NO344243B1

NO344243B1 - Fjerning av magnetiske patikler fra fluid

Info

Publication number: NO344243B1
Application number: NO20081120A
Authority: NO
Inventors: Martin Mckenzie
Original assignee: Romar Int Ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2019-10-14
Also published as: CA2621803A1; EA200800658A1; EP1917105A1; US20130026087A1; CA2621803C; US8999159B2; WO2007023276A1; NO20081120L; AU2006283345A1; DK1917105T3; AU2006283345B2; EA013140B1; EP1917105B1; US20090200220A1; EA200900854A1; EA017472B1

Description

Oppfinnelsesområde

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat, fremgangsmåte og system for fjerning av magnetiske partikler fra en væske eller oppslemming. Oppfinnelsen finner særlig anvendelse innen olje- og gassindustrien i forbindelse med skilling av jernholdig metallspon fra lettflytende eller viskøs væskeformet boreslam.

Bakgrunn for oppfinnelsen.

Olje- og gassbrønners borehull er vanligvis foret med stålrør, normalt benevnt fôringsrør. I utviklede brønner, når olje- eller gassproduksjon faller under økonomiske produksjonsnivåer, er det ofte nyttig å utnytte i det minste en del av borehullet. For å være i stand til å gjøre dette er et alternativ å fjerne foringsrøret fullstendig. Det er imidlertid mer kostnadseffektivt simpelthen å bore ut rørledningen eller i det minste å bore et vindu i rørledningen. Vinduet kan benyttes til å la en boreenhet forlate borehullet og nå en ny del av reservoaret.

En slik metode produserer åpenbart store kvanta stålspon som primært stammer fra rørledningen. Sponen blandes under boreprosessen med store kvanta boreslam enten fra borehullet eller fra dens innføring som et smøremiddel. Typisk vil boreslam/sponblandingen inneholde et tilstrekkelig kvantum vann til å gjøre det mulig for blandingen å flyte.

På grunn av det høye stålinnhold i boreslammet når det forlater borehullet, og dets potensielle fare, delvis på grunn av skarpheten til metallpartiklene det inneholder, kan deponering eller gjenanvendelse av boreslammet være problematisk.

En metode for rensing er simpelthen å fjerne overskudd av vann fra blandingen og deretter skille de større sponstykker for hånd. Dette er åpenbart en tidkrevende og potensielt farlig skillemåte.

US3834542 og GB1203307 viser magnetiske separator og transportbånd apparater som benytter flere adskilte magneter som understøttes på en endeløs kjede.

DE19726745 beskriver en anordning for separering av partikler fra væske med et endeløst transportbånd med påsatte magnetelementer.

FR2848128 er relatert til en magnetisk slamfjerner for en sirkulerende væske, omfattende en glidende magnet på en stang. US2693979 beskriver et magnetisk verktøy med en permanentmagnet bevegelig i et hus mellom første og andre posisjoner. WO2007/0011729 omhandler et system for fjerning av metallrester fra en fluidstrøm ved bruk av magnetiske enheter omfattende en avtakbar magnetisk kjerne i en ikke-magnetisk hylse.

JP55-111303 beskriver et apparat som fjerning av jernholdige fragmenter fra et kjølemedium ved bruk av en rørformet transportør.

US5170891 omhandler en selvrensende magnetisk separator omfattende et rør med en transportørbane og en stanglignende magnet.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et apparat for skilling av de faste magnetiske eller magnetiserbare partikler fra et fluidsystem, særlig et apparat som kan anvendes innen olje- og gassindustrien.

Oppsummering av oppfinnelsen.

Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen er det frembrakt et apparat for fjerning av magnetiske partikler fra en væske eller oppslemming, hvor apparatet er kjennetegnet ved at det omfatter:

- en endeløs kjede bestående av flere enheter koblet sammen, der de flere enhetene omfatter flere magnetfeltgenererende enheter for tiltrekking av magnetiske partikler og en eller flere ikke-magnetiske enheter,

- en omsluttende anordning for å hindre kontakt av magnetiske partikler med de magnetfeltgenererende enheter,

- en drivanordning for å sirkulere den endeløse kjeden inne i den omsluttende anordning, og

- en oppsamlingsanordning for oppsamling av partiklene,

- hvori den omsluttende anordningen er et rør forbundet med den endeløse kjeden og som er innrettet for plassering i væsken eller oppslemmingen,

- hvori drivanordningen er innrettet til å sirkulere den endeløse kjeden i røret ved å trekke den endeløse kjeden gjennom røret,

- hvori de flere magnetfeltgenerende enhetene er innrettet til å rette magnetisk fluks ut av røret for å tiltrekke magnetiske partikler til utsiden av røret,

- hvori den endeløse kjeden er innrettet til å trekke de magnetiske partiklene langs utsiden av røret til oppsamlingsanordningen, og

- hvori de flere magnetfeltgenerende enhetene omfatter en eller flere grupper at to eller flere tilstøtende magnetfeltgenererende enheter forbundet med hverandre.

Apparatet frembringer en enkel og effektiv metode for skilling av de magnetiske partikler fra oppslemmingen og muliggjør lettvintere deponering eller gjenanvendelse av de magnetiske partikler.

Fortrinnsvis omfatter hver av de magnetfeltgenererende enheter en eller flere permanentmagneter, som derfor ikke gjør det nødvendig at en elektrisitetsforsyning funksjonerer. Hver av de magnetfeltgenererende enhetene omfatter dessuten fortrinnsvis èn eller flere polsko for å styre magnetenes magnetfelt. Eventuelt omfatter hver av de magnetfelt genererende enhetene en eller flere sliteplater for å redusere slitasje på magnetene eller polskoene.

Hver av de flere magnetfeltgenererende enhetene kan omfatte et par av sliteplater, hvori hver sliteplate har en diameter større enn en diameter til magneten og polskoene til den magnetfeltgenererende enheten.

Med fordel omfatter magneten eller hver magnet et hull langs dens akse for å muliggjøre festing av en forbindelsesanordning til enheten.

Apparatet kan omfatte flere endeløse kjeder og flere omsluttende anordninger, hvori de flere omsluttende anordninger er anordnet i en gruppe innrettet for plassering i væsken eller oppslemmingen,

- hvori hver omsluttende anordning er et rør forbundet med en av de flere endeløse kjedene, og

- hvori drivanordningen er innrettet til å sirkulere hver av de flere endeløse kjedene i sitt respektive rør ved å trekke hver endeløs kjede gjennom sitt tilhørende rør.

Ved å kombinere et antall omsluttende anordninger kan en større boreslamstrøm underkastes metallsponfjerning.

De innbyrdes stillinger til rørene kan justeres.

Hver av de flere magnetfeltgenerende enhetene kan omfatte et magnetisk element som er hovedsakelig sylindrisk i form.

Apparatet kan være innrettet for plassering i en kanal omfattende en strømmende væske eller oppslemming.

Apparatet kan videre være innrettet til å muliggjøre at en bredde av kanalen blir utsatt for det magnetiske feltet som er generert.

En posisjon til minst et av rørene kan være justerbar for å endre en dybde som røret strekker seg ned i væsken eller oppslemmingen.

Apparatet kan være innrettet for plassering i en kanal omfattende en strømmende væske eller oppslemming, og hvori en posisjon til rørene er justerbar for å orientere rørene for å passe til et ujevnt tverrsnitt til kanalen.

Apparatet kan videre omfatte en strekkjusteringsanordning for å justere strekket i en endeløse kjede.

Ifølge et andre aspekt ved oppfinnelsen er det frembrakt en fremgangsmåte for fjerning av magnetiske partikler fra en væske eller oppslemming. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved å omfatte:

- anvendelse av et apparat i samsvar med det som er angitt ovenfor i en væske eller oppslemming,

- å rette magnetisk fluks ut av røret for å tiltrekke magnetiske partikler til utsiden av røret,

- å drive den endeløse kjeden til å sirkulere i røret ved å trekke den endeløse kjeden gjennom røret, for derved å trekke de magnetiske partiklene langs utsiden av røret til en oppsamlingsanordning.

Fremgangsmåten kan videre omfatte at væsken eller oppslemmingen strømmer, og videre omfattende å sirkulere den endeløse kjeden i en retning som er motstående til strømningsretningen til væsken eller oppslemmingen.

Ifølge et tredje aspekt ved oppfinnelsen er det frembrakt et system for fjerning av magnetiske partikler i en strømmende væske eller oppslemming, der systemet omfatter:

- et apparat som angitt ovenfor, og

- en anordning adskilt fra apparatet i en strømningsretning, der anordningen omfatter en avlang magnetfeltgenerator og et hylster som skiller generatoren fra væsken eller oppslemmingen,

- hvori anordningen er innrettet slik at et magnetfelt generert av den avlange magnetfeltgeneratoren som går gjennom hylsteret til anordningen, forårsaker at magnetiske partikler i oppslemmingen blir trukket til anordningen og holdes tilbake på hylsteret, og

- hvori anordningen videre omfatter midler for fjerning av de tiltrukne partikler fra feltet som er generert av generatoren for å muliggjøre fjerning av partiklene fra anordningen.

Kort beskrivelse av tegningene.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til de medfølgende tegninger som ved hjelp av bare eksempler viser utførelsesformer av det metallsponfjernende apparat, hvor:

Fig 1a viser et sideriss av en første utførelsesform av det metallsponfjernende apparat.

Fig 1b viser et enderiss av det første apparat som er vist i fig 1a.

Fig 2 viser et illustrativt sideriss av utførelsesformen i fig 1a og 1b.

Fig 3a, 3b viser sideriss som er illustrative for en første utforming av utførelsesformene i fig 1.

Fig 4a, 4b viser sideriss som er illustrative for en andre utforming av utførelsesformen i fig 1.

Fig 5a- 5e viser diagrammer av magnetelementer og anordninger for sammenføyning av elementene.

Fig 6a, 6b viser detaljside- og enderiss for en drivanordning for anvendelse i apparatet.

Fig 7 viser to utforminger av den andre utførelsesform av det metallsponfjernende apparat.

Fig 8a- 8d viser utformingene av apparatet i fig 7 i bruk.

Fig 9 viser et ytterligere eksempel på den andre utførelsesform av det metallsponfjernende apparat.

Fig 10 viser en oppstilling av metallsponfjernende apparater ifølge den andre utførelsesform.

Fig 11A, 11B viser to orienteringer for magneter i den andre utførelsesform. Fig 12 viser et ytterligere apparat for anvendelse i utførelsesformen i fig 1.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen.

Innledningsvis under henvisning til fig 1 og 2 viser disse et overblikk av et apparat som kombinerer to utførelsesformer av oppfinnelsen for anvendelse som en metallsponfjerner som fjerner metallspon fra et boreslam. I fig 1 skal metallspon fjernes fra boreslam som flyter fra høyre mot venstre tvers over figuren. Det viste apparat omfatter to distinkte seksjoner som samvirker for fjerning av maksimal prosentandel metallspon. I den første seksjon ledes boreslammet rundt en serie stålrør 11 i et apparat 10 hvor det i rørene 11 sirkuleres en endeløs kjede magneter som beveger seg i den motsatte retning av strømmen av boreslammet. I den andre seksjon passerer boreslammet en serie statiske magneter 13 hvor magnetene 13 fjerner eventuelt metallsponen som ikke er blitt fanget opp i den første seksjon.

Fig 2 viser et skjematisk riss av apparatet 10 og viser en serie magneter 21 som er sammenføyd til en endeløs kjede som trekkes gjennom et stålrør 22a. Drivkraft for bevegelsen av magnetene 21 frembringes ved hjelp av en roterende drivmekanisme 23. Metallspon som trekkes mot magnetene 21 holdes an mot yttersiden av stålrøret 22a og trekkes med magnetene 21 langs røret 22a. Til slutt hindres metallspon i å bevege seg videre langs røret 22a ved hjelp av en krage 24 som er anbrakt tvers over røret 22a. Når magnetene 21 fortsetter gjennom røret fjernes derfor den magnetiske kraft som holder metallsponen an mot røret 22a, og metallsponen faller inn i en oppsamlingsrenne 25. Apparatet 10 er vist mer detaljert i fig 1 og omfatter en serie magneter 21 som er sammenføyd under dannelse av en kjede 12. Kjeden 12 trekkes gjennom røret 22a ved hjelp av en drivanordning 26 som er montert på en støtteramme 27. Drivkraft til drivanordningen 26 frembringes ved hjelp av en motor 28 som driver en aksel 29, som er montert i lagre 30 som det er montert et drivgir 31 på. Drivgiret 31 omfatter en serie skovler eller fremspring 32 for inngrep med kjeden 12 med magneter som transporterer kjeden 12 gjennom røret 22a.

I fig 1b er det vist et apparat som har fire magnetiske kjeder og rør 22a- d montert ved siden av hverandre for å gjøre det mulig for bredden av kanalen 33, som bærer boreslammet, å utsettes for magnetfeltene som genereres. Hele boreslamvolumet utsettes derfor for magnetfelt for fjerning av metallsponen. Som det kan sees av fig 1b er drivgir som er knyttet til kjedene montert rundt en felles akse. Dessuten oppsamles metallspon som samles opp fra hvert rør i den felles renne 25. Arrangementet ovenfor gjør det mulig å anvende apparatet i boreslamkanaler med forskjellig tverrsnittsform. Dette er vist i fig 3 og 4.

I fig 3a, 3b har kanalen 33 rektangulært tverrsnitt, og stålrørene 34a- d er innstilt i forhold til hverandre slik at det laveste punkt av hvert rør 34a- d er i stort sett samme avstand fra kanalen 33 som dets nabo. I fig 4a, 4b er kanalen 43 dypere på en side. Ved å vippe drivanordningen som er knyttet til visse av rørene 44a- d kan rørene senkes ytterligere inn i kanalen slik at metallspon ikke slipper under røret. Siderisset av rørene i fig 4a viser den ikke- overlappende stilling av rørene.

Det er åpenbart for en fagmann at på denne måte kan kanaler av forskjellig tverrsnittsform til den som er eksemplifisert ordnes ved hjelp av apparatet.

Når det gjelder den magnetiske kjede er denne vist mer detaljert i fig 5a- d.

Grunnenheten for kjeden er vist i fig 5a- c og omfatter en magnet med anordninger for kopling av denne til nabomagneter.

Den magnetiske grunnenhet omfatter et stort sett sylindrisk magnetisk element eller magnet 50 dannet av en overgangsmetallmagnet som har et sylindrisk hull henover dens akse. Polsko 51a, 51b er festet til magnetens 50 ende. Polskoene 51a, 51b er dannet av mykt jern og funksjonerer slik at magnetisk fluks styres ut av røret for å lette tiltrekning av metallspon i boreslamstrømmen. Sliteplater 52a, 52b, som er bestandige mot slitasje, er festet til hver polsko 51a, 51b. Som det kan sees av figurene er sliteplatenes 52a, 52b diameter større enn diameteren til magneten 50 og polskoene 51 for å sikre at sliteplatene 52a, 52b slites bort ofrende. Elementene 50, 51 og 52 kan fjernes hurtig og erstattes med en tilsvarende enhet når det er nødvendig.

For å muliggjøre festing av magnetene til hverandre er enheten i en første ende utstyrt med en hunnsjakkel 57 og i en andre ende med en motsvarende hannsjakkel 58. For å sikre at hunnenheten blir værende sammenføyd er det tvers over enheten festet en tapp 53 som rager gjennom hullene i magneten 50, polskoene 51a, 51b og sliteplatene 52a, 52b. En skrue eller bolt er ført gjennom hullene 54, 55 i hver sjakkel 57, 58 og gjennom tappen 53.

For å kople tilgrensende magneter flukter derfor sjakkelen på hver nabomagnetenhet, med motsatte poler opptil hverandre, og er festet til hverandre, noe som gjør det mulig for enhetene å dreie i forhold til hverandre. Tilstrekkelig antall enheter er koplet sammen for til slutt å danne en endeløs kjede som rager gjennom og er omsluttet nesten fullstendig av stålrøret.

I anvendelsene har det vist seg at det er nødvendig å utvise forsiktighet for å frembringe brudd i magnetfeltet for å gjøre det mulig å frigjøre metallsponen fra røret, for å gjøre det mulig å holde yttersiden av røret 22 rundt området for kragen 24 fritt for metallspon. En løsning på dette problem er å erstatte magneten i alternative ledd med et falskt, umagnetisk element 56. Når kjeden beveger seg gjennom røret er området rundt kragen 24 derfor periodevis utsatt for magnetfelter som ikke er sterke nok til å holde tilbake metallsponen, noe som gjør det mulig for metallsponen å falle inn i oppsamlingsrennen 25. Det vil være åpenbart at svekking av feltet kan oppnås på flere måter.

For eksempel er en lignende måte til utførelsesformen som er beskrevet ovenfor at hver tredje, fjerde etc magnet kan utelukkes. Alternativt eller i tillegg kan avstanden mellom magneter økes.

Selv om det har vist seg fordelaktig å inkludere mellomrom i feltet er det ikke essensielt, og mengden metallspon i krageområdet kan tillates å bygge seg opp inntil dets egen vekt forårsaker at en del av mengden av massen som har byget seg opp faller inn i rennen.

Fig 5e viser en alternativ, mer bøyelig forbindelsesanordning 59 mellom tilgrensende magneter, noe oms muliggjør krumning av kjeden på to steder.

En drivmekanisme for kjeden som inneholder magnetenhetene i fig 5a- 5d er vist i fig 6a, 6b, som viser en drivhodemontasje. Et drivhjul 60 er montert på en roterbar aksel 61. Magneten holdes mellom drivhjulets 60 tenner 62, og når hjulet 60 roterer drives derfor den endeløse kjede av magneter rundt røret 22. Løsgjøring av en mutter 63 muliggjør rotasjon av montasjen rundt akselen 61 for å forandre orienteringen av stålrøret 22 på den måte som er beskrevet ovenfor. Etter at røret 22 er i den nødvendige orientering kan mutteren 63 trekkes til. Strekking av kjeden av magneter kan oppnås ved anvendelse av en strekkjusteringsanordning 64. Denne beveger drivgiret effektivt slik at den totale lengde av banen som følges av kjeden gjøres lenger eller kortere.

I bruk er støtterammen derfor anbrakt over kanalen som boreslammet som inneholder metallsponen må flyte gjennom. Drivmekanismen og stålrørene som de magnetiske kjeder trekkes gjennom er anbrakt på støtterammen slik at stålrørenes basis som styrer kjeden er nær bunnen av kanalen og tilstrekkelig atskilt til at avstanden mellom rørene er liten nok til at hele bredden av boreslammet i kanalen utsettes for et magnetfelt. Om nødvendig kan et rør vippes for at rørets utforming skal føye seg etter formen på kanalen. Dessuten flukter rørene slik at bevegelsen av kjeden inne i røret er motsatt strømmen av boreslammet i rørseksjonen under slamoverflaten.

Deretter aktiveres drivanordningen, noe som sirkulerer den magnetiske kjede inne i røret. Boreslammet får flyte inne i kanalen. Når boreslammet flyter forbi rørene trekkes metallspon til røret og bæres på grunn av kjedens sirkulasjon ut av boreslammet langs yttersiden av røret inntil den danner anlegg mot kragen 24.

Når et magnetelement 50 i kjeden sammen med metallsponpartiklene trekkes til av det element 50 som sirkulerer forbi kragen 24, svekkes magnetfeltet som holder metallsponpartiklene tilbake, og metallsponpartiklene faller fra røret inn i en oppsamlingsrenne. Ved anvendelse av apparatet ovenfor og et typisk metallsponholdig boreslam er ca 3640- 4550 liter boreslam blitt bearbeidet med en ytelse på ett tonn/time metallspon.

Den andre seksjon av apparatet som er vist i fig 1 er vist i fig 7. I fig 7 omfatter en stang 70 et utvendig, rørformet stålhylster 71 som er lukket i den i bruk nedre ende for å hindre inntrengning av vann i det rørformete hylster 71. Inne i hylsteret 71 er det glidbart montert en sylindrisk magnet 72 som er i stand til å bevege seg fra en nedre stilling i bruk (venstre riss) til en opphøyd rensestilling (høyre riss). Magneten 72 omfatter alternerende magneter 77 av typen av sjeldne jordmetaller og polsko 78 av mykt jern, igjen for å tvinge flukslinjene på utsiden av hylsteret 71. I denne seksjon er magnetene 77 orientert i N-N,S-S-forhold med nabomagneter. Som det kan sees av fig 7 er magnetens høyde omtrent halvparten av hylsterets 71. En akselstang 73 er montert i dens første ende til magnetens 72 øvre ende og rager gjennom hylsterets 71 øvre, åpne ende. En pakning holdes i den åpne ende for å hindre vanninnstrømning. Akselens 73 andre ende omfatter et håndtak 74 for betjening av stangen 70.

Stangen 70 omfatter videre en metallsponstopper 75 i form av en ring som er montert rundt yttersiden av hylsteret 71 og i høyde med toppen av magneten 72 når magneten 72 er i dens nedre stilling. En støtte 76 gjør det mulig å holde stangen 70 i stilling i kanalen ved hjelp av en egnet ramme. I bruk anbringes derfor stangen eller serien av stenger 70 i kanalen. Magneten 72 senkes ned inne i hylsteret 71 ved betjening av metallsponstangen 73. Strømmen av boreslam inne i kanalen påbegynnes, og når boreslammet flyter rundt stangen 70 trekkes metallspon i boreslammet til hylsteret 71 og holdes der av magneten 72. Når tilstrekkelig metallspon er blitt oppsamlet, løftes stangen 70 ut av boreslamstrømmen. Håndtaket 72 anvendes til å trekke magneten 72 fra en ende av hylsteret 71 til den annen. Når dette opptrer trekkes den oppsamlede metallspon langs hylsteret inntil den når stopperen 75. Til slutt, når hele magneten 72 er trukket tilbake over nivået for stopperen 75, faller metallsponen av, fortrinnsvis inn i en egnet oppsamlingsbeholder.

Fig 8a- 8d viser en alternativ utførelsesform som omfatter en serie stenger 80, som er festet til et rammeverk 81. Stengene 80 omfatter et utvendig hylster fremstilt av stål. Hylsteret rommer en serie magneter, stasjonære i stilling, og atskilt med polsko slik som beskrevet ovenfor. Magnetene kan orienteres i forhold til en nabomagnet i en N-S, N-N eller S-S- stilling. Rammeverket 89 er spesielt utformet for kanalen 82 hvori boreslammet flyter og er slik at stengene 80 følger kanalens 82 konturer. I bruk løftes rammeverket 81 etter at stengene 80 har samlet opp tilstrekkelig metallspon ut av kanalen 82, og metallsponen fjernes, vanligvis for hånd. Rammeverket 81 kan deretter settes tilbake i kanalen.

En ytterligere utførelsesform av stengene som er vist i fig 7 er vist i fig 8. En stang 100 er utformet for å være selvrensende, noe som igjen minimaliserer operatørtid som må vies vedlikehold. Stangen 100 omfatter en sentral aksel 101, som inneholder en serie magneter som er sammenføyd på samme måte som magnetene i utførelsesformen i fig 7. Stangen 100 omfatter dessuten en spiral 102 som er viklet om akselen 101. Spiralens 102 innerflate er i berøring med overflaten av akselen 101. Spiralen 102 er roterbart montert, og dens bevegelse rundt akselen 101 drives av en motor 103, som driver spiralen 102 i den angitte retning. Spiralen funksjonerer derfor på samme måte som en konvensjonell naver.

Slik det vil bli oppfattet vil derfor enhver metallspon som trekkes til magnetene i akselen 101 bli skjøvet av spiralen 102 opp akselen 101 mot motoren 103. Til slutt når metallsponen den øvre halvdel av akselen 101 reduseres til slutt den magnetiske tiltrekning som utøves av magnetene i akselen 101 på metallsponen inntil kraften er utilstrekkelig til å holde tilbake metallsponen, og den faller fra stangen 100. Stangen 100 er orientert ca 45 grader med horisontalen for å sikre at når metallsponen frigjøres fra stangen, faller den ikke tilbake ned stangen 100, men faller i stedet for inn i et oppsamlingselement (ikke vist).

I fig 10 er det vist en oppstilling av stenger 110 som er vist i fig 9. Oppstillingen omfatter fire stenger 110 (som er ifølge den ovenfor beskrevne stang 100) som er montert sammen og anbrakt i en vertikal orientering i en kanal (ikke vist), hvori det flyter boreslam som metallspon skal fjernes fra. Oppstillingen har en ytterligere stang 104 som også er av den samme type som stangen 100 og som er orientert horisontalt. Stangen 104 er plassert slik at de magnetiske elementer i stangen 110 er tilstrekkelig nær de umagnetiske områder i de vertikalt orienterte stenger 100 til å fjerne enhver metallspon fra disse områder av de vertikalt orienterte stenger 100.

I bruk transporteres derfor metallspon som er fjernet fra boreslamstrømmen ved hjelp av stengene 110 ved hjelp av spiralen 102 opp stangens 110 aksel 101. Til slutt transporteres metallsponen inn i stengenes 110 umagnatiske område. Her trekkes metallsponen til stangens 104 magnetiske område. Herfra transporteres metallsponen langs stangen 104 ved hjelp av spiralen 102 i retning mot motoren 105. Metallspon transporteres til stangens 104 umagnetiske område, hvorfra den faller under gravitasjon og kan samles opp i en egnet beholder.

Fig 11A, 11B beskriver to orienteringer for magneter som er rommet inne i stenger. I fig 11A har en magnet 120 en nordpol som går langs en side av lengden av en innvendig kjerne 121 i stangen 122. Som det kan sees av tverrsnittet av denne stang går den resulterende magnetiske fluks bort fra stangen og er symmetrisk tvers over planet som går fra nordpolen til sydpolen. I arrangementet som er vist i fig 11B er magneter 125 anordnet på en stablet måte, noe som gir en serie alternerende poler 126. Som det kan sees av snittet som er tatt gjennom stabelen av magneter, som er vist under hovedtegningen av stangen, i dette spesielle arrangement hjelper den magnetiske fluks til bevegelse av metallspon langs stangen hvor flukslinjer forbinder tilgrensende magneter.

I en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen, som vist i fig 1a, kan de to ovenfor beskrevne utførelsesformer anvendes sammen med hverandre. I denne utførelsesform anvendes det ovenfor beskrevne apparat som omfatter en endeløs kjede oppstrøms for stengene, hvorved stengene anvendes effektivt for oppsamling av metallspon som kjedeapparatet har gått glipp av.

Fig 12 viser en ytterligere utførelsesform av et apparat som omfatter en endeløs kjede, hvor apparatet er spesielt utformet for anvendelse der hvor plassen for kjeden til å dreie er begrenset og banen som beskrives av kjeden omfatter områder med høy krumning. I tillegg til de ovenfor beskrevne trekk omfatter apparatet en girmekanisme 130 som skal hjelpe motoren (fig 1, 28) til å sirkulere kjeden og til å sikre at strekket i kjeden blir værende passende.

I en alternativ, ikke vist, utførelsesform kan metallsponen fjernes fra stålrøret ved hjelp av en børsteanordning. En slik børsteanordning er særlig egnet for anvendelse der hvor magnetfeltet som genereres av den magnetiske kjede er nokså kontinuerlig og i det minste tilstrekkelig til å holde metallsponen an mot røret i området ved kragen.

Det vil forstås at det i utførelsesformene i fig 7- 11 hvor det anvendes de statiske magneter og utførelsesformen som omfatter de bevegende magneter kan anvendes uavhengig av hverandre. I noen situasjoner er arrangementet med de mer bærbare statiske magneter lettere å anvende og vedlikeholde, mens i andre vil arrangementet med bevegelig magnet være mer egnet.

Det vil selvfølgelig forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset til de spesifikke detaljer som er beskrevet her og som bare er gitt som eksempel og at forskjellige modifikasjoner og alternativer er mulige innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims

Patentkrav

1. Apparat (10) for fjerning av magnetiske partikler fra en væske eller oppslemming, karakterisert ved at apparatet (10) omfatter:

- en endeløs kjede (12) bestående av flere enheter koblet sammen, der de flere enhetene omfatter flere magnetfeltgenererende enheter (21) for tiltrekking av magnetiske partikler og en eller flere ikke-magnetiske enheter,

- en omsluttende anordning (22a-22d) for å hindre kontakt av magnetiske partikler med de magnetfeltgenererende enheter (21),

- en drivanordning (26) for å sirkulere den endeløse kjeden (12) inne i den omsluttende anordning (22a-22d), og

- en oppsamlingsanordning (25) for oppsamling av partiklene,

- hvori den omsluttende anordningen (22a-22d) er et rør (22a-22d) forbundet med den endeløse kjeden (12) og som er innrettet for plassering i væsken eller oppslemmingen,

- hvori drivanordningen (26) er innrettet til å sirkulere den endeløse kjeden (12) i røret (22a-22d) ved å trekke den endeløse kjeden (12) gjennom røret (22a-22d),

- hvori de flere magnetfeltgenerende enhetene er innrettet til å rette magnetisk fluks ut av røret (22a-22d) for å tiltrekke magnetiske partikler til utsiden av røret (22a-22d),

- hvori den endeløse kjeden (12) er innrettet til å trekke de magnetiske partiklene langs utsiden av røret (22a-22d) til oppsamlingsanordningen (25), og - hvori de flere magnetfeltgenerende enhetene omfatter en eller flere grupper at to eller flere tilstøtende magnetfeltgenererende enheter forbundet med hverandre.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at hver av de magnetfeltgenererende enheter (21) omfatter en eller flere permanentmagneter (50).

3. Apparat i samsvar med krav 2, karakterisert ved at hver av de magnetfeltgenererende enheter omfatter en eller flere polsko (51) for å rette det magnetiske feltet til den ene eller flere permanentmagneter (50).

4. Apparat i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at hver av de magnetfeltgenererende enheter (21) omfatter en eller flere sliteplater (52) for å redusere slitasje på en magnet eller en polsko.

5. Apparat i samsvar med krav 4 når avhengig av krav 3, karakterisert ved at hver av de flere magnetfeltgenererende enhetene omfatter et par av sliteplater (52), hvori hver sliteplate har en diameter større enn en diameter til magneten (50) og polskoene (51) til den magnetfeltgenererende enheten (21).

6. Apparat i samsvar med et av kravene 2- 5, karakterisert ved at den ene eller flere permanentmagneter (50) omfatter et hull langs dens akse.

7. Apparat i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved å omfatte flere endeløse kjeder og flere omsluttende anordninger, hvori de flere omsluttende anordninger er anordnet i en gruppe innrettet for plassering i væsken eller oppslemmingen,

- hvori hver omsluttende anordning er et rør (22a-22d) forbundet med en av de flere endeløse kjedene (12), og

- hvori drivanordningen (26) er innrettet til å sirkulere hver av de flere endeløse kjedene (12) i sitt respektive rør (22a-22d) ved å trekke hver endeløs kjede (12) gjennom sitt tilhørende rør (22a-22d).

8. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at de innbyrdes stillinger til rørene (22a-22d) kan justeres.

9. Apparat i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at hver av de flere magnetfeltgenerende enhetene (21) omfatter et magnetisk element (50) som er hovedsakelig sylindrisk i form.

10. Apparat i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved å være innrettet for plassering i en kanal (33,43) omfattende en strømmende væske eller oppslemming.

11. Apparat i samsvar med krav 10, karakterisert ved å være innrettet til å muliggjøre at en bredde av kanalen (33,43) blir utsatt for det magnetiske feltet som er generert.

12. Apparat i samsvar med et av kravene 7-11, karakterisert ved at en posisjon til minst et av rørene (22a-22d) er justerbar for å endre en dybde som røret strekker seg ned i væsken eller oppslemmingen.

13. Apparat i samsvar med et av kravene 10-12, karakterisert ved at apparatet er innrettet for plassering i en kanal (43) omfattende en strømmende væske eller oppslemming, og hvori en posisjon til rørene (22a-22d) er justerbar for å orientere rørene for å passe til et ujevnt tverrsnitt til kanalen.

14. Apparat i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved å videre omfatte en strekkjusteringsanordning (64) for å justere strekket i en endeløse kjede.

15. Fremgangsmåte for fjerning av magnetiske partikler fra en væske eller oppslemming, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter:

- anvendelse av et apparat i samsvar med et eller flere av kravene 1-14 i en væske eller oppslemming,

- å rette magnetisk fluks ut av røret (22a-22d) for å tiltrekke magnetiske partikler til utsiden av røret,

- å drive den endeløse kjeden (12) til å sirkulere i røret (22a-22d) ved å trekke den endeløse kjeden (12) gjennom røret, for derved å trekke de magnetiske partiklene langs utsiden av røret til en oppsamlingsanordning (25).

16. Fremgangsmåte i samsvar med krav 15, karakterisert ved at væsken eller oppslemmingen strømmer, og videre omfattende å sirkulere den endeløse kjeden (12) i en retning som er motstående til strømningsretningen til væsken eller oppslemmingen.

17. System for fjerning av magnetiske partikler i en strømmende væske eller oppslemming, karakterisert ved at systemet omfatter:

- et apparat (10) i samsvar med et eller flere av kravene 1-14, og

- en anordning (70) adskilt fra apparatet (10) i en strømningsretning, der anordningen omfatter en avlang magnetfeltgenerator (72) og et hylster (71) som skiller generatoren (72) fra væsken eller oppslemmingen,

- hvori anordningen er innrettet slik at et magnetfelt generert av den avlange magnetfeltgeneratoren (72) som går gjennom hylsteret (71) til anordningen, forårsaker at magnetiske partikler i oppslemmingen blir trukket til anordningen (70) og holdes tilbake på hylsteret (71), og

- hvori anordningen videre omfatter midler (24) for fjerning av de tiltrukne partikler fra feltet som er generert av generatoren (72) for å muliggjøre fjerning av partiklene fra anordningen (70).