Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Опережающие технологии для нефтегаза России Такие понятия, как инвестиции, инновации, модернизация и т. п., которые сейчас звучат в различных сочетаниях, когда речь заходит об экономике России, в полной мере относятся к нефтегазовому комплексу страны. В его развитие вкладываются огромные средства. В свою очередь нефтегаз, начиная с добывающего сектора и заканчивая предприятиями переработки углеводородов, активно реагирует на инновационные проекты, представляемые инженерами-конструкторами и машиностроителями. Сегодня отрасль, чтобы сохранить и продол­жить развитие своего потенциала, как никогда нуждается в модернизации за счет опережающих технологий и новых технических решений. Россия богата запасами природных ресурсов. Только по нефти они составляют 12% от мировых, а объемы суточной добычи достигают 10 млн барр — как у Саудовс­кой Аравии, с которой Россия делит первое место. Отечественная нефте-­­добыча в 2008 г. составила порядка 500 млн т. Однако богатством нужно уметь разумно распоряжаться. Такой подход актуален при разработках, транс­портировке, а также в практическом использовании нефти и газа. Для этого необходимы совсем простые, на первый взгляд, вещи. Например, совершенствование технологий, ко­то­рые могли бы свести к минимуму потери ценного продукта, применение средств автоматизации тяжелого и опасного труда и особлюдение мер безопасности и норм экологии. Наконец, не обойтись без жесткого контроля реализуемых потоков углеводородов, расширения и интенсификации сферы их переработки. То или иное технологическое сопровождение и техническое обеспечение напрямую зависит от множества причин. Как залегают нефте­газо­носные пласты, каков качественный состав добываемых углеводородов, какими являются транспортные возможности для разработки месторождения, в каком состоянии инфраструктура буровой точки? Эти и другие оценки обуславливают комплектование исследований соответствующим оборудованием и материалами, применение в рабочих процессах тех или иных методик и технологий. Для поиска необходимого можно зарываться в многочисленные каталоги, листать странички Интернета либо «висеть» на телефоне. Но эффективней всего — соучаствовать в работе специализированных промышленных выставок, которые аккумулируют все новое, что предлагают отрасли производители оборудования, приборов, средств защиты, контроля и безопасности. Один из таких выставочных проектов — XII специализированная выставка «Нефть. Газ. Химия ’2008» — был недавно успешно реализован ВЦ «Софит-Экспо» в Саратове. Форум стал не просто многопрофильным демонстрационным мероприятием, но и местом обмена опытом специалис­тов нефтегаза, площадкой для подписания партнерских соглашений и контрактов между поставщиками и потребителями продукции из разных регионов страны. Кроме того, он выступил в качестве дискуссионного клуба, где по существу обсуждались проблемы развития отрасли. Геологическая база нефтегаза Участники научно-технических семинаров не обошли вниманием и достаточно острую для последнего времени тему разведки и освоения новых месторождений углеводородов. Без такой основы рост нефтегазо­добычи немыслим. О необходимости активного возобновления на современном уровне геологических изысканий, научного обоснования сырьевой базы и создания комплексных проектов разработки новых месторождений заговорили сейчас на всех уровнях. Дискуссии начинают подкрепляться конкретными практическими решениями. Так, только за последние три года расходы на разведку в совокупности источников увеличились в 8 раз. Результаты будут, о чем свидетельствует статистика данных по числу заявок геологоразведочной службы о новых месторождениях. Кроме того, завершается активная подготовка к промышленной добыче углеводородов на новых перспективных Верхнечонских газоконденсатных пластах, которые осваивают концерны «ТНК-ВР» и «Роснефть». Подготовлены и основные техничес­кие решения по реализации проекта обустройства нового Бованенского месторождения на Ямале. На месторождениях Надым-Пур-Тазовского региона Западной Си­бири добывается сегодня 80% общего количества российского газа. В условиях ежегодно растущих потребностей, включая внутреннее потребление и обязательные внешние поставки в Европу, необходимо интенсивное наращивание разрабатываемых продуктов. На выполнение этой задачи в последние годы ОАО «Газпром» и другими компаниями были привлечены основные имеющиеся ресурсы. Но сегодня ведущие газодобывающие объекты вступили в период падающей добычи. Восполнить недостающие объемы голубого топлива должны провинции Ямала при разработке в них новых месторождений (кроме Бованенского перспективными являются также Харасавэйское, Крузенштернское и ряд других богатых запасами точек полуострова). К техническому обоснованию новых разработок привлекаются ведущие научно-исследовательские и проектные организации нефтегазовой и смежных отраслей промышленности. В частности, ООО «ВНИИгаз» (Москва), ООО «ТюменНИИгипро­газ», ООО «ПитерГаз» и другие. Среди них — лидер проектного комплекса газодобывающей отрасли России ОАО «ВНИПИгаздобыча» (Саратовская обл.). Это дочернее акционерное общество известного ОАО «Газпром» более 60 лет выполняет полный комплекс исследовательских и проектно-изыскательских работ. Ученые и инженеры института осуществляют научное обоснование сырьевых запасов участков, создают геологические модели пласта. Кроме того, они обеспечивают по заявкам компаний создание комплексных проектов обус­тройства месторождений, газотранспортных магистралей, перерабатывающих предприятий, подземных хранилищ газа. В активе ВНИПИ — технические решения, которые впервые были применены в отечественной практике. Они включают в себя проекты обустройства Уренгойского, Запо­лярного, Песцового, Юбилейного газоконденсатных месторождений в Западной Сибири, работы на залежах в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и ряд других. В настоящее время специалисты института реализуют программу по довыработке месторождений Большого Уренгоя, завершают разработку системы транспортировки газа с полуострова Ямал до Единой системы газоснаб­жения страны. Осуществляют они и выполнение ряда других проектных заданий и заказов. Совершенствование нефтегазодобычи Поставщики машин и оборудования для рынка нефтегазодобывающего сектора учитывают специфику не только самих рабочих процессов на буровых вышках и станциях, но и условия, в которых осуществляется разработка месторождений угле­водо­родов. А они достаточно непросты. Особенно сегодня, когда интенсивно осваиваются залежи сырья в труднодоступных и сложных по климату провинциях Крайнего Севера и на шельфовых зонах. Удаленность буровых объектов от транспортной инфраструктуры и ремонтных баз многократно усложняет доставку и восстановление устройств. Кроме того, стоимость энергии в районах, где активизированы буровые площадки, в десятки раз превышает показатели промышленных центров. Поэтому требования к технике и инструменту, в которых нуждаются нефтегазовики, хоть и не новы, но по-прежнему актуальны. Оборудование должно быть компакт­ным, надежным и производительным, а также энергоэкономичным. С учетом этого осуществляет поставки специальных агрегатов для нефтегазовых промыслов ООО «Техно­ресурс» (Саратовская обл.). Являясь дилером известных машиностроительных объединений, оператор предлагает промысловикам установки горизонтально направленного бурения, многофункциональные погрузчики, автогрейдеры, тракторы и другую технику. Компания представила и принципиально новые образцы — уникальный роллерный расширитель для буровых работ, а также буровую установку ZT-15DF с системами автоматической подачи штанг и анкерения производства ООО «Бур­Инстру­мент­Строй» (Московская обл.). Настоящим образцом «триединства» в удовлетворении требований современной нефтедобычи для решения вопросов комплектования разрабатываемых месторождений углеводородов может служить новейшая разработка Сибирской машиностроительной компании (Томская обл.). Механический лопастной перемешиватель бурового раствора ПБРТ-turbo создан на базе волнового редуктора с промежуточными звень­ями с мешалкой типа «турбинное крыло». В конструкции агрегата удалось реализовать сочетание последних достижений компании в области волновых передач, обеспечивающих малогабаритность, высокую степень надежности и ресурс редуктора, а также изобретений в сфере гидро­динамики для механического переме­шивания растворов. Специалистами компании разработан уникальный профиль мешалки. Устройство «турбинное крыло» высокоэффективно перемешивает буровые растворы при снижении электропотребления (по сравнению с плосколопастными агрегатами) до 40%. Оно рассчитано на применение в различных по плотности средах. Осевой поток при этом может увеличиваться на 50%. Использование в конструкции ПБРТ-turbo волнового редуктора с промежуточными звеньями в сочетании с мешалкой «турбинное крыло» позволило снизить массу устройства с 450 до 160 кг. Увеличен ресурс работы редуктора — с 20 до 55 тыс. ч. Крутящий момент на новой мешалке возрос на 10%, благодаря чему теперь можно производить перемешивание самых тяжелых буровых растворов. Кстати, специалисты нефтедобычи не случайно уделяют столь большое внимание буровым растворам и их приготовлению. Пласты с углеводородами залегают по-разному, в различном окружении пород и под непо­стоянными углами выхода к «дневной» поверхности. Поэтому извлечение той же нефти зачастую осложнено частицами твердой фазы, проникающими в пласты. И только специальные композиции буровых растворов могут помочь в обеспечении эффективной разработки залежи. Представлявшее на выставке нефтяной бизнес Республики Татар­стан ООО «ШешмаОйл» проводит активное проектирование и внедрение собственных, не имеющих аналогов технологий повышения нефте­­отдачи пластов. В подразделениях компании создаются оригинальные методики с использованием разнообразных композиционных материалов, которые обеспечивают высокую продуктивность буровых установок и отдачу скважин. Например, для ликвидации водопроялений (поглощений бурового раствора) предприятие предлагает вводить технологию с применением полимер-силикатного концентрата. Разработано также оригинальное решение для удаления глинистой корки с необсаженного ствола скважины в процессе цементажа колонны, основанное на свойствах реагента «Шешма-разглинизатор». Но наибольший интерес представляет технология вскрытия продуктивных горизонтов с использованием мульти­фазного бурового раствора МБФР. Такой раствор предназначен для первичного вскрытия продуктивных пластов при строительстве скважин на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами нефти. При­менение МФБР обеспечивает сохранение коллекторских свойств и увеличение продуктивности скважин. Установлено, что при вскрытии продуктивного пласта с промывкой традиционным буровым раство­ром происходит фильтрация частиц твердой фазы в поры пласта с формированием вокруг ствола низкопроницаемой зоны. При этом показатели проницаемости ухудшаются от 2 до 10 раз, а размер зоны может достичь не одного десятка метров. При использовании МФБР недостатки, присущие традиционным буровым растворам (повышенная фильтрация и кольматация призабойной зоны из-за высокого давления в стволе скважины), полностью исключаются. В мультифазном растворе формируется стабилизированная воздушная (газовая) фаза, которая создает в прискважинной зоне кольматационную оболочку в порах пласта. Сформированная таким образом защита является надежной преградой, предохраняющей нефтяной слой от проникновения жидкой и твердой фазы бурового раствора. Новые технологии создания буровых установок и устройства скважин требуют современных решений для обеспечения точности прокладки. Отрадно, что создатели специальных систем и комплексов для этих целей не задерживают (а нередко и опережают) запросы. Так, ОАО «Сиб­нефте­автоматика» (Тюменская обл.) подготовило оригинальные приборно-информационные комплексы для забоев, с особенностями которых нефтегазовики могли познакомиться на выставке в Саратове. Тюменцами разработаны клинометрическая забойная система ЗИС-4М и забойный клинометрический комплекс МАК-01. Они обеспечивают измерения и беспроводную электрическую передачу информации на поверхность земли по азимуту, зенитному углу и углу установки отклонителя в процессе турбинного бурения наклонно на­пра­в­ленных или горизонтальных скважин. Меха­­­ни­з­мы, позволяющие осуществлять скважинную проводку, оснащаются авто­­номным источником питания — турбогенератором мощностью до 300 Вт. Клинометрические конструкции применяются для бурящихся скважин диаметром 120–190 мм, глубиной до 5 тыс. м, с температурой на забое до 100 °C и наибольшим гидростатичес­ким давлением 60 МПа. Кроме того, они могут использоваться для бестраншейной проводки газо- и нефтепроводов, магистралей электрокоммуникаций и систем водоснабжения. В группе новых разработок компании представлен управляемый отклонитель Gimball, предназначенный для бурения ориентированных горизонтальных скважин в процессе предварительных работ, когда определяются геологические структуры месторождения и условия доступа к ним. С помощью отклонителя оператор буровых работ в режиме реального времени получает информацию о положении инструмента относительно кровли и подошвы пласта полезных ископаемых. В случае самопроизвольного искривления ствола либо изменения профиля залегаемого пласта устройство принимает меры для принудительного изменения траектории ствола скважины. Регулирующие устройства Транспортные нефтегазовые системы любого уровня нуждаются в надежной запорно-регулирующей арматуре. Качественное оборудование, используемое для этих целей, — залог защиты ценного продукта от потерь, а также возможность эффективного управления его потоками. Для потребителя в арматурных конструкциях важно все: из чего они сделаны, каковы их функциональные пространства, пропускные диапазоны, совместимость с системами транспортировки и т. д. В этом плане особого внимания заслуживает пользующаяся спросом продукция ООО «ПКФ “Вер­шина”» (Самарская обл.). Производя разнообразные качест­венные алюминиевые сплавы, компания одновременно выпускает различные литые и штампованные детали, которые предназначены для работающих под давлением в газовых и жидкостных средах устройств. Таких, например, как выпускаемых ПКФ «Газприбор» (Саратовская обл.) газовых фильтров ФГ и предохранительно-запорных клапанов КПЗ. Подобное оборудование обеспечивает прекращение подачи газа потребителю при выходе контролируемого давления из заданных пределов. Его можно использовать в газорегуляторных пунктах и установках, в котельных и пр. КПЗ с электромагнитом (КПЗЭ) — еще один вид продукции компании. Они предназначены для прекращения подачи газа при отключении электрического сигнала напряжением 220 В. Такие устройства служат исполнительными механизмами автоматики безопасности, перекрывая газ при выходе любого из контролируемых параметров (температуры, загазованности, давления) из заданных пределов. Подобные запорные аппараты могут поставляться и во взрывозащищенном исполнении. Взведение (открытие) клапана осуществляется вручную либо автоматически. Конструктивной особенностью представленных компанией клапанов является то, что они относятся к классу прямоточных и полнопроходных. Диаметр седла равен условному диаметру, а это обеспечивает минимальные потери давления на выходе. КПЗ и КПЗЭ изготавливаются на условные давления (PN) 1,6 МПа с большим диапазоном размеров условного прохода (DN) — 25–300 мм (по спецзаказу — до 800 мм). Материалом для корпуса механизма служит сталь 20 либо высококачественный алюминиевый сплав. Для очистки неагрессивных газов от механических примесей, которые могут вывести из строя запорную, регулирующую и измерительную аппаратуру, в ПКФ «Газприбор» создали универсальный газовый фильтр ФГ. Модификации такого устройства исполняются с прямым и угловым выходами. Серийно выпускают как сварные (из стали), так и литые (из алюминиевых сплавов) изделия. В качестве основного рабочего элемента ФГ могут, в зависимости от условий эксплуатации, использоваться синтетические либо стальные кассеты. Устройства сохраняют рабочие функции при температуре окружающей среды от –40 до +45 °C. В России приходится регулировать не только потоки добываемой нефтегазовой продукции, но и условия, в которых осуществляется их транспортировка. В первую очередь это касается теплоизоляционных систем. В них нуждаются газо-, нефте- и технологические трубо­прово­ды, а также емкости и резервуары для хранения и перевозки нефтепродуктов, оборудование без­остановочных химических, металлургических и других сложных производств. В настоящее время для обеспечения надежной теплоизоляции и защиты транспортно-хранилищных систем объектов предлагается немало технологий. Одну из них, основанную на использовании многофунк­циональных универсальных покрытий фирмы Mascoat Products (США), представили на выставке специалис­ты НПО «ТеплоХимМаш» (Сара­тов­ская обл.). Сверхтонкие теплоизоляционные покрытия Mascoat — результат эволюционного развития жидких керамических материалов. Они уже в достаточной мере освоили европейский рынок и широко применяются известными предприятиями промышленного комплекса. Сейчас практически весь спектр материалов этой фирмы получил сертификацию в России. Для наружной теплоизоляции трубо­­проводов, резервуаров с нефтью, нефтепродуктами и химикатами, запорной арматуры и другого оборудования в температурном коридоре от –60 до +200 °C производители рекомендуют применять композицию Mascoat I. Продукт не должен иметь непосредственного контакта с транспортируемыми или хранимыми составами. Других ограничений нет. Покрытие этого типа осуществляет защиту оборудования от перепада температуры и коррозии оснований. Кроме того, оно уменьшает коли­чест­во выбросов нефтепродуктов в атмосферу и обеспечивает надежную противопожарную безопасность защищаемым системам. Расход газа — под контроль На саратовской выставке была представлена большая линейка современных измерительно-преобразовательных приборов, позволяющих вести учет потребления природного газа промышленными и коммунальными объектами. Свою продукцию (разнообразные датчики, преобразователи давления, уровнемеры и другие аппараты) демонстрировали на выставке ООО «Ризур» (Рязанская обл.), НПФ «Тепоком» (г. Санкт-Петербург) и приборостроительное объединение «Сигнал» (Саратовская обл.). Изделия этих производителей широко известны и применяются на многих предприятиях нефтегазового комплекса. Свою нишу в аппаратно-приборном обеспечении промышленных подразделений газового сектора занимает и Арзамасский приборостроительный завод (Нижегород- с­кая обл.). Предприятие производит сис­темы измерения параметров нефте-водо-газовых смесей, турбинные счетчики газа типа СГ, промышленные электромагнитные счетчики расхода жидкостей серии ИПРЭ и ультразвуковые сигнализаторы уровня среды. В экспозиции продукции, подготовленной предприятием для нынешней выставки, наряду с другими приборами были представлены счетчики газа СГ-16МТ. Аппараты этой серии предназначены для измерения объема плавноменяющихся потоков очищенных не­агрессивных одно- и многокомпонент­ных газов с плотностью при нормальных условиях не менее 0,67 кг/м3. (Пользователям следует иметь в виду, что приборы не предназначены для работы с кислородом.) Они применяются в установках промышленных и коммунальных предприятий, а также для учета в коммерчес­ких операциях. Конструкция удобна. Счетчик может устанавливаться в трубопроводе как горизонтально, так и вертикально при направлении потоков газа снизу вверх и сверху вниз. Для эффективности работы прибору необходим фильтр со степенью очистки не ниже 0,08 мм. Модели СГ-16М имеют низкочастотный выход (герконовый контакт), который позволяет подключаться к искробезопасной цепи электронного коллектора. В группе учетной аппаратуры несомненный интерес представляют последние разработки ОАО «Сиб­­нефте­автоматика» (Тюменская обл.). В частности — датчики расхода газа серии ДРГ.МЗ. Они предназначены для линейного преобразования средней скорости потока при рабочем давлении в трубопроводах с диаметрами условного прохода 100–1000 мм в последовательность электрических импульсов с частотой 0–250 Гц и токовый сигнал на 4–20 мА. Устройства могут эксплуатироваться в составе счетчиков газа типа СВГ.МЗ(Л), а также других систем и измерительных комплексов, обеспечивающих прием и обработку импульсных сигналов с максимальной частотой 250 Гц. Свои изделия на выставке в Самаре представляло и ФГУП «Аналит­прибор» (Смоленская обл.). Более полувека инженеры предприятия работают в области создания приборов и целых систем газового анализа и контроля рабочих и водных сред, устройств контроля концентрации взрывоопасных или воспламеняющихся жидкостей и газов, а также аппаратов экологического контроля. На выставочном стенде специали­сты компании представили прос­той по конструкции малогабаритный индикатор-течеискатель ИТ-М. Для обнаружения протечек горючего газа, которые ведут к созданию аварийных ситуаций и наносят большой экономический ущерб, этот высокочувствительный прибор незаменим. В основу его действия заложен термохимический принцип реагирования на утечки природного газа. Особое внимание участники выставки обратили на устройства, созданные известными воронежскими научно-промышленными объединениями ЗАО «Центравтоматика», ЗАО «АТ-инвест» и ОАО «Автомати­ка». В их числе — КИП, средства противоаварийной защиты и сигнализации, датчики перепада давления, реле уровня и редукторы давления, а также еще целый ряд универсальных приборов и аппаратов для безопасности промышленного производства и нефтегазодобычи, транспортировки углеводородов. В экспозициях этих компаний были представлены оригинальные разработки. В частности, приборы аварийной сигнализации и блокировки оборудования для взрыво­опасных нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств ПАС-05, редукторы давления газа с фильтром РДФ-5, реле уровня РУ-303/304, ультразвуковые сигнализаторы УЗС-24МИ и др. Евгений Каршилов, фото автора