Российские ученые предложили решение, которое снизит токсичность буровых отходов

🛢 Солевой состав бурового шлама, который образуется при строительстве скважин, меняют с помощью химических реагентов, содержащих в себе калий, кальцинированную соду, хлорид кальция, хлорид калия и известь. Водорастворимые соли повышают щелочность шлама, который из-за этого негативно влияет на окружающую среду. Для ее снижения исследователи Пермского политеха и Тюменского индустриального университета предложили использовать гипс и фосфогипс. Применяя их, можно создавать оптимальные водно-физические свойства буровых отходов для утилизации без вреда для окружающей среды, заключили они.

👩‍🔬 Как сообщает пресс-служба ПНИПУ, ученые двух вузов в ходе исследования выявили закономерности изменения солевого состава буровых шламов в процессе ионно-обменной реакции при использовании гипса. Также они разработали математическую модель прогноза растворения солей, которая учитывает все неуправляемые факторы, влияющие на этот процесс, – плотность, гранулометрический состав, коэффициент фильтрации, содержание водорастворимых солей. Несколько образцов шлама, на которых применялись разные типы буровых растворов, смешивали с гипсом, после чего происходила ионно-обменная реакция с замещением катионов натрия на катионы кальция. Внесение гипса неизменно приводило к изменению концентрации хлорид-иона во всех образцах, что свидетельствует об эффективности его применения для снижения щелочности.

☑️ Выявленные пермскими и тюменскими учеными закономерности и созданная математическая модель позволяют спрогнозировать нормы внесения гипса для уменьшения содержания водорастворимых солей в шламе и в конечном счете сделать процесс их утилизации более экологичным.

#наука #бурение

Новые многоразовые накопители водорода разработаны в России

🔄Оборудование выполнено из сплава титана и железа; разработчики из Томского политеха сообщают о том, что металлогидридные накопители способны сорбировать и десорбировать водород несколько тысяч циклов с потерей эффективности не более 5–10%.

💬Как сообщает пресс-служба вуза, использование гидридов металлов рассматривается учеными как альтернативный способ накопления и выделения водорода: в данное время самым распространенным методом является хранение его в баллонах под давлением 150 или 350 атм., что требует повышенных мер безопасности. Работая над созданием новых систем хранения газа, исследователи рассмотрели сплавы лантана и никеля, а также титана и железа, причем одно из преимуществ последнего заключается в отсутствии необходимости закупать часть сырья за рубежом, при этом стоимость его в 3 раза ниже.

👥Сейчас ученые работают над улучшением изобретения. Накопители используются в виде мелкодисперсных порошков, вместо этого планируется создание накопителей-компактов с добавками для повышения теплопроводимости. Целью исследователей является разработка больших систем хранения водорода на отечественной сырьевой базе, пригодных для массового производства.

#наука #водород

В Перми испытывают новую систему для обеспечения бурения горизонтальных скважин

👨‍👩‍👧‍👦 Процесс бурения горизонтальных скважин может осложняться такими факторами, как давление и поглощающие пласты, – их нельзя предугадать при оформлении конструкторской документации, однако разработка ученых Пермского политеха позволяет строить такие скважины по заданным алгоритмам и управлять траекторией ствола.

👨‍👩‍👧‍👦 Как сообщает пресс-служба ПНИПУ, предложенная исследователями телеметрическая система выполняет функции навигации в затрудненных условиях и собирает необходимую информацию для бурения горизонтальных скважин, помогая специалистам точно следовать заданной траектории, сокращать время и полностью контролировать процесс под землей. По сути, она становится их глазами, в реальном времени передавая сигналы из скважины на поверхность. Для этого в систему необходимо ввести координаты забоя и проложить траекторию до цели по критическим точкам. Запущенное устройство, оснащенное оптико-волоконным гироскопом, идет по заданному маршруту, собирает информацию внутри пласта и передает ее наверх – буровой бригаде, которая в случае сигналов об отклонении от траектории или о каких-либо аварийных ситуациях может быстро сориентироваться и скорректировать движение системы.

☑️ На сегодняшний день уже пройдено первое опытно-промышленное испытание, по результатам которого ученые сделали вывод о готовности системы к использованию.

#нефтедобыча #наука

Российские ученые предложили способ увеличить долговечность нефтегазового оборудования

🔄 Исследователи из Перми изучили основные причины износа покрытия скважинных штанговых глубинных насосов, используемых при добыче полезных ископаемых. Обычно в качестве покрытия применяют сочетание никеля, хрома, бора и силиция, которое наносят газопламенным напылением. Неисправность насосов в 38% случаев связана с коррозионным растрескиванием материала под напряжением и при работе в высокоагрессивной среде с хлоридами и сероводородом.

📰 Как отмечает пресс-служба ПНИПУ, ученые вуза изучили поверхность деталей после эксплуатации и пришли к выводу, что в составе нефтесодержащей среды есть существенная концентрация сероводорода и хлоридов железа, обусловленная тем, что скважины обрабатывают соляной кислотой для растворения сульфидов, которые засоряют каналы и полости оборудования. Чтобы ослабить влияние этих факторов, необходима коррекция содержания карбидов и боридов хрома в покрытии за счет уменьшения углерода и бора в исходном порошке, отмечает заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, доктор технических наук Юрий Симонов. В этом случае потенциальное сокращение затрат от предотвращения даже одного случая разрушения оборудования может достигать свыше 150 тыс. руб., подсчитали в институте. Таким образом, инвестиции в разработку новых устойчивых материалов окупятся за счет повышения надежности и уменьшения расходов на обслуживание и увеличат эффективность добычи.

#наука #нефтедобыча

Сахалинские ученые научились перерабатывать литиевые батареи

⚙️ Ученые Сахалинского государственного университета разработали передовую технологию извлечения катодных материалов из отработанных литиевых батарей на основе максенов. Эти материалы широко применяются в таких высокотехнологичных отраслях, как электроэнергетика, наноэлектроника и приборостроение. Новая технология не только способствует эффективной переработке отходов, но и открывает новые возможности для создания компонентов, востребованных в самых современных и экологически чистых технологиях.

🪫 В процессе переработки литиевых батарей можно добыть дорогие и очень нужные компоненты – Mn, Ni, Co и Li. В последующем их можно использовать при создании новых источников энергии, также они могут выступить в роли источников реагентов для синтеза новых типов материалов.

🔃 Проект ученых СахГУ направлен на разработку новых типов катодных материалов на основе максенов – перспективного класса слоистых материалов, который представляет собой конкурентоспособную альтернативу графену. Эти материалы могут найти применение в производстве суперконденсаторов и других химических источников тока, солнечных батарей, а также в наноэлектронике, оптических и электрохимических сенсорах. Кроме того, максены имеют потенциал в области опреснения морской воды и создания специальных покрытий для самолетов-невидимок. Реализация проекта осуществляется в рамках государственного задания Минобрнауки России, что подчеркивает его стратегическую значимость для развития высоких технологий в России.

#наука

Установку для нанесения керамических теплозащитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей разработали в России

⚙️ Пилотную технологическую установку для электронно-лучевого нанесения термобарьерных керамических покрытий на лопатки газотурбинных двигателей представили ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), сообщает пресс-служба вуза. Данные устройства применяются в авиастроении, а также в компрессорных газоперекачивающих установках.

💬 Как поясняют разработчики, лопатка турбины работает при температурах 1200–1400 °С, ресурс их ограничен, поскольку они сделаны из никелевого сплава, и необходимо защитное покрытие. Ученые предложили использовать для этого керамическое покрытие 150–200 мкм. Сейчас исследователи в сотрудничестве с коллегами из Уфимского университета науки и технологий работают над оптимизацией технологических режимов процесса нанесения покрытий. Новый подход к нанесению защитного покрытия предполагает использование уникального электронно-лучевого оборудования – так называемых форвакуумных плазменных источников электронов. Такие устройства обеспечивают непосредственное воздействие электронным пучком на электрически непроводящую керамику с высокой энергетической эффективностью. В технологическом процессе используются два источника электронов: один подогревает лопатку до нужной температуры, а второй испаряет керамику под ней, нанося покрытие.

🖋 До конца года ученые планируют пройти сертификацию разработки, которая позволит выполнять заказы предприятий.

#наука #ГТУ

Ученые России создали одноатомные катализаторы для получения высокоочищенного водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Для создания новой разработки объединились исследователи 4 институтов РАН и НИЦ «Курчатовский институт», сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 В полученные учеными соединения инкапсулированы ионы кобальта и железа: данные биометаллы являются химически устойчивыми моноатомными катализаторами, перспективными для электрокаталитического получения высокоочищенного водорода для его использования в водородной и атомной энергетике, высокотехнологическом транспорте и передовой химической технологии.

👨‍👩‍👧‍👦 Особо подчеркивается, что в водородной энергетике для получения водорода как катализаторы применяются благородные металлы платиновой группы, отличающиеся высокой стоимостью, что ограничивает их массовое использование. Клеточные комплексы с инкапсулированными ионами железа и кобальта не только существенно экономичнее, они также свободны от производных серы, которые называют каталитическими ядами, малотоксичны и обеспечивают максимально высокую эффективность использования каталитической активности атомов этих металлов.

#наука #водород

Арктику от разливов нефти спасет «съедобная губка» – разработка российских и киргизских ученых

🧪Новый сорбент, который поглощает нефть и нефтепродукты с поверхности водоемов, представили исследователи Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива.

💬Как поясняет пресс-служба вуза, разлив нефти или нефтепродуктов в водоемах приводит к формированию на поверхности воды пленки, не пропускающей кислород, свет и тепло, причем в северных регионах наносимый таким образом ущерб может стать непоправимым. Для минимизации его коллектив российских и киргизских ученых из Сибирского федерального университета и Таласского государственного университета разработал полимерный сорбент на основе нетоксичных и непатогенных компонентов с добавлением природных веществ, таких как гуминовые кислоты.

🛢Проведенные эксперименты показали, что новый состав поглощает 90–98% нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при температурах от 0 до +40 °С и разлагается, не нанося дополнительного ущерба окружающей среде. Данные свойства обусловлены наличием в составе композиции полимерных смол — карбамидоформальдегидной и меламиноформальдегидной. Сорбент может быть использован также в качестве медленнодействующего полимерного удобрения: разложение карбамидных смол до аммиака происходит в течение 3–5 лет.

🗓️В настоящее время исследователи ведут эксперименты по оценке влияния сорбента на арктические растения и микробиоту почвы.

#наука #Арктика

Контролировать поиски нефти помогут солнечно-слепые приемники изображений, разработанные российскими учеными

💬 О новых изысканиях исследователей Московского института электронной техники (МИЭТ) сообщает пресс-служба Российского научного фонда. В данное время ученые разрабатывают технологию создания сенсорно-преобразовательных пленок и фотокатодов на их основе, которые будут использованы в приемниках изображений, чувствительных к излучению в солнечно-слепом УФ-диапазоне.

⚙️ К сегодняшнему дню уже разработан и изготовлен фотокатод на основе поликристаллической алмазной пленки, легированной бором. Используя его, авторы исследования впервые в мире смогли создать экспериментальные образцы приемников изображений, чувствительные в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне 180–280 нм. Сейчас планируется насытить алмазную пленку люминесцирующими NV-центрами и сформировать ее на тыльной стороне кварцевого входного окна электронно-оптического преобразователя, что позволит получить одноканальные двухспектральные приемники изображений. Они будут не только регистрировать и распознавать объекты, излучающие в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне, но и координатно привязывать их изображения к изображению окружающей местности.

🛢 Таким образом, приемники можно будет использовать для решения широкого круга задач, от ранней бесконтактной диагностики технических неисправностей в высоковольтных линиях электропередачи до осуществления контроля процесса поискового бурения нефти.

#наука #нефтедобыча