Ученые из Перми предложили новую методику прогнозирования нефтеотдачи
Ученые Пермского Политеха изучили изменение параметров горных пород при различных частотах волнового воздействия и разработали модель для прогнозирования его результатов. В ходе исследования ученые установили, что использование низкочастотных волн приводит к росту отдачи за счет изменения проницаемости пласта, тогда как высокочастотное воздействие в первую очередь влияет на снижение вязкости нефти. Наибольшее изменение параметров наблюдается при низкочастотном воздействии до 20 Гц и высокочастотном – 20 Гц. Увеличение частоты приводит к снижению технологической эффективности. При увеличении частоты с 10 Гц до 25 000 Гц выработка снижается в восемь раз. Продолжительность эксплуатации скважин с повышенными дебитами также уменьшается. Поэтому в Пермском крае рекомендуется использовать технологии волнового воздействия с частотами до 100 Гц.
Программа ученых ЮУрГУ смоделирует аварию на буровой
Ученые ЮУрГУ разработали программы математического моделирования для буровых установок. Цифровое моделирование поможет оценить плюсы и минусы модернизации буровых установок, способствует поиску решения для безопасного и менее дорогостоящего аварийного отключения электропривода системы верхнего привода установки. В 2019 году ученые ЮУрГУ предложили заменить два электрических двигателя с разными характеристиками на один, имеющий планетарный редуктор с переменным передаточным числом. Программа позволяет понять, какие нагрузки испытывает электропривод и выдержит ли их новое строение конструкции. При математическом моделировании важно рассчитать и проанализировать переходные процессы электропривода. Другая программа, зарегистрированная учеными ЮУрГУ, моделирует аварийное отключение верхнего привода буровой установки на базе работы двух электрических двигателей. В программе моделируются различные варианты системы управления и рабочие характеристики буровой установки. Моделирование помогает понять, как нужно действовать в критической ситуации, чтобы уменьшить финансовые потери предприятия и обеспечить безаварийность работы.
Катализаторы максимальной эффективности от химиков СПбГУ
Ученые Санкт-Петербургского университета выяснили, что для использования промышленных органических катализаторов нового поколения, отличающихся эффективностью и экологичностью, важнейшим фактором является среда, в которой они работают. Многие используемые в химии растворители заметно снижают активность органокатализаторов, поэтому выбор правильного растворителя играет ключевую роль. Органокатализаторы можно назвать современной экологичной альтернативой обычным металлсодержащим катализаторам. Однако они уступают в активности традиционным и не могут эффективно ускорять химическую реакцию. В своей работе ученые показали, что растворитель зачастую играет ключевую роль в процессе связывания катализатора с нужным субстратом реакции. Одним из таких растворителей оказался диметилсульфоксид – безопасный, недорогой и распространенный в промышленности растворитель. Выяснилось, что он может полностью подавлять активность некоторых катализаторов. При этом в менее распространенном ацетонитриле катализаторы проявляли заметную каталитическую активность при использовании в той же самой реакции.
Получение углекислого газа из биогаза
Ученые Института катализа СО РАН приступили к разработке сорбентов для получения углекислого газа из биогаза. Биогаз является побочным продуктом, образующимся в результате брожения биомассы. Его основной компонент – метан – используют в качестве топлива. Чистый углекислый газ необходим для химической и деревообрабатывающей промышленности, металлургии, сельского хозяйства и медицины. Для выделения двуокиси углерода используют обратимые сорбенты, которые работают в циклическом режиме: сначала впитывают углекислый газ из биогаза, а затем отдают его при нагреве.
Задача ученых – снизить температуры этого процесса, чтобы получение углекислого газа было рентабельным. Ученые намерены сделать материал, который будет эффективен на стадии выделения углекислого газа при 100 °C. Помимо энергоэффективности, сорбенты должны быть емкими и стабильными, чтобы выдерживать несколько циклов. В качестве активного компонента для систем ученые выбрали разветвленный полиэтиленимин.
Носители для сорбентов на основе оксидов алюминия будут создавать с помощью темплатного синтеза с использованием частиц, при выжигании которых в материале образуются поры. На следующем этапе ученые синтезируют материалы на основе диоксида кремния и сравнят перспективность и эффективность полученных композитов.
Первая методика оценки срока службы полимерного трубопровода
Ученые из ПНИПУ и МГТУ им. Н. Баумана разработали методику, позволяющую измерять эксплуатационные характеристики полимерных труб и учитывающую различные типы напряжения, которое возникает в трубопроводах. Нагрузки создают динамическое напряжение в теле трубы, которое ведет к появлению микротрещин и разрушению трубопровода. Для определения срока службы трубы ученые с помощью спроектированной ими установки провели эксперимент по нагружению труб из стеклопластика диаметром 75 и 130 мм. Измерение проводилось виброакустическим методом. Для этого образец помещается в экспериментальную установку, где под воздействием создаваемой нагрузки в образце возникает виброакустическое поле.
Его сигналы регистрируются датчиками и обрабатываются специализированным ПО.
Расшифрованная информация о вибрациях в трубах позволяет оценить наличие в них дефектов и повреждений. Предложенный метод уже проходит полевые испытания на трубопроводах ЛУКОЙЛ-Пермь.
Водород из отходов химического производства
Химики Санкт-Петербургского университета разработали способ получения водорода из промышленных химических отходов, образующихся при получении ацетилена из карбида кальция. В результате гидролиза карбида кальция – реакции получения ацетилена – в качестве второго продукта образуется так называемый остаток, по существу являющийся отходом. В химической промышленности ежегодно образуется около 23 млн тонн такого остатка. Ученые разработали способ, позволяющий превратить эти отходы в водород. Они обнаружили, что нагревание карбидного шлама с определенными металлами приводит к выделению водорода. Варьируя металлы и условия реакции, удалось достигнуть увеличения его количественного выхода. Таким образом, остаток от гидролиза карбида может быть полностью разложен до водорода и оксида металла. Это может быть использовано для переработки отхода химического производства. Ученые проверили условия реакции таких металлов, как цинк, железо, алюминий, магний и кальций. Наилучшие результаты были достигнуты при использовании цинка и кальция. Так, при использовании кальция вторым продуктом реакции оказался реагент, используемый для синтеза карбида кальция. Таким образом ученым удалось замкнуть цикл и вернуть оба остатка в химическую промышленность уже не в виде отходов, а в качестве ценных реагентов.
