Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Perforation of oil and gas wells by a high-velocity jet of polymer solution

Pogrebnyak Volodymyr G., Chudyk Igor I., Pogrebnyak Andriy V., Perkun Iryna V.

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 1

3--12

EN

The work is devoted to the development of a technological process for perforating oil and gas well casing strings by a highvelocity jet of a polymer solution. The proposed method of well perforation refers to methods for the secondary opening of productive deposits in the well by hydrojet perforation of the casing strings, annulus cement ring (stone) and rock. The new knowledge about the dynamics of polymer solutions under the conditions of flow through the jet-forming nozzles of a hydroperforator, which create a high-velocity jet, became the main scientific basis for this method of hydroperforation of oil and gas well casings. The study of the reaction of polymer solutions to the hydrodynamic effect with stretching led to the formulation of a structural concept, the “common denominator” of which is a strong deformation effect of the hydrodynamic field on macromolecular coils, which in terms of nonequilibrium thermodynamics generates a kind of rubber-like high elasticity. The peculiarities of the hydrodynamic behaviour of aqueous solutions of polyethylene oxide (PEO) during flow under the conditions of various nozzle jets were modelled, and the regularities of the influence of the resulting dynamic structures on the efficiency of hydrojet water–polymer perforation were established. The mechanism of hydrojet water–polymer perforation of casing columns in oil and gas wells was clarified. The mechanism of the large destructive capacity of a high-velocity polymer solution jet is not due to the reduction of turbulent friction by small polymer additives (the Toms effect), but consists in the destructive action of the dynamic pressure of the water–polymer jet “reinforced” by highly developed macromolecular coils and the dynamic structures formed under the action of extended flow in the inlet section of the hydroperforator nozzles. The method of perforating oil and gas well casings comprises the exact determination of the perforation zone in lowering on production tubing a hydroperforator with 2–4 jet flow-forming nozzles for directing hydrojet to the zone of perforation, sealing the inside cavity of tubing pipes and the jet operators, actuating a ball valve at the bottom of the jet operators, sealing the annulus with a self-sealing gland and supplying the working cutting fluid to the tubing – which differs in that the aqueous solution of PEO used as a working cutting fluid has a molecular weight of 6 · 106 and a concentration 0.003–0.007% by weight and a working pressure of 100–300 MPa. The PEO additives are very environmentally friendly because this polymer is not harmful to humans or the environment. Experimental and industrial testing of this method of well perforation, which was carried out during the secondary opening of a reservoir at a well in the Carpathian oil- and gas-bearing region, confirmed the practical and economic feasibility of its use.

PL

Praca poświęcona jest opracowaniu procesu technologicznego perforacji kolumn rur okładzinowych odwiertów ropnych i gazowych za pomocą strumienia roztworu polimeru o dużej prędkości. Zaproponowana metoda perforacji odwiertów odnosi się do metod wtórnego udostępniania złóż produkcyjnych za pomocą hydroperforacji kolumny rur okładzinowych, płaszcza cementowego (kamień) i skały. Uzyskana nowa wiedza na temat dynamiki roztworów polimerów w warunkach przepływu przez dysze strumieniowe hydroperforatora, które tworzą strumień o dużej prędkości, stała się główną podstawą naukową dla tej metody hydroperforacji rur okładzinowych w odwiertach ropnych i gazowych. Badanie reakcji roztworów polimerów na efekt hydrodynamiczny z naprężeniem pozwoliło na sformułowanie koncepcji strukturalnej, której podstawą jest silny wpływ odkształcenia pola hydrodynamicznego na kulki wielkocząsteczkowe, co w warunkach termodynamicznej nierównowagi generuje swego rodzaju „podobną do gumy” wysoką elastyczność. Zbadano osobliwości hydrodynamicznego zachowania się wodnych roztworów tlenku polietylenu (PEO) w modelowych warunkach podczas przepływu przez różne dysze tworzące strumień oraz ustalono prawidłowości dotyczące wpływu utworzonych struktur dynamicznych na efektywność hydroperforacji strumieniem woda–polimer. Wyjaśniono mechanizm hydroperforacji kolumn rur okładzinowych strumieniem wodno-polimerowym w odwiertach ropnych i gazowych. Mechanizm dużej zdolności niszczącej strumienia roztworu polimeru o dużej prędkości nie wynika ze zmniejszenia oporów w warunkach przepływu turbulentnego przez małe dodatki polimeru (efekt Tomsa), ale polega na niszczącym działaniu ciśnienia dynamicznego strumienia woda–polimer „wzmocnionego” przez silnie rozwinięte wiązki makromolekularne i struktury dynamiczne powstające w wyniku działania wydłużonego przepływu w sekcji wlotowej dysz hydroperforatora. Metoda perforacji rur okładzinowych odwiertów ropnych i gazowych polega na dokładnym określeniu strefy perforacji, opuszczaniu na rurach wydobywczych aparatu perforacyjnego z 2–4 dyszami formującymi strumień w celu skierowania przepływu w strefę perforacji i uszczelnieniu wnętrza rur wydobywczych. Następnie operatorzy perforatora uruchamiają zawór kulowy umieszczony w jego dolnej części, następuje uszczelnienie przestrzeni pierścieniowej samouszczelniającą dławnicą i doprowadzenie cieczy roboczej do rur. Jako płyn roboczy używany jest wodny roztwór tlenku polietylenu o masie cząsteczkowej 6 · 106 i stężeniu 0,003–0,007% wag. i pod ciśnieniem roboczym 100–300 MPa. Dodatki PEO są bardzo przyjazne dla środowiska, ponieważ polimer ten nie jest szkodliwy dla ludzi ani środowiska. Doświadczalne i przemysłowe testy tej metody perforacji odwiertów, które przeprowadzono podczas wtórnego udostępnienia złoża ropno-gazowego w jednym z odwiertów rejonu karpackiego, potwierdziły zasadność jej wykorzystania pod względem praktycznym i ekonomicznym.

2

Evaluation of the Sorption Phenomena Mechanism of Polyacrylonitrile Fibres for Selected Dyes in the Aspect of Structural Changes Resulting from Thermal Stabilisation Processes

Marczak Ewa, Marczak Piotr, Sztajnowski Sławomir, Lipp-Symonowicz Barbara

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 1 (139)

93--99

EN

The aim of the research was to analyse the influence of the initial heat treatment of polyacrylonitrile fibres on their sorption properties in relation to selected basic and disperse dyes, in order to select the dyeing variants most beneficial from the point of view of increasing the sorption capacity of commonly used dyes and improving the dyeing process. Research was carried out on a fibre produced on an industrial scale, using dyes of basic application importance, which differ in the diffusion properties of the molecules and the mechanism of binding with the fibre material. Thermal treatment of the fibre was carried out in various media (air, water, steam), with various variants of the temperature and its duration, i.e. under the conditions commonly used in fibre preprocessing processes and their "improvement". During the research, several different measurement methods were used to assess changes in the molecular and supramolecular structure of the fibre material: the infrared absorption spectroscopy method, the critical fibre dissolution measurement method, the densitometric method, and the interferential polarisation microscopy method. Fibre sorption changes resulting from the modification of the structure of the fibre under the influence of thermal treatment were analysed from the point of view of improving the efficiency of dye use and shortening the dyeing time based on commonly accepted values of the sorption index Cb and kinetic sorption index: t0.5 for basic dyes and t0.7 for disperse dyes.

PL

Celem badań było określenie wpływu wstępnej obróbki cieplnej badanych włókien poliakrylonitrylowych na ich właściwości sorpcyjne w stosunku do wybranych barwników zasadowych i zawiesinowych. Badania prowadzono na włóknach produkowanych w skali przemysłowej, używając barwników o dużym znaczeniu aplikacyjnych, różniących się właściwościami dyfuzyjnymi cząsteczek oraz mechanizmem wiązania z tworzywem włókna. Obróbkę termiczną prowadzono w różnych mediach (powietrze, woda, para wodna), w różnych wariantach temperatury i czasu jej trwania. W badaniach zastosowano metody pomiarowe, pozwalające oceniać zmiany parametrów budowy cząsteczkowej i nadcząsteczkowej tworzywa włókien: metodę spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni, metodę pomiaru krytycznego czasu rozpuszczania włókien, metodę densytometryczną oraz metodę mikroskopii interferencyjno-polaryzacyjnej. Zmiany zdolności sorpcyjnej włókien analizowano z punktu widzenia poprawy efektywności wykorzystania barwników i skrócenia czasu barwienia w oparciu o wartości wskaźnika sorpcji Cb oraz kinetycznych wskaźników sorpcji: t0,5 dla barwnika zasadowego i t0,7 dla barwników zawiesinowych.

3

Polyolefins functionalization by copolymerization of ethylene (propylene) with substituted norbornene

Meshkova I. N., Grinev V. G., Kiseleva E. B., Raspopov L. N., Shchegolikhin A. N., Kuznetsov S. P., Mitrofanov A. V., Shestov S. V., Udovenko A. I., Ladygina T. A., Novokshonova L. A.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 5

345-352

EN

number of new copolymers of ethylene (propylene) and 5-ethylidene-2-norbornene (EN) containing 5-62 mol. % of the cyclic comonomer units in the main chain have been synthesized by employing of three ansa-metallocene catalytic systems, namely: Et[Ind]2ZrCl2/methylalumoxane, Et[IndH4]2ZrCl2/methylalumoxane or Me2Si[Ind]2ZrCl2/methylalumoxane. In this way side >C=CH-CH3 groups in the range up to 7ź10-3 mol/g were incorporated into a structure of polyolefin chain. As it was found by IR-spectroscopy, the side ethylidene groups of poly(ethylene-co-5-ethylidene-2-norbornene) were susceptible to ozonolysis reactions and converted into the polar carbonylic groups. According to DSC, X-ray diffraction and very cold neutrons scattering (VCN) data, enrichment of poly(ethylene-co-5-ethylidene-2-norbornene) with EN units has lead to eventual transformation of the studied copolymers from a partly crystalline state to a fully amorphous one. With the growing cyclic comonomer partial content the copolymers have exhibited progressively better optical transparency and higher glass transition temperatures (up to 85°C); they are characterized by a high density (d>1000kg/m3).

PL

Z udziałem trzech katalizatorów metalocenowych, mianowicie układów Et[Ind]2ZrCl2/MAO, Et[IndH4]2ZrCl2/MAO, Me2Si[Ind]2ZrCl2/MAO (MAO = metyloalumoksan), otrzymano szereg nowych kopolimerów etylenu (propylenu) z 5-etylideno-2-norbornenem (EN), zawierających 5-62 % mol. tego cyklicznego komonomeru w łańcuchu polimerowym (tabela 1). W ten sposób wprowadzono do struktury łańcucha poliolefinowego boczne grupy >C=CH-CH3 w ilości 1ź10-3-7ź10-3 mol/g kopolimeru (tabela 2). Potwierdzona metodą spektroskopową IR obecność bocznych grup etylidenowych w kopolimerach etylen/EN pozwala na przeprowadzenie reakcji ozonolizy powodującej utworzenie polarnych grup karbonylowych w polimerze. Z badań otrzymanych kopolimerów metodami DSC, XRD (rys. 2 i 3) i VCN (rozpraszanie bardzo zimnych neutronów) wynika, iż wzrost udziału cyklicznych jednostek 5-etylideno-2-norbornenu w kopolimerze prowadzi do jego transformacji z polimeru częściowo krystalicznego do całkowicie amorficznego (tabela 4-6). Powoduje to także, iż kopolimer staje się bardziej przezroczysty (rys. 4) oraz charakteryzuje się podwyższoną (do 85°C) temperaturą zeszklenia i zwiększoną gęstością (przekraczającą 1000kg/m3, rys. 1).

4

Kompleksy metali z jonami chinolino-2-karboksylanowym i 9,10-dihydro-9-okso-10-akrydynooctanowym - badania strukturalne, spektroskopowe i magnetyczne.

Dobrzyńska D.

Prace Naukowe Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2007

|

Nr 3, nr 3

5-80

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych, spektroskopowych i magnetycznych dwóch grup kompleksów metali: pierwsza grupa zawiera związki z jonem chinolino-2-karboksylanowym, a druga zawiera związki z jonem 9,10-dihydro-9-okso-10-akrydynooctanowym. Otrzymano 21 nowych związków, a dla 16 przeprowadzono analizę rentgenostrukturalną. Kompleksy scharakteryzowano metodami spektroskopii oscylacyjnej, spektroskopii elektronowej, spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego, spektroskopii Mossbauera oraz zbadano ich właściwości magnetyczne. Kompleksy z pierwszej grupy są monomerami i we wszystkich przypadkach jon chinolino-2-karboksylanowy jest ligandem chelatujacym, a grupa karboksylanowa koordynuje w formie monodentnej. W kryształach tych związków obserwuje się różnorodne struktury supramolekularne, których budowa zależy od geometrii sfery koordynacyjnej w kompleksie, rodzaju wspólliganda i związków współ-krystalizujących. Wyjątkowo efektywna kooperacja pomiędzy oddziaływaniami międzycząsteczkowymi (wiązania wodorowe, oddziaływania typu pi-pi i C-H-pi) występuje w kryształach kompleksów [Mn(quin-2-c)2(H20)2]. 2Ade i [Mn(quin-2-c)2(H20)2] 4CH3COOH. Oddziaływania międzyczą-steczkowe istotnie wpływają na charakterystykę oscylacyjną monodentnej grupy karboksyla-nowej, a także umożliwiają słabą wymianę magnetyczną między centrami paramagnetycznymi. W drugiej grupie związków ligand 9,10-dihydro-9-okso-10-akrydynooctanowy łączy się z jonami metali w różnorodny sposób, grupa karboksylanowa koordynuje jako monodentna, chelatująca lub mostkowa, otrzymane związki są monomerami lub polimerami. W kryształach tych związków występują struktury supramolekularne z dużym udziałem oddziaływań stackingowych i wiązań wodorowych. Analiza budowy kryształów obu grup związków dowodzi, że słabe oddziaływania typu pi-pi i C-H--pi-odgrywają ważna rolę w procesach samoskupiania związków koordynacyjnych.

EN

A large group of metal coordination compounds containing quinoline-2-carboxylate (quin-2-c") and 9,10-dihydro-9-oxo-10-acridineacetate (CMA~) ions was studied. Ancilliary ligands such as water, alcohols, imidazole and chloride ions have been incorporated in these complexes. Quinoline-2-carboxylic acid and 9,10-dihydro-9-oxo-10-acridineacetatic acid exhibit biological activity. The first compound is the tryptophan metabolite, whereas the second one is the powerful interferon inducer. Fifteen new complexes with quinoline-2-carboxylate ion and six new complexes with 9,10-dihydro-9-oxo- 10-acridineacetate ion were obtained and characterized by analytical, spectrosopic and magnetic methods. Sixteen compounds were obtained in the form suitable for single crystal X-ray analysis. The first group of complexes are molecular compounds in which the quin-2-c" ligand chelates the metal ions by the quinoline nitrogen atom and the oxygen atom from monodentate carboxylate group. The coordination sphere of the metal ions in these compounds mimics the structure of the metal centers in the corresponding mononuclear iron and manganese enzymes in regard to the coordination number, donor groups, geometry and the spin state. In the second group of complexes, the monomers, polymers and cluster were found. The CMA~ ion coordinates metal ions through the oxygen atoms from the carboxylate group in the various modes: monodentate, chelating or bridging. In the crystals of all compounds studied, the ID, 2D or 3D supramolecular structures generated by in-termolecular interactions of 0-H-O, N-H-O, N-H--N, C-H-O, C-Hxx and tv-k type have been found. The results of the structural analysis show that the coordination compound containing the groups essential for hydrogen bond's formation, located close to the coordination sphere, are efficient substrates in the selfassembly processes. The architecture of the crystals greatly depenas on the strong hydrogen bond systems, however the weak interactions between aromatic rings also play important role in the compounds studied. Very effective cooperation of various intermolecular interactions is found in the crystals of [Mn(quin-2-c)2(H20)2]-2Ade and [Mn(quin-2-c)2(H20)2]-4CH3COOH. The adenine ribbons of unique type have been found in the crystal of the first compound. Adenine molecules are connected by simuta-neas Watson-Crick and Hoogsteen hydrogen bonds. The second compound is a very interesting example of tetrasolvate which becomes amorphous when it looses the solvent and rebuilds the crystal structure after resolvation. This compound can be used as a safe and efficient store of acetic acid. The results of the spectroscopic and magnetic studies on the complexes with quin-2-c" and CMA" ions are presented. The magnetic properties of the compounds containing the Fe(II) high-spin ions testify the weak magnetic exchange taking place by the systems of strong hydrogen bonds. The EPR and UV-Vis spectroscopic data support the results of the X-ray studies. The detailed magnetic and spectroscopic investigations of [Ni(CMA)2(Him)2(MeOH)2] (UV-Vis, HFHFEPR and magnetic measurements) combined with the structural information provide reliable experimental data for determination of the electronic structure of nickel center in the bacterial enzyme Glioxalase I. The studies of the IR spectra have shown that the vibrational frequencies of the monodentate carboxylate group are considerably influenced by the hydrogen bonding involving this group. When the monodentate carboxylate group is involved in hydrogen bonding the A v = vas(COO) - vs(COO) value is several dozen cm"' smaller than that in the absence of hydrogen bonds. This observation shows that the determination of the type of coordination of the carboxylate group cannot be made solely on the basis of the IR spectra.

5

Supramolecular Structure and Properties of PA6-LCO Molecular Composite Fibres

Janicki J., Bączek M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

27--29

EN

Nowadays polyamides have become essential in fibre production for textiles and technical uses. However, such applications require extremely high strength parameters as well as excellent dimensional stability. In order to improve polymer properties they are reinforced with glass fibres or with very high strength and high modulus liquid crystalline polymers. In this work fibres formed from a new category of high-performance polymeric materials, called molecular composites, were studied with a focus on the effect of liquid crystalline oligoester on the structure of thermoplastic polymer matrix. The supramolecular structure of the fibres was characterised by the wide and small angle x-ray scattering (WAXS and SAXS) techniques while the Differential Scanning Calorimetry (DSC) method was used for thermal characterisation. In addition some mechanical parameters of undrawn fibres are presented.

PL

Obecnie poliamidy stanowią niezbędny materiał w produkcji włókien dla tekstyliów oraz zastosowań technicznych. Jednakże tego typu obszary zastosowań wymagają szczególnie wysokiej wytrzymałości oraz stabilności wymiarów. W celu polepszenia właściwości polimerów, są one często wzmacniane albo włóknem szklanym albo też polimerami ciekłokrystalicznymi o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych. Przedmiotem prowadzonych badań są włókna formowane z nowej kategorii wysokiej jakości materiałów polimerowych określanych mianem „kompozytów molekularnych”. W pracy podjęto próby określenia struktury nadcząsteczkowej włókien formowanych z kompozytów molekularnych PA6-LCO ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ciekłokrystalicznego oligoestru LCO na strukturę matrycy polimeru termoplastycznego. Struktura nadcząsteczkowa włókien została scharakteryzowana poprzez szerokokątowe i małokątowe badania rentgenowskie (WAXS i SAXS) zaś ich charakterystyka termiczna na podstawie różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Dodatkowo zaprezentowano niektóre parametry mechaniczne surowych włókien PA6–LCO.