Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование акрилатных сополимеров и разработка на их основе импортозамещающих смазочных добавок для буровых растворов

Номер контракта: 14.607.21.0121

Руководитель: Стрельников Владимир Николаевич

Должность: Врио директора

Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
акрилатный сополимер, радикальная сополимеризация, смазочные добавки, импортозамещающие, буровой раствор, трение, гидравлическое сопротивление.

Цель проекта:
Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание импортозамещающего универсального понизителя трения на сополимерной акрилатной основе, применяемого в качестве добавки для буровых растворов и для жидкостей гидроразрыва.

Основные планируемые результаты проекта:
1 Методика синтеза сополимеров акрилатного ряда на основе его производных.
2 Методика химической модификации существующих и промышленно производимых акрилатных полимеров/сополимеров, повышающая устойчивости к кислотной, солевой и термической агрессиям.
3 Программа и методики проведения исследований физико-химических свойств, в том числе термостойкости, солестойкости и кислотостойкости акрилатных сополимеров.
4 Экспериментальный образец лабораторного стенда для исследования эффективности снижения потерь давления на трение сополимерами и универсальными смазочными добавками при высоких скоростях потока жидкости в нормальных условиях, условиях повышенных температур, кислотной и солевой агрессий.
5 Программа и методики проведения лабораторных испытаний сополимеров и смазочных добавок на лабораторном стенде при высоких скоростях потока жидкости в нормальных условиях, условиях повышенных температур, кислотной и солевой агрессий.
6 Программа и методики проведения лабораторных исследований физико-механических свойств смазочных добавок, в том числе трибологических свойств.
7 Экспериментальные образцы универсальных смазочных добавок на основе акрилатных сополимеров, обеспечивающие стабильность свойств буровых растворов в обычных и в сложных горно-геологических условиях бурения (кислотная, термическая и солевая агрессии).
8 Лабораторный технологический регламент по получению универсальных смазочных добавок для буровых растворов с применением разработанных акрилатных сополимеров.
9 Рекомендации по применению разработанных смазочных добавок на сополимерной акрилатной основе для бурения как в обычных, так и в сложных горно-геологических условиях.
10 Проект технического задания на проведение ОТР «Технология получения универсальных полимерсодержащих смазочных добавок для буровых растворов и жидкостей гидроразрыва».

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Требования к экспериментальному образцу лабораторного стенда для исследования эффективности снижения потерь давления на трение:
1 Лабораторный стенд должен обеспечивать измерение вязкости, давления и температуры жидкости.
2 Лабораторный стенд должен обеспечивать проведение прямых или косвенных измерений гидродинамического сопротивления в потоке жидкости.
3 Лабораторный стенд должен обеспечивать скорость потока жидкости в измерительной камере не менее 1 м/с.
4 Лабораторный стенд должен:
4.1 выдерживать давление в измерительной камере не менее 3 избыточных атмосфер;
4.2 работать в солевых растворах и условиях кислой среды до рН не ниже 2 в измерительной камере;
4.3 обеспечивать нагрев жидкости в измерительной камере до 180 °С.

Требования к композиционным составам универсальных смазочных добавок на основе акрилатных сополимеров:
1 Композиционные составы универсальных смазочных добавок на основе акрилатных сополимеров должны быть совместимы с анионными и нейтральными поверхностно-активными веществами.
2 Универсальные смазочные добавки должны содержать сополимеры акриламида на основе его неионогенных производных и/или сульфопроизводных акриламида и/или акрилонитрила и/или акриловой кислоты.
3 Температура застывания универсальных смазочных добавок должна не превышать минус 10 °С.
4 Плотность универсальных смазочных добавок должна находиться в интервале 0,85-1,0 г/см3.
5 Максимальная рабочая температура универсальных смазочных добавок должна быть не ниже 180 °С.
6 Универсальные смазочные добавки должны быть устойчивой при жесткости среды не менее 10 °Ж по ГОСТ 31865-2012.
7 Универсальные смазочные добавки должны быть устойчивой при рН не менее 3.
8 Универсальные смазочные добавки должны обеспечивать сокращение потерь на трение в условиях кислой среды и рассолах не менее чем на 40 % в сравнении с теми же условиями без применения добавки.
9 Универсальные смазочные добавки должны обеспечивать снижение потерь на трение не менее чем на 50 % по сравнению с необработанной водой.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые методики синтеза сополимеров акрилатного ряда на основе его неионогенных производных с акрилонитрилом и/или акриламидом и/или сульфопроизводными акриламида химической, а так же методики модификации существующих и промышленно производимых акрилатных полимеров/сополимеров позволят обеспечить повышение устойчивости данных соединений к термической, кислотной и солевой агрессиям.
Разрабатываемый экспериментальный образец лабораторного стенда позволит обеспечить измерения потерь давления на трение в жидкостях при скоростях потока более 1 м/с как при нормальных условиях, так и в условиях термической, солевой и кислотной агрессий.
Экспериментальные образцы универсальных смазочных добавок на основе акрилатных сополимеров предназначены для жидкостей гидроразрыва и буровых растворов, применяемых как в обычных, так и в сложных горно-геологических условиях бурения (кислотная, термическая и солевая агрессии).
Лабораторный технологический регламент позволит изготавливать образцы универсальных смазочных добавок для буровых растворов с применением акрилатных сополимеров.
Разрабатываемый проект технического задания на проведение ОТР позволит обеспечить создание импортозамещающей технологии изготовления универсальных полимерсодержащих смазочных добавок для буровых растворов и жидкостей гидроразрыва.

Текущие результаты проекта:
На данном этапе проекта ведется аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР, так же проводятся патентные исследования. Кроме того, проводятся теоретические исследования процесса радикальной сополимеризации акрилатных мономеров и теоретические исследования процесса химической модификации акрилатных полимеров для повышения их устойчивости в условиях кислотной, солевой и термической агрессий.