Способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа

Изобретение может быть использовано для количественной оценки в закрытых трубопроводах ферромагнитных частиц в жидкости и газе. Способ включает установку параллельно трубопроводу съемных элементов с магнитной системой, через которые проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, взвешивание их до и после прохождения потока жидкости или газа. При этом устанавливаются один или несколько съемных элементов с магнитной системой, позволяющих пропускать жидкость или газ на разных уровнях трубопровода. Техническим результатом изобретения является возможность определения количества ферромагнитных частиц любого размера в процессе эксплуатации трубопровода, а также увеличение времени экспозиции. 2 ил.

 

Изобретение относится к производству фильтров для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для количественной оценки в закрытых трубопроводах ферромагнитных частиц в жидкости и газе.

Знание количественного и компонентного состава механических примесей во многом определяет выбор методов и средств очистки трубопроводов, а также дает возможность контролировать качество перекачиваемых жидкости и газа. Оценка количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа позволяет технически грамотно выбрать способ удаления механических примесей из жидкости и газа.

Известен магнитный фильтр [1], который может служить в том числе и для оценки механических примесей в перекачиваемой жидкости. Магнитный фильтр представляет собой отрезок трубы с элементами крепления ее к трубопроводу, с сообщающимся с полостью трубы цилиндрическим корпусом в нижней ее части и фильтрующим устройством из сетчатого цилиндра и расположенной в нем магнитной системы в виде элемента плоской или обтекаемой формы. Оси цилиндрического корпуса и сетчатого цилиндра расположены перпендикулярно оси трубы, а элемент магнитной системы расположен вдоль оси трубы симметрично относительно нее.

Недостатками магнитного фильтра являются неточность количественного определения механических примесей в перекачиваемой жидкости и оценки их гранулометрического состава вследствие отфильтровывания сетчатым элементом механических примесей в узком диапазоне значений их размеров, а также необходимость остановки перекачки жидкости при каждом опорожнении цилиндрического корпуса от отфильтрованных механических примесей с целью их последующего анализа. К недостаткам магнитного фильтра следует также отнести большую площадь перекрытия рабочего сечения трубопровода, что создает значительное гидравлическое сопротивление перекачиваемой жидкости.

Также известен кольматажер [2], состоящий из установленного параллельно трубопроводу цилиндрического корпуса, внутри которого размещен фильтрующий элемент, представляющий собой набивку из кварцевого песка, ограниченную по краям сетками и опорными перфорированными шайбами. На торцевых поверхностях цилиндрического корпуса посредством резьбового соединения установлены крышки, к которым крепятся подводящая и отводящая трубки.

Недостатками являются: отсутствие возможности количественно оценить ферромагнитные частицы механических примесей определенного размера; отсутствие возможности корректно определить долю примесей в жидкости из-за уменьшение скорости потока, проходящего через кольматажер в результате увеличения гидравлического сопротивления в процессе забивания фильтрующего элемента механическими примесями; непродолжительная экспозиция кольматажера в потоке жидкости, связанная с быстрым уменьшением проницаемости фильтрующего элемента, вызванным его забиванием.

Наиболее близким аналогом изобретения, принятым за прототип, является прибор, с помощью которого определяют количество ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа (а.с. СССР №301107, МПК G01N 15/06, опубликовано 01.01.1971). Устанавливают магнитную систему, состоящую из двух неподвижных магнитов (верхнего и нижнего), обращенных друг к другу одноименными полюсами, между которыми расположен подвижный магнит, обращенный разноименным полюсом к верхнему неподвижному магниту и одноименным полюсом к нижнему неподвижному магниту. Между верхним неподвижным магнитом и подвижным магнитом устанавливают трубопровод с потоком жидкости или газа. Для определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа используют индикатор перемещения подвижного магнита.

Недостатком прототипа является невозможность определения количества ферромагнитных частиц любого размера в процессе эксплуатации трубопровода.

Задачи предлагаемого изобретения - определение количества ферромагнитных частиц любого размера в процессе эксплуатации трубопровода и увеличение времени экспозиции.

Поставленные задачи решаются тем, что способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа включает установку параллельно трубопроводу съемных элементов с магнитной системой, через которые проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, взвешивание их до и после прохождения потока жидкости или газа. В данном способе устанавливаются один или несколько съемных элементов с магнитной системой, позволяющих пропускать жидкость или газ на разных уровнях трубопровода.

На фиг.1 приведена схема установки съемного элемента с магнитной системой в трубопровод. В трубопровод 1 с помощью сварного соединения устанавливается байпасный трубопровод 2, к нему с помощью фланцев 3 устанавливается параллельно трубопроводу 1 съемный элемент с магнитной системой 4. На байпасном трубопроводе 2 установлены вентили 5 для перекрытия потока жидкости или газа по съемному элементу с магнитной системой.

На фиг.2 приведена схема установки одного или нескольких съемных элементов с магнитной системой.

Заявляемый способ действует следующим образом. Сначала взвешивают съемный элемент с магнитной системой 4, затем с помощью фланцев 3 устанавливают параллельно трубопроводу 1 и пропускают через него поток жидкости или газа. Магнитная система в съемном элементе улавливает ферромагнитные частицы. По окончании времени экспозиции вентили 5 закрывают, поток жидкости или газа прекращает проходить через съемный элемент с магнитной системой 4. Затем съемный элемент с магнитной системой 4 снимают, освобождают от оставшейся жидкости или газа и взвешивают. По разнице масс до и после прохождения потока жидкости или газа определяют количество ферромагнитных частиц.

Для того чтобы улавливались частицы любого размера, а следовательно, и массы, устанавливаются съемные элементы с магнитной системой на разных уровнях трубопровода.

Благодаря съемным элементам с магнитной системой улавливаются ферромагнитные частицы любого размера; съемные элементы не забиваются, так как отсутствует ячеистая (пористая) компонента, в результате чего не меняется гидравлическое сопротивление и скорость потока внутри съемных элементов с магнитной системой и продлевается время экспозиции. К тому же данный способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа позволяет проводить все операции в процессе эксплуатации трубопровода.

Источники информации

1. Патент РФ №2196634, В01D 35/06, С02F 1/48, 2003.

2. Шайдаков В.В., Малахов А.И., Емельянов А.В., Лаптев А.Б., Чернова К.В. Механические примеси в добываемой и транспортируемой продукции нефтяных и газовых месторождений // IV Конгресс нефтегазопромышленников России. Секция Н. «Наука и образование в нефтегазовом комплексе»: Сб. науч. ст. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003 - с.12-132.

Способ определения количества ферромагнитных частиц в потоке жидкости или газа, включающий установку параллельно трубопроводу съемных элементов с магнитной системой, через которые проходит часть потока, транспортируемого по трубопроводу, взвешивание их до и после прохождения потока жидкости или газа, при этом устанавливаются один или несколько съемных элементов с магнитной системой, позволяющих пропускать жидкость или газ на разных уровнях трубопровода.