Дослідження працездатності ловильного пристрою з рухомими магнітними системами

Abstract

Різноманіття аварій, що виникають в процесі спорудження нафтових і газових свердловин, зумовлює широке використання магнітних ловильних пристроїв. Суттєвим недоліком відомих пристроїв на основі постійних магнітів є плоска робоча поверхня магнітної системи, що не дозволяє досягнути достатньої сили притягання з уловлюваним предметом складної геометричної форми. Тому, метою роботи є підвищення ефективності вилучення із свердловин предметів неправильної геометричної форми. Для цього розроблено новий ловильний пристрій великого діаметра з рухомими магнітними системами, здатними відтворювати форму уловлюваних предметів. Кожна магнітна система, що скомпонована із постійних рідкісноземельних магнітів та концентрично розміщених магнітопроводів, утримується магнітним полем суміжних систем протилежної полярності. Збільшення вантажопідіймальної сили відбувається внаслідок осьового переміщення магнітних систем та зростання площі контакту з аварійними предметами. Для підтвердження працездатності розробленого пристрою проведено теоретичні дослідження з використанням методу скінченних елементів. В результаті одержано моделі розподілу магнітної індукції, що ілюструють високі силові характеристики магнітних систем. Розраховані значення вантажопідіймальної сили під час взаємодії магнітних систем із шарошкою бурового долота та цілим долотом підтверджують здатність уловлення предметів неправильної геометричної форми. Також встановлено незначне зменшення зусилля притягання під час уловлення предметів, виготовлених із легованих сталей. Застосування розробленого магнітного пристрою дасть можливість вилучати із свердловини феромагнітні предмети будь-яких форми, маси та положення на вибої.