CN218441841U - 一种非对称型mhd原油稳流增输器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种非对称型MHD原油稳流增输器，用于设置在输油管道的弯管管段或突缩管管段的入口处，包括导磁套管，以及非对称布设的磁体和电极板；所述电极板环布在所述导磁套管上，相邻电极板的极性相反；所述磁体环布在所述导磁套管的外管壁上，所述磁体数量比所述电极板数量少一个，且每两个相邻电极板之间设置一个所述磁体，相邻磁体的磁场方向相反；两个相邻电极板所激发的电场，与置于该两个相邻电极板之间的磁体所导出的磁场，二者方向相互垂直。本实用新型非对称型MHD原油稳流增输器通过对即将经过弯管的油水环状流进行差速驱动，使油水环可以稳定的保持油水环状流的形态经过弯管管段。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种MHD稳流器，具体的说，涉及了一种非对称型MHD原油稳流增输器。
背景技术
水环输油是通过环形喷嘴向油管中注入水流，在管壁处形成连续的润滑层，使油流悬浮于管道中心实现水环输油，如图1所示。尽管水环稠油输送方法具有超强的减阻性能，但输送稳定性一直是制约其实用性的最大障碍。采用磁流体（MHD）驱动方法原理，以非接触驱动的方式直接操控“失稳管段”的环状水流，可以在不影响“安全管段”稳定性的前提下，解决油水环状流在“失稳管段”的界面稳定性问题。
但是在水润滑输油过程中，油水环经过弯管时由于离心力以及重力等因素的影响，油水两相会向弯管外侧的壁面进行挤压，从而导致油相挤压水相，外侧水相厚度便薄，油相先偏于弯管外侧，接着弯管外侧偏上，而此时由于油与水的密度不同，受到重力的影响，油相自然会上浮，最后很有可能与管壁接触，加速了油水两相的分离分层流动，破坏了油水环状流的形态。同时由于原油粘度较高便会附着在管壁上，从而形成结垢，经过一段时间的发展便会堵塞管道，对原油运输造成一系列的影响。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种非对称型MHD原油稳流增输器。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
本实用新型提供一种非对称型MHD原油稳流增输器，用于设置在输油管道的弯管管段或突缩管管段的入口处，包括导磁套管，以及非对称布设的磁体和电极板；所述电极板环布在所述导磁套管上，相邻电极板的极性相反；所述磁体环布在所述导磁套管的外管壁上，所述磁体数量比所述电极板数量少一个，且每两个相邻电极板之间设置一个所述磁体，相邻磁体的磁场方向相反；两个相邻电极板所激发的电场，与置于该两个相邻电极板之间的磁体所导出的磁场，二者方向相互垂直。
基于上述，所述电极板嵌设在所述导磁套管的管壁内或粘设在所述导磁套管的外管壁上。
基于上述，所述磁体为永磁铁和/或内设置有铁芯的电磁线圈。
基于上述，将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道的弯管管段的入口处时，使所述导磁套管未设置磁体的部分位于输油管道的弯管内侧。
基于上述，将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道的突缩管管段入口处时，使所述导磁套管未设置磁体的部分指向重力方向。
基于上述，所述磁体数量为3个，所述电极板数量为4个，都均匀在所述导磁套管上。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型非对称型MHD原油稳流增输器通过对即将经过弯管的油水环状流进行差速驱动，使油水环可以稳定的保持油水环状流的形态经过弯管管段。本实用新型磁体与电极板的非对称布设，实现了油水环状流的差速驱动，对弯管外侧的油水环状流添加洛伦兹力，使位于弯管外侧的油水环状流的流速大于弯管内侧。油水环在经过弯管时由于离心力重力的原因会向管壁外侧靠近，而经过差速驱动，位于弯管外侧的油水环状流的流速高于弯管内侧，在油相挤压水相时，可以对弯管处的水相进行一个补充，给予油相一定的压力，阻止油相的上浮，从而修复即将破坏的油水环状流。
附图说明
图1是水平输油管中的油水环状流示意图。
图2是本实用新型实施例1的稳流增输器的结构示意图。
图3是本实用新型实施例1的稳流增输器的导磁回路示意图。
图4-1是本实用新型实施例1中，以1个磁体、2个电极板为例的稳流增输器的工作原理示意图。
图4-2是本实用新型实施例1中，以2个磁体、3个电极板为例的稳流增输器的工作原理示意图。
图4-3是本实用新型实施例1中，以4个磁体、5个电极板为例的稳流增输器的工作原理示意图。
图5-1是本实用新型实施例1中设置在弯管管段的入口处的稳流增输器的总体结构示意图。
图5-2是本实用新型实施例1中设置在弯管管段的入口处的稳流增输器的作用效果图。
图6-1是本实用新型实施例1中设置在突缩管管段入口处的稳流增输器的总体结构示意图。
图6-2是本实用新型实施例1中设置在突缩管管段入口处的稳流增输器的作用效果图。
图中，1（1a，1b，1c，1d）.磁体（电磁线圈）；2（2a，2b，2c，2d）.电极板；3.铁芯；4.导磁套管；5.输油管道。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图2所示，一种非对称型MHD原油稳流增输器，用于设置在输油管道5的弯管管段或突缩管管段的入口处，包括导磁套管4，以及非对称布设的磁体1和电极板2；
所述电极板2环布在所述导磁套管4上，相邻电极板2的极性相反；
所述磁体1环布在所述导磁套管4的外管壁上，所述磁体1的数量比所述电极板2的数量少一个，且每两个相邻电极板2之间设置一个所述磁体1，相邻磁体1的磁场方向相反；
两个相邻电极板2所激发的电场，与置于该两个相邻电极板2之间的磁体1所导出的磁场，二者方向相互垂直。
优选的，以3个磁体、4个电极板为例，所述磁体1为内置有铁芯3的电磁线圈（1a，1b，1c），其中，电磁线圈1a、1c磁场方向向内、电磁线圈1b磁场方向向内，1b与1a、1c的磁场方向相反，且与包裹在电磁线圈中的铁芯3、导磁套管4一起构成导磁通路，如图3所示。
如图2所示，所述导磁套管4上均匀环布有4个电极板（2a，2b，2c，2d），电极板（2a，2b，2c，2d）粘设在所述导磁套管4的外管壁上，电极2a、2c与电极2b、2d极性相反，使得相邻两组电极激发的电场方向相反。
如图4-1、图4-2、图4-3所示，电极板激发的电场J、与铁芯导出的磁场B方向相互垂直，在环形水流中产生轴向的洛伦兹力F，以驱动水流沿轴线方向加速流动。
具体使用时，如图5-1所示，将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道5的弯管管段的入口处时，需使所述导磁套管未设置磁体的部分位于输油管道的弯管内侧，即使具备相同磁场方向的两个磁体（1a，1c）位于直管管段的左右两侧，第三个磁体1b位于直管管段的下方。
本实施例的非对称型MHD原油稳流增输器通过对即将经过弯管的油水环状流进行差速驱动，使油水环可以稳定的保持油水环状流的形态经过弯管管段。本实用新型磁体与电极板的非对称布设，实现了油水环状流的差速驱动，对弯管外侧的油水环状流添加洛伦兹力，使位于弯管外侧的油水环状流的流速大于弯管内侧。油水环在经过弯管时由于离心力重力的原因会向管壁外侧靠近，而经过差速驱动，位于弯管外侧的油水环状流的流速高于弯管内侧，在油相挤压水相时，可以对弯管处的水相进行一个补充，给予油相一定的压力，阻止油相的上浮，从而修复即将破坏的油水环状流。作用效果图如图5-2所示，界面波的存在是油水环状流维持稳定的动力来源，但界面波超出安全波数区间后，环状流会因失稳而发生流型转变。当油水环状流的界面波长发生偏离时，若能够依据界面波稳定性准则，利用本实施例的非对称型MHD原油稳流增输器准确调节“失稳管段”的水环流速，可以将界面波长修正到安全区间内，从而将油水环状流从即将发生流型转变的“不稳定”状态修正到“稳定”状态，实现“失稳管段”油水环状流的稳定控制。
具体使用时，如图6-1所示，还将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道5的突缩管管段入口处，使所述导磁套管未设置磁体的部分指向重力方向。
如图6-2所示，在油水环经过突缩管时由于重力等因素的影响，由于油与水的密度不同，受到重力的影响，油相自然会上浮，最后很有可能与管壁接触，加速了油水两相的分离分层流动，破坏了油水环状流的形态。同时由于原油粘度较高便会附着在管壁上，从而形成结垢，经过一段时间的发展便会堵塞管道，对原油运输造成一系列的影响。而本实施例在突缩管管段前添加一套非对称型MHD原油稳流增输器，对即将经过突缩管的电解质溶液进行差速驱动，使油水环可以稳定的保持油水环状流的形态经过突缩管管段，将突缩管下侧线圈作用取消则是为了实现电解质溶液的差速驱动，对突缩管上侧的电解中溶液添加洛伦兹力，使位于突缩管上侧的电解质溶液流速大于突缩管下侧。油水环在经过突缩管时由于重力的原因会向管壁下侧靠近，而经过装置的差速驱动，位于突缩管上侧的电解质溶液流速高于突缩管下侧，在油相挤压水相时，可以对突缩管的水相进行一个补充，给予油相一定的压力，阻止油相的上浮，从而修复即将破坏的油水环状流，作用效果图如图6-2所示。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处仅在于：所述磁体1为永磁铁。
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于：所述电极板2嵌设在所述导磁套管4的管壁内。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：用于设置在输油管道的弯管管段或突缩管管段的入口处，包括导磁套管，以及非对称布设的磁体和电极板；
所述电极板环布在所述导磁套管上，相邻电极板的极性相反；
所述磁体环布在所述导磁套管的外管壁上，所述磁体数量比所述电极板数量少一个，且每两个相邻电极板之间设置一个所述磁体，相邻磁体的磁场方向相反；
两个相邻电极板所激发的电场，与置于该两个相邻电极板之间的磁体所导出的磁场，二者方向相互垂直。
2.根据权利要求1所述的非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：所述电极板嵌设在所述导磁套管的管壁内或粘设在所述导磁套管的外管壁上。
3.根据权利要求1或2所述的非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：所述磁体为永磁铁和/或内设置有铁芯的电磁线圈。
4.根据权利要求1所述的非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道的弯管管段的入口处时，使所述导磁套管未设置磁体的部分位于输油管道的弯管内侧。
5.根据权利要求1所述的非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：将该非对称型MHD原油稳流增输器设置在输油管道的突缩管管段入口处时，使所述导磁套管未设置磁体的部分指向重力方向。
6.根据权利要求1所述的非对称型MHD原油稳流增输器，其特征在于：所述磁体数量为3个，所述电极板数量为4个，都均匀在所述导磁套管上。
Priority Applications (1)
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| CN202222600878.1U CN218441841U (zh) | 2022-09-30 | 2022-09-30 | 一种非对称型mhd原油稳流增输器 |
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2022
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