BR102022014328A2 - Dispositivo com arranjos magnéticos diametrais para instalação em subs magnéticos visando a remediação e mitigação de incrustações em colunas de produção - Google Patents

Abstract

dispositivo com arranjos magnéticos diametrais para instalação em subs magnéticos visando a remediação e mitigação de incrustações em colunas de produção. a presente invenção se refere a um dispositivo com arranjos magnéticos diametrais para instalações em subs magnéticos, visando a remediação e mitigação de incrustações inorgânicas e orgânicas em colunas de produção. o dispositivo magnético proposto atende a diversos critérios específicos baseados no modelo magnéto-hidrodinâmico (mhd). após a aplicação do referido dispositivo com o campo magnético proposto observou-se experimentalmente por meio de ensaios em laboratório uma eficiência de inibição de incrustação, obtido pelos valores das massas incrustadas nas paredes do sistema de bancada experimental do laboratório, com respeito à aplicação sem campo magnético. o dispositivo aqui descrito pode ser instalado em qualquer tubulação utilizada para o transporte de fluidos, incluindo tubulações submarinas de poços de petróleo. estes fluidos podem ser óleos, lubrificantes, gases, vapores, água, petróleo ou líquidos em geral.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se insere no campo técnico de petróleo e gás, mais especificamente relacionada a processos de produção de petróleo, e tecnologias de escoamento, mais especificamente ainda, se refere a um dispositivo para instalação em SUBs magnéticos visando a remediação e mitigação de incrustações inorgânicas ou orgânicas em colunas de produção. O dispositivo aqui descrito pode ser instalado em qualquer tubulação utilizada para o transporte de fluidos, incluindo tubulações submarinas de poços de petróleo. Estes fluidos podem ser óleos, lubrificantes, gases, vapores, água, petróleo ou líquidos em geral.

Fundamentos da invenção

[002] Com a finalidade de propiciar um melhor entendimento da presente invenção, será apresentada uma breve explanação sobre o estado da técnica, bem como os problemas existentes, onde será possível a um técnico versado no assunto reconhecer os aspectos limitantes já existentes, para num momento posterior compreender as características técnicas da solução proposta para a resolução do problema técnico.

[003] Sabe-se que incrustações salinas em poços offshore geram gradualmente restrições ao escoamento e comprometem a produção de hidrocarbonetos ao longo do tempo. Uma alternativa para remediação de incrustações salinas nos tubos é a utilização de elementos de coluna contendo ímãs permanentes, denominados SUBs Magnéticos.

[004] Estudos mostram que a aplicação de um campo magnético nas proximidades de um duto pode afetar a formação de cristais de incrustação através da interação entre a força magnética e as cargas dos cristais e dos íons presentes no fluido.

[005] Sendo assim, o uso de dispositivos magnéticos anti-incrustantes se revela como uma ótima e relevante alternativa para solução deste problema, uma vez que estes equipamentos são compostos por ímãs permanentes, de excelentes propriedades magnéticas, não necessitando de alimentação de energia para operação.

[006] As tecnologias atuais permitem otimizações nas configurações de campos magnéticos no tocante ao volume de interação com os fluidos, à intensidade de campo e à distribuição espacial do campo ao longo do equipamento. Por outro lado, percebe-se que há uma inexistência de um modelo teórico e prático que seja eficaz e eficiente para aplicação desta tecnologia.

[007] Diante do exposto, e de forma a solucionar o problema técnico descrito anteriormente, a presente invenção propõe o desenvolvimento de um dispositivo com um arranjo magnético diametral para instalação em SUBs magnéticos visando a remediação e mitigação de incrustações inorgânicas e orgânicas em colunas de produção.

[008] É importante destacar que o dispositivo magnético proposto na presente invenção atende a diversos critérios específicos baseados no modelo magnetohidrodinâmico (MHD), que é o modelo teórico que estuda as interações entre fluidos (e também gases) condutores (fluidos iônicos e/ou salinos) e campos magnéticos.

Estado da técnica

[009] No estado da técnica, existem dispositivos designados para a remediação e/ou mitigação de incrustações em colunas de produção. Entretanto, os dispositivos do estado da técnica apresentam deficiências relativas à eficiência de inibição de incrustações, além do fato de não existir um modelo teórico-prático de arranjos de imãs permanentes que seja eficaz durante a aplicação desta tecnologia.

[010] O documento de patente PI0901552-3 propõe um dispositivo magneto-hidrodinâmico para controle preventivo da incrustação em coluna de produção de poços de petróleo e usa ímãs de neodímio (NdFeB) de grau não especificado. O referido dispositivo usa doze ímãs da qual cada par de ímãs produz um confinamento de campo magnético com líneas de campo tangencial ao formato cilíndrico do dispositivo. Durante a utilização deste referido dispositivo, o fluido escoa entre a separação dos ímãs, justamente onde existe o confinamento magnético, desta forma, o fluido escoa desde fora do dispositivo para a região interna do dispositivo. Se bem é certo, por um lado um fluido escoando numa região de maior confinamento magnético poderá ter efeitos positivos para formação de fases amorfas de carbonatos de cálcio, por outro lado, devido ao câmbio de direção do escoamento do fluido, este produzirá grandes turbulências logo após a aplicação do campo magnético, da qual irá gerar grandes efeitos de incrustação nas paredes internas deste referido dispositivo.

[011] Por outro lado, a presente invenção se diferencia por usar dezesseis 16 ímãs de NdFeB de grau N48SH (da qual apresenta grande eficiência de campo magnético para aplicação em meios com elevadas temperaturas, acima de 100°C), além disso, as linhas de campo magnético são direcionadas ortogonalmente em relação ao dispositivo cilíndrico (cortando o cilindro ortogonalmente ao longo do eixo axial). A presente invenção não produz restrições no escoamento do fluido, muito pelo contrário, preserva uma linha de fluxo contínua mantendo o diâmetro interno do dispositivo igual ao diâmetro dos tubos da coluna de extração, dessa forma se terá menores efeitos de turbulência circundando na região de aplicação do campo magnético, garantindo uma maior eficiência de ação para formação de fases solúveis de carbonato de cálcio (vateritas e amorfos).

[012] Por sua vez, o documento US10077634B2 usa ímãs sólidos na forma de anel com momentos magnéticos direcionados ao longo do fluxo do fluido. Pode-se identificar um problema relacionado a aplicação desta referida tecnologia que são as linhas de campo magnéticos paralelos ao fluxo do fluido (paralelos às componentes de velocidades do fluido). É demonstrado pelo modelo magnétohidrodinâmico (MHD) que para um efeito de ação de um campo magnético qualquer num meio dinâmico, o fluido tem que escoar ortogonalmente as linhas de campo magnético produzido por qualquer conjunto de ímãs, caso contrário (onde o fluido escoa paralelo as linhas de campo magnético) não se terá efeito algum da ação do campo magnético no fluido circundante.

[013] Por outro lado, na presente invenção, existem as placas separadoras que têm duas funções, a primeira é proteger os ímãs ante esmagamentos por compressão e dilatação (onde o diferencial de pressão externa e interna no dispositivo seja considerável como para causar danos aos ímãs), e a segunda função é proteger a magnetização de cada ímã, cada ímã tem um momento magnético diferente (mas sempre ortogonal ao escoamento do fluido) da qual em contato entre eles produzirá efeitos de anisotropias magnéticas que ao longo do tempo acabará diminuindo a intensidade magnética nas bordas dos ímãs e posteriormente a deformação do dipolo magnético.

[014] Já o documento PI0609626-3, é aplicado principalmente para limpeza de pequenos materiais ferríticos deixados por cortes, aparas e ferrugem deslocadas, que são encontrados por exemplo em furo de minas. Estes materiais ferríticos são sedimentados nos furos dos poços devido a manobras de soldagens, perfuração e fresagem nos interiores dos furos. Este referido documento menciona que é um aperfeiçoamento da patente publicada no reino unido N. 2350632, da qual a principal função da invenção é coletar e atrair as partículas ferríticas para a ferramenta de invenção a partir da aplicação de um conjunto de ímãs, logo depois ao remover a ferramenta também removerá as partículas ferríticas aderidas nela. Desta forma, este referido documento atua como um dispositivo externo que será introduzido ao longo das tubulações dos poços para remover objetos ferríticos aderidos nas paredes das tubulações.

[015] Por outro lado, a presente invenção se difere por agir em partículas "não ferríticas", para minimizar efeitos de incrustações de materiais como carbonatos, sulfatos de cálcio, bário e outras partículas não ferríticas em formação. A presente invenção não é invasiva e não age como uma ferramenta de captura de sedimentos, muito pelo contrário, a presente invenção faz parte da linha de tubulações para aplicação em poços e age para evitar a formação de sedimentos. Além disso, o documento PI0609626-3 menciona o fato de poder usar um único ímã ou mais. Os ímãs são em sentido radial ao furo, da qual é bem diferente da presente invenção de campo magnético dipolar em toda a região onde escoa a fluido. Ainda, os inventores da tecnologia relatada em PI0609626-3 não explicam qual tipo de ímã podem usar.

[016] O documento EP0427241B1 faz parte do estado geral da técnica e aplica ímãs cilíndricos na forma de anéis e coerentemente espaçados entre eles, a direção dos momentos magnéticos dos ímãs são paralelos ao fluxo do fluido. Este referido documento usa um rotor helicoidal na entrada e/ou saída do fluido, da qual irá produzir aumentos da turbulência no fluido, o que resultará em aumentos da incrustação na região interna do dispositivo. Além disso, o referido documento usa um eixo central da qual produz a densificação da solução nas paredes internas do dispositivo, que também resultará em incrementos da incrustação nessas regiões. Dessa forma, o eixo do rotor helicoidal pode ser deteriorado em aplicações de fluidos densos a alta pressão (como nos poços da pre-sal), da qual resultaria na inviabilidade para estas aplicações. Outra limitação observada neste referido documento é o fato dele não especificar que tipo de ímã é proposto, esta característica é importante para descobrir até que ordem de intensidade de campo magnético o dispositivo poderá alcançar.

[017] Já a presente invenção difere pelo fato de usar ímãs com momentos magnéticos direcionados ortogonalmente ao fluxo do fluido (mas magnetizados em sentidos diferentes da qual o conjunto de ímãs formam dipolos magnéticos que irão rotacionar 90° após cada conjunto de ímãs, produzindo um campo magnético oscilante ao longo do escoamento do fluido), desta forma se cumpre o princípio básico de ortogonalidade entre as componentes de velocidades do fluido e as linhas de campo magnético, da qual se terá uma maior eficiência da energia magnética produzido pelo conjunto de ímãs aplicados. A presente invenção desenvolve um dispositivo magnético da qual não oferece obstruções para o passo do fluido no interior do dispositivo, evitando efeitos de turbulências e tornando a aplicação mais eficiente.

[018] Por fim, o documento PI9702495-3 aborda aperfeiçoamentos introduzidos em um dispositivo magneto- hidrodinâmico anti-incrustante para tubulações de transporte de fluidos, os ímãs produzem campos magnéticos bem semelhantes, ambos com linhas de campo magnéticos paralelos ao escoamento do fluido. Novamente, a teoria magnetohidrodinâmica (MHD) aqui em questão exige o princípio de ortogonalidade entre a velocidade do fluido e as linhas de campo magnético para obter uma maior eficiência de mitigação de incrustação. Além disso, é sabido na prática (também observado em ensaios de incrustação em laboratório) que efeitos de turbulências de fluidos salinos produzem maiores incrustações. Os efeitos turbulentos são gerados por obstruções ante o passo do fluido, como é o caso do referido documento, onde os ímãs são colocados em contato com o passo do fluido.

[019] Os inventores do dispositivo deste referido documento PI9702495-3 comentam que os efeitos anti- incrustantes foram observados experimentalmente, mas eles não colocam informações ou dados ao respeito. Além disso, os inventores comentam que a velocidade do fluido não é um fator dependente ante os efeitos anti-incrustantes, mas o modelo MHD explicitamente explica que é dependente das componentes de velocidades dos fluidos escoando na região do campo magnético, da qual há uma contradição ante a teoria MHD bem demonstrada e fundamentada.

[020] Ainda, é utilizado dois ímãs para formação de um campo magnético dipolar e da qual os inventores não explicam os tipos de ímãs usados na invenção. Comparado com a presente invenção, destaca-se o fato de ser utilizado no dispositivo aqui proposto dezesseis 16 ímãs com momentos magnéticos diferenciados, todos ortogonalmente ao escoamento do fluido para formar um campo magnético dipolar uniforme dentro da região de escoamento do fluido, e sem necessidade dos ímãs ficarem restringindo o passo do fluido.

Breve descrição da invenção

[021] A presente invenção se refere a um dispositivo com arranjos magnéticos diametrais para instalações em SUBs magnéticos, visando a remediação e mitigação de incrustações inorgânicas e orgânicas em colunas de produção.

[022] O dispositivo magnético proposto atende a diversos critérios específicos baseados no modelo magnéto- hidrodinâmico (MHD). Após a aplicação do referido dispositivo com o campo magnético proposto observou-se experimentalmente por meio de ensaios em laboratório uma eficiência de inibição de incrustação, obtido pelos valores das massas incrustadas nas paredes do sistema de bancada experimental do laboratório, com respeito à aplicação sem campo magnético.

[023] O dispositivo aqui descrito pode ser instalado em qualquer tubulação utilizada para o transporte de fluidos, incluindo tubulações submarinas de poços de petróleo. Estes fluidos podem ser óleos, lubrificantes, gases, vapores, água, petróleo ou líquidos em geral.

Breve descrição das figuras

[024] De forma a complementar a presente descrição e obter uma melhor compreensão das características da presente invenção, e de acordo com uma concretização preferencial da mesma, em anexo, é apresentado um conjunto de figuras, onde de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representa sua concretização preferencial.

[025] Na figura 1 está representada a vista explodida do dispositivo com destaque para o fato dele compreender pelo menos cinco arranjos magnéticos de imãs permanentes, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[026] Na figura 2 está representado o sistema de bancada em laboratório denominado MAGWATER, onde foi realizado os testes utilizados na presente invenção, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[027] Na figura 3 está representado um gráfico de intensidade de campo magnético produzido no interior de cada arranjo de imãs, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[028] Na figura 4 estão representados esquemas de simulações de arranjos magnéticos que foram realizadas comparando o tipo de geometria dos imãs usados em cada arranjo, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[029] Na figura 5 está representada uma vista frontal do dispositivo demonstrando que o mesmo compreende pelo menos 16 imãs com orientações diferenciadas de forma a produzir um campo magnético uniforme, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[030] Na figura 6 está representado um gráfico comparativo da intensidade de campo magnético utilizando um conjunto de imãs convencional e utilizando o dispositivo proposto neste documento, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[031] Na figura 7 está representado um esquema demonstrando que é observado intensidades de campo magnéticos acima dos 0.43 T em toda a região interna do conjunto de ímãs com a utilização do dispositivo proposto neste documento, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[032] Na figura 8 está representado um gráfico comparativo mostrando o tempo de incrustação sem uso de um conjunto de ímãs (sem campo magnético) e com uso de um conjunto de ímãs, conforme é descrito no dispositivo proposto (com campo magnético), de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

[033] Na figura 9 está representada uma caracterização realizada por Difração de Raio-X (DRX) da composição do material incrustado nas paredes dos tubos do sistema experimental de incrustações, de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção

[034] A presente invenção se refere a um dispositivo com arranjos magnéticos diametrais para instalações em SUBs magnéticos, visando a remediação e/ou mitigação de incrustações inorgânicas e orgânicas em colunas de produção de petróleo. O dispositivo magnético proposto atende a diversos critérios específicos baseados no modelo magnetrohidrodinâmico (MHD), que é o modelo teórico que estuda as interações entre fluidos (e também gases) condutores (fluidos iônicos e/ou salinos) e campos magnéticos.

[035] De acordo com o mostrado na figura 1, que representa uma visualização em perspectiva do dispositivo da presente invenção, nota-se que o mesmo compreende ímãs permanentes (1) junto com as placas separadoras de imãs (2), preferencialmente fabricadas em aço da classe das superligas e/ou ligas especiais de níquel. Os imãs são distribuídos na forma de anel, formando um tipo de arranjo magnético cilíndrico na forma Halbach, diferente ao convencionalmente usado.

[036] Além disso, essa diferença também é devida à orientação de magnetização em alguns dos ímãs com ângulo de magnetização diferente ao convencional. Todos os ímãs permanentes da presente invenção têm momentos magnéticos diferenciados, mas sempre ortogonais ao fluxo do fluido ou ortogonal ao eixo axial do sistema cilíndrico formado pelo conjunto de ímãs.

[037] Ainda, é importante destacar que o dispositivo da presente invenção utiliza preferencialmente ímãs de neodímio (NdFeB) de maior grau como o N48SH (ou grau maior) da qual oferece alta eficiência de trabalho em altas temperaturas, ou outro grau ou material de ímãs com propriedades físicas e mecânicas similares. Estes ímãs oferecem grande energia magnética a altas temperaturas de trabalho (maior que 100 °C), especialmente para aplicação nas condições extremas dos poços do pré-sal.

[038] Cada arranjo magnético de ímãs produz linhas de campo magnéticos direcionados 90° com respeito a seu arranjo magnético vizinho, desta forma, ao longo do eixo axial do sistema cilíndrico do SUB magnético o escoamento do fluido sentirá um campo magnético oscilante em direção (sentido anti-horário), mas de intensidade uniforme (da ordem dos 0.54 T) garantindo um maior volume de intensidade de campo magnético constante em toda a região interna do dispositivo.

[039] A função das placas separadoras de ímãs (2) em cada arranjo magnético é servir de suporte para evitar o esmagamento dos ímãs, isto por conta do diferencial de pressão no poço de petróleo, assim como evitar desmagnetização entre os ímãs de orientações diferentes. Cada arranjo magnético consiste em pelo menos dezesseis 16 ímãs permanentes, formando um cilindro com diâmetro externo e diâmetro interno de 17.9 cm e 11.6 cm, respectivamente e comprimento (L) de 7 cm.

[040] O dispositivo compreende adicionalmente placas separadoras dos arranjos magnéticos (3) com formato do tipo anel, que podem ser preferencialmente fabricadas em aço superduplex (SD), com pelo menos 2 mm de espessura. As placas separadoras dos arranjos magnéticos (3) estão localizadas e suportadas no entorno da placa de suporte (4) e servem de apoio para fixar as pelo menos dezesseis 16 placas separadoras dos arranjos magnéticos (3), formando um disco de 2 mm de espessura com diâmetro externo e diâmetro interno de 17.9 cm e 11.6 cm, respectivamente.

[041] As placas de suporte (4), assim como as placas separadoras de imãs (2), podem ser preferencialmente fabricadas em aço da classe das superligas e/ou ligas especiais de níquel. A função das placas de suporte (4) é separar cada arranjo magnético, como também fechar as linhas de campo que são produzidas entre cada arranjo, isto é importante, já que permite incrementar a intensidade do campo magnético ao longo do fluxo do fluido (atingindo até 0.8 T próximo à parede interna do cilindro formado pelo conjunto magnético).

[042] Conforme mencionado anteriormente, uma das grandes vantagens do dispositivo da presente invenção junto com seu conjunto magnético específico de imãs permanentes é o fato dele produzir um campo magnético dipolar uniforme, mas oscilante ao longo do escoamento do fluido. A oscilação é produzida por câmbios na direção das linhas de campo que vão girando 90° em cada arranjo magnético com relação ao seu próximo.

[043] Para realização dos testes comprobatórios e de validação da eficiência e inventividade do dispositivo da presente invenção, foi projetado e montado um sistema de bancada para realização de ensaios de incrustação a partir de sais de CaCl2 e NaHCO3, conforme mostrado na figura 2. A partir deste sistema de bancada, denominado MAGWATER, se observou a inibição de incrustação depois da aplicação da configuração de campo magnético proposto, conforme veremos a seguir.

[044] Realizou-se diversas simulações computacionais para projetar arranjos magnéticos de ímãs permanentes com maior eficiência, ou seja, com maior intensidade e maior uniformidade das linhas de campo magnético até chegar ao modelo de dispositivo descrito na presente invenção, em que é conformado por pelo menos cinco arranjos magnéticos diametrais, onde cada arranjo magnético produz uma configuração de campo magnético dipolar e uniforme. E em que cada arranjo magnético compreende pelo menos dezesseis 16 ímãs permanentes e produz um campo magnético dipolar de intensidade uniforme, conforme mostrado na figura 3.

[045] Realizou-se também simulações comparando o tipo de geometria dos ímãs usados em cada arranjo. O resultado é mostrado na figura 4. Ao analisar a figura 4 se confirma que o tipo de ímã retangular (tipicamente usado em outros documentos de patentes) não oferece um maior confinamento magnético no seu interior. Se os ímãs forem de geometria retangular, estes na distribuição tipo Hallbach, irão produzir um campo magnético de até 0.28 T (próximo à parede do tubo interno). Ainda, se os ímãs estiverem em contato, a intensidade do campo magnético não será uniforme.

[046] Sendo assim, todos os ímãs permanentes utilizados no dispositivo da presente invenção apresentam preferencialmente geometria trapezoidal de bases cilíndricas (forma de uma fatia de bolo), mas não limitando somente a este formato. Está geometria trapezoidal resulta a partir da entrega de maior energia magnética oferecida ao fluido, da qual também é dependente do volume do ímã permanente.

[047] Conforme mostrado na figura 5, o dispositivo magnético proposto é conformado por cinco arranjos onde cada arranjo produz uma configuração de campo magnético uniforme dentro de toda a região do tubo interno (configuração de campo magnético de um polo). A intensidade de campo varia entre 0.29 - 0.47 T, sendo menor no centro e maior próximo à parede do tubo interno.

[048] Ainda de acordo com a figura 5, o primeiro arranjo magnético do dispositivo (SUB magnético), iniciando pela esquerda, produz um campo magnético direcionado para baixo ou indicando às 06 horas (5). O segundo arranjo do dispositivo produz um campo apontando às 03 h, o seguinte arranjo tem um campo apontando às 00 h, o quarto arranjo tem o campo apontando às 09 h, e assim sucessivamente.

[049] Como é evidenciado na figura 6, na qual é apresentado um gráfico comparativo de intensidade de campo magnético utilizando o dispositivo da presente invenção e utilizando um conjunto de imãs convencionalmente usado, nota-se claramente que com o dispositivo da presente invenção atingiu-se intensidades de campo magnético maiores do que as atingidas pelas tecnologias convencionais.

[050] Conforme mostrado na figura 7, o dispositivo da presente invenção produz intensidades de campo magnético oscilantes variando entre 0.43 T até 0.82 T (em regiões próximos as paredes internas do cilindro formado pelo conjunto magnético). É observado intensidades de campo magnéticos acima dos 0.43 T em toda a região interna do conjunto de ímãs.

[051] Na figura 8 é mostrado um gráfico comparativo do tempo de incrustação sem uso de conjunto de ímãs (sem campo magnético) e com uso do dispositivo com o conjunto de ímãs de configuração proposta na presente invenção (com campo magnético). Com isto, se confirma um maior tempo de ensaio antes de atingir a incrustação quando é usado campo magnético do que sem usar campo magnético. Isto pode se entender também que ao usar este conjunto de ímãs, existirá uma inibição maior de incrustação.

[052] Na figura 9 é mostrado resultados de uma caracterização por Difração de Raio-X (DRX) da composição do material incrustado nas paredes dos tubos do sistema experimental de incrustações. É evidenciado que sem usar campo magnético o material incrustado é totalmente conformado por calcita, da qual é um carbonato de cálcio termodinamicamente mais estável (menos solúvel) e difícil de desincrustar das paredes depositadas. É evidenciado também que ao usar um campo magnético há a formação de fases mais solúveis de carbonatos de cálcio como a vaterita, termodinamicamente mais instável e de fácil remoção.

[053] Sendo assim, com esta configuração de campo magnético proposto no dispositivo se observou experimentalmente, uma eficiência de inibição de incrustação obtida pelos valores das massas incrustadas nas paredes do sistema de bancada experimental do laboratório de até 60%, com respeito à aplicação sem campo magnético. Ainda com esta aplicação de campo magnético dipolar oscilante, se observou um maior tempo de produtividade do que com respeito à aplicação sem campo magnético.

[054] Um dispositivo (SUB magnético) usando este arranjo de conjunto magnético não produzirá obstruções ante o passo do fluido (garantindo fluidos com menor turbulência do que os já patenteados), desta forma, a presente invenção garante maior desempenho ante a ação do campo magnético aplicado aos fluidos circundantes.

[055] Diante do exposto, percebeu-se que o dispositivo magnético proposto neste invenção com um conjunto magnético específico minimiza incrustações, como as de carbonato de cálcio, nas paredes dos tubos onde escoam os fluidos iônicos. Ao mesmo tempo, observou-se que esta aplicação produz a formação de fases solúveis de carbonatos de cálcio como a vaterita e outros amorfos. Estas informações são confirmadas por ensaios produzidos em laboratório e da qual são mostrados neste documento.

[056] Conclui-se que a configuração de campo magnético proposto no dispositivo da presente invenção produz um fator de eficiência de inibição de incrustação de 22% (no mínimo) em comparação ao sem usar campo magnético. Com essa eficiência em retardar a formação de incrustações, projeta- se uma economia adicional no espaçamento entre intervenções no poço de petróleo visando restabelecer sua produtividade.

[057] Os versados na técnica valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Claims (12)

1. Dispositivo com arranjos magnéticos visando a remediação e mitigação de incrustações em colunas de produção, caracterizadopor compreender pelo menos cinco arranjos magnéticos diametrais cilíndricos, em que cada arranjo magnético cilíndrico compreende pelo menos 16 imãs permanentes (1), em que os imãs permanentes (1) são distribuídos na forma de anel e são separados por placas separadoras de imãs (2), de forma a evitar o esmagamento dos ímãs permanentes (1) e a desmagnetização entre os ímãs de orientações diferentes, em que cada arranjo magnético é separado por placas separadoras dos arranjos magnéticos (3) com formato do tipo anel, em que as placas separadoras dos arranjos magnéticos (3) estão localizadas e suportadas no entorno da placa de suporte (4), de forma a separar cada arranjo magnético e fechar as linhas de campo magnético que são produzidas entre cada arranjo.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender preferencialmente um formato cilíndrico com diâmetro externo e diâmetro interno de 17.9 cm e 11.6 cm respectivamente, e comprimento (L) de 7 cm.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de os imãs permanentes (1) compreenderem preferencialmente formato trapezoidal de bases cilíndricas.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de os momentos magnéticos dos imãs permanentes (1) serem diferenciados e ortogonais ao fluxo do fluido ou ortogonal ao eixo axial dos arranjos magnéticos.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de os imãs permanentes (1) serem preferencialmente imãs de neodímio (NdFeB) de maior grau como o N48SH.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de as placas separadoras de imãs (2) serem fabricadas preferencialmente em aço da classe das superligas e/ou ligas especiais de níquel ou algum aço similar.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizadopelo fato de as placas separadoras dos arranjos magnéticos (3) serem fabricadas preferencialmente em aço superduplex (SD) com pelo menos 2 mm de espessura ou algum aço similar.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizadopelo fato de as placas de suporte (4) serem fabricadas preferencialmente em aço da classe das superligas e/ou ligas especiais de níquel ou algum aço similar.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizadopelo fato de cada arranjo magnético produzir linhas de campo magnético dipolar uniforme e direcionadas 90° em relação ao arranjo magnético vizinho.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de as incrustações serem inorgânicas ou orgânicas, sendo preferencialmente carbonato de cálcio.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de ser instalado em tubulações para transporte de fluidos, sendo preferencialmente tubulações submarinas de poços de petróleo.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizadopelo fato de os fluidos serem óleos, lubrificantes, gases, vapores, água, petróleo ou líquidos em geral.