АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Другие функции полимеров

Читайте также:
  1. But it was rejected (отвергнут) too, just like the others (точно так же, как и другие).
  2. GG ДРУГИЕ ОТХОДЫ, СОДЕРЖАЩИЕ В ОСНОВНОМ НЕОГРАНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ, КОТОРЫЕ МОГУТ СОДЕРЖАТЬ МЕТАЛЛЫ И ОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
  3. II. Функции тахографа и требования к его конструкции
  4. MS Excel.Текстовые функции, примеры использования текстовых функций.
  5. SCADA-система: назначение и функции
  6. TOURS HA ATTITUDES, НА ARABESQUES И ДРУГИЕ ПОЗЫ
  7. V2: Электронные таблицы. Встроенные функции.
  8. XI. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ, СВОЙСТВА. СПОСОБНОСТИ И ДАРОВАНИЯ АРТИСТА
  9. А) Рабочее место б) Функции
  10. Автоматическая настройка УОЗ на атмосферном двигателе с помощью функции замеров ускорения.
  11. Активация полимеров.
  12. Активный и пассивный словарь. Историзмы и архаизмы. Типы архаизмов. Стилистические функции.

Роль полимеров в буровом растворе не ограничивается только функцией структурообразователя. Они выполняют целый ряд других функций: роль разжижителя (при малой концентрации), ингибитора диспергирования и набухания глинистых пород, понизителя водоотдачи и фильтрации, стабили­затора, гидрофобизатора бурильной колонны и стенок скважин и т.д.

В буровых растворах они, кроме того, выполняют функцию флокулянта для удаления шлама грубодисперсной фазы из раствора.

Для выяснения причин, определяющих названные функции, для опреде­ления сути протекающих процессов в контакте полимерных растворов с глинистыми породами рассмотрим механизм их взаимодействия.

Известно, что полимеры представляют собой цепи, состоящие из большо­го числа звеньев (мономеров). Каждое звено может вращаться вокруг направлений, соединяющих их химические связи. Такое вращение Вант-Гофф назвал внутренним вращением в молекуле. Под воздействием полярной (заря­женной) поверхности твердого тела полярные звенья поворачиваются в сторону полярного твердого тела, а неполярной (водородной) в обратную сто­рону.

В результате этого поверхность становится гидрофобной, а электриче­ский потенциал равным нулю.

 

Рис.5.1.

Влияние ори­ентации молекул ПАВ на поверхности металла на электрический потенциал.

 

 

Способность ПАВ и полимеров к образованию ориентированных слоев на границе с твердым телом была установлена ленинградскими учеными П.И. Лукирским и А.В. Ечеистовой [14].

Они наносили на золотую пластинку различные количества полимера и измеряли потенциал пленки ∆φ. Полученные кривые зависимости ∆φ от γ (ко­личества мультислоев) имели пилобразную форму с максимумами γ, Зγ, 5γ и минимумами (∆φ=0) при 2γ, 4γ (рис.6.1).

К.В. Блоджет [6] наблюдал эти явления на пластинках с отрицательным поверхностным зарядом (кварц, стекло). При подъеме стеклянной пластинки из воды через монослой полимера на ней образуется пленка, гидрофобная по­верхность которой ориентирована наружу. Если затем погружать пластинку в обратном направлении в воду, на пластинке "спина к спине" откладывается второй слой с гидрофильной поверхностью и т.д.

При очень малых концентрациям ПАВ и полимеров в растворе в поверх­ностном (адсорбированном) слое соблюдается закон распределения Генри [6], и, вследствие гидрофобизации поверхности твердого тела, поверхностное на­пряжение снижается,в соответствии с уравнением

 

σ =σ0–qс,(5.1)

где σ– поверхностное натяжение в растворе ПАВ, σо – начальное поверх­ностное натяжение твердого тела; q - поверхностная активность твердого тела; с – концентрация ПАВ.

С увеличением концентрации ПАВ поверхность тела постепенно запол­няется молекулами ПАВ, и темп снижения поверхностного натяжения падает.

В этом-случае закон Генри перестает соблюдаться. При больших концен­трациях ПАВ в растворе снижение поверхностного натяжения происходят в соответствии с уравнением Шишковского:

 

σ = σ0 – АRТ 1n(1 + КС), (5.2)

 

где А – масса адсорбированного на поверхности твердого тела вещества; R – газовая постоянная; Т – температура по Кельвину; К – константа, зависящая от концентрации ПАВ.

Рис. 5.2.

Изотермы абсорбции (А) и поверх­ностного натяжения для растворов ПАВ с повышением концентрации С.

В контакте полимерных растворов с поверхностью твердого тела может адсорбироваться различное количество мультислоев. При течении полимерно­го раствора скольжение жидкости происходит по плоскостям с неполярно ориентированными слоями, вследствие чего снижается трение и износ твердо­го тела.

Гидрофобизация бурильных труб снижает трение при вращении буриль­ной колонны, потери давления при циркуляции жидкости в бурильных трубах и в скважине.

На рис. 5.3 показана зависимость потерь давления растворов полимеров, циркулирующих в колонне бурильных труб диаметром 50,8 мм и длиной 30-50 мм

[12].

Из графика видно, что при малых концентрациях полимеров потери дав­ления при циркуляции растворов в бурильных трубах снижаются, по сравнению с потерями давления при циркуляции чистой воды, в 2-3 раза. Однако надо помнить, что гидрофобизация труб возможна лишь при ма­лых концентрациях полимеров в растворе. При больших концентрациях вязкость раствора возрастает, возрастают и потери давления.

Стенки скважины в уплотненных глинах можно рассматривать как плос­кое твердое тело. Макромолекулы полимеров вследствие незначительных размеров пор не способны проникать в глинистую породу и адсорбируются на поверхности стенок скважины так же, как и на пластины твердого тела. В за­висимости от концентрации полимера в растворе на стенках скважин может адсорбироваться несколько мультислоев полимера.

 

Рис. 5.3.

Зависимость потерь давления в бурильных трубах от расхода различных растворов: 1 – вода. 2-0,17 % раствор ПАА. 3-0.17 % раствор ГПАА, 4 – 0,29% раствор КМЦ.

 

Но при циркуляции рас­твора неподвижными оказываются лишь один - два слоя, прочно связанных с поверхностью стенок скважин. Причем наружная поверхность наружного слоявсегда гидрофобна.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)