Аппаратно-программный комплекс проточного контроля параметров нефти методом ПМР-релаксометрии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Нгуен Тьи Киен

• Нгуен Тьи Киен
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Тьи Киен

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ (АНАЛИЗАТОРОВ) ПРОТОЧНОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТИ

1.1. Основные факторы, влияющие на точность контроля при добыче нефти: представительный пробоотбор, газосодержание, экспрессность анализа, вязкость, концентрация асфальтено-смол

1.2. Пробоотборники в составе применяемых анализаторов скважинной жидкости. Патентный поиск по системам пробоотбора

1.3. Применяемые в нефтедобыче проточные анализаторы, измерительные комплексы и методы контроля параметров по ГОСТ Р 8.880-2015 «ГСИ. Нефть сырая. Факторы, влияющие на точность их определения

1.4. Возможности и базовые основы применения протонной магнитно-резонансной релаксометрии для контроля параметров нефти

1.5. Проточные анализаторы на базе протонного магнитного резонанса. Патентный поиск

1.6. Выводы по результатам обзора и постановка задачи

2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И БЛОКОВ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПРОТОЧНОГО ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СКЖ И НЕФТИ МЕТОДОМ ПМР

2.1. Требования нефтедобывающей промышленности к проточным анализаторам скважинной жидкости

2.2. Разработка конструкции ПМР-анализатора как усовершенствование аналога - ПМР-анализатора «Недра» («КНИРТИ»)

2.3. Разработка и апробация макета-стенда ПМР-анализатора для отработки системы представительного пробоотбора и анализа СКЖ

2.4. Результаты испытаний работоспособности ПМР-анализатора

2.5. Разработка и апробация импульсного блока питания релаксометра в ПМРА-анализаторе

2.6. Измеритель магнитной индукции на базе датчика Холла А022151

2.7. Выводы по разработке конструкции и стенда ПМР-анализатора

3. РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ МЕТОДИК ЭКСПРЕСС-КОНТРОЛЯ ВЯЗКОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИЙ АСФАЛЬТЕНОВ+СМОЛ В НЕФТЯХ И ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ В СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПМР-РЕЛАКСОМЕТРИИ

3.1. Особенности корреляций между ПМРР-параметрами и значениями вязкости и концентрациями асфальтено-смол

3.2. ПМР-методики измерения асфальтенов и смол в нефтях Поволжья и неф-тях месторождения ВасИ-Но (Вьетнам)

3.3. Измерение газонасыщенности скважинной жидкости ПМР-анализатором методом ПМР-релаксометрии

3.4. Алгоритм измерения параметров нефти ПМР-анализатором

3.5. Категории взрывобезопасности разработанного оборудования по ГОСТ 12.1.004-91 и ГОСТ

3.6. Выводы по Главе

4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК ИЗМЕРЕНИЯ И БЛОКОВ ПМР-АНАЛИЗАТОРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЕЙ ВАСН -НО И УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИЧИН ИХ ВЫСОКОЙ ВЯЗКОСТИ

4.1. Метрологическое обеспечение достоверности измерений

4.2. Изучение температурных зависимостей времен релаксации для нефтей ВасИ-Но с использованием разработанной аппаратуры и методик

4.3. Влияние воздействия различных физических полей на параметры ПМР-релаксации нефтей Васн-Но, и их связь с вязкостью и составом через разработанные ПМР экспресс-методики

4.4. Выводы по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аппаратно-программный комплекс проточного контроля параметров нефти методом ПМР-релаксометрии»

Актуальность темы и степень ее разработанности

Современный этап нефтедобычи характеризуется ростом доли тяжелых высоковязких нефтей с высокой концентрацией асфальтено-смол (АС), и проблема ее контроля для последующей подготовки сырой нефти, является актуальной для снижения затрат на подготовку сырья к переработке. Контроль АС и предотвращение образования асфальто-смолисто-парафиновых отложений в трубопроводах также является одним из приоритетных направлений науки и техники. В то же время, высоковязкие нефти являются потенциалом стабилизации уровня добычи нефти, разведанные запасы которой, например, в Республике Татарстан оцениваются в 7 млрд. т.

Важно повысить точность измерений параметров нефти, поскольку ежегодные объемы потерь из-за погрешностей измерений сопоставимы с крупными доходными статьями в стране. Вопросы максимальной автоматизации контроля добычи и подготовки нефти актуальны для страны в связи с разбросанностью месторождений по огромной территории и все возрастающей добычей нефти на морском шельфе с повышенными требованиями к безопасности месторождений и нефтепроводов, в том числе экологической.

В связи с вводом в действие ГОСТ Р 8.880-2015 «ГСИ. Нефть сырая. Отбор проб из трубопровода» актуальна задача разработки проточных анализаторов для экспресс-контроля физико-химических свойств в процессе добычи и подготовки скважинной жидкости (СКЖ) и сырой нефти. К сожалению, в России не существует таких измерительных комплексов и даже нормативной документации по применению проточных анализаторов, аналогичной зарубежным API 551 по ASTMD 3764. Реализация Правил учета нефти (ПУН) и ГОСТ требует целой номенклатуры приборов. Производителями серийных проточных анализаторов, которые могли бы реализовать (и реализуют) ГОСТ, являются, в основном, зарубежные фирмы, что влияет на безопасность приборного оснащения отечественной нефтедобычи.

Применяемые методы анализа нефти - лабораторные, достаточно точные, но не обладающие оперативностью для экспресс-контроля, ввиду необходимости подготовки образцов и длительности анализа. Проточные анализаторы и методики экспресс-контроля вязкости, АС в нефти и газосодержания в СКЖ требуются на каждом этапе добычи, подготовки и транспортировки нефти, а также для оптимизации процессов, предупреждения техногенных аварий и защиты окружающей среды. Но используемые для анализа системы пробоотбора вносят основной вклад в погрешность измерений, доходящую, в зависимости от типа пробоотбор-ного устройства, до ± 30%. Практически отсутствуют методики проточного контроля вязкости, состава и газосодержания, имеющие достаточный диапазон измерений с приемлемой точностью и экспрессностью для контроля СКЖ. Проточный контроль требует создания аппаратно-программных комплексов, с представительным отбором пробы и ее автоматизированным экспресс-анализом.

Такими возможностями обладает метод импульсного ядерного (протонного) магнитного резонанса (ПМР), в частности, метод протонной магнитно-резонансной релаксометрии (ПМРР), позволяющий без подготовки пробы в автоматическом режиме «on-line» на потоке проводить экспресс-анализ нефти, причем в одном аппаратно-программном комплексе.

Перечисленные аспекты определяют актуальность и важность поставленных и решаемых в работе задач.

Целью работы является: Разработка проточного аппаратно-программного комплекса контроля (ПАПК) параметров нефти методом ПМР-релаксометрии с интегрированной в нем системой представительного пробоотбора и ПМР-блоков.

Для этого надо решить следующие задачи:

- Провести сопоставительный анализ разработанных отечественных и зарубежных проточных аппаратно-программных комплексов на базе ПМР;

- Для максимальной оперативности и точности контроля СКЖ разработать систему пробоотбора повышенной представительности, интегрировать ее в конструкцию ПАПК и испытать на потоках водо-нефтяных эмульсий разных составов;

- Создать проточный аппаратно-программный комплекс путем разработки и использования электронных блоков повышенной чувствительности и точности анализа методом ПМР-релаксометрии;

- Разработать экспресс-методики контроля газонасыщенности СКЖ, вязкости и концентраций асфальтено-смол (АС) в нефти методом ПМР-релаксометрии и апробировать их на нефтях Поволжья и месторождения ВасИ-Но (Вьетнам).

Объект исследования. Проточные анализаторы свойств СКЖ и сырой нефти в процессе добычи и подготовки сырья.

Предмет исследования. Проточный аппаратно-программный комплекс экспресс-контроля свойств СКЖ и нефти методом ПМР-релаксометрии.

Методы и методология исследования. Для решения поставленных задач применялись метод схемотехнических решений в системе Circuit Maker и Quartus II 12.1 и методы математического моделирования Matlab Simulink. Для разработки методик измерения использовался метод ПМР-релаксометрии. Для обработки полученных данных применялись прикладные программы Advanced Grafer, и LabView.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Методом ПМР-релаксометрии (ПМРР) получены экспериментальные корреляции между параметрами ПМР-релаксации и физико-химическими свойствами нефти: газонасыщенностью СКЖ, вязкостью и концентрациями асфальтено-смол;

2. Разработаны и апробированы ПМРР методики экспресс-контроля газонасыщенности СКЖ, вязкости и АС в нефти;

3. Для программного обеспечения проточного аппаратно-программного комплекса разработаны следующие алгоритмы и программы: управления системой про-боотбора от микропроцессора ATMEGA8515L; генерации ПЛИС импульсных последовательностей для блока релаксометра ПМР; анализа данных и вычисления параметров нефти;

4. Для отладки алгоритмов и программ управления пробоотбором, анализом данных и вычисления параметров СКЖ и нефти собран стенд, включающий систему пробоотбора, магнит и релаксометр ПМР-А^п.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что:

1) Установлено, что в проточном аппаратно-программном комплексе на основе метода ПМР-релаксометрии можно совместить возможности нескольких анализаторов контроля качества скважинной жидкости и нефти;

2) Разработанные алгоритмы и программы могут быть использованы для экспресс-анализа в проточном режиме любых спин содержащих органических и неорганических жидкостей;

3) Установлено, что использование разработанных методик ПМРР контроля и блоков аппаратно-программного комплекса позволяет выявить упорядоченные молекулярные структуры, влияющие на свойства нефти.

Практическая значимость работы:

1) Конструкция проточного аппаратно-программного комплекса, разработанная как усовершенствование прототипа по патенту РФ № 74710 с интегрированными в ней пробоотборником и взрывобезопасной системой анализа позволяет осуществлять экспресс-контроль образцов усовершенствованным релаксометром ПМР-NP2 и передачу данных на верхний уровень по каналам RS 485 и в сеть Ethernet;

2) Разработанные ПМР-методики позволяют проводить неразрушающий, неконтактный экспресс-контроль физико-химических параметров СКЖ и нефти в процессах добычи и подготовки нефти;

3) Разработанный стенд позволяет осуществлять проверку и настройку работы блоков проточного комплекса и отладку программ их управления.

Имеются акты внедрения результатов диссертации в компании развития «ТТ АН Tecnology Development Company» (Вьетнам) и на каф. Приборостроение и мехатроника КГЭУ, где стенд используется в учебном процессе. Методом ПМРР впервые исследованы высоковязкие нефти месторождения Васн-Но (Вьет-

нам) и установлены причины их высокой вязкости. Опробованы методы снижения вязкости нефтей воздействиями электромагнитных полей.

Использование проточного аппаратно-программного комплекса позволит повысить экспрессность контроля при добыче и подготовке сырой нефти, расширит диапазон измерений, повысит точность анализа и предотвратит аварии, в том числе и экологические, в случае отклонения показателей от нормативных, тем самым уменьшив издержки и повысив бесперебойность работы месторождений.

На защиту выносятся:

1. Конструкция и принцип действия проточного аппаратно-программного комплекса с системой гомогенизации потока, интегрированным в комплекс пробоотборником, взрывобезопасной системой контроля усовершенствованным релак-сометром ПМР и схемой передачи данных на верхний уровень в сети Ethernet.

2. Система пробоотбора, интегрированная в ПАПК, позволяющая отбирать пробу из трубы любого диаметра; подавать ее в датчик перепадом давлений и сканировать поток перемещением патрубка по сечению трубы.

3. Методики экспресс-контроля вязкости и концентраций асфальтено-смол в неф-тях с использованием ПМР-релаксометрии и результаты их испытаний на нефтях Среднего Поволжья и Васн-Но (Вьетнам).

Соответствие паспорту специальности: Диссертация соответствует пунктам паспорта:

п.1 Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий;

п.3 Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами;

п.6. Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизации приборов контроля.

Личный вклад диссертанта. Автор лично участвовал в разработке программного обеспечения и настройке блоков аппаратно-программного комплекса, а также в разработке датчиков для измерения полей магнитов релаксометра и комплекса. Автор участвовал в экспериментах по исследованию нефтей месторождения ВаЛ-Но, в обсуждении и обработке данных, написании статей, представлении докладов на конференциях.

Достоверность и обоснование полученных результатов подтверждаются: сравнением параметров разработанной аппаратуры с лучшими отечественными и зарубежными аналогами, необходимым объемом экспериментальных исследований; теоретической обоснованностью и неоднократными проверками экспериментальных данных, их описанием непротиворечивыми теоретическими положениями, совпадающими с данными работ других исследователей в этой области; корректной статистической обработкой результатов измерений с использованием современных средств вычислительной техники; непротиворечивостью экспериментальных результатов, выводов и моделей известным теоретическим положениям.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из Введения, 4 глав, списка литературы из 99 наименований, приложений; изложена на 123 страницах, содержит 49 рисунков и 6 таблиц.

Апробация работы. Основные результаты работы представлялись и докладывались на следующих конференциях:

- V International Conference "Fundamental and applied research in nanotechnology", Munich, Germany, 31.10.-5.11.2018;

- 2-d International Conference on Quantum Mechanics and Nuclear Engineering, Paris, France, Sept. 23-24, 2019 (заочно);

- XIV Международной научной конференции «Тинчуринские чтения», Казань, 2016-2019 г.г;

- I Межд. научно-практической конференции «Наука, техника, образование: взаимодействие и интеграция в современном обществе», г. Смоленск, 2018 г.;

- Международной научно-практической конференции «Научные исследования в современном мире: проблемы и перспективы развития», Уфа, 2019 г.;

- II Всероссийской конференции «Научное приборостроение: современное состояние и перспективы развития», Казань, 4-7 июня 2018 г.;

- На II-III Поволжских и IV Всероссийской конференциях «Приборостроение и автоматизированный электропривод в ТЭК и ЖКХ» 2016-2019 гг.;

- На аспирантско-магистерских семинарах КГЭУ 2016-2020 гг.

Основные публикации автора по теме диссертации

Основное содержание диссертации изложено в 14 публикациях: 3 статей в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в международных базах данных Web of Science и SCOPUS и входящих в перечень ВАК, 2 статьи в рецензируемом научном издании, входящем в перечень ВАК, 1 статья в прочем рецензируемом научном издании, 7 публикаций в материалах докладов международных и всероссийских конференций, 1 патент РФ.

Статьи автора в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в международных базах данных Web of Science и SCOPUS

1. Киен, Н. Т. Релаксометр протонного магнитного резонанса / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен, О. В. Козелков // Приборы и техника эксперимента. - 2019. - №2. - С.145-148.

2. Киен, Н. Т. Fast Proton Magnetic Resonance Relaxometry Methods for Determining Viscosity and Concentration of Asphaltenes in Crude Oils / R. S. Kashaev, N. Т. Kien, Ch. V. ^ng, О. V. Kozelkov // Journal of Applied Spectroscopy. - 2019. - V. 86. - №5. - Pp. 890-895.

3. Киен, Н. Т. Correlation of Physicochemical Properties of Bach-Ho Oils with Proton NMR Relaxation Parameters and Their Temperature Dependence / R. S. Ka-

shaev, N. Т. Kien, Ch. V. Tung, О. V. Kozelkov // Petroleum Chemistry. - 2019. - Vol. 59. - Pp. S21-S29. DOI: 10.1134/S0965544119130073.

Статьи в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК

4. Киен, Н. Т. Импульсный блок питания для ПМР-релаксометра / Нгуен Тьи Киен, Р. С. Кашаев, О. В. Козелков // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2019. - Т. 21. - №6. - С. 111-117.

5. Киен, Н. Т. Стенд ПМР-анализатора для измерения вязкости и состава многокомпонентных жидкостей методом ПМР-релаксометрии / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2020. -Т. 22. - №2. - С. 108-116.

Статьи в прочих рецензируемых научных изданиях

6. Kien, N. T. On-line flow proton magnetic resonance analyzer / R. S. ^shaev, O. V. ^zelkov, N. T. Kien, CH. V. Tung // International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2018. - № 6. - С. 103-110.

Публикации в материалах докладов международных и всероссийских научных

конференций

7. Киен, Н. Т. Проточный анализатор нефти на базе протонного магнитно-резонансного релаксометра / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев, О. В. Козелков, Ч. В. Тунг // I Межд. н/пр. конф. «Наука, техника, образование: взаимодействие и интеграция в современном обществе» (Смоленск, 30 июня 2018 г.). - Смоленск, 2018. - С. 8990. (8. Киен, Н. Т. Датчик постоянного магнитного поля / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев, Ч. В. Тунг // Матер. XIV Межд. Молод. н/пр. конф. «Тинчуринские чтения» (Казань, 23-26 апреля 2019 г.). - Казань, 2019. - С. 110-112.

9. Киен, Н. Т. Электроаппаратный комплекс для проточного контроля параметров нефти (состава) методом ПМР-релаксометрии поля / Н. Т. Киен, Р. С. Ка-шаев, Ч. В. Тунг // Межд. н./пр. конф. «Научные исследования в современном мире: опыт, проблемы и перспективы развития». Вестник науки (Уфа, 19 мая 2019 г.) - Уфа, 2019. - С.37-39.

10. Киен, Н. Т. Проточный анализатор параметров жидкостей на базе протонного магнитно-резонансного релаксометра / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, Ч.

B. Тунг, Н. Т. Киен, О. В. Козелков // Сб. Докл. II Всеросс. Конф. «Научное приборостроение» (Казань, 4-7 июня 2018 г.). - Казань, 2018. - С.115-122.

11. Киен, Н. Т. Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей методом ПМР / Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен // Материалы докладов III Повол н/пр. конф. Приборостроение и автоматизированный элекропривод в ТЭК и ЖКХ (Казань, 7-8 декабря 2017 г.) - Казань, 2017. - С. 34-36.

12. Киен, Н. Т. Определение параметров скважинной жидкости проточным ПМР-анализатором / Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, Р. С. Кашаев // Сб. Мат. IV Национальной н/пр. конф. «Приборостроение и автоматизированный элекропривод в ТЭК и ЖКХ», г. Казань, 6-7 дек. 2018 г. Казань: КГЭУ, 2018. Т. 1. С. 147-150.

13. Киен, Н. Т. Определение параметров сважинной жидкости проточным ПМР-анализатором / Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, Р. С. Кашаев // IV Национальной н/пр. конф. ПАЭТЭКЖКХ. (Казань 6-7 декабря 2018 г.). - Казань, 2018. - Т.1. -

C.147-150.

Патенты

14. Патент 198224 Российская Федерация, МПК-2019.08 C10G 33/02, B01D 17/04. Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий / Р. С. Кашаев, Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, О. В. Козелков - № 2019137175; заявитель, патентобладатель ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»; заявл. 19.11.2019, опубл. 25.06.2020, Бюл. №18. - 7 с.

ГЛАВА 1.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ (АНАЛИЗАТОРОВ) ПРОТОЧНОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТИ

Республика Татарстан обладает большими залежами высоковязкой нефти, которые занимают все больший объем добываемого сырья, вязкость которого достигает высоких значений 700 мПахс, в немалой степени из-за повышенного содержания асфальтено-смол (АС) и парафинов.

Проблема как можно более раннего контроля этих параметров при подготовке сырой нефти - снижении вязкости и отделения АС, является актуальной и одним из приоритетных направлений техники контроля СКЖ.

Актуально снижение стоимости добычи, подготовки и транспортировки нефти. По данным Минэнерго в феврале 2019 г. себестоимость 1 т. нефти в РФ составляет 11 тыс. руб./т, в немалой степени из-за образования асфальтено-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) [1]. Мероприятия по борьбе с осложнениями в нефтегазодобыче (вязкость, АС) с каждым годом становятся все более дорогостоящими из-за роста цен на химические реагенты, которые, кроме того, ухудшают свойства нефти и непродуктов.

Поэтому, в последнее время все больше используется ряд физических методов воздействия на нефть, в том числе обработка электромагнитным полем [2,3], наиболее перспективной для снижения вязкости и борьбы с АСПО.

1.1. Основные факторы, влияющие на точность контроля при добыче нефти: представительный пробоотбор, газосодержание, экспрессность анализа, вязкость, концентрация асфальтено-смол.

Нефтедобывающей промышленности для бригадного учета необходим проточный экспресс-анализатор скважинной жидкости (СКЖ), удовлетворяющий Правилам учета нефти (ПУН), ГОСТ 8.615-2005 и ГОСТ 8.888-2015 [4, 5]. Точ-

ность учета СН будет зависеть не только от точности применяемых поточных и лабораторных средств измерений, но и от представительности отбора проб.

Проблема создания такого проточного комплекса учета скважинной жидкости является актуальной и поскольку в РФ не существует таких аппаратно-программных комплексов и даже нет нормативной документации по применению проточных анализаторов, аналогичной зарубежным API 551, 555 по ASTMD 3764, рядом отечественных компаний ставится задача создания экспресс-анализатора с интегрированным в нем пробоотборником, например по Техническому заданию (ТЗ) НПО «НТЭС» [5], для широкого внедрения в нефтяной промышленности.

Среди факторов, влияющих на точность измерений по данным [6] относятся в %: ошибки пробоподготовки - 38 %; методические и аппаратурные проблемы - 30%; ошибки калибровки - 23%; ошибки первичного пробоотбора -10%; отслеживание (tracing) образца - 4%.

Анализу физико-химических свойств (ФХС) скважинной жидкости предшествует представительный пробоотбор образцов пробоотборными устройствами (ПУ) из скважины, нефтепроводов, танков и др.

Критический анализ промышленно производимых ПУ показал, что в отечественных пробоотборниках для разных режимов течения потока не обеспечивается представительность отбора проб, а погрешность анализа из-за этого может достигать в среднем 30%, Нурмухаметов [7]. Пробоотбор должен удовлетворять условиям: однородности потока после смесителя, экспрессности, то есть достаточного числа дискретных проб в зависимости от динамики изменения влагосо-держания сырой нефти и точности ее измерения, транспортировки и дробления для лабораторного анализа. В связи с этим возникает актуальная необходимость разработки нового способа и устройства для экспресс-отбора проб, который должен удовлетворять условиям: точности не менее ± 4%. При использования датчиков оперативного контроля (которые должны быть без движущихся деталей, устанавливаться и сниматься без остановки потока), необходимо выполнение требований Jiskoot [8], определенных на базе многофакторного анализа:

1. Для обеспечения стабильности термодинамических параметров во времени и точности измерений рабочие процессы должны быть непрерывными, т.е. поступление и отвод газожидкостной смеси не должны прерываться;

2. Энергию потока нельзя использовать для измерения (вращения турбинок, переключения и т. п.), т.е. отвод энергии должен быть минимальным;

3. Во избежание разгазирования жидкости и для снижения образования АСПО процесс пробоотбора должен быть изобарическим.

Помимо представительного пробоотбора, на точность анализа по указанным ПУН и ГОСТ оказывают влияние такие параметры, как структура потока, газосодержание, вязкость и концентрация асфальтено-смол (АС). Поэтому необходимы анализаторы для охвата всего динамического диапазона изменений газосодержания, вязкости и концентрации АС и устраняющие влияние структуры потоков, которые в двухфазных жидкостях многообразны. В горизонтальных трубопроводах возникают следующие режимы течений:

- Расслоено-волновое со скоростью течения V < 0.2 м/с и W = 10-95%;

- Трехслойное со скоростью V = 0.2^0.4 м/с и влагосодержанием W = 75-95%;

- Кольцевое со скоростью v> 0.8 м/с и влагосодержанием W< 10 %.

Как показано в работе [9], погрешность пробоотбора при использовании по ГОСТ 2517 однотрубчатого пробозаборного устройства (ПЗУ) достигает 60%; для ПЗУ с тремя трубками - до 20% и выше, для ПЗУ щелевого типа - до 30%. Представительность пробоотбора наивысшая при максимальной однородности распределения компонентов водонефтяного потока по сечению трубопровода. Для этого рекомендуется: обеспечить предварительное тщательное перемешивание и предотвращение гравитационного разделения, что достигается при отборе пробы из вертикального потока и выполнении условия изокинетичности отбора .

Однако, одна однородность потока не обеспечивает полной представительности пробы, поскольку в реальных водонефтяных потоках изменения физико-химических параметров СКЖ во времени случайно. Поэтому проба должна отбираться часто, чтобы регистрировать их изменения.

Испытания Демьянов [9] щелевых пробоотборных устройств (ЩПУ), установленных на вертикальном участке с учетом рекомендаций с изменением № 1 к ГОСТ 2517, показали, что представительность отобранной пробы зависит от концентрации воды W в водонефтяном потоке. До 40-50 % воды эмульсия имеет тип «вода в масле», после 70 % - «масло в воде». В промежуточной области 40-70 % воды возможно существование эмульсий обоих типов. Предлагается [9] диапазон содержания воды разделить на четыре поддиапазона: 0-3 %; 2-40 %; 40-70 % и 70 -100 %. При горизонтальном положении трубы возможна ситуация гравитационного расслоения потоков (особенно при низких скоростях). Тогда по Durand [10] расход Q будет описываться уравнением:

О = (А3 В\ = г*\0.5п*'-(*-Н)(К"-(К-Н)"Г~-К" агс5щ у-^ 0.5 ^ V ТУ { 2фН-Н2)05 } ( . )

где A- зона жидкого потока в трубе, g - ускорение свободного падения, T - хорда линии (поверхности) жидкости в сечении трубы, R и Л-радиус и диаметр трубы, H и Н2 -уровень жидкости, когда она меньше и больше R.

Расход (дебит скважин) Q зависит также от многих других параметров - газосодержания О, плотности р (коррелирующей с вязкостью и АС) компонентов СКЖ, температуры Исследованиями института «Гипровостокнефть» установлена зависимость расхода Q продукции скважин от ее компонентов в виде:

Q = QЖ\l + (1-^Рг(^ +7СГ)1 (1.2)

РН

где QЖ - массовый расход дегазированной жидкости, Ж - массовый процент обводненности, р и р - плотности газа и нефти при нормальных условиях, Р -давление сепарации, V- объем свободного газа, содержащегося при нормальных условиях в одном объеме нефти, а и п - коэффициенты, экспериментально определяемые для различных пластов.

Исследования [11] показали, что температурная погрешность увеличивается с 5Н = 2.7% для сухой нефти до 5Н = 74% при Ж = 80%.

Вязкость в нефтях связана корреляциями с основными компонентами сырой нефти Malkin и др.[12], в том числе с плотностью, которая зависит от концентра-

ции асфальтено-смол. Вязкость водо-нефтяных эмульсий также зависит от обводненности W и температуры [13, 14].

1.2. Пробоотборники в составе применяемых анализаторов скважинной жидкости. Патентный поиск по системам пробоотбора

Первичные датчики контроля СКЖ в измерительных комплексах должны быть без движущихся деталей, устанавливаться и сниматься без остановки потока, должны удовлетворять условиям: точности < ±4%, охвата всего диапазона изменений концентрации компонент (0-100%).

По патенту РФ № 2261428 [15] устройство для отбора проб из трубопровода включает корпус; поршень, с возможностью перемещения и разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых гидравлически связана с контуром первой текучей среды, а вторая с контуром второй текучей среды; размещенный в контуре второй текучей среды пробоотборник, приспособленный для отбора из второй камеры заданного количества проб за заданное время; при этом первая камера связана с контуром первой текучей среды посредством входной магистрали, имеющей со стороны первой текучей среды участок в виде обводной линии, приспособленной для непрерывного прохода части потока контура первой текучей среды; на входной магистрали установлены запорный элемент и клапан; обеспечивающий пропускание единичной пробы первой текучей среды из обводной линии в первую камеру во время отбора пробы второй среды.

По патенту РФ № 153996 [16] пробоотборник в автоматическом режиме отбирает в контейнер объединенную пробу, которая складывается из большого количества однократных проб с установленным временным интервалом. Таким образом, состав пробы в контейнере оказывается максимально приближенным к истинному составу рабочей среды.

Наиболее близким к разрабатываемому в диссертации пробоотборному устройству (прототипом) является патент РФ №150614 [17] авторов: Немиров М. С,

Силантьев С. И, Савинов Е. В, Нурмухаметов Р. Р. опубл. 20.02.2015, бюл. №5 на основе технического решения автоматического пробоотборника руководства по установке, эксплуатации и обслуживанию «Электрические ячеечные пробоотборники» [18] фирмы Jiskoot Quality Systems, Великобритания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Тьи Киен, 2020 год

ИП - источник питания

КЗ - короткое замыкание

ИБП - импульсный блок питания

^ПМР(%) - концентрация воды в ВНЭ по данным ПМР

W(%) - концентрация воды в образце ВНЭ

R2 - коэффициент корреляции

СКО - среднеквадратическое отклонение

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инюшин, Н. В. Аппараты для магнитной обработки жидкостей / Н. В. Иню-шин, Л. Е. Каштанова, А. Б. Лаптев и др. - Уфа : Государственное издательство научно-технической литературы «Реактив», 2000. - 57 с.

2. Тебенихин, Е. Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках [Текст] / Е. Ф. Тебенихин. - Москва : Энергия, 1977. - 183 с.

3. Классен, В. И. Омагничивание водных систем. Магнитная обработка водных систем / В. И. Классен - Москва: Изд-во Химия, 1978. - 240 с.

4. Постановление Правительства РФ от 27.11.2014 N 1255 : О внесении изменения в пункт 4 Правил учета нефти: Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -.- URL :https://zknrf.ru/goverment/Postanovlenie-Pravitelstva-RF-ot-16.05.2014-Ы-451/(дата обращения:13.09.2019).

5. САПР и графика : Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2013 - . - URL : https://sapr.ru/article/7563 (дата обращения:13.11.2019).

6. Романов, В. Н. Теория измерений. Точность средств измерений / В. Н. Романов. Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2003. - 154 с.

7. Нурмухаметов, Р. Р. Методика дискретного отбора проб сырой нефти и контроля распределения влагосодержания нефти в промысловом трубопроводе: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : 05.11.13 / Нурмухаметов Рустем Радикович ; Казан. техн. ун-т им. А.Н. Туполева, 2015. - 16 с.

8. Jiskoot, J. J. Considerations for crude oil sampling // Control and Instrumentation. -1987. - Т.19. - №5. - Pp.127-128.

9. Демьянов А.А. О проблемах определения содержания воды при учете сырой нефти // Нефтедобыча: междунар: Интернет-журн: сайт. - Москва, 2002 -.URL :http:www.teplopunkt.ru/ articles/0049 daa nft.html(дата обраще-ния:13.09.2019).

10. Durand, A. A. Determining sealing flowrates in horizontal run pipes / A. A. Durand, M. Marquez-Lucero // ChemicalEngineering. - March, 1998. - Pp. 128-134.

11. Золотов, В. П. Анализ способов измерения расхода нефти в жидкой продукции скважины / В. П. Золотов, А. П. Коробов // Нефтяное хозяйство. М.: Недра. - 1972. - №5. - С. 33-37.

12. Malkin, A. Some compositional viscosity correlations for crude oils from Russia and Norway / A. Malkin, Ya, G Rodionova, S Simon, S Ilyin, M. P Arinina, V. G Kulichikhin, J Sjoblom // Energy&Fuels. - 2016. - Рр.9322-9328. Doi.org/10.1021/acs.energyfuels.6b02084.

13. Кашаев, Р. С. Корреляция между вязкостью и ядерной (протонной) магнитной релаксацией в нефтяных дисперсных системах /Р. С. Кашаев// Applied Magnetic Resonance. - 2018. - №49. - С.309-325. https://doi.org/10.1007/s00723-018-09772.

14. Особенности формирования и разрушения водонефтяных эмульсий на поздней стадии разработки нефтяных месторождений / Сахабутдинов Р. З, Губай-дуллин Ф. Р, Исмагилов И. Х, Космачев Т. Ф. - Москва: ОАО «ВНИИО-ЭНГ». М.: - 2005. - 324 с.

15. Патент №2261428. Устройство для отбора проб из трубопровода : № 2009114000 : заявл. 13.04.2009 : опубл. 27.09.2010 / Ф. Д. Шайдуллин, И. З. Денисламов, И. М. Назмиев, И. Ф. Ситдиков ; заявитель, патентобладатель Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина. - 5 с.

16. Патент №153996. Устройство для отбора проб продукции скважины : № 2014149959: заявл. 10.12.2014 : опубл. 14.07.2015 / Ю. М. Самойлов, И. А. Федоров, Р. Р. Газизов ; заявитель, патентобладатель открытое акционерное общество "Татнефть" им. В. Д. Шашина. - 4 с.

17. Патент №150614. Автоматический пробоотборник : №2014136599/28: заявл. 09.09.2014 : опубл. 20.02.2015 / М. С. Немиров, С. И. Силантьев, Е. В. Савинов, Р. Р. Нурмухаметов ; заявитель, патентобладатель межрегиональное Открытое акционерное общество "нефтеавтоматика". - 4 с.

18. Руководство по установке, эксплуатации и обслуживанию. Электрические ячеечные пробоотборники, фирма Jiskoot Quality Sуstems, Великобритания:

Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -.- URL :https://b2b-postavki.ru/predstavitel/jiskoot-ltd.html. (Дата обращения:24.11.2019).

19. Тоски Э, Ханссен Б. В, Смит Д. Schlumberger, 3 PhaseMeasurements, Берген, Норвегия, Б.Теувени, Schlumberger, Кембридж, Великобритания. Эволюция измерений многофазных потоков и их влияние на управление эксплуатацией: Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -. - URL : https:// oilcapital.ru/news/markets/24-12-2003/evolyutsiya-izmereniy-mnogofaznyh-potokov-i-ih-vliyanie-na-upravlenie-ekspluatatsiey. (Дата обраще-ния:29.11.2019)

20. Березовский, Е. В. Установка для испытаний средств измерений на эталонных газожидкостных смесях с цифровой обработкой данных / Е. В. Березовский, М. С. Немиров, П. И. Лукманов, Р. Р. Газизов // М.: Приборы. - 2009. -№1. - С.3-10.

21. Березовский, Е. В. Исследование влияния газа, содержащегося в нефти на показания преобразователей объемного расхода нефти / Е. В. Березовский, А. Д. Акчурин // М.: Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2011. - №4. - С.43-45.

22. Khasanova, N. Low field method for analysis of heavy oils without extraction / N Khasanova, В Sakharov B, V Volkov, D Nurgaliev // 17-th International Multidis-ciplinary Scientific Geoconference SGEM2017. - Viena, Austria. - 2017. -Рр.297-304.

23. Вашман, А. А. Ядерная магнитная релаксация и ее применение в химической физике / А. А. Вашман, И. С. Пронин. - Москва : Наука. - 1979. - 235с.

24. Carr, H. Y. Effects of Diffusion on Free Precession in Nuclear Magnetic Resonance Experiments / H. Y. Carr, E. M. Purcell //American Physical Society. - 1954.

25. Meiboom, S. Modified Spin-Echo Method for Measuring Nuclear Relaxation Times / S Meiboom, D Gill // Review of Scientific Instruments. - 1958. - Vol. 29. - Issue 8. - Рр.688-691.

26. Шкаликов, Н.В. Исследование тяжелых компонентов нефти методом ЯМР : дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук : 01.04.07 / Шкаликов Николай Викторович ; Казан. гос. ун-т им. В.И. Ульянова-Ленина, 2010. - 116 с.

27. Патент №2383884. Способ определения содержания жидкофазных и твердотельных компонент в смеси углеводородов : №2008148990/28: заявл. 12.12.2008: опубл. 10.03.2010 / И. В. Николин, Н. В. Шкаликов, В. Д. Скирда; заявитель, патентобладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный университет имени Ульянова-Ленина". - 5 с.

28. Абрагам, А. Ядерный магнетизм. М.: ИИЛ. Под ред. Г.В.Скроцкого. - 1963. -554 с.

29. Suryan, G. Nuclean Resonance in Flowing Liquids // Proc.Indian.Acad. Sci. -1951. - A33. - Рр 107 - 111.

30. Kashaev, R. S. NMR-Analyser for Automatic Control of Physical-Chemical Parameters of Crude Oil and Bitumen / R. S. Kashaev, A. N. Temnikov, Z. Sh. Idiatul-lin, M. V.Charitonov, T. I. Farachov // Extended Abstracts "Magnetic Resonance & Related Phenomena, XXVIII Ampere Congress, Canterbury , UK. - 1996. -Рр.295-296.

31. Кашаев, Р. С. ЯМР для автоматического контроля физико-химических параметров добываемой нефти / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, З. Ш. Идиятуллин, М. В. Харитонов, Т. И. Фарахов // Структура и динамика молекулярных систем : сб. науч. тр. - Казань, Йошкар-Ола, Москва . - 1996. - Т.4 . - С.30-31.

32. Шартаков, А. Ю. ЯМР-анализатор контроля добываемой нефти / А. Ю. Шар-таков, М. В. Харитонов, Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, З. Ш. Идиятуллин, Т. И. Фарахов // Электронное приборостроение . - 1997. - В.1. - С.62-64.

33. Kashaev, R. S. NMR-apparature for on-line control of physical-chemical parameters in oil-water emulsions / R. S. Kashaev, A. N Temnikov, Z. Sh Idiatullin, M. V Charitinov, T. I. Farachov // Abstr. 18-th EENC inference. - Bled, Slovenia. -1998. - Рр.20.

34. EP 0691526. Method and apparatus for the determination of the individual mass flow rates of the multicomponent flow: A1 G01F1/74 inventor: Bayer, Alwin D-91171 Greding (DE), representative: Gregory, Timothy Mark Northampton NN1 SEL (GB).

35. Патент РФ №98105479. Ядерно-магнитный расходомер для многофазной среды : №98105479/28: заявл. 12.03.1998 : опубл. 10.01.2000 / А. И. Жерновой, Е. М. Белов, Ю. Н. Важев, Н. В. Евстафьев, М. И. Ерусалимский, Г. В. Ефимов, В. Н. Карандин, А. П. Поздняков ; заявитель, патентобладатель ТОО "Фирма "Юстас". - 5 с.

36. Жерновой, А. И. Ядерный магнитный резонанс в проточной жидкости / А. И. Жерновой, Г. Д. Латышев // Атомиздат. - 1964. - C.25-26.

37. Поздняков, А. Точность лишней не бывает / А Поздняков, В Карандин // Нефтегазовая вертикаль. - 2003. - №5.

38. Патент РФ №2004118829. Устройство и способы измерения ЯМР с корректировкой по спин-спиновому взаимодействию : №2004118829/28: заявл. 22.06.2004 : опубл. 10.01.2006 / Ганесан Кришнамуртхи., Сун И-Цзяо., Ань Ли ; заявитель, патентобладатель Шлюмбергер текнолоджи бв (NL). - 25 с.

39. Патент РФ №2256931. Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентной жидкости на основе ЯМР : №2004105304/28: заявл. 24.02.2004 : опубл. 20.07.2007 / Р. Ф. Валиев, А. Г. Харисов, И. И. Садыков, А. А. Шмелев ; заявитель, патентобладатель Открытое Акционерное Общество "Аль-метьевский завод "Радиоприбор" (RU). - 17 с.

40. Патент РФ №74710. Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей методом ЯМР : №2007149589/22: заявл. 27.12.2007 : опубл. 10.07.2008 / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, З. Ш. Идиятуллин, И. Р. Даутов, ООО «Идея-Резонанс» ; заявитель, патентобладатель Общество с ограниченной ответственностью "Идея - Резонанс" (RU). - 11 с.

41. Патент РФ №2427828. Способ измерения скорости потока многофазного флюида при помощи регистрации сигнала ЯМР и устройство для его осуще-

ствления : №2010114389/28: заявл. 12.04.2010 : опубл. 27.08.2011 / Ш. Г. Ягу-дин, Р. Р. Харитонов, В. Д. Скирда, М. С. Тагиров, Н. В. Шкаликов, В. И. Попов, А. А. Ибрагимов ; заявитель, патентобладатель Ягудин Шамил Габ-дулхаевич (RU), Скирда Владимир Дмитриевич (RU), Ибрагимов Асхат Ах-бабович (RU). - 11 с.

42. Патент US №6046587. E21B47/10, Go1F1/716, 1/74, G01V3/00, опубликован 04.04.2000.

43. Проспект ВИТ. Автоматизированные системы определения количественных и качественных характеристик газа, воды, нефтесодержащих жидкостей, нефти и нефтепродуктов на потоке: Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -. - URL :Ы1р://промкаталог.рф/РиЫюРосите^/0816358^^Дата обращения: 24.12.2019)

44. Deng, F. Online NMR flowing fluid measurements / F. Deng, X. M. Wang, Y .T. Lulin, K. X. Xiyun, l. D. Geng. // Appl. Magn. Reson. - 2016. - V.47. - Iss.11. -Pp.1239-1253. Doi. 10.1007/s00723-016-0832-2.

45. Киен, Н. Т. Релаксометр протонного магнитного резонанса / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен, О. В. Козелков // Приборы и техника эксперимента. - 2019. - №2. - С.145-148.

46. Киен, Н. Т. Импульсный блок питания для ПМР-релаксометра / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев, О. В. Козелков // Изв. Вузов. Пробл. Энергетики. - 2019. - Т21. -№6. - С. 111-117.

47. Киен, Н. Т. Стенд ПМР-анализатора для измерения вязкости и состава многокомпонентных жидкостей методом ПМР-релаксометрии / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев // Изв. Вузов. Пробл. Энергетики. - 2020. - Т22. - №2. - С. 108-116.

48. Kien, N. T. On-line flow proton magnetic resonance analyzer / R. S. ^shaev, O. V. ^zelkov, N. T. Kien, CH. V. Tung // International Journal Of Applied And Fundamental Research. - 2018. - № 6. - С. 103-110.

49. Киен, Н. Т. Проточный анализатор нефти на базе протонного магнитно-резонансного релаксометра / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев, О. В. Козелков, Ч. В.

Тунг // I Межд. н/прконф. Наука, техника, образование: взаимодействие и интеграция в современном обществе. (Смоленск, 30 июня 2018 г.). - Смоленск, 2018. - С.89-90.

50. Киен, Н. Т. Датчик постоянного магнитного поля / Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев, Ч. В. Тунг // Матер.ХГУ Межд. Молод. н/пр. конф. «Тинчуринские чтения». КГЭУ. (Казань, 23-26 апреля 2019 г.). - Казань, 2019. - С.110-112.

51. Киен, Н. Т. Электроаппаратный комплекс для проточного контроля параметров нефти (состава) методом ПМР-релаксометрии поля / Н. Т. Киен, Р. С. Ка-шаев, Ч. В. Тунг // Межд. н./пр. конф. «Научные исследования в современном мире: опыт, проблемы и перспективы развития». Вестник науки. (Уфа, 19 мая 2019 г.). - Уфа, 2019. - С.37-39.

52. Киен, Н. Т. Моделирование процесса измерения параметров скважинной жидкости в программном пакете LABVIEW/ Н. Т. Киен, Р. С. Кашаев // Международная научно-практическая конференция. Актуальные вопросы современной науки. Вестник наука. (Уфа, 19 ноября 2019 г.). - 2019. - С.34-39.

53. Kien, N. Т. Nuclear Magnetic Resonance Relaxometry for on-line stream analysis of liquids in Industry and Research 2-d Intern / N. Т. Kien, R. S. Kashaev, С. V. Tung, I. A. Suntsov, B. R. Safiullin, O. V. Kozelkov // Conf.on Quantum Mechanics and Nuclear Engineering. (Paris, 23-24 September 2019.). - Paris, 2019.

54. Киен, Н. Т. Проточный анализатор параметров жидкостей на базе протонного магнитно-резонансного релаксометра / Р. С. Кашаев, А. Н. Темников, Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен, О. В. Козелков // Сб. Докл. II Всеросс. Конф. «Научное приборостроение». (Казань, 4-7 июня 2018 г.). - Казань, 2018. - С.115-122.

55. Киен, Н. Т. Устройство для измерения состава и расхода многокомпонентных жидкостей методом ПМР / Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен // Материалы докладов III Повол н/пр. конф. Приборостроение и автоматизированный элекро-привод в ТЭК и ЖКХ. (Казань, 7-8 декабря 2017 г.). - Казань, 2017. - С. 3436.

56. Киен, Н. Т. Определение параметров сважинной жидкости проточным ПМР-анализатором / Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, Р. С. Кашаев. // IV Национальной н/пр. конф. ПАЭТЭКЖКХ. (Казань 6-7 декабря 2018 г.). - Казань, 2018. - Т.1. -С.147-150.

57. Киен, Н. Т. Определение загрязненности воды проточным ПМРА / Р. С. Кашаев, Ч. В. Тунг, Н. Т. Киен // IV Национальной н/пр. конф. Приборостроение и автоматизированный элекропривод в ТЭК и ЖКХ. (Казань 6-7 декабря 2018 г.). - Казань, 2018. - Т.1. - С.231-246 (6 с).

58. Техническое задание (ТЗ) НПО «Новые технологии эксплуатации скважин (НТЭС)» : Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -.- URL :https://docplayer.ru/88160741-Qbshchestvo-s-ogranichennoy-otvetstvennostyu-nauchno-proizvodstvennoe-obshchestvo-novye-tehnologii-ekspluatacii-skvazhin-ooo-npo-ntes-blok-bupr-7-01.html (дата обращения: 17.12.2019).

59. Патент №67719. Портативный релаксометр ЯМР : №2007126361/22: заявл. 25.06.2007 : опубл. 27.10.2007 / З. Ш. Идиятуллин, Р. С. Кашаев, А. Н. Темников ; заявитель, патентобладатель Кашаев Р.С. (RU). - 11 с.

60. Калабин, Г.А. Количественная спектроскопия ЯМР природного органического сырья и продуктов его переработки / Г. А. Калабин, Л. В. Каницкая, Д. Ф. Кушнарев - Москва : Химия, 2000. - 410 с.

61. Патент №95117256. Способ измерения влажности нефти и нефтепродуктов : №95117256/25,: заявл. 12.10.1995 : опубл. 10.10.1997 / З. Ш. Идиятуллин, Р. С. Кашаев, А. Н. Темников ; заявитель, патентобладатель Кашаев Рустем Султанхамитович (RU). - 11 с.

62. Кашкаров, А. П. Импульсные источники питания: Схемотехника и ремонт / А. П. Кашкаров. - Москва : Издательство "ДМК Пресс". - 2012. - 184 c.

63. Шустов, М. Практическая схемотехника: Контроль и защита источников питания / М Шустов. 2-е изд. — М.: Додэка-XXI; Альтекс. - 2007. — 184 с.

Робертс, С. Решения проблемы пульсаций и помех DC/DC-преобразователей: входная и выходная фильтрация / С Робертс // Компоненты и технологии. -2015. - № 11.

Афшин Одабай. Система питания ПЛИС AlteraArria 10 FPGA и Arria 10 SOC: проверенные решения для управления питанием / Одабай Афшин // Вестник электроники. - 2016. - №1(55). - С. 42-43.

Шамгунов, Р. Р. Блок питания переносного автономного протонно-магнитного резонансного релаксометра / Р. Р. Шамгунов, Р. С. Кашаев, О. В. Козелков // Сборник материалов III Поволжской научно-практической конференции. (Казань 6-7 декабря 2017 г.). - Казань, 2017. - Т 1. - С.44-50. КР1158ЕН5Г: Электронный ресурс: сайт. - Москва, 2014 -.- URL :http://www.elekont.ru/catalog/mikrosxemy-205954/kr1158en5g.html (дата обращения: 17.12.2019).

68. Виктор Алексеев. Изолированные DC/DC-конвертеры TVN 5WI с ультранизкими шумами производства Traco Electronic AG / Алексеев Виктор // Вестник электроники. - 2016. - №2(56). - С.10-16.

69. Yan, K. Evaluation of Pulsed Power Sources for Plasma Generation / Yan K, Winands G. J, Nair S. A, M.van, Heesch E. J, Pemen A. J, I. de Jong. // Journ. Advanced Oxidation Technologies. - 2016. - Vol. 7. - N2. - Pp.37-43.

70. Hossain, M. K. Transient stability augmentation of PV/DFIG/SG-based hybrid power system by parallel-resonance bridge fault current limiter / M. K. Hossain, M. H. Ali. // Electr. PowerSyst. Res. - 2016. - Vol. 130. - Pp. 89-102.

71. Киен, Н. Т. Экспресс-методы ПМРР определения вязкости и асфальтенов в нефтях / Р. С. Кашаев, Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, О. В. Козелков // Журнал прикладной спектроскопии. - 2019. - Т. 86. - № 5. - C.807-812.

72. Kien, N. Т. Fast Proton Magnetic Resonance Relaxometry Methods for Determining Viscosity and Concentration of Asphaltenes in Crude Oils / N. Т. Kien, R. S. Kashaev, Ch. V. ^ng, О. V. Kozelkov // Journal of Applied Spectroscopy. - 2019. - V.86. - №5. - Pp. 890-895. DOI 10.1007/s10812-019-00911-4,

65.

66.

67.

73. Lo, S.-W. Mixing rules and correlations of NMR relaxation time with viscosity, diffusivity, and gas/oil ratio of methane/hydrocarbon mixtures / S.-W. Lo, G. J. Hirasaki, W. V House, R. Kobayashi // SPE J. - 2002. - Vol. 7. - №1. -Pp.24-34.

74. Shikhof, I. Temperature-Dependent Oxygen Effect on NMR D-T2 RelaxationDiffusion Correlation of n-Alkanes / Shikhof. I, Arns. C. H // Applied Magnetic Resonance. 2016. Magn. Res 47: P.1391-1408. Doi:10.1007/s00723-016-0830-4.

75. Zalesskiy, S. S. Ananikov. Miniaturization of NMR systems: desktop spectrometers, microcoil spectroscopy, and "NMR on a Chip" for chemistry, biochemistry, and industry / S. S. Zalesskiy, E. Danieli, B. Blumich, V. P. // Chemical Reviews. - 2014. - Vol 114. - Pp.5641-5694.

76. Kashaev, R. S. Phase Transitions in Some Phase Changing Organic Materials Studied by Nuclear Magnetic Resonance Relaxometry / R. S. Kashaev, A. N. Masiab // Chemical and Materials Engineering. - 2013. - Vol. 1(3) - Pp.78-84. DOI: 0.13189/cme.2013.010303;

77. Kashaev, R. S. Effect of irradiation in the visual and infrared spectral regions on nuclear magnetic relaxation parameters of protons in oil products / R. S. Kashaev, E. G. Gazizov. // Journal of Applied Spectroscopy. - 2010. - Vol. 77. - № 3. -Pp321-328.

78. Kashaev, R. S. Nuclear (Proton) Magnetic Resonance Relaxometry Study of the Effect of Rotating Magnetic Field on the Emulsion Structure / R. S. Kashaev, N. R. Faskhiev // Applied Magnetic Resonance. - 2011. - Vol. 41. - Pp31-43.

79. Jingyan, L. Research on determination of total acid numberof petroleum using mid-infrared attenuated total reflection spectroscopy / L Jingyan, Xiaoli C, Songbai T // Energy Fuels. - 2012. - V26. Pp5633-7.

80. Kashaev, R. S. Viscosity Correlations with Nuclear (Proton) Magnetic Resonance Relaxation in Oil Disperse Systems / R.S. Kashaev // Applied Magnetic Resonance. - 2018. - №49. - Pp.309-325. https://doi.org/ 10.1007/ s00723-018-0977.

81. Kashaev, S. -H. G. Protonic spin-lattice relaxation, visco sity and vibration of molecules in the n-paraffins series / S.-H.G. Kashaev, B. Le, M. Z. Zinyatov // Physical chemistry. - 1964. - 157(6). - Pp1438-1440.

82. Ратов, А. Н. Деметаллизация и обессеривание нефтей в поцессе соосаждения смолисто-асфальтеновых веществ с парафинами /А. Н. Ратов, К. Д. Ашмян, Л. Н. Дитятьева // Российский химический журнал. - 1995. - №5. - С.101-103.

83. Аgishev А^., Emelyanov M.I.//Journ. Struct. Chemistry. - 1964. - №5, -р.377.

84. Сафиева, Р. З. Физикохимия нефти. Физико-химические основы технологии переработки нефти / Р.З. Сафиева.— Москва : Химия, 1998. — 448 с.

85. Кашаев, Р. С. Научные основы структурно-динамического экспресс-анализа методом ЯМР нефтяных и угольных дисперсных систем : Автореф. дис.докт. техн.наук : 05.07.17 / Кашаев Р.С. ; Москва. ИГИ. 2001. - 40 с.

86. Шкаликов, Н. В. Magnetic Resonance in Solids / Н. В. Шкаликов, В. Д. Скирда, Р. В. Архипов // Electronic Journal. - 2006. - №8(1). - С.38.

87. Унгер, Р. Г. Фундаментальные аспекты нефтехимии. Природа смол и асфаль-тенов / Р. Г. Унгер, Л. Н. Aндреева. - Новосибирск : Наука, 1995. - 192 c.

88. Злобин, А. А. Экспериментальные исследования процессов агрегации и самосборки наночастиц в нефтяных дисперсных системах / А. А. Злобин // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовоеигорноедело. - 2015. - № 15. -С.57-72.

89. Kien, N. T. Correlation of Physico chemical Properties of Bach Ho Oils with Proton NMR Relaxation Parameters and Their Temperature Dependence / N. Т. Kien, R. S. Kashaev, Ch. V. ^ng, О. V. Kozelkov // Petroleum Chemistry. -2019. - Vol. 59. - Pp. 21-29. DOI: 10.1134/ S0965544119130073.

90. Kashaev, R. S. Fast Proton Magnetic Resonance Relaxometry Methods for Determining Viscosity and Concentration of Asphaltenes in Crude Oils / R. S. Kashaev, N. T Kien, Ch. V. Tung and O. V. Kozelkov // Journal of Applied Spectr oscopy. -2019. - Vol 86. - № 5. - Pр.1-6. DOI 10.1007/s10812-019-00911-4.

91. Технические условия на Релаксометр ЯМР ТУ 25-4823764.0031-90, «Неф-тепромавтоматика». Министерства электротехнической промышленности и приборостроения. - 1990. - С.3.

92. Программа и методика испытаний Релаксометра ЯМР Фа 2.840.017 ПМ1. «Нефтепромавтоматика». Министерства электротехнической промышленности и приборостроения. - 1990. - С.8.

93. ГОСТ 12997-94. Изделия ГСП. Общие технические условия. - Москва : Стандартинформ, 1997. - 85 с.

94. Акт испытаний технико-экономических параметров анализатора «Релаксометра ПМР» Инновационно - производственный Технопарк «Идея». ООО «Идея-Резонанс» 12 ноября 2007 г. - С.2.

95. Новицкий, П. В. Динамика погрешностей средств измерений / П. В. Новицкий, И. А. Зограф. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ленинград: Издательство Энергоатомиздат. Ленингр. отделениение, 1991. — 304 с.

96. Косулин, В. В. Основы информационных и измерительных технологий. - 2-е издание, переработанное и дополненное: Учебное пособие / В. В. Косулин -Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2011. - 291 с.

97. КаБпаеу, R. S. -H. Phase transitions in some phase changing organic materials by nuclear magnetic resonance relaxometry / R. S. -H. ^shaev, А. G. N. Маsiab // Chemical and Materials Engineering. - 2013. - Vol. 1(3). - Pp.78-84.

98. Злобин, А. А. Анализ фазовых переходов парафинов в поровом пространстве / А. А. Злобин // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. -2012. - №5. - С.47-56.

99. Патент №198224. Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий : № 2019137175 : заявл. 19.11.2019 : опубл. 25.06.2020 / Р. С. Кашаев, Н. Т. Киен, Ч. В. Тунг, О. В. Козелков ; заявитель, патентобладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «казанский государственный энергетический университет». - 7 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Алгоритм и программа управления и анализа параметров ПМР-релаксации на ПЛИС

1. Алгоритм работы ПЛИС

^^^^^Начало

Обновление числа 1800 -х импульсов

2. Программа работа ПЛИС

begin

if(MC_time <((MC_Max + MC_Off) * 1000000)) begin

MC_time <= MC_time + 1; if(MC_time<(MC_Max * 1000000)) MC_Pulse<=1; else MC_Pulse<=0; if(n<(Pulse_count+1)) begin

if(n==0)

begin

if(Pulse_time<50) Start_sync<=1; else Start_sync<=0; if(Pulse_time<(T90 + T_off * 1000))

begin

Pulse_time<=Pulse_time+1; if(Pulse_time < T90) begin Pulse_90<=1;

Pulse_180<=0;end else begin Pulse_90<=0; Pulse_180<=0;

end

Convert_CMD<=0;

end

else

begin

Pulse_time <= 0; Pulse_90<= 0; Pulse_180<= 0;

n <= 1;

Convert_CMD <= 0;

end end

else if(n>0) begin

if(Pulse_time<(T 180 + T_off * 2000)) Pulse_time <= Pulse_time + 1; else begin

Pulse_time <= 0; if(n<=Pulse_count) n <= n + 1; //begin n <= n + 1; Led_Status2<=1; end else Led_Status2<=0; end

if(Pulse_time < T180)

begin

Pulse_90 <= 0;

Pulse_180 <= 1; Convert_CMD <= 0; Start_sync <= 0;

end

else if((Pulse_time>=T 180)&&(Pulse_time<(T 180 + T_off * 1800))) begin

if(ADC_ENA >= 1) Convert_CMD <= 1; else Convert_CMD <= 0; Pulse_180 <= 0;

Pulse_90 <= 0;

Start_sync <= 0;

end

else

begin

Pulse_180 <= 0;

Pulse_90 <= 0;

Convert_CMD <= 0; Start_sync <= 0;

end end end

else if(n>=(Pulse_count+1))

begin

if(Pulse_time<(T 180 + T_off * 2000)) Pulse_time <= Pulse_time+1;

else Pulse_time <= 0;

Convert_CMD<=0;

Pulse_90 <=0;

Pulse_180 <=0;

end end

// reset

else begin

n <= 0;

MC_time <= 0;

Pulse_time <=0;

end

//if(MC_time <= 5000000) MC_Pulse <= 1; else MC_Pulse <= 0;

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты внедрения основных результатов диссертационной

работы

СОЦИАЛИСТИЧЕСКАЯ РЕСПУБЛИКА ВЬЕТНАМ Нсзааисююсть - Свобода - Счастье

TT AN Technology Development Company Thinh Thanh An

if**

TT AN-Tcchnology

Address: Tan An - Ngu Kien., Vinh Tuong Ditstricl., Vinh Phuc., Vict Nam. Phone/Fax: [phone]

---V^nx УТВЕРЖДАЮ

(Mí CÓHGpí||c¿j^. |fj д„рСк-тор AO « TT AN» ,h( TNHH ЛгЖ'Г

.И I мрт thanh.uien]М-—Ч .....Hoang Van Thinh

*AtH1NH thanh do pi. B. Тхннь) .......2019 r-

Жоат Уап Mind

АКТ

о внедрении результатов работы Н. Т. Киена па тему «Устройства для измерения вязкости и асфальтенов-смол методом ПМР»

Комиссия в составе: председателя - первого заместителя генерального директора АО «TT AN» Н. К. Хоанг (Nguyen Quoe Hoang) и научного сотрудника Н. К. Хань (Nguyen Quoc Khanh), составила настоящий акт в том, что в АО «TT AN» внедрены следующие результаты работы Н. Т. Киена.

1. Разработанные автором устройства для измерения вязкости и асфальтенов-смол методом ПМР, включающие систему пробоотбора; электро-кинематическую схему и рслаксометр ПМР, использованы в проектной деятельности АО « TT AN».

2. Результаты могут быть использованы в технологиях нефтедобычи и подготовки скважинной жидкости, в которых требуются системы автоматического управления, основанные на проточном экспресс-анализе количества и качества продукции скважин.

Состав научно-технической комиссии:

Первый зам. Генерального директора АО « TT AN»

Научный сотрудник Хань

Khanh)

Н. К. Хоанг (Nguyen Quoc Hoang) Н. К.

MJibUr

(Nguyen Quoc

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патент

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. 1. Диплом международной н. конференции «Тинчуринские чтения»

2. Диплом международной н. конференции «Научные исследования в современном мире: опыт, проблемы и перспективы развития»

3. Диплом международной н. конференции «Актуальные вопросы современной науки»

4. Диплом в аспирантско - магистерском научном семинаре