- Аннотация проекта:
- Одна из перспективных технологий для повышения эффективности нефте-и газодобывающих скважин методом радиального вскрытия пласта (РВП) основана на гидромеханическом разрушении горных пород струей воды или раствора соляной кислоты. Жидкость под высоким давлением выходит из микроотверстий гидромониторной насадки, соединенной с насосом высокого давления гибким шлангом и металлической трубой малого диаметра длиной до 5 000 м. Разрушение горной породы происходит струей в лобовой части насадки, продвижение гидромониторной насадки – за счет силы, создаваемой струями в задней части насадки. Данная технология имеет существенный недостаток – отсутствие контроля за положением гидромониторной насадки в процессе проходки канала и подтверждения его траектории после окончания работ. Целью данного проекта является разработка автономного средства определения и контроля положения гидромониторной насадки. Внедрение технологии контроля траектории позволит минимизировать риски пересечения водонефтяных и нефтегазовых контактов в процессе создания канала. Сложность обусловлена малыми возможными габаритами и большой глубиной выполняемых работ, что отражается на температуре и накладывает ограничения на средства оценки траектории и способы передачи данных. В задачи проекта входят: 1) Разработка устройства определения траектории с решением вопросов низкого энергопотребления при высокой температуре окружающей среды; 2) Разработка конструкции устройства; 3) Разработка способов передачи данных; 4) Разработка устройства для приёма измеренных данных (наземное оборудование). Заинтересованный потребитель: ООО "Холдинговая компания "ПетроГазТех".
- Партнер проекта:
ФГАОУ ВО ТУСУР
ТУСУР – признанный лидер в сфере подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики, аэрокосмического и оборонного комплексов страны, внедряющий инновационные образовательные и исследовательские программы, прикладные разработки новой техники, аппаратуры и систем управления. Университет уверенно держит первенство в реализации программ инновационного развития. Выпускники ТУСУРа составляют кадровую основу многих предприятий как в России, так и за рубежом.
- Вакансии:
- Инженер-программистКонструкторИнженер
- Классификация работы:
- ОКР
- Направление исследований и разработок:
- Н4. Новые приборы и интеллектуальные производственные технологии
Конечный продукт
Конечным продуктом является прототип устройства определения траектории гидромониторной насадки. В функции устройства входит: 1) Определение траектории с высокой точностью; 2) Возможность автономной работы в процессе формирования канала; 3) Возможность записи данных для дальнейшей передачи по окончанию работ. Рассмотрение возможности дистанционной передачи данных;
Актуальность и востребованность
Предложенная технология радиального вскрытия пласта (РВП) на основе гидромеханического разрушения горных пород струей жидкости имеет высокие перспективы для повышения эффективности добычи сырья из нефтяных и газовых скважин. В сравнении с наиболее распространенными технологиями интенсификации добычи нефти и газа (ГРП, ГС, ЗБС) технология РВП более мобильна, более оперативна, менее продолжительна, менее затратна. Прирост дебита нефти при внедрении технологии составляет более 250%. Внедрение технологии контроля траектории позволит минимизировать риски пересечения водонефтяных и нефтегазовых контактов в процессе создания канала. На текущий момент отсутствие контроля траектории является основным фактором воздержания части потенциальных заказчиков от применения технологии РВП.
Предмет разработки/исследования
Предметом разработки является устройство определения траектории гидромониторной насадки, в функции которого входят: - определение траектории с высокой точностью; - возможность автономной работы в процессе формирования канала; - возможность записи данных для дальнейшей передачи по окончанию или в процессе выполнения работ. Максимальное отклонение от реальной траектории должно составлять не более пяти метров по всей траектории проходки канала. Длина канала может составлять до 200 м. Время формирования одного канала может составлять один час.
Способы и методы реализации проекта
Методы разработки, включая аналитический обзор, электростатическое и электродинамическое моделирование, проектирование с использованием современных САПР, макетирование и прототипирование.
Новизна предлагаемых в проекте решений
Высокоточный контроль траектории в течении длительного времени (до 1 часа) в условиях ограничений окружающей среды, большой глубины и малых габаритов является нерешенной задачей. Малые габариты накладывают ограничения на размер используемой компонентной базы и электроёмкость локальных источников питания. Ограниченность доступной электроэнергии является сдерживающим фактором для реализации связи и передачи измеряемых данных на поверхность. Температура окружающей среды и требуемое время измерения накладывает ограничения на типы используемых элементов питания, на выбор и точность инерциальных датчиков. Ряд ограничений требует использования комплексного и нестандартного подхода при реализации всей системы. В качестве решений для повышения точности определения траектории может потребоваться совмещение нескольких подходов, включая масштабирование инерциальных каналов с использованием вспомогательных механических систем определения скорости перемещения шланга, учет температуры, использование потока жидкости для отвода тепла, использование вспомогательных радиосистем в стволах скважин. Допускается возможность разработки в рамках проекта инерциальных датчиков специального назначения под заданные ограничения. В дополнение, научной новизной может обладать система дистанционного взаимодействия с наземной поверхностью. Ввиду ограничения электропитания может быть организована передача данных на основе дистанционного зондирования, где устройство измерения выполняет пассивный ответ на воздействие.
Задел по тематике проекта
Разработан и протестирован макет определения траектории на основе инерциальных датчиков: акселерометра, гироскопа, магнетометра. Выполнена разработка, анализ и оценка эффективности алгоритмов обработки данных с использованием фильтров Маджвика, фильтров медианного и скользящего среднего, фильтров Калмана, методы и алгоритмы определения углов в пространстве. Разработан тестовый стенд, на котором проведены испытания устройства. Максимальное отклонение от траектории составляет не более 5 м в течении одного часа.
Конкурентные преимущества создаваемого продукта
В сравнении с наиболее распространенными технологиями технология радиального вскрытия пласта позволяет интенсифицировать добычу нефти и газа (ГРП, ГС, ЗБС) на более чем 100%. Например, внедрение технологии в ООО "Лукойл-Пермь" обеспечил прирост дебита нефти 275%, что составляет более 3 мл.тн. Также технология РВП по сравнению с аналогами: - более мобильна; - более оперативна; - менее продолжительна; - менее затратна. На текущий момент систем определения траектории для такой технологии не существует.
Календарный план
Команда проекта
Руководитель проекта
Инженерно-технический персонал
Берестов Александр Владимирович
Должность: инженер
Опыт и квалификация: 7 лет в должности инженера-конструктора. Опыт разработки множества промышленно-выпускаемых корпусных, коммутационных изделий высоковольтной электроники.
Поздняков Владислав Сергеевич
Должность: м.н.с.
Опыт и квалификация: 5 лет в должности инженера. Большой опыт в области разработки цифровой и СВЧ-техники
Вакансии для обучающихся
Инженер
Знания в области радиопередачи, проектирования ВЧ-устройств. Владение Altium Designer, AWR, CST.
Дополнительные материалы
Письмо поддержки ООО "Холдинговая компания "ПетроГазТех"
2024-08-28 Письмо поддержки.pdf