Нефтедобыча на наноуровне
Ученые НЦМУ выяснили, как наночастицы металлического натрия влияют на добычу нефти. К числу технологических новшеств для увеличения нефтеотдачи стоит отнести наноматериалы, в частности, органодисперсию наночастиц металлического натрия. Речь идет о применении данного материала для интенсификации добычи нефти из плотного и слабопроницаемого пласта. Разработка казанских ученых позволяет простым способом получить наночастицы химически очень активного материала – металлического натрия, который закачивается в пласт и активизирует процессы, увеличивающие дебит скважины.
Металлический натрий представляет собой материал, который легко вступает во взаимодействие с химическими веществами, а в реакции с водой образует щелочь и газообразный водород. Щелочь уже давно используется в нефтедобыче, например, при щелочном затоплении. Газообразный водород хорошо растворяется в сырой нефти, повышая ее подвижность. Металлический натрий способствует гидрированию непредельных компонентов, а при контакте с водой выделяется большое количество тепла, что в совокупности положительно сказывается на дебите скважины.
Наночастицы являются более реакционноспособными, чем их более крупные аналоги, из-за небольшого размера они могут легко распространяться в пористых средах без снижения проницаемости.
Энергия солнца в любую погоду
Российские специалисты из НИТУ МИСИС разработали портативную солнечную панель, в основе которой лежит перовскит – перспективный полупроводниковый материал. Такая батарея показывает высокую эффективность даже в условиях слабой освещенности и может масштабироваться. Тесты при облачной погоде и в сумерках подтвердили, что фотомодули выдают более высокую мощность генерации, чем кремниевые аналоги. В частности, при нормальном солнечном освещении КПД превышает 25 %, а при недостатке света КПД не падает ниже 15 %. Разработка представляет собой несколько фотомодулей из перовскита размерами 100 х 100 мм, нанесенные на стеклянные подложки жидкофазным методом и обработанные лазером. Для удобства транспортировки и раскладки модули расположили на гибком текстильном материале. Новшество планируется применять в автономных узлах связи и для обеспечения энергией удаленных арктических объектов. Начались исследования по созданию аналогичных солнечных панелей для низкоорбитальных малых спутников, а также доработанных подложек.
Оптимизация термохимического воздействия на пласт
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ получили новые результаты физического моделирования для термохимических процессов с применением новых адаптированных бинарных составов с управляемой стадией инициации. В ходе исследований было доказано, что разработанные высококонцентрированные бинарные составы в процессе термогазохимической реакции способны выделять большее количество газа и тепла. Для увеличения охвата теплового воздействия на пласт адаптированы бинарные составы за счет введения термосолестойкого ПАВ, что позволит перераспределять потоки среагировавшего состава в менее проницаемые участки пласта за счет интенсивного пенообразования в ходе реакции. Для запуска бинарного состава ученые используют инициаторы замедленного действия. При разработке данной технологии оптимизирован запуск подобранных термогазогенерирующих составов с возможностью контроля реакций при заданном индукционном периоде для безопасной закачки инициирующего и бинарного состава. Научная новизна проведенной работы заключается в том, что предлагаемые способы закачки новых химических составов адаптированы для тепловой обработки как на коллекторах терригенного, так и карбонатного типа без образования труднорастворимых соединений с инициированием реакций в призабойной зоне.
Очистка ультразвуком напечатанных деталей
Ученые Московского авиационного института разработали технологию, которая позволит внедрить в двигателестроение трехмерную печать металлом. В процессе изготовления во внутренних полостях напечатанных деталей появляются слабо спеченные частицы исходного порошка, которые при эксплуатации могут засорять каналы и приводить к поломке. Поэтому необходимо разрабатывать методы, обеспечивающие очистку этих полостей. Исследования ученых МАИ помогут внедрить новые методы очистки внутренних полостей изделий от эксплуатационных и технологических загрязнений и развить технологии изготовления деталей двигателей летательных аппаратов из керамических материалов, что позволит увеличить температуру процессов в горячей части двигателя, повысить тепловой КПД, упростить систему охлаждения деталей, а в некоторых случаях отказаться от нее. По словам ученых, изготавливать авиационные двигатели шестого поколения невозможно без новых конструкционных материалов и технологий. Перспективной является технология трехмерной печати металлом. Она способствует сокращению числа технологических операций и дает возможность создавать более сложные конструкции, но ее применение ограничено отсутствием методов очистки их внутренних полостей. В ходе исследования ученые установили, что очистить каналы от частиц порошка помогает наложение направленных ультразвуковых колебаний на жидкость, прокачиваемую через внутренние каналы детали.
Качество под контролем
Ученые Пермского Политеха разработали виртуальный анализатор температуры выкипания дизельного топлива с использованием нейронных сетей. Разработка позволяет контролировать температуру выкипания дизельного топлива, определяющую полноту его испарения. При слишком высоких значениях некоторые фракции не успевают испаряться и остаются в виде капель и пленки, что приводит к повышенному нагарообразованию и износу оборудования. Виртуальный датчик позволяет непрерывно контролировать этот процесс. В основе работы лежит математическая модель, а особенностью метода является двухэтапный подход. На первом этапе ученые построили нейросетевую модель взаимосвязи, на втором – по результатам вычислительного эксперимента – регрессионную модель, которая предсказывает значения показателя качества производимого нефтепродукта. При построении виртуального датчика политехники учитывали такие входные данные, как плотность нефти, расход мазута, температуры паров нефтепродуктов и самой нефти. Эти значения поступают на вход обученной модели, а на выходе получают температуру выкипания дизельного топлива. Виртуальный анализатор показывает состояние нефтепродукта непрерывно с обновлением значений в системе управления с любым заданным интервалом времени.
В НИУ «МЭИ» разработали головку-удлинитель для труднодоступных соединений
Ученые НИУ «МЭИ» разработали головку-удлинитель гаечного ключа для труднодоступных соединений, которая может быть использована для монтажа накидных гаек гидравлических трубопроводов или электрических соединителей. Разработку отличают невозможность соскальзывания с монтируемой гайки, простота конструкции, а также использование для монтажа гайки трубопровода, расположенной в углублении или ином труднодоступном месте, без применения специального ключа. Разработка способна исключить недостатки имеющихся моделей, упростить механизм работы и добавить функционал для применения в трубопроводах и электрических кабелях. Устройство представляет собой головку с двумя шестигранными соосными поверхностями, состоящую из двух полукорпусов, соединенных между собой трапециевидным пазом и гребнем. Головка-удлинитель предназначена для монтажа стандартных гаек, накидных гаек трубопроводов и шестигранных корпусов приборов с резьбовым креплением.
