Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении нефтяных скважин с применением обсадных или насосно-компрессорных труб. Устройство включает трубы, муфты и/или переводники и выполнено в виде, по меньшей мере, одного постоянного магнита. Функцию магнитопровода выполняет переводник. Постоянный магнит изготовлен из магнитопласта и содержит не менее одной пары частей, обращенных противоположными полюсами навстречу друг другу. Постоянные магниты могут быть установлены в обойме. Увеличивается срок эксплуатации труб, повышается нефтеотдача скважин. 12 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при освоении нефтяных скважин с применением обсадных или насосно-компрессорных труб (НКТ). При добыче нефти в ней практически всегда присутствует значительное количество воды, в которой могут быть растворены соли и присутствовать ферромагнитные частицы, которые способствуют коррозии труб и отложению парафиногидратных и асфальтосмолистых отложений (далее парафины).

Известно устройство для магнитной обработки жидкости по авт.св. СССР №190368, содержащее магнитопровод и винтовую насадку для закручивания потока жидкости. Устройство предназначено для отделения от жидкости ферромагнитных частиц и не может быть использовано при добыче нефти.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости по авт.св. СССР №1468868, которое содержит кольцо и магниты, установленные в нем, и центральный сердечник.

Недостаток - большие габариты устройства и загромождение поперечного сечения трубы и, как следствие, уменьшение дебита нефти.

Известно устройство для магнитной обработки жидкости, в том числе нефти по патенту РФ №2092444, прототип, содержащее корпус, внутри которого установлены попарно и последовательно магниты с магнитопроводом. По первому варианту магнитопровод выполнен общим для двух пар в виде кольца. По второму варианту магнитопровод выполнен в виде двух коаксиально установленных колец. По обоим торцам магнитопровод имеет диаметрально выполненные выступы, на внутренней поверхности которых установлены попарно магниты. Каждая пара магнитов установлена относительно друг друга со смещением 90-270°, а продольный зазор между ближайшими торцами магнитов составляет 0,1…1,5 мм.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность и значительное загромождение внутреннего сечения труб НКТ из-за больших габаритов устройства, определяемого магнитопроводом. Кроме того, установка постоянных магнитов в магнитопроводе приводит к взаимному влиянию магнитных полей соседних постоянных магнитов и ослаблению эффективности магнитного потока, действующего на жидкость (смесь нефти и воды).

Задача создания изобретения - предотвращение коррозии и уменьшение отложений парафина в колонне нефтяных труб.

Решение указанных задач достигнуто в устройстве для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб, состоящей из труб, муфт и/или переводников, выполненное в виде, по меньшей мере, одного постоянного магнита, тем, что функцию магнитопровода выполняет переводник. Постоянный магнит может быть изготовлен из магнитопласта и содержать не менее одной пары частей, обращенных противоположными полюсами навстречу друг другу. Устройство может содержать несколько пар постоянных магнитов, установленных в обойме. Постоянные магниты могут быть установлены внутри переводника в радиальных пазах, имеющих трапециевидное поперечное сечение. Постоянные магниты могут быть установлены в обойме, которая имеет форму втулки с радиальными пазами, количество которых и форма соответствует количеству и форме постоянных магнитов. Обойма может быть выполнена из немагнитного материала. Обойма может быть выполнена из немагнитного металла, например из немагнитной стали, или из алюминия, или из титана. Обойма выполнена из неметалла, например из пластмассы. В обойме может быть выполнен сквозной продольный разрез. В обойме могут быть выполнены, кроме сквозного продольного разреза, дополнительно несквозные продольные разрезы. Обойма может быть зафиксирована в переводнике разрезным кольцом или стопорным кольцом, или втулкой, внутри которой установлено запорное кольцо.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…19,

где на фиг.1 приведено устройство, установленное между нефтяными трубами,

на фиг.2 приведен разрез А-А,

на фиг.3 приведено устройство, выполненное в виде обоймы с постоянными магнитами,

на фиг.4 приведен внешний вид обоймы с магнитами,

на фиг.5 приведено устройство, установленное в переводнике без обоймы,

на фиг.6 приведен разрез Б-Б,

на фиг.7 приведено устройство, установленное в переводнике с обоймой,

на фиг.8 приведен разрез В-В,

на фиг.9 приведен внешний вид обоймы,

на фиг.10 приведен внешний вид обоймы с радиальными пазами под магниты, выполненными сквозными в одну сторону,

на фиг.11 приведен внешний вид обоймы со сквозным разрезом,

на фиг.12 приведен внешний вид обоймы со сквозным и дополнительно несквозным разрезами,

на фиг.13 приведен вариант фиксации обоймы разрезной втулкой,

на фиг.14 приведена фиксирующая разрезная втулка,

на фиг.15 приведен вариант фиксации обоймы стопорным кольцом,

на фиг.16 приведен вариант фиксация втулкой, внутри которой установлено запорное кольцо.

на фиг.17 приведена втулка,

на фиг.18 приведено запорное кольцо,

на фиг.19 приведена схема работы устройства.

Устройство (фиг.1…19) предназначено для установки в переводник 1 (фиг.1…3, 5…8, 13, 15, 16, 19), соединяющий трубы 2, содержащие постоянные магниты 3. Магнитопроводом служит переводник 1, в котором установлены постоянные магниты 3.

Постоянные магниты 3 могут быть изготовлены из магнитопласта и содержат не менее одной пары частей, обращенных противоположными полюсами навстречу друг другу (фиг.1 и 2), или может быть применено несколько пар постоянных магнитов 3, они могут быть уложены в пазах 4, выполненных в обойме 5 (фиг.3 и 4). Постоянные магниты 3 установлены радиально и попарно, обращены противоположными полюсами N и S навстречу друг другу. Постоянные магниты 3 могут быть установлены в радиальных пазах 4 обоймы 5, выполненной из немагнитного материала. При этом обойма 5 может быть выполнена из немагнитного металла, например немагнитной стали, алюминия, или титана, или из неметаллического материала, например из пластмассы. Применение немагнигных материалов для обоймы 5 необходимо, чтобы исключить потери магнитного потока в ней и исключить влияние магнитных потоков соседних постоянных магнитов, приводящих к рассеиванию магнитного поля и снижению его эффективности в рабочей зоне.

Постоянные магниты 3 выполнены по форме и размерам аналогично радиальным пазам 4, которые могут иметь трапециевидное поперечное сечение для предотвращения их выпадения внутрь труб 2, или форму правильного параллелепипеда.

Необходимо обеспечить контакт постоянных магнитов 3 с переводником 1 или трубами 2, выполняющими функцию магнитопровода и одновременно не допустить загромождения внутреннего сечения нефтяных труб.

Внешний вид обоймы 5 приведен на фиг.9. Радиальные пазы 4 могут быть выполнены сквозными в одном направлении (фиг.10).

Для удобства сборки устройства обойма 5 может иметь сквозной продольный разрез 6 (фиг.11) или один сквозной продольный разрез 6 и несколько несквозных продольных разрезов 7 (фиг.12).

Обойма 5 или постоянные магниты 3 в переводнике 1 могут быть зафиксированы разрезной втулкой 8 (фиг.13 и 14), или стопорным кольцом 9 (фиг.15), или втулкой 10, внутри которой установлено запорное кольцо 11 (фиг.16…18).

При добыче (фиг.19) нефть практически всегда содержит воду и растворенные в ней ферромагнитные частицы 12 и ионы 13, несущие положительный или отрицательный заряды. Смесь нефти с водой проходит мимо постоянных магнитов 3 и под влиянием магнитного поля ферромагнитные частицы 12 и ионы 13 концентрируются около оси труб 2, удаляясь от стенок этих труб. Это предотвращает отложение асфальтосмолистых и парафиногидратных отложений и уменьшает коррозию труб. Действие магнитного поля сохраняется на прямолинейных участках труб 2 на расстоянии до 400…500 м, а на криволинейных участках значительно меньше, поэтому в колонне нефтяных труб может быть установлено несколько предложенных устройств на расстоянии 400…500 м друг от друга. Эффективность действия устройств зависит и от состава минеральных частиц, находящихся в нефти, следовательно, эффективность действия устройства для различных скважин может отличаться.

Применение изобретения позволило:

1) уменьшить коррозию нефтяных труб;

2) предотвратить отложение парафиногидратных и асфальтосмолистых отложений на внутренней стенке нефтяных труб;

3) повысить нефтеотдачу скважин, в которых установлено предложенное устройство, за счет отсутствия загромождения сечения нефтяных труб по сравнению с устройствами аналогичного назначения;

4) обеспечить эксплуатацию нефтяных труб в течение всего срока эксплуатации скважины.

1. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб, состоящей из труб, муфт и/или переводников, выполненное в виде, по меньшей мере, одного постоянного магнита, отличающееся тем, что функцию магнитопровода выполняет переводник.

2. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит изготовлен из магнитопласта и содержит не менее одной пары частей, обращенных противоположными полюсами навстречу друг другу.

3. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.1, отличающееся тем, что оно содержит несколько пар постоянных магнитов, установленных в обойме.

4. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что постоянные магниты установлены внутри переводника в пазах, имеющих трапециевидное поперечное сечение.

5. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что постоянные магниты установлены в обойме, которая имеет форму втулки со сквозными пазами, количество которых и форма соответствует количеству и форме постоянных магнитов.

6. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что обойма выполнена из немагнитного материала.

7. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.6, отличающееся тем, что обойма выполнена из немагнитного металла, например из немагнитной стали, или из алюминия, или из титана.

8. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.6, отличающееся тем, что обойма выполнена из неметалла, например из пластмассы.

9. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что в обойме выполнен сквозной продольный разрез.

10. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.9, отличающееся тем, что в обойме выполнены дополнительно несквозные продольные разрезы.

11. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что обойма зафиксирована в переводнике разрезной втулкой.

12. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что обойма зафиксирована в переводнике стопорным кольцом.

13. Устройство для предотвращения коррозии и отложения парафина в колонне нефтяных труб по п.3, отличающееся тем, что обойма зафиксирована в переводнике втулкой, внутри которой установлено запорное кольцо.