Долговечность нефтедобывающих насосов повысят благодаря российским ученым

🧬 Ученые ПНИПУ предложили для нефтяников решение, которое поможет увеличить надежность высокоэффективных тонкостенных штанговых глубинных насосов. От обычных насосов они отличаются большим объемом рабочей камеры за счет тонкой высоконагруженной стенки, что увеличивает производительность добычи примерно на 25%. При этом до сих пор они остаются недостаточно надежными из-за повышенных неравномерных нагрузок. Как объясняют в пресс-службе Пермского политеха, уязвимой частью становятся места деталей, где концентрируется наибольшее напряжение, в том числе резьба штока – металлического прутка, который передает возвратно-поступательное движение, создаваемое двигателем, на рабочие органы насоса.

⚫️Исследователи отмечают, что в изготовлении соединительных концов насосных штоков следует использовать сталь 40Х, прошедшую индукционную термическую обработку при высоких температурах, что повышает ее твердость и устойчивость к нагрузкам. Обычно для этих целей применяют углеродистые и низколегированные стали, которые поставляются уже в виде термически обработанной насосной штанги. Пермские ученые разработали технологию упрочнения штоков с применением индукционной термической обработки, что обеспечивает быстрый нагрев, высокую производительность, повышенные механические свойства, экономию электроэнергии и низкие производственные затраты.

➡️ В вузе заключают, что внедрение разработанной технологии упрочнения штоков не только уменьшит вероятность разрушения деталей, но и сделает штанговые глубинные насосы прочнее.

#наука #нефтедобыча

Ученые выяснили, как пустоты и трещины в пласте влияют на объем добычи нефти

🛢 Неоднородность карбонатных коллекторов может влиять на общий уровень добычи ресурсов: исследователи Пермского политеха занялись изучением поведения нефтяных резервуаров на макро- и микроуровне, организовав исследование особенностей пустотного пространства коллекторов с использованием лабораторных технологий и проведением полевых испытаний скважин.

👩‍🔬 Об актуальности исследования говорит пресс-служба вуза, отмечая, что карбонатные породы содержат около 50% мировых полезных углеводородных ресурсов. Анализ пустотных пространств, содержащихся в породе, проводится путем сканирующей электронной микроскопии и компьютерной томографии. Однако эти методы неэффективны при выявлении некоторых параметров из-за того, что требуются опытные образцы больших размеров. Пермские ученые предложили другой подход – комплексный всесторонний анализ результатов исследований керна и промысловых данных, включающий в себя сопоставление с динамикой добычи углеводородов.

⚛️ По словам профессора кафедры нефтегазовых технологий ПНИПУ Дмитрия Мартюшева, лабораторные исследования керна решают основную проблему, изучение структурных особенностей карбонатных коллекторов, на микроуровне, а испытания скважин – на макроуровне. Интеграция нескольких методов в разных масштабах позволила получить последовательные результаты и достичь более глубокого понимания, чем при едином подходе.

✍️ В ходе исследований политехники отобрали 30 образцов керна, взятых из разведочных скважин трех разных месторождений. Всесторонний анализ выявил существенные различия в строении образцов, в частности, по наличию наиболее крупных пустот. По полученным результатам определяли, как структурные особенности пласта влияют на производительность скважин. Ученые пришли к выводу, что чем сложнее структура коллектора и больше размер пор, тем существеннее снижается количество добытой нефти, поскольку проницаемость пласта из-за этого значительно меняется. Авторы исследования говорят о его уникальности, поскольку оно позволяет определить связи между характеристиками коллектора и параметрами, выявленными с помощью испытания скважин.

☑️ Применение комплексного подхода ученых Пермского политеха помогает объяснить и спрогнозировать динамику дебитов скважин, работающих в карбонатных коллекторах с различной структурой пустотного пространства.

#нефтедобыча #наука

Добавление биомассы в композиционное топливо повысит его эффективность, выяснили российские политехники

🛢 Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый вид шламового биотоплива, используя угольный шлам и добавив в него рисовую шелуху, осадок сточных вод и опилки. Полученное топливо, благодаря дополнительным биокомпонентам, обладает повышенной седиментационной устойчивостью, что отражает равномерное распределение и продолжительность нахождения во взвешенном состоянии мелкодисперсных твердых частиц в суспензии. Как передает пресс-служба вуза, этот показатель оказывает непосредственное влияние на эффективность процесса горения и уменьшает выбросы вредных веществ.

🔥 Эксперименты со сжиганием нового топлива при температурах 700–900 °С, проведенные в ТПУ, показали, что относительные показатели его эффективности на 10–12% выше, чем у аналогичных видов топлива без добавок. Кроме того, при сжигании данного шламового топлива можно сократить до 1,5–2 раз выбросы оксидов углерода, азота и серы.

🏭 Шламовое топливо применяют в основном в теплоэнергетике на локальных или удаленных объектах энергогенерации. Традиционно оно состоит из угля и отходов его переработки, а также жидких и твердых промышленных и коммунальных горючих отходов.

#наука #биотопливо

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

Ученые из Казани получили новый эффективный катализатор для синтеза водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Катализаторы играют ключевую роль при получении водорода путем восстановления протонов. Высокую эффективность здесь демонстрируют драгоценные металлы типа платины, однако их высокая стоимость делает их применение экономически нецелесообразным. Как сообщает пресс-служба Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», альтернативой им может стать катионный фосфоросодержащий пинцерный комплекс никеля (II). Ученые провели исследования с применением его в качестве катализатора получения газообразного водорода и с использованием доступной уксусной кислоты в качестве источника протонов.

👨‍👩‍👧‍👦 Были сделаны выводы, что в присутствии исследуемого комплекса восстановление протонов на различных электродных материалах в присутствии уксусной кислоты происходит при низкой разнице потенциалов, что выгодно отличает его от других известных катализаторов, при этом достигается высокий выход по току. Как объясняют исследователи, данные результаты открывают новые возможности для использования комплексов металлов подгруппы никеля в качестве электрокатализаторов в процессах водородного синтеза, особенно в условиях низкой кислотности среды, для разработки более эффективных и экономичных способов получения водорода.

#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

Ученые Курчатовского института нашли новый способ получения сорбентов для ликвидации разливов нефтепродуктов с поверхности воды

*️⃣ Суперсорбент, который предлагают исследователи для решения проблемы, создан из полистирола, сообщает пресс-центр НИЦ «Курчатовский институт». Из него можно получать нетканые материалы методом электроформования – вытягивания ультратонких волокон из раствора или расплава полимера под действием электрического поля высокой напряженности. Одно из достоинств такого метода – это возможность создавать смеси полистирола с другими полимерами, применяя различные растворители, за счет чего можно гибко регулировать характеристики получаемых волокон.

⚙️ Ученые Курчатовского института провели ряд экспериментов, в ходе которых выяснили, что добавление в раствор этилового спирта приводит к снижению среднего диаметра волокон из-за уменьшения вязкости и повышения электропроводности растворов. Лучшие результаты были получены при использовании растворителя диметилформамида: материалы с его применением имеют самые тонкие волокна (менее 2,5 мкм) и самую высокую сорбционную емкость – до 185 г/г (то есть 1 г сорбента способен впитать в себя 185 г вещества, например масла). Такие гидрофобные материалы отличаются высокой эффективностью при очистке водоемов от разливов нефтепродуктов: исследователи отмечают, что они существенно превосходят используемые в настоящее время сорбенты.

#наука #нефтедобыча

Новая технология получения лития разработана в России

✉️ Патент на изобретение получили ученые Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН), сообщает «Российская газета», отмечая, что новый метод получения карбоната лития из сподумена сократит затраты на добычу данного металла почти в 2 раза.

🎓 Классическая технология предполагает, что сподумен, самый богатый литием минерал, прокаливают при 1000–1100 °С, затем спекают с серной кислотой, выщелачиванием получают раствор сульфата лития, после чего с применением соды осаждают карбонат лития. Данный процесс невозможно организовать на одном производстве – он требует перевозки химикатов, что удорожает производство и делает его небезопасным. Исследователи ГЕОХИ РАН вместо серной кислоты использовали гидросульфат аммония: на его основе они смогли создать простую, экономичную и экологически чистую технологию добычи лития, которая допускает ее реализацию в непосредственной близости от места добычи содержащей металл руды.

🌎 Планируется, что метод будет внедрен на крупнейшем месторождении лития в России, Колмозерском, которое находится на Кольском полуострове.

⚙️ Об актуальности исследований в данном направлении говорят показатели увеличения потребления лития в мире: сейчас его объемы составляют порядка 100 тыс. т в год, к 2030 г. они могут вырасти до 450 тыс. т.

#литий #наука