Устройство для магнитной обработки жидкости

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкостей и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин для предотвращения отложений асфальтеносмолопарафинов и неорганических солей на насосном оборудовании. Устройство включает цилиндрический корпус с коаксиальными сборками из постоянных магнитов, в каждой из которых магниты чередуются полюсами в окружном и осевом направлении. Магниты вмонтированы в цилиндрические оболочки из открытоячеистой металлической пены, выполненной из магнитомягкого материала, например никеля. Диаметр ячейки открытоячеистой металлической пены изменяется в диапазоне 2...5 мм. Устройство обеспечивает ортогональную направленность знакопеременных магнитных полей к потоку жидкости и повышает эффективность обработки жидкости за счет увеличения времени ее пребывания в магнитном поле. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкостей и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин для предотвращения отложений асфальтеносмолопарафинов и неорганических солей на насосном оборудовании.

Известно устройство для предупреждения отложения солей в скважине, содержащее корпус, внутри которого размещен винтовой элемент, на каждом из витков которого выполнены радиальные прорези, в которых с чередующейся полярностью расположены магниты, выполненные в виде параллелепипедов с длиной, равной ширине, и высотой, превышающей толщину витка винтового элемента, причем главные оси магнитов, расположенных друг против друга на соседних витках, совпадают и перпендикулярны плоскости витков (Авт. свид-во №1530757, C02F 1/48, Е21В 37/00, 1989).

Недостатками этого устройства являются невысокая эффективность магнитной обработки жидкости, обусловленная низким коэффициентом перекрытия сечения канала для жидкости магнитным полем.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для магнитной обработки жидкости, включающее цилиндрический корпус, в котором размещены сборки из постоянных магнитов. Сборки установлены по одной или более концентрическим окружностям и разделены в радиальном направлении коаксиальными ферромагнитными перегородками. В зазорах сборки размещены ферромагнитные проставки, а магниты в каждой сборке ориентированы по отношению друг к другу одноименными полюсами с обеспечением чередования ориентации первого магнита в каждой сборке кольцевого ряда (патент РФ N 2133710, кл. С02F 1/48, 1999).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, трудности в обслуживании, нерациональное использование возможностей магнитной системы из-за неоптимальной направленности магнитных полей относительно потока жидкости.

Настоящее изобретение позволяет максимально использовать возможности магнитной системы за счет участия всех главных поверхностей магнитов в создании магнитных полей, обеспечить ортогональную направленность знакопеременных магнитных полей к потоку жидкости, а также увеличить время пребывания жидкости в магнитном поле.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для магнитной обработки жидкости, включающем цилиндрический корпус с коаксиальными сборками из постоянных магнитов, в каждой из которых магниты чередуются полюсами в окружном и осевом направлении, согласно изобретению, магниты вмонтированы в цилиндрические оболочки из открытоячеистой металлической пены.

Предпочтительно использовать открытоячеистую металлическую пену из магнитомягкого материала, например никеля.

При размещении в такой пене постоянных магнитов происходит ее намагничивание, а при их снятии - размагничивание, что позволяет упростить обслуживание устройства.

Диаметр ячейки в цилиндрических оболочках из открытоячеистой пены может изменяться от 2 до 5 мм для формирования оптимального гидродинамического потока жидкости и обеспечения его механической активации в устройстве.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство для магнитной обработки жидкости, продольный разрез; на фиг.2 - макроструктура пенометаллической оболочки с постоянными магнитами.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с коаксиально установленными цилиндрическими оболочками 2 из открытоячеистой пены (фиг.1), в которых по окружности в продольном направлении на расстоянии друг от друга размещены точечные постоянные магниты 3 (фиг.2). Оболочки 2 в сочетании с магнитами 3 образуют магнитные сборки 4. Магнитные сборки 4 закреплены по торцам в держателях 5, в которых выполнены перфорации 6. Между магнитными сборками 4, а также между ними и корпусом 1 имеются каналы 7 для жидкости.

Расстояние между соседними магнитами 3 определяется из условия обеспечения высокого коэффициента перекрытия каналов 7 магнитным потоком оптимальной величины.

Полюса соседних магнитов реверсированы между собой и относительно магнитов в соседней оболочке, а их главные оси направлены вдоль радиуса оболочек.

Устройство работает следующим образом.

Устройство опускается в скважину на насосно-компрессорных трубах в зону, где возможна реализация термодинамических условий отложения неорганических солей и асфальтеносмолопарафинов. Смесь нефти и воды поступает в корпус 1 устройства через перфорации 6 в держателе 5 и движется по каналам 7 между магнитными сборками 4 и между корпусом 1 и внешней магнитной сборкой 4.

При этом жидкость подвергается воздействию знакопеременных магнитных полей, создаваемых постоянными магнитами 3, силовые линии главных осей которых перпендикулярны потоку жидкости.

В создании магнитных полей участвуют все главные поверхности магнитов, расположенных по окружности и вдоль образующих цилиндрических пенометаллических оболочек, что обеспечивает максимальное использование возможностей магнитной системы в обработке жидкостей.

Одновременно жидкость свободно проникает в сетчато-ячеистый каркас пенометаллических оболочек 2, где интенсивно перемешивается и турбулизируется за счет обтекания стохастически ориентированных трехгранных тяжей каркаса.

Будучи выполненными из магнитомягкого материала пенометаллические оболочки приобретают магнитные свойства при наложении магнитных полей от установленных в них постоянных магнитов. Благодаря этому увеличивается время пребывания жидкости в магнитном поле и в поровом пространстве пенометаллических оболочек, осуществляется ее дополнительная магнитная обработка.

В результате магнитной и гидродинамической обработки происходит активация жидкости, выражающаяся в существенном возрастании числа центров кристаллизации парафинов и солей. Эти центры модифицируются в частицы, характеризующиеся пониженной адгезией, когезией и склонностью к образованию конгломератов, чем предотвращается их осаждение на погружном оборудовании. Обработанная таким образом жидкость выходит из устройства через перфорации 6 и выносится на поверхность.

В предлагаемом устройстве совмещены градиенты магнитного поля и градиенты скорости пластовой жидкости, что повышает эффективность обработки жидкости.

1. Устройство для магнитной обработки жидкости, включающее цилиндрический корпус с коаксиальными сборками из постоянных магнитов, в каждой из которых магниты чередуются полюсами в окружном и осевом направлении, отличающееся тем, что магниты вмонтированы в цилиндрические оболочки из открытоячеистой металлической пены.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве открытоячеистой металлической пены использован магнитомягкий материал, например никель.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что диаметр ячейки открытоячеистой металлической пены изменяется в диапазоне 2...5 мм.