کاربرد نانو مواد در مشبک.کاری (Perforation) صنایع بالادستی نفت

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: گروه علمی تحقیقاتی نفت تایمز: نانوتکنولوژی به مواد و سیستم.هایی مربوط می.شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده.های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان می.دهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزه.ای بین اثرات کوانتومی اتم.ها و مولکول.ها و خواص توده قرار می.گیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانوذرات می.توان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد. امروزه تاثیرگذاری نانوتکنولوژی بر همه صنایع همچنین صنعت نفت پوشیده نیست. مقاله ی ذیل به بررسی کاربردهای نانوتکنولوژی در مشبک کاری صنایع بالادستی نفت می پردازد.
مقدمه
به دلایلی نظیر تولید از یک عمق خاص (جلوگیری از تولید آب یا گاز اضافی) و نه از تمام لایه و همچنین پایدارسازی دهانه چاه و جلوگیری از ارتباط لایه ها با یکدیگر، مقابل لایه نفت یا گاز یک لوله جداری قرار داده می شود و سپس مشبک کاری (Perforation) جهت مرتبط ساختن چاه و لایة مربوطه و در یک عمق خاص، انجام می شود. با مشبک کاری، لولة جداری به همراه سیمان پشت آن و بخشی از لایة مربوطه سوراخ می.شوند. سپس نفت یا گاز از طریق سوراخ های ایجاد شده به درون چاه راه پیدا می کند. سوراخ کردن لولة جداری معمولاً امروزه توسط Jet Perforator انجام می پذیرد که از دو فلز با جنس های متفاوت و مواد منفجره برای تولید نیروی کافی تشکیل شده است.
یک فلز، استحکام کافی برای سوراخ کردن لولة جداری و سیمان را دارد و فلز دیگر باعث ذوب شدن فلز اول می شود تا سوراخ ایجاد شده درون لایه نفت یا گاز مسدود نشود. نهایتاً با فرآیند اسیدزنی، بقایای فلزات باقی مانده نیز خارج می شوند.
مشبک کاری.
کاربرد نانو تکنولوژی در این بخش
۱- نانومواد
جنس مواد بکار رفته در ابزار مشبک کاری اهمیت حیاتی در انجام این فرایند دارد و در این میان نانو مواد در این حیطه پتانسیل خوبی جهت بکار گرفته شدن دارد.
۲-مواد نانوساختار
در این بخش امکان استفاده از یک سری مواد نانوساختار که پس از عملیات مشبک کاری پس از زمان مشخصی از بین می روند، استفاده کرد. یعنی در این فرآیند نیازی به فلز دوم برای از بین بردن فلز اول وجود ندارد.
۳-نانوپوششها
پیشرفت های اخیر در زمینه مهندسی سطح با استفاده از پوشش های هوشمند و تکنولوژی های پوشش دهی کنترل بهتر اصطکاک و سایش را در تماس های سطحی ارائه می دهد. در برخی از پوشش ها به علت جذب سولفورها و فسفرها باعث کاهش ویسکوزیته شده و خواص روانروی بهتری را در سیال موجب می شوند. جدید ترین تکنولوژی های در دست انجام منجر به تولید نانوکامپوزیت ها و نانوپوشش های ابرساختار شده است که به افزایش عمر قطعه پوشش داده شده و کاربردهای دیگر تولید خواهد پرداخت. گاهی این پوشش ها طوری طراحی می شوند که با موادی که به عنوان مثال در لوله های نفت حرکت می کنند واکنش داده و یک لایه مرزی بسیار سخت و متراکم را تشکیل می دهند که هم باعث عدم خوردگی می شود و هم جلوگیری از اصطکاک می کند. گاهی پوشش هایی که خاصیت روغنکاری در حالت جامد دارند باعث بهبود خواص سطحی می شوند که باعث لغزش آسان روی سطوح پوشش داده می گردند.
در سال های اخیر گونه ای از پوشش های نانوساختار که از فازهای فلزی و سرامیکی تشکیل شده اند، تولید گشته اند. این پوشش ها معمولاًٌ با روش PVD یا MBE تولید می شوند. این پوشش ها به علت نانوساختار بودنشان و هموژنیته یکسان آن در طول پوشش به طور قابل توجهی چندکاره[۱] می باشند.
این پوشش ها علاوه بر سختی بالا، ضریب اصطکاک پایین را دارا بوده و خواص هدایت الکتریکی یا حرارتی بالایی دارند. سختی آنها در حد ۴۰ تا ۶۰ گیگاپاسکال و ضریب اصطکاک آنها ۴/۰ – ۳/۰ در مقایسه با سطح فولاد می باشد. [۱]
برایان بورن و کنث گراهام کوان از شرکت MCDONNELL BOEHNEN HULBERT & BERGHOFF LLP با ترکیب ۹۰% وزنی پودر تنگستن و ۱۰% وزنی پودر بایندر (Binder) که بصورت هرمی شکل داده شده است ، موفق به تولید گلوله هایی((Jet perforator شده اند که برای مشبک سازی لوله های جداری مناسب هستند . این مواد ساختار کریستالی دارند که اندازه دانه هایشان بین ۲۵ نانو متر تا ۱ میکرون است. [۲]

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 207]