Изобретение относится к получению наполненных гелеобразных композиций, обладающих вязкоупругими свойствами, и может быть использовано в различных областях нефтяной и нефтедобывающей промышленности в качестве тампонажных растворов, для водоизоляции пластов и т.д., а также для очистки нефтепроводов от водных и газовых скоплений, для нанесения антикоррозионных, биоцидных и противоизносных покрытий на внутреннюю поверхность трубопровода.
Известен патент США № 5284897, содержащий 70-93% воды, 5-25% частично гидролизованного поливинилового спирта, 0,5-3% пластификатора для него, 0,05-1,5% загустителя из группы натрийкарбоксиметилцеллюлозы, альгината натрия и ксантановых смол. Продукты, полученные по этому способу, обладают только клеющей способностью.
Известен также патент России № 2139424, основанный на сшивке растворов полисахаридов, где предусматривается предварительное смешение 10-водного раствора тетрабората натрия с глицерином с последующим добавлением щелочи и хромокалиевых квасцов.
Наиболее близкой по составу композицией является гелеобразная композиция (патент США № 5501274), где в качестве рыхлого несвязанного материала используют песок, а в качестве термопластичного материала выбирают по крайней мере один из группы, состоящей из полиолефинов, полиамидов, полиимидов, полиуретанов, полисульфонов, поликарбонатов, полиэстеров (сложных эфиров) и целлюлозы и их производных.
Недостатком этой композиции является недостаточная вязкость и упругость, длительное время приготовления состава, а также длительное время формирования геля.
Задачей предлагаемого изобретения является получение наполненных гелеобразных композиций с заданными свойствами (вязкость, упругость, адгезия и т.д.), быстрота получения, быстрое время формирования композиции. Технический результат достигается тем, что композиция содержит водный 1,0-8,0 мас.% раствор поливинилового спирта (ПВС), водный 1,0-8,0 мас.% раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или водный 1,0-8,0 мас.% полиакриламида (ПАА), в качестве наполнителя композиция содержит песок с размером частиц 0,3-0,5 мм, лавсановое или полипропиленовое волокно диаметром 70-100 микрон и длиной нити 3-6 см, или тефлоновые гранулы, имеющие диаметр частиц не более 1 мм, а также дополнительно композиция содержит водный 0,5-2,0 мас.% раствор тетрабората натрия (ТБН) при следующем соотношении компонентов, об.ч.:
При контакте эти растворы вступают во взаимодействие с образованием гелеобразных композиций при добавке различных наполнителей. В качестве наполнителя композиция содержит песок с размером частиц 0,3-0,5 мм, лавсановое или полипропиленовое волокно с диаметром волокна 70-100 микрон и длиной нити 3-6 см, тефлоновые гранулы с диаметром частиц не более 1 мм.
В таблице 1 приведена динамическая вязкость (мПа·с) исходных растворов полимеров.
Приводим примеры конкретных составов гелевых композиций.
Пример 1.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 6% раствора ПВС, 1,25 ч. 1% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 2% раствора КМЦ при комнатной температуре. Перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 642 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 61,12 Н/м2. Адгезия 53,76 Н/м2.
Примеры 2-46 приведены в таблице 2 (по прописи примера 1).
Пример 47.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 6% раствора ПВС, 1,25 ч. 0,5% раствора ТБН и (ПВС:ПАА=1:1) 5 ч. 3% раствора ПАА при комнатной температуре, перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 829 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 96,34 Н/м2. Адгезия 46,98 Н/м2.
Пример 48.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 ч. 1,5% раствора ТБН, (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 2% раствора КМЦ и 1 ч. песка, перемешивают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 924,06 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 50,41 Н/м2. Адгезия 51,54 Н/м2.
Пример 49.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 ч. 2% раствора ТБН, (ПВС:ПАА=1:1) 5 ч. 2% раствора ПАА и 3 ч. песка, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 1226,78 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 56,19 Н/м2. Адгезия 46,43 Н/м2.
Пример 50.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 7% раствора ПВС, 1,25 ч. 1,5% раствора ТБН, (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 2% раствора КМЦ и 1 ч. полипропиленового волокна, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 1819.62 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 69,28 Н/м2. Адгезия 91,78 Н/м2.
Пример 51.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 7% раствора ПВС, 1,25 ч. 2,0% раствора ТБН, (ПВС:ПАА=1:1) 5 ч. 2% раствора ПАА и 3 ч. полипропиленового волокна, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 2345.12 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 61,12 Н/м2. Адгезия 86,79 Н/м2.
Пример 52.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 7% раствора ПВС, 1,25 ч. 1,5% раствора ТБН, (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 2% раствора КМЦ и 1 ч. лавсанового волокна, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 2285.45 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 74,84 Н/м2. Адгезия 78,04 Н/м2.
Пример 53.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 7% раствора ПВС, 1,25 мл 0,5% раствора ТБН, (ПВС:ПАА=1:1) 5 ч. 2% раствора ПАА и 3 ч. лавсанового волокна, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 2467.87 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 81,12 Н/м2. Адгезия 63,05 Н/м2.
Пример 54.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 ч. 0,5% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 5% раствора КМЦ. Перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 11680 мПа·с. Т=0°С
Пример 54.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:1) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 мл 1,5% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 5% раствора КМЦ. Перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 4216 мПа·с. Т=30°С.
Пример 55.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:1) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 ч. 1% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 5% раствора КМЦ. Перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 2775 мПа·с. Т=60°С.
Пример 56.
Для приготовления гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 5% раствора ПВС, 1,25 мл 1,5% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 5% раствора КМЦ. Перемешивание продолжают в течение 10 минут, гелевую композицию выдерживают 2 часа после перемешивания, после чего измеряют динамическую вязкость на приборе «Реотест-2». Вязкость равна 896 мПа·с. Т=80°С.
Пример 57.
Для приготовления наполненной гелевой композиции берут (ТБН:ПВС=1:4) 5 ч. 6% раствора ПВС, 1,25 1% раствора ТБН и (ПВС:КМЦ=1:1) 5 ч. 2% раствора КМЦ, 1 ч. тефлона, перемешивание продолжают в течение 10 минут, наполненную гелевую композицию выдерживают два часа, после чего измеряют динамическую вязкость. Вязкость равна 1654,86 мПа·с. Т=20°С. Модуль Юнга 67,32 Н/м2. Адгезия 24.7 Н/м2.
В таблице 2 даны значения динамической вязкости η (мПа·с) гелевой композиции в зависимости от концентрации и соотношений полимеров ПВС и КМЦ при постоянной добавке компонента ТБН:ПВС=1:4, Т=20°С
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СОСТАВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЗАТОРА ВОЗДУХА | 2014 |
|
RU2574002C1 |
| СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ | 2009 |
|
RU2410406C1 |
| Способ формирования противофильтрационного барьера для хранилищ радиоактивных отходов | 2021 |
|
RU2757782C1 |
| СОСТАВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ГРУНТОВ И ПОРОД | 2004 |
|
RU2289652C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАДИЕНТНОГО ГИДРОГЕЛЕВОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ГРАДИЕНТНЫЙ ГИДРОГЕЛЕВЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ | 2004 |
|
RU2263689C1 |
| СПОСОБ ЗАЩИТЫ ГРУНТОВ ОТ ЭРОЗИИ И СОЗДАНИЯ ЗЕЛЕНОГО ПОКРЫТИЯ | 2012 |
|
RU2496588C1 |
| СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИНЫ | 2010 |
|
RU2467156C2 |
| СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ | 2008 |
|
RU2377399C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ | 2019 |
|
RU2736195C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЙ-КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОДУКТА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ | 2004 |
|
RU2256667C1 |
Изобретение относится к получению наполненной гелеобразной композиции, обладающей вязкоупругими свойствами. Указанная наполненная вязкоупругая гелевая композиция содержит 1-2 об. части 0,5-2,0 мас. % водного раствора тетрабората натрия, 1-5 об. частей 1,0-8,0 мас. % водного раствора поливинилового спирта, 1-5 об. частей 1,0-8,0 мас. % водного раствора карбоксиметилцеллюлозы или 1-2 об. части 1,0-8,0 мас. % водного раствора полиакриламида, а также 1-3 об. части наполнителя. Динамическая вязкость композиции составляет от 642 до 2467,87 мПа·с, модуль Юнга от 61,12 Н/м2 до 81,12 Н/м2 и величина адгезии от 53,76 Н/м2 до 86,79 Н/м2. В качестве наполнителя используется песок с размером частиц 0,23-0,5 мм, лавсановое или пропиленовое волокно диаметром 70-100 микрон и длиной нити 3-6 см, или тефлоновые гранулы диаметром не более 1 мм. Изобретение может быть использовано в различных областях нефтяной и нефтедобывающей промышленности в качестве тампонажных растворов, для водоизоляции пластов и т.д., а также для очистки нефтепроводов от водных и газовых скоплений, для нанесения антикоррозионных, биоцидных и противоизносных покрытий на внутреннюю поверхность трубопровода. 2 табл.
Наполненная вязкоупругая гелеобразная композиция тампонажного раствора, содержащая водные растворы полимеров и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве водных растворов полимеров композиция содержит водный 1,0- 8,0 мас.% раствор поливинилового спирта, водный 1,0- 8,0 мас.% раствор карбоксиметилцеллюлозы или водный 1,0- 8,0 мас.% полиакриламида, в качестве наполнителя композиция содержит песок с размером частиц 0,3-0,5 мм, лавсановое или полипропиленовое волокно диаметром 70-100 мкм и длиной нити 3-6 см или тефлоновые гранулы, имеющие диаметр частиц не более 1 мм, а также дополнительно композиция содержит водный 0,5- 2,0 мас.% раствор тетрабората натрия, при следующем соотношении компонентов, об. ч.:
| US 5501274 A, 26.03.1996.US 6555225 A, 29.04.2003.RU 2007438 C1, 15.02.1994.EP 0145151 A1, 19.06.1985.US 3762476 A, 02.10.1973. |
