RU2619682C2 - Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining - Google Patents
Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619682C2 RU2619682C2 RU2015124876A RU2015124876A RU2619682C2 RU 2619682 C2 RU2619682 C2 RU 2619682C2 RU 2015124876 A RU2015124876 A RU 2015124876A RU 2015124876 A RU2015124876 A RU 2015124876A RU 2619682 C2 RU2619682 C2 RU 2619682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- composition
- piston
- separation
- gel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
- B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
- B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
- B08B9/053—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
- B08B9/055—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction the cleaning devices conforming to, or being conformable to, substantially the same cross-section of the pipes, e.g. pigs or moles
- B08B9/0555—Gelled or degradable pigs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
- B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
- B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
- B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
- B08B9/053—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D1/00—Pipe-line systems
- F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
- F17D1/12—Conveying liquids or viscous products by pressure of another fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефти и нефтепродуктов и газового конденсата, а также газов, имеющих различную молекулярную массу. Состав предназначен для очистки трубопроводов переменного диаметра до 1200 мм и с изменяемым направлением движения перекачиваемых сред до 90°C, как с подкладными кольцами, так и без них и разделения сред при вытеснении одной среды с помощью другой среды и при последовательной перекачке нефти и различных фиксированных объемов нефтепродуктов, а также для очистки трубопроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений, водонефтяных эмульсий, либо пластовой воды, концентрирующейся в наиболее низких точках.The invention relates to pipeline transport of oil and oil products and gas condensate, as well as gases having different molecular weights. The composition is intended for cleaning pipelines of variable diameter up to 1200 mm and with a variable direction of movement of the pumped media up to 90 ° C, both with washer rings and without them, and for separating the media when one medium is displaced using another medium and for sequential pumping of oil and various fixed volumes of oil products, as well as for cleaning pipelines from asphalt-resin-paraffin deposits, oil-water emulsions, or produced water concentrated at the lowest points.
Известен состав гелевого разделительного поршня, который предназначен как для разделения сред, так и для очистки трубопроводов. Состав включает полиакриламид, песок, нефтяное масло, хромовую смесь и воду (а.с. №1622038, B08B 9/04, 1991 г.).The known composition of the gel separation piston, which is intended both for the separation of media, and for cleaning pipelines. The composition includes polyacrylamide, sand, petroleum oil, a chromium mixture and water (AS No. 1622038, B08B 9/04, 1991).
Недостатком известного состава является низкая эффективность герметизации полости трубопровода большого диаметра, недостаточно качественная очистка трубопровода от отложений и неполное освобождение его от водонефтяной эмульсии.A disadvantage of the known composition is the low efficiency of sealing the cavity of the pipeline of large diameter, insufficiently high-quality cleaning of the pipeline from deposits and its incomplete release from the oil-water emulsion.
Известен состав гелевого разделительного поршня и разделения сред на основе каучукосодержащего материала, растворителя (нефть, дизельное топливо, керосин), наполнителя (битум) и сшивателя (монохлористая сера) (патент RU №2112179, F17D 3/08, 1998 г.).The known composition of the gel separation piston and media separation based on rubber-containing material, solvent (oil, diesel fuel, kerosene), filler (bitumen) and a crosslinker (sulfur monochloride) (patent RU No. 2112179, F17D 3/08, 1998).
Недостатком известного состава является сложность технологического и аппаратурного исполнения, токсичность состава за счет использования монохлористой серы.A disadvantage of the known composition is the complexity of the technological and hardware performance, the toxicity of the composition due to the use of sulfur monochloride.
Известен состав гелевого разделительного поршня на основе полиакриламида, алифатического спирта С2-С3, сшивателя, смеси минеральных солей и вода - остальное (патент RU №2115858, 6F 17D 3/08).The known composition of the gel separation piston based on polyacrylamide, aliphatic alcohol C2-C3, a crosslinker, a mixture of mineral salts and water - the rest (patent RU No. 2115858, 6F 17D 3/08).
Недостатком известного состава является низкий уровень герметизации полости трубы, особенно для трубопровода диаметром 300 мм и более.A disadvantage of the known composition is the low level of sealing of the pipe cavity, especially for a pipeline with a diameter of 300 mm or more.
Известен состав гелевого разделительного поршня на основе полиакриламида, углеводородной жидкости, сшивающего агента, соли щелочного или щелочноземельного металла и вода - остальное (патент RU №2209364 B08B 9/027, F17D 1|12, оп. 2003 г.).The known composition of the gel separation piston based on polyacrylamide, a hydrocarbon liquid, a crosslinking agent, an alkali or alkaline earth metal salt and water - the rest (patent RU No. 2209364 B08B 9/027, F17D 1 | 12, op. 2003).
Недостатком известного состава является невысокий уровень герметизации полости трубы разделительным поршнем, особенно для трубопровода переменного диаметра с крутыми поворотами при его очистке, так как при этом происходит нарушение сплошности гелевого разделительного поршня.A disadvantage of the known composition is the low level of sealing of the pipe cavity with a separation piston, especially for a pipeline of variable diameter with sharp turns when cleaning it, since this causes a violation of the continuity of the gel separation piston.
Наиболее близким по составу и достигаемому результату является состав разделительного поршня для очистки трубопровода и разделения сред, содержащий полиакриламид, нефтепродукт, соль минеральной кислоты, сшивающий агент, порошкообразное производное формальдегида и пресная вода - остальное (патент RU №2271879, B08B 9/027, оп. 2004 г.).The closest in composition and the achieved result is the composition of the separation piston for pipe cleaning and media separation, containing polyacrylamide, oil, mineral acid salt, a crosslinking agent, a formaldehyde powder derivative and fresh water - the rest (patent RU No. 2271879, B08B 9/027, op 2004).
Недостатком состава является невысокий уровень герметизации полости трубы гелевым поршнем в трубах диаметром 300 мм и более с подкладными кольцами.The disadvantage of the composition is the low level of sealing the pipe cavity with a gel piston in pipes with a diameter of 300 mm or more with washer rings.
Целью является создание многофункционального гелевого поршня и способа получения его, обеспечивающего высокий уровень герметизации полости трубы переменного диаметра до 1200 мм и с изменяемым направлением движения перекачиваемых сред до 90° как с подкладными кольцами, так и без них и разделения сред.The goal is to create a multifunctional gel piston and a method for producing it, providing a high level of sealing of the pipe cavity of variable diameter up to 1200 mm and with a variable direction of movement of the pumped media up to 90 °, both with washers and without them and media separation.
Поставленная задача достигается тем, что многофункциональный гелевый поршень для очистки трубопроводов и разделения сред, включающий водорастворимый полимер, углеводородную жидкость, органический и неорганический сшивающий агент и воду, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют водорастворимые полимеры разных классов, в качестве органического сшивающего агента - полиметилольные производные мочевины при следующем соотношении компонентов, мас. %:This object is achieved in that a multifunctional gel piston for cleaning pipelines and media separation, including a water-soluble polymer, a hydrocarbon liquid, an organic and inorganic crosslinking agent and water, characterized in that water-soluble polymers of different classes are used as an organic cross-linking agent - polymethylol derivatives of urea in the following ratio of components, wt. %:
Состав дополнительно содержит регулятор кислотности в количестве 0,1-0,4 мас. %. Способ получения многофункционального гелевого поршня для очистки трубопроводов и разделения сред, отличающийся тем, что в качестве компонентов для приготовления гелевого поршня используют состав по п. 1, включающий последовательное дозирование при перемешивании компонентов состава, мас. %: в расчетное количество пресной или минерализованной, или разбавленной пластовой воды минерализацией до 100 г/л дозируют 0,5-3,0 полиметилольных производных мочевины, 0,001-0,003 неорганического сшивающего агента и приготовленную суспензию 8,0-10,0 водорастворимого полимера в 6,0-8,0 углеводородной жидкости и дополнительно дозируют 0,1-0,4 регулятора кислотности по п. 2, затем все компоненты тщательно перемешивают и формируют гелевый поршень в производственных условиях.The composition further comprises an acidity regulator in an amount of 0.1-0.4 wt. % A method of obtaining a multifunctional gel piston for cleaning pipelines and separation of media, characterized in that as components for the preparation of the gel piston use the composition according to p. 1, including sequential dosing with mixing of the components of the composition, wt. %: 0.5-3.0 polymethylol derivatives of urea, 0.001-0.003 inorganic crosslinking agent and a prepared suspension of 8.0-10.0 water-soluble polymer are dosed into a calculated amount of fresh or mineralized or diluted formation water with mineralization up to 100 g / l 6.0-8.0 hydrocarbon liquid and an additional 0.1-0.4 acidity regulator is dosed according to claim 2, then all the components are thoroughly mixed and a gel piston is formed under production conditions.
В качестве водорастворимого полимера используют порошкообразный гидрализованный полиакриламид (ПАА) с ММ=8-18⋅106 и степенью гидролиза 5-20%, например, ПАА марок CS-131, CS-134, PDA-1004, PDA-1041, DKS-ORP-F-40NT производства Японии, ПАА марок FP-107, FP-207, AN-132 производства Франции; ПАА марки DSGA производства США; биополимеры на основе глюкозы, маннозы, соли глюконовой кислоты и ацетильных радикалов, не чувствительных к высокой температуре - гетерополисахарид марки ГПС или полимерная смесь производных полисахаридов марки Полимерный реагент ПС; полиметакриловую кислоту (ПМАК) или сополимер метакриловой кислоты или метакриламид марки Метас; поливиниловый спирт (ПВС); сополимеры винилацетата и винилового спирта; замещенную целлюлозу: карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) со степенью полимеризации СП=350-1200 и степенью замещения по карбоксильным группам СЗ=80-90, например, КМЦ марок КМЦ-500-1200, оксиэтилированную целлюлозу марки ОЭЦ или гидроэтилцеллюлозу ГЭЦ и ее модификации, или метилцеллюлозу марки МЦ, или модифицированную лигносульфонатами натрийкарбоксиметилцеллюлозу марок Полицел КМЦ-М и Полицел КМЦ-ТС, высоковязкую полианионную целлюлозу марки Полицел ПАЦ, выпускающуюся по ТУ 2231-013-32957739-00.As a water-soluble polymer using a powdered hydrated polyacrylamide (PAA) with MM = 8-18⋅10 6 and a degree of hydrolysis of 5-20%, for example, PAA grades CS-131, CS-134, PDA-1004, PDA-1041, DKS- ORP-F-40NT made in Japan, PAA grades FP-107, FP-207, AN-132 made in France; PAA brand DSGA manufactured in the USA; biopolymers based on glucose, mannose, a salt of gluconic acid and acetyl radicals that are not sensitive to high temperature - a heteropolysaccharide of the GPS brand or a polymer mixture of polysaccharide derivatives of the brand Polymer reagent PS; polymethacrylic acid (PMAA) or a copolymer of methacrylic acid or methacrylamide Metas; polyvinyl alcohol (PVA); copolymers of vinyl acetate and vinyl alcohol; substituted cellulose: carboxymethyl cellulose (CMC) with a degree of polymerization SP = 350-1200 and a degree of substitution on carboxyl groups SZ = 80-90, for example, CMC grades KMC-500-1200, ethoxylated cellulose of the OEC brand or HEC hydroethyl cellulose and its modifications, or methyl cellulose grade МЦ, or modified lignosulfonates of sodium carboxymethyl cellulose of the Politsel KMTs-M and Politsel KMTs-TS brands, high viscosity polyanionic cellulose of the Politsel PAC brand, produced according to TU 2231-013-32957739-00.
В качестве углеводородной жидкости используют легкую нефть или дизельное топливо, или газовый конденсат.As the hydrocarbon liquid, light oil or diesel fuel or gas condensate is used.
В качестве органического сшивателя используют полиметилольные производные мочевины, в процессе получения которых используют наноматериалы, представляют собой жидкую композицию, содержащую полиметилольные производные мочевины и связанный метилольными производными формальдегид, выпускаемую по ТУ 2223 - 009 00206492-2007 на ОАО «Тольяттиазот».Polymethylol urea derivatives are used as an organic crosslinker. Nanomaterials are used in the preparation process. They are a liquid composition containing polymethylol urea derivatives and formaldehyde bound by methylol derivatives, manufactured in accordance with TU 2223 - 009 00206492-2007 at Togliattiazot OJSC.
В качестве неорганического сшивающего агента используют алюмохромфосфатное связующее, выпускаемое по ТУ 2149-150-10964029-01 на ЗАО «ФК» г. Буй Костромской области или соли поливалентных металлов: хлорид или сульфат хрома, или хромово-калиевые квасцы.As an inorganic crosslinking agent, an aluminum-chromophosphate binder is used, manufactured in accordance with TU 2149-150-10964029-01 at ZAO FC Bui, Kostroma Region, or polyvalent metal salts: chromium chloride or sulfate, or chromium-potassium alum.
Алюмохромфосфатное связующее (АХФС) представляет собой вязкую жидкость темно-зеленого цвета с удельной массой 1550-1770 кг/м3 при 20°C и содержит 6,5-9,0% массовой доли алюминия в пересчете на Al2O3, 3,5-4,5% массовой доли хрома в пересчете на Cr2O3, 35-40% массовой доли фосфатов в пересчете на P2O5, является пожаро- и взрывобезопасным продуктом.Alumochromophosphate binder (AHFS) is a dark green viscous liquid with a specific gravity of 1550-1770 kg / m 3 at 20 ° C and contains 6.5-9.0% of the mass fraction of aluminum in terms of Al 2 O 3 , 3, 5-4,5% mass fraction of chromium based on Cr 2 O 3, 35-40% mass fraction of phosphates in terms of P 2 O 5, is flammable and product.
В качестве растворителя используют пресную или минерализованную сточную или разбавленную пластовую воду минерализацией до 100 г/л.The solvent used is fresh or mineralized wastewater or diluted formation water with a salinity of up to 100 g / l.
В качестве регулятора кислотности, обеспечивающего pH системы в диапазоне 3-6, используют соляную и лимонную кислоты.As a regulator of acidity, providing a pH of the system in the range of 3-6, hydrochloric and citric acids are used.
При перекачивании нефти или нефтепродуктов из-за непрерывного выпадения осадков из перекачиваемых продуктов, образования внутренних газовоздушных скоплений и воды уменьшается пропускная способность трубопроводов, в результате чего увеличивается гидравлическое сопротивление в них. В связи с этим возрастают расходы электроэнергии на транспорт нефти или нефтепродуктов.When pumping oil or oil products due to continuous precipitation from the pumped products, the formation of internal gas-air accumulations and water, the throughput of pipelines decreases, as a result of which the hydraulic resistance in them increases. In this regard, increased energy costs for the transport of oil or petroleum products.
Особенно страдают трубопроводы, имеющие сложную конфигурацию и переменное сечение, а также трубопроводы большого диаметра с подкладными кольцами.Especially affected are pipelines having a complex configuration and variable cross-section, as well as large-diameter pipelines with washers.
Водяные и газовоздушные скопления увеличивают гидравлическое сопротивление трубопроводов, снижают качество перекачиваемого продукта, способствуют образованию водонефтяных, газоводонефтяных эмульсий систем.Water and gas-air accumulations increase the hydraulic resistance of pipelines, reduce the quality of the pumped product, and contribute to the formation of water-oil and gas-oil emulsions of systems.
При наличии задачи разделения двух различных сред, например, при последовательной прокачке нефти и нефтепродуктов при невысокой эффективности существующих разделителей часто ведется прямая перекачка контактируемых жидкостей, что приводит к образованию смеси и потере качества перекачиваемых продуктов.In the presence of the task of separating two different media, for example, during the sequential pumping of oil and oil products with a low efficiency of the existing separators, direct pumping of contacted liquids is often carried out, which leads to the formation of a mixture and loss of quality of the pumped products.
Используемые для очистки механические очистные устройства малоэффективны при использовании их в трубопроводах переменного диаметра.Used for cleaning mechanical cleaning devices are ineffective when used in pipelines of variable diameter.
Высокое качество очистки трубопроводов достигается при использовании гелевых поршней.High quality pipe cleaning is achieved using gel pistons.
В прототипе в качестве полимера используют полиакриламид (ПАА).In the prototype, polyacrylamide (PAA) is used as the polymer.
В отличие от прототипа в заявленном составе используют в качестве водорастворимого полимера, кроме полиакриламида, другие классы полимеров: биополимеры, например, гетерополисахарид марки ГПС и полимерная смесь производных полисахаридов марки Полимерный реагент ПС; полиметакриловую кислоту (ПМАК) или сополимер метакриловой кислоты или метакриламид марки Метас; поливиниловый спирт (ПВС); сополимеры винилацетата и винилового спирта; замещенную целлюлозу: карбоксиметилцеллюлозу марок КМЦ 500-1200, оксиэтилированную целлюлозу марки ОЭЦ, гидроэтилцеллюлозу ГЭЦ и ее модификации, метил целлюлозу марки МЦ, а также модифицированную лигносульфонатами натрий карбометилцеллюлозу марок Полицел КМЦ-М и Полицел КМЦ-ТС, высоковязкую полианионную целлюлозу марки Полицел ПАЦ.In contrast to the prototype, in the claimed composition, other classes of polymers are used as a water-soluble polymer, in addition to polyacrylamide: biopolymers, for example, heteropolysaccharide of the GPS brand and a polymer mixture of derivatives of polysaccharides of the brand Polymer reagent PS; polymethacrylic acid (PMAA) or a copolymer of methacrylic acid or methacrylamide Metas; polyvinyl alcohol (PVA); copolymers of vinyl acetate and vinyl alcohol; substituted cellulose: carboxymethyl cellulose of the KMTs 500-1200 grades, ethoxylated cellulose of the OEC brand, hydroethyl cellulose of the HEC and its modifications, methyl cellulose of the MTs brand, and also modified lignosulfonates of sodium carboxymethyl cellulose of the Politsel KMTs-M and Politselokseltsyoltseltsyol Tseltsolots high-grade grade Polycell Cyclose cellulose.
По прототипу порошкообразные производные формальдегида (параформальдегид или уротропин) сначала растворяют в пресной воде и доводят pH до 2,6-3,0 с помощью соляной кислоты и проводят гидролиз для получения формальдегида.According to the prototype, powdered derivatives of formaldehyde (paraformaldehyde or urotropine) are first dissolved in fresh water and adjusted to pH 2.6-3.0 with hydrochloric acid and hydrolysis is carried out to obtain formaldehyde.
По заявленному составу в отличие от прототипа проводить гидролиз или другие дополнительные операции проводить не надо, так как полиметилольные производные мочевины (ППМ) уже содержат 50-60 мас. % формальдегида, но в связанном состоянии. Для активизации его необходимо в пресную или минерализованную воду при перемешивании ввести ППМ и все вышеперечисленные компоненты. Добавление регулятора кислотности способствует ускорению реакции поликонденсации: взаимодействию функциональных групп полимера с метилольными группами формальдегида, при этом молекулы связанного формальдегида переходят в активную (свободную) форму и вступают во взаимодействие с полимером с образованием системы связей, необходимой для образования высокомолекулярного резиноподобного геля.According to the claimed composition, unlike the prototype, hydrolysis or other additional operations are not necessary, since the polymethylol urea derivatives (PPM) already contain 50-60 wt. % formaldehyde, but in a bound state. To activate it, it is necessary to introduce PPM and all of the above components into fresh or mineralized water with stirring. The addition of an acidity regulator accelerates the polycondensation reaction: the interaction of polymer functional groups with formaldehyde methylol groups, while the molecules of bound formaldehyde enter the active (free) form and interact with the polymer to form a bond system necessary for the formation of a high molecular weight rubber-like gel.
Наряду с реакцией поликонденсации происходит взаимодействие полимера с метилольными группами органического сшивателя. Добавление регулятора кислотности катализирует сшивку полимера с полиметилольными производными мочевины (ППМ), в результате чего образуется композиция, в которой метилольные группы полиметилольных производных мочевины образуют водородные связи, вызывающие ассоциацию молекул и рост молекулярной массы полимера, и ускоренное нарастание вязкости композиции. В реакционной массе инициируются реакции поликонденсации и присоединения, которые приводят к образованию высоковязкой композиции.Along with the polycondensation reaction, the polymer interacts with the methylol groups of the organic crosslinker. The addition of an acidity regulator catalyzes the crosslinking of the polymer with polymethylol urea derivatives (PPM), resulting in a composition in which the methylol groups of the polymethylol urea derivatives form hydrogen bonds, causing the molecules to associate and increase the molecular weight of the polymer, and an accelerated increase in the viscosity of the composition. Polycondensation and addition reactions are initiated in the reaction mass, which lead to the formation of a highly viscous composition.
В результате взаимодействия функциональных групп полимера с полиметилольными производными мочевины и поливалентными катионами алюминия и хрома неорганического сшивателя формируются молекулярные структуры различной длины и разветвленности с высокой функциональностью по метилольным группам.As a result of the interaction of the functional groups of the polymer with polymethylol derivatives of urea and polyvalent cations of aluminum and chromium of an inorganic crosslinker, molecular structures of various lengths and branching with high functionality for methylol groups are formed.
Образованию разветвленных молекул полимера способствует повышенное содержание в композиции три- и тетраметилол мочевины. Вследствие разветвленности структурных образований, которые характеризуются небольшой длиной при относительно высокой молекулярной массе, происходит этап гелеобразования и сшивка гелевых структур в высоковязкую пространственно-развитую полимерную сетку, что обеспечивает высокий уровень герметизации полости трубы в трубопроводе переменного диаметра.The formation of branched polymer molecules is promoted by the increased content of urea tri- and tetramethylol in the composition. Due to the branching of structural formations, which are characterized by a short length with a relatively high molecular weight, the gelation stage and the gel structures are stitched into a highly viscous spatially developed polymer network, which provides a high level of sealing of the pipe cavity in a pipeline of variable diameter.
В прототипе используют в качестве неорганического сшивателя хромокалиевые квасцы.In the prototype, chromium potassium alum is used as an inorganic stapler.
В заявленном составе в качестве неорганического сшивателя используют алюмохромфосфат связующее (АХФС), содержащее два катиона поливалентного металла: трехвалентные катионы алюминия и хрома, а также в качестве неорганического сшивателя используют соли поливалентного металла: хлориды, сульфаты алюминия и хрома или хромокалиевые квасцы.In the claimed composition, an aluminum-chromophosphate binder (AHFS) containing two polyvalent metal cations is used as an inorganic crosslinker: trivalent aluminum and chromium cations, and polyvalent metal salts are used as an inorganic crosslinker: chlorides, aluminum and chromium sulfates or chromium-potassium alum.
В реакционной массе композиции наряду с вышеописанной реакцией поликонденсации, например при использовании, ПАА, по амидным группам полимера и формальдегида, параллельно проходит реакция полимеризации по карбоксильным группам полимера и катионам поливалентного металла.In the reaction mass of the composition, along with the polycondensation reaction described above, for example, when using PAA, according to the amide groups of the polymer and formaldehyde, a polymerization reaction takes place along the carboxyl groups of the polymer and cations of the polyvalent metal.
Кроме того, в заявленном составе протекает сшивка функциональных групп водорастворимого полимера и полиметилольных групп органического сшивателя (полиметилольных производных мочевины) и дополнительно неорганического сшивателя, содержащего два трехвалентного катиона: алюминия и хрома (АХФС), в результате чего снижается концентрация неорганического сшивателя в составе до 0,001-0,003 мас. %, т.е. в 2-3 раза.In addition, in the claimed composition, the functional groups of the water-soluble polymer and the polymethylol groups of the organic crosslinker (polymethylol derivatives of urea) and an additional inorganic crosslinker containing two trivalent cations: aluminum and chromium (ACPF) are crosslinked, resulting in a decrease in the concentration of the inorganic crosslinker in the composition to 0.001 -0.003 wt. %, i.e. 2-3 times.
Заявленный состав готовят так. В расчетное количество пресной или минерализованной сточной, или разбавленной пластовой воды минерализацией до 100 г/л при перемешивании дозируют, мас. %: 0,5-3,0 полиметилольных производных мочевины, 0,001-0,003 неорганического сшивающего агента из вышеперечисленных. Затем при перемешивании дозируют приготовленную суспензию 8,0-10,0 полимера в 6,0-8,0 углеводородной жидкости, тщательно перемешивают и формируют гелевый поршень, закачивая его в специальные тубы, которые имеют сопрягающие элементы, соответствующие по размеру диаметру очищаемого трубопровода в расчетном количестве, необходимом для проведения работ по очистке трубопровода.The claimed composition is prepared as follows. In the calculated amount of fresh or mineralized wastewater or diluted formation water with a salinity of up to 100 g / l, they are metered out with stirring, wt. %: 0.5-3.0 polymethylol derivatives of urea, 0.001-0.003 of the inorganic crosslinking agent of the above. Then, with stirring, the prepared suspension of 8.0-10.0 polymer in 6.0-8.0 hydrocarbon liquid is dosed, mixed thoroughly and a gel piston is formed, pumping it into special tubes that have mating elements corresponding in size to the diameter of the pipe being cleaned in Estimated amount needed to clean the pipeline.
Для регулирования вязкости приготовляемого гелевого поршня в композицию дозируют соляную кислоту в количестве 0,1-0,4 мас. % по п. 2.To regulate the viscosity of the prepared gel piston, hydrochloric acid in an amount of 0.1-0.4 wt. % according to claim 2.
В отличие от прототипа формирование разделительного поршня: процесс набухания и сшивки полимера проходит в специальных тубах. Формирование поршня происходит в течение 30-80 минут в зависимости от концентрации компонентов.In contrast to the prototype, the formation of the separation piston: the process of swelling and crosslinking of the polymer takes place in special tubes. The formation of the piston occurs within 30-80 minutes, depending on the concentration of the components.
В результате смешения компонентов в тубах образуется резиноподобный высоковязкий состав, который при продавке готового поршня в полость очищаемого трубопровода полностью перекрывает его сечение без нарушения сплошности разделительного поршня даже при переходе из меньшего диаметра в больший и наоборот и обеспечивает высокий уровень герметичности полости трубы.As a result of mixing the components in the tubes, a rubbery, highly viscous composition is formed, which, when the finished piston is inserted into the cavity of the pipeline being cleaned, completely crosses its cross section without breaking the continuity of the separation piston even when moving from a smaller diameter to a larger one and vice versa and ensures a high level of tightness of the pipe cavity.
Важным отличием заявленного многофункционального гелевого поршня от прототипа является то, что формирование гелевого поршня осуществляется не на объекте в полевых условиях, а в производственных стационарных условиях, обеспечивающих высокое качество изготовления гелевых поршней и комфортную работу обслуживающему персонала. При этом транспортирование гелевых поршней на объект осуществляется в вышеуказанных специальных тубах.An important difference between the claimed multifunctional gel piston and the prototype is that the gel piston is formed not at the facility in the field, but in production stationary conditions that ensure high quality of production of gel pistons and comfortable work for maintenance personnel. In this case, the transportation of gel pistons to the object is carried out in the above special tubes.
В отличие от прототипа продавка готового поршня осуществляется без использования камеры приема-пуска. Из тубов готовый поршень под давлением с помощью баллонов с азотом выдавливают в полость очищаемого трубопровода. Подсоединение к трубопроводу обеспечивается с помощью фланцевых соединений. Продавливание готового поршня с помощью баллонов с азотом обеспечивает высокую степень безопасности при выполнении работ.Unlike the prototype, the sale of the finished piston is carried out without the use of a start-up camera. From the tubes, the finished piston is squeezed out under pressure using cylinders with nitrogen into the cavity of the pipeline being cleaned. Connection to the pipeline is ensured by flange connections. Squeezing the finished piston with nitrogen cylinders provides a high degree of safety during work.
Получаемые по заявленному составу гелевые поршни можно использовать для очистки трубопровода переменного диаметра до 1200 мм и с изменяемым направлением движения перекачиваемых сред до 90° как с подкладными кольцами, так и без них.The gel pistons obtained by the claimed composition can be used to clean a pipeline of variable diameter up to 1200 mm and with a changeable direction of movement of the pumped media up to 90 °, both with washers and without them.
Эксперименты по оценке эффективности гелевого состава по сравнению с прототипом проводили на стенде, который представляет собой трубопровод переменного диаметра 15-25 мм и длиной 30 м и включает в себя повороты под углом 90°.Experiments to evaluate the effectiveness of the gel composition compared to the prototype were carried out on a bench, which is a pipeline of variable diameter 15-25 mm and a length of 30 m and includes turns at an angle of 90 °.
На внутреннюю поверхность трубы перед началом эксперимента наносили грязепарафиновые отложения, которые были отобраны из реальных магистральных трубопроводов. Нанесенные отложения предварительно взвешивали. Затем готовили композиции гелевого состава для формирования гелевого разделительного поршня (ГРП) по прототипу и по заявленному составу.Before the start of the experiment, mud-paraffin deposits were deposited on the inner surface of the pipe, which were selected from real trunk pipelines. The deposited deposits were pre-weighed. Then prepared the composition of the gel composition for the formation of a gel separation piston (hydraulic fracturing) according to the prototype and the claimed composition.
Кроме лабораторного стенда, оценку эффективности очистки трубопроводов проводили в промысловых условиях в трубопроводах и подводных переходах переменного диаметра 300 - 500 мм длиной 200-1000 м. Гелевые поршни для промысла готовили на основе заявленного состава: композиции, указанные в описании и в табл. 1.In addition to the laboratory bench, the evaluation of the effectiveness of cleaning pipelines was carried out under field conditions in pipelines and underwater passages of variable diameter of 300-500 mm and a length of 200-1000 m. Gel pistons for fishing were prepared on the basis of the claimed composition: compositions indicated in the description and in table. one.
Для определения прочностной характеристики гелевого поршня замеряют модуль упругости полученного поршня. Это позволяет связать прочностную характеристику гелевого поршня с уровнем эффективности очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), разделения нефти и вытесняющей воды.To determine the strength characteristics of the gel piston measure the modulus of elasticity of the obtained piston. This allows you to link the strength characteristics of the gel piston with the level of efficiency of cleaning from asphalt-resin-paraffin deposits (AFS), the separation of oil and displacing water.
Модуль упругости гелевого поршня определяли методом одноосного сжатия. Способ определения модуля упругости полимерных гелей заключается в определении зависимости нагрузки на образец от величины деформации при сжатии образца. Давление на образец производится рабочей поверхностью насадки микрометра. Величина деформации определяется по микрометру. Показания весов дают величину приложенной нагрузки.The elastic modulus of the gel piston was determined by uniaxial compression. A method for determining the elastic modulus of polymer gels is to determine the dependence of the load on the sample on the strain when the sample is compressed. The pressure on the sample is produced by the working surface of the nozzle of the micrometer. The magnitude of the deformation is determined by the micrometer. The readings of the weights give the magnitude of the applied load.
Композиции заявленного состава представлены в табл. 1.Compositions of the claimed composition are presented in table. one.
Результаты по эффективности очистки трубопровода с помощью гелевого поршня приведены в табл.2. Эффективность очистки стенок трубы от грязепарафиновых отложений определяют по количеству выведенных из трубы отложений, отнесенных к количеству отложений в трубе до ее очистки.The results on the effectiveness of cleaning the pipeline using a gel piston are given in table 2. The effectiveness of cleaning the walls of the pipe from mud-paraffin deposits is determined by the number of deposits removed from the pipe, referred to the number of deposits in the pipe before cleaning.
Эффективность разделения сред оценивалась по факту прорыва выталкивающей поршень воды и по состоянию сплошности поршня после прохождения его по трубопроводу.The efficiency of medium separation was evaluated by the fact of a breakthrough of the water pushing out the piston and by the state of the continuity of the piston after passing through the pipeline.
По прототипу модуль упругости композиций состава увеличивается с 1,5 Па до 2,8 Па, а по заявленному составу с 2,1 Па до 6,3 Па, т.е. увеличение модуля упругости составило в 1,4-2,25 раза.According to the prototype, the elastic modulus of the compositions of the composition increases from 1.5 Pa to 2.8 Pa, and according to the claimed composition from 2.1 Pa to 6.3 Pa, i.e. an increase in the elastic modulus was 1.4–2.25 times.
По прототипу эффективность очистки трубопровода составила 67% - 79%, а по заявленному составу составила 69% - 90-95%.According to the prototype, the pipeline cleaning efficiency was 67% - 79%, and according to the claimed composition it was 69% - 90-95%.
Эффективность разделения сред, как по прототипу, так и по заявленному составу высокая: прорыва воды нет, сплошность поршня сохранена.The efficiency of the separation of media, both in the prototype and in the claimed composition is high: there is no water breakthrough, the piston continuity is preserved.
Техническим результатом является создание многофункционального гелевого поршня и способа получения его, который обеспечивает высокий уровень герметизации полости трубы переменного диаметра до 1200 мм и с изменяемым направлением движения перекачиваемых сред до 90° как с подкладными кольцами, так и без них и разделения сред, и формирование гелевого поршня осуществляется в производственных стационарных условиях, обеспечивающих высокое качество гелевого поршня; при этом транспортирование гелевых поршней на объект осуществляется в специальных тубах, которые имеют сопрягающие элементы, соответствующие по размеру диаметру очищаемого трубопровода, и продавка готового поршня в полость очищаемого трубопровода осуществляется под давлением с помощью баллонов с азотом без использования камеры приема-пуска, что обеспечивает высокую степень безопасности при выполнении работ и комфортную работу обслуживающему персонала.The technical result is the creation of a multifunctional gel piston and a method for producing it, which provides a high level of sealing of the pipe cavity of variable diameter up to 1200 mm and with a variable direction of movement of the pumped media up to 90 °, both with washer rings and without them, and media separation, and gel formation the piston is carried out in a stationary production environment, providing high quality gel piston; while the gel pistons are transported to the object in special tubes that have mating elements corresponding in size to the diameter of the pipe being cleaned, and the finished piston is forced into the cavity of the pipe being cleaned under pressure using nitrogen cylinders without the use of a start-up chamber, which ensures high degree of safety when performing work and comfortable work for maintenance staff.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015124876A RU2619682C2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015124876A RU2619682C2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015124876A RU2015124876A (en) | 2017-01-10 |
| RU2619682C2 true RU2619682C2 (en) | 2017-05-17 |
Family
ID=57955446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015124876A RU2619682C2 (en) | 2015-06-24 | 2015-06-24 | Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619682C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720773C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" | Composition of multifunctional gel piston for use on main pipelines |
| RU2745191C1 (en) * | 2020-07-08 | 2021-03-22 | Сергей Васильевич Афанасьев | Composition of the multifunctional gel plunger for cleaning the main pipelines from deposits |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4473408A (en) * | 1982-01-12 | 1984-09-25 | The Dow Chemical Company | Cleaning pipeline interior with gelled pig |
| RU2115858C1 (en) * | 1996-02-28 | 1998-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Приволжскнефтепровод" | Method of preparation of oil products pipe line for repair |
| RU2209364C2 (en) * | 2000-12-13 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Самтехнонефть" | Composition of separating piston for cleaning pipelines, for separating fluids |
| RU2271879C2 (en) * | 2003-04-29 | 2006-03-20 | Валентин Петрович Перунов | Composition for cleaning of pipelines and separating of media |
-
2015
- 2015-06-24 RU RU2015124876A patent/RU2619682C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4473408A (en) * | 1982-01-12 | 1984-09-25 | The Dow Chemical Company | Cleaning pipeline interior with gelled pig |
| RU2115858C1 (en) * | 1996-02-28 | 1998-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Приволжскнефтепровод" | Method of preparation of oil products pipe line for repair |
| RU2209364C2 (en) * | 2000-12-13 | 2003-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Самтехнонефть" | Composition of separating piston for cleaning pipelines, for separating fluids |
| RU2271879C2 (en) * | 2003-04-29 | 2006-03-20 | Валентин Петрович Перунов | Composition for cleaning of pipelines and separating of media |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720773C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром" | Composition of multifunctional gel piston for use on main pipelines |
| RU2745191C1 (en) * | 2020-07-08 | 2021-03-22 | Сергей Васильевич Афанасьев | Composition of the multifunctional gel plunger for cleaning the main pipelines from deposits |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015124876A (en) | 2017-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2767637C (en) | Method of reducing the viscosity of hydrocarbon fluids | |
| Bai et al. | Gelation study on a hydrophobically associating polymer/polyethylenimine gel system for water shut-off treatment | |
| Doshi et al. | Effectiveness of N, O-carboxymethyl chitosan on destabilization of Marine Diesel, Diesel and Marine-2T oil for oil spill treatment | |
| RU2359112C2 (en) | Control method of fluid medium losses properties from fluid mediums on basis of viscoelastic surface-active agents | |
| CN101528889A (en) | Friction reduction fluids | |
| CN108559479B (en) | Reverse microemulsion polymer fracturing liquid system capable of being constructed on line | |
| WO2017079594A1 (en) | Friction-reducing compositions formulated with highly concentrated brine | |
| AU2011206448A1 (en) | Surfactants and friction reducing polymers for the reduction of water blocks and gas condensates and associated methods | |
| RU2619682C2 (en) | Multifunctional gel piston for pipelines cleaning and separation of environments and method of its obtaining | |
| CN106336862B (en) | A kind of clean fracturing fluid | |
| US20200002206A1 (en) | Compositions and methods for scale inhibition | |
| CN105601805A (en) | Hydrophobic associated polymer and preparation method thereof | |
| CN105385430A (en) | High-strength hydrolyzed fiber fracturing temporary plugging agent | |
| Guo et al. | Performance evaluation of high-strength polyethyleneimine gels and syneresis mechanism under high-temperature and high-salinity conditions | |
| US10479930B2 (en) | Organic acid fracturing fluid composition | |
| CA2535834A1 (en) | Drag reducing agents for multiphase flow | |
| RU2720773C1 (en) | Composition of multifunctional gel piston for use on main pipelines | |
| RU2252238C1 (en) | Foam forming composition for productive stratum perforation | |
| RU2586356C1 (en) | Composition and method for increasing oil recovery of oil reservoirs | |
| CA2906958A1 (en) | Friction reducing polymers | |
| CN104109527A (en) | Microemulsified acid solution and preparation method thereof | |
| RU2712902C2 (en) | Powder composition for limiting water inflows into wells and method for application thereof | |
| RU2647550C2 (en) | Active cellulose flour for isolating water inflows in producing wells and blocking watered reservoirs in injection wells | |
| RU2738544C1 (en) | Method for development of inhomogeneous oil formation | |
| RU2745191C1 (en) | Composition of the multifunctional gel plunger for cleaning the main pipelines from deposits |