Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости
Устройство для омагничивания нефтескважиной жидкости, относится к аппаратам для магнитной обработки воды и может быть использовано для предотвращения образования отложений (например, смолопарафиновых) на внутрискважинном оборудовании при добыче нефти. Для повышения надежности работы и эксплутационных качеств оно представляет собой выполненный из ферромагнитного материала герметичный корпус 1, внутри которого смонтирована, магнитная система 2, включающая постоянные магниты 3, которые выполнены в виде кольцевых магнитных втулок 4. Корпус 1 выполнен в виде двух связанных между собой посредством герметизирующих элементов 5 труб 6 и 7 различного диаметра, причем пространство 8 между трубами 6 и 7 заполнено трансформаторным маслом. Герметичный корпус 1 установлен в эксплуатационной колонне 9 скважины, с образованием рабочего зазора 10 между наружной поверхностью 11 наружной трубы 7 герметичного корпуса 1 и стенками 12 эксплуатационной колонны 9, по которому проходит нефтескважинная жидкость. Герметичный корпус 1 выполнен с соответствующими присоединительными базовыми резьбовыми соединениями 13 и 14, в верхней и нижней части, соответственно, к которым присоединены переводники 15 и 16 Устройство закрепляется на подвеске 17 насосно-компрессорных труб или, непосредственно, на погружном насосе 18. Поток нефтескважинной жидкости может проходить, как в рабочем зазоре 10 между герметичным корпусом 1 устройства для омагничивания нефтескважинной жидкости и стенками 11 эксплуатационной колонны 9, так и в пространстве 19, образованном внутренней поверхностью 20 внутренней трубы 6 герметичного корпуса 1.
1 осн.п-т ф-лы, 5 доп. п-тов ф-лы, 5 ил.
Предлагаемая полезная модель относится к аппаратам для магнитной обработки воды и может быть использовано для предотвращения образования отложений (например, смолопарафиновых) на внутрискважинном оборудовании при добыче нефти, в частности, для предотвращения отложения солей на рабочих органах и корпусах погружных центробежных насосов.
Известна конструкция устройства для омагничивания движущейся по трубопроводу жидкости (см. п.м. №58390, М.кл. В03С 1/00, опубл. 27.11.2006,) включающая закрепленный на неферромагнитном участке трубопровода посредством фиксаторов, в котором размещены с зазором относительно друг друга для размещения в нем трубопровода, по меньшей мере, две группы постоянных магнитов, расположенных параллельно и симметрично указанному зазору, при этом постоянные магниты всех групп имеют идентичные геометрические и физические параметры, причем противолежащие магниты разных групп имеют одноименную полярность, а смежные магниты в каждой группе - разноименную полярность, фиксаторы выполнены в виде двухзамковых хомутов и
размещены по длине корпуса с шагом не менее ½ ширины одного магнита.
Известно также устройство для магнитной водоподготовки по авт. Св. №1813730. Оно содержит цилиндрический корпус с входными и выходными патрубками, центральный вал, кольцевые магниты и немагнитные проставки, установленные в корпусе. Часть кольцевых магнитов в нем жестко укреплена на валу на равных аксиальных расстояниях от проставок, ориентирована к ним одноименными полюсами и снабжена спиральными лопатками, установленными по обе стороны магнитов, а другая часть кольцевых магнитов установлена на немагнитных проставках с обеих сторон и ориентирована одноименными полюсами к смежным кольцевым магнитам, закрепленным на валу, при этом устройство снабжено дополнительными кольцевыми магнитами, установленными на внутренней стенке корпуса на уровне кольцевых магнитов, закрепленных на валу.
Однако известные конструкции имеют низкую надежность и неприемлемы для омагничивания нефтескважинных жидкостей.
Этот недостаток, обусловлен тем, что они не выдерживают внутрискважинного давления жидкости и имеют сложную конструкцию и большую металлоемкость.
Известно, принятое за прототип устройство для омагничивания нефтекважинных жидкостей (См. П.М. №49892, МПК Е21В 41/00, опубл. 1012.2005), предотвращающее отложения на элементах погружных центробежных насосов, содержащее систему постоянных магнитов и выполненный герметичным из коррозийностойкой трубы корпус с хвостовыми частями, из неферромагнитного материала, силовые линии магнитной системы замыкаются через рабочий зазор и колонну скважинных труб, а хвостовые части корпуса снабжены внутренней и наружной резьбой.
Недостатком известного устройства для омагничивания нефтекважинных жидкостей является его низкая надежность.
Данный недостаток обусловлен тем, что корпус известного устройства для омагничивания нефтекважинных жидкостей недолговечен, поскольку не выдерживает забойного давления жидкости, т.к. корпус полый внутри герметично заварен, вследствие чего он подвержен деформациям от внутрискважинного давления жидкости, по существу, его раздавливает давление внутрискважинной жидкости.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в повышении надежности работы и эксплутационных качеств конструкции в целом и снижения себестоимости за счет предотвращения солеотложений на рабочих органах погружных
насосов и парафиноотложений на стенках насоснокомпрессорных труб.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для омагничивания нефтекважинной жидкости, включающем выполненный из ферромагнитного материала герметичный корпус с системой постоянных магнитов, согласно полезной модели, герметичный корпус с системой постоянных магнитов выполнен в виде двух связанных между собой труб различного диаметра с образованием межтрубного пространства, которое заполняется трансформаторным маслом, а система постоянных магнитов выполнена в виде кольцевых магнитных втулок, при этом составляющие корпус трубы различного диаметра герметично связаны между собой посредством фланцев, корпус выполнен из нержавеющей стали, причем внутренняя труба корпуса выполнена из нержавеющей стали, а внешняя труба корпуса выполнена из углеродистой стали, внешняя труба корпуса может быть насосно-компрессорной трубой.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от известных конструкций предложенная полезная модель «Устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости»,
принцип действия которого основан на взаимодействии направленной системы магнитных полей со скважинной жидкостью, проходящей в рабочем зазоре между герметичным корпусом устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости и стенками эксплуатационной колонны, позволяет обеспечить высокую надежность за счет создания в герметичном трубчатом корпусе, выполненным из двух труб различного диаметра, за счет наполнения межтрубного пространства этого герметичного корпуса трансформаторным маслом, противодавления стенок этого герметичного корпуса высокоподвижной нефтескважиной жидкости с ее высоким давлением. Магнитное поле, создаваемое замкнутой магнитной системой, образованной кольцевыми магнитными втулками и неферромагнитным корпусом, в радиальном аксиальном зазорах направленно перпендикулярно направлению движения потока жидкости. Учитывая изменение объема кольцевой полости, образуемой кольцевыми магнитными втулками и, скорость движения жидкости, увеличивающуюся в зоне обработки, происходит, с учетом молекулярного уровня взаимодействия в высокоминерализованной пластовой жидкости, интенсивное разрушение центров кристаллизации на более мелкие структуры (диспергация), а также снижение коэффициента поверхностного натяжения, трения и вязкости, вследствие чего существенно увеличивается подвижность
жидкости, ее давление и снижется отложение солей на насосном оборудовании, в частности, на погружных насосах. Таким образом «Устройство омагничивания нефтескважинной жидкости» позволяет не только предотвратить солеотложения на рабочих органах погружных насосов, но также снизить парафиноотложения на стенках насосно-компрессорных труб, повысить надежность насосно-компрессорных труб и погружных насосов и тем самым увеличить межремонтный период насосного оборудования и снизить себестоимость нефтедобычи.
По имеющимся у заявителям сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели «Устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости» не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой «Устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости», может быть многократно использовано при добыче нефти с получением технического результата, заключающегося в повышении надежности и эксплуатационных качеств, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости.
на фиг.2 - общий вид устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости, основанного на взаимодействии направленной системы магнитных полей со скважинной жидкостью, проходящей в рабочем зазоре между корпусом устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости и стенками эксплуатационной колонны;
- на фиг.3 - общий вид устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости, основанного на взаимодействии направленной системы магнитных полей со скважинной жидкостью, проходящей внутри корпуса устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости;
- на фиг.4 - корпус устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости;
- на фиг.5 - корпус устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости в разрезе А-А;
Конструктивно устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости представляет собой выполненный из неферромагнитного материала, например, из нержавеющей стали, герметичный корпус 1, внутри которого смонтирована, определенным
образом организованная по расположению, форме и количеству магнитная система 2, включающая высокоэрцетивные постоянные магниты 3 на основе Nd-Fe-B, которые выполнены в виде кольцевых магнитных втулок 4. Корпус 1 выполнен в виде двух связанных между собой посредством герметизирующих элементов 5 (например, герметично обваренных фланцев) труб 6 и 7 различного диаметра, причем пространство 8 между трубами 6 и 7 заполнено трансформаторным маслом. Герметичный корпус 1, выполненный из неферромагнитного материала, установлен в эксплуатационной колонне 9 скважины, с образованием рабочего зазора 10 между наружной поверхностью 11 наружной трубы 7 герметичного корпуса 1 устройства для омагничивания нефтескважинной жидкости и внутренними стенками 12 эксплуатационной колонны 9, по которому проходит нефтескважинная жидкость. Герметичный корпус 1 выполнен с соответствующими присоединительными базовыми резьбовыми соединениями 13 и 14, в верхней и нижней части, соответственно, к которым присоединены переводники 15 и 16. Устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости закрепляется на подвеске 17 насосно-компрессорных труб или, непосредственно, на погружном насосе 18. Поток нефтескважинной жидкости может проходить, как в рабочем зазоре 10 между герметичным корпусом 1 устройства для омагничивания
нефтескважинной жидкости и внутренними стенками 12 эксплуатационной колонны 9, так и в пространстве 19, образованном внутренней поверхностью 20 внутренней трубы 6 (меньшего диаметра) герметичного корпуса 1 устройства для омагничивания нефтескважинной жидкости.
Устройство для омагничивания нефтекважинной жидкости можно применить при эксплуатации любого насоса для добычи нефти, например, типа УЭЦН, УШГН. Принцип действия устройства для омагничивания нефтекважинной жидкости основан на взаимодействии направленной системы магнитных полей (магнитной системы) с нефтескважинной жидкостью, проходящей в рабочем зазоре 10 между герметичным корпусом 1 устройства для омагничивания нефтескважинной жидкости и стенками 12 эксплуатационной колонны 9, силовые линии магнитной системы 2 замыкаются через рабочий зазор 10 прохождения нефтескважиной жидкости, как во внутренней трубе 6, так и в зазоре 10 между герметичным корпусом 1 устройства для омагничивания нефтескважинной жидкости и эксплуатационной колонной 9. В результате происходящего на молекулярном уровне взаимодействия, в высокоминерализованной пластовой жидкости происходит интенсивное разрушение центров кристаллизации на более мелкие структуры (диспергация), а также снижение коэффициента поверхностного натяжения, трения и вязкости,
вследствие чего существенно увеличивается подвижность жидкости и предотвращается отложение солей на насосном оборудовании.
Заявляемая полезная модель «Устройство омагничивания нефтескважинной жидкости» позволяет предотвратить солеотложения на рабочих органах погружных насосов, а также снизить парафиноотложения на стенках насосно-компрессорных труб, повысить надежность насосно-компрессорных труб и погружных центробежных насосов и тем самым увеличить межремонтный период насосного оборудования и снизить себестоимость нефтедобычи.
1. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости, включающий выполненный из неферромагнитного материала герметичный корпус с системой постоянных магнитов, отличающееся тем, что герметичный корпус с системой постоянных магнитов выполнен в виде двух связанных между собой труб различного диаметра с образованием межтрубного пространства, которое заполняется трансформаторным маслом.
2. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости по п.1, отличающееся тем, что система постоянных магнитов выполнена в виде кольцевых магнитных втулок.
3. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости по п.1, отличающееся тем, что составляющие корпус трубы различного диаметра герметично связаны между собой посредством фланцев.
4. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен из нержавеющей стали.
5. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба корпуса выполнена из нержавеющей стали, а внешняя труба корпуса выполнена из углеродистой стали.
6. Устройство для омагничивания нефтескважинной жидкости по п.5, отличающееся тем, что внешняя труба корпуса является насосно-компрессорной трубой.
