ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ ЖӘНЕ ФИЗИКАЛЫҚ-МАТЕМАТИКАЛЫҚ ҒЫЛЫМДАР

40
№ 1 (61), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
– сенімділік.
Тәжірибенің  артуына  орай  роботты  техника  екі  мақсатқа  тіреледі  –  ары 
қарай  роботтарды  өндіруді  арттыру  және  оларды  қолдануды  жеңілдету.  Бұл 
мақсаттардың  орындалуы  роботтардың  интеллектуалды  және  сезімталдық 
дәрежесінің  артуымен  тығыз  байланысты.  Роботты  техниканы  келешекте 
қоғамның барлық талаптарын толыққанды қанағаттандыратын интеллектуалды 
және сезімтал роботтардың гармоникалық үйлесімділігі деп қарастыруға болады 
(1-кесте).
1-кесте – Өндірістік роботтардың қолдану салалары
Қолдану салалары
Атқару қызметтері
Көмір және кен алу өндірісі
Қоспадан көмірді алу
Металлургия
металл өнімдерін пешке енгізу;
пеш, доменді жөндеу;
алюминий электролизі кезінде анодтық әсерді жою;
әкелу және жеткізу
Құрылыс өндірісі
кірпіштерді орналастыру;
кірпіштерді конвейерде сұрыптау
Көлік
әкелу және жеткізу жұмыстары;
темір жолдарының регламентті қызмет көрсетуі;
қадам басатын көліктік машиналар
Шаруашылық өндіріс
көкөністер мен жемістерді жинау
Медицина
хирургия (микрохирургия, стерильді хирургия);
диагностика;
мүгедектер мен науқастарды емдеу;
мүгедектер мен науқастарды күту
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Накано Э. Введение в робототехнику: пер. с япон. / Э. Накано. – М.: Мир, 1988. 
– 334 с.
2.  хомченко  В.Г.  Мехатронные  и  робототехнические  системы.  учеб.пособие  / 
В.Г. хомченко, В.Ю. Соломин. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. – 160 с.
3. Юревич К. Основы робототехники / К. Юревич. – СПб. БхВ-Петербург, 2005. 
– 416 с.
REFERENCES
1. Nakano E. Vvedenie v robototekhniku, Mir, 1988, 334 (in Russ).
2.  Khomchenko  V.G.,  Solomin  V.yu.,  Mekhatronnye  I  robototekhnicheskie  sistemy. 
Ucheb. posobie. Omsk: Izd-vo OmGTU, 2008, 160 (in Russ).
3. yurevich K. Osnovy robototekhniki. Spb. BHV Peterburg, 2005, 416 (in Russ).
С. КАБДУЛОВ, Ж.Г. ЖУМАМУХАМБЕТОВ

41
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 1 (61), 2014
УДК 622.692.4
А.Е. ТАКЕШОВА
Атырауский государственный университет имени х. Досмухамедова, г. Атырау, Казахстан
ИЗМЕНЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИх хАРАКТЕРИСТИК 
НИЗКОЗАСТЫВАЮЩЕЙ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ПРИ 
РАСТВОРЕНИИ В НЕЙ ПАРАФИНА 
В данной статье приводятся результаты исследования реологических свойств вы-
соковязкой малопарафиновой Каражанбасской нефти по мере добавления в неё твердо-
го парафина. Составлялись модельные смеси с содержанием различных концентраций 
парафина и измерялись плотность, температура застывания и кинематическая вязкость 
при различных температурах. В результате выяснено, что добавление парафина в тяже-
лые нефти приводит к уменьшению плотности и кинематической вязкости нефтесме-
сей. Далее экспериментально было установлено, что добавление парафина повышает 
температуру застывания нефти пропорционально количеству парафина только до опре-
деленного предела.
Ключевые слова: нефть, парафин, смоло-асфальтеновые вещества, вязкость, мо-
дельные смеси, реологические свойства.
ЕРІТІЛГЕН ПАРАФИННІҢ ӘСЕРІНЕН ТӨМЕНГІ ТЕМПЕРАТУРАДА 
ҚАТАТЫН ЖОҒАРЫ ТҰТҚЫРЛЫ МҰНАЙДЫҢ 
РЕОЛОГИЯЛЫҚ ҚАСИЕТІНІҢ ӨЗГЕРУІ
Бұл мақалада жоғары тұтқырлы аз парафинді Қаражанбас мұнайында ерітілген 
парафиннің  әсерінен  реологиялық  қасиетінің  өзгеруі  зерттелген.  Ол  үшін  әртүрлі 
концентрациялық парафинді мұнайда араластырып қоспалар дайындап, сол қоспалардың 
тығыздығы,  қату  температурасы  және  кинематикалық  тұтқырлығы  анықталды.  Эк-
перимент  жүзінде  ауыр  мұнайларда  парафинді  еріткен  кезде,  мұнайдың  тығыздығы 
мен  кинематикалық  тұтқырлығының  кемуі  (азаюы)  байқалады.  Одан  кейін  белгілі 
бір  шекке  дейінгі  пропорционалдық  мөлшерде  парафиннің  қосылуы  мұнайдың  қату 
температурасының көбейетіні тәжірибе жүзінде анықталды.
Түйін сөздер: мұнай, парафин, шайырлы-асфальтенді заттар, тұтқырлық, моделдік 
қоспа, реологиялық қасиеттер.
CHANGE OF REOLOGICAL CHARACTERISTICS OF HARDENING 
AT A SUBZERO TEMPERATURE OF HIGH-VISCOSITy 
OIL AT DISSOLUTION IN HER PARAFFIN
This article summarizes the results of the research of the rheological properties of Kara-
zhanbas high-viscosity paraffin based oil according to the added paraffin. Modeling mixtures 
containing different concentrations of paraffin were made, and determines the density and the 
hardening temperature and kinematic viscosity at different temperatures. The results showed 
that adding of paraffin to crude oil will lead to a reduction of the density and kinematic viscos-
ity. It has been experimentally proved that the addition of paraffin improves the pour point of 
oil proportional to the amount of paraffin up to a certain limit.
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

42
№ 1 (61), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
Keywords:  oil,  paraffin,  rezin-asphaltene  substances,  viscosity,  modeling  mixtures, 
rheological properties.
Реологические  свойства  нефти  кроме  содержания  смоло-асфальтеновых 
веществ  в  значительной  степени  зависят  от  состава  и  содержания  парафина. 
Снижение  температуры  застывания  нефти  пропорционально  количеству  пара-
фина до определенного предела. Большое содержание смоло-асфальтеновых ве-
ществ в нефти приведет к другому механизму застывания без образования струк-
турной сетки парафина, а именно к вязкостному застыванию. Трудно, конечно, 
как-то дифференцировать вклады парафинистой и смоло-асфальтеновой части в 
общую реологическую характеристику нефти, но есть все основания допускать, 
что оба эти компонента действуют в одном направлении – ухудшают вязкостно-
температурные показатели нефти.
Как  известно,  наличие  в  объеме  нефти  частиц  парафино-смолистых  ве-
ществ, их взаимодействие между собой и жидкой фазой определяют законы её 
течения. По мере охлаждения нефть, вследствие образования роста кристалли-
ков парафина, перестает подчиняться известному закону Ньютона, выражающе-
му пропорциональность величин сдвигающего напряжения (τ) градиенту скоро-
сти ( ):
 
, 
 (1)
где коэффициент пропорциональности µ представляет собой динамическую вяз-
кость жидкости.
Таким образом, при снижении температуры, т.е. при приближении темпе-
ратуры охлаждаемой нефти к температуре застывания в её объеме образуются 
многочисленные частицы парафино-смолистых веществ, являющихся элемента-
ми структурной решетки застывшей нефти [1].
Развитие  кристаллизационных  структур  в  нефти  с  образованием  сплош-
ной  кристаллической  сетки  возможно  при  достаточно  высокой  концентрации 
твердых  парафинов.  Для  изучения  влияния  отдельных  компонентов  нефти  на 
её реологические свойства были приготовлены и исследованы модельные сме-
си малопарафиновой нефти. Объектом исследования была определена товарная 
Каражанбасская нефть, которая является высоковязкой, но малопарафинистой. 
В  данной  статье  приводятся  результаты  исследования  реологических  свойств 
высоковязкой  нефти  от  содержания  твердого  парафина,  т.е.  были  составлены 
модельные  смеси  на  основе  Каражанбасской  нефти  и  товарного  парафина.  В 
первой  серии  опытов  добавляемый  в  высоковязкую  нефть  парафин  предвари-
тельно растворяли в н-гептане в соотношении компонент 1:1. Содержание па-
рафина в семи модельных смесях составляло от 3 до 21% масс. При этом, в них 
также содержалось соответственно от 3 до 21% гептана. Плотность, температу-
А.Е. ТАКЕШОВА

43
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 1 (61), 2014
ра застывания и кинематическая вязкость при различных температурах смесей 
приведены в таблице 1. Путем добавления равных количеств исходной нефти 
к двум смесям, содержащим 3 и 6 % парафина, были получены смеси с содер-
жанием 1,5 и 3% парафина. Кроме того, для исключения влияния разбавителя 
(н-гептана) были составлены также три бинарные смеси Каражанбасской нефти 
с парафином (содержание 9, 12 и 15%). В таблице 2 приводятся эксперименталь-
ные данные по плотности, температуре застывания и температурной зависимо-
сти кинематической вязкости модельных нефтесмесей. Как и ожидали с ростом 
концентрации парафина температура застывания смесей резко повышается. Так, 
при содержании парафина 1,5 и 15% макс. температура застывания смеси, соот-
ветственно, равна минус 8 и +32
0
С. Плотность модельных смесей с ростом со-
держания добавленного парафина снижается. Кинематическая вязкость смесей 
при температурах выше температуры застывания также снижается с ростом до-
бавляемого парафина.
В  настоящее  время  в  условиях  системы  магистрального  нефтепровода 
Каламкас-Каражанбас-Актау-Жетыбай-Узень-Кульсары-Атырау 
преимуще-
ственно  перекачиваются  высоковязкие  нефти  полуострова  Бузаги  и  высокоза-
стывающие нефти Узени и Жетыбая. В общий поток перекачиваемых высоко-
застывающих и высоковязких нефтесмесей в отдельных пунктах нефтепровода 
вливаются  нефти  из  прилегающих  к  трассе  месторождений  [2].  Поэтому  точ-
ность расчетов по определению величин гидравлических потерь напора при пе-
рекачке нефтей с аномальной вязкостью как в изотермическом, так и неизотер-
мических режимах зависит от правильного выбора управления для зависимости 
вязкости от температуры и ожидаемой скорости сдвига. Температурная зависи-
мость вязкости жидкостей, в том числе нефтей и нефтепродуктов, является наи-
более сложным и важным свойством, она непосредственно связана с природой 
жидкого состояния вещества. Поэтому при решении различных технических и 
технологических проблем, связанных с течением жидкостей, было установлено 
множество полуэмпирических и эмпирических формул для описания вязкостно-
температурной зависимости различных жидкостей. В работе [3] получено новое 
реологическое уравнение обобщенной ньютоновской жидкости:
 
,  
(2)
где 
эффективная вязкость при скорости сдвига  ;
эмпирические постоянные; 
 .
Постоянные 
  представляют  собой  нижний  и  верхний  предельные 
значения эффективной вязкости, соответственно
 и 
.
Для изучения зависимости значений постоянных реологического уравне-
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

44
№ 1 (61), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
ния (2) работы [3] на ротационном вискозиметре Реотест-2 измеряли эффектив-
ную вязкость модельных нефтесмесей при различных температурах в интервале 
изменения  скорости  сдвига  3,0-81с
-1
.  В  таблице  3  приведены  результаты  этих 
опытов, а в таблице 4 вычисленные по этим данным значения реологических по-
стоянных для нефтесмесей при различных температурах. Уравнения (2) приме-
нимо для описания зависимости вязкости от скорости сдвига для всех нефтяных 
дисперсных систем, включая высококонцентрированные эмульсии и суспензии. 
Вычисляя значения эмпирических постоянных реологической системы при раз-
личных температурах, легко установить степень отклонения закономерностей её 
течения от поведения ньютоновской жидкости. Это уравнение позволяет прове-
дение точных гидравлических расчетов изотермической перекачки неньютонов-
ских жидкостей. На рисунке 1 показаны кривые температурной зависимости эф-
фективной вязкости при скорости сдвига 9с
-1
 для смесей Каражанбасской нефти 
с парафином. Для парафинистых нефтесмесей характерно резкое (аномальное) 
возрастание эффективной вязкости при снижении температуры. Как заметно из 
рисунка 1 вязкостно-температурные кривые парафинистых нефтесмесей при по-
вышении температуры пересекаются с кривой Каражанбасской нефти при одной 
точке.  Левее  точки  пересечения  восходящая  часть  вязкостно-температурной 
кривой смесей располагается выше кривой вязкости Каражанбасской нефти, а 
правее точки пересечения нисходящая часть вязкостной кривой смесей распола-
гается ниже кривой вязкости Каражанбасской нефти. Следует отметить, что из-
ложенная объективная зависимость наблюдается также для соотношения виско-
зиграмм высокопарафинистой Мангистауской и высоковязкой малопарафиновой 
нефти Бузаги, а также их бинарных смесей.
Исследование  реологических  свойств  высоковязкой  малопарафиновой 
нефти при добавлении парафинистого вещества может успешно использоваться 
при трубопроводном транспорте Западно-Казахстанской нефтесмеси.
Необходимо учитывать изменение температуры застывания высоковязкой 
нефти при добавлении парафинистой при транспортировке нефтесмеси на на-
чальном этапе трассы нефтепровода Жетыбай-Узень. 
Таблица 1 – Плотность, температура застывания и кинематическая вязкость модельных 
смесей
Смесь 
Плотность 
при 20
0
С, 
кг/м
3
Температура 
застывания, 
0
С
Кинематическая вязкость (мм
2
/с) 
при температуре, 
0
С
30
40
50
Каражанбасская нефть
936,1
-26
392,2
261,2
143,3
Нефть +3% парафина
926,0
15
203,8
136,4
84,6
А.Е. ТАКЕШОВА

45
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 1 (61), 2014
Продолжение таблицы 1
Таблица 2 – Плотность, температура застывания и кинематическая вязкость нефтесме-
сей
Нефтесмесь 
Плотность 
при 20
0
С, 
кг/м
3
Температура 
застывания, 
0
С
Кинематическая вязкость (мм
2
/с) при 
температуре, 
0
С
30
35
40
50
С 1,5% парафина
932,2
-8
484
318
218
122
С 3% парафина
924,6
15
542
286
158
91
С 9% парафина
923,0
28
963
236
152
89
С 12% парафина
922,8
30
17
171
131
78,1
С 15% парафина
917,1
32
-
152
113
66,9
Таблица 3 – Эффективная вязкость смесей Каражанбасской нефти с парафином
Нефтес-
месь
Температу-
ра измере-
ния, 
0
С
Эффективная вязкость (Па·с) при скорости сдвига, с
-1
3,0
5,4
9,0
16,2
27,0
48,6
81,0
Каражан-
басская 
нефть
40
0,110
0,109
0,107
0,101
0,097
0,088
0,085
35
0,164
0,152
0,146
0,142
0,141
0,140
0,138
30
0,219
0,212
0,203
0,201
0,191
0,190
0,195
25
0,677
0,669
0,658
0,649
0,630
0,609
0,608
20
0,997
0,994
0,987
0,973
0,960
0,947
0,933
15
1,590
1,584
1,581
1,571
1,562
1,557
1,543
10
2,440
2,438
2,432
2,435
2,437
2,437
2,438
Нефть с 
3% пара-
фина
25
0,493
0,487
0,475
0,457
0,450
0,433
0,426
20
3,399
2,498
2,046
1,46
1,341
1,219
1,096
15
8,115
5,72
4,386
3,451
3,168
2,302
1,867
10
13,16
10,36
9,50
7,510
6,093
4,807
3,979
Нефть с 
6% пара-
фина
35
-
0,122
0,091
0,088
0,085
0,083
0,082
30
-
0,134
0,129
0,127
0,124
0,122
0,120
25
3,728
3,239
2,559
1,462
1,219
0,812
0,690
20
9,869
8,530
6,214
4,060
3,290
2,325
1,827
Нефть +6% парафина
912,1
21
109,9
73,7
50,8
Нефть +9% парафина
901,7
27
-
49,5
32,7
Нефть +12% парафина
887,5
29
142,3
32,3
22,0
Нефть +15% парафина
875,9
31
121,7
22,5
15,4
Нефть +18% парафина
859,4
28
18,8
12,9
10,2
Нефть +21% парафина
848,9
28
17,6
9,6
7,6
Парафин в гептане (1:1)
748,9
28
-
1,77
1,53
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

46
№ 1 (61), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
Продолжение таблицы 3
Таблица 4 – Постоянные реологического уравнения для смесей Каражанбасской нефти 
с парафином
Содержание 
парафина в сме-
сей, %
Температура, 
0
С
Значения постоянных реологического уравнения
µ
0
, Па
µ
∞
, Па
t, сек
n
1,5
15
2,040
1,512
0,105
1,349
10
5,832
2,619
0,380
2,225
3,0
25
0,464
0,414
0,222
1,120
20
4,377
0,852
0,092
5,135
15
26,977
2,603
0,127
10,36
10
15,72
4,864
0,049
3,232
6,0
35
0,341
0,083
0,159
1,115
30
0,142
0,121
0,071
1,158
25
8,215
1,021
0,062
8,043
20
14,516
1,525
0,018
9,515
9,0
40
0,06
0,0394
0,061
1,13
35
0,067
0,053
0,015
1,25
30
8,27
0,501
0,017
36,84
25
30,64
4,66
0,057
6,575
12,0
30
18,562
0,355
0,022
52,279
25
61,65
0,169
0,002
228,07
Нефть с 
9% пара-
фина
40
-
-
0,051
0,045
0,043
0,041
0,040
35
-
-
0,065
0,063
0,062
0,061
0,057
30
5,702
3,290
2,047
1,299
0,877
0,643
0,446
25
16,43
11,58
9,503
5,684
3,655
2,303
1,462
Нефть с 
15% па-
рафина
40
-
-
-
0,030
0,024
0,020
0,020
35
-
-
0,037
0,037
0,37
0,034
0,033
30
3,070
2,072
1,462
0,995
0,713
0,515
0,487
25
20,80
12,49
8,224
5,270
3,650
2,302
1,543
Нефть с 
18% па-
рафина
40
-
-
0,037
0,030
0,021
0,014
0,012
35
-
-
0,048
0,031
0,024
0,017
0,016
30
0,219
0,183
0,146
0,102
0,073
0,054
0,041
25
8,114
8,079
8,041
5,684
4,387
2,708
1,740
Нефть с 
21% па-
рафина
35
-
-
-
0,020
0,018
0,014
0,012
30
0,658
0,487
0,365
0,223
0,171
0,115
0,085
25
6,689
4,082
2,632
1,705
1,085
0,677
0,649
А.Е. ТАКЕШОВА

47
Шығыстың аймақтық хабаршысы · Региональный вестник Востока                № 1 (61), 2014
Продолжение таблицы 4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фукc Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. – Москва-Ижевск: Инсти-
тут компьютерных исследований, 2003. – 328 с.
2.  Акжигитов  А.Ш.  К  технологии  разбавления  вязких  и  высокозастывающих  с 
маловязкими / А.Ш. Акжигитов [и др.] // Нефть и газ Казахстана, 1997. – №3. – C. 146-
155.
3.  Urazgaliev B.U. New rheological equation of the non Newtonian liguid / B.U. Ura-
zgaliev, T.P. Serikov // Science and technology, 2004. – B. 3. – P. 15-20.
REFERENCES
1. Fuks  G.I. Viazkost’ i plastichnost’ nefteproduktov, Moskva Inzhevsk: Institut kom-
piuternyh issledovanii, 2003, 328 (in Russ).
2. Akzhigitov A.Sh., Nadirov N.K. i dr. K tekhnologii razbavleniya vyazkikh i vysoko-
zastyvaiushikh s maloviazkimi, Neft’ i gaz Kazakhstana, 1997, №3, 146-155 (in Russ).
3. Urazgaliev B.U., Serikov T.P., New rheological equation of the non Newtonian li-
guid, Science and technology, 2004, B. 3, 15-20 (in Eng).
15,0
30
8,579
0,449
0,035
19,122
25
53,110
1,158
0,014
45,852
18,0
35
0,219
0,015
0,034
14,55
30
0,412
0,033
0,019
12,47
25
11,05
0,323
0,002
22,71
21,0
30
1,148
0,059
0,014
19,36
25
15,405
0,191
0,070
80,62
ТЕХНИКА, ТЕХНОЛОГИЯ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

№ 1 (61), 2014   
 
 
                                   Regional Bulletin of the East
ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ҒЫЛЫМДАРЫ ЖӘНЕ МЕДИцИНА
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И МЕДИцИНА
NATURAL SCIENCES AND MEDICINE
УДК 338.2 (574)
Р.С. БЕЙСЕМБАЕВА, А.С. АБЕНОВА, А.М. МУХТАРОВА
Восточно-Казахстанский государственный университет имени С. Аманжолова, 
г. Усть-Каменогорск, Казахстан
АНАЛИЗ СОЦИАЛьНО-ЭКОНОМИЧЕСКИх ОСОБЕННОСТЕЙ 
 РАЗВИТИЯ ГОРОДСКИх АГЛОМЕРАЦИЙ КАЗАхСТАНА
В  статье  раскрыты  географические,  социально-экономические  особенности 
развития  городских  агломераций  Республики  Казахстан.  Дан  анализ  социально-
экономическим особенностям развития городских агломераций Казахстана. 
Ключевые слова: город, агломерация, урбанизация, пространственная организа-
ция, полюса роста.
ҚАЗАҚСТАННЫҢ ҚАЛАЛЫҚ АГЛОМЕРАЦИЯСЫНЫҢ ДАМУЫНДАҒЫ 
ӘЛЕУМЕТТІК-ЭКОНОМИКАЛЫҚ ЕРЕКШЕЛІГІНІҢ АНАЛИЗІ
Мақалада  Қазақстан  Республикасындағы  қалалық  агломерациялардың  дамуын-
дағы  географиялық,  әлеуметтік-экономикалық  ерекшеліктері  ұсынылған.  Қазақстан-
дағы қалалық агломерациялары дамуындағы әлеуметтік-экономикалық ерекшеліктерге 
талдау жасалған.

жүктеу/скачать 5,38 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: