EA 008120B1 20070427

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000008120b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

1. Устройство для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении, содержащее опорный элемент, имеющий несущую поверхность для расположения частиц, проходящую в заданном направлении, сепараторный магнит, обеспечивающий генерирование магнитного поля для удерживания частиц на несущей поверхности, при этом магнитное поле на несущей поверхности имеет зону повышенной напряженности магнитного поля, зону пониженной напряженности магнитного поля и градиент магнитного поля в градиентной зоне между зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля, и напряженность магнитного поля в зоне повышенной напряженности выше напряженности в зоне пониженной напряженности магнитного поля, средство для продвижения зон повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, в результате чего за зоной повышенной напряженности магнитного поля следует зона пониженной напряженности магнитного поля, отличающееся тем, что вдоль зоны повышенной напряженности магнитного поля по меньшей мере первый магнитный полюс и второй магнитный полюс противоположной полярности расположены таким образом, что первый путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности от первого магнитного полюса ко второму магнитному полюсу короче, чем второй путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности, пересекающий градиентную зону от первого магнитного полюса к другому ближайшему магнитному полюсу противоположной полярности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сепараторный магнит является составным магнитом, содержащим множество магнитных конструкционных блоков, сгруппированных вместе в заданном направлении группирования.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый магнитный конструкционный блок имеет проецируемую ось N-S, сформированную составляющей внутреннего магнитного поля вдоль плоскости, перпендикулярной к заданному направлению группирования.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что проецируемые оси N-S сгруппированных магнитных конструкционных блоков пересекают зону повышенной напряженности магнитного поля.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что и первый магнитный полюс, и второй магнитный полюс образованы группами отдельных полюсов, состоящими из одного или нескольких сгруппированных магнитных конструкционных блоков.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что первый и/или второй магнитный полюс образован множеством сгруппированных магнитных конструкционных блоков.

7. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство для продвижения зон относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, выполнено в виде средства привода для вращения сепараторного магнита вокруг оси, параллельной направлению группирования относительно несущей поверхности.

8. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что градиентная зона расположена спирально вокруг сепараторного магнита.

9. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что зона пониженной напряженности магнитного поля соответствует углублению во внешней поверхности сепараторного магнита.

10. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что магнитное поле в градиентной зоне, по существу, возрастает на траектории на несущей поверхности в заданном направлении транспортирования.

11. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что несущая поверхность проходит вокруг магнита, оставляя свободным расстояние между несущей поверхностью и внешней поверхностью сепараторного магнита, причем упомянутое расстояние в первом местоположении на несущей поверхности меньше, чем упомянутое расстояние во втором местоположении на несущей поверхности, и первое местоположение находится по отношению ко второму местоположению далее по заданному направлению.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что несущая поверхность расположена конусообразно вокруг сепараторного магнита.

13. Инструмент для разработки подземного объекта, содержащий систему гидромонитора, направляющую на разрабатываемый объект струйный поток текучей среды, смешанной с абразивными частицами магнитного материала, и имеющую, по меньшей мере, вход для абразивных частиц, обеспечивающий поступление абразивных частиц в систему гидромонитора, систему рециркуляции, предназначенную для рециркуляции, по меньшей мере, некоторых абразивных частиц из возвратного потока текучей среды, смешанной с абразивными частицами, после попадания струйного потока на объект обратно в систему гидромонитора, при этом система рециркуляции содержит устройство по любому одному из пп.1-12, имеющее несущую поверхность, открытую возвратному потоку, для транспортировки абразивных частиц из возвратного потока в упомянутый вход.

14. Инструмент по п.13, отличающийся тем, что несущая поверхность имеет гребень на несущей поверхности, направляющий абразивные частицы во второй вход.

15. Инструмент по п.13 или 14, отличающийся тем, что система гидромонитора посредством текучей среды сообщается с обходным каналом, выполненным внутри гребня, для обеспечения системы гидромонитора текучей средой.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
Устройство для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении, содержащее опорный элемент, имеющий несущую поверхность для расположения частиц, проходящую в заданном направлении, сепараторный магнит, обеспечивающий генерирование магнитного поля для удерживания частиц на несущей поверхности, при этом магнитное поле на несущей поверхности имеет зону повышенной напряженности магнитного поля, зону пониженной напряженности магнитного поля и градиент магнитного поля в градиентной зоне между зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля, и напряженность магнитного поля в зоне повышенной напряженности выше напряженности в зоне пониженной напряженности магнитного поля, средство для продвижения зон повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, в результате чего за зоной повышенной напряженности магнитного поля следует зона пониженной напряженности магнитного поля, отличающееся тем, что вдоль зоны повышенной напряженности магнитного поля по меньшей мере первый магнитный полюс и второй магнитный полюс противоположной полярности расположены таким образом, что первый путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности от первого магнитного полюса ко второму магнитному полюсу короче, чем второй путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности, пересекающий градиентную зону от первого магнитного полюса к другому ближайшему магнитному полюсу противоположной полярности.

008120
Настоящее изобретение относится к устройству для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении и инструменту для разработки подземного объекта, содержащему это устройство.
Устройство для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении раскрыто в международной заявке WO 02/34653. Известное устройство содержит цилиндрический магнит, концентрически расположенный внутри опорного элемента, образованного цилиндрическим кожухом, внешняя поверхность которого образует несущую поверхность для расположения частиц. Цилиндрический магнит образован из трех меньших магнитов, сгруппированных вместе в осевом направлении сепараторного магнита. Каждый из меньших магнитов имеет диаметрально расположенные полюсы N и S, и эти меньшие магниты сгруппированы таким образом, что соседние магниты имеют противоположно ориентированные направления N-S.
На внешней стороне магнита выполнены спиральные канавки для создания локального увеличения радиального расстояния между магнитом и несущей поверхностью для образования областей меньшей напряженности магнитного поля. Между этими областями меньшей напряженности магнитного поля находятся зоны более высокой напряженности магнитного поля. Магнит имеет центральную продольную ось, вокруг которой он может вращаться относительно кожуха.
При функционировании устройства магнитные частицы удерживаются на несущей поверхности магнитным полем, генерируемым цилиндрическим сепараторным магнитом. В частности, магнитные частицы удерживаются в областях между спиральными канавками, где магнитное поле относительно более сильное. В результате осевого вращения сепараторного магнита магнитные частицы подвергаются воздействию изменяющегося градиента напряженности магнитного поля, перпендикулярного к спиральной канавке, по которой перемещаются частицы. Частицы таким образом транспортируются по несущей поверхности.
Было обнаружено, что существует предел количества частиц из расчета на единицу времени, которые известное устройство может транспортировать при данной частоте вращения. Если количество частиц, поступающих в устройство, превышает этот предел, то транспортировка магнитных частиц по несущей поверхности снижается и даже полностью останавливается.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения создано устройство для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении, содержащее опорный элемент, имеющий несущую поверхность для расположения частиц, проходящую в заданном направлении, сепараторный магнит, обеспечивающий генерирование магнитного поля для удерживания частиц на несущей поверхности, при этом магнитное поле на несущей поверхности имеет зону повышенной напряженности магнитного поля, зону пониженной напряженности магнитного поля и градиент магнитного поля в градиентной зоне между упомянутыми зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля, причем напряженность магнитного поля в зоне повышенной напряженности выше, чем напряженность в зоне пониженной напряженности, средство для продвижения зон повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, в результате чего за зоной повышенной напряженности магнитного поля следует зона пониженной напряженности магнитного поля, при этом вдоль зоны повышенной напряженности магнитного поля по меньшей мере первый магнитный полюс и второй магнитный полюс противоположной полярности расположены таким образом, что первый путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности от первого магнитного полюса ко второму магнитному полюсу короче, чем второй путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности, пересекающий градиентную зону от первого магнитного полюса к другому ближайшему магнитному полюсу противоположной полярности.
В данном описании магнитный полюс является областью на поверхности сепараторного магнита или на несущей поверхности, где силовые линии магнитного поля пересекают поверхность сепараторного магнита или несущую поверхность, при этом являясь областью истока или стока для силовых линий магнитного поля.
Обнаружено, что когда на несущей поверхности присутствует большое количество магнитных частиц, то они выстраиваются в цепочки на несущей поверхности между N и S полюсами магнитного поля, направленного на несущую поверхность. Если соседние полюсы N и S в зоне повышенной напряженности магнитного поля расположить так, чтобы они магнитно были ближе друг к другу, чем к полюсам противоположной полярности на другой стороне градиентной зоны, то цепочки магнитных частиц будут предпочтительно выравниваться по зоне повышенной напряженности магнитного поля по отношению к градиентной зоне. На все выстраивающиеся таким образом магнитные частицы будет воздействовать силовое поле, возникшее в результате градиента магнитного поля в продвигающейся градиентной зоне.
Цепочки магнитных частиц, пересекающие градиентную зону от магнитных полюсов в зоне повышенной напряженности магнитного поля к магнитному полюсу вне зоны повышенной напряженности магнитного поля, являются нежелательными. Поскольку эти цепочки пересекают градиентную зону, то градиент силы, относящийся к градиенту магнитного поля в градиентной зоне, будет действовать только на относительно небольшое число частиц в цепочке, в результате чего продвижение этой градиентной
- 1 -
008120
зоны не будет действенным образом увлекать частицы в цепочке вдоль зоны. Расположение магнитных полюсов согласно настоящему изобретению даст возможность исключить наличие таких цепочек магнитных частиц, пересекающих градиентную зону.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения создан инструмент для разработки подземного объекта, содержащий систему гидромонитора, направляющую на разрабатываемый подземный объект струйный поток текучей среды, смешанной с абразивными частицами магнитного материала и имеющую, по меньшей мере, вход для поступления абразивных частиц, по которому абразивные частицы поступают в систему гидромонитора, систему рециркуляции, предназначенную для рециркуляции, по меньшей мере, некоторых абразивных частиц из возвратного потока текучей среды, смешанной с абразивными частицами, после попадания струйного потока на объект, обратно в систему гидромонитора, причем система рециркуляции содержит вышеописанное устройство, имеет несущую поверхность, открытую воздействию на нее со стороны упомянутого возвратного потока, для транспортировки абразивных частиц из возвратного потока в упомянутый вход.
Изобретение далее поясняется, в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг. 1 схематически изображает поперечное сечение части инструмента для разработки подземного объекта;
фиг. 2 схематически показывает поверхностное отображение расположения магнитной поверхности согласно настоящему изобретению;
фиг. 3а, 3b, 3с представляют фотографии инструмента, показанного на фиг. 1 и имеющего повышенное количество стальной дроби, удерживаемой на его несущей поверхности;
фиг. 4а, 4b, 4с схематически показывают различные альтернативные расположения магнитной поверхности согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 показывает график изменения магнитного поля на несущей поверхности в зависимости от осевого расстояния вдоль магнитной оси;
фиг. 6 схематически показывает вариант, включающий конический сепараторный магнит и коническую несущую поверхность;
фиг. 7а, 7b, 7с схематически показывают расположение магнита, имеющего спиральные канавки;
фиг. 8 показывает график изменения радиального ослабления магнитного поля для разных магнитов;
фиг. 9 схематически показывает инструмент для разработки подземного объекта.
На чертежах аналогичные компоненты имеют аналогичные ссылочные обозначения. В приводимом ниже описании, если направление вращения указывается определенно, то направление транспортировки в каждом случае является направлением наблюдения, относительно которого определяется направление вращения.
Часть инструмента для разработки подземного объекта схематически показана в продольном сечении на фиг. 1. Инструмент можно соединить с нижним концом колонны бурильных труб (не показана), которая проходит в ствол скважины, сформированный в таком объекте, как подземный пласт. Инструмент направляет струю потока бурового раствора, смешанного с абразивными частицами, на разрабатываемый подземный объект и осуществляет рециркуляцию по меньшей мере части абразивных частиц. Для данного инструмента абразивные частицы должны быть намагничиваемыми.
Инструмент имеет продольный канал 1 для бурового раствора, один конец которого посредством текучей среды сообщается с каналом для бурового раствора в колонне бурильных труб и другой конец которого посредством текучей среды сообщается через вход 3 для бурового раствора с камерой 2 смешивания.
Камера 2 смешивания также посредством текучей среды сообщается с входом 4 для абразивных частиц и со смешивающей насадкой 5, имеющей выход (не показан), который направляет струю потока бурового раствора и абразивных частиц на подземный пласт во время бурения, когда буровой инструмент находится в стволе скважины.
Камера смешивания имеет корпус 14 из магнитного материала, расположенный - как вариант - на стороне, противоположной входу 4 для абразивных частиц.
Смешивающая насадка наклонена по отношению к продольному направлению бурового инструмента под углом наклона 15-30° относительно вертикали, но этот угол может иметь и другие значения. Предпочтительное значение этого угла - 21°, оптимальное для абразивной эрозии забоя ствола скважины путем осевого вращения всего инструмента внутри ствола скважины. Камера 2 смешивания и смешивающая насадка 5 сцентрированы с выходной насадкой под тем же углом для обеспечения оптимального ускорения абразивных частиц.
Канал 1 для бурового раствора выполнен для обхода устройства 6 для транспортировки магнитных частиц, входящего в состав инструмента в качестве части системы рециркуляции для магнитных абразивных частиц, которые можно использовать, если абразивные частиц содержат магнитный материал. Устройство 6 включает опорный элемент в виде имеющего небольшую конусность кожуха 15 для обеспечения несущей поверхности, проходящей вокруг, по существу, цилиндрического удлиненного сепара
- 2 -
008120
торного магнита 7. Сепараторный магнит 7 генерирует магнитное поле, которое удерживает магнитные частицы на несущей поверхности 15.
Канал 1 для бурового раствора выполнен фиксированно по отношению к несущей поверхности 15 и камере 2 смешивания. Канал 1 для бурового раствора имеет нижний конец вблизи входа 4 для абразивных частиц. В данном осуществлении канал 1 для бурового раствора сформирован внутри гребня в осевом направлении, причем упомянутый гребень своим выступом контактирует с несущей поверхностью 15. Канал 1 для бурового раствора также может быть выполнен автономно по отношению к несущей поверхности - аналогично описанию в международной публикации WO 02/34653, со ссылкой на фиг. 4 в ней, либо этот канал может располагаться не соосно. Вход 4 для абразивных частиц находится в нижнем конце гребня.
Цилиндрический сепараторный магнит 7 сформирован из сгруппированных друг с другом четырех меньших магнитов 7а, 7b, 7с и 7d. Также можно использовать и другое число меньших магнитов. Каждый магнит 7а, 7b, 7с и 7d имеет диаметрально противоположные N и S полюсы, и магниты сгруппированы таким образом, что N-S направления прилегающих друг к другу магнитов вращаются в азимутальном направлении относительно друг друга вокруг центральной продольной оси 8 на величину угла ф, в результате чего две по существу спиральные диаметрально противоположные зоны, каждая из них, образуются чередованием полюсов N и S.
Благодаря характеру биполярного магнита напряженность магнитного поля в областях между плюсами N и S в каждом из меньших магнитов 7а, 7b, 7с и 7d ниже, чем в по существу спирально расположенных областях вокруг полюсов N и S. Поэтому спиральные зоны чередующихся полюсов N и S образуют зону повышенной напряженности магнитного поля с напряженностью магнитного поля более высокой по сравнению с областями, формирующими зону пониженной напряженности магнитного поля, смещенную приблизительно на 90° в азимутальном направлении по отношению к зоне повышенной напряженности магнитного поля. Между зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля присутствует градиентная зона, в которой напряженность магнитного поля снижается с повышенного значения в зоне повышенной напряженности магнитного поля до значения в зоне пониженной напряженности магнитного поля.
Сепараторный магнит 7 имеет центральную продольную ось 8 и выполнен с возможностью вращения вокруг центральной продольной оси 8 относительно кожуха 15. Средство привода (не показано) приводит в действие ось 8 и за счет этого вращает сепараторный магнит 7 в направлении либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки в зависимости от направления спиральной зоны. Средством привода целесообразно может быть электродвигатель, работающий под управлением системы управления (не показана).
В нижнем конце магнита 7d выполнена короткая конусообразная секция 11. Кожух 15 имеет соответствующую конусность, в результате чего вход 4 для абразивных частиц обеспечивает сообщение посредством текучей среды между несущей поверхностью 15, окружающей конусную секцию 11, и камерой 2 смешивания. Целесообразно, чтобы основание конусности имело тот же угол, что и упоминаемый выше угол камеры 2 смешивания и смешивающей насадки 5.
Инструмент работает следующим образом. Инструмент соединен с нижним концом колонны бурильных труб, введенной с поверхности в ствол скважины. Поток бурового раствора закачивается соответствующим насосом (не показан) на поверхности по растворопроводу колонны бурильных труб и каналу 1 для бурового раствора в камеру 2 смешивания. Во время первоначальной закачки потоку обеспечивается низкая концентрация абразивных частиц магнитного материала, такого как стальная дробь или стальная остроугольная дробь.
Поток идет из камеры 2 смешивания в смешивающую насадку 5 и струей направляется в забой ствола скважины. Одновременно колонна бурильных труб вращается и за счет этого осуществляется равномерная эрозия забоя ствола скважины. Возвратный поток, содержащий буровой раствор, абразивные частицы и обломки породы, идет от забоя ствола скважины по стволу скважины и назад к поверхности. При этом возвратный поток проходит по кожуху 15.
Одновременно с закачкой потока бурового раствора сепараторный магнит 7 вращается вокруг своей оси 8 в направлении, определяемом направлением спиральных зон, которое может быть направлением по часовой стрелке или против часовой стрелки. Сепараторный магнит 7 индуцирует магнитное поле, доходящее до внешней поверхности кожуха 15 и проходящее далее этой поверхности. При прохождении потока по кожуху 15 абразивные частицы в потоке отделяются от потока силой действия магнитного поля сепараторного магнита 7, который притягивает частицы на внешнюю поверхность кожуха 15.
Поток бурового раствора, который теперь, по существу, не имеет абразивных магнитных частиц, проходит далее по стволу скважины в насос на поверхности и снова циркулирует по колонне бурильных труб после удаления бурового шлама.
Воздействующая на абразивные частицы магнитная сила в зоне пониженной напряженности магнитного поля слабее, чем в зоне повышенной напряженности магнитного поля. Удерживаемые на несущей поверхности 15 магнитные частицы притягиваются к зоне самого сильного магнитного поля. В результате вращения сепараторного магнита 7 в направлении против направления спиральных зон соответ
- 3 -
008120
ствующие зоны и градиентная зона между ними воздействуют на магнитные частицы в направлении, перпендикулярном к градиентной зоне, имеющей направленную вниз составляющую, в результате чего частицы принудительно следуют направленному спирально вниз движению.
При поступлении частиц во вход 4 для абразивных частиц поток бурового раствора, идущий в камеру 2 смешивания, снова увлекает частицы.
Оказавшись в камере 2 смешивания, частицы взаимодействуют с потоком бурового раствора, проходящим через камеру 2 смешивания из входа 3 в смешивающую насадку 5, и при этом эти частицы увлекаются этим потоком.
При использовании магнитного тела 14, расположенного на стороне, противоположной входу 4 для абразивных частиц, оно направляет силовые линии магнитного поля от нижнего конца 11 сепараторного магнита в это магнитное тело. В результате этого градиент магнитного поля, направленный от несущей поверхности 15 к внутреннему пространству камеры 2 смешивания, слабеет, в результате чего облегчается вход магнитных абразивных частиц через вход 4 для абразивных частиц в камеру 2 смешивания.
В следующем цикле абразивные частицы снова вместе со струей направляются на забой ствола скважины и потом протекают в кольцевом пространстве, образованном инструментом и стволом скважины, в направлении к поверхности. Затем цикл повторяется непрерывно. При этом колонне бурильных труб/насосному оборудованию, по существу, не наносится повреждение абразивными частицами, т. к. они циркулируют только в нижней части колонны бурильных труб, и при этом буровой раствор циркулирует по всей колонне бурильных труб и насосному оборудованию. Если небольшая часть частиц проходит по стволу скважины к поверхности, то ее можно заменить при помощи потока бурового раствора, идущего по колонне бурильных труб.
На фиг. 2 также показан сепараторный магнит 7, при этом цилиндрическая поверхность плоско развернута в плоскости чертежа. Вертикально показана высота сепараторного магнита, который подразделяется на меньшие магниты 7а, 7b, 7c, 7d, и горизонтально видна поверхность во всех азимутах между 0 и 360°. Угол ф в этом случае равен 90° относительно каждого из меньших магнитов в этой группе, причем угол ф является разницей азимутального угла между проецируемыми направлениями N-S в двух соседних меньших магнитах. Либо угол ф может изменять на протяжении данной группы магнитов.
Участки 16 схематически указывают места, в которых в градиентных зонах напряженность магнитного поля снижается наиболее резко с повышенного значения в зоне повышенной напряженности магнитного поля до значения в зоне пониженной напряженности магнитного поля.
В зависимости и от угла ф, и от осевой высоты меньших магнитов каждая из двух зон повышенной напряженности магнитного поля проходит в направлении, образующем угол ф по отношению к плоскости, перпендикулярной к центральной продольной оси согласно фиг. 2. Угол ф может изменяться вдоль данной группы магнитов.
Магнитные частицы, удерживаемые на несущей поверхности сепараторным магнитом, выстраиваются в удлиненные цепочки вдоль пути прохождения магнитной силовой линии от одного полюса к ближайшему полюсу противоположной полярности. Эти цепочки 45 показаны на фотографиях 3а, 3b и 3 с, иллюстрирующих увеличивающиеся количества стальной дроби, удерживаемой на несущей поверхности 15, вмещающей спиральный сепараторный магнит. На фотографиях видно, что стальная дробь располагается в цепочках 43 вдоль спиральной зоны повышенной напряженности магнитного поля, имеющей полюсы NNSS. Цепочки 43 между полюсами N и S лежат плоско на несущей поверхности 15. Цепочки дроби в середине полюса N или S выступают из несущей поверхности, так как полюсы соответствуют истокам или стокам силовых линий магнитного поля.
Наиболее короткий путь прохождения магнитной силовой линии на приблизительно цилиндрической поверхности между двумя соседними местоположениями N и S полюсов в одной зоне повышенной напряженности магнитного поля, указанной на фиг. 2 пунктирной линией 9, короче самого короткого пути на приблизительно цилиндрической поверхности между местоположением полюса S (или полюса N) в этой зоне повышенной напряженности магнитного поля и местоположением ближайшего полюса N (полюса S) в другой зоне повышенной напряженности магнитного поля. То есть магнитные частицы будут образовывать цепочку по линии 9, выравниваясь по зоне повышенной напряженности магнитного поля. Например, пунктирная линия 10 имеет ту же длину пути, что и точечная линия 9, и видно, что эта пунктирная линия 10 слишком короткая по сравнению с расстоянием от полюса N в зоне повышенной напряженности магнитного поля до ближайшего полюса S вне зоны, пересекающим градиентную зону
16.
Соответствующие расстояния определяются на несущей поверхности, так как цепочки частиц образуются приблизительно именно на этом расстоянии.
Фиг. 4а-4с показывают альтернативные расположения магнитов согласно настоящему изобретению, также для вращения против часовой стрелки. Вариант согласно фиг. 4а аналогично осуществлению согласно фиг. 2, но в этом случае меньшие магниты имеют меньший размер в направлении группирования вдоль продольной оси относительно поперечного размера в плоскости, перпендикулярной к направлению группирования. Поскольку покрываемое цепочкой частиц расстояние между двумя противополож
- 4 -
008120
ными полюсами в зоне повышенной напряженности магнитного поля (представлено точечной линией 12) гораздо короче, чем покрываемые расстояния (представленные точечными линиями 13 и 27) от полюса внутри этой зоны повышенной напряженности магнитного поля до полюса противоположной полярности на другой стороне градиентной зоны 16, то можно ожидать, что частицы образуют цепочки, выравниваясь по зонам повышенной напряженности магнитного поля в направлении линии 12. Разница этих направлений более выражена, чем в осуществлении согласно фиг. 2. Согласно приводимому ниже более подробному описанию, хотя это расположение магнитов имеет те же размеры и энергоемкость, оно имеет меньшую область действия, чем расположение в варианте согласно фиг. 2.
В варианте согласно фиг. 4b полюсы в зоне не расположены в чередующемся порядке по отношению к каждому меньшему магниту, но в каждом случае два полюса одного и того же типа расположены в прилегании друг к другу. Таким образом, это осуществление основано на группе четырех меньших показываемых на фиг. 2 магнитов 7а, 7b, 7c, 7d с той модификацией, что каждый из четырех меньших магнитов подразделяется на два или несколько еще меньших магнитов (в варианте согласно фиг. 4b четыре меньших магнита подразделены на два еще меньших магнита 7а1 и 7а2, 7b1 и 7b2, 7с1 и 7с2, 7d1 и 7d2), отдельные полюсы которых азимутально смещены относительно друг друга. Магнитные полюсы (в направлении участка, являющегося истоком или стоком силовых линий магнитного поля) собраны из групп отдельных полюсов, при этом отдельный полюс определяется как то место в магнитном полюсе, в котором плотность силовых линий поля достигает максимума. Отдельные полюсы также располагаются спирально, предпочтительно в совпадении со спиральным расположением зоны, в результате чего сами магнитные полюсы приобретают псевдоспиральный вид.
Вариант согласно фиг. 4с сочетает в себе элементы фиг. 4а и фиг. 4b. В одной спиральной зоне отдельные полюсы представлены в порядке NSSNNSSN или SNNSSNNS. Преимущество этого осуществления состоит в том, что в средней части сепараторного магнита полюсы, сформированные соседними полюсными комбинациями N-N и S-S, имеют псевдоспиральную форму в соответствии со спиральным расположением зоны.
При этом магнитные полюсы, сформированные первым и последним меньшими магнитами в данной группе, имеют более мелкие размеры в направлении группирования, чем магнитные полюсы в средней части сепараторного магнита. Преимущество этой особенности заключается в том, что путь прохождения магнитной силовой линии от самого верхнего или от самого нижнего магнитного полюса в зоне повышенной напряженности магнитного поля может найти свой ближайший магнитный полюс противоположной полярности в той же зоне повышенной напряженности магнитного поля. В варианте фиг. 4b это условие не всегда выполняется для первого и последнего отдельных полюсов. Для обеспечения еще меньшего пути между полюсами N и S в зоне повышенной напряженности магнитного поля первый и последний магниты из меньших магнитов в осевой группе имеют еще меньшую осевую высоту, чем меньшие магниты в средней части сепараторного магнита.
Фиг. 5 иллюстрирует вычисление напряженности В (в тесла) магнитного поля на несущей поверхности 15, показанного на фиг. 1 конического опорного элемента, генерируемого цилиндрическим сепараторным магнитом 7, меньшие магниты которого расположены согласно фиг. 4с. Напряженность магнитного поля нанесена относительно ординаты; и осевая высота, параллельная оси 8 магнита, нанесена относительно абсциссы. Габаритные параметры даны в табл. I.
Таблица I
Наименование
Ссылочное Обозначение
Размер
Осевая длина сепараторного магнита
120 мм
Наружный диаметр сепараторного магнита
29 мм
Диаметр нижней части несущей поверхности
34 мм
Диаметр верхней части несущей поверхности
52 мм
Линия 20 на фиг. 5 соответствует напряженности магнитного поля, присутствующей вдоль спирального пути в зоне повышенной напряженности магнитного поля, в которой действует повышенная напряженности магнитного поля, и этот путь указан пунктирными линиями 17 на фиг. 4с. Наглядно показано, что напряженность поля, по существу, возрастает. Это обусловлено уменьшающейся шириной зазора между внешней поверхностью магнита и несущей поверхностью 15 в зависимости от положения
- 5 -
008120
спиральной зоны повышенной напряженности магнитного поля.
Линия 21 на фиг. 5 соответствует напряженности магнитного поля, присутствующей вдоль спирального пути в зоне пониженной напряженности магнитного поля (который в этом примере смещен на 90° от пути 17 в азимутальном направлении), этот путь указан пунктирными линиями 18 на фиг. 4с. Напряженность магнитного поля в зоне пониженной напряженности магнитного поля приблизительно наполовину меньше напряженности зоны повышенной напряженности магнитного поля в результате характера биполярных меньших магнитов. Также наглядно показано, что напряженность поля, по существу, возрастает. Это является результатом уменьшающейся ширины зазора между внешней поверхностью магнита и несущей поверхностью 15.
Линия 22 на фиг. 5 соответствует напряженности магнитного поля, присутствующей вдоль не спирального пути, который указан пунктирными линиями 19 на фиг. 4с. Этот путь пересекает пути 17 и 18, и напряженность магнитного поля колеблется между значениями, имеющимися в зонах повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля. Показанные градиентные зоны 23 осуществляют приводное усилие, обусловливающее нужные транспортировки магнитных частиц, когда градиентные зоны продвигаются относительно несущей поверхности.
Аналогично линиям 20 и 21 линия 22 на фиг. 5 также показывает, по существу, возрастающую напряженность магнитного поля с меньшей осевой высотой, что является результатом уменьшающейся ширины зазора между внешней поверхностью магнита и несущей поверхностью. За счет этого обеспечивается значительная дополнительная составляющая силы, воздействующей на магнитные частицы в осевом направлении, в результате чего улучшается транспортирование частиц в этом направлении.
Прочие способы повышения напряженности магнитного поля на траектории вдоль несущей поверхности в заданном направлении транспортирования включают уменьшение толщины стенки опорного кожуха и повышение индукции сепараторного магнита с уменьшением осевой высоты сепараторного магнита. Последний способ можно реализовать путем увеличения наружного диаметра меньших магнитов относительно несущей поверхности или путем повышения напряженности магнитного поля меньших магнитов. Последний способ можно реализовать путем группирования магнитов, выполненных из разных магнитных материалов, или при помощи внутреннего отверстия внутри меньших магнитов, диаметр которого выбирается меньшим, чем для меньших магнитов, которые должны быть более сильными. Разумеется, можно использовать комбинацию упоминаемых выше мер, включая конусную несущую поверхность.
Фиг. 6 показывает устройство, аналогичное устройству согласно фиг. 1. Сепараторный магнит 37 и внутренняя стенка 35 опорного кожуха 15 несколько отличаются от варианта согласно фиг. 1 в том отношении, что и наружный диаметр сепараторного магнита 37, и внутренний диаметр внутренней стенки 35 уменьшаются с уменьшением осевой высоты. Меньшие магниты 37а-37d имеют форму усеченного конуса для получения конусной формы сепараторного магнита 37. Зазор между сепараторным магнитом 37 и внутренней стенкой 35 опорного кожуха 15 уменьшается, и также - толщина стенки опорного кожуха. Преимущество этого осуществления заключается в том, что охватываемая сепараторным магнитом длина уменьшается по сравнению со стволом скважины. Помимо этого, совокупную магнитную энергию в сепараторном магните можно увеличить, чтобы увеличить охватность.
Небольшое отличие имеет и форма, применяемого как вариант, тела 34 из магнитного материала, которая является округлой, и тело 34 расположено на стороне, противоположной входу 4 для абразивных частиц. Этот тип также можно применить в варианте устройства, имеющего цилиндрический сепараторный магнит.
В отсутствие таких механических направляющих средств на несущей поверхности 15, как гребни, выступающие из несущей поверхности 15, магнитные частицы следуют по спиральному пути вдоль несущей поверхности в направлении вниз, перпендикулярном к спиральным зонам. Направленная вниз осевая составляющая скорости транспортировки пропорциональна скорости вращения сепараторного магнита, умноженной на sin(8), умноженной на cos(8), где 8 - угол между спиральной градиентной зоной и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения, которая совпадает с центральной продольной осью сепараторного магнита 7 согласно фиг. 2. Так, направленная вниз осевая составляющая является максимальной для 8=45°, в отсутствие механических направляющих средств на несущей поверхности 15. Хороший рабочий диапазон имеет пределы от 32 до 58°, в которых направленная вниз составляющая скорости превышает 90% возможного максимума.
Однако в варианте согласно фиг. 1 обходной канал 1 для бурового раствора образован в гребне в осевом направлении в контакте с несущей поверхностью 15. Этот гребень отклоняет магнитные частицы, двигающиеся по несущей поверхности 15, в направленный вниз спиральный путь, и принудительно перемещает их в осевом направлении вдоль стороны гребня на прямом пути к отверстию 4 входа для абразивных частиц в камере 2 смешивания. Таким образом, канал 1 для бурового раствора действует как направляющее средство, которое направляет магнитные абразивные частицы, удержанные на несущей поверхности 15, ко входу 4 для абразивных частиц.
Этот вариант имеет то преимущество, что транспортировку магнитных частиц ко входному отвер
- 6 -
008120
стию 4 для абразивных частиц можно ускорить по сравнению с тем вариантом, когда магнитные частицы следуют по направленной вниз спиральной траектории. Направленная вниз осевая составляющая скорости транспортирования теперь пропорциональна скорости вращения сепараторного магнита, деленной на тангенс (8). При упоминаемом выше значении угла 8=45° осевое транспортирование уже убыстряется двукратно. Более высокие значения угла 8 дают еще более высокую составляющую осевой скорости вдоль стороны гребня. Обнаружено, что если значение 8 слишком большое, например более 60°, то общий КПД системы рециркуляции снижается в результате трения между частицами и несущей поверхностью 15, и гребнем.
Для осуществления согласно фиг. 1 значение угла 8 должно быть предпочтительно в пределах 45 и 60°, и наиболее предпочтительно между 45 и 55°.
В предпочтительном осуществлении устройство для транспортировки частиц имеет одну или несколько относительно коротких по существу ориентированных в осевом направлении гребневых секций на несущей поверхности, причем несущая поверхность проходит далее гребневых секций в направлении гребневых секций. При этом обеспечивается более однородное распределение магнитных частиц по несущей поверхности, и также обеспечивается повышение осевой скорости транспортирования магнитных частиц по несущей поверхности.
В каждом из упоминаемых выше магнитов 7 зоны повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля были сформированы за счет распределения поля биполярных цилиндрических магнитов. В результате этого обеспечиваются зоны увеличенной напряженности магнитного поля. Магнитные частицы, задержанные на несущей поверхности, реагируют наиболее непосредственно на продвижение градиентной зоны, если изменение магнитного поля в градиентной зоне значительное. Для обеспечения этого обстоятельства зона пониженной напряженности магнитного поля предпочтительно соответствует области пониженной магнитной проницаемости сепараторного магнита и/или зазору между сепараторным магнитом и несущей поверхностью. При этом обеспечивается зона более резкого градиента между зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля.
Фиг. 7 показывает вариант, в котором область пониженной магнитной проницаемости выполнена в виде спирального углубления 26 на внешней поверхности сепараторного магнита 7 вблизи зоны повышенной напряженности магнитного поля. В связи с более высокой магнитной проницаемости магнитного материала по сравнению с менее магнитным материалом, который заполняет углубления (газ, текучая среда или твердое вещество) внутренние силовые линии магнитного поля преимущественно следуют за материалом магнита, а не за материалом, содержащимся в углублении. При этом зона повышенной напряженности магнитного поля вблизи углубления 26 становится более выраженной. Фиг. 7а показывает поперечное сечение сепараторного магнита, который показывает круглые контуры 24 вокруг диаметрально противоположных полюсов, соединенные по существу прямыми контурами 25. Прямые контуры соответствуют углублению 26, и круглые контуры - зонам повышенной напряженности магнитного поля большей силы.
Фиг. 7b схематически показывает продольное изображение в перспективе сепараторного магнита, где наклонные контурные линии указывают переход между круглыми контурами и по существу прямыми контурами. Фиг. 7c схематически показывает всю поверхность таким же образом, как и на чертеже фиг. 2. Угол 8 спирального углубления равен 53°.
Глубина углубления относительно цилиндрической окружности сепараторного магнита предпочтительно равна расстоянию зазора между магнитной поверхностью в зоне повышенной напряженности магнитного поля и несущей поверхностью или превышает это расстояние.
Вместо углублений, содержащих газ, текучую среду или твердое вещество, в пазах может быть создан вакуум.
Нужно отметить, что расположение полюсов согласно фиг. 7 можно заменить другими соответствующими расположениями, в частности расположениями согласно фиг. 2, 4а и 4b. Также ясно, что сепараторные магниты, показываемые на фиг. 2, 4 и 7 для вращения против часовой стрелки, можно также выполнить для поворота по часовой стрелке за счет обращения направления спиральных зон с правого на левое.
Соответствующие магниты для устройства транспортировки частиц магнитного материала и для описываемой выше системы рециркуляции можно выполнить из любого сильно намагничиваемого материала, включая NdFeB, SmCo и AlNiCo-5, или комбинацию этих материалов.
Энергоемкость сепараторного магнита предпочтительно составляет по меньшей мере 140 кДж/м3 при комнатной температуре, предпочтительно - более 300 кДж/м3 при комнатной температуре, например, энергоемкость магнитов на основе NdFeB. Высокая энергоемкость позволят сократить длину осевого контакта несущей поверхности с возвратным потоком, и, следовательно, также позволяет увеличить конусность несущей поверхности для повышения осевой скорости транспортирования. При этом для вращения потребуется меньшая мощность.
Кожух 15 и канал 1 для бурового раствора обычно выполнены из немагнитного материала. Их целесообразно изготавливать из цельной заготовки для получения оптимальной механической прочности.
- 7 -
008120
Особо целесообразными являются сверхсплавы, включая высокопрочные нержавеющие немагнитные сплавы Ni-Cr, например сплавы, торговое наименование которых Inconel 718 или Allvac 718. Сплав In-conel 718 является дисперсионно-твердеющим сплавом, процентные содержания состава которого приводятся в табл. II. Можно использовать и другие материалы, включая BeCu.
Таблица II
Состав сплава Inconel 718, вес.%
Элемент
Мин.
Макс.
Обычное содержание
Ni+Co
50, 0
55,0
53,0
Остальное
18,5
17, 0
21,0
18,6
2,80
3,30
3,1
0,35
0,80
0,4
0, 65
1,15
0,9
0,15
0,05
0,35
0,2
0,35
0,3
0,08
0,04
P, s
0, 015
0,006
Nb+Ta
4,75
5,5
5,0
Для предотвращения возникновения слишком значительного реакционного момента на сепараторном магните во время вращения нужно контролировать генерирование вихревых токов в кожухе 15. Для этого электрическое удельное сопротивление материала предпочтительно превышает 50 мОм-см. При этом кожух можно выполнять с достаточной толщиной для использования в скважине, причем дополнительный крутящий момент при частоте вращения сепараторного магнита 7, равной 10 Гц, приближается к крутящему моменту, необходимому для преодоления трения обычного количества абразивных частиц на несущей поверхности. Более предпочтительным будет значение электрического удельного сопротивления выше 100 мОм-см для обеспечения более высокой частоты, около 40 Гц. Например, сплав Inconel 717 имеет электрическое удельное сопротивление около 122 мОм-см, при котором в инструменте с размером согласно табл. I крутящий момент будет равен 6 Н-см при частоте 15 Гц.
На графике, показанном на фиг. 8 в логарифмическом масштабе, изображено радиальное ослабление магнитного поля для сепараторного магнита согласно фиг. 4b (кривая 30), для сепараторного магнита согласно фиг. 4с (кривая 31) и для сепараторного магнита согласно фиг. 4а (кривая 32). Абсцисса изображает радиальное расстояние от магнитной оси и ордината - магнитное поле. Наглядно представлено, что магниты, в среднем с большими магнитными полюсами (полюсы имеют расположение согласно фиг. 4b и 4с) одинаковой полярности (в осевом направлении), имеют большую область действия, чем магниты с меньшими магнитными полюсами (полюсы имеют расположение согласно фиг. 4а).
Фиг. 9 схематически показывает инструмент для разработки подземного объекта, имеющий описываемую выше систему рециркуляции. Показана имеющая коническую форму несущая поверхность 15, вмещающая сепараторный магнит, и гребень 41, в котором находится обходной канал для бурового раствора. Этот гребень также показан на фиг. 3. Размеры соответствуют размерам, указанным в табл. I.
Как показано на фиг. 9 и 3, фильтрующие, как дополнительные, средства обеспечены в виде защитного ограждения 43, которое отгораживает вход 4 для абразивных частиц от кольцевого пространства и образует отверстие 44 в виде прорези между защитным ограждением 43 и несущей поверхностью 15. Несущая поверхность 15 и внутренняя поверхность защитного ограждения 43 образуют канал, соединяющий вход 4 для абразивных частиц с кольцевым пространством ствола скважины. Эта конструкция защитного ограждения исключает возможность попадания в канал растворопровода обломков породы крупнее размера проема входа 4 для абразивных частиц.
Эта конструкция защитного ограждения 43 также направляет поток бурового раствора из кольцевого пространства ствола скважины в камеру 2 смешивания вдоль несущей поверхности 15 в направлении нужного транспортирования. Для увлекания достаточного количества бурового раствора с потоком магнитных частиц, скорость бурового раствора в кольцевом пространстве ствола скважины предпочтительно не превышает 3 м/с. Дополнительные прорези или отверстия могут быть также выполнены в стенке защитного ограждения на стороне кольцевого пространства.
Защитное ограждение 43 согласно фиг. 3 и 9 можно использовать в комбинации с сепараторным
- 8 -
008120
магнитом вращения против часовой стрелки. Разумеется, для инструмента с сепараторным магнитом вращения по часовой стрелке защитное ограждение должно быть обеспечено на другой стороне входа абразивных частиц.
Механизм струйного насоса в смешивающей насадке 5 создает сильное течение бурового раствора из камеры 2 смешивания в смешивающую насадку 5. Механизм струйного насоса содействует течению магнитных частиц в камеру 2 смешивания. Более крупный размер смешивающей насадки 5 по сравнению с входной насадкой бурового раствора (между входом 3 и камерой 2 смешивания) обеспечивает надлежащее увлечение бурового раствора и магнитных абразивных частиц, входящих в камеру смешивания через вход 4 для абразивных частиц. Взаимодействие между захваченным буровым раствором и магнитными частицами также повышает эффективность выведения частиц с несущей поверхности 15 в камеру 2 смешивания.
Во время бурения ствола скважины в подземном пласте возвратный поток бурового раствора в кольцевом пространстве ствола скважины (образованном стенкой ствола скважины и инструментом поземной разработки) может проходить по системе рециркуляции со скоростью 2 м/с или даже с большей скоростью. Область действия магнитного поля в кольцевом пространстве ствола скважины будет оказывать толкающее усилие на частицы, достаточно сильное, чтобы вталкивать их на несущую поверхность перед тем, как они пройдут через устройство. При этом магнитная сила, толкающая частицы на кожух, должна быть как можно меньшей, чтобы минимизировать силу трения и мощность, необходимую для вращения сепараторного магнита. Наиболее целесообразным сепараторным магнитом является магнит с наибольшим возможным коэффициентом для низшего преобладающего радиального полярного момента, который обычно является сепараторным магнитом, имеющим дипольные свойства, преобладающие над квадрупольными свойствами для определенной энергоемкости. Как это подтверждается на фиг. 8, этот признак оптимально обеспечивается при расположении полюсов согласно фиг. 4с, где периодичность магнитных полюсов противоположной полярности наименьшая приемлемая ввиду того требования, что магнитно ближайший магнитный полюс противоположной полярности должен быть в пределах данной зоны магнитного поля.
Для обеспечения оптимальной эффективности захвата системой рециркуляции сепараторный магнит предпочтительно расположен в осевом центре ствола скважины. В обычном стволе скважины приемлемо небольшое осевое смещение, до 15%, от диаметра инструмента подземной разработки. В осуществлении согласно фиг. 9 осевое смещение сепараторного магнита, установленного в осевом направлении внутри несущей поверхности 15, составляет 10% или около 7 мм для заданного 70-миллиметрового диаметра ствола скважины.
Буровой раствор в смешивающей насадке 5 или абразивная струя могут иметь обычную концентрацию до 10 об.% магнитных абразивных частиц. Обычная концентрация магнитных абразивных частиц, поступающих по обходному каналу 1, имеет значения в пределах 0,1-1 об.%. Сепараторный магнит обычно работает с частотой вращения от 10 до 40 Гц.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для транспортировки частиц магнитного материала в заданном направлении, содержащее опорный элемент, имеющий несущую поверхность для расположения частиц, проходящую в заданном направлении, сепараторный магнит, обеспечивающий генерирование магнитного поля для удерживания частиц на несущей поверхности, при этом магнитное поле на несущей поверхности имеет зону повышенной напряженности магнитного поля, зону пониженной напряженности магнитного поля и градиент магнитного поля в градиентной зоне между зонами повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля, и напряженность магнитного поля в зоне повышенной напряженности выше напряженности в зоне пониженной напряженности магнитного поля, средство для продвижения зон повышенной и пониженной напряженностей магнитного поля относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, в результате чего за зоной повышенной напряженности магнитного поля следует зона пониженной напряженности магнитного поля, отличающееся тем, что вдоль зоны повышенной напряженности магнитного поля по меньшей мере первый магнитный полюс и второй магнитный полюс противоположной полярности расположены таким образом, что первый путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности от первого магнитного полюса ко второму магнитному полюсу короче, чем второй путь прохождения магнитной силовой линии на несущей поверхности, пересекающий градиентную зону от первого магнитного полюса к другому ближайшему магнитному полюсу противоположной полярности.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сепараторный магнит является составным магнитом, содержащим множество магнитных конструкционных блоков, сгруппированных вместе в заданном направлении группирования.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый магнитный конструкционный блок имеет проецируемую ось N-S, сформированную составляющей внутреннего магнитного поля вдоль плоскости, перпендикулярной к заданному направлению группирования.
- 9 -
008120
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что проецируемые оси N-S сгруппированных магнитных конструкционных блоков пересекают зону повышенной напряженности магнитного поля.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что и первый магнитный полюс, и второй магнитный полюс образованы группами отдельных полюсов, состоящими из одного или нескольких сгруппированных магнитных конструкционных блоков.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что первый и/или второй магнитный полюс образован множеством сгруппированных магнитных конструкционных блоков.
7. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство для продвижения зон относительно несущей поверхности в направлении, имеющем составляющую в направлении градиента магнитного поля на несущей поверхности, выполнено в виде средства привода для вращения сепараторного магнита вокруг оси, параллельной направлению группирования относительно несущей поверхности.
8. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что градиентная зона расположена спирально вокруг сепараторного магнита.
9. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что зона пониженной напряженности магнитного поля соответствует углублению во внешней поверхности сепараторного магнита.
10. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что магнитное поле в градиентной зоне, по существу, возрастает на траектории на несущей поверхности в заданном направлении транспортирования.
11. Устройство по любому одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что несущая поверхность проходит вокруг магнита, оставляя свободным расстояние между несущей поверхностью и внешней поверхностью сепараторного магнита, причем упомянутое расстояние в первом местоположении на несущей поверхности меньше, чем упомянутое расстояние во втором местоположении на несущей поверхности, и первое местоположение находится по отношению ко второму местоположению далее по заданному направлению.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что несущая поверхность расположена конусообразно вокруг сепараторного магнита.
13. Инструмент для разработки подземного объекта, содержащий систему гидромонитора, направляющую на разрабатываемый объект струйный поток текучей среды, смешанной с абразивными частицами магнитного материала, и имеющую, по меньшей мере, вход для абразивных частиц, обеспечивающий поступление абразивных частиц в систему гидромонитора, систему рециркуляции, предназначенную для рециркуляции, по меньшей мере, некоторых абразивных частиц из возвратного потока текучей среды, смешанной с абразивными частицами, после попадания струйного потока на объект обратно в систему гидромонитора, при этом система рециркуляции содержит устройство по любому одному из пп.1-12, имеющее несущую поверхность, открытую возвратному потоку, для транспортировки абразивных частиц из возвратного потока в упомянутый вход.
14. Инструмент по п.13, отличающийся тем, что несущая поверхность имеет гребень на несущей поверхности, направляющий абразивные частицы во второй вход.
15. Инструмент по п.13 или 14, отличающийся тем, что система гидромонитора посредством текучей среды сообщается с обходным каналом, выполненным внутри гребня, для обеспечения системы гидромонитора текучей средой.
- 10 -
008120
Фиг. 1
- 11 -
008120
Фиг. 3а, Фиг. 3b, Фиг. 3c
- 12 -
008120
- 13 -
008120
0 30 60 " 90 120
D (мм)
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7а
- 14 -
008120
В В
R (мм) Фиг. 8
- 15 -
008120
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 16 -