ТюмГУ: Нанотехнологии для нефтегазового комплекса

-->

ТюмГУ: НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

В предыдущей публикации (Советник Президента № 49, 2007 г.) мы рассказали о работах, выполняемых в Тюменском государственном университете по приоритетному направлению «Индустрия наносистем и материалы», основных подходах к исследованиям и разработкам, особенностях образовательного процесса. Прошло два года – что же изменилось за это время?

Chebotarev_Genn.jpg Геннадий Чеботарев

В Тюменском госуниверситете научно-исследовательская работа по нанотехнологиям успешно ведется в течение ряда лет. Основное направление этих исследований связано с нефтегазовой отраслью, что вполне закономерно. Это работы по созданию технологии ионно-плазменного легирования и наноструктурирования приповерхностного слоя трубной стали и других металлов с целью повышения их коррозионной стойкости и износостойкости.

Технология ионно-плазменного легирования имеет ряд преимуществ перед традиционными способами защиты (покрытием эмалью, хромированием или никелированием с помощью электролиза и т.п.). При традиционных методах на поверхности создается пленка, которая иногда отслаивается, и в этом месте начинается коррозия. Основным преимуществом ионно-плазменной обработки является то, что имплантируемый элемент внедряется в поверхностный слой обрабатываемого металла, благодаря чему на поверхности формируется переходный слой, который составляет единое целое с подложкой. Толщина этого слоя измеряется нанометрами или десятками нанометров, и его часто по привычке продолжают называть «пленкой», или «пленочным покрытием», но, в отличие от обычных пленок, для него проблемы, связанные с адгезией, отсутствуют.

  • Другое преимущество — возможность внедрения в поверхностный слой обрабатываемого металла строго определенного количества имплантируемого элемента, что дает большую экономию дефицитных и дорогостоящих материалов.

В ТюмГУ создана учебно-научная установка ионного форматирования, предназначенная для исследования процесса распыления остросфокусированным пучком тяжелых ионов нанометрического размера алмазных пленок и других материалов, а также для использования в учебном процессе для подготовки специалистов в области современных нанотехнологий. Для антикоррозионной защиты нефтегазопромыслового оборудования в процессе разработки и эксплуатации залежей нефти разработана пучково-плазменная технология повышения коррозионной стойкости труб нефтяного сортамента с использованием технологии ионного легирования.

Kislicyn_A_A.jpg Анатолий Кислицын

  • Создан стенд для исследования процессов и отработки режимов ионного легирования металлических поверхностей с целью повышения их коррозионной стойкости и износостойкости. Проведены экспериментальные исследования образцов труб различного сортамента, отработаны режимы работы сильноточного источника ионов аргона для тонкой очистки поверхности. Для изучения и контроля обработанного приповерхностного слоя закуплено и установлено уникальное оборудование: сканирующий зондовый микроскоп «Интегра-Аура», а также учебная лаборатория «NanoEducator» с комплектом базовых сканирующих зондовых микроскопов.

Перспективы развития нанотехнологий связаны с созданием в 2010 году Научно-образовательного центра по направлению «Нанотехнологии»» (НОЦ). Целью НОЦ являются подготовка специалистов и создание экспериментальной базы для проведения научно-исследовательской и инновационной работы в области нанотехнологий. НОЦ должен объединить усилия естественнонаучных факультетов ТюмГУ, других вузов, а также научно-исследовательских институтов и промышленных предприятий Тюмени в работах по индустрии наносистем и наноматериалов.

  • Главным направлением научно-исследовательской и инновационной работы будет продолжение и расширение разработок технологий создания наноструктурированных материалов для нефтегазового сектора экономики, в том числе многослойных, основными элементами которых являются наномасштабные структурные элементы или наночастицы. В частности, будут создаваться квазикристаллические наноматериалы, обладающие сочетанием повышенной прочности, низкого коэффициента трения и термостабильности; конструкционные наноструктурные твердые сплавы для режущих инструментов; наноструктурные защитные термо- и коррозионостойкие покрытия.

При участии естественнонаучных факультетов ТюмГУ будут создаваться новые технологии очистки природных сред от техногенного загрязнения с использованием материалов с высокой активной поверхностью и обладающих специфическими биокаталитическими свойствами. Важное место в НОЦ займут методы численного моделирования и проектирования нанотехнологических процессов.

Геннадий ЧЕБОТАРЕВ, ректор ТюмГУ, д.ю.н., профессор

Анатолий КИСЛИЦЫН, руководитель НОЦ, д.ф.-м.н., профессор

http://www.sovetnikprezidenta.ru/72/11_nano.html



nikst аватар
  • Мы уже не раз сообщали об ударной работе тюменцев… Основные их приоритеты: разработка новых материалов для транспортных систем нефтегазового комплекса, охрана окружающей среды и т.п. Недавно они создали у себя собственный портал… Словом, люди работают, стараются, трудятся… И хочется помогать таким, кто не болтает, не обещает, не участвует в многочисленных заседаниях, а делает нужные и конкретные вещи для отечественного народного хозяйства…
  • Вот пример, достойный подражания!..
nikst аватар

Какие нанотехнологии используются в нефтегазовом комплексе?

Романихин А.В.

16 июля 2010 – 11:37 Получил вот это приглашение сегодня.

Государственная корпорация «Российская корпорация нанотехнологий» в период с 1 по 3 ноября 2010 г. в Москве, в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» проводит III Международный форум по нанотехнологиям.

Работа Форума откроется пленарным заседанием и продолжится серией бизнес конференций, панельных дискуссий и научно-технологических секций. Важной составляющей мероприятий Форума станет выставка, на которой будут представлены современнее образцы нанотехнологической продукции, новейшие разработки в области нанотехнологий и оборудование для нанойндустрии.

Одно из ключевых мероприятий деловой части Форума – секция «Нанотехнологии в развитии нефтегазового сектора», которая станет площадкой для установления прочных деловых контактов и продвижения высокотехнологичной продукции наноиндустрии.

За два года своей работы Форум стал авторитетной площадкой для обмена опытом специалистов в области нанотехнологий и одним из инструментов реализации Президентской инициативы «Стратегия развития наноиндустрии» от 24 апреля 2007 Т. №Пр-688.

Принимая во внимание активную позицию Союза производителей нефтегазового оборудования России в продвижении высоких технологии и материалов в производство, приглашаю Вас выступить с докладом «Обзор секций «Нанотехнологии в развитии нефтегазового Сектора». Работа секции запланирована на 02 ноября 2010 г. (с 10–00 до 13–45).

Вопрос в том, что я не знаю, какие нанотехнологии вообще используются в нефтегазовом секторе

http://www.oilforum.ru/…v-neftegazo/

Перспективные нефтегазовые нанотехнологии для разработки месторождений

И. Н. Евдокимов, Н. Ю. Елисеев, А. П. Лосев, М. А. Новиков, Российский Государственный Университет Нефти и Газа им. И. М. Губкина

Резюме

В работе изложены результаты экспериментальных исследований и анализа опубликованных данных, проведенных с целью модификации технологий нефтегазового производства путем учета молекулярных процессов в наноколлоидах природных углеводородных сред

Нами установлено, что при осуществлении традиционных технологий, эксплуатационные характеристики нефтегазовых сред (вязкость, плотность, теплоемкость, температура застывания и т.п.) могут ухудшаться в результате не контролируемых в настоящее время микроструктурных фазовых переходов в наноколлоидах, формируемых высокомолекулярными компонентами. В частности, по результатам экспериментов нами получена фазовая диаграмма наноколлоидов нефти, на которой показаны критические области, неблагоприятные для промышленных процессов нефтегазового производства.

  • Например, жидкие углеводородные среды могут практически полностью терять текучесть после кратковременного прогрева при температурах, соответствующих температурной фазовой границе 28–35ºС; природные нефти различного географического происхождения имеют значительно большую, по сравнению со средними значениями, плотность и вязкость, если по содержанию асфальтенов они попадают на концентрационные фазовые границы. Обнаружение концентрационных фазовых границ поможет решить проблемы, связанные с совместимостью различных нефтей при смешивании их в процессах хранения и транспортировки.

Показано, что, в отличие от существующих представлений, свойства нефтегазовых наноколлоидов (эксплуатационные характеристики углеводородного сырья) не полностью определяются значениями технологических параметров в момент осуществления конкретной производственной операции. Значительную (а в ряде случаев, определяющую) роль играют детали предшествующей долговременной истории эксплуатации месторождения.

  • Сделан вывод, что «нанотехнологии» для добычи нефти должны проектироваться и осуществляться с учетом и пониманием комплексных фазовых диаграмм наноколлоидов в нефтегазовых средах. Такие технологии должны включать производственные процессы и технологические параметры сознательно отобранные для того, чтобы избежать осуществления (либо усилить проявление) критических фазовых превращений в системе наноколлоидов.

Мы предполагаем, что в результате удастся заметно улучшить (или, по крайней мере, не ухудшить) многие эксплуатационные свойства углеводородного сырья. В связи с возможностями непосредственного практического внедрения, следует отметить, что обсуждаемые фазовые диаграммы содержит лишь «наиболее явные» фазовые границы для наноколлоидов, основаны на наших текущих знаниях о структурных переходах в нефти и требуют уточнения путем дальнейших исследований.

http://eee.gubkin.ru/…PEPRRUSS.pdf