RU2036161C1

RU2036161C1 - Magnetic hydrodynamic activator

Info

Publication number: RU2036161C1
Authority: RU
Inventors: Борис Александрович Амбарнов; Юрий Алексеевич Курников; Иван Федорович Концур; Александр Васильевич Паневник; Владимир Петрович Здрок
Original assignee: Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: magnetic system is mounted inside a housing. The system has magnetic and pole ring members and central magnetic conductor wherein a passage is made. The passage is ended with a nozzle which faces the magnetic shield positioned from the side of the entrance to the working space of the magnetic system. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для магнитной обработки жидкостей и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, например, при цементировании обсадных колонн. The invention relates to devices for magnetic processing of liquids and can be used in the oil and gas industry, for example, when cementing casing strings.

Известен аппарат для магнитной обработки жидкостей, содержащий корпус с размещенными по оси магнитными и полюсными элементами и центральный магнитопровод [1] Аппарат осуществляет обработку жидкости магнитным полем. A known apparatus for magnetic processing of liquids, comprising a housing with axially arranged magnetic and pole elements and a central magnetic circuit [1] The apparatus carries out the processing of liquids by a magnetic field.

В случае, если характеристики потока отличаются от рекомендуемых, обработка будет малоэффективной и не принесет ожидаемого результата. If the flow characteristics differ from the recommended ones, the processing will be ineffective and will not bring the expected result.

Известно также устройство для магнитной обработки водно-дисперсных систем, содержащее корпус с магнитной системой в виде постоянных кольцевых магнитов, размещенных в корпусе с образованием рабочего зазора и трубчатого магнитопровода [2]
В устройстве использован внешний трубчатый магнитопровод, который при осевом перемещении позволяет изменять напряженность магнитного поля в рабочем зазоре устройства. Использование устройства на линиях с большой подачей водно-дисперсной среды не эффективно, так как увеличение рабочего зазора приводит к падению напряженности магнитного поля в рабочем зазоре устройства.Also known is a device for the magnetic treatment of water-dispersed systems, comprising a housing with a magnetic system in the form of permanent ring magnets placed in the housing with the formation of a working gap and a tubular magnetic circuit [2]
The device uses an external tubular magnetic circuit, which during axial movement allows you to change the magnetic field in the working gap of the device. Using the device on lines with a large supply of water-dispersed medium is not effective, since an increase in the working gap leads to a decrease in the magnetic field strength in the working gap of the device.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки за счет комбинированной гидродинамической и магнитной активации. The aim of the invention is to increase the processing efficiency due to the combined hydrodynamic and magnetic activation.

Цель достигается тем, что по оси устройства внутри магнитной системы размещен трубчатый магнитопровод, ограничивающийся конической насадкой, обращенной к магнитному экрану, расположенному со стороны входа в рабочий зазор магнитной системы. Такое выполнение устройства позволяет совершать совместную гидродинамическую и магнитную обработку потока. The goal is achieved by the fact that a tubular magnetic circuit is placed along the axis of the device inside the magnetic system, limited by a conical nozzle facing the magnetic screen located at the entrance to the working gap of the magnetic system. This embodiment of the device allows for the combined hydrodynamic and magnetic processing of the stream.

От конструкции прототипа предлагаемое устройство отличается тем, что по оси устройства внутри магнитной системы размещен трубчатый магнитопровод, наличием конической насадки и магнитного экрана. Коническая насадка расположена на центральном трубчатом магнитопроводе и обращена к магнитному экрану. The proposed device differs from the prototype design in that a tubular magnetic circuit is placed along the axis of the device inside the magnetic system, with a conical nozzle and a magnetic screen. The conical nozzle is located on the central tubular magnetic circuit and faces the magnetic screen.

Магнитный экран, расположенный со стороны входа в рабочий зазор магнитной системы, принимает на себя энергию струи обрабатываемого потока и позволяет осуществлять комбинированную обработку. Наличие магнитного экрана и насадки повышает эффективность обработки за счет гидродинамического эффекта. Расположение насадки и экрана со стороны входа в рабочий зазор магнитной системы позволяет уменьшить осевые размеры устройства. The magnetic screen, located on the side of the entrance to the working gap of the magnetic system, takes on the energy of the jet of the processed stream and allows for combined processing. The presence of a magnetic screen and nozzle increases the processing efficiency due to the hydrodynamic effect. The location of the nozzle and the screen from the entrance to the working gap of the magnetic system allows to reduce the axial dimensions of the device.

На фиг. 1 показан магнитный гидродинамический активатор в разрезе; на фиг. 2 схема обвязки активатора. In FIG. 1 shows a sectional magnetic hydrodynamic activator; in FIG. 2 diagram of the strapping of the activator.

Магнитный гидродинамический активатор состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором размещены магнитные 2 и полюсные 3 кольцевые элементы, магнитный плоский экран 4 и центральный магнитопровод 5. В центральном магнитопроводе 5 выполнен канал 6, оканчивающийся конической насадкой 7, обращенной к магнитному экрану 4. Магнитная система размещена в немагнитной втулке 8. Магнитопровод 5 и внутренняя поверхность магнитных 2 и полюсных 3 элементов образуют рабочий зазор 9 магнитной системы. Магнитный экран 4 и насадка 7 расположены со стороны входа в рабочий зазор 9. Такое размещение элементов активатора позволяет, во-первых, сформировать рабочий зазор 9, в котором происходит процесс магнитной обработки, а во-вторых, уменьшить осевые габариты активатора в целом. В осевом направлении магнитная система фиксируется крышкой 10. Центральный магнитопровод крепится в крышке 11. Для присоединения к трубопроводу, подающему цементный раствор, на входной стороне корпуса 1 выполнена резьба. Выход цементного раствора осуществляется через отверстие 12. Для возможности проведения цементирования без обработки раствора предусмотрено отверстие 13. Установка магнитного экрана 4 в крышке 10 позволяет с помощью резьбового соединения изменять расстояние между насадкой 7 и экраном 4 для достижения максимального гидродинамического эффекта. Подвод цементного раствора к активатору 14 (фиг. 2) осуществляется по трубопроводу 15. Для возможности закачки цементного раствора в скважину 16 без осуществления обработки, схема обвязки включает клапан с предохранительной мембраной 17, задвижки 18, 19 и 20 и трубопровод 21. Такая схема обвязки активатора 14 выполнена для возможности осуществления закачки цементного раствора в скважину 16 без остановки процесса цементирования в случае закупорки отверстия конической насадки активатора. Для продавки цементного раствора в скважину 16 служит трубопровод 22. The magnetic hydrodynamic activator consists of a cylindrical body 1, in which there are magnetic 2 and pole 3 ring elements, a magnetic flat screen 4 and a central magnetic circuit 5. In the central magnetic circuit 5, a channel 6 is made, ending in a conical nozzle 7 facing the magnetic screen 4. Magnetic system placed in a non-magnetic sleeve 8. The magnetic circuit 5 and the inner surface of the magnetic 2 and pole 3 elements form a working gap 9 of the magnetic system. The magnetic screen 4 and the nozzle 7 are located on the side of the entrance to the working gap 9. This arrangement of the activator elements allows, firstly, to form the working gap 9, in which the magnetic processing takes place, and secondly, to reduce the axial dimensions of the activator as a whole. In the axial direction, the magnetic system is fixed by the cover 10. The central magnetic circuit is mounted in the cover 11. To connect to the pipeline supplying cement mortar, a thread is made on the input side of the housing 1. The output of the cement mortar is through the hole 12. To allow cementing without processing the mortar, a hole 13 is provided. Installing a magnetic screen 4 in the cover 10 allows using a threaded connection to change the distance between the nozzle 7 and the screen 4 to achieve maximum hydrodynamic effect. The cement mortar is supplied to the activator 14 (Fig. 2) through the pipe 15. To enable cement mortar to be pumped into the well 16 without processing, the piping scheme includes a valve with a safety membrane 17, valves 18, 19 and 20 and pipe 21. Such a piping scheme activator 14 is made to enable the injection of cement into the well 16 without stopping the cementing process in case of blockage of the cone nozzle of the activator. To push the cement into the well 16 is a pipe 22.

Магнитный гидродинамический активатор работает следующим образом. Задвижки 18 и 19 открывают (фиг. 2), а задвижку 20 закрывают и подают цементный раствор от цементировочного агрегата через трубопровод 15 и активатор 14 в скважину 16. В случае закупорки отверстия в конической насадке давление в системе возрастает, происходит разрыв предохранительной мембраны 17 и раствор, двигаясь по трубопроводу 21, поступает в отверстие 13 (фиг. 1) активатора и, далее, минуя магнитную систему, через отверстие 12 (фиг. 1) выходит из активатора и попадает в скважину. После закачки цементного раствора в скважину 16 (фиг. 2) задвижки 18 и 19 закрывают, задвижку 20 открывают и по трубопроводу 22 осуществляют закачку в скважину 16 продавочный раствор. Magnetic hydrodynamic activator operates as follows. The valves 18 and 19 are opened (Fig. 2), and the valve 20 is closed and cement mortar is supplied from the cementing unit through a pipe 15 and an activator 14 into the well 16. In the event of a blockage in the conical nozzle, the pressure in the system increases, the safety membrane 17 ruptures and the solution, moving through the pipeline 21, enters the hole 13 (Fig. 1) of the activator and, then, bypassing the magnetic system, through the hole 12 (Fig. 1) leaves the activator and enters the well. After the cement slurry is injected into the well 16 (Fig. 2), the valves 18 and 19 are closed, the valve 20 is opened and the squeezing solution is pumped into the well 16 through a pipe 22.

Двигаясь в канале 6 центрального магнитопровода 5 (фиг. 1), цементный раствор, выходя из конической насадки 7, с большей скоростью ударяется о магнитный экран 4. При этом происходит гидродинамическая активация цементного раствора. Ударяясь о магнитный экран 4, струя цементного раствора растекается в радиальном направлении, изменяет направление движения и попадает в рабочий зазор 9 магнитной системы. Магнитная обработка раствора начинается при контакте струи с магнитным экраном 4 и продолжается в рабочем зазоре 9. Двигаясь в рабочем зазоре 9, цементный раствор через отверстие 12 выводится из активатора и подается в скважину. Moving in the channel 6 of the central magnetic circuit 5 (Fig. 1), the cement mortar, leaving the conical nozzle 7, strikes the magnetic shield 4 with greater speed. In this case, the hydrodynamic activation of the cement mortar occurs. Hitting the magnetic screen 4, the stream of cement slurry spreads in the radial direction, changes the direction of movement and falls into the working gap 9 of the magnetic system. Magnetic treatment of the mortar begins when the jet contacts the magnetic screen 4 and continues in the working gap 9. Moving in the working gap 9, the cement mortar through the hole 12 is removed from the activator and fed into the well.

Технико-экономическая эффективность от использования активатора достигается за счет повышения эффективности обработки цементного раствора и увеличения прочностных показателей цементного камня. Повышение качества цементирования увеличивает межремонтный период работы скважины, повышает ее производительность и долговечность. Technical and economic efficiency from the use of the activator is achieved by increasing the efficiency of processing cement mortar and increasing the strength characteristics of cement stone. Improving the quality of cementing increases the overhaul period of the well, increases its productivity and durability.

Claims

MAGNETIC HYDRODYNAMIC ACTIVATOR, comprising a housing with magnetic and pole elements arranged along the axis, a tubular magnetic circuit, characterized in that, in order to increase the processing efficiency due to the combined hydrodynamic and magnetic activation, it is equipped with a magnetic screen, while the tubular magnetic circuit is located inside the magnetic system by the axis of the device with the formation of a working gap and is equipped with a conical nozzle located at its end facing the magnetic screen, which is located on the input side and in the working gap of the magnetic system.