Обзоры в деталях | Технологии и инновации | Природные ресурсы

В сфере особого внимания – инновации: Томск бурит по-новому

10 Июнь '11
Олег Кузбит, управляющий редактор отдела веб-информации

Сегодня мы познакомимся с разработкой Томского политехнического университета в области инновационного бурения. ТПУ ищет инвесторов для создания высоковольтной импульсной буровой установки, способной проходить скважину диаметром 400 мм в исключительно твердых горных породах. При этом утверждается, что оборудование безопасно для окружающей среды и персонала. Разработку можно применять в горнорудном деле и нефтедобыче, проходке геотермальных скважин и гражданском строительстве. Это новое слово в технологии бурения, и к проекту стоит присмотреться.

На базе Томского политехнического университета (ТПУ) уже разработаны, построены и протестированы рабочие прототипы новой установки с погружными генераторами на 370 и 440 кВ. Одна из них поставлена в Норвегию для дальнейших испытаний на полигоне в Бергене. Высоковольтный генератор с 360-мм буровой коронкой довольно быстро проделал 400-мм тестовое отверстие в граните.

Теперь разработчикам необходимы дополнительные инвестиции на создание коммерческой установки. Суммы варьируются от 30 до 100 млн рублей, все зависит от требуемого диаметра и глубины бурения, мобильности установки и прочих технических параметров.

Революция в бурении

По словам Павла Носова из Центра трансфера технологий ТПУ, томские инноваторы вышли на тропу, пока еще в мировой практике бурения исследованную мало.

Как правило, для бурения в твердых породах сегодня применяют ударно-канатный или шарошечный методы. Буровые коронки, используемые в этих подходах, выполнены из легированной дорогостоящей стали – и все равно они изнашиваются быстро, требуемой скорости проходки не наблюдается.

В технологии, разработанной в ТПУ (и получившей 31 августа прошлого года патент США), применяется метод электроимпульсного разрушения горной породы. Он подобен микровзрыву в точке бурения и, по утверждению разработчиков, превосходит по эффективности все существующие ныне механические способы разрушения пород, включая и традиционное сверление.

Итак, рассмотрим…

В основе новой разработки особый эффект пробоя твердого диэлектрика. Явление отслеживалось томскими учеными в работе с высоковольтными импульсами, воздействовавшими на погруженный в жидкость диэлектрик: обнаружилось, что импульсы вызывают точечное разрушение породы с ее отколом от массива. Объем разрушения находится в прямой зависимости от базовых параметров импульсного источника, в частности, напряжения и запасаемой энергии, а также от геометрии буровой коронки.

Вкратце схему действия можно описать так: погружной генератор на 350-440 кВ посылает ежесекундно пять-десять высокочастотных импульсов на электроды буровой коронки, в результате чего и происходит откол значительных кусков горной породы.

Установка с генератором устанавливается на специальном превенторе, герметично закрепленном на породе. В процессе применяется трансформаторное масло: оно необходимо для промывки системы объемом жидкости до 100 кубометров в час, оно же служит той средой, в котором проявляется эффект пробоя. Жидкость циркулирует по замкнутому контуру, удаляя сколотые фрагменты породы в бак-накопитель, оснащенный ситами.

Эффективно, выгодно, безопасно, широко применимо

Разработчики заявляют, что электроимпульсное бурение обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с применяемыми сегодня методами проходки скважин в твердых породах.

Технология ускоряет проходку, причем твердость породы практически на этот показатель не влияет. В традиционном сверлении этого очевидно не наблюдается.

Использование метода позволяет сэкономить на коронках: ведь в томском оборудовании они изготовляются из обычной стали, а не из дорогих марок повышенной прочности, которые применяют сейчас.

Конструкция томской установки такова, что снимается потребность в оборудовании для вращения буровой колонки. Таким образом, обслуживание установки упрощается.

Изобретение, как считают авторы идеи, значительно повышает производительность труда, поскольку резко сокращается число спуско-подъемных операций. Наконец, разработка и ее применение безопасны для окружающей среды и работающего с установкой персонала, утверждает г-н Носов.

Использовать технологию можно не только в горнорудном деле или при добыче углеводородов, добавляет он. Инновационный метод позволит бурить артезианские и геотермальные скважины, а также окажется полезным в гражданском строительстве при проходке скважин для буронабивных свай высотных домов, опор ЛЭП в горных местностях, мостов, морских причалов и пр.

Интерес есть. Конкуренция тоже…

Как сообщил нам г-н Носов, томская технология вызвала интерес у ряда международных нефтедобывающих компаний, в частности, норвежских StatOil и Unodrill, британо-американо-французской Schlumberger, а также норвежской строительной фирмы Mesta. Они вложились в создание на базе ТПУ прототипов установок. Готовы приобрести в будущем установки и некоторые японские и китайские компании (правда, их названия пока не уточняются). Но долгосрочных инвесторов в томские разработки пока нет.

Да, томичи первыми вышли на ту стадию амбициозного проекта, когда уже есть прототип. Но концепция в целом для международного исследовательского сообщества не нова. Другие университеты и лаборатории, как, например, Дрезденский технический университет, получивший грант на сумму около 1,5 млн евро от германского правительства на изучение электроимпульсного метода для бурения геотермальных скважин, уже наступают сибирякам на пятки.

Тема исследуется под разными углами, и не исключено, что кто-то предложит другую, при этом не менее конкурентоспособную технологию, основанную на тех же базовых принципах.

Итак, гонка за право радикально улучшить процесс бурения началась. И победителем будет тот, у кого окажется своевременное и достаточное финансирование.
Олег Кузбит, управляющий редактор: «Мы рады, что вы по-прежнему с нами в нашем информационном проекте The Bridge – еженедельном экскурсе в инновационное настоящее и будущее российских регионов. «Марчмонт» расскажет, как наука и бизнес наводят мосты взаимопонимания и сотрудничества».
Опубликовать в Twitter
Написать в Facebook
Записать в LiveJournal
Показать В Моем Мире
Поделиться в Моем Круге
ПРОКОММЕНТИРОВАТЬ ЭТУ СТАТЬЮ
Найти похожее содержание

География: Томск

Теги: Томский политехнический университет (72) / инвестор (46) / Павел Носов (3) / электроимпульсная буровая установка (0) /

Последние новости: Обзоры в деталях
21 Июль '22 | Технологии и инновации | Промышленность
25 Май '22 | Промышленность | Технологии и инновации
2 Март '22 | Технологии и инновации
 
Поиск (Архив новостей - 21080)
Мир будущего — мир искусственного интеллекта
Technology Scouting Solutions For Industry
НАТТ
Реклама
Marchmont News

Последние новости

7 Окт '22
Красноярские ученые создали новые искусственные...
6 Окт '22
Российские исследователи придумали новый метод...
4 Окт '22
Петербургские ученые использовали продукты...

Интересные новости за неделю

6 Окт '22
Российские исследователи придумали новый метод...
7 Окт '22
Красноярские ученые создали новые искусственные...