Российские ученые увеличили мощность перовскитных солнечных батарей

🪫 Ученые Университета науки и технологий МИСИС и Института синтетических полимерных материалов РАН им. Н.С. Ениколопова разработали защитный слой для перовскитных солнечных батарей, способный повысить их энергоэффективность и долговечность, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСИС».

💪 Ученые синтезировали самособирающийся монослой на основе трифениламина с карбоксильной связующей группой. Его применение улучшило перенос заряда между перовскитными поглотителями и неорганическими слоями. Инновационный материал увеличивает коэффициент полезного действия модульных фотоэлементов до 15,64% и даже при низком освещении наращивает мощность до 90%.

🪫 Технология важна для развития возобновляемых источников энергии в России. Инновация поможет эффективнее использовать солнечные батареи в любых климатических условиях, способствуя устойчивому развитию экологически чистых источников электроэнергии.

#ВИЭ #наука

Ученые из Санкт-Петербурга создают разработку, которая позволит перейти на отечественное газотурбинное оборудование

📍Работа идет в Петербургском политехе: как сообщает пресс-служба вуза, сейчас создаются универсальные инструменты для прогнозирования и оптимизации параметров парогазовых установок (ПГУ) и их режимов работы. Это поможет ускорить ввод разрабатываемых отечественных газотурбинных установок (ГТУ) в промышленный цикл. Так, специалисты университета разрабатывают имитационные модели, программное обеспечение и методики, по которым будут формироваться рекомендации заводам-изготовителям по оптимизации параметров пара и структуры утилизационного контура теплофикационной ПГУ для достижения максимальной эффективности производственного цикла.

🦾По мнению доцента Высшей школы атомной и тепловой энергетики СПбПУ Ярослава Владимирова, при создании мощных отечественных ГТУ нецелесообразно полностью копировать характеристики действующих машин иностранного производства — следует использовать наработки российской научной школы энергетического машиностроения. Российские специалисты уже произвели расчеты газовой турбины и электрогенератора ГТЭ-170.1, по результатам которых выявили, что в летний период установка может работать на пониженных параметрах пара, сохраняя оптимальный режим.

☑️ Внедрение предлагаемых оптимизационных инструментов позволит повысить конкурентоспособность новых отечественных парогазовых технологий как при замене зарубежного газотурбинного оборудования, так и при строительстве высокоэффективных парогазовых мощностей на отечественном оборудовании.

#ГТУ #наука

Российские ученые помогут наладить бездефектное производство нефтяных насосов

⚛️Разработкой занимаются специалисты Пермского политеха. Во время производства плунжерных насосов, применяемых при добыче полезных ископаемых под высокими давлениями, возникают трудности. Как поясняет пресс-служба вуза, устройства изготавливаются из длинных полых длинномерных тонкостенных биметаллических цилиндров, состоящих из таких деталей, как обечайка и лейнер. Чтобы повысить прочность, элементы конструкции подвергают термомеханической обработке, при этом появляются большие внутренние напряжения, нагрев изделия может привести к его короблению. Чтобы определить остаточные напряжения, существуют экспериментальные способы: химические, рентгенографические, магнитные, поляризационно-оптические, термические и механические. Однако многие из них требуют больших временных затрат, приводят к нарушению структуры образцов, удалению части материала на них или к полному уничтожению.

⚙️ Предложение пермских исследователей касается оценки внутренних напряжений биметаллических цилиндров, которая позволяет определить наиболее эффективный технологический цикл производства изделия. Чтобы реализовать новую методику, они сформулировали и решили задачу в рамках теории упругости, вывели новые формулы, которые позволяют находить уровень напряжений в зависимости от экспериментальных измерений, а затем провели исследования на биметаллических образцах (кольцах) с лейнером из разных классов сталей после различных вариантов обработки. Эксперименты позволили для каждого изученного материала лейнера установить необходимый вид обработки, степень деформации и температуру постдеформационного нагрева. Так были подобраны оптимальные режимы обработки биметаллических цилиндров, которые обеспечивают высокий уровень адгезии (сцепления поверхностей), минимальные остаточные напряжения и изменения геометрии лейнера.

⚙️ При исследовании политехники сформулировали критерии для оптимизации термомеханической обработки изделий: остаточные напряжения в цилиндре, отклонения в размерах деталей и разница напряжений между обечайкой и лейнером должны быть минимальными, а сцепление между ними — максимальным.

🖊 Как подчеркивают в вузе, предложенный метод позволяет эффективно оценить уровень остаточных напряжений в биметаллических цилиндрах, что, в свою очередь, помогает подобрать нужные режимы их обработки. Применение такой методики значительно улучшает процесс изготовления плунжерных нефтяных насосов, снижает риск деформации элементов конструкции, повышает качество и надежность продукции нефтегазовой промышленности.

#нефтедобыча #наука

Российские ученые помогут нефтедобывающим предприятиям повысить энергетическую эффективность

⚛️ Исследователи Пермского политеха разработали программу для анализа электропотребления в различных условиях добычи нефти, сообщает Naked Science со ссылкой на пресс-службу ПНИПУ. Ученые говорят, что их разработка поможет в принятии решений по оперативному перераспределению ресурсов без простоя оборудования и нарушения работы производства, а также позволит повысить энергетическую эффективность с сохранением объемов добычи.

💡 Сегодня существует разнообразное ПО, которое способно выполнять расчеты электропотребления, определять параметры скважины и электротехнического комплекса (ЭТК), но нет программы, которая бы их объединяла. Разработка ученых Пермского политеха анализирует электропотребление при изменении параметров в скважине, позволяет моделировать ЭТК, реализовывать различную компоновку элементов электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия. На основе рассматриваемых структур проводится анализ расчета энергопотребления с сопоставлением текущего технологического режима, который дает возможность принять верное оптимизационное решение для снижения затрат на электропотребление.

💬 Как отмечают авторы разработки, ее преимущество состоит в возможности задавать режим работы модулей в любой момент времени. Это позволяет оценить то, как меняется электропотребление предприятия, — в лучшую или худшую сторону. Таким образом, ПО может применяться как инструмент анализа для выявления нерационального использования энергоресурсов в процессе добычи нефти. По словам доктора технических наук, ректора ПНИПУ Антона Петроченкова, программа также дает возможность интегрировать и апробировать разработанные алгоритмы энергоэффективных способов управления нефтедобывающим оборудованием без риска длительного простоя и нарушения технологического процесса.

#наука #нефтедобыча

Российские ученые помогут нефтяникам оптимизировать контроль добычи

🛢 Исследователи из Санкт Петербургского государственного университета, «Газпром нефти» и другие научные партнеры представили уникальную методику геохимического деления добычи по пластам. Разработка была защищена на заседании экспертно-технического совета Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых, сообщает пресс-служба вуза.

📈 Технология предполагает определение полного количества соединений углеводородов, входящих в состав нефти и газа, то есть глубокое изучение их состава флюидов в пластах. Это необходимо для выявления уникальных веществ — маркеров, характерных для каждого пласта месторождения. Такие маркеры, обычно их более 200, позволяют рассчитать долю каждого из них в пробе скважины.

⚙️ Большинство действующих скважин сегодня одновременно эксплуатируют сразу несколько пластов, для изучения которых обычно используют разные геофизические методы, для этого требуется остановка работы скважин; внедрение предложенной технологии же поможет увеличить добычу углеводородов и сократить расходы. Как отмечают авторы технологии, в перспективе она позволит снизить затраты в среднем на 20% за счет сокращения расходов на исследования, принесет дополнительную добычу, а также позволит повысить успешность геолого-технических мероприятий на 30%.

#наука #нефтедобыча

Пермские ученые предложили новый способ прогнозирования эффективности газовых скважин

🧪 Исследование дебита скважин ученые Пермского политеха провели с помощью метода Арпса. Как отмечают в пресс-службе вуза, для этого они взяли данные о дебите жидкости за стартовый и текущий расчетные периоды, поставили их в уравнение и построили график, который показывает зависимость дебита от времени. Авторы исследования заявляют, что метод позволяет получать быстрые и точные результаты.

🛢 Испытания метода провели на месторождении Гадиага в Сенегале, Африка. Здесь исследователи изучили свойства горных пород на выбранном участке и с помощью уравнения спрогнозировали добычу газа для скважин месторождения. Результаты сопоставили с промысловыми данными. Выяснилось, что если для сравнения использовать данные за 6 мес., можно получить точные данные, а при прогнозировании накопленной добычи могут быть выявлены отклонения, связанные с капитальными ремонтами скважины и частыми остановками. Таким образом, выбранный метод с высокой точностью прогнозирует добычу газа для скважин, которые работают стабильно.

#наука #газодобыча

Казанские исследователи нашли эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках

🧪 Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти впервые использовали изотопные метки, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки. Результатом исследований стал экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках.

🔄 Так, ученые выяснили, что в химических процессах подземной частичной переработки тяжелой нефти вода выступает в качестве не только среды, но и реагента при гидротермальном обессеривании. По словам руководителя проекта, заведующего кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов Михаила Варфоломеева, чтобы определить механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелую нефть, учеными были использованы модельные серосодержащие компоненты. Также отмечена эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач.

✅ Метод, предложенный КФУ, может быть интегрирован в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов, обеспечивая экономически эффективное производство, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду.

#наука #нефтедобыча

В России импортозамещают технологию выпуска компонента для буровых растворов

*️⃣ Химики Томского государственного университета разработали технологию производства полианионной целлюлозы: в качестве добавки для буровых растворов это вещество способно предотвращать разрушение стенок скважины.

🧪 Внедрение технологии началось на базе Ангарского электролизного химического комбината, сообщает пресс-служба вуза. Сейчас разработчики обеспечивают научное сопровождение процесса запуска опытной промышленной установки. Планируется, что в ближайшем будущем будет выпущена опытная партия продукта, которая будет передана нефтедобывающим компаниям для проведения опытно-промышленных испытаний.

🦾 Ранее малые партии полианионной целлюлозы химики производили на прототипе установки, при тестовом применении нефтяники отметили высокое качество продукта. В университете подчеркивают, что ранее высококачественная полианионная целлюлоза поставлялась в Россию из-за рубежа. Запуск же отечественного производства позволит обеспечить стабильные поставки продукта российским потребителям – нефтедобывающим компаниям и производителям бытовой химии.

#наука #нефтедобыча

В Перми ученые разработали уникальный способ оценки распространения трещины в нефтяном пласте

⚛️ Новая разработка велась в области технологий гидравлического разрыва пласта. Российские исследователи выявили связь между величиной пластового давления в нефтяной скважине и тем, как образуется трещина гидроразрыва в пространстве; на основании открытия они разработали новый подход к контролю ее направления и развития.

🛢 Как напоминают в пресс-службе Пермского политеха, сейчас на месторождениях фактическую информацию о распространении трещин получают в основном по данным дорогостоящего микросейсмического мониторинга, когда структура пласта анализируется с помощью слабых сейсмических волн – малейших колебаний энергии. Но в областях с неблагоприятными сейсмогеологическими условиями такой метод работает некорректно. Новый подход к контролю направления и закономерностей развития трещин гидроразрыва пласта, выработанный пермскими учеными, основан на использовании исходных данных, которые регулярно и с высокой достоверностью определяются на любом нефтяном промысле.

💬 По словам доктора технических наук Дмитрия Мартюшева, разрыв пласта меняет степень взаимодействия между скважиной, на которой он проведен, и скважиной, в направлении которой образовалась трещина. Исследователи выдвинули гипотезу о влиянии величины пластового давления на образование трещины. С помощью этого показателя можно оценить, каким образом и в какую именно сторону она распространяется. Фактические измерения пластового давления выполняются при проведении на скважинах гидродинамических исследований и чаще всего проводятся в различные моменты времени. Ученые для получения этой информации по всем скважинам в один момент времени использовали нейросеть.

👍 Методика, предложенная в ПНИПУ, актуальна для коллекторов со сложной структурой пустотного пространства и естественной трещиноватостью, для которых фактическое определение специальных геомеханических параметров является продолжительным и трудоемким процессом.

#нефтедобыча #наука

Открытие российских ученых поможет нефтяникам предотвращать негативные последствия ремонта скважин

🛢Реагенты, которые используются для глушения скважины перед ее ремонтом, способны повредить пласт и ухудшить его характеристики. Исследователи Пермского политеха провели серию экспериментов и выяснили, как влияет фильтрат жидкости на карбонатные горные породы.

✅Как отмечают ученые, состав и свойства жидкости для глушения должны быть такими, чтобы предотвратить выброс нефти и обеспечить безопасность персонала. В качестве таких реагентов чаще всего выбирают водные растворы с добавками в виде минеральных соединений. Попадая в призабойную зону пласта, такой раствор способен негативно повлиять на его фильтрационно-емкостные характеристики – пористость и проницаемость горной породы. Ученые выяснили, каким образом фильтрат жидкости глушения воздействует на свойства карбонатных коллекторов, рассмотрев основные факторы, влияющие на их фильтрационно-емкостные свойства: химический состав фильтрата жидкостей, минералогический состав карбоната, пластовые давление и температуру, продолжительность контакта фильтрата с горной породой.

📊На образцах керна проводились испытания, где сначала имитировалось поступление нефти из пласта в скважину посредством ее фильтрации через образец, а потом глушение этой скважины с проникновением технической воды в пласт. Эксперименты позволили определить пористость и проницаемость по нефти образцов керна до и после моделирования на них процесса глушения. Как сообщил доктор технических наук, профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Дмитрий Мартюшев, комплексные результаты исследования показали, что проникновение фильтрата в горную породу нарушает геохимическое равновесие между пластовыми флюидами и минералами породы, тем самым вызывая растворение карбонатных минералов, набухание и миграцию глинистых компонентов.

📌Использование низкоминерализованной воды в качестве основы для жидкостей глушения для некоторых карбонатных коллекторов нефтяных месторождений сопровождается высоким риском заполнения пустотного пространства, что приводит к снижению нефтедобычи. Таким образом, сделали вывод исследователи, перспективным решением станет изменение минерализации воды или использование наночастиц для сохранения геохимического равновесия и снижения минерального растворения горных пород.

#наука #нефтедобыча