Вид А-А

Использование: очистка жидкости бурового раствора от мелких металлических частиц. Сущность изобретения: магнитный ловитель содержит корпус и магнитную систему с постоянными магнитами. Корпус выполнен из немагнитного материала в виде двух концентрически установленных труб. Трубы выполнены из двух шарнирно соединенных половин с радиальными ступенчатыми отверстиями под постоянные магниты, имеющие аксиальную ось намагниченности. Магниты установлены в обеих трубах рядами один против другого. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

.Г /V Jj

J2ZZ ZZ ZZ2ZZZZZZZZZZZ2ZZ.Z2ZZZZZZ2 ZZZZ1

Фиг. 2