NO336314B1 - Anordning og fremgangsmåte for fjerning av magnetisk materiale fra en fluidstrøm - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE FOR FJERNING AV MAGNETISK MATERIALE FRA EN FLUIDSTRØM

Oppfinnelsen vedrører en anordning og en fremgangsmåte for fjerning av magnetisk materiale fra en fluidstrøm. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen fjerning av magnetisk materiale fra en borevæskestrøm, hvor det magnetiske materialet blir fjernet ved hjelp av en flerhet magnetstaver som er i vekselvis kontakt med borevæsken, og hvor det magnetiske materialet blir fjernet fra magnetstavene ved hjelp av en avskraper, en ikke-magnetisk kappe eller ved deaktivering av elektromagneter.

Under boring av petroleumsbrønner anvendes sirkulerende borevæske blant annet for å bringe borekaks og andre materialer til overflaten. Ved enkelte operasjoner vil magnetisk materiale bli tilført til borevæsken. Magnetisk materiale i form av stålspon kan for eksempel tilføres til borevæsken ved operasjoner der det freses hull i et foringsrør.

Det er vanlig å la borevæsken som returnerer til overflaten strømme gjennom et åpent parti av et såkalt returløp. I returløpet er det vanligvis anordnet permanentmagneter, gjerne i form av magnetstaver, for å samle opp magnetisk materiale slik som stålspon, jernspon og jernbiter.

Avhengig av tilførselen av magnetisk materiale, må magnetstavene renses ved ulike tidsintervall. Vanligvis renses magnetene manuelt ved at magnetene trekkes ut av returløpet av en operatør som inspiserer metningsgraden av magnetene. Når magnetene anses å være mettet av magnetisk materiale, blir magnetene renset manuelt.

Borevæsken inneholder ofte kjemikalier og gasser som bidrar til å gjøre området ved magnetstavene lite egnet til opphold for personell som arbeider i området. Det er derfor behov for en anordning som kan foreta renseoperasjonen automatisk.

Automatiske renseanordninger er kjent, se for eksempel US 5190159, hvor magnet-stolper trekkes horisontalt gjennom en rensering. Et uheldig trekk ved mange kjente automatiske renseanordninger er at de er relativt plasskrevende. Det har derfor vært vanskelig å anordne dem i eller ved eksisterende returløp.

US 2011/203976 Al beskriver et magnetisk separasjonsapparat for å skille magnetiske materialer fra ikke-magnetiske materialer i en væskestrøm. Apparaturen kan bestå av flere sett med magneter som er anbrakt på tvers av væskestrømmen. Magnetisk materiale fester seg på stavene. For å rense magnetstavene trekker man disse ut av væskestrømmen gjennom kammerveggen og fjerner det magnetiske materialet ved hjelp av en skrapeinnretning.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen en anordning for fjerning av magnetisk materiale fra en fluidstrøm, hvor anordningen omfatter i det minste én første og i det minste én andre magnetstav og hvor magnetstavene i en aktiv posisjon er omsluttet av fluidstrømmen, og hvor magnetstavene i en passiv posisjon ikke er omsluttet av fluidstrømmen, og hvor anordningen videre omfatter i det minste et første stativ, et andre stativ og en holdeinnretning, og hvor det første stativet omfatter den minst ene første magnetstaven, og hvor det andre stativet omfatter den minst ene andre magnetstaven, og hvor det første stativet og det andre stativet er innrettet til å forskyve henholdsvis den minst ene første magnetstaven og den minst ene andre magnetstaven mellom den aktive posisjonen og den passive posisjonen og hvor holdeinnretningen er innrettet til å komme til inngrep med magnetstavene når magnetstavene er i sin passive stilling.

Holdeinnretningens lengderetning kan også være sammenfallende med fluidstrøm-mens flytretning.

Stativene kan omfatte en løfteaktuator innrettet til å forskyve stativene i en retning bort fra fluidstrømmen, og løfteaktuatoren kan være innrettet til å kunne forskyve stativene i magnetstavenes lengderetning. Stativene kan ytterligere omfatte en dreieaktuator innrettet til å dreie stativene i en retning mot holdeinnretningen.

Stativene kan være forsynt med en ikke-magnetisk kappe anordnet omkring magnetstavene, og kappen kan omfatte et rør av et ikke-magnetisk materiale.

Det minst ene første stativet og minst ene andre stativet kan være forsynt med i det minste en første og en andre avskraper innrettet til å kunne fjerne magnetisk materiale fra den minst ene første magnetstaven og den minst ene andre magnetstaven.

Den minst ene første avskraperen og den minst ene andre avskraperen kan utgjøres av en ring innrettet til å omslutte den minst ene første magnetstaven og den minst ene andre magnetstaven.

Fluidstrømmen kan være en kontinuerlig fluidstrøm.

Fluidstrømmen kan være en strøm av en borevæske.

Magnetstavene kan utgjøres av permanentmagneter. Magnetstavene kan også utgjø-res av elektromagneter.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for fjerning av magnetisk materiale fra en fluidstrøm ved hjelp av en anordning omfattende i det minste én førs-te magnetstav og i det minste én andre magnetstav og hvor magnetstavene i sin aktive posisjon er omsluttet av fluidstrømmen og hvor magnetstavene i sin passive posisjon ikke er omsluttet av fluidstrømmen, og hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - å anordne den minst ene første magnetstaven i et første stativ og den minst ene andre magnetstaven i et andre stativ; - å forskyve det første stativet og det andre stativet slik at magnetstavene inntar en aktiv posisjon; - å vekselvis forskyve det første stativet og det andre stativet slik at magnetstavene inntar henholdsvis en aktiv og en passiv posisjon; og - å føre magnetstavene i sin passive posisjon til inngrep med en holdeinnretning.

Stativet kan forsynes med en avskraper eller en ikke-magnetisk kappe.

Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte å forskyve stativet i en retning slik at magnetisk materiale blir skrapt av magnetstavene ved hjelp av avskraperen.

Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte å forskyve stativet i en retning slik at en ikke-magnetisk kappe forskyves i magnetstavenes lengderetning, og slik at det magnetiske materialet frigjøres fra den ikke-magnetiske kappen.

Fremgangsmåten kan ytterligere omfatte å la magnetstavene utgjøres av elektromagneter, og hvor elektromagnetene deaktiveres når magnetstavene er i sin passive posisjon.

I henhold til fremgangsmåten kan fluidstrømmen være en borevæskestrøm.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utfø-relsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en magnetstavrenser ifølge oppfinnelsen ved et returløp for borevæske; Fig. 2 viser magnetstavrenseren etter at et sett magnetstaver er anbrakt i sin

renseposisjon;

Fig. 3 viser magnetstavrenseren under rensing av et sett magnetstaver; og

Fig. 4A-B viser et snitt av en magnetstav under rensing av magnetstaven i en større

målestokk.

I beskrivelsen av tegningene er omtale av enkelte detaljer utelatt. Disse detaljene er ikke vesentlige for å framheve det nye ved oppfinnelsen. Disse detaljene kan ha be-tydning for produksjon av apparatet, men omtalen av disse er utelatt for å gjøre beskrivelsen enklere og oppfinnelsen klarere.

Like eller tilsvarende elementer vil bli angitt med samme henvisningstall på figurene.

Posisjonsangivelser som for eksempel «over», «under», «ovenfor», «nedenfor», «høy-re» og «venstre» henspiller på den plassering som er vist på figurene.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en magnetstavrenser som er anbrakt ved et returløp 2 for borevæske.

Magnetstavrenseren 1 omfatter et første stativ 4 som er forsynt med fire forskyvbare magnetstaver 8. Til stativet 4 er det fastgjort en ikke-magnetisk kappe 81 som omslutter magnetstavene 8. Magnetstavene 8 er forsynt med braketter 40 i sine endepartier.

Det første stativet 4 er fast forbundet til en første føringshylse 10 som er forskyvbart anordnet om en første dreiesøyle 12. En første løfteaktuator 14 er koplet mellom en første dreiebrakett 16 ved den første dreiesøylens 12 nedre parti og den første fø-ringshylse 10. Den første løfteaktuatoren 14 er innrettet til å kunne forskyve det førs-te stativet 4 i vertikal retning.

Den første dreiebraketten 16 er dreibart lagret mot magnetstavrenserens 1 fundament 18 og kan dreies ved hjelp av en første dreieaktuator 20 om den første dreiesøylen 12. Dreiefunksjonen overføres til den første føringshylsen 10 ved hjelp av en første føringslist 22.

Tilsvarende er et andre stativ 24 med tilhørende magnetstaver 8 anordnet i en av-stand fra det første magnetstativet 4 ved returløpet 2. Det andre stativet 24 er festet til en andre føringshylse 26 som er forskyvbar og dreibar om en andre dreiesøyle 28.

Det andre stativet 24 forskyves i vertikal retning ved hjelp av en andre løfteaktuator 30 og dreies ved hjelp av en andre dreieaktuator 32.

En holdeinnretning 34 er festet til den første dreiesøyle 12 og til den andre dreiesøyle 28 ved deres øvre endepartier. Holdeinnretningen 34 er forsynt med spor 36 som komplementært passer til magnetstavene 8 når disse befinner seg i renseposisjon.

En trakt 38 er anordnet på et høydenivå under holdeinnretningen 34.

Figur 1 viser alle magnetstavene 8 i sin aktive posisjon i returløpet 2 hvor de trekker til seg og holder på magnetisk materiale som følger returstrømmen av borevæske.

Med passende mellomrom må magnetisk materiale som har bygget seg opp om hver enkelt magnetstav 8 fjernes. I figur 2 er det første stativet 4 løftet opp fra returløpet 2 og dreid inn under holdeinnretningen 34. Magnetstavene 8 i det første stativ 4 befinner seg derved i sporene 36.

Figur 3 viser det første stativet 4 under forskyvning nedover, hvorved magnetstavenes braketter 40 er kommet til anslag mot holdeinnretningen 36. De ikke-magnetiske kappene 81 på det første stativ 4 forskyves nedover langs sine respektive magnetstaver 8 hvorved magnetisk materiale (ikke vist) mister sin tiltrekning til magnetstavene 8 og faller ned fra disse. Det magnetiske materialet ledes ved hjelp av trakten 38 til en ikke vist beholder.

Når rensingen er utført, forskyves det første stativet 4 oppover og løfter brakettene 40 opp fra holdeinnretningen 34, hvoretter det første stativ 4 beveges til sin aktive posisjon hvor dets magnetstaver 8 igjen befinner seg i returløpet 2.

Tilsvarende renses også magnetstavene 8 som befinner seg i det andre stativet 24 ved å avhenges i holdeinnretningen 34.

Figur 4A viser en magnetstav 8 som er omsluttet av en ikke-magnetisk kappe 81. Den ikke-magnetiske kappen 81 er fastgjort til stativet 24. I sitt øvre endeparti er mag netstaven 8 forsynt med en brakett 40. Utenpå den magnetiske kappen 81 befinner

det seg magnetisk materiale 5 som har blitt samlet opp fra strømmen av borevæske.

I figur 4B vises magnetstaven 8 idet stativet 24 med den ikke-magnetiske kappen 81 har blitt forskjøvet i magnetstavens 8 lengderetning. Braketten 40 som er fastgjort til magnetstaven 8 befinner seg i inngrep med en holdeinnretning 34. Holdeinnretningen 34 låser magnetstaven 8 i en posisjon slik at kappen 81 kan trekkes av magnetstaven

8. Idet den ikke-magnetiske kappen 81 er forskjøvet tilstrekkelig i magnetstavens 8

lengderetning, vil det magnetiske materialet 5 miste kontakten med magnetstavens 8 magnetfelt og derved falle av. På figuren vises det fraskilte magnetiske materialet 5 anbrakt på en flate 7. Flaten kan for eksempel være omfattet av trakten 38.

Det skal imidlertid forstås av oppfinnelsen at andre anordninger kan brukes for å fjerne det magnetiske materialet 5 fra magnetstaven 8. Slike anordninger kan omfatte

avskrapere (ikke vist) fastgjort til stativet 4. En avskraper kan for eksempel utgjøres av en ring fastgjort til stativet 4, hvor ringen omslutter magnetstaven 8 og hvor ringen har en indre diameter tilsvarende magnetstavens 8 ytre diameter. Magnetstaven 8 kan også utgjøres av en elektromagnet (ikke vist), der fjerning av det magnetiske materialet 5 oppnås ved at elektromagneten deaktiveres.

Claims (20)

1. Anordning (1) for fjerning av magnetisk materiale (5) fra en fluidstrøm, hvor anordningen (1) omfatter i det minste én første og i det minste én andre magnetstav (8) og hvor magnetstavene (8) i en aktiv posisjon er omsluttet av fluidstrømmen, og hvor magnetstavene (8) i en passiv posisjon ikke er omsluttet av fluidstrømmen,karakterisert vedat anordningen videre omfatter i det minste et første stativ (4), et andre stativ (24) og en holdeinnretning (34), og hvor det første stativet (4) omfatter den minst ene første magnetstaven (8), og hvor det andre stativet (24) omfatter den minst ene andre magnetstaven (8), og hvor det første stativet (4) og det andre stativet (24) er innrettet til å forskyve henholdsvis den minst ene første magnetstaven (8) og den minst ene andre magnetstaven (8) mellom den aktive posisjonen og den passive posisjonen og hvor holdeinnretningen (34) er innrettet til å komme til inngrep med magnetstavene (8) når magnetstavene (8) er i sin passive stilling.

2. Anordning (1) i henhold til krav 1, hvor stativene (4, 24) omfatter en løfteak-tuator (14, 30) innrettet til å forskyve stativene (4, 24) i en retning bort fra fluidstrømmen.

3. Anordning (1) i henhold til krav 2, hvor løfteaktuatoren (14, 30) er innrettet til å kunne forskyve stativene (4, 24) i magnetstavenes (8) lengderetning.

4. Anordning (1) i henhold til krav 1, hvor holdeinnretningens (34) lengderetning i det vesentlige er sammenfallende med fluidstrømmens flytretning.

5. Anordning (1) i henhold til krav 1, hvor stativene (4,24) omfatter en dreieaktuator (20, 32) innrettet til å dreie stativene (4, 24) i en retning mot holdeinnretningen (34).

6. Anordning (1) i henhold til krav 1, hvor stativene (4,24) er forsynt med en ik-ke-magnetisk kappe (81) innrettet til å kunne omslutte minst et parti av magnetstavene (8).

7. Anordning (1) i henhold til krav 6, hvor den ikke-magnetiske kappen (81) omfatter et rør (81) av et ikke-magnetisk materiale.

8. Anvendelse av anordning (1) i henhold til krav 1, hvor fluidstrømmen er en kontinuerlig fluidstrøm.

9. Anvendelse av anordning (1) i henhold til krav 1, hvor fluidstrømmen er en strøm av en borevæske.

10. Anordning (1) i henhold til krav 1, hvor det i det minste første og det andre stativet (4, 24) er forsynt med i det minste en første og en andre avskraper innrettet til å kunne fjerne magnetisk materiale (5) fra den minst første og andre magnetstaven (8).

11. Anordning (1) i følge krav 10, hvor den i det minste første og andre avskraperen utgjøres av en ring innrettet til å omslutte den i minst ene første og den minst ene andre magnetstaven (8).

12. Anordning (1) ifølge krav 1, hvor magnetstavene (8) utgjøres av permanentmagneter.

13. Anordning (1) ifølge krav 1, hvor magnetstavene (8) utgjøres av elektromagneter.

14. Fremgangsmåte for fjerning av magnetisk materiale (5) fra en fluidstrøm ved hjelp av en anordning (1) omfattende i det minste én første magnetstav (8) og idet minste én andre magnetstav (8) og hvor magnetstavene i sin aktive posisjon er omsluttet av fluidstrømmen og hvor magnetstavene i sin passive posisjon ikke er omsluttet av fluidstrømmen,karakterisertved at fremgangsmåten omfatter trinnene: - å anordne den minst ene første magnetstaven (8) i et første stativ (4) og den minst ene andre magnetstaven i et andre stativ (24); - å forskyve det første stativet (4) og det andre stativet (24) slik at magnetstavene (8) inntar en aktiv posisjon; - å vekselvis forskyve det første stativet (4) og det andre stativet (24) slik at magnetstavene (8) inntar henholdsvis en aktiv og en passiv posisjon; og - å føre magnetstavene (8) i sin passive posisjon til inngrep med en holdeinnretning (34).

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 14, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å forsyne stativet (4, 24) med en avskraper eller en ikke-magnetisk kappe (81).

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 14 og 15, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å forskyve stativet (4, 24) i en retning slik at magnetisk materiale (5) blir skrapt av magnetstavene (8) ved hjelp av avskraperen.

17. Fremgangsmåte i henhold til krav 14 og 15, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å forskyve stativet (4, 24) i en retning slik at en ikke-magnetisk kappe (81) forskyves i magnetstavenes (8) lengderetning, og slik at det magnetiske materialet (5) frigjøres fra den ikke-magnetiske kappen (81).

18. Fremgangsmåte i henhold til krav 14, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å la magnetstavene (8) utgjøres av elektromagneter.

19. Fremgangsmåte i henhold til krav 18, hvor fremgangsmåten ytterligere omfatter å deaktivere elektromagnetene når magnetstavene (8) er i sin passive posisjon.

20. Anvendelse av fremgangsmåten i henhold til hvilket som helst av kravene 14-19, der fluidstrømmen er en borevæskestrøm.