состав для очистки внутренней полости и поверхности трубопроводов и разделения потоков перекачиваемых жидкостей
Классы МПК: | E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы B08B9/027 чистка внутренних поверхностей; удаление пробок |
Автор(ы): | Иванов А.Н., Щеренков А.Г. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт им. акад. А.П. Крылова |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-23 публикация патента:
20.07.2002 |
Состав относится к области нефтяной промышленности, в частности к транспортировке жидкостей по трубопроводам, и может быть использован для очистки внутренней полости и поверхности трубопроводов и одновременного предотвращения перемешивания жидкостей при их последовательной перекачке. Состав содержит полиакриламид, хромокалиевые квасцы, бихромат калия и воду. Техническим результатом является повышение разделяющей и очищающей способности состава, снижение трудоемкости его приготовления и расхода реагентов. 2 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Состав для очистки внутренней полости и поверхности трубопроводов и разделения потоков перекачиваемых жидкостей, включающий полиакриламид, хромокалиевые квасцы, бихромат калия и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:Полиакриламид - 1,1 -1,4
Хромокалиевые квасцы - 0,05-0,1
Бихромат калия - 0,01-0,02
Вода - Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области нефтяной промышленности, в частности к транспортировке жидкостей, и может быть использовано для очистки внутренней полости и поверхности трубопроводов и одновременного предотвращения перемешивания жидкостей при их последовательной перекачке. Известно техническое решение, в котором очистку внутренней полости и поверхности трубопроводов осуществляют с помощью механического устройства - очистительного поршня [1]. Недостатки решения заключаются в том, что применение очистительных поршней требует наличия на трубопроводе камер приема-запуска, что связано с большими материальными затратами, а также в том, что использование очистительных поршней невозможно при проведении операций на трубопроводах с переменным диаметром, имеющих вмятины и большой радиус искривления. Известен состав для разделения потоков жидкостей, включающий полиакриламид (ПАА), хромкалиевые квасцы, поверхностно-активное вещество, воду [2]. Недостаток состава состоит в том, что он обладает не высокой разделяющей способностью жидкостей, особенно в каналах сложной геометрии. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав для разделения потоков перекачиваемых жидкостей, включающий ПАА, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля, морскую соль, хромокалиевые квасцы и воду в массовом соотношении соответственно (1,46-1,56):(0,05-0,1):(18-20):(0,01 -0,15):остальное [3]. К недостаткам состава, прежде всего относятся, повышенный расход реагентов и необходимость использования специального оборудования для его изготовления и закачки в полость трубопровода без нарушения целостности. Кроме того, недостатком способа является его низкие разделяющая и очищающая способности, т.к. при значениях эффективной вязкости данного состава 240 Па
Полиакриламид - 1,1-1,4
Хромокалиевые квасцы - 0,05-0,1
Бихромат калия - 0,01-0,02
Вода - Остальное
Существенные признаки изобретения:
1. полиакриламид;
2. хромкалиевые квасцы;
3. вода;
4. бихромат калия;
5. соотношение ингредиентов в составе, мас.%:
Полиакриламид - 1,1-1,4
Хромокалиевые квасцы - 0,05-0,1
Бихромат калия - 0,01-0,02
Вода - Остальное
Признаки 1-3 являются общими с прототипом существенными признаками, признаки 4 и 5 являются существенными отличительными признаками изобретения. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При эксплуатации магистральных трубопроводов сложного профиля с переменным диаметром и значительной протяженности возникают разного рода осложнения. К ним, в первую очередь, относятся накопление во время продолжительной эксплуатации рыхлых слоев ржавчины и окалины, шлама, воды, а также случайно попавших при строительстве грунта и различных инородных предметов. Другой проблемой при эксплуатации указанных трубопроводов является обеспечение высокого уровня разделения потоков различных перекачиваемых жидкостей. Проблемы решали с помощью известных технических решений, например, с помощью наиболее близкого к предложенному способу, с применением вязкоупругого состава, включающего полиакриламид, моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля, морскую соль, хромокалиевые квасцы и воду при определенном массовом соотношении. Вязкоупругие составы обладают свойствами упругого восстановления и в случае движения способны течь как вязкая жидкость (вязкоупругие составы представляют собой водный раствор высокомолекулярного полимера со сшивающим агентом). Наиболее существенным показателем разделяющих свойств вязкоупругих составов, а также их очищающей способности, является эффективная вязкость. У известного состава она низкая и составляет 240 Па

Полиакриламид - 1,1-1,4
Хромокалиевые квасцы - 0,05-1,0
Бихромат калия - 0,01-0,02
Вода - Остальное
Таким образом, у предложенного способа повышается разделяющая и очищающая способности, уменьшается расход химических реагентов и снижается трудоемкость его приготовления за счет вышеуказанных причин и наличия всего четырех ингредиентов против пяти по прототипу. Техническая характеристика используемых реагентов
ПАА различных модификаций представляет собой растворимый в воде белый порошок с молекулярной массой более 107. Хромокалиевые квасцы CrK(SO4)2l2H2O (сульфат калия-хрома (3+), гидрат) представляют собой синий порошок с молекулярной массой 499,43, плотностью 1,83. Растворимость в воде при 25oС и 100oС составляет 24,4 и 50 соответственно. Бихромат калия K2Cr2O7 (двухромовокислый калий) представляет собой ярко-красный порошок с молекулярным весом 294,22, плотностью 2,69, температурой плавления 398oС. Растворимость в воде при 20oС и 100oС составляет 13 и 102 соответственно. Концентрация водного раствора полиакриламида обусловлена тем, что при концентрациях ниже 1,1% его коагулирующая способность оказывается недостаточной для создания прочных пространственных структурных связей при сшивании с хромокалиевыми квасцами. Это приводит к уменьшению значения эффективной вязкости и необходимой для выполнения технологических задач механической прочности. При концентрациях выше 1,4% происходит образование сгустков полиакриламида, приводящих к разрушению пространственных структурных связей с хромокалиевыми квасцами. Для замедления реакции сшивания и улучшения растворения полиакриламида в воде с целью обеспечивания более равномерного его распределения в объеме и, как следствие, создания дополнительных пространственных структурных связей при сшивании, в него добавляют бихромат калия. Это приводит к увеличению значений эффективной вязкости. Присутствие бихромата калия в растворе позволяет также уменьшить концентрацию полиакриламида и хромокалиевых квасцов за счет их лучшего растворения и перемешивания. Предлагаемый состав готовят в лабораторных условиях следующим образом. Для приготовления предложенного состава в качестве водного высокомолекулярного полимера используют раствор полиакриламида в воде, а в качестве сшивающего агента - раствор хромокалиевых квасцов в воде. В воду добавляют необходимое количество бихромата калия, который хорошо растворяется в воде. Затем в раствор вводят сухой порошок полиакриламида и на лабораторной мешалке типа L-10 со скоростью 1200 об/мин перемешивают в течение 30 минут до получения однородного полимерного раствора. Одновременно готовят водный раствор хромокалиевых квасцов. Полученный раствор вводят в состав полимерного раствора и с помощью мешалки с той же скоростью перемешивают раствор в течение 30 минут. Конкретная реализация способа иллюстрируется примерами. Пример 1. В 100 мл воды растворяют 0,01 г бихромата калия. Затем в 98,85 мас. % этого раствора добавляют полиакриламид в количестве 1,1 мас.%. На лабораторной мешалке типа L-10 со скоростью 1200 об/мин в течение 30 мин перемешивают до получения однородного полимерного раствора. В полученный раствор вводят хромокалиевые квасцы в количестве 0,05 мас.%. После смешивания измеряют эффективную вязкость на вискозиметре с капиллярной трубкой. При этом эффективная вязкость получилась равной 370 Па









1. Строительство магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1991, с. 475. 2. Отчет о научно-исследовательской работе. "Поиск реотехнологических методов изоляции зон залежи облегченными вязкоупругими составами (Регистр. 01890052683). 3. Патент РФ N 2034130, Е 21 В 33/138 от 09.12.92 г. (прототип).
Класс E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы
Класс B08B9/027 чистка внутренних поверхностей; удаление пробок