RU193273U1 - Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче - Google Patents
Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче Download PDFInfo
- Publication number
- RU193273U1 RU193273U1 RU2019125902U RU2019125902U RU193273U1 RU 193273 U1 RU193273 U1 RU 193273U1 RU 2019125902 U RU2019125902 U RU 2019125902U RU 2019125902 U RU2019125902 U RU 2019125902U RU 193273 U1 RU193273 U1 RU 193273U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- ferromagnetic
- gap
- ring
- module
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 239000003921 oil Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 67
- XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N prednisone Chemical compound O=C1C=C[C@]2(C)[C@H]3C(=O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N 0.000 claims 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 abstract description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 25
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000004540 process dynamic Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности к устройствам для магнитной обработки высоковязких, смолистых тяжелых нефтей. Технический результат - повышение эффективности обработки смолистых и тяжелых нефтей за счет создания оптимального по протяженности и по конструкции модульного магнитного средства. Сущность: устройство содержит ферромагнитную трубу (ФТ) 1, и расположенные на ней три магнитных модуля (ММ) 2, 3 и 4 соответственно. Первый ММ 2 содержит установленный на внешней поверхности ФТ 1 одиночный постоянный кольцевой магнит (КМ) 5, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами (ФП) 6. Второй ММ 3 выполнен также в виде одиночного КМ 7, внешние полюса которого зашунтированы ФП 8, и дополнительно снабжен с торца, обращенного к третьему ММ 4, ферромагнитным кольцом (ФК) 9, установленным у КМ 7 без зазора. Третий ММ 4 выполнен в виде четырех КМ 10, 11, 12 и 13, установленных с зазором друг к другу. При этом четвертое КМ 13 выполнено двойным, а остальные КМ - одинарными. Первое КМ 10 третьего ММ 4 снабжено установленным без зазора к нему ферромагнитным кольцом 14, обращенным ко второму магнитному модулю 3. Между вторым 11 и третьим 12 магнитными кольцами третьего модуля 4 установлено без зазора ФК 15. Внешние полюсы всех КМ 10, 11, 12 и 13 в третьем ММ 4 зашунтированы ФП 16. КМ установлены с зазорами друг с другом. Зазор Sмежду КМ 5 первого ММ 2 и КМ 7 второго ММ 3 равен 90 мм. Зазор Sмежду первым КМ 10 и вторым КМ 11 третьего ММ 4 равен S=1,45⋅S. А зазор Sмежду третьим КМ 12 и четвертым КМ 13 третьего ММ 4 равен S=1,45⋅S. Снаружи ММ 2, 3 и 4 герметично охвачены ферромагнитным кожухом 17. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к устройствам для магнитной обработки высоковязких, смолистых и тяжелых нефтей, с целью предотвращения отложения асфальтосмолопарафиновых веществ (далее - АСПВ) на скважинном нефтепромысловом оборудовании. Отложения смол, асфальтенов и парафинов создают большие проблемы в нефтяной промышленности. Образование этих нежелательных отложений на глубинно-насосном оборудовании при добыче нефти и в углеводородных эксплуатационных трубопроводах может приводить к различным осложнениям, в том числе к снижению добычи и к тяжелым, часто дорогостоящим работам по запуску скважины после прекращения работы оборудования. Причем одними из самых сложных в обработке являются тяжелые и смолистые нефтепродукты.
Из уровня техники уже известны устройства на основе работы постоянных магнитов из различных композитных материалов, используемых при нефтедобыче. Эти устройства очень удобны, т.к. не требуют подведения электроэнергии и практически не требуют обслуживания. Уже были сделаны различные попытки использования устройств с постоянными магнитами для снижения образования отложений в скважинах.
В качестве примера можно привести устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее последовательно установленные намагниченные аксиально кольцевые постоянные магниты, разделенные шайбами из магнитомягкого материала, образующие внутренний прямоточный гидропривод, и экран (кожух), охватывающий снаружи магнитную систему (Авт. свид. СССР №1134550).
Недостатком указанного известного устройства является низкая эффективность обработки пластовой жидкости из-за того, что созданное постоянными кольцевыми магнитами магнитное поле в рабочем зазоре по длине этого зазора имеет малую амплитуду напряженности. В таком устройстве нет однородности концентрации магнитного поля по всей ширине зазора в рабочем канале гидропривода. А значит, обработка таким известным устройством при добыче тяжелой и смолистой нефти будет малоэффективной.
Из области энергетики (Патент РФ №2364792) известно устройство магнитной обработки текучей среды, которое содержит, по меньшей мере, один проточный канал, причем этот или каждый проточный канал имеет, по меньшей мере, два периферийно расположенных магнита, а устройство приспособлено взаимодействовать с подающим текучую среду трубопроводом так, что при использовании протекающая через проточный канал текучая среда подвергается воздействию магнитного поля, при этом упомянутые, по меньшей мере, два магнита расположены на противоположных сторонах упомянутого или каждого проточного канала и разделены расстоянием менее примерно 90 мм. Причем указанное устройство применяется и для обработки смолистых сред.
Недостатком указанного известного устройства является конфигурация трубопровода, большего по размеру, чем топливопровод, а также расположение магнитов вдоль тела трубопровода без его кольцевого охвата. Данная конструкция подходит для магнитной обработки топлива и подвижных легких нефтей, прошедших первичную очистку. И совершенно не подходит для омагничивания тяжелых и смолистых нефтей, которые в своем движении по расширенному трубопроводу еще более замедляют свое течение и увеличивают скорость осаждения асфальто-смоло-парафиновых веществ. При этом снижение турбулентности потока жидкости не позволяет произвести магнитную обработку известным устройством всего объема тяжелой и смолистой нефти.
Также известно устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным экраном и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы (Патент США №5122277). Поскольку постоянные магниты обращены к оси трубы главными поверхностями, то протекающая по трубе жидкость обрабатывается магнитным полем заданной аксиальной составляющей напряженности.
Недостатком указанного устройства является малая эффективность магнитной обработки пластовой жидкости, относящейся по физико-химическим свойствам к тяжелым, обводненным и смолистым нефтям. Это объясняется тем, что при использовании в известном устройстве одиночных кольцевых магнитов образуемое аксиальное магнитное поле каждого кольцевого магнита распределяется на две части с противоположным направлением силовых линий, поэтому напряженность магнитного поля каждого магнита снижается вдвое. При этом аксиальное поле каждого такого магнита характеризуется размытыми границами, что свидетельствует о низких градиентах напряженности этих полей, что не позволяет получить высокую эффективность при магнитной обработке нефтесодержащих жидкостей.
Также известно устройство для магнитной обработки жидкости, содержащее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным кожухом и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы, при этом с торца каждого кольцевого магнита установлены без зазора ферромагнитные кольца, а внешние полюса всех кольцевых магнитов зашунтированы ферромагнитными пластинами (Патент РФ №2127708).
Недостатком указанного устройства является низкая эффективность магнитной обработки тяжелой и смолистой нефтесодержащей жидкости с трудным разделением фаз вода-нефть.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является устройство для магнитной обработки пластовой жидкости, содержащее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным кожухом и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы, с торца кольцевого магнита установлено без зазора ферромагнитное кольцо и внешние полюса кольцевых магнитов зашунтированы ферромагнитными пластинами, при этом постоянные кольцевые магниты установлены на ферромагнитной трубе двумя парами с образованием каждой парой магнитного модуля и расположены в каждом модуле с зазором между ними, с торца кольцевых магнитов, обращенных друг к другу в различных магнитных модулях, установлены без зазора ферромагнитные кольца, внешние полюса всех магнитов в магнитных модулях зашунтированы установленными вдоль продольной оси ферромагнитной трубы без зазора к полюсам ферромагнитными пластинами, при этом магнитные модули установлены вдоль трубы без зазора друг к другу, соприкасаясь ферромагнитными кольцами, а магнитная масса первого кольцевого магнита в первом магнитном модуле соотносится с магнитной массой второго кольцевого магнита в этом же модуле и с магнитной массой первого кольцевого магнита во втором магнитном модуле как 1:1÷2, и соотносится с магнитной массой второго кольцевого магнита во втором магнитном модуле как 1:2÷3 (Патент РФ №95330).
Однако указанное известное устройство является недостаточно эффективным при выполнении магнитной обработки высоковязких и смолистых нефтей. Это объясняется тем, что указанное устройство ориентировано на обработку, преимущественно, обводненных скважинных флюидов, которые обычно характеризуются незначительным содержанием смол и асфальтенов в нефти. Конструкция известного устройства обеспечивает создание локального импульса напряженности магнитного поля, которое эффективно влияет на перестройку на молекулярном уровне именно высообводненных флюидов, в то время как для тяжелых и смолистых нефтей требуется более протяженное во времени воздействие физическими полями, в том числе магнитным.
Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством, заключается в повышении эффективности обработки смолистых, тяжелых нефтей за счет создания оптимального по протяженности и по конструкции модульного магнитного средства.
Поставленный технический результат достигается предлагаемым устройством для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче, включающим ферромагнитную трубу, и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным кожухом, и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы, внешние полюса кольцевых магнитов зашунтированы ферромагнитными пластинами, при этом новым является то, что кольцевые магниты выполнены составленными из магнитных пластин и размещены в виде трех магнитных модулей, установленных с зазором друг к другу, первый из которых выполнен в виде одиночного кольцевого магнита, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами, второй магнитный модуль выполнен также в виде одиночного кольцевого магнита, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами, и дополнительно снабжен с торца, обращенного к третьему модулю, ферромагнитным кольцом, установленным у кольцевого магнита без зазора, третий магнитный модуль выполнен в виде четырех кольцевых магнитов, установленных с зазором друг к другу, при этом четвертый кольцевой магнит выполнен двойным, а остальные одинарными, первый кольцевой магнит третьего модуля дополнительно снабжен установленным без зазора ферромагнитным кольцом, обращенным ко второму магнитному модулю, между вторым и третьим кольцевыми магнитами третьего модуля установлено без зазора ферромагнитное кольцо, при этом внешние полюсы всех магнитов в третьем магнитном модуле зашунтированы установленными вдоль продольной оси ферромагнитной трубы без зазора к полюсам ферромагнитными пластинами, причем зазор S1 между кольцевыми магнитами первого и второго модуля равен 90 мм, зазор S2 между первым и вторым кольцевыми магнитами третьего модуля равен S2=1,45⋅S1, а зазор S3 между третьим и четвертым кольцевым магнитом третьего модуля равен S3=1,45⋅S2.
Ферромагнитные кольца и охватывающий их кожух выполнены разъемными в виде, по меньшей мере, двух продольных частей.
Поставленный технический результат обеспечивается за счет следующего.
Благодаря тому, что предлагаемое устройство имеет три магнитных модуля, каждый из которых конструктивно отличается друг от друга, обеспечивается не только наличие у такого устройства протяженного магнитного поля обработки тяжелой нефти, но и различные по локальности магнитные воздействия на всем пути прохождения указанной нефти.
Учитывая, что компоненты тяжелой нефти, включающие смолы, парафин и асфальтены, обеспечивают не только высокую вязкость такой нефти, но и обладают высокой адгезией к металлической поверхности нефтяного оборудования, требуется неоднократное локальное магнитное воздействие на такие компоненты. Благодаря тому, что в предлагаемом устройстве сила такого локального воздействия нарастает в каждом последующем магнитном модуле, обеспечивается максимально полное перестраивание межмолекулярных связей в асфальтено-смолистом комплексе добываемой нефти. Изменение напряженности магнитного поля на пути прохождения тяжелой и смолистой нефти достигается конструктивными особенностями этих модулей.
Первый модуль, состоящий из одиночного кольцевого магнита, внешние поверхности которого зашунтированы, создает первичный толчок воздействия физическим полем на межмолекулярные связи нефти, после которого флюиду необходимо некоторое время для образования новых внутримолекулярных связей. Для более тяжелых и смолистых нефтей требуется больше времени для образования новых связей, чем для нефтей средних и легких.
Кольцевой магнит во втором модуле, который, помимо шунта внешних полюсов, еще дополнительно снабжен ферромагнитным кольцом, установленным направленным в сторону третьего модуля, обеспечивает изменение напряженности магнитного поля для последующего воздействия на нефтяной флюид, уже выведенный из равновесного состояния первым магнитным модулем.
Установка с торца кольцевого магнита без зазора ферромагнитного кольца, как во втором, так и в третьем модулях, за счет сдвига аксиальной составляющей напряженности магнитного поля, позволяет значительно усиливать физическое воздействие на флюид одной пучности напряженностей магнитного поля за счет ослабления другой.
А при прохождении нефтесодержащего флюида через третий модуль, который уже состоит из ряда кольцевых магнитов, причем именно разнесенных друг от друга, чтобы дать возможность усилить с каждым последующим кольцевым магнитом магнитное воздействие на асфальтены и смолы в нефти, происходит закрепление результата воздействия магнитным полем на вновь образованные внутримолекулярные связи.
Кроме того, благодаря тому, что внешние полюса кольцевых магнитов в третьем магнитном модуле зашунтированы установленными вдоль оси ферромагнитной трубы без зазора, равномерно по внешней поверхности магнитов ферромагнитными пластинами, создаются условия перетекания магнитного поля с образованием его благоприятной конфигурации для еще в большей степени усиления максимума напряженности магнитного поля при незначительном перераспределении между ними энергии. Кроме того, установка таких пластин позволяет практически направлять требуемую для эффективной обработки данной жидкости конфигурацию магнитного поля в рабочий зазор, что позволяет осуществлять высокоэффективную магнитную обработку тяжелых и смолистых нефтесодержащих жидкостей с различными скоростями течения.
К тому же, внешний ферромагнитный кожух, герметично охватывающий магнитные модули, выполняя роль концентратора магнитного потока, усиливает пучности магнитного поля в рабочем зазоре (т.е. внутри ферромагнитной трубы) за счет сокращения его потока рассеяния. Присутствие дополнительных ферромагнитных элементов под ферромагнитным экраном в значительной мере способствует концентрации магнитного потока от каждого из кольцевых магнитов в однополюсную пучность на границе контакта постоянных магнитов с ферромагнитными кольцами. Благодаря этому внутри трубы, по которой протекает жидкость, формируется серия локальных пучностей напряженности аксиального магнитного поля.
Причем экспериментально было установлено, что произвольная установка модулей относительно друг друга не позволяет добиться высокой эффективности магнитной обработки нефтесодержащего флюида, а только благодаря определенному расстоянию между магнитными кольцами в модулях эффективность воздействия магнитного поля на тяжелые и смолистые нефти повышается. Эти расстояния составляют:
S1=90 мм между кольцевыми магнитами первого и второго модуля,
S2=1,45⋅S1 между первым и вторым кольцевыми магнитами третьего модуля;
S3=1,45⋅S2 между третьим и четвертым кольцевым магнитом третьего модуля.
Причем следует отметить, что только в совокупности с заявляемыми конструктивными признаками магнитных модулей эти расстояния будут обеспечивать эффективное функционирование предлагаемого устройства.
По-видимому, именно при указанных расстояниях между кольцевыми магнитами в модулях появляется возможность создания таких локальных пучностей магнитного поля, направленных в рабочий канал, которые на всей протяженности устройства будут обеспечивать максимально эффективное воздействие на разрыв межмолекулярных связей смол и асфальтенов в тяжелых и смолистых нефтях, без возможности их восстановления.
Изменение этих расстояний S1, S2, S3 в большую сторону негативно сказывается на конфигурации магнитного поля в сторону уменьшения его максимальной напряженности, что снижает эффективность воздействия физических полей на нефти на молекулярном уровне, а уменьшение указанных расстояний S1, S2, S3 не обеспечивает достаточно времени для промежуточной стабилизации межмолекулярных связей.
Благодаря тому, что кольцевые магниты выполнены составленными из магнитных пластин с помощью шунтирования обеспечивается концентрация магнитного поля во внутрь рабочего канала устройства.
Выполнение ферромагнитных колец и экрана разъемными, по меньшей мере, на две продольные части, позволяет проводить монтаж и демонтаж заявляемого устройства без остановки технологического процесса для врезания ферромагнитной трубы в трубопровод на участке, где нужна магнитная обработка, что значительно упрощает использование данного устройства в труднодоступных условиях.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг. 2 - кривая релаксации, т.е. магнитной памяти тяжелой нефти, обработанной предлагаемым устройством; на фиг. 3 - кривая релаксации, т.е. магнитной памяти тяжелой нефти, обработанной известным по прототипу устройством.
Заявляемое устройство для магнитной обработки смолистых тяжелых нефтей содержит ферромагнитную трубу 1, например, диаметром 62 мм, предназначенную для транспортировки потока обрабатываемой нефти, и расположенные на ней три магнитных модуля 2, 3 и 4 соответственно. Первый магнитный модуль 2 содержит установленный на внешней поверхности трубы 1 одиночный постоянный кольцевой магнит 5, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами 6. Второй магнитный модуль 3 выполнен также в виде одиночного кольцевого магнита 7, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами 8, и дополнительно снабжен с торца, обращенного к третьему модулю 4, ферромагнитным кольцом 9, установленным у магнитного кольца 7 без зазора. Третий магнитный модуль 4 выполнен в виде четырех магнитных колец 10, 11, 12 и 13, установленных с зазором друг к другу. При этом четвертое магнитное кольцо 13 выполнено двойным, а остальные магнитные кольца 10, 11 и 12 выполнены одинарными. При этом под указанными одинарными кольцевыми магнитами понимается серия магнитных пластин, обращенные одноименными зарядами в сторону рабочего канала ферромагнитной трубы 1. А под двойным кольцевым магнитом 13 понимается два кольца из магнитных пластин, обращенных одноименными зарядами в сторону рабочего канала ферромагнитной трубы 1, при этом в двойном кольцевом магните 13 полярности первого кольца из магнитных пластин являются отличными от полярности второго кольца.
Первое магнитное кольцо 10 третьего модуля 4 снабжено установленным без зазора к нему ферромагнитным кольцом 14, обращенным ко второму магнитному модулю 3. Между вторым 11 и третьим 12 магнитными кольцами третьего модуля 4 установлено без зазора ферромагнитное кольцо 15. При этом внешние полюсы всех кольцевых магнитов 10, 11, 12 и 13 в третьем магнитном модуле 4 зашунтированы установленными вдоль продольной оси ферромагнитной трубы 1 без зазора к полюсам ферромагнитными пластинами 16.
Кольцевые магниты в предлагаемом устройстве установлены с определенными зазорами друг с другом. Зазор S1 между кольцевым магнитом 5 первого модуля 2 и кольцевым магнитом 7 второго модуля 3 равен 90 мм. Зазор S2 между первым кольцевым магнитом 10 и вторым кольцевым магнитом 11 третьего модуля 4 равен S2=1,45⋅S1=130,3 мм. А зазор S3 между третьим кольцевым магнитом 12 и четвертым кольцевым магнитом 13 третьего модуля 4 равен S3=1,45⋅S2=189,2 мм.
Снаружи магнитные модули 2, 3 и 4 герметично охвачены ферромагнитным кожухом 17.
При этом главные поверхности кольцевых магнитов первого и второго модулей, обращенные к оси ферромагнитной трубы, выполнены с одноименными полюсами, а в третьем модуле идет чередование полюсов кольцевых магнитов.
Кольцевые магниты во всех модулях составлены из магнитных пластин, например, прямоугольной или трапециевидной формы (выпускаются, например, ООО «Полимагнит», Россия; китайскими производителями и др.).
Ферромагнитные кольца 9, 14 и охватывающий ферромагнитный кожух 17 могут быть выполнены разъемными в виде, по меньшей мере, двух продольных частей.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Для магнитной обработки тяжелой и смолистой нефти (пластового флюида), с целью предотвращения отложений АСПВ заявляемое устройство монтируют на насосно-компрессорных трубах добывающей нефтяной скважины. При прохождении пластового флюида по рабочему каналу ферромагнитной трубы 1 нефть обрабатывается равномерно нарастающим магнитным полем, в результате чего осуществляется перераспределение межмолекулярных связей смол, асфальтенов и парафина в нефтяном флюиде, их частичная промежуточная стабилизация и повторное перераспределение межмолекулярных связей, что способствует предотвращению отложений АСПВ на поверхности нефтепромыслового оборудования.
Для обоснования существенности признаков предлагаемой полезной модели и для доказательства эффективности предлагаемого устройства были проведены лабораторные исследования. Исследования проводились на нефтях Пермского края Москудьинского и Шагиртско-Гожанского месторождений.
Замер магнитного поля производился «Измерителем напряженности МФ-207А» фирмы «Микроаккустика».
Тип нефти определялся согласно ГОСТ Р51858-02. По плотности нефти: до 840 кг/м3 - легкая; 840-880 кг/3 - средняя; выше 880 кг/м3 - тяжелая. По содержанию смол: 0-8% - малосмолистая; 8-28% - среднесмолистая; выше 28% - высокосмолистая. По содержанию парафина: 0-1,5% - малопарафинистая; 1,5-6% - среднепарафинистая; выше 6% - высокопарафинистая.
Состав исследуемого флюида (нефти) определялся по «Методике ускоренного определения асфальто-смолистых веществ и парафина в нефти путем комплексообразования с четыреххлористым титаном», Пермь, ПермНИПинефть, 2007 г. В основе метода определения асфальто-смолистых веществ и парафина в нефти лежит способность высокомолекулярных соединений, содержащих гетероатомы: серу, азот, кислород, образовывать достаточно устойчивые комплексы с тетрахлоридом титана. Систематический ход анализа сырой нефти на содержание в ней асфальто-смолистых веществ и парафина предусматривает поэтапное определение асфальтенов, силикагелевых смол и кристаллического парафина в одной навеске нефти. В основе определения асфальтенов лежит известный способ осаждения их из нефти петролейным эфиром (фракция 40-70°С) или гексаном с последующим отделением, очисткой и взвешиванием осадка. После определения асфальтенов из деасфальтированного раствора нефти высаживают смолы с помощью тетрахлорида титана. Затем из деасфальтированного и обесмоленного раствора нефти высаживают кристаллический парафин.
Эффективность магнитной обработки нефтяного флюида предлагаемым устройством определялась согласно методическим указаниям «Метод проведения лабораторного анализа пробы нефти на эффективность магнитной обработки, 2011 г.», разработанным ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть», г. Пермь. Метод основан на изменении весового количества отложений, выпавших на поверхность немагнитных пятиугольных пластин с течением времени после магнитной обработки скважинного флюида в сравнении с количеством отложений, выпавших из необработанного флюида.
Свойства исследованных нефтей представлены в таблице 1.
Результаты омагничивания нефтей на моделях магнитных аппаратов с различным количеством кольцевых магнитов и различным расстоянием S1; S2; S3 между ними представлены в таблице 2.
В таблице 2 положительный результат лабораторного анализа на эффективность магнитной обработки нефти обозначен знаком «+», который показывает, что магнитная память обработанной нефти остается стабильной на протяжении 9 и более часов после проведения магнитной обработки. Нулевой или отрицательный результат обозначен знаком «-», который показывает, что магнитная память обработанной нефти является не стабильной и перераспределение внутримолекулярных связей внутри флюида не происходит или исходные молекулярные связи восстанавливаются менее, чем за 9 часов после магнитной обработки.
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что только предлагаемое устройство обеспечивает эффективную обработку тяжелых и смолистых нефтей, что позволит в промысловых условиях успешно предотвращать отложения АСПВ на нефтепромысловом оборудовании. Эффективность обработки других типов нефти (легких и средних) значительно ниже.
На фиг. 2 и фиг. 3 представлены кривые релаксации (кривые «магнитной памяти») добываемой смолистой тяжелой нефти, обработанной предлагаемым устройством и известным по прототипу соответственно.
Кривая на фиг. 2 показывает, что тяжелая смолистая нефть, подвергнутая магнитной обработке предлагаемым устройством, имеет магнитную память более 9 часов, что говорит о сохранении в нефти новых внутримолекулярных связей продолжительное время после воздействия на нее магнитным полем.
Кривая релаксации на фиг. 3 (обработка известным по прототипу устройством) показывает практически нулевую динамику процесса, т.е. магнитная обработка слабо влияет на межмолекулярные связи добываемого тяжелого нефтяного флюида, при этом магнитная память обработанной жидкости является кратковременной, а кривая релаксации стремится к исходному состоянию.
Claims (2)
1. Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче, включающее ферромагнитную трубу и установленные на ее внешней поверхности постоянные кольцевые магниты, охваченные герметично ферромагнитным кожухом, и установленные так, что их главные поверхности с одноименными полюсами обращены к оси трубы, внешние полюса кольцевых магнитов зашунтированы ферромагнитными пластинами, отличающееся тем, что кольцевые магниты выполнены составленными из магнитных пластин и размещены в виде трех магнитных модулей, установленных с зазором друг к другу, первый из которых выполнен в виде одиночного кольцевого магнита, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами, второй магнитный модуль выполнен также в виде одиночного кольцевого магнита, внешние полюса которого зашунтированы ферромагнитными пластинами, и дополнительно снабжен с торца, обращенного к третьему модулю, ферромагнитным кольцом, установленным у кольцевого магнита без зазора, третий магнитный модуль выполнен в виде четырех кольцевых магнитов, установленных с зазором друг к другу, при этом четвертый кольцевой магнит выполнен двойным, а остальные - одинарными, первый кольцевой магнит третьего модуля дополнительно снабжен установленным без зазора ферромагнитным кольцом, обращенным ко второму магнитному модулю, между вторым и третьим кольцевыми магнитами третьего модуля установлено без зазора ферромагнитное кольцо, при этом внешние полюсы всех магнитов в третьем магнитном модуле зашунтированы, установленными вдоль продольной оси ферромагнитной трубы без зазора к полюсам, ферромагнитными пластинами, причем зазор S1 между кольцевыми магнитами первого и второго модуля равен 90 мм, зазор S2 между первым и вторым кольцевыми магнитами третьего модуля равен S2 =1,45⋅S1, а зазор S3 между третьим и четвертым кольцевым магнитом третьего модуля равен S3=1,45⋅S2.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ферромагнитные кольца и охватывающий их кожух выполнены разъемными в виде, по меньшей мере, двух продольных частей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125902U RU193273U1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125902U RU193273U1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193273U1 true RU193273U1 (ru) | 2019-10-22 |
Family
ID=68315500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125902U RU193273U1 (ru) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193273U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5122277A (en) * | 1990-04-04 | 1992-06-16 | Jones Clifford I | Magnetic conditioner for fluid flow line |
RU2236382C2 (ru) * | 2001-10-16 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Володар" | Устройство для магнитной обработки жидкости "гидромагнитрон" |
RU41462U1 (ru) * | 2004-06-21 | 2004-10-27 | Общество ограниченной ответственности "Сервис подземного оборудования" | Устройство для магнитной обработки жидкости |
RU95330U1 (ru) * | 2010-01-21 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "МАГНИТРОН" | Устройство для магнитной обработки пластовой жидкости, преимущественно высокообводненной (варианты) |
RU2662491C1 (ru) * | 2017-07-26 | 2018-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ в скважине при штанговом способе добычи пластовой жидкости путем ее омагничивания |
-
2019
- 2019-08-15 RU RU2019125902U patent/RU193273U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5122277A (en) * | 1990-04-04 | 1992-06-16 | Jones Clifford I | Magnetic conditioner for fluid flow line |
RU2236382C2 (ru) * | 2001-10-16 | 2004-09-20 | Открытое акционерное общество "Володар" | Устройство для магнитной обработки жидкости "гидромагнитрон" |
RU41462U1 (ru) * | 2004-06-21 | 2004-10-27 | Общество ограниченной ответственности "Сервис подземного оборудования" | Устройство для магнитной обработки жидкости |
RU95330U1 (ru) * | 2010-01-21 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "МАГНИТРОН" | Устройство для магнитной обработки пластовой жидкости, преимущественно высокообводненной (варианты) |
RU2662491C1 (ru) * | 2017-07-26 | 2018-07-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ в скважине при штанговом способе добычи пластовой жидкости путем ее омагничивания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Muneer et al. | Fine migration control in sandstones: Surface force analysis and application of DLVO theory | |
Romanova et al. | Demulsification of water-in-oil emulsions by exposure to magnetic field | |
RU2348794C2 (ru) | Способ предотвращения образований асфальтосмолопарафиновых отложений и устройство для его реализации | |
CA2599223C (en) | Inhibition of paraffin wall deposition in oil lines | |
Kharchenko et al. | Analysis of magnetic treatment of production fluid with high content of asphalt-resin-paraffin deposits | |
BRPI0715748A2 (pt) | mÉtodos de reduzir depàsito de material de uma mistura àleo/Água em um tubo de poÇo de petràleo, e de tratar lÍquido em um tubo de poÇo de petràleo, e, instalaÇço de produÇço de petràleo | |
Golubev et al. | Practice of using the magnetic treatment devices to intensify the processes of primary oil treating | |
Belhaj et al. | Asphaltene stability in crude oil during production process | |
Ihtsham Hashmi et al. | Dynamic asphaltene deposition control in pipe flow through the application of DC potential | |
RU193273U1 (ru) | Устройство для магнитной обработки тяжелых и смолистых нефтей при нефтедобыче | |
Harbottle et al. | The minimum transport velocity of colloidal silica suspensions | |
Gollapudi et al. | Ultrasonic treatment for removal of asphaltene deposits during petroleum production | |
Shedid et al. | Formation damage caused by simultaneous sulfur and asphaltene deposition | |
Makarev et al. | Effects of different power high-intensity ultrasonic treatment on rheological properties of heavy oil products | |
Kaishentayev et al. | Pretreatment of Produced Waters Containing High Total Dissolved Solids | |
Kostarelos et al. | Technology update: Electrokinetic deposition of asphaltenes studied under dynamic conditions | |
WO2020257888A1 (pt) | Sistema e método para extração de hidrocarbonetos de formações permeáveis subterrâneas por injeção de formulação aquosa eletroenergizada, formulação aquosa eletroenergizada e equipamento de eletroenergização correspondente | |
RU2662491C1 (ru) | Способ предотвращения отложений асфальтеносмолопарафиновых веществ в скважине при штанговом способе добычи пластовой жидкости путем ее омагничивания | |
Golubev et al. | Quality improvement of oil-contaminated wastewater, meant for injection into formation, using two-stage treatment technology | |
RU2602136C1 (ru) | Наземное устройство для подачи жидких систем, преимущественно, ингибитора парафиноотложений, в нефтедобывающую скважину | |
Wang et al. | Scaling deposition behavior in sieve tubes of produced water filter in polymer flooding | |
JP2016007584A (ja) | 磁気分離装置および凝集磁気分離システム | |
US6733668B2 (en) | Apparatus for magnetically treating flowing fluids | |
Appenteng et al. | Physicochemical characterization of the Jubilee crude oil | |
Al-Murayri et al. | Impact of Produced EOR Polymer on Production Facilities |