Процессы транспорта и перекачки нефтяных сред различной вязкости сопряжены с достаточно серьезными проблемами в условиях меняющихся режимов перекачки. Снижение вязкости перекачиваемой нефти уменьшает гидравлическое сопротивление трубопроводной сети, что сокращает энергетические затраты на транспортировку. Современные требования к таким присадкам предполагают сочетание вязкостных и противотурбулентных свойств с сохранением устойчивости к различным видам деструкции. Однако используемые в настоящее время присадки не соответствуют в полной мере этим требованиями.
Разработана композиция (присадка), состоящая из наночастиц (20-30 нм), низкомолекулярного полимера и синтетического ПАВ (Реапон-4В). За счет адсорбционных сил образуется новая структура линейного строения – псевдополимер с более высокой молекулярной массой, чем у исходного полимера. Как известно, чем больше молекулярная масса полимера, тем эффективнее снижение гидродинамического сопротивления. Однако присадки, имеющие слишком большую молекулярную массу, неустойчивы к механической деструкции. Сделано предположение, что разработанная композиция более устойчива к механической деструкции за счет эффекта периодического разрушения и восстановления структуры. Сначала полимер адсорбируется на поверхности наночастиц, образуется новая структура линейного строения с большой молекулярной массой (псевдополимер), за счет чего уменьшается турбулизация потока и, как следствие, снижается гидродинамическое сопротивление. Проходя через насос, псевдополимер разрушается. Затем в потоке движущейся жидкости вновь происходит адсорбция полимера на поверхности нанокомпонента и образуется псевдополимер. Наличие ПАВ обеспечивает агрегативно-устойчивое состояние данной дисперсной системы, не позволяя частицам нанокомпонента коагулировать в растворе.
Установлено, что синтезированная присадка с нанокомпонентом в условиях турбулентного течения потока действует и как противотурбулентная, и как вязкостная. При этом действие присадки, обусловленное снижением вязкости среды, проявляется больше при температурах, близких к 0 0С, и в условиях малых скоростей перекачки. Присадка проявляет вязкостные свойства при малых скоростях сдвига, что позволяет снизить энергетические затраты на начальном этапе движения нефти (т.е. в ламинарном и переходном режиме). С увеличением турбулизации потока действие нанокомпонента по снижению вязкости уменьшается. С повышением вязкости перекачиваемых нефтяных сред эффект снижения вязкости усиливается. Однако при этом существует пороговое значение вязкости нефтяных сред, ниже которой эффективность действия присадки снижается.
Гидродинамическая эффективность разработанной присадки с нанокомпонентом выше, чем промышленной противотурбулентной присадки M-FLOWTREAT на дизельной фракции. Можно предположить, что для нефти (более вязкой среды) эта разница будет большеСписок литературы
1. Климко В.И. Обоснование рационального температурного режима трубопроводного транспорта высоковязкой и высокозастывающей нефти: дис. ... канд. техн. наук. – СПб., 2014. – 146 с.
2. Применение композиций ПАВ при эксплуатации скважин/ Н.М.Шерстнев, Л.М. Гурвич, И.Г. Бунина [и др.]. – М.: Недра, 1988. – 184 с.
3. Тертерян Р.А. Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам. – М.: Химия, 1990. – 234 с.
4. Фахрутдинов Р.З., Ганиева Т.Ф. Низкотемпературные характеристики нефтяных топлив и масел. Методы определения и способы их улучшения. Депрессорные присадки к топливам и маслам. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. – 83 с.
5. Мягченков В.А. Крупин С.В., Чичканов С.В. Влияние молекулярных характеристик полиакриламида на величину эффекта Томса в прямых эмульсиях//Нефтяное хозяйство. – 2002. – № 12. – С. 118–119.
6. Руководство по эксплуатации программируемого вискозиметра Брукфильда DV-II+PRO. – М., 2011. – 89 с.
7. Хуснуллина Р.Р. Композиционные составы для снижения гидравлического сопротивления в системах трубопроводного сбора и транспорта продукции нефтяных скважин: дис. ... канд. техн. наук. – СПб., 2015. – 149 с.
8. Разработка и испытание вязкостной присадки к нефти/А.В. Шарифуллин, Л.Р. Байбекова, В.Н. Шарифуллин, Г.И. Дусметова//Электронный научный журнал «Нефтяная провинция». – 2015 – № 3. – С. 115–126. – http://www.vkro-raen.com
