В процессе добычи нефти попутно добываемые пластовые воды закачивают обратно в пласт для поддержания пластового давления. Присутствие в закачиваемой воде эмульгированных нефтяных частиц и механических примесей приводит к снижению приемистости продуктивных и поглощающих пластов. Поэтому перед закачкой сточных вод в пласты требуется их глубокая очистка.
Для доочистки воды от эмульгированных нефтяных частиц предложено использовать магнитные частицы магнетита совместно с магнитным сепаратором. Высокодисперсные частицы сорбируются на поверхности эмульгированной нефти. Далее намагниченная эмульсионная капля извлекается в магнитном сепараторе. Такая нефтяная частица в магнитном поле имеет слабый магнитный момент. Разработан магнитный сепаратор. Его картридж состоит из множества тонких стальных стержней, вдоль которых течет очищаемая вода. Эффективность работы магнитного сепаратора зависит от напряженности и градиента магнитного поля в его рабочей области.
Выполнено моделирование магнитных полей в картридже магнитного сепаратора. На созданных моделях рассмотрены его конструктивные особенности. Обосновано преимущество ромбового расположения стержней в магнитном поле. Определены оптимальная толщина стержней и расстояние между ними. Рекомендовано устанавливать стальные стержни толщиной 1-10 мм на расстоянии 1-2 мм друг от друга. Обоснована возможность применения магнитов NdFeB. При изготовлении магнитной ловушки в качестве сердечника предложено использовать постоянные магниты NdFeB с квадратным основанием. Радиус действия сердечника от поверхности, при которых напряженность магнитного поля более 100 кА/м, можно считать равным размеру самого магнита.
Представлена модель расчета коэффициента производительности картриджа магнитного сепаратора, который определяется с учетом градиента магнитного поля и коэффициента рабочей зоны в поперечном сечении магнитного сепаратора.
Список литературы
1. Лютоев А.А., Смирнов Ю.Г., Ивенина И.В. Извлечение эмульгированных примесей нефти из воды при помощи высокодисперсных частиц магнетита // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2014. – № 4. – С. 40–45.
2. Лютоев А.А., Смирнов Ю.Г. Численное моделирование процесса омагничивания нефтяных эмульсий с использованием наночастиц магнетита для управления системой очистки воды от нефтепродуктов // Естественные и технические науки. – 2013. – № 2. – С. 334–342.
3. Кацман М.М. Расчет и проектирование электрических машин. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 360 с.
