CC BY
0
УДК 637.248
Литвинов К.А.
студент второго курса магистратуры ТИУ
г. Тюмень, РФ
Научный руководитель: Овчинников В. П.
профессор, д.т.н., зав. кафедрой НБ ТИУ
г. Тюмень, РФ
ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР ПРОТИВОМОРОЗНЫХ ДОБАВОК ДЛЯ ЦЕМЕНТНОЙ СМЕСИ
Аннотация
Данный патентный обзор посвящен исследованию противоморозных добавок для цементного раствора при закреплении скважин в зонах ММП (многолетнемерзлых пород). Актуальность данной работы обусловлена необходимостью разработки эффективных технологий цементирования скважин в условиях постоянного промерзания грунта. В рамках обзора рассматриваются существующие патенты и научные разработки в области применения специальных добавок для обеспечения надежного крепления скважин в зонах ММП. Полученные результаты имеют важное значение для улучшения процессов строительства и бурения в условиях многолетней мерзлоты.
Ключевые слова
противоморозные добавки, цементный раствор, скважины, многолетняя мерзлота, патентный обзор, зоны ММП, крепление скважин.
Litvinov K.A.
second year master's student TIU Tymen, Russia Scientific supervisor: Ovchinnikov V. P.
Professor, Doctor of Technical Sciences, Head. Department of NB TIU
Tymen, Russia
PATENT REVIEW OF ANTI-FROST ADDITIVES FOR CEMENT MIXTURE
Abstract
This patent review is devoted to the study of antifreeze additives for cement mortar when cementing wells in permafrost (permafrost) zones. The relevance of this work is due to the need to develop effective technologies for cementing wells in conditions of constant soil freezing. The review examines existing patents and scientific developments in the field of the use of special additives to ensure reliable fastening of wells in permafrost zones. The results obtained are important for improving construction and drilling processes in permafrost conditions.
Keywords
аntifreeze additives, cement mortar, wells, permafrost, patent review, permafrost zones, well casing.
Актуальность.
Исследование противоморозных добавок для цементного раствора при креплении скважин в зонах многолетней мерзлоты представляет значимый научно-практический интерес в условиях эксплуатации месторождений в арктических регионах. Сложные климатические условия и требования к долговечности
и надежности скважин, особенно при креплении в зонах ММП, предъявляют серьезные вызовы для нефтедобывающей отрасли.
Важность данного исследования обусловлена не только экономическими и энергетическими аспектами, но и экологической ответственностью, так как правильный выбор противоморозных добавок способствует уменьшению негативного воздействия на окружающую среду при эксплуатации скважин в зонах ММП. Эффективное использование таких добавок позволит повысить долговечность и безопасность скважин, а также оптимизировать процессы бурения и цементирования в условиях высоких нагрузок, обеспечивая стабильность работы нефтяных и газовых скважин в мерзлых многообразиях почв.
Итак, данное исследование представляет собой значимый вклад в развитие технологий нефтегазовой промышленности, направленный на улучшение качества строительства и эксплуатации скважин в условиях многолетней мерзлоты, что является ключевым аспектом эффективной и безопасной добычи углеводородов в арктических регионах.
Выполнение данного патентного обзора направлено на обеспечение глубокого понимания проблематики противоморозных добавок для цементного раствора при креплении скважин в зонах многолетней мерзлоты с целью подготовки к написанию диссертационной работы в высших учебных заведениях.
Цели и задачи:
1. Изучить существующие патенты и научные разработки в области противоморозных добавок для цементного раствора.
2. Определить особенности применения данных добавок при креплении скважин в зонах многолетней мерзлоты.
Методики:
1. Анализ литературных источников, включая публикации, статьи, патенты и научные исследования в области противоморозных добавок.
2. Сравнительный анализ свойств различных противоморозных добавок и их влияния на цементирование скважин.
Ожидаемый результат:
1. Глубокое понимание проблематики противоморозных добавок в контексте крепления скважин в зонах многолетней мерзлоты.
2. Разработка рекомендаций для выбора оптимальных противоморозных добавок в зависимости от условий эксплуатации.
3. Критический обзор существующих патентов и научных работ в данной области, что является базой для дальнейших научных исследований и диссертационной работы.
Основная часть.
Для проведения анализа противоморозных добавок для цементного раствора при креплении скважин в зонах многолетней мерзлоты необходимо установить четкие критерии отбора патентов и научных разработок [2].
С учетом этих фильтров мы сможем провести детальный анализ противоморозных добавок и цементных растворов для зон ММП, выделить наиболее перспективные разработки, и предложить рекомендации для дальнейших исследований и разработок в этой области.
Для этого предлагается использовать следующие фильтры:
1. Отечественные и иностранные производители: оценка публикаций и патентов отечественных и иностранных производителей позволит сравнить разработки разных стран с учетом специфики климатических условий и технологических подходов [3].
Отечественные и иностранные патентообладатели
1231 18%
Иностранный Отечественный
■ 5732 82%
Рисунок 1 - Распределение отечественных и иностранных патентообладателей
Отечественные патенты составляют примерно 17.7% от общего числа патентов в этой области. Это указывает на значительную активность отечественных исследователей и инноваторов в разработке противоморозных добавок для цементных смесей.
2. По странам: анализировать патенты и исследования, проведенные в различных странах, чтобы выявить особенности и инновации в области противоморозных добавок в зависимости от местных условий и потребностей индустрии [4].
69 53 50 37 31 30 29 CN JP RU SU ^ US WO ЕР СА PL BR ЕА CZ N0 Рисунок 2 - Распределение патентов по странам
Россия занимает третье место среди ведущих стран-разработчиков, продемонстрировав значительный интерес к инновационной деятельности в области противоморозных добавок для цементных смесей. Это свидетельствует о высокой технологической компетентности российских исследовательских и инженерных групп.
Важно отметить, что интерес к этой области постоянно растет, что отражается в росте числа патентов с течением времени. Повышенный интерес к противоморозным добавкам подчеркивает их значимость в современной строительной индустрии.
3. По годам: учитывать последние годы для включения самых актуальных разработок и технологий в области противоморозных добавок, так как отрасль постоянно развивается [1].
Количество патентов по годам
Итог
Экспоненциальная (Итог)
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
Hlß^O^OffllDOfflMH^I (N 1Л О0 Н ^ I 0(Т1ШШГ^1ЛЙ)Н
cncncncncncncncncncncncncncncncncncncncncncnoi
^i^o m 00011122 00000000 (N(N(N(N(N(N(N(N
Рисунок 3 - Распределение по годам
0
Рост числа патентов с 1990 года до наших дней является ярким свидетельством увеличенного интереса к противоморозным добавкам для цементных смесей. Этот тренд подтверждает важность этой области и активную роль, которую играют исследователи и инженеры в этом направлении.
Российские ученые и инженеры продолжают активно вносить свой вклад в разработку новых технологий и материалов, что делает страну одним из ключевых игроков в мировой инновационной среде.
Заключение
Помимо вышеприведенного анализа, стоит отметить, что в области разработки рецептур цементных растворов имеется значительный вклад от научного руководителя данного исследования, В.П. Овчинникова, доктора технических наук, профессора и заведующего кафедрой "Бурение нефтяных и газовых скважин" в Тюменском государственном нефтегазовом университете. В его активе более 40 патентов, касающихся рецептур цементных растворов. Его решимость и настроение на плодотворную работу в данном направлении существенно способствуют научному прогрессу и инновациям в этой области.
Из проведенного анализа видно, что международное сообщество проявляет постоянный интерес к разработке противоморозных добавок для цементных смесей в условиях криолитозоны. Китай и Япония являются лидерами по количеству патентов, однако и Россия занимает значимое место в этом списке.
Постепенный рост числа патентов с 1990 года свидетельствует о постоянной активности в исследованиях и разработках в данной области. Таким образом, дальнейшие исследования в этой сфере могут быть направлены на освоение новых технологий для обеспечения надежного цементирования в условиях многолетней мерзлоты.
Россия является важным участником на мировом рынке противоморозных добавок для цементных смесей. Признание российских исследователей и инженеров подтверждается значительным числом отечественных патентов и их третьим местом в рейтинге по количеству патентов. Устойчивый рост интереса к этой области и активная научно-техническая деятельность свидетельствуют о том, что Россия не только следит за инновациями, но и является их двигателем, что делает страну важным игроком на мировой арене инноваций в строительной отрасли.
Список использованной литературы:
1 Совершенствование систем разработки, добычи и подготовки газа на месторождениях Крайнего Севера / О.М. Ермилов, Л.С. Чугунов, В.В. Ремизов и др. - М.: Наука, 1996.-С.5.
2 Быков И.Ю., Бобылёва Т.В. Термозащитное оборудование при строительстве и эксплуатации скважин в мерзлых породах. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2005.-199 с.
3 Соотношение современных и максимальных палеотемператур в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты / И.И. Нестеров, А.Р. Курчиков, Б.П. Ставицкий // Известия АН СССР. Серия Геология. - 1982. - № 12.
4 Медведский Р.И. Строительство и эксплуатация скважин на нефть и газ в вечномерзлых породах - М.: Недра, 1987. - 229 с.
5 РД 39 009- 90 Регламент технологии строительства скважин в условиях многолетнемерзлых пород с контролем качества в процессе бурения и крепления. - М.: МНТП, ВНИИБТ, 1990. - 28 с.
© Литвинов К.А., 2024
УДК 637.254
Литвинов К.А.
студент второго курса магистратуры ТИУ
г. Тюмень, РФ
Научный руководитель: Овчинников В. П.
профессор, д.т.н., зав. кафедрой НБ ТИУ
г. Тюмень, РФ
ПРИМЕНЕНИЕ ДОБАВОК ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ УПРУГО-ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Аннотация
В статье рассматривается применение различных добавок при цементировании скважин для улучшения упруго-прочностных характеристик цементного камня. Анализируются преимущества и недостатки использования минеральных, полимерных и композитных добавок. Особое внимание уделяется влиянию добавок на прочность на растяжение, модуль упругости и сопротивление циклическим нагрузкам цементного камня. Изучается взаимосвязь между составом добавок, их концентрацией и улучшением механических свойств цементного камня.
