«Газированное» стекло, «розетка» для скважины и еще четыре нестандартных разработки для нефтяной промышленности
«5D»-принтер. «Газированное» стекло. «Обои», которые умеют гасить огонь. Все это — «экспонаты» необычной «ярмарки» Startup Village 2023, где участники предлагали нестандартные идеи для нефтегазовой отрасли. «Энергия+» посетила мероприятие, пообщалась с учеными и нашла самые интересные разработки.
«Зачем нефтяникам устраивать ярмарку научных идей?» — первая мысль при виде взволнованных разработчиков, которые готовятся к своим презентациям в просторном зале со стеклянной крышей-куполом. Одни ученые шепотом репетируют речь для выступления на сцене. Другие на экране смартфона листают слайды презентации, которые скоро появятся на большом экране. Третьи что-то бурно обсуждают с коллегами.
— Что тут вообще происходит? — спрашиваем одного из разработчиков, который из-за переживаний раскраснелся до цвета помидора.
— Представляем самые крутые технологии для нефтяной промышленности. Добывать углеводороды становится все труднее: доступные запасы залегают на больших глубинах в твердых, как мрамор, горных породах и в микроскопических порах и трещинах, — просвещает мужчина в очках, не отрывая глаз от распечатки с текстом своего выступления. — Чтобы добывать нефть и газ сегодня, нужны передовые технологии. У меня и коллег как раз есть несколько идей.
Все присутствующие здесь ученые — авторы проектов-финалистов второго сезона программы поддержки стартапов INDUSTRIX, которую создала «Газпром нефть». Проекты прошли два этапа отбора. Всего поступило 536 заявок, 79 лучших идей дорабатывали вместе со специалистами компании последние два месяца, а 34 избранных представили в финале.
«5D»-принтер
Кто придумал: компания «Воплощение» — выпускает 3D-принтеры с российским ПО.
Группа программистов и технологов придумала программно-аппаратный комплекс Epit 5.1 для объемной печати. Он отличается от обычных 3D-принтеров тем, что печатающие головки и заготовку можно перемещать не по трем взаимно перпендикулярным осям, а по пяти (две из них расположены под углом 45 градусов к трем основным).
— Чтобы напечатать на обычном 3D-принтере деталь с нависающим элементом, нужно класть слои материала на подпорки и другие поддерживающие конструкции. Иначе незастывший материал может стечь вниз. Деталь в нашем принтере можно перевернуть так, чтобы новые слои ложились не на подпорку, а на уже напечатанные слои. Все благодаря поворотно-наклонному столу, который «добавляет» принтеру две оси печати и настраивается за несколько секунд, — объясняет один из создателей Сергей Сарапулов.
Программное обеспечение разработали специально под принтер. За счет него он считывает 3D-модель, нарисованную в любой системе. «Краски» для печати — материалы от полиуретана и нейлона до композитов. Из них Сергей и команда предлагают печатать запчасти для оборудования нефтеперерабатывающих заводов.
По расчетам авторов, в сравнении с обычным 3D-принтером их аппарат сократит затраты вдвое, на столько же увеличит производительность и сведет постобработку к нулю. Можно будет чинить оборудование за один день и создавать уникальные детали под конкретные нужды нефтяников.
Чудо-принтер испытывают в компании «Газпром нефть», а также на железной дороге — им хотят оснастить ремонтные депо по всей стране.
«Розетка» для скважины
Кто придумал: «Научно-производственная компания Сервиснефтегазтехнологии» —внедряет технологии и оборудование для работы на скважинах.
Команда геологов из Красноярска разработала «Хотон» — генератор электричества и тепла для нефтяных скважин. Создатели называют его подземной розеткой, которая может работать на глубине до пяти километров и при давлении до 700 атмосфер.
— Одна из распространенных причин остановки работы скважины — ее парафинизация: когда нефть выходит из пласта и поднимается на поверхность, температура и давление падают, из-за чего могут образовываться асфальтосмолопарафиновые отложения. Они преграждают приток нефти из скважины, — объясняет один из разработчиков Александр Васильев. — Обычно с этим борются более долгими и затратными способами, чем наш: например, промывают скважину горячей нефтью.
«Хотон» превращает энергию потока промывочной жидкости в электроэнергию с последующим преобразованием в тепло. Его можно выборочно доставить к «залипшему» участку, а не распределять по всей скважине, поэтому время ее простоя сокращается в 4–8 раз.
Оборудование успешно применили на нескольких месторождениях, в том числе Ямбургском и Мыльджинском.
Утеплитель из стекла
Кто придумал: пеностекольный завод «АйСиЭм Гласс Калуга».
Ученые из Калуги возродили технологию, созданную академиком Исааком Китайгородским в 1930-х. Он разрабатывал бронеколпаки для самолетов и попутно получил пеностекло (вспененную стекломассу) — теплоизоляционный материал. Калужане вспомнили о технологии и наладили производство пеностекла. На сегодня они утеплили стилобат «Лахта-центра» и Военно-медицинскую академию в Петербурге, парк «Зарядье» в Москве и другие объекты.
— Материал представляет собой «камешки», внутри которых есть закрытые поры с воздухом. За счет них композит хорош как утеплитель и шумопоглотитель, он почти не впитывает воду, — рассказывает один из авторов проекта Евгений Дреев. — Основное сырье — бытовое стекло, которое идет на переработку. Мы его очищаем, измельчаем, добавляем глицерин для вспенивания и отправляем в печь. Глицерин разлагается, частично испаряется, оставляя в стекле поры.
В топливно-энергетическом комплексе утеплитель можно использовать для прокладки дорог к арктическим месторождениям в качестве дополнительного слоя под асфальтом. По словам разработчиков, это продлит срок службы дорожного покрытия на 20%: оно не вспучится из-за перепадов температуры и движения грунта. Заодно вечную мерзлоту можно защитить от таяния, ведь холодную землю и автомобили разделит еще один слой, не пропускающий тепло.
Протестировать пеностекло планируют на месторождениях Ноябрьска и Мессояхи.
«Железная» очистка воды
Кто придумал: компания «Доброхим» — занимается очисткой воды.
Выпускники Петербургского политеха создали технологию очистки воды, в том числе промышленных стоков, с помощью феррата натрия (Na2FeO4). О его дезинфицирующих свойствах известно давно, но повсеместно реагентом не пользуются. На то есть причины.
— Перевозить феррат натрия нужно в сухом виде и в специальных условиях, из-за того что со временем он разлагается с выделением кислорода, — объясняет один из авторов технологии Анна Коняшина. — Мы же придумали, как легко производить феррат на месте с помощью электролизной ячейки.
Реагент работает даже в холодной воде. Им можно на финальном этапе обрабатывать питьевую воду. В отличие от хлорсодержащих реагентов, после которых воду нужно «доочищать», феррат натрия безопасен для человека и экологичен. При этом хлорсодержащие очистители дороже вдвое, ультрафиолетовая обработка — в 10 раз.
Компактная мобильная установка работает автоматически, встраивается в существующие водоочистные сооружения и подходит для промышленных объектов, действующих в труднодоступных районах, например арктических. С помощью новой технологии можно быстрее запустить процесс очистки на новых месторождениях или добавить дополнительный этап в работу существующей станции при необходимости.
Протестировать технологию собираются на месторождениях Ямала.
«Обои» со встроенным огнетушителем
Кто придумал: компания «МФА Тех», разрабатывающая огнетушащие вещества.
Исследователи создали композитный материал для тушения огня. Он состоит из устойчивой к высоким температурам основы толщиной с лист бумаги, внутри которой расположено множество микрокапсул с газом фреоном. Если распылить его над огнем, газ превращает продукты горения в инертные соединения, снижает задымление и температуру в очаге.
— Под действием температуры в капсулах с фреоном создается избыточное давление, и они раскрываются, — рассказывает соавтор разработки Александра Серцова. — Выделившийся из капсул газ потушит огонь гораздо быстрее, чем приедет любой пожарный расчет.
Материал подойдет для помещений и открытых пространств — им можно обклеивать стены, как обоями, или просто накрывать очаги возгорания, как одеялом. По словам разработчиков, огонь гаснет меньше чем за минуту, свойства композита сохраняются в течение 10 лет при температуре от минус 40 до плюс 90 градусов.
Применить технологию планируют в одном из трансформаторных помещений месторождения в Оренбурге.
Свая против пучения
Кто придумал: команда выпускников СПбГАСУ.
Ученые из Петербурга придумали композитную сваю на замену классической стальной. На сваях в Арктике стоят трубопроводы, ЛЭП и постройки на месторождениях, чтобы сезонное таяние вечномерзлых грунтов не разрушало здания и инфраструктуру. Фишка улучшенной подпорки в том, что она сильнее сопротивляется морозному пучению грунта.
Основной материал созданной сваи — легкий полимерный композит, аналогичный тому, из которого делают водопроводные трубы. Верхний отрезок, для зоны промерзания грунта, гладкий, а нижний — шершавый за счет специального покрытия. Благодаря этому достигается устойчивость: свая «вгрызается» в породы в три раза сильнее обычной стальной, при этом вспученный грунт свободно поднимается и опускается и не выталкивает ее из-за скользкой верхушки.
— Имеем ту же надежность, что и у стальной, но из-за лучшего «сцепления» можно использовать сваи на 40% короче. Это позволит сократить их массу, а значит — расходы на логистику, — разъяснил один из создателей Андрей Бояринцев.
Свая прошла испытания в Ленобласти и ждет встречи с арктическим грунтом месторождений «Газпром нефти».
