Влияние ультразвука на реологические свойства нефти

Введение 3
1. Реологические особенности нефти 4
1.1. Понятие реологии и ее влияние на показатели нефти 4
1.2. Реология нефтей, обработанных ультразвуковым излучением 11
2. Влияние ультразвуковых волн на реологические показатели нефтей и ее составляющих.. 15
2.1. Методы активирования углеводородного сырья воздействием ультразвука 15
2.2. Модельный нефтепровод для изучения влияния физических полей на реологические показатели нефтей и водонефтяных эмульсий 18
2.3. Применение программного комплекса ANSYS/FLUENT при анализе транспортировки аномальных нефтей, обработанных ультразвуковым излучением 21
2.4. Влияние ультразвуковой обработки на вязкость битума как нефтесодержащего вещества 28
Заключение 34
Список использованных источников 35

Реология – наука, которая изучает механическое поведение твердо-жидкообразных тел, структурно–механические показатели нефтей.
Основная задача реологии - установление зависимости между механическими напряжениями s и деформациями e, а также их изменениями во времени t; уравнение f(s, e, t) 0, называемое реологическим уравнением состояния (РУС). Знание РУС требуется для решения гидродинамических задач, а также для количественного описания поведения технических материалов при произвольных условиях нагружения. Главное внимание уделяется таким условиям нагружения, когда единовременно проявляются вязкие и пластические или вязкие и упругие показатели веществ. Реология также рассматривает задачу установления соответствия между особенностями деформационного поведения конкретного материала и его структурой.
Ультразвуковым способам обработки высоковязких и высокопарафинистых нефтей посвящены работы: Кузнецова О. Л., Симкина Э. М., Чилингара Дж., Лоскутовой Ю. В., Лесина В. И., Бугаутдинова Н. Я., Курочкина А. К., Бешагина Е. В. и др. Из исследований последних лет требуется отметить диссертации Муллакаева М. С., Хмелева С. С., Ершова М. А и др.. Однако, в этих работах изменению вязкости высокопарафинистой нефтей при обработке ультразвуковыми и магнитными полями не уделено достаточного внимания.
Целью данной работы является аналитический обзор влияния ультразвукового излучения на реологические показатели нефти.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
рассмотреть понятие реологии и ее влияние на показатели нефти;
описать особенности реологии нефтей, которые обработаны ультразвуковым излучением;
изучить методы активирования углеводородного сырья с помощью воздействия ультразвуковым излучением;
охарактеризовать модельный нефтепровод с целью изучения влияния физических полей на реологические показатели нефтей и водонефтяных эмульсий;
изложить особенности применения программного комплекса ANSYS/FLUENT при анализе транспортировки аномальных нефтей, обработанных ультразвуковым излучением;
рассмотреть влияние ультразвуковой обработки на вязкость битума как нефтесодержащего вещества.

Таким образом, можно подвести следующие итоги.
Ультразвуковая обработка оказывает существенное влияние на дисперсное строение нефтей. В случае нефтей с повышенным содержанием смол наблюдается эффективное долговременное снижение вязкости нефтей за счет разрушения структуры асфальтенового ядра дисперсной фазы. Доказано, что ультразвуковая обработка высокопарафинистой нефтей приводит к возрастанию структурной вязкости в несколько раз, по-видимому, за счет диспергирования кристаллической фазы парафиновых углеводородов и взаимодействия их с асфальтенами.
Также ультразвук оказывает существенное влияние на реологию нефтей.
Установлено, что комплексное воздействие постоянного, импульсного магнитного поля и ультразвуковых колебаний приводит к более значительному уменьшению динамической вязкости высокопарафинистых нефтей, чем при раздельной обработке магнитным полем или ультразвуковыми колебаниями.
Специалистами определены параметрические показатели магнитного поля и ультразвуковых колебаний, которые позволили разработать методику изменения реологических показателей аномальных нефтей в целях сокращения энергетических расходов на их транспортировку.
Установлено увеличение времени релаксации высокопарафинистой нефтей (по сравнению с тепловой обработкой) не менее трех суток при комплексном воздействии магнитного поля и ультразвуковых колебаний.