Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау

Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау  және  тасымалдау 
 
103 
 
қосынды  беті  немесе  көлем  бірлігіндегі  бөлшектердің  қосынды 
еркін беті м
2
/м
3
: 
 
S
мен
=S/V   
 
           (3.3) 
 
Тамшылардың  диаметрі  азайған  сайын  дисперстілік    өседі 
де,  меншікті  бет  көбейеді.  Сфералық  пішінге  ие  болатын 
дисперсті фазаның бөлшектері үшін меншікті бет шамасы былай 
есептелінеді: 
 
мен
≈
↔
мен
=
=
/
=
 
 (3.4) 
 
Өндірістік 
эмульсиялар 
ешқашанда 
монодисперсті 
болмайды. Оның құрамында әрқашан түрлі диаметрлі дисперсті 
фазаның тамшылары болады, яғни олар полидисперсті жүйелер 
(3.15-сурет) болып табылады.  
 
 
 
3.15-сурет. Меншікті беттің бөлшектер өлшеміне тәуелділігі: 
1- шашыраған бөлшектер; 2 - коллоидты бөлшектер;  
3 -  микрогетерогенді эмульсиялар; 4 - макрогетерогенді мұнай 
эмульсиялары  
 
Тамшылардың  өлшемі  жұмсалған  энергияның  мөлшеріне 
пропорционал  болады:  жұмсалған  энергия  көп  болған  сайын, 
тамшылардың  диаметрі  аз  болады  да,  қосынды  беттің  шамасы 

А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков,  Г.Ж. Смаилова  
 
104 
 
көп  болады.  Дисперстілік  шамасына  қарай  мұнай  эмульсия-
ларын келесідей түрлерге бөледі: 
Ұсақ дисперсті 
–
 0,2-ден 20 мкм-ге дейін өзгереді; 
Орта дисперсті 
–
 20-дан 50 мкм-ге дейін өзгереді; 
Қатаң дисперсті 
–
 50-ден 300 мкм-ге дейін өзгереді. 
Мұнай эмульсияларындағы тамшылардың өлшемі 10
-5
-10
-2
 см 
(0,1-100  мкм)  аралығында  өзгереді.  Мұнай  эмульсияларының 
құрамында барлық үш түрлі өлшемді тамшылар бар.  
2.  Мұнай  эмульсиясының  тұтқырлығы  аддитивті  шама 
болып  табылмайды,  яғни  тұтқырлықтың  қосынды  өлшемі  оны 
құрайтын мұнай мен судың қосындысына тең емес.  
Ұңғыларды өндіруді даярлау процесі кезінде судың құрамы 
мен  эмульсиядағы  дисперстілік  үздіксіз  өзгеріп  отырады. 
Эмульсия  күйіндегі  шикі  мұнайдың  тұтқырлығы  көптеген 
факторларға тәуелді болады: 
  мұнайдағы судың мөлшеріне; 
  эмульсия алынған температураға; 
  механикалық  қоспалардың,  әсіресе  темір  сульфиді 
болуына; 
  минерализация және орта реакциясының шамаларына; 
  ньютонды 
емес 
сұйықтық 
секілді 
жылдамдық 
градиентіне.  
Эмульсия  тұтқырлықтың  байқалатын  шамасымен  сипат-
талады: (μ
э
*
): 
 
э
∗
= (
м
,
с
, ,
, ,
, ,
)
  
 (3.5) 
 
Су  мұнайлы  эмульсияда  дисперсті  фаза  ретінде  судың 
болуы  80–85%  аралығында  болуы  мүмкін.  Байқалатын 
тұтқырлық  шамасының  су  мөлшеріне  байланысты  өзгеруі 
қорытындысынан  байқайтынымыздай,  мұнай  эмульсиясында 
судың  нақты  шекке  дейін  көбеюі  эмульсияның  байқалатын 
тұтқырлығын  көбейтеді,  (3.16-сурет)  сәйкесінше  осындай 
эмульсияны  айдауға  кететін  энергетикалық  шығындарды 
көбейтеді. 

Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау  және  тасымалдау 
 
105 
 
 
 
 
3.16-сурет. Байқалатын эмульсия тұтқырлығының араласу 
температурасынан және мұнайдағы су құрамынан тәуелділігі 
 
Судың  критикалық  концентрациясы  инверсия  нүктесі  деп 
аталады.  Инверсия  нүктесінде  фаза  айналымы  болады  және 
дисперсті  фаза  –  дисперсті  ортаға  айналады,  ал  дисперсті  орта 
дисперсті фазаға, демек эмульсия өзінің түрін С/М-н М/С түріне 
ауыстырады. 
Мұнайлы  эмульсияның  айналу  фазасы  үлкен  практикалық 
мәнге  ие.  Эмульсияның  М/С  түрі,  эмульсияның  С/М  түріне 
қарағанда  тасымалдау  кезінде  энергия  шығынына  аз  түседі. 
Сондықтан    эмульсияны  тасымалдау  кезінде  сыртқы  фаза  су 
болғаны  ұтымды,  сонымен  қоса  құбырлар  коррозиядан 
қорғалуы  керек  және  де  бұл  тәсіл  мұнайды  дайындау  
процесінде  оны  судан  жақсы  тазартуда  қолданады.  Әртүрлі  кен 
орындары    мұнайлары  үшін  0,5  <  Wкр.  <  0,9.  Көп  жағдайда  
Wкр ~ 0,71 (Cd =74 % өлшемімен салыстырыңдар).  
Мынадай  диапазон  мәні  эмульсия  компоненттерінің 
әртүрлі физика-химиялық қасиетімен түсіндіріледі және бірінші 
ретте  бұл эмульсияда әртүрлі эмульгаторлар – эмульсия пайда 
болуына алып келетін заттардың барлығымен түсіндіріледі.  
Дисперсті  әсер  етудің  кинетикалық  теориясына  сәйкес 
бөлшектер  арасындағы  арақашықтық  бөлшектер  өлшемінің 
тәртібі  болған        кезде  ғана  байқалуы  керек.    Сәйкесінше,  бұл 

А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков,  Г.Ж. Смаилова  
 
106 
 
құбылысты  дисперсті  фазаның  жоғары  концентрациясы  кезінде 
немесе оның өте жұқа ұсақтануында байқалады.  
Тамшының  өлшемі  кейбір  өлшемге  дейін  кішіреюі 
тұтқырлыққа  әсер  етпейді  (3.17-сурет).  Булы  мәнге  жеткеннен 
кейін  тамшының  алдағы  кішіреюі  тұтқырлықтың  өлшемнен 
тәуелділігінің күшеюіне алып келеді.  
 
 
 
3.17-сурет. Эмульсия тұтқырлығының тамшылардың максималь 
диаметріне тәуелділігі  
 
Байқалатын тұтқырлықтың көлемін бағалау – қиын тапсырма. 
Тәжірибеде 
түрлі 
эмпирикалық 
теңдеулерді 
қолданады. 
негізінде  тәуелділіктің  алғашқы  үш  параметрін  ескеретін  (3.5). 
Соның  біреуі  төмен  концентрация  кезінде  диспергирленген 
суларда қолданылатын А. Эйнштейн теңдеуі: 
 
μ
э
 =μ
м 
·(1+2,5·W)  
               
(3.6) 
 
мұндағы  W–эмульсиядағы судың көлемдік бөлігі. 
 
Тейлор формуласы универсалды болып келеді: 
 
μ
э
 =μ
м 
·(1+2,5·W(μ
э
+0,4 μ
м
/  μ
э
+ μ
м
) 
          (3.7)