Замечательная мелодия, так и хочется танцевать. Кто как, а лично я бы желал быть невидимкой для всех, кроме 5-6 человек из всех, которые когда-либо жили, живут и имеют в виду родиться в будущем. При определенных условиях 1 день может быть как 1000 дней, а 1 человек стоит 1000. Мелодии Скотта Джоплина будут жить вечно!
Я занималась экспериментальной физикой и параллельными полями науки. Так увлеклась футурологией - построением проекций будущего. А там рухнул и наш НИИ, я ушла в частный сектор к загадочным авантюристам с большими деньгами.
У руководства этой странной конторы, далёкой от любых знаний и возможной только в девяностые, родился глобальный проект. Как помочь нашей громадной стране ослабить последствия зимы? Запланировать весну - и всего делов! Мне всерьёз дали лабораторию под исследования. (Понятия не имею, на что на самом деле они рассчитывали. Может, нувориши просто забавлялись или заигрались в конспирологию?)
Я начала с того, что выстроила гипотезу. Дано 4 сезона. Времена года - это как бы стена, игрек, перед которой мы стоим. За стеной - переменная, икс. И равняться всё это должно любому числу, вариативному. На одну зиму где-то в Коми надо два раза "включить" весну, например. Значит, что получается: 4Yx2X=... Выносим за скобки и упрощаем уравнение. Элементарно же! И бессмысленно, удваивать-то всё придётся.
Гипотеза, что сезонов не четыре, а сколько угодно, привела меня уже к теории. Пресловутый "Х" надо сперва вообразить. Не отменим мы зиму в Воркуте, но представим перманентную весну..
Я взяла плотный картон, проделала в нем глазки-дырочки. За картонкой-экраном разместила фото заснеженных веток. Если воспринимать снимок по частям и добавить фантазии, то вы увидите не дерево! А вот богомол тянет лапки, ниже скопление кораллов.. Раскрасила кадр участками: богомолы, кораллы и т.д. Как придумала.
Позвала начальство и показала им фото в эти глазочки. Вот насекомые, вот рифы, да? Да, говорят. Убрала картонку - что теперь видите? Ветки в снегу, измазанные фломастерами..
Так и есть, отвечаю. И разочаровываться не стоит! Весну по плану рассчитать нельзя. Но можно взять подходящие участки (плюс правильные фломастеры) и возделывать их круглый год...
Меня уволили, конечно. Для мировой футурологии это не стало потерей. Потому что я и тогда знала: на практике щёлкать природой, как кнопкой, невозможно.
Футурологи понимают, к чему это приводит - будущее может и не наступить.
Россия входит в топ-3 стран по мировой добыче нефти. Для сохранения лидирующих позиций и повышения объема извлекаемых углеводородов специалисты заинтересованы в строительстве надежных объектов, которые обеспечивают максимальную рентабельность работы. После процесса бурения стенки скважины укрепляют, спуская туда обсадную колонну и цементируя ее специальными тампонажными растворами. В полученной крепи формируют отверстия методом перфорации. Это необходимо для создания гидродинамической связи пласта со скважиной и начала процесса нефтеизвлечения. Неправильно подобранные параметры такой работы приводят к образованию трещин, которые становятся причиной преждевременного обводнения. Ученые Пермского Политеха впервые смоделировали крепь скважины, учитывая возникающие давления при перфорации, состав тампонажного раствора, свойства формируемого из него камня и параметры проведения прострелочно-взрывных работ. Полученные результаты и методические подходы позволят избежать разрушения крепи скважин и больших издержек на восстановление ее целостности.
Статья опубликована в журнале «Недропользование», 2024 год. Работы выполнены при поддержке Минобрнауки РФ (проект № FSNM-2024-0005).
Несмотря на множество исследований и разработок, направленных на создание долговечной герметичной крепи скважин, перфорация нарушает ее целостность. Образование трещин приводит к раннему обводнению добываемой продукции, снижению нефтедобычи и увеличению расходов на утилизацию воды. Все это вызывает необходимость в проведении затратных и не всегда эффективных ремонтных работ.
Создание достоверной модели скважины, определение фактической прочности материала, а также замер избыточных внутренних давлений, которые возникают в процессе перфорации, позволит решить проблему сохранности цементного камня. Это даст возможность не только выявить нарушение герметичности, но и вычислить максимально допустимую нагрузку на крепь, установить требования к свойствам тампонажного камня, а также разработать рекомендации к параметрам проведения перфорации.
– Традиционный подход, при котором плотность перфорации составляет 20 и 30 отверстий на метр длины коллекторов, не учитывает состав перфорационных жидкостей, забойное и пластовое давления. Не принимаются во внимание также свойства горной породы и физические процессы, происходящие в ней из-за воздействия на них ударной нагрузки при срабатывании перфоратора. Мы разработали модель, которая учитывает все эти особенности, – объясняет Сергей Чернышов, заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, доктор технических наук.
Ученые Пермского Политеха смоделировали напряженно-деформированное состояние околоскважинной зоны в условиях создания перфорации с использованием трех разных рецептур тампонажных растворов. На примере двух месторождений выявили наиболее эффективный.
– Разработанная модель включает эксплуатационную колонну, цементный камень и участок породы-коллектора. Она позволяет задавать неравномерное распределение давления внутри скважины во время перфорации, а также учитывать все свойства тампонажного камня, – рассказывает Сергей Попов, заведующий лабораторией института проблем нефти и газа РАН, доктор технических наук.
Для исследования политехники совместно с индустриальными партнерами выполнили более 100 измерений максимальных давлений при формировании отверстий различной прострелочно-взрывной аппаратурой, необходимой для перфорации. По ним вычисляли избыточные значения, которые приводят к появлению трещин в крепи скважины.
Цементирование колонны осуществляли с помощью трех разных тампонажных составов, с модифицирующими добавками и без. Для определения их физико-механических свойств изготавливали образцы, которые испытывали на прочность согласно нормативным документам.
– Многовариантное численное моделирование показало нам зоны разрушения цементного камня в трех скважинах для каждого типа цемента. Наибольшая возникает для состава, который имеет меньшую прочность. Но сильнее разрушение происходит для скважины с большей величиной давления во время перфорации. В результате мы выявили тампонажный состав, который менее подвержен разрушению и выдерживает нагрузки, вызванные перфорационным работами, – рассказывает Вадим Дерендяев, ассистент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.
Разработанная модель ученых Пермского Политеха позволяет детально исследовать устойчивость крепи нефтяных скважин и определить особенности ее разрушения. Полученные результаты и технологические рекомендации могут использоваться при определении оптимальных рецептур тампонажных растворов для крепления скважины, а также при выборе основных параметров перфорации. Все это снижает риск ухудшения целостности и герметичности скважин, значительно сокращает расходы на ее ремонт.
Всем привет!!!
Вот такой ремешок с перфорацией с азмерами 24 мм. получился.
Пряжка тоже 24 мм., массивная.
Обсадные трубы в нефтяных и газовых скважинах нужны для предотвращения обрушения горных пород. В них перфорируют каналы, чтобы обеспечить гидродинамическое соединение пласта со скважиной. Однако в результате этих работ может снижаться проницаемость прискважинной зоны пласта, а вместе с тем – и эффективность добычи нефти или газа. Самым безопасным и менее воздействующим на свойства горных пород признан струйно-абразивный метод перфорации. Ученые Пермского Политеха с помощью разработанной численной модели определи, как располагать щелевые каналы, чтобы сохранить проницаемость на начальном уровне.
Статья опубликована в журнале «Heliyon» в марте 2024 года. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSNM-2023-0005).
Скважина представляет собой горную выработку цилиндрической формы, длина которой во много раз превышает ее диаметр. Для предотвращения обрушения горных пород в конструкции скважины предусматривают спуск обсадных труб на всем ее протяжении. Добыча углеводородов происходит из так называемых коллекторов – нефтегазосодержащих горных пород. Одним из коллекторских свойств является проницаемость, т.е. способность пропускать через себя флюиды (нефть, газ и воду) под действием перепада давления.
Для обеспечения гидродинамического соединения пласта со скважиной используются различные методы перфорации обсадных колонн. Однако такие скважины часто работают неудовлетворительно в процессе добычи. Во многом это обусловлено снижением проницаемости прискважинной зоны пласта в результате создающегося напряжения в продуктивной части горных пород в процессе перфорации обсадных колонн.
Ученые ПНИПУ изучили, как формирование и расположение щелевых каналов при перфорации влияет на проницаемость пород-коллекторов. Для исследования выбрали струйно-абразивную перфорацию, которая считается наиболее щадящим методом для сохранения начальной проницаемости горных пород. Это способ, при котором отверстия в обсадной колонне и цементном камне создаются с помощью высокоскоростных струй жидкости с добавлением мелких твердых частиц. В отличие от других видов перфорации, этот обладает наибольшей экологичностью и безопасностью, не допускает повреждений и деформации обсадной трубы и позволяет точно контролировать глубину и размер отверстий.
Политехники посредством численного и аналитического моделирования выяснили, что расстояние между структурами щелевых каналов не имеет значения, поскольку при стандартных схемах они слабо взаимодействуют друг с другом по высоте. Ученые установили, что наилучшей схемой их размещения является система из четырех отверстий, сдвинутых по длине скважины на высоту щелевого канала.
– Необходимо расположить щелевые каналы таким образом, чтобы их ориентация составляла угол 90 градусов относительно друг друга. Это позволит эффективно использовать площадь фильтрации в системе «скважина-пласт» и сохранить исходную проницаемость коллектора благодаря разгрузке от действующих напряжений, – пояснил Вадим Дерендяев, младший научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии» Пермского Политеха.
Помимо улучшенной связи «скважина-пласт», еще один положительный эффект предлагаемой технологии – возможность ориентировать каналы перфорации и за счет этого подготовить скважину к созданию условий для направленного гидроразрыва пласта коллекторов с учетом всех его особенностей для интенсификации добычи нефти и/или газа в будущем.
Разработанная учеными ПНИПУ численная модель и проведенные исследования применимы для строительства скважин и повышения эффективности их эксплуатации при разработке трудноизвлекаемых запасов.
Авиационная промышленность России сегодня стремится к ускоренному производству большого количества отечественных газотурбинных двигателей, характеристики которых не уступают мировым аналогам. Повысить производительность возможно с помощью новых технологических внедрений. Одной из наиболее трудоемких частей авиадвигателя являются газотурбинные лопатки. Во время эксплуатации они подвергаются высоким температурам, поэтому для охлаждения в них делают множество маленьких отверстий. Процесс считается трудоемким из-за особенностей их геометрии. Ученые Пермского Политеха разработали программу, которая повышает качество и точность перфорации лопаток газовой турбины. Ее применение в современных станках с ЧПУ повышает скорость и эффективность обработки отверстий, снижает риск разрушения их кромок. Разработка укрепляет технологический суверенитет российской авиации.
Статья опубликована в сборнике «Современные тенденции развития инструментальных систем и металлообрабатывающих комплексов», 2024. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Лопатки турбин высокого давления в эксплуатации испытывают большие силовые и тепловые нагрузки, поэтому они отливаются из жаропрочных никелевых сплавов. Для их охлаждения во время работы используют малые отверстия диаметром 0,5-0,8 мм, через которые подается сжатый воздух. На кромках отверстий концентрируются сильные напряжения, приводящие к быстрому разрушению детали. Чтобы исключить такие ситуации, кромки немного скругляют, значительно снижая напряжения.
На данный момент скругление выполняется на станках методом электроэрозионного фрезерования, когда по заданной программе электрод производит отверстия с помощью электрических разрядов. Но для достижения максимального эффекта охлаждения их формируют более сложной формы, из-за чего обеспечить точные координаты расположения отверстий тяжело.
– Современные многоосевые станки с числовым программным управлением (ЧПУ) представляют собой уникальное оборудование, которое выполняет операции скоростного электроэрозионного сверления отверстий диаметром до 3 мм в лопатках. Использование мультиэлектрода, а также автоматическая замена инструмента сокращает время выполнения операции и повышает качество обработки. Но существующая управляющая программа имеет упрощенный алгоритм расчета координат, из-за чего обработанные кромки не всегда соответствуют требуемой форме. Подобные отклонения могут нарушать качественное охлаждение лопаток, – объясняет доктор технических наук, декан механико-технологического факультета ПНИПУ Михаил Песин.
Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель геометрии скругления кромок отверстий и алгоритм построения траектории обрабатывающего инструмента. На их основе спроектировали новую управляющую программу, которая учитывает сложную криволинейную поверхность лопатки газовой турбины и автоматически рассчитывает коррекцию координат согласно реальному объекту.
Политехники отмечают сложность написания подобных программ для электроэрозионных станков. Помимо корректного скругления кромок отверстий, в процессе обработки необходимо поддерживать постоянный зазор между деталью и электродом. Размерный износ инструмента непосредственно влияет на точность обрабатываемой геометрии, поэтому в программе должны быть предусмотрены функции его вычисления и компенсации.
Проверка разработанной программы ученых ПНИПУ показала, что она точно, без отклонений рассчитывает геометрию скругления и траекторию движения инструмента. Она эффективна для последовательного расчета координат во время обработки отверстий лопаток газовых турбин и может быть успешно интегрирована в систему ЧПУ на отечественных авиационных предприятиях.
И никакой ЛСД не нужон.
