Термопластичный твердотопливный состав для обработки нефтяных скважин


 


Владельцы патента RU 2444554:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Спецхимпродукт" (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке термопластичного твердотопливного состава, используемого для интенсификации и добычи нефти, а также в качестве источника энергии твердотопливных ракетных двигателей. Термопластичный твердотопливный состав, содержащий нитрат аммония, каучук, катализатор горения, содержит в качестве каучука порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, в качестве катализатора горения - бихромат калия или бихромат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат аммония 79-88, указанный каучук 8-18, бихромат калия или бихромат аммония 1-11. Технический результат - увеличение при повышенном давлении скорости горения состава и уменьшение содержания твердых продуктов сгорания. 4 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к разработке термопластичного твердотопливного состава, используемого для интенсификации и добычи нефти, а также в качестве источника энергии твердотопливных ракетных двигателей.

Известны низкотемпературные твердые топлива, содержащие в качестве окислителя нитрат аммония и полимерное горючее-связующее, см. Arkhipov V., Vorozhtsov A., Bondarchuk S. et al. Ballistic Characteristics of Solid Propellants Containing Dual Oxidizer // European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS). Moscow, 2005. - P.1-8.

Недостатками известных составов являются низкая скорость горения и повышенное содержание твердых продуктов сгорания.

Известен твердотопливный состав, содержащий нитрат аммония, маслонаполненный каучук марки СКДМ-80 и отверждающий агент ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол (ТОН-2), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат аммония 80,7
каучук марки СКДМ-80 19,3
отверждающий агент (ТОН-2) 0,2 сверх 100%,

см. Попок В.Н. Изучение горения топливных композиций на основе нитрата аммония // Материалы Международной школы-конференции молодых ученых. Физика и химия наноматериалов. Томск, 2005. - С.437-439.

Недостатком известного твердотопливного состава является низкая скорость горения при повышенном давлении и повышенное содержание твердых продуктов сгорания.

Наиболее близким по технической сущности является твердотопливный состав, содержащий нитрат аммония, каучук, катализатор горения, в котором в качестве каучука он содержит маслонаполненный каучук марки СКДМ-80, в качестве катализатора горения -динитрофеноксиэтанол и дополнительно содержит отверждающий агент - ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензол (ТОН-2), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат аммония 80,7
каучук марки СКДМ-80 19,3
динитрофеноксиэтанол (1,0÷1,5) сверх 100%
отверждающий агент (ТОН-2) 0,2 сверх 100%,

см. Патент RU №2389714, МПК С06В 31/30, 2009.

Недостатками указанного твердотопливного состава является недостаточная скорость горения при повышенном давлении и относительно высокое содержание твердых продуктов сгорания.

Указанные недостатки твердотопливного состава связаны с использованием в качестве каучука маслонаполненного каучука марки СКДМ-80, который содержит жидкий пластификатор (индустриальное масло) в количестве 80% от массы каучука. Наличие значительного количества жидкой фазы в каучуке приводит к увеличению конденсированных и уменьшению содержания газообразных продуктов сгорания.

Задачей изобретения является увеличение при повышенном давлении скорости горения твердотопливного состава и уменьшение содержания твердых продуктов сгорания.

Техническая задача решается тем, что твердотопливный состав, содержащий нитрат аммония, каучук, катализатор горения, в котором в качестве каучука он содержит порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, в качестве катализатора горения содержит бихромат калия или бихромат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат аммония 79-88
порошкообразный бутадиен-нитрильный 8-13
каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм
бихромат калия или бихромат аммония 1-11

Решение технической задачи позволяет увеличить скорость горения при давлении 2,5 МПа до 7 раз и уменьшить содержание твердых продуктов сгорания до 2 раз.

Характеристика веществ, используемых в твердотопливном составе:

Порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм получают путем механического измельчения, например, на роторных мельницах.

Бихромат калия используют по ГОСТ 2652-78.

Бихромат аммония используют по ГОСТ 3763-76.

С целью замедления процесса «старения» состава в качестве технологической добавки может использоваться политетрафторэтилен (фторопласт-4) по ГОСТ 10007-80, при его содержании до 2,0% сверх 100% от массы состава.

Приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Заявляемую термопластичную композицию готовят путем механического смешения в барабанном смесителе при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат аммония 80
порошкообразный бутадиен-нитрильный
каучук с размером частиц 0,4-0,2 мм 12
бихромат калия 8

Примеры 2-4 аналогичны примеру 1, данные по составу и его характеристики приведены в таблице 1.

Из полученной термопластичной композиции методом проходного прессования формуют образцы диаметром 10 мм, бронированные по боковой поверхности. Высоту образцов варьируют в зависимости от характера проводимого эксперимента. Скорость горения образцов определяли в приборе постоянного давления в атмосфере азота при давлении 2,5 МПа. Содержание твердых веществ в продуктах сгорания определяют взвешиванием кварцевого отборника, размещенного в приборе постоянного давления до и после сжигания образцов топлива.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый объект позволяет увеличить скорость горения при давлении 2,5 МПа до 7 раз и уменьшить содержание твердых продуктов сгорания до 2 раз.

Таблица 1
Компоненты Термопластичный твердотопливный состав, мас.%
Прототип Заявляемый объект
Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Пример 5
1 2 3 4 5 6 7
Нитрат аммония 80,7 80 88 79 79 88
Порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм 12 8 13 10 11
Маслонаполненный каучук марки СКДМ-80 19,3
Бихромат калия 8 4 11
Бихромат аммония 8 1
Динитрофеноксиэтанол, сверх 100% 1,0-1,5
Технологическая добавка - политетрафторэтилен, сверх 100% - - - - 1,0
Ди-N-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтил-бензол (ТОН-2), сверх 100% 0,2
Характеристика термопластичного твердотопливного состава
Скорость горения при давлении 2,5 МПа, мм/с 0,58-0,60 4,0 2,5 3,6 4,4 1,8
Содержание твердых продуктов сгорания при атмосферном давлении, мас.% 2,4-2,6 1,7 1,4 1,8 2,0 1,2

Термопластичный твердотопливный состав, содержащий нитрат аммония, каучук, катализатор горения, отличающийся тем, что он содержит в качестве каучука порошкообразный бутадиен-нитрильный каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм, в качестве катализатора горения содержит бихромат калия или бихромат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрат аммония 79-88
Порошкообразный бутадиен-нитрильный
каучук с размером частиц 0,4-2,0 мм 8-18
Бихромат калия или бихромат аммония 1-11


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ, так и для изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах.
Изобретение относится к усилению образования тонкоизмельченного продукта, снижению расклинивающего обратного потока и консолидированию частей в подземной формации.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в производстве реагентов для обработки буровых растворов. .

Изобретение относится к производству лакокрасочных материалов. .

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу не известных ранее соединений - поли[нонилфеноксиполи-(этиленокси)карбонилметиламмоний] полихлоридов, обладающих свойствами гидрофилизирующих модификаторов полимеров, которые могут быть использованы в технологических процессах, связанных с обработкой полимеров, склеиванием и металлизацией, изготовлением различных полимерных изделий, например гидрофильных полимерных покрытий.

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу не известных ранее соединений - поли[нонилфеноксиполи-(этиленокси)карбонилметиламмоний] полихлоридов, обладающих свойствами гидрофилизирующих модификаторов полимеров, которые могут быть использованы в технологических процессах, связанных с обработкой полимеров, склеиванием и металлизацией, изготовлением различных полимерных изделий, например гидрофильных полимерных покрытий.
Изобретение относится к способу технического обслуживания ствола скважины в подземной формации и к цементной композиции для технического обслуживания ствола скважины в подземной формации.
Изобретение относится к области добычи газа и газового конденсата. .
Изобретение относится к области добычи газа и газового конденсата. .

Изобретение относится к модификаторам буровых растворов, предназначенным для обработки стенок скважин при бурении минеральных пластов путем закачки растворов насосами.
Изобретение относится к области газогенерирующих составов и может быть использовано в различных системах пожаротушения на основе газогенераторов, автономных системах подъема затонувших объектов, подушках безопасности автомобилей, системах интенсификации добычи нефти, для получения селективных газов.

Изобретение относится к области пиротехники, в частности медленной генерации газа, применяемой при тушении возгораний в зданиях и транспортных средствах, генерации газа в приводах или для надувания или деформирования надувных средств.
Изобретение относится к области создания смесевых твердых ракетных топлив, эксплуатируемых в температурном диапазоне от 60 до минус 70°С и применяемых в различных ракетных системах.
Изобретение относится к низкотемпературным твердотопливным газогенерирующим составам на основе нитрата аммония, предназначенным для газогенераторов, используемых в средствах пожаротушения, в устройствах надува различных оболочек и для механизмов, работающих под действием сжатых газов.

Изобретение относится к области газогенерирующей техники, в частности к высокоэнергетическим твердотопливным газогенерирующим составам, и может быть использовано в различных системах пожаротушения на основе газогенераторов, автономных системах подъема затонувших объектов, подушках безопасности автомобилей, системах интенсификации добычи нефти.
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способу изготовления высоконаполненного твердого ракетного топлива баллиститного типа. .

Изобретение относится к области приготовления смесевого ракетного твердого топлива. .

Изобретение относится к созданию твердых топлив, предназначенных для использования в скважинных аппаратах, для термобарического и химического воздействия на призабойную зону для повышения продуктивности нефтяных скважин, в том числе с осложненными геофизическими условиями.

Изобретение относится к твердым газогенерирующим топливам. .
Изобретение относится к области разработки газогенерирующих низкотемпературных твердых топлив. .
Наверх