Спосіб магнітної обробки рідини та пристрійдля його здійснення
Власники патенту UA 2311942:
Спосіб магнітної обробки рідини та пристрій для його здійснення можуть використовуватися в нафтовій промисловості при видобутку, збиранні та підготовці нафти на промислах. Спосіб полягає в тому, що магнітну обробку ведуть в один або кілька ступенів. Перед кожним щаблем з трубопроводу попередньо видаляють вільний газ і воду, що виділилася. Пристрій для магнітної обробки рідини включає електромагніт у вигляді однієї або декількох ділянок, в корпусі кожного електромагніту перед його обмоткою встановлені патрубки для відведення вільного газу і води, що виділилася з нафтової емульсії. Технічний результат: підвищення ефективності обробки магнітним полем нафтової емульсії з метою поділу на газ, нафту та воду за мінімальних витрат коштів та часу. 2 н.п. ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до техніки магнітної обробки рідини і може бути використане для видобутку нафти для магнітної обробки продукції нафтовидобувних свердловин в ускладнених умовах.
Відомий спосіб зневоднення нафти (патент Україна №2095119, кл. В01D 17/06, опубл. 10.11.97, бюл. №31) шляхом впливу імпульсним магнітним полем на нафтову емульсію та відстою у відстійниках. При цьому магнітним полем впливають на нафтову емульсію на ділянці трубопроводу, яким протікає нафтова емульсія. Під впливом магнітного поля нафтова емульсія руйнується і час поділу емульсії на нафту та воду при відстою у відстійнику скорочується у 2-3 рази. Недоліком способу є те, що на ділянці трубопроводу, де емульсія піддається магнітній обробці, як правило, має місце вільний газ і вода, що виділилися під час руху трубопроводом до місця обробки магнітним полем, і при обробці магнітним полемінтенсивно виділяються розчинений газ та вода з емульсії, які займають частину перерізу трубопроводу, і магнітне поле через цю частину перерізу трубопроводу корисно не використовується, через це знижується ефективність використання магнітного поля.
Нафтова емульсія піддається магнітній обробці під час попереднього скидання і під час підготовки нафти. Тяжкі, високов'язкі нафти, що містять парафін і асфальтосмолисті речовини, важко піддаються підготовці з використанням тільки традиційних способів нагрівання та введення деемульгаторів. У таких випадках магнітна обробка емульсії дає значний ефект, прискорюючи процеси сепарації газу та зневоднення нафти. Нафтова емульсія є полидисперсной системою, тобто. наявні більші краплі води і бульбашки газу відокремлюються без будь-якого впливу і утворюють ще в трубопроводі, яким транспортується емульсія, шар газу і шар води, а щоб відокремити газ і воду, що знаходиться в дрібнодисперсному стані, потрібен додатковий вплив, наприклад, магнітним полем .
При реалізації відомих способів обробки магнітним полем рідини зазвичай використовується пристрій, відомий а.с. №865832, кл. С02F 1/48, опубл. 23.09.81, бюл. №35. Пристрій являє собою корпус, що монтується в трубопровід (трубу) з діамагнітного матеріалу і електромагніту у вигляді обмотки на корпусі, блок живлення та управління. Рідина, що обробляється, протікає всередині корпусу і піддається впливу змінного магнітного поля низької частоти. Недоліком пристрою є невисока ефективність використання пристрою при обробці свердловини у вигляді нафтової емульсії, що містить ще й газ.
Таким чином, єдиним завданням, на вирішення якої спрямована група винаходів, що заявляється, є підвищенняефективності обробки магнітним полем продукції нафтовидобувної свердловини у вигляді нафтової емульсії за мінімальних витрат праці, засобів і часу.
Єдиний технічний результат - ефективна обробка нафтової емульсії з метою руйнування її та поділу на газ, нафту та воду за мінімальних витрат і за короткий час.
Зазначений технічний результат при здійсненні групи винаходів по об'єкту - способу досягається тим, що у відомому способі магнітної обробки рідини, що включає магнітну обробку нафтової емульсії на потоці при перебігу трубопроводом змінним магнітним полем, згідно винаходу магнітну обробку здійснюють в одну або кілька ступенів, при цьому перед кожним щаблем з трубопроводу попередньо видаляють вільний газ і воду, що виділилася.
Попереднє видалення вільного газу і води, що виділилася перед магнітною обробкою і на довжині ділянки магнітної обробки забезпечує використання магнітного поля по всьому перерізу корпусу електромагніту і отримання максимального ефекту від магнітної обробки нафтової емульсії.
Магнітної обробки нафтова емульсія піддається зазвичай перед відстійником. При попередньому скиданні води нафтова емульсія містить води понад 50% газу після першого ступеня сепарації при високому робочому тиску. Таким чином, при магнітній обробці в нафтовій емульсії завжди є вільний газ і вода, що виділилася при транспортуванні трубопроводом. За перерізом трубопроводу вільний газ та вода за попередньою оцінкою можуть зайняти до 30% площі перерізу труби. А це означає, що магнітне поле на цьому перерізі труби не використовується, оскільки корисний ефект при магнітній обробці має місце при дії тільки емульсії.
Для реалізації запропонованого способувикористовується пристрій, що забезпечує відведення вільного газу і води, що виділилася на всій ділянці магнітної обробки нафтової емульсії.
Пропонований спосіб магнітної обробки рідини та пристрій для його здійснення дозволяють обробити емульсію по всьому перерізу корпусу електромагніту та підвищити ефективність магнітної обробки нафтової емульсії не менш ніж на 30%.
Зазначений єдиний технічний результат при здійсненні групи винаходів по об'єкту - пристрою для магнітної обробки рідини досягається тим, що у відомому пристрої, що включає електромагніт у вигляді обмотки на корпусі з діамагнітного матеріалу, блок живлення та управління, згідно винаходу електромагніт виконаний у вигляді однієї або декількох ділянок , при цьому в корпусі кожного електромагніту перед його обмоткою встановлені патрубки для відведення вільного газу і води, що виділилася з нафтової емульсії.
Схема запропонованого пристрою наведено на кресленні.
Пристрій містить корпус 1 з діамагнітного матеріалу, електромагніт 2 у вигляді обмотки на корпусі, патрубок 3 для відведення вільного газу, патрубок 4 для відведення води, що виділилася, газопровід 5, водогін 6, колектор 7, засувку 8 на водопроводі, кран 9 для відбору проби. Блоки живлення та управління на кресленні не вказані.
Спосіб та пристрій реалізуються наступним чином.
Пристрій розміщується на ділянці трубопроводу, яким транспортується продукція нафтовидобувної свердловини - нафтова емульсія, що підлягає магнітній обробці, так щоб емульсія протікала через корпуси 1 послідовно розміщених електромагнітів 2. Після монтажу пристрою на об'єкті блок живлення та управління підключається до електричної мережі. Блок керування дозволяє регулювати режим роботи пристрою понапруженості магнітного поля, частоті та величині імпульсу. Для ефективної обробки рідини необхідно створити певну напруженість магнітного поля, частоту та впливати на рідину протягом певного часу. Ці параметри визначаються експериментально шляхом випробування на конкретному об'єкті.
При оптимальному режимі роботи магнітного пристрою з початком впливу магнітного поля на емульсію починається прискорений поділ газу, нафти і води. Виділилися вільний газ і вода займають частину перерізу корпусу 1 і магнітне поле, що припадає на переріз корпусу, корисну роботу з обробки емульсії не виконує. Для усунення цього недоліку перед першим електромагнітом вільний газ і вода, що виділилася в підводить трубопроводі відводяться по патрубках 3 і 4 і далі перед кожним електромагнітом і направляються по газопроводу 5 і водопроводу 6 в колектор 7 за всіма електромагнітами. Якість води, що виділилася, щоб уникнути пропуску необробленої емульсії, контролюється по пробі, відібраної через кран 9, і регулюється зміною витрати за допомогою засувки 8 на водопроводі 6. При необхідності ця процедура може бути автоматизована з використанням відомих технічних засобів.
Відведення вільного газу і води, що виділилася перед електромагнітом забезпечує повне і ефективне використання електромагнітного поля для обробки нафтової емульсії.
Використання декількох послідовно розміщених електромагнітів забезпечує універсальність пропонованого пристрою і дозволяє використовувати його за різних ускладнених умовах, що забезпечується зміною числа послідовно розміщених однакових електромагнітів. Найбільш оптимальним є використання 2-3 електромагнітів. При цьомусумарна потужність кількох електромагнітів, що використовуються, не збільшується в порівнянні з існуючими пристроями для магнітної обробки рідини. Розподіл потужності по кількох електромагнітах дозволяє обробити нафтову емульсію в м'якшому режимі, не побоюючись передіспергування емульсії. Використання кількох однакових електромагнітів дозволяє за необхідності маневрувати числом електромагнітів, зменшити чи збільшити число залежно від конкретних умов.
Таким чином, використання групи винаходів по об'єкту - способу магнітної обробки і по об'єкту - пристрою для здійснення способу забезпечує рішення єдиної технічної задачі - підвищення ефективності обробки магнітним полем продукції нафтовидобувної свердловини при мінімальних витратах праці, засобів і часу, досягається єдиний технічний результат - ефективна обробка нафтової емульсії з метою поділу на газ, нафту і воду за мінімальних витрат і часу.
1. Спосіб магнітної обробки рідини, що включає магнітну обробку нафтової емульсії на потоці при перебігу по трубопроводу змінним магнітним полем, який відрізняється тим, що магнітну обробку здійснюють в один або кілька ступенів, при цьому перед кожним щаблем з трубопроводу попередньо видаляють вільний газ і воду, що виділилася.
2. Пристрій для магнітної обробки рідини, що включає електромагніт у вигляді обмотки на корпусі з діамагнітного матеріалу, блок живлення та управління, який відрізняється тим, що електромагніт виконаний у вигляді однієї або декількох ділянок, при цьому в корпусі кожного електромагніту перед його обмоткою встановлені патрубки для відведення вільного газу і води, що виділилася з нафтової емульсії.