скважинный магнитный ловитель
Классы МПК: | E21B31/06 с использованием магнитных средств |
Автор(ы): | Курбатов П.А., Терехов Ю.Н., Фролов М.Г. |
Патентообладатель(и): | Государственное малое научно-производственное предприятие "Энергомаг" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-06-10 публикация патента:
10.03.1997 |
Использование: изобретение относится к инструментам, применяемым при бурении скважин различного назначения и диаметра для очистки забоя и при ремонтно-восстановительных работах с целью извлечения на поверхность обломком инструмента, оборудования и других ферромагнитных деталей и частиц, включая твердосплавные зубья шарошек, обладающих слабыми магнитными свойствами. Сущность изобретения: скважинный магнитный ловитель содержит круговой цилиндрический корпус с переходником и фрезерной коронкой. В корпусе установлена магнитная система с промывочными каналами, расположенными на периферийном магнитопроводе. Магнитная система имеет периферийный магнитопровод и соосный с ним центральный магнитопровод, выполненные из магнитомягкого материала. Между ними расположены постоянные магниты. Центральный магнитопровод выполнен в виде конуса, усеченного конуса, многогранной пирамиды или усеченной многогранной пирамиды, основания которых обращены к нижнему торцу ловителя. Ловитель дополнительно снабжен защитными диамагнитными пластинами, расположенными сверху и снизу магнитной системы. Изобретение направлено на решение задачи повышения улавливающей силы, действующей на больших расстояниях, при сохранении величины удерживающей силы, уменьшения массы применяемых постоянных магнитов и всего ловителя в целом; увеличения удельной грузоподъемности ловителя; повышения технологичности его изготовления и сборки, а также значительного увеличения сроков эксплуатации. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Скважинный магнитный ловитель, содержащий цилиндрический корпус с переходником и фрезерной коронкой, установленную в корпусе магнитную систему в виде постоянных магнитов, раположенных между центральным и периферийным магнитопроводами, промывочные каналы и первую диамагнитную пластину, расположенную над магнитной системой, отличающийся тем, что центральный магнитопровод выполнен в виде конуса, правильной многогранной пирамиды, усеченного конуса или усеченной правильной многогранной пирамиды, основания которых обращены к нижнему рабочему торцу ловителя, который дополнительно снабжен второй диамагнитной пластиной, расположенной под постоянными магнитами и охватывающей основание центрального магнитопровода. 2. Магнитный ловитель по п. 1, отличающийся тем, что конус выполнен с углом![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074032/945.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-6t.gif)
где D2 внешний диаметр постоянных магнитов, м;
L длина постоянных магнитов, м, определяемая из соотношения
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-7t.gif)
где Bd индукция магнитного поля, соответствующая максимуму энергии постоянного магнита, Тл;
BS индукция насыщения центрального магнитопровода, Тл;
K1 коэффициент ( K1 0,2 0,8);
K2 коэффициент ( K2 0,5 1). 3. Ловитель по п. 1, отличающийся тем, что правильная многогранная пирамида выполнена с углом
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074032/945.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074011/8773.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074011/8773.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к инструментам, применяемым при бурении скважин различного назначения и диаметра для очистки забоя и при ремонтно-восстановительных работах с целью извлечения на поверхность обломков инструмента, оборудования и других ферромагнитных деталей и частиц, включая твердосплавные зубья шарошек, обладающих слабыми магнитными свойствами. Известен магнитный фрезер-ловитель ФМ, содержащий переходник, магнитную систему и корпус, нижняя часть которого изготовлена в виде фрезерной коронки [1]Основными недостатками его являются сложность конструкции, нерациональное использование постоянных магнитов и малая грузоподъемность. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигаемому результату является магнитный ловитель повышенной грузоподъемности ЛМПГ, содержащий цилиндрический корпус с переходником и фрезерной коронкой, расположенную в корпусе магнитную систему с промывочным каналом, выполненную в виде постоянных магнитов, установленных между гранями центрального и периферийного магнитопроводов. Центральный магнитопровод выполнен в виде правильной призмы с квадратным основанием. Над магнитной системой расположено диамагнитное кольцо [2]
Указанный магнитный ловитель обладает в 2,5 3 раза большей грузоподъемностью, чем серийно выпускаемый магнитный фрезер-ловитель типа ФМ. Недостатки магнитного ловителя по а.с. N 1601332 заключаются в следующем. Во-первых, его магнитная система предназначена практически исключительно для увеличения грузоподъемности и не обладает необходимой притягивающей силой, действующей на расстоянии более 2 3 мм от рабочего торца ловителя. Наличие в забое скважины измельченной породы и промывочной жидкости, создающих зазор более 1,5 2 мм между торцевой поверхностью магнитной системы и ферромагнитными телами, уменьшает притягивающую силу ловителя в 1,5 5 раз. Магнитная система ловителя обладает объявленной подъемной силой, приложенной к уже притянутому ферромагнитном телу из магнитомягкого материала в виде плиты специальной формы для лучшего прилегания к нижнем торцу магнитной системы, но не отвечает названию в качестве именно ловителя ферромагнитных частиц и обломков инструмента. Во-вторых, максимум притягивающей и удерживающей сил сдвинут примерно на 1/3 внешнего радиуса корпуса ловителя относительно геометрического центра торца, что в условиях забоя не позволяет реализовать его объявленные возможности. В-третьих, компоновка магнитной системы такова, что постоянные магниты находятся в резко неоднородном магнитном поле, что не позволяет добиться высокой степени использования энергии постоянных магнитов. Особенно это сказывается в реальных условиях эксплуатации, когда требуется взаимодействие со средой, имеющей отдельные ферромагнитные включения типа частиц, обломков инструмента или твердосплавных зубьев шарошек со слабыми магнитными свойствами. При этом магнитный поток ловителя резко падает, возрастают размагничивающие поля в магнитах, что вблизи граней магнитопровода может привести к практически полном необратимому размагничиванию. В-четвертых, достаточно большая масса указанного магнитного ловителя, определяемая в основном длиной (объемом) постоянных магнитов, и связанное с этим увеличение веса корпусных деталей предполагает использование только традиционны способов спуска-подъема с помощью колонны бурильных труб, что не всегда удобно, особенно при производстве ремонтно-восстановительных работ, так как вызывает значительные потери времени. Изобретение направлено на решение задачи повышения улавливающей силы, действующей на больших расстояниях, при сохранении величины удерживающей силы; уменьшения массы применяемых постоянных магнитов и всего ловителя в целом; увеличения удельной грузоподъемности ловителя; улучшения конструкции магнитной системы ловителя с целью повышения технологичности ее изготовления и сборки. Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемом скважинном магнитном ловителе (СМЛ), включающем цилиндрический корпус с переходником и фрезерной коронкой, установленную в корпусе магнитную систему в виде постоянных магнитов, расположенных между центральным и периферийным магнитопроводами, промывочные каналы, первую диамагнитную пластину, расположенную над магнитной системой, центральный магнитопровод может быть выполнен в виде конуса, усеченного конуса, правильной многогранной пирамиды или усеченной правильной многогранной пирамиды, основания которых обращены к нижнему рабочему торцу ловителя, который дополнительно снабжен второй диамагнитной пластиной, расположенной под постоянными магнитами и охватывающей основание центрального магнитопровода или примыкающий к основанию или составляющий с ним одно целое хвостовик с резьбой. Кроме того, центральный магнитопровод может быть выполнен в виде конуса с углом
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074032/945.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-2t.gif)
где D2 внешний диаметр постоянных магнитов;
L длина постоянных магнитов, определяемая из соотношения
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-3t.gif)
где Вd индукция магнитного поля, соответствующая максимуму энергии постоянного магнита;
Bs индукция насыщения центрального магнитопровода;
k1 выбирают равным 0,2 oC 0,8;
k2 выбирают равным 0,5 oC 1. Кроме того, центральный магнитопровод может быть выполнен в виде правильной многогранной пирамиды с углом
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074032/945.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-4t.gif)
где D2 внешний диаметр постоянных магнитов;
L длина постоянных магнитов, определяемая из соотношения
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074947/2074947-5t.gif)
где Bd индукция магнитного поля, соответствующая максимуму энергии постоянного магнита;
Bs индукция насыщения центрального магнитопровода;
k1 выбирают равным 0,2 oC 0,8;
k2 выбирают равным 0,5 oC 1,
основанием которой является правильный многоугольник, число сторон которого удовлетворяет соотношению 5
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074011/8773.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074011/8773.gif)
![скважинный магнитный ловитель, патент № 2074947](/images/patents/398/2074032/945.gif)
Класс E21B31/06 с использованием магнитных средств
промывочное перо аношкина а.п. - патент 2485279 (20.06.2013) | ![]() |
скважинный магнитный ловитель - патент 2272888 (27.03.2006) | ![]() |
магнитный ловитель - патент 2213200 (27.09.2003) | |
гидромагнитный фрезер-ловитель - патент 2194145 (10.12.2002) | |
магнитный ловитель - патент 2106473 (10.03.1998) | |
магнитный ловитель - патент 2094589 (27.10.1997) | |
магнитный ловитель - патент 2069737 (27.11.1996) | |
магнитный ловитель - патент 2049222 (27.11.1995) |