Գուարի խեժի մածուցիկության և կոնցենտրացիայի չափումը թերթաքարային գազի կոտրման մեջ

Գծային ավտոմատացված մածուցիկաչափեր

Հիդրավլիկ կոտրման կիրառություններում,գծային մածուցիկաչափերԱնմիջապես խառնման բաքի խողովակաշարերի ներսում տեղադրված համակարգերը ապահովում են մածուցիկության անընդհատ տվյալներ: Առաջադեմ մոտեցումները, ներառյալ մեքենայական ուսուցման վրա հիմնված և համակարգչային տեսողության մածուցիկաչափերը, գնահատում են զրոյական կտրման մածուցիկությունը հեղուկի պատկերման կամ դինամիկ արձագանքի միջոցով՝ ընդգրկելով նոսրացվածից մինչև բարձր մածուցիկության խառնուրդների միջակայքերը: Այս համակարգերը կարող են ինտեգրվել ավտոմատացված գործընթացի կառավարման մեջ՝ նվազեցնելով ձեռքով միջամտությունը:

Օրինակ՝

• Համակարգչային տեսողության վրա հիմնված մածուցիկաչափերը ավտոմատացնում են մածուցիկության գնահատումը՝ վերլուծելով հեղուկի վարքագիծը շրջված սրվակի կամ հոսքի սարքի մեջ, արագորեն տրամադրելով արդյունքներ հետագա ավտոմատացման կամ հետադարձ կապի ցիկլերի համար։

Գուարի խեժի կոնցենտրացիայի իրական ժամանակի մոնիթորինգ

Խառնման ընթացքում գուարի խեժի կայուն կոնցենտրացիայի պահպանումը նվազագույնի է հասցնում խմբաքանակի տատանումները և ապահովում է կոտրման հեղուկի հուսալի աշխատանքը: Իրական ժամանակում կոնցենտրացիայի մոնիթորինգի տեխնոլոգիաները ներառում են.

SLIM տեխնոլոգիա (Ross Solids/Liquid Injection Manifold):SLIM-ը գուարի խեժի փոշին ներարկում է հեղուկի մակերեսի տակ՝ այն անմիջապես միացնելով հեղուկին բարձր ճեղքման միջոցով: Այս դիզայնը նվազագույնի է հասցնում ագլոմերացիան և մածուցիկության կորուստը չափազանց խառնելու պատճառով՝ հնարավորություն տալով ճշգրիտ վերահսկել կոնցենտրացիան յուրաքանչյուր փուլում:

Non-Nuմաքրողar Slուրy DէնսքաղաքMուտելr:Խառնման բաքերում տեղադրված գծային խտության չափիչները վերահսկում են էլեկտրական հատկությունները և խտության փոփոխությունները, երբ գուարի խեժ է ավելացվում և ցրվում, թույլ տալով անընդհատ հետևել կոնցենտրացիային և անհապաղ ուղղիչ գործողություններ ձեռնարկել։

Ուլտրաձայնային պատկերացում՝ զուգակցված ռեոմետրիայի հետ («Ռեոուլտրաձայն»).Այս առաջադեմ տեխնիկան ռեոմետրիկ մածուցիկության տվյալների հետ մեկտեղ գրանցում է գերարագ ուլտրաձայնային պատկերներ (մինչև 10,000 կադր/վրկ): Այն հնարավորություն է տալիս միաժամանակ վերահսկել տեղային կոնցենտրացիաները, սղման արագությունները և անկայունությունները, որոնք կարևոր են գուարի խեժի լուծույթներում անհավասար խառնման և արագ մածուցիկության փոփոխությունների հայտնաբերման համար:

Օրինակներ՝

• Էլեկտրական դիմադրության սենսորները զգուշացնում են օպերատորներին, եթե փոշու ավելացումը հանգեցնում է կոնցենտրացիայի շեղումների, ինչը հնարավորություն է տալիս անհապաղ շտկել այն։
• Ռեո-ուլտրաձայնային համակարգերը պատկերում են խառնման երևույթները՝ նշելով տեղային ագլոմերացիան կամ թերի դիսպերսիան, որը կարող է վտանգել կոտրման հեղուկի որակը։

Գործնական և կանոնավոր մոնիթորինգի գործիքներ

Մեթոդներ, ինչպիսիք ենԼոնմետր գծային արդյունաբերական մածուցիկաչափերապահովում են արտադրական միջավայրերում մածուցիկության չափման գործնական, հուսալի միջոցներ: Այս գործիքները հարմար են խառնման ընթացքում ռուտինային ստուգումների համար, եթե գործընթացը մնում է սահմանված պարամետրերի սահմաններում:

Որակի ապահովման արձանագրություններ և ինտեգրում

Անընդհատ մածուցիկության և կոնցենտրացիայի չափման համակարգերը պետք է ստուգվեն հուսալիության և ճշգրտության համար՝

• Կալիբրացման ընթացակարգեր՝Հայտնի ստանդարտների համեմատ պարբերական կարգաբերումը ապահովում է սենսորի ճշգրտությունը և հետևողականությունը։
• Մեքենայական ուսուցման վավերացում.Համակարգչային տեսողության վրա հիմնված մածուցիկաչափերը ենթարկվում են նեյրոնային ցանցի վերապատրաստման և չափորոշիչների՝ գուարի խեժի տարբեր կոնցենտրացիաների և հեղուկի մածուցիկության դեպքում կատարողականությունը ստուգելու համար։
• Իրական ժամանակի որակի ապահովման ինտեգրում.Գործընթացների կառավարման համակարգերի հետ ինտեգրումը թույլ է տալիս հետևել միտումներին, հայտնաբերել սխալները և արագ արձագանքել շեղումներին՝ աջակցելով ինչպես արտադրանքի որակին, այնպես էլ կարգավորող մարմինների համապատասխանությանը։

Ամփոփելով՝ գուարի խեժի մածուցիկության և կոնցենտրացիայի անընդհատ վերահսկման հնարավորությունը կախված է համապատասխան տեխնոլոգիաների ընտրությունից և ինտեգրումից: Պտտվող մածուցիկաչափերը, առաջադեմ ներկառուցված սենսորները, SLIM խառնման տեխնոլոգիան և ռեո-ուլտրաձայնը ապահովում են զգայական հիմքը, մինչդեռ գործնական գործիքները և հուսալի որակի ապահովման արձանագրությունները ապահովում են հուսալի աշխատանք արդյունաբերական խառնման գործընթացների ողջ ընթացքում:

Չափման տեխնոլոգիաներ խառնման բաքերի շարունակական մոնիթորինգի համար

Մածուցիկության չափման սկզբունքները

Խառնման բաքերում անընդհատ մածուցիկության գնահատումը կենսական նշանակություն ունի գուարի խեժի վրա հիմնված կոտրման հեղուկների ռեոլոգիան վերահսկելու համար: Արդյունաբերական համակարգերում լայնորեն տեղադրվում են գծային մածուցիկաչափեր՝ գուարի խեժի մածուցիկության վերաբերյալ իրական ժամանակի տվյալներ տրամադրելու համար: Այս սենսորները գործում են անմիջապես հոսքի ուղու վրա՝ վերացնելով ձեռքով նմուշառման անհրաժեշտությունը և այդպիսով նվազեցնելով հետադարձ կապի ուշացումները:

Viկրծկալտիոնաlմածուցիկաչափերգերիշխում են ոչ Նյուտոնյան հեղուկների չափման մեջ՝ դինամիկ հեղուկային արձագանքները գրանցելու իրենց ունակության շնորհիվ: Ինտելեկտուալ պրոցեսային մածուցիկաչափի նման սարքերը նախատեսված են ինտելեկտուալ տեղադրման համար և ապահովում են անընդհատ ցուցմունքներ, որոնք հարմար են փոփոխական կոնցենտրացիաների և մածուցիկությունների համար, ինչպես որ հանդիպում է հիդրավլիկ կոտրման հեղուկի պատրաստման մեջ: Այս մեթոդը գերազանցում է գուարի խեժի լուծույթներին՝ իրենց կտրման-նոսրացման վարքագծի և լայն մածուցիկության միջակայքի շնորհիվ, ապահովելով տվյալների հուսալի ձեռքբերում և գործընթացի հուսալիություն:

Շարունակական կոնցենտրացիայի գնահատում

Ճեղքման հեղուկի օպտիմալ աշխատանքի հասնելու համար անհրաժեշտ է գուարի խեժի կոնցենտրացիայի ճշգրիտ վերահսկողություն: Սա իրականացվում է անընդհատ կոնցենտրացիայի չափման համակարգերի միջոցով, ինչպիսիք են՝ACOMP (Պոլիմերացման ավտոմատ շարունակական առցանց մոնիթորինգ)տեխնիկա։ ACOMP-ն օգտագործում է վերև հոսանքի պոմպերի, խառնիչների և ներքև հոսանքի օպտիկական դետեկտորների համադրություն՝ իրական ժամանակում կոնցենտրացիայի պրոֆիլներ և ներքին մածուցիկության ցուցմունքներ ստանալու համար, երբ պոլիմերային լուծույթները պատրաստվում են մեծ խառնման տարաներում։

Դինամիկ խառնման միջավայրերում արդյունավետ նմուշառումը ներառում է երրորդ կարգի համակարգի մոդելավորում՝ իրական ժամանակում կոնցենտրացիայի տատանումները մեկնաբանելու համար: Հաճախականության արձագանքի վերլուծությունը ապահովում է տեսական մոդելների և փորձարարական տվյալների միջև ճշգրիտ կապ, ապահովելով գործնական պատկերացումներ գուարի խեժի լուծույթի հետևողական պատրաստման համար: Այս տեխնոլոգիաները հատկապես հարմար են կոնցենտրացիայի արագ ստուգման, հարմարվողական դեղաչափման և խմբաքանակից խմբաքանակ փոփոխականության նվազագույնի հասցնելու համար:

Ինտեգրացիա ավտոմատացված դեղաչափման համակարգերի հետավելի է կատարելագործում կոնցենտրացիայի կառավարումը։ Լոնմետրուլտրաձայնային խտության չափիչՏեղադրվելով անմիջապես բաքի կամ խողովակաշարի մեջ՝ ապահովում են անընդհատ հետադարձ կապ։ Ավտոմատացված պոմպերը կարգավորում են դեղաչափման արագությունները՝ համաձայն իրական ժամանակի սենսորային տվյալների՝ ապահովելով, որ գուարի խեժի մածուցիկությունը և կոնցենտրացիան համապատասխանեն կոտրման հեղուկի թիրախային ռեոլոգիային։ Այս սիներգիան նվազագույնի է հասցնում մարդու միջամտությունը և թույլ է տալիս անհապաղ ուղղիչ գործողություններ ձեռնարկել սպեցիֆիկացիաներից դուրս խմբաքանակների համար։

Հավելանյութերի և գործընթացային փոփոխությունների ազդեցությունը գուարի խեժի մածուցիկության վրա

Սուլֆոնացման փոփոխություն

Սուլֆոնացումը գուարի խեժին ներմուծում է սուլֆոնատային խմբեր, զգալիորեն բարելավելով հիդրավլիկ կոտրման մեջ օգտագործվող գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկությունը և լուծելիությունը: Օպտիմալ ռեակցիայի պայմանները պահանջում են ջերմաստիճանի, ժամանակի և ռեակտիվների կոնցենտրացիաների ճշգրիտ վերահսկում: Օրինակ՝ նատրիումի 3-քլոր-2-հիդրօքսիպրոպիլսուլֆոնատի օգտագործումը 26°C ջերմաստիճանում, 2 ժամ ռեակցիայի ժամանակով, 1.0%NaOH, և գուարի խեժի զանգվածով 0.5% սուլֆոնատը հանգեցնում է տեսանելի մածուցիկության 33%-ով աճի և ջրում չլուծվող պարունակության 0.42%-ով նվազման: Այս փոփոխությունները մեծացնում են պրոպանտ կրողունակությունը կոտրման հեղուկներում և նպաստում են ավելի մեծ ջերմային և ֆիլտրացիոն կայունությանը:

Սուլֆոնացման այլընտրանքային մեթոդները, ինչպիսիք են ծծմբի եռօքսիդ-1,4-դիօքսան համալիրով սուլֆացումը 60°C ջերմաստիճանում 2.9 ժամվա ընթացքում, օգտագործելով 3.1 մլ քլորսուլֆոնաթթու, նույնպես ցույց են տալիս մածուցիկության բարձրացում և անլուծելի ֆրակցիաների նվազում: Այս բարելավումները նվազեցնում են մնացորդները հիդրավլիկ կոտրման հեղուկի խառնման բաքերում՝ նվազեցնելով խցանման ռիսկը և նպաստելով ավելի լավ հետհոսքին: FTIR, DSC և տարրական վերլուծությունները հաստատում են այս կառուցվածքային փոփոխությունները, որոնց գերակշռում է C-6 դիրքում փոխարինումը: Փոխարինման աստիճանը և մոլեկուլային քաշի նվազումը հանգեցնում են ավելի լավ լուծելիության, հակաօքսիդանտային ակտիվության և մածուցիկության արդյունավետ բարձրացման, որոնք կարևոր պարամետրեր են կոտրման հեղուկի արդյունավետ ռեոլոգիայի և մածուցիկության վերահսկման համար:

Խաչաձև կապող նյութեր և բանաձևի արդյունավետություն

Գուարի խեժի մածուցիկությունը կոտրման հեղուկներում զգալիորեն օգուտ է քաղում խաչաձև կապող նյութերի ներառումից: Օրգանոզիրկոնիումի և բորատի վրա հիմնված խաչաձև կապող նյութերն ամենատարածվածն են.

Օրգանոզիրկոնիումային խաչաձև կապող նյութեր՝Բարձր ջերմաստիճանի ռեզերվուարների համար լայնորեն նախընտրելի համարվող օրգանոզիրկոնիումային նյութերը մեծացնում են գուարի գելերի ջերմային կայունությունը: 120°C ջերմաստիճանում և 170 վայրկյան սղման դեպքում օրգանոզիրկոնիումի հետ խաչաձև կապված հիդրօքսիպրոպիլ գուարի խեժը պահպանում է իր սկզբնական մածուցիկության ավելի քան 89.7%-ը: Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի (SEM) պատկերումը ցույց է տալիս խիտ եռաչափ ցանցային կառուցվածքներ՝ 12 մկմ-ից պակաս ծակոտիների չափսերով, ինչը նպաստում է պրոպանտի կախույթի բարելավմանը և պրոպանտի նստեցման արագության նվազմանը հիդրավլիկ կոտրման ժամանակ:

Բորատային խաչաձև կապող նյութեր՝Ավանդական բորաթթվի և օրգանոբորային խաչաձև կապակցիչները արդյունավետ են ցուցաբերում չափավոր ջերմաստիճաններում: Արդյունավետությունը կարող է բարելավվել պոլիէթիլենիմինի (PEI) կամ նանոցելյուլոզի նման հավելանյութերի միջոցով: Օրինակ, նանոցելյուլոզ-բոր խաչաձև կապակցիչները պահպանում են մնացորդային մածուցիկությունը 50 մՊա·վրկ-ից բարձր 110°C ջերմաստիճանում 60 րոպե բարձր սղման տակ, ցուցաբերելով ջերմաստիճանի և աղի նկատմամբ կայուն դիմադրություն: Նանոցելյուլոզից առաջացող ջրածնային կապը նպաստում է կոտրման հեղուկներում պրոպանտային կրողունակության համար անհրաժեշտ մածուցիկ-առաձգական հատկությունների պահպանմանը:

Գուարի խեժի լուծույթներում խաչաձև կապակցումը հանգեցնում է սղման ժամանակ նոսրացման և առաձգականության բարելավմանը, որոնք երկուսն էլ կենսական նշանակություն ունեն պոմպային և պրոպանտային սուսպենզիայի համար: Քիմիապես խաչաձև կապակցված հիդրոգելերը ցուցաբերում են ուժեղ թիքսոտրոպ վերականգնում, ինչը նշանակում է, որ մածուցիկությունը և կառուցվածքը վերականգնվում են բարձր սղման ժամանակ, ինչը կարևոր է հեղուկի տեղադրման և մաքրման ժամանակ հիդրավլիկ կոտրման գործողությունների ժամանակ:

Ոչ պոլիմերային և պոլիմերային հեղուկային համակարգերի համեմատական ​​ազդեցությունը

Պոլիմերային և ոչ պոլիմերային հեղուկային համակարգերը ունեն տարբեր ռեոլոգիական պրոֆիլներ, որոնք զգալիորեն ազդում են պրոպանտի տեղափոխման արդյունավետության վրա։

Պոլիմերային համակարգեր՝Դրանք ներառում են բնական (գուարի խեժ, հիդրօքսիպրոպիլ գուար) և սինթետիկ պոլիմերներ: Պոլիմերային հեղուկները կարող են կարգավորվել մածուցիկության, հոսունության սահմանի և առաձգականության համար: Առաջադեմ ամֆոտեր համապոլիմերները (օրինակ՝ ATP-I) բարձր ջերմաստիճանի և բարձր աղիության միջավայրերում ավելի լավ մածուցիկության պահպանում և ռեոլոգիական կայունություն են ապահովում՝ համեմատած հին պոլիանիոնային ցելյուլոզային բանաձևերի հետ: Բարձրացված մածուցիկությունը և առաձգականությունը բարելավում են պրոպանտի կախույթը, իջեցնում նստվածքի արագությունը և օպտիմալացնում խառնիչ բաքի նախագծումը կոտրման հեղուկների համար: Այնուամենայնիվ, ավելի բարձր մածուցիկությունը կարող է խոչընդոտել պրոպանտի տեղափոխումը ցածր թափանցելիության կազմավորումներում, եթե այն ուշադիր չհավասարակշռվի:

Ոչ պոլիմերային (մակերևութային ակտիվ նյութերի վրա հիմնված) համակարգեր.Սրանք հիմնված են մածուցիկ-առաձգական մակերևութային ակտիվ նյութերի վրա, այլ ոչ թե պոլիմերային ցանցերի: Մակերևութային ակտիվ նյութերի վրա հիմնված հեղուկները ապահովում են ավելի քիչ մնացորդային քանակություն, արագ հետհոսք և արդյունավետ պրոպանտի տեղափոխում, հատկապես ոչ ավանդական ռեզերվուարներում, որտեղ առաջնահերթություն է տրվում մնացորդներից զերծ մաքրմանը: Չնայած այս համակարգերն առաջարկում են ավելի քիչ կարգավորելի մածուցիկություն, քան պոլիմերները, դրանք լավ են աշխատում պրոպանտի կախույթի հետ կապված և նվազագույնի են հասցնում խցանման ռիսկը հիդրավլիկ կոտրման հեղուկի խառնման բաքերում:

Պոլիմերային և ոչ պոլիմերային ճեղքման հեղուկների միջև ընտրությունը կախված է մածուցիկության, մաքրման արդյունավետության, շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության և հենանյութի կրման պահանջների միջև ցանկալի հավասարակշռությունից: Ի հայտ են գալիս պոլիմերներ և մածուցիկ-առաձգական մակերևութային ակտիվ նյութեր համատեղող հիբրիդային համակարգեր, որոնք օգտագործում են ինչպես բարձր մածուցիկությունը, այնպես էլ հեղուկի արագ վերականգնումը: Ռեոլոգիական փորձարկումը՝ գծային տատանողական դեֆորմացիաների և հոսքի փոփոխությունների միջոցով, հնարավորություն է տալիս պատկերացում կազմել թիքսոտրոպ և կեղծ-պլաստիկ վարքագծի մասին, օգնելով օպտիմալացնել բանաձևը որոշակի հորատանցքային պայմանների համար:

Հեղուկի կոտրման, մածուցիկության և պրոպանտի կրողունակության օպտիմալացման ռազմավարություններ

Ռեոլոգիական վարքագիծ և պրոպանտի փոխադրում

Գուարի խեժի մածուցիկության օպտիմալացումը կարևոր է հիդրավլիկ կոտրման ժամանակ պրոպանտի նստեցման արագությունը վերահսկելու համար: Հեղուկի բարձր մածուցիկությունը նվազեցնում է պրոպանտի մասնիկների խորասուզման արագությունը՝ մեծացնելով կոտրման ցանցի խորքում արդյունավետ տեղափոխման հավանականությունը: Խաչաձև կապակցումը մեծացնում է մածուցիկությունը՝ ստեղծելով ամուր գելային կառուցվածքներ. օրինակ՝ օրգանոզիրկոնիում-խաչաձև կապված հիդրօքսիպրոպիլ գուարի հեղուկները ձևավորում են խիտ ցանցեր՝ 12 մկմ-ից պակաս ծակոտիների չափսերով, ինչը զգալիորեն բարելավում է կախույթը և նվազեցնում նստեցման արագությունը՝ համեմատած օրգանոբորային համակարգերի հետ:

Գուարի խեժի կոնցենտրացիայի կարգավորումը անմիջականորեն ազդում է գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկության վրա: Պոլիմերի կոնցենտրացիայի բարձրացմանը զուգընթաց աճում են խաչաձև կապակցման խտությունը և գելի ամրությունը, ինչը նվազագույնի է հասցնում պրոպանտի նստվածքագոյացումը և մեծացնում է տեղադրումը: Օրինակ՝ HPG հեղուկներում խաչաձև կապակցման կոնցենտրացիայի ավելացումը բարձրացնում է մածուցիկության պահպանումը 89%-ից բարձր՝ բարձր ջերմաստիճանի (120°C) սղման ժամանակ, ապահովելով պրոպանտի կրողունակությունը նույնիսկ դժվարին ջրամբարի պայմաններում:

Ձևակերպման ճշգրտման արձանագրություններ

Տվյալների վրա հիմնված ռազմավարությունները այժմ հնարավորություն են տալիս իրական ժամանակում վերահսկել կոտրման հեղուկի մածուցիկությունը և կոնցենտրացիան: Մեքենայական ուսուցման մոդելները՝ պատահական անտառը և որոշումների ծառը, անմիջապես կանխատեսում են ռեոլոգիական պարամետրերը, ինչպիսիք են մածուցիկաչափի ցուցմունքները, փոխարինելով դանդաղ, պարբերական լաբորատոր փորձարկումներին: Գործնականում, համապատասխան մեխանիզմներով և պիեզոէլեկտրական սենսորներով հագեցած հիդրավլիկ կոտրման հեղուկի խառնման բաքերը չափում են գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկությունը՝ հեղուկի հատկությունների փոփոխությանը զուգընթաց՝ սխալի ուղղմամբ՝ էմպիրիկ ռեժիմի քայքայման միջոցով:

Օպերատորները տեղում վերահսկում են մածուցիկությունը և կոնցենտրացիան, այնուհետև կարգավորում են գուարի խեժի, խաչաձև կապակցիչների կամ լրացուցիչ խտացուցիչների դեղաչափը՝ հիմնվելով իրական ժամանակի սենսորային հետադարձ կապի վրա: Այս անմիջական կարգավորումը ապահովում է, որ կոտրման հեղուկը պահպանի օպտիմալ կոտրման հեղուկի մածուցիկությունը պրոպանտային կախույթի համար՝ առանց դադարների: Օրինակ, կառավարման համակարգերին մատակարարվող խողովակի մածուցիկության ուղղակի չափումները թույլ են տալիս դինամիկ կարգավորում հեղուկը՝ պահպանելով պրոպանտային կախույթի իդեալական մակարդակը՝ ջրամբարի կամ շահագործման պարամետրերի փոփոխության դեպքում:

Կավի և ջերմաստիճանի կայունության հավելումների սիներգետիկ ազդեցությունները

Կավե կայունացուցիչները և ջերմային կայունության հավելումները կենսական նշանակություն ունեն գուարի խեժի մածուցիկությունը պահպանելու համար թշնամական թերթաքարային և բարձր ջերմաստիճանային միջավայրերում: Կավե կայունացուցիչները, ինչպիսիք են սուլֆոնացված գուարի ածանցյալները, կանխում են կավի այտուցը և միգրացիան. սա պաշտպանում է գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկությունը հանկարծակի կորստից՝ սահմանափակելով ձևավորման մեջ իոնային տեսակների հետ փոխազդեցությունները: Տիպիկ կայունացուցիչը՝ նատրիումի 3-քլոր-2-հիդրօքսիպրոպիլսուլֆոնատով մոդիֆիկացված գուարի խեժը, տալիս է ներքին մածուցիկություն, որը հարմար է կոտրման համար և դիմադրում է ջրում չլուծվող պարունակությանը, պահպանելով գելի կառուցվածքը և արդյունավետ պրոպանտային սուսպենզիան նույնիսկ կավով հարուստ ձևավորումներում:

Ջերմային կայունացուցիչներ, ներառյալ առաջադեմ գերմոլեկուլային մածուցիկության կարգավորիչները և թերմոդինամիկ հիդրատի ինհիբիտորները (օրինակ՝մեթանոլ, PEG-200), պաշտպանում են մածուցիկության քայքայումից 160°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Աղաջրի վրա հիմնված և գերբարձր ջերմաստիճանի հեղուկ համակարգերում այս հավելումները հնարավորություն են տալիս պահպանել մածուցիկությունը 200 մՊա·վ-ից բարձր՝ 180°C ճնշման տակ, զգալիորեն գերազանցելով ավանդական գուարի խեժի մածուցիկացուցիչներին:

Օրինակներ են՝

• Սուլֆոնացված գուարի խեժինչպես կավի, այնպես էլ ջերմաստիճանի նկատմամբ դիմադրողականության համար։
• Օրգանոզիրկոնիումային խաչաձև կապող նյութերգերբարձր ջերմային կայունության համար։
• PEG-200որպես THI՝ հեղուկի արդյունավետությունը բարձրացնելու և մնացորդները նվազեցնելու համար։

Նման արձանագրությունները և հավելանյութերի փաթեթները թույլ են տալիս օպերատորներին օպտիմալացնել խառնման բաքերի նախագծումը կոտրման հեղուկների համար և հարմարեցնել գուարի խեժի մածուցիկության չափման տեխնիկան շարունակական մածուցիկության ևկոնցենտրացիայի չափումԱրդյունքը շարժիչի գերազանց կրողունակություն է և կոտրվածքի կայուն տարածում, նույնիսկ ծայրահեղ հորատանցքային միջավայրերում։

Գուարի խեժի մածուցիկության կապը պրոպանտի նստվածքի արագության և կոտրման արդյունավետության հետ

Պրոպանտային սուսպենզիայի մեխանիստական ​​​​մոտեցումներ

Գուարի խեժի մածուցիկությունը անմիջական դեր է խաղում հիդրավլիկ կոտրման ժամանակ պրոպանտի նստեցման արագության վերահսկման գործում: Գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկության մեծացմանը զուգընթաց, պրոպանտի մասնիկների վրա ազդող դիմադրությունը մեծանում է, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է դրանց ներքևի նստեցման արագությունը: Գործնականում, գուարի խեժի բարձր կոնցենտրացիայով և բարելավված մածուցիկ հատկություններով հեղուկները, այդ թվում՝ պոլիմերային հավելումներով և մանրաթելերով փոփոխվածները, ապահովում են բարելավված պրոպանտի կրողունակություն, ինչը թույլ է տալիս կախված մասնիկներին հավասարաչափ բաշխված մնալ կոտրման ցանցում, այլ ոչ թե ագրեգացվել հատակին:

Լաբորատոր հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ Նյուտոնյան հեղուկների համեմատ, գուարի գելի նոսրացնող լուծույթները ցուցաբերում են ավելի ցածր պրոպանտի նստեցման արագություններ, որոնք առաջանում են ինչպես մածուցիկության բարձրացման, այնպես էլ առաձգական ազդեցությունների պատճառով: Օրինակ, գուարի խեժի կոնցենտրացիայի կրկնապատկումը կարող է կիսով չափ կրճատել նստեցման արագությունը՝ ապահովելով, որ պրոպանտը ավելի երկար մնա կախված վիճակում: Մանրաթելերի ավելացումը հետագայում խոչընդոտում է նստեցմանը՝ ստեղծելով ցանցանման ցանց, որը նպաստում է պրոպանտի միատարր տեղադրմանը: Մշակվել են փորձարարական մոդելներ և գործակիցներ՝ այս ազդեցությունները կանխատեսելու համար տարբեր կոտրվածքի և հեղուկի պայմաններում, հաստատելով հեղուկի ռեոլոգիայի և պրոպանտի կախույթի միջև սիներգիան:

Այն կոտրվածքներում, որտեղ լայնությունը մոտ է հենարանային նյութի տրամագծին, սահմանափակման էֆեկտները ավելի են դանդաղեցնում նստվածքը, ուժեղացնելով բարձր մածուցիկության գուարի լուծույթների առավելությունները: Այնուամենայնիվ, չափազանց մածուցիկությունը կարող է սահմանափակել հեղուկի շարժունակությունը, հնարավոր է՝ նվազեցնելով հենարանային նյութի արդյունավետ տեղափոխման խորությունը և մեծացնելով մնացորդների առաջացման ռիսկը, որը վտանգում է կոտրվածքի հաղորդունակությունը:

Կոտրվածքի լայնության և երկարության մաքսիմալացում

Գուարի խեժի լուծույթների մածուցիկության կարգավորումը էական ազդեցություն է ունենում կոտրվածքի տարածման վրա հիդրավլիկ կոտրման ժամանակ: Բարձր մածուցիկության հեղուկները հակված են առաջացնել ավելի լայն կոտրվածքներ՝ փակման ճնշումներին դիմակայելու և ապարի միջով ճաքեր տարածելու իրենց ունակության շնորհիվ: Հաշվողական հեղուկային դինամիկայի (ՀՀԴ) մոդելավորումները և ակուստիկ արտանետումների մոնիթորինգը հաստատում են, որ բարձր մածուցիկությունը հանգեցնում է կոտրվածքի ավելի բարդ երկրաչափությունների և լայնության մեծացման:

Այնուամենայնիվ, մածուցիկության և կոտրվածքի երկարության միջև փոխզիջումը պետք է ուշադիր կառավարվի: Մինչդեռ լայն կոտրվածքները նպաստում են շարժիչի արդյունավետ տեղադրմանը և հաղորդունակությանը, չափազանց մածուցիկ հեղուկները կարող են արագորեն ցրել ճնշումը՝ խոչընդոտելով երկար կոտրվածքների զարգացմանը: Փորձարարական համեմատությունները ցույց են տալիս, որ մածուցիկության նվազեցումը վերահսկվող սահմաններում հնարավորություն է տալիս ավելի խորը ներթափանցել, ինչը հանգեցնում է երկար կոտրվածքների, որոնք բարելավում են ջրամբարի հասանելիությունը: Այսպիսով, մածուցիկությունը պետք է օպտիմալացվի, այլ ոչ թե մաքսիմալացվի՝ հիմնվելով ապարի տեսակի, շարժիչի չափի և շահագործման ռազմավարության վրա:

Կոտրման հեղուկի ռեոլոգիան, ներառյալ գուարի խեժի մոդիֆիկացիաներից առաջացող նոսրացման և մածուցիկ-առաձգական հատկությունները, ձևավորում են ճաքերի սկզբնական առաջացումը և հետագա աճի օրինաչափությունները: Կարբոնատային ջրամբարներում դաշտային փորձարկումները հաստատում են, որ գուարի խեժի կոնցենտրացիայի կարգավորումը, ջերմային կայունացուցիչների ավելացումը կամ մակերևութային ակտիվ նյութերի վրա հիմնված այլընտրանքների ներդրումը կարող են նուրբ կարգավորել կոտրման տարածումը՝ մեծացնելով ինչպես լայնությունը, այնպես էլ երկարությունը՝ կախված խթանման նպատակից:

Ինտեգրացիա հորատանցքի շահագործման պարամետրերի հետ

Գուարի խեժի մածուցիկությունը պետք է կառավարվի իրական ժամանակում, քանի որ հիդրավլիկ կոտրման ժամանակ հորատանցքի ջերմաստիճանն ու ճնշումը տատանվում են: Խորքում բարձր ջերմաստիճանները կարող են նվազեցնել գուարի խեժի հեղուկների մածուցիկությունը՝ նվազեցնելով դրանց պրոպանտային կախույթի հզորությունը: Խաչաձև կապակցիչների, ջերմային կայունացուցիչների և առաջադեմ հավելանյութերի, ինչպիսիք են թերմոդինամիկ հիդրատի ինհիբիտորները, օգտագործումը նպաստում է օպտիմալ մածուցիկության պահպանմանը, հատկապես բարձր ջերմաստիճանի ջրամբարներում:

Մածուցիկության չափման տեխնիկայի վերջին նվաճումները, ներառյալ խողովակների մածուցիկությունը և ռեգրեսիոն մոդելավորումը, թույլ են տալիս օպերատորներին դինամիկ կերպով վերահսկել և կարգավորել կոտրման հեղուկի մածուցիկությունը: Օրինակ, հիդրավլիկ կոտրման հեղուկի խառնման բաքերը ինտեգրում են իրական ժամանակի սենսորներ՝ մածուցիկության փոփոխությունները հետևելու և անհրաժեշտության դեպքում ավտոմատ կերպով չափաբաժիններ են տալիս լրացուցիչ գուարի խեժ կամ կայունացուցիչներ՝ ապահովելով կայուն պրոպանտի կրողունակություն:

Որոշ օպերատորներ գուարի խեժը լրացնում կամ փոխարինում են բարձր մածուցիկության շփման նվազեցնողներով (HVFR) կամ սինթետիկ պոլիմերներով՝ ջերմային կայունությունը բարելավելու և մնացորդային ռիսկերը նվազեցնելու համար: Այս այլընտրանքային հեղուկային համակարգերը ցուցաբերում են բացառիկ խտացման արդյունավետություն և դիմադրություն կտրվածքի քայքայմանը՝ պահպանելով բարձր մածուցիկություն պրոպանտային սուսպենզիայի համար նույնիսկ ծայրահեղ հորատանցքային պայմաններում:

Գործառնական պարամետրերը, ինչպիսիք են պրոպանտի չափը, կոնցենտրացիան, հեղուկի հոսքի արագությունը և կոտրվածքի երկրաչափությունը, ինտեգրված են մածուցիկության վերահսկման ռազմավարությունների հետ: Այս փոփոխականների օպտիմալացումը ապահովում է, որ կոտրման հեղուկը կարողանա պահպանել պրոպանտի տեղափոխումը ցանկալի կոտրվածքի երկարության և լայնության վրա՝ նվազեցնելով խցանման, խողովակաշարի կամ թերի ծածկույթի ռիսկը: Մածուցիկության հարմարվողականությունը ոչ միայն պահպանում է կոտրվածքի հաղորդունակությունը, այլև բարելավում է ածխաջրածնի հոսքը խթանված գոտու միջով: