RU2169033C1 - Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures - Google Patents
Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2169033C1 RU2169033C1 RU2000107996/12A RU2000107996A RU2169033C1 RU 2169033 C1 RU2169033 C1 RU 2169033C1 RU 2000107996/12 A RU2000107996/12 A RU 2000107996/12A RU 2000107996 A RU2000107996 A RU 2000107996A RU 2169033 C1 RU2169033 C1 RU 2169033C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- annular
- magnetic circuit
- housing
- ring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для магнитной активации жидких сред, в частности водных систем (суспензий, эмульсий, коллоидных растворов), и может быть использовано в нефтяной и нефтегазовой промышленности для предотвращения отложений органических и неорганических веществ на внутренних поверхностях насосно-компрессорного оборудования, используемого как при обработке продукции скважин, так и при подготовке воды для нагнетательных скважин. The invention relates to devices for the magnetic activation of liquid media, in particular aqueous systems (suspensions, emulsions, colloidal solutions), and can be used in the oil and oil and gas industry to prevent deposits of organic and inorganic substances on the internal surfaces of tubing used as processing of well products, and in the preparation of water for injection wells.
Известно устройство для магнитной обработки жидких сред (см. авторское свидетельство SU 177812 A (А. Ф. Касимов и др.), 14.02.68, E 21 В 43/12), содержащее диамагнитный кожух, внутри которого на соединительном стержне размещены катушки электромагнитов, диамагнитные втулки, чередующиеся с указанными катушками вдоль оси стержня, и источник питания, подключенный к катушкам электромагнитов. Стержень закреплен в опоре, установленной в зазоре между трубами, выполненными из магнитомягкого материала. A device is known for magnetic processing of liquid media (see copyright certificate SU 177812 A (A.F. Kasimov et al.), 02/14/68, E 21 B 43/12), containing a diamagnetic casing, inside which electromagnet coils are placed on the connecting rod , diamagnetic bushings alternating with the indicated coils along the axis of the rod, and a power source connected to the coils of the electromagnets. The rod is fixed in a support installed in the gap between the pipes made of soft magnetic material.
Недостатком описанного устройства является низкая эффективность обработки жидких сред магнитным полем, в связи с тем, что использование автономного источника питания не позволяет достичь в рабочем зазоре напряженности магнитного поля, достаточной для эффективной магнитной обработки жидких сред. Кроме того, известное устройство имеет большой вес и габариты, что ограничивает область его использования. The disadvantage of the described device is the low efficiency of processing liquid media with a magnetic field, due to the fact that the use of an autonomous power source does not allow reaching a magnetic field strength sufficient for effective magnetic processing of liquid media in the working gap. In addition, the known device has a large weight and dimensions, which limits the scope of its use.
Известен также аппарат для магнитной обработки жидкости (см. авторское свидетельство SU 1096233 A (Новочеркасское производственное объединение "Магнит>), 07.06.84, C 02 F 1/48), содержащий ферромагнитный корпус, расположенные вдоль оси корпуса кольцевые постоянные магниты и ферромагнитные полюсные наконечники, чередующиеся между собой. Полюсные наконечники выполнены в виде колец, а каждый второй полюсный наконечник выполнен с выступами, сопряженными с внутренней поверхностью корпуса. Постоянные магниты намагничены в осевом направлении и примыкают к общим наконечникам одноименными полюсами. A device for magnetic fluid processing is also known (see copyright certificate SU 1096233 A (Novocherkassk Production Association Magnit>), 07.06.84, C 02 F 1/48) containing a ferromagnetic casing, ring permanent magnets and ferromagnetic pole located along the axis of the casing alternating tips. The pole pieces are made in the form of rings, and every second pole piece is made with protrusions mating with the inner surface of the housing. Permanent magnets are magnetized in the axial direction and are adjacent to common tips with poles of the same name.
Недостатком описанного агрегата является ограниченная область его применения, так как внешний диаметр корпуса обязательно должен быть равен внутреннему диаметру насосно- компрессорной трубы, в которой он устанавливается. Кроме того, все элементы известного устройства находятся в жидкой среде, а следовательно, подвергаются с ее стороны химико-физическому воздействию, приводящему к снижению ресурса работы устройства. The disadvantage of the described unit is its limited scope, since the outer diameter of the housing must necessarily be equal to the inner diameter of the tubing in which it is installed. In addition, all elements of the known device are in a liquid medium, and therefore are subjected to chemical-physical effects on its part, leading to a decrease in the life of the device.
Известно устройство для магнитной обработки жидких сред, в частности движущихся нефтеводогазовых смесей, раскрытое в патенте RU 2098604 C1 (Научно-производственная фирма "Технологические системы"), 10.12.97, C 02 F 1/48, E 21 В 37/00 и включающее в себя герметичный цилиндрический корпус из немагнитного материала, выполненный с возможностью установки в объеме жидкости, поочередно расположенные вдоль его оси кольцевые постоянные магниты, намагниченные в радиальном направлении, и кольцевые полюсные наконечники, выполненные из магнитомягкого материала и примыкающие к одноименным полюсам смежных магнитов. При этом на торцевых поверхностях полюсных наконечников выполнены кольцевые выступы с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру кольцевых магнитов. Описанное техническое решение принято за прототип. A device for the magnetic treatment of liquid media, in particular moving oil-gas mixtures, is disclosed in patent RU 2098604 C1 (Scientific and Production Company "Technological Systems"), 10.12.97, C 02 F 1/48, E 21 V 37/00 and including a sealed cylindrical body made of non-magnetic material, made with the possibility of installation in a liquid volume, ring permanent magnets alternately magnetized in the radial direction, and ring pole tips made of soft magnetic material and alternately ykayuschie to the eponymous poles of adjacent magnets. Moreover, annular protrusions with an inner diameter equal to the inner diameter of the ring magnets are made on the end surfaces of the pole pieces. The technical solution described is taken as a prototype.
Недостатком прототипа является неполное использование магнитного потока для обеспечения высоких напряженностей и градиентов магнитного поля, поскольку выполненные с выступом полюсные наконечники примыкают к боковым поверхностям постоянных магнитов, а не к торцевым поверхностям, откуда исходят магнитные силовые линии, что приводит к снижению напряженности магнитного поля в зазоре между полюсным наконечником и трубопроводом. При таком расположении магнитов и полюсных наконечников происходит перемагничивание постоянных магнитов и потеря эффективности работы устройства. The disadvantage of the prototype is the incomplete use of magnetic flux to ensure high intensities and gradients of the magnetic field, since the pole pieces made with the protrusion are adjacent to the side surfaces of the permanent magnets, and not to the end surfaces where the magnetic field lines come from, which leads to a decrease in the magnetic field strength in the gap between the pole piece and the pipe. With this arrangement of magnets and pole pieces, the magnetization reversal of the permanent magnets and the loss of efficiency of the device.
Таким образом задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении ресурса устройства и более полной передаче магнитного потока в кольцевой зазор, где происходит обработка движущейся жидкости магнитным полем. Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, состоит в повышении надежности работы устройства и повышении эффективности магнитной обработки жидкой среды. Thus, the problem to which the claimed invention is directed, is to increase the resource of the device and more fully transfer the magnetic flux to the annular gap, where the moving fluid is treated with a magnetic field. The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the reliability of the device and increase the efficiency of magnetic processing of a liquid medium.
Конструкция устройства для магнитной обработки жидких сред, в частности движущихся нефтеводогазовых смесей, обеспечивающая достижение указанного выше технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, может быть охарактеризована следующей совокупностью признаков. The design of the device for the magnetic treatment of liquid media, in particular, moving oil and gas mixtures, which ensures the achievement of the above technical result in all cases to which the requested legal protection applies, can be characterized by the following set of features.
Устройство включает в себя герметичный корпус из немагнитного материала, выполненный с возможностью установки в объеме жидкости, расположенный внутри корпуса магнитопровод и, по меньшей мере, один кольцевой радиально намагниченный магнит. При этом согласно изобретению в магнитопроводе выполнена, по меньшей мере, одна кольцевая установочная поверхность, причем с, по меньшей мере, одной из сторон, от, по меньшей мере, одной из упомянутых установочных поверхностей выполнен кольцевой паз, внутренний диаметр которого меньше диаметра указанной кольцевой установочной поверхности, а каждый из упомянутых кольцевых магнитов своей внутренней цилиндрической поверхностью установлен на одной из упомянутых кольцевых установочных поверхностей магнитопровода. Кольцевые магниты могут быть выполнены из материала, сохраняющего свои магнитные свойства, по меньшей мере, до температуры 120oC. На радиальной оси, по меньшей мере, одного кольцевого магнита в соответствующем пазе на наружной поверхности корпуса устройства размещена кольцевая вставка из ферромагнитного материала.The device includes a sealed housing made of non-magnetic material, configured to be installed in a liquid volume, a magnetic circuit located inside the housing, and at least one annular radially magnetized magnet. Moreover, according to the invention, at least one annular mounting surface is made in the magnetic circuit, and at least one of the sides from at least one of said mounting surfaces has an annular groove whose inner diameter is less than the diameter of said annular mounting surface, and each of said ring magnets with its inner cylindrical surface is mounted on one of said ring mounting surfaces of the magnetic circuit. Ring magnets can be made of a material that retains its magnetic properties, at least up to a temperature of 120 o C. On the radial axis of at least one ring magnet in the corresponding groove on the outer surface of the device housing is placed an annular insert of ferromagnetic material.
Кроме того, в частном случае реализации изобретения корпус может быть снабжен средством для установки в трубопроводе и обтекаемой насадкой на передней относительно потока жидкости торцевой поверхности, которые могут быть выполнены заодно. In addition, in the particular case of the invention, the housing may be equipped with means for installation in the pipeline and streamlined nozzle on the front surface relative to the fluid flow, which can be made at the same time.
Кроме того, в частном случае реализации изобретения отношение осевой длины L3 каждого кольцевого магнита к ширине L1 каждого кольцевого паза может находиться в пределах от 1,0 до 2,0, а отношение радиальной толщины H1 каждого кольцевого магнита к расстоянию H2 от наружной цилиндрической поверхности магнитопровода до внутренней поверхности каждого кольцевого паза может находиться в пределах от 0,5 до 0,6.In addition, in the particular case of the invention, the ratio of the axial length L 3 of each ring magnet to the width L 1 of each ring groove can be in the range from 1.0 to 2.0, and the ratio of the radial thickness H 1 of each ring magnet to the distance H 2 from the outer cylindrical surface of the magnetic circuit to the inner surface of each annular groove may be in the range from 0.5 to 0.6.
Кроме того, в частном случае реализации изобретения отношение расстояния H3 между наружной цилиндрической поверхностью каждого кольцевого магнита и внутренней стенкой трубопровода к радиальной толщине H1 каждого кольцевого магнита может находиться в пределах от 1,0 до 3,0, а отношение ширины L2 участка магнитопровода, расположенного между соседними кольцевыми пазами, к упомянутому расстоянию H3 может находиться в пределах от 4,0 до 5,0.In addition, in the particular case of the invention, the ratio of the distance H 3 between the outer cylindrical surface of each ring magnet and the inner wall of the pipeline to the radial thickness H 1 of each ring magnet can be in the range from 1.0 to 3.0, and the ratio of the width L 2 of the plot a magnetic core located between adjacent annular grooves to said distance H 3 may be in the range from 4.0 to 5.0.
Такое выполнение устройства для магнитной обработки жидких сред обеспечивает существенное повышение ресурса его работы за счет выполнения корпуса герметичным, с одновременным расширением области использования, поскольку при его использовании не требуется выполнения жесткого условия на равенство внешнего диаметра корпуса и внутреннего диаметра насосно-компрессорных труб. При этом за счет опирания полюсов постоянных магнитов на выступы магнитопровода происходит более полная передача магнитных силовых линий в область протекания обрабатываемой жидкости, а за счет небольшого расстояния между боковыми поверхностями кольцевых магнитов и стенками кольцевых пазов увеличивается градиент магнитного поля, что в целом приводит к росту магнитной активации движущейся жидкости. Описанное расположение кольцевых магнитов и конструктивное выполнение магнитопровода обеспечивает величину напряженности магнитного поля в зазоре между внешней поверхностью корпуса и внутренней поверхностью трубы до 15 кЭ, достаточную для эффективной магнитной обработки протекающих через этот зазор жидких сред. This embodiment of the device for magnetic processing of liquid media provides a significant increase in the resource of its work by making the housing airtight, while expanding the scope of use, since when using it, it is not necessary to fulfill a strict condition on the equality of the external diameter of the housing and the inner diameter of the tubing. In this case, due to the support of the poles of the permanent magnets on the protrusions of the magnetic circuit, the magnetic field lines are more completely transferred to the flow area of the treated fluid, and due to the small distance between the side surfaces of the ring magnets and the walls of the ring grooves, the magnetic field gradient increases, which generally leads to an increase in the magnetic activating moving fluid. The described arrangement of ring magnets and the structural design of the magnetic circuit provides a magnetic field strength in the gap between the outer surface of the casing and the inner surface of the pipe up to 15 kOe, sufficient for the effective magnetic treatment of liquid media flowing through this gap.
Возможность осуществления изобретения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения изобретения может быть подтверждена описанием возможной конструкции устройства для магнитной обработки движущихся нефтеводогазовых смесей, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, которая поясняется графическими материалами, на которых изображен продольный разрез устройства. The possibility of implementing the invention, characterized by the above set of features, as well as the possibility of implementing the purpose of the invention can be confirmed by the description of a possible design of a device for magnetic processing of moving oil and gas mixtures, made in accordance with the present invention, which is illustrated by graphic materials that depict a longitudinal section of the device.
Устройство для магнитной обработки движущихся нефтеводогазовых смесей содержит цилиндрический герметичный корпус 1 из немагнитного материала. Внутри корпуса расположен магнитопровод 2, выполненный из магнитомягкого материала, и кольцевые магниты 3. Магниты 3 выполнены из редкоземельных керамических материалов, сохраняющих свои магнитные свойства до температуры 120oC, и намагничены в радиальном направлении. Внутренний диаметр корпуса 1 равен внешнему диаметру магнитов 3 и магнитопровода 2. Кроме того корпус снабжен установочным элементом 4, обеспечивающим установку его в трубопроводе 9, выполненным заодно с ним обтекаемой насадкой 5 на передней относительно потока жидкости торцевой поверхности корпуса, а также средствами (на чертеже не показаны) крепления устройства к тросу для извлечения его из трубы. В магнитопроводе 2 выполнены кольцевые установочные поверхности 6, а кольцевые магниты 3 установлены своей внутренней цилиндрической поверхностью на эти кольцевые установочные поверхности. С двух сторон, от каждой установочной поверхности 6 выполнены кольцевые пазы 7, внутренний диаметр которых меньше диаметра кольцевой установочной поверхности 6. На радиальной оси каждого кольцевого магнита 3 в соответствующем пазе на наружной поверхности корпуса устройства размещена кольцевая вставка 8 из ферромагнитного материала.A device for the magnetic processing of moving oil and gas mixtures contains a cylindrical sealed housing 1 of non-magnetic material. Inside the casing there is a magnetic circuit 2 made of soft magnetic material, and ring magnets 3. Magnets 3 are made of rare-earth ceramic materials that retain their magnetic properties to a temperature of 120 o C, and are magnetized in the radial direction. The inner diameter of the housing 1 is equal to the outer diameter of the magnets 3 and the magnetic circuit 2. In addition, the housing is equipped with a mounting element 4, which ensures its installation in the pipeline 9, made at the same time with the streamlined nozzle 5 on the front surface of the housing relative to the fluid flow, as well as by means (in the drawing not shown) attaching the device to the cable to remove it from the pipe. In the magnetic circuit 2, ring mounting surfaces 6 are made, and ring magnets 3 are mounted with their inner cylindrical surface on these ring mounting surfaces. On two sides, from each mounting surface 6, annular grooves 7 are made, the inner diameter of which is less than the diameter of the annular mounting surface 6. On the radial axis of each ring magnet 3, in the corresponding groove on the outer surface of the device housing, an annular insert 8 of ferromagnetic material is placed.
Геометрические соотношения элементов устройства и их размещение должны удовлетворять следующим соотношениям:
L3=(1-2)L1,
H3=(1-3)L3,
L2=(4-5)H3,
H1=(0,5-0,6) H2,
где L1 - ширина кольцевого паза 7, L2 - ширина участка магнитопровода 2, расположенного между соседними кольцевыми пазами 7, L3 - осевая длина кольцевого магнита 3, H1 - радиальная толщина кольцевого магнита 3, H2 - расстояние от наружной цилиндрической поверхности магнитопровода 2 до внутренней поверхности кольцевого паза 7, H3 - расстояние между наружной цилиндрической поверхностью кольцевого магнита 3 и внутренней стенкой трубопровода 9.The geometric relationships of the elements of the device and their placement must satisfy the following relationships:
L 3 = (1-2) L 1 ,
H 3 = (1-3) L 3 ,
L 2 = (4-5) H 3 ,
H 1 = (0.5-0.6) H 2 ,
where L 1 is the width of the annular groove 7, L 2 is the width of the portion of the magnetic circuit 2 located between adjacent annular grooves 7, L 3 is the axial length of the annular magnet 3, H 1 is the radial thickness of the annular magnet 3, H 2 is the distance from the outer cylindrical surface magnetic core 2 to the inner surface of the annular groove 7, H 3 - the distance between the outer cylindrical surface of the annular magnet 3 and the inner wall of the pipeline 9.
Благодаря тому, что кольцевые магниты 3 намагничены в радиальном направлении, магнитно-силовые линии замыкаются через материал трубопровода 9 и при указанных выше геометрических соотношениях и направлению намагниченности кольцевых магнитов 3 обрабатываемый поток жидкости подвергается воздействию магнитного поля, силовые линии которого преимущественно ортогональны направлению потока жидкой среды. Благодаря вышесказанному эффект от магнитной обработки нефтеводогазовой смеси оказывается максимален. Due to the fact that the ring magnets 3 are magnetized in the radial direction, the magnetic field lines are closed through the pipe material 9 and, with the above geometric relationships and the direction of magnetization of the ring magnets 3, the processed fluid flow is exposed to a magnetic field, the force lines of which are mainly orthogonal to the direction of fluid flow . Due to the above, the effect of the magnetic treatment of the oil-gas mixture is maximal.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При протекании нефтеводогазовой смеси через кольцевой зазор между внутренней поверхностью трубопровода 9 и наружной поверхностью корпуса 1, последняя подвергается воздействию магнитного поля, создаваемого кольцевыми магнитами 3. При этом указанная жидкая среда приобретает особые физико-химические свойства, которые приводят к торможению процесса отложения осадка на поверхности оборудования по пути движения потока, а также к ускорению сепарации нефти, воды, газа и механических примесей, что повышает приемистость водонагнетательных скважин. When the oil-gas mixture flows through the annular gap between the inner surface of the pipeline 9 and the outer surface of the housing 1, the latter is exposed to the magnetic field created by the ring magnets 3. Moreover, this liquid medium acquires special physicochemical properties that lead to inhibition of the deposition process on the surface equipment along the flow path, as well as to accelerate the separation of oil, water, gas and mechanical impurities, which increases the injectivity of water injection wells azhin.
Описанный пример выполнения устройства для магнитной обработки движущихся нефтеводогазовых смесей доказывает возможность реализации назначения изобретения и достижения указанного выше технического результата, но при этом не исчерпывает всех возможностей осуществления изобретения, охарактеризованного совокупностью признаков, приведенной в формуле изобретения. The described example of the implementation of the device for the magnetic processing of moving oil-gas mixtures proves the possibility of realizing the purpose of the invention and achieving the above technical result, but it does not exhaust all the possibilities of carrying out the invention, characterized by the combination of features given in the claims.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107996/12A RU2169033C1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000107996/12A RU2169033C1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2169033C1 true RU2169033C1 (en) | 2001-06-20 |
Family
ID=20232651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000107996/12A RU2169033C1 (en) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2169033C1 (en) |
-
2000
- 2000-04-03 RU RU2000107996/12A patent/RU2169033C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3951807A (en) | Water conditioning apparatus | |
| US4216092A (en) | Coaxial hydromagnetic device for hydraulic circuits containing calcium and magnesium ions | |
| US6143171A (en) | Magnetic device for treatment of fluids | |
| CN102208837A (en) | Rotating machine | |
| CN101982857B (en) | Magnetic field superposed pipeline fluid magnetization treater | |
| US5118416A (en) | Permanent magnetic power cell circuit for treating fluids to control iron pipes | |
| KR100691826B1 (en) | Electro-Permanent Magnetic Filter | |
| RU2169033C1 (en) | Device for magnetic treatment of moving oil-water-gas mixtures | |
| JP2008121442A (en) | Fuel magnetizer | |
| US5221471A (en) | Tool for magnetic treatment of water | |
| KR20050061507A (en) | Magnetic conditioning apparatus for diesel engine fuel | |
| RU2098604C1 (en) | Apparatus for magnetically treating liquid media | |
| US5647993A (en) | Magnetic filter enhancement apparatus and method | |
| CN201868178U (en) | Magnetic field superposition pipeline type fluid magnetization processor | |
| JPS59176504A (en) | Assist burner | |
| RU52844U1 (en) | MAGNETIC LIQUID TREATMENT DEVICE | |
| WO2006025762A1 (en) | Device for magnetically treating fluids | |
| US6733668B2 (en) | Apparatus for magnetically treating flowing fluids | |
| WO2001043848A1 (en) | Device for removing microscopic ferrous particles from liquids in ducts for fast running fluids, in particular fuels and lubricants | |
| RU2668906C1 (en) | Inductor with closed displacement of working bodies | |
| RU2235690C2 (en) | Magnetic petroleum treatment apparatus | |
| RU2198849C2 (en) | Device for magnetic treatment of liquid | |
| JP7309305B1 (en) | gas processor | |
| SU1427512A1 (en) | Linear electric motor | |
| RU195803U1 (en) | PHYSICAL AND CHEMICAL REACTOR WITH VORTEX LAYER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040404 |
|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051228 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060404 |