Способ обработки потока жидкости в трубопроводе

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу обработки нефтей и водогазонефтяных смесей. Обеспечивает повышение эффективности обработки потока за счет снижения гидравлического сопротивления трубопровода и увеличения его пропускной способности. Сущность изобретения: по способу поток жидкости обрабатывают магнитным и другим физическими полями. Поток обрабатывают магнитным полем, создаваемыми установленными последовательно в трубе магнитными элементами, направленными друг к другу одноименными полюсами. При этом изменяют термодинамические и реофизические характеристики жидкости. Поток этой жидкости создают турбулентной системой расширений-сужений в узле барообработки. Для этого магнитные элементы выполняют различного диаметра. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу обработки нефтей и водогазонефтяных смесей.

Известны способы и устройства для обработки продукции добывающих скважин, включающие обработку потока продукции магнитным полем (1).

Устройство для магнитной обработки состоит из нескольких однотипных постоянных магнитов, закрепленных в трубе соосно на штоке из немагнитного материала и установленных одноименными полюсами друг к другу.

Этот способ увеличивает пропускную способность трубопроводов за счет регулирования реофизических характеристик нефтей и водогазонефтяных смесей, но, как показывают эксперименты, более эффективным является одновременная обработка двумя физическими полями (2).

Известное устройство для магнитной обработки состоит из однотипных постоянных магнитов и поэтому не позволяет в достаточной степени регулировать динамику изменения напряженности магнитного поля, воздействующего на отдельные элементы объема жидкости при их движении вдоль устройства. Это является недостатком, так как лабораторными опытами (2) и теоретическими исследованиями (3) показано, что пределы, в которых меняется напряженность переменного магнитного поля, существенно влияют на величину эффекта намагничивания.

Наиболее близким решением (прототипом) являются способ и устройство для обработки потока продукции добывающих скважин двумя различными физическими полями путем сочетания электрического, магнитного полей и импульсов давления (барообработки) (4).

По этому способу обработка магнитным полем совмещается с обработкой импульсами давления.

Узел для магнитной обработки потока жидкости в устройстве совпадает с описанным выше и обладает теми же недостатками.

Узел для барообработки устройства представляет собой емкость, в которой создаются пульсации давления, например, с помощью насоса и задвижки. Однако это устройство не позволяет обеспечить непрерывность потока жидкости при барообработке.

Недостатком способа является то, что импульсное изменение давления не позволяет использовать влияние сдвиговых деформаций на реофизические характеристики потоков (импульсы давления ведут только к объемным деформациям).

Цель изобретения - повышение эффективности способа обработки потока жидкости двумя физическими - магнитным и гидродинамическим - полями за счет чего происходит снижение гидравлического сопротивления и увеличивается пропускная способность трубопровода.

Поставленная цель достигается тем, что поток жидкости обрабатывают регулируемым магнитным полем, создаваемым магнитными элементами, установленных поочередно и направленных одноименными полюсами друг к другу и подвергают воздействию по направлению потока турбулентным гидродинамическим полем в узле барообработки, выполненным в виде последовательно установленных в трубе магнитных элементов различного диаметра.

На чертеже представлена схема для обработки потока жидкости.

Обработка потока жидкости осуществляется следующим образом.

Схема состоит из установленных в трубе 8 соосно магнитных элементов различного диаметра 1, 2, закрепленных на штоке 3 из немагнитного материала с помощью гаек 4, в которые вворачиваются немагнитные стержни-центраторы под углом 120^o друг к другу. Между магнитными элементами помещают втулки 5, изготовленные также из немагнитного материала. Магнитные элементы представляют собой пару цилиндрических постоянных магнитов, установленных одноименными полюсами друг к другу и разделенных дисками-втулками 7 из немагнитного материала.

При обработке потока жидкости переменными по направлению потока магнитным и турбулентным гидродинамическим полями изменяются термодинамические и реофизические характеристики, в результате чего уменьшается гидравлическое сопротивление и увеличивается пропускная способность трубопровода.

Предлагаемое введение магнитных элементов различной магнитной силы позволяет регулировать градиенты создаваемого магнитного поля в желаемых пределах. Обработка переменным гидродинамическим полем в системе расширений - сужений потока резко повышает эффективность воздействия на реофизические свойства за счет одновременного создания объемных и сдвиговых деформаций. Следует отметить, что одновременно производится и традиционная барообработка, поскольку при изменении скорости в сужениях - расширениях меняется (по закону Бернулли) и значение давления.

Пример практического применения.

Эффективность рассматриваемого способа была проверена в ходе лабораторных исследований изменения пропускной способности капилляра при течении водонефтяной смеси под воздействием различных видов обработок. В ходе экспериментов поток водонефтяной смеси перед входом в капилляр подвергался обработке магнитным полем, барообработке и баромагнитообработке по предлагаемой схеме.

В таблице приведены значения расхода (в 10^-6 м³/с) водонефтяной смеси, полученные при различных величинах перепада давления, приложенного к концам капилляра. Вязкость смеси равнялась 75 мПа•с.

Отметим, что барообработка при проведении этих опытов (см. строку 2) производилась устройством-прототипом импульсами давления с амплитудой 3 МПа с частотой 5 импульсов в минуту.

Магнитная обработка (3 строка таблицы) производится устройством-прототипом, позволяющим достичь значений напряженности магнитного поля в 40-10³ А/м.

Баромагнитная обработка производилась опытным лабораторным образцом предлагаемого устройства, состоящим из магнитных элементов диаметра 10 мм и магнитных элементов диаметра 7 мм, установленных поочередно на штоке из нержавеющей стали и отделенных друг от друга алюминиевыми втулками шириной 8 мм. Магнитные элементы представляют собой пару цилиндрических магнитов шириной 3 мм, направленных одноименными полюсами друг к другу и разделенными алюминиевыми дисками-втулками шириной 3 мм.

Как видно из таблицы, применение предлагаемого способа позволяет увеличить эффективность обработки потока жидкости физическими полями.

Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить гидравлические сопротивления и увеличить пропускную способность трубопровода.

Источники информации 1. Технология восстановления продуктивности скважин на основе использования физических полей/РД 39 - 0147035 - 218 - 88. - М., ВНИИнефть, 1987.

2. Мирзаджанзаде А.Х., Алиев И.А., Юсифзаде Х.Б. и др. Фрагменты разработки морских нефтегазовых месторождений. - Баку: изд-во "Елм", 1997.

3. Давидзон М. И. О действии магнитного поля на слабопроводящие водные среды/Изв. ВУЗов, сер. Физика, 1985, N 4.

4. Патент РФ N 2077659, E 21 B 43/00. опубл. БИ N 11, 1997.

Формула изобретения

Способ обработки потока жидкости в трубопроводе магнитным и другим физическими полями, отличающийся тем, что поток жидкости обрабатывают магнитным полем, создаваемым установленными последовательно в трубе магнитными элементами, направленными друг к другу одноименными полюсами, при этом изменяют термодинамические и реофизические характеристики жидкости, поток которой создают турбулентным системой расширений-сужений в узле барообработки, для чего магнитные элементы выполняют различного диаметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2