SU1362892A1 - Устройство дл магнитной обработки нефти и нефт ных эмульсий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к добыче и транспорту нефти и может быть использовано дл  воздействи  на агрегативную устойчивость дисперсных систем, в частности дл  магнитной обработки нефти и водно-нефт ной эмульсии, используемых в нефтехимической промышленности. Цель изобретени  состоит в повышении эффективности магнитной обработки нефти и нефт ной эмульсии за счет совместного магнитного, механического и ка- витационного воздействий на ее агрегативную устойчивость. Устройство содержит цилиндрический корпус из диамагнитного материала 1, внутри которого размепдены сердечники 5 и 6, а снаружи - кольцева  ю (Л со О5 N3 оо со ю 8 7

Description

магнитна  система 9, снабжено четным количеством винтовых, предпочтительно конических пружин 2 и 3, установленных йнутри корпуса , одним концом закрепленных в нем при помощи скоб 4, а другим - на установленных в центрирующих опорах 7 и 8 подвижных сердечниках 5 и 6 с возможностью переменного сжати  - раст жени  вдоль оси, причем при сжатии одной пружины друга 

1

Изобретение относитс  к нефт ной про- мыщленности, а именно к области эксплуатации нефт ных и газовых месторождений, и может быть использовано при добыче, сборе и транспорте нефти и водно-нефт ных эмульсий, дл  воздействи  на реологические характеристики нефти и нефт ных эмульсий, а также дл  предотвращени  отложений парафина и неорганических солей в нефтепроводах и оборудовании.

Цель изобретени  - повыщение эффективности магнитной обработки нефти и нефт ной эмульсии за счет совместного магнитного , механического и кавитационного воздействий на ее агрегативную устойчивость.

Устройство дл  обработки жидкости в электромагнитном поле снабжено четным количеством винтовых, предпочтительно конических , пружин,  вл ющихс  рабочим органом устройства и установленных внутри корпуса с возможностью попеременного сжати  - раст жени  вдоль оси, причем при сжатии одной пружины друга  раст гиваетс , дл  чего кажда  пружина одета на установленный в центрируюп ей опоре подвижный сердечник и жестко закреплена на нем наименьшим (наибольшим) витком, а наибольшим (наименьшим) витком закреплена в корпусе. При этом диаметр проволоки , шаг витка и диаметры витков пружины выбраны таким образом, что площадь дл  прохода потока через пружину в сжатом .ее состо нии не меньше живого сече- ни  корпуса, а площадь проекции пружины на плоскость, перпендикул рную оси корпуса , равна площади его жи-вого сечени .

На чертеже изображено предлагаемое устройство .

Устройство содержит корпус 1, выпол- ненный в виде полого цилиндра, внутри которого установлены две, предпочтительно конусообразные пружины: винтова  пружина 2, работающа  на сжатие, и винтова  пружина 3, работающа  на раст жение. Обе пру- жины жестко прикреплены наибольшими (наименьшими ) витками при помощи скоб 4 к

раст гиваетс . Диаметр проволоки, щаг витка и диаметры витков пружины выбраны таким образом, что суммарна  площадь дл  прохода потока через пружину в сжатом ее состо нии не меньше живого сечени  корпуса а площадь проекции пружины на плоскость , перпендикул рную оси корпуса, равна площади его живого сечени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

0

Q

5 5 0

5 Q

корпусу, а наименьшими (наибольщими) витками - соответственно к магнитным сердечникам 5 и 6.

Оба сердечника установлены по горизонтальной оси корпуса с зазором b b , большим максимальной амплитуды колебаний пружин. При этом каждый сердечник с целью перемещени  вдоль горизонтальной оси корпуса жестко закреплен в скольз щих центрирующих опорах 7 и 8, выполненных , например, в виде ступицы с зазором С. Снаружи корпуса установлена электромагнитна  система 9, служаща  дл  омаг- ничивани  нефт ной эмульсии, а также дл  привода пружин 2 и 3, закрепленных на сердечниках 5 и 6, в возвратно-поступательное перемещение вдоль оси катушки.

Устройство работает следующим образом.

Нефт на  эмульси  поступает в корпус 1 и попадает на пружины 2 и 3. Суммарна  площадь проекций витков каждой пружины на плоскость, перпендикул рную оси корпуса, равна площади его живого сечени . Поэтому эмульси  обтекает витки пружины, дважды мен   направление движени  каждого кольцевого сло  потока, образуемого зазором между витками а. Обтекание витков обеих пружин идентично.

При подаче переменного тока на обмотку соленоида в рабочем пространстве между ним и сердечником, а также между соленоидом и витками пружин возникает электромагнитное поле. При выполнении соленоида в виде статора магнитного пол  сердечника 5 и 6 совершают колебательное движение вдоль оси ОХ соленоида относительно вертикальной плоскости OY, перпендикул рной оси ОХ. При этом при сжатии одной пружины друга  раст гиваетс  и наоборот.

Колеблющиес  витки пружин создают в зазорах высокие скорости сдвига, нарастающие от меньшего витка к большему, т.е. по, сечению потока. При этом регулирование градиента скорости потока в зазорах между витками может быть осуществлено путем регулировани  жесткости пружин , электромагнитного пол  соленоида, шага витков и скорости потока. Поскольку пружины при сжатии - раст жении попеременно мен ют сечение дл  прохода эмульсии , то наблюдаетс  некоторый «поршневой эффект от воздействи  витка на лоток, что создает дополнительный импульс движени .

В зоне вибровоздействи  витка с эмульсией в результате того, что скорость его перемещени  всегда превышает скорость потока, возникают кавитаци  и механическое воздействие на агрегативную устойчивость эмульсии.

Таким образом, эмульси , протека  через устройство, подвергаетс  одновременно магнитному , механическому и кавитационному воздействи м, что позвол ет резко интенсифицировать процесс коалесценции вод ных глобул эмульсии и расслоени  эмульсии на нефть и подстилающую ее воду, и в конечном итоге снижает гидравлические сопротивлени  в системе нефтепроводов.

Пример. В лабораторных услови х опробуетс  устройство, выполненное следующим образом. В цилиндрический корпус из оргстекла с внутренним диаметром 30 мм устанавливают два сердечника из электротехнической стали диаметром 16 мм. Рабочие пружины выполнены в виде конуса с углом 20° из стальной проволоки диаметром 1 мм и шагом витка 3 мм. Обе пружины закреплены наименьшими витками к сердечнику, а наибольшими - к корпусу при помощи хомутов . Снаружи корпуса установлены две намагничивающие катущки. Максимальна  напр женность в рабочем зазоре устройства 14,4 Ю А/м. Устройство при помощи фланцевых и ниппельных соединений установлено в экспериментальный трубопровод диаметром 12 мм.

При работе устройства амплитуды колебаний пружин мен ютс  в пределах 200- 900 мм, частота мен етс  в диапазоне 50- 100 Гц. Эксперименты провод тс  на высоков зкой нефти. Содержание парафина в нефти 6%. Температура застывани  12°С. Обводненность 50%. Указанна  эмульси  подвергаетс  магнитной обработке с использованием механического воздействи  пружин при следующих услови х эксперимента; температура эмульсии 20°С; скорость потока 0,5-1,5 м/с; в зкость при 20°С 0,97 Пас; , расход до обработки в устройстве 0,21 -

0,61 MV4.

Эффективность предлагаемого устройства оцениваетс  по пропускной способности лабораторного нефтепровода. В результате обработки в устройстве пропускна  способ0 ность нефтепровода составл ет 0,14- 0,39 , т.е. увеличиваетс  в среднем

на 35%.

Дл  сравнени  та же эмульси  при тех же услови х обрабатываетс  в устройст5 ве-прототипе. В результате пропускна  способность нефтепровода составл ет 0,19- 0,53 .

Таким образом, предлагаемое устройство более чем в 3 раза эффективнее устройства-прототипа .

0

Claims (2)

1.Устройство дл  магнитной обработки нефти и нефт ных эмульсий, включающее

г цилиндрический корпус из диамагнитного материала, внутри которого размещен магнитный сердечник, а снаружи - кольцева  магнитна  система, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  эффективности магнитной обработки за счет совместного маг0 нитного; механического и кавитационного воздействий на агрегативную устойчивость эмульсий, устройство снабжено четным количеством винтовых конических пружин, установленных внутри корпуса и одним концом закрепленных в нем, а другим - на

5 сердечнике с возможностью их попере.мен- ного сжати  - раст жени  вдоль оси, а сердечник выполнен подвижным по оси устройства.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что диаметр проволоки, шаг витка и

0 диаметры витков пружин выбраны так, что суммарна  площадь дл  прохода потока через пружину в сжатом ее состо нии не меньще живого сечени  корпуса, а площадь проекции пружины на плоскость, перпендикул рную оси корпуса, равна площади его живого сечени .