Пермские ученые придумали, как повысить качество работы поршневых насосов при добыче нефти
В нефтедобыче для извлечения углеводородов из скважины и поддержания пластового давления активно используют специальные насосы. Они работают с помощью поршня, который возвратно-поступательными движениями перекачивает нефть или воду. Часто на одной скважине требуется установка сразу нескольких одновременно работающих насосов для большей подачи жидкости. Однако в этом случае разная скорость работы поршней приводит к неравномерной перекачке жидкости из-за возникающих пульсаций подачи и колебаний давления. Это вызывает аварии, связанные с повреждениями трубопровода и оборудования. Ученые Пермского Политеха разработали способ эффективного снижения неравномерной подачи жидкости, который обеспечивает надежную работу поршневых насосов и минимизирует простой нефтегазового оборудования.
На изобретение выдан патент. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Для повышении нефтеотдачи на месторождении проводят различные процедуры, например, гидроразрыв пласта, когда, закачивая в него жидкость, искусственно создают дополнительные трещины в горной породе. Качественно реализовать эту технологию можно с помощью нескольких одновременно работающих поршневых насосов, которые под давлением перекачивают жидкость.
Задействовано может быть от четырех до 12 насосов, в некоторых случаях больше. При гидроразрыве пласта они должны обеспечить высокое давление и подачу жидкости в больших объемах, с чем отдельно взятый насос не справится. Особенно это касается горизонтальных скважин, рост которых растет с каждым годом. У них довольно большая протяженность, и чтобы протолкнуть жидкость через всю скважину, требуется очень высокое давление и большее количество одновременно задействованных насосов.
Особенностью работы поршневого насоса является неравномерность подачи жидкости. Из-за разной скорости работы поршней в насосах возникают колебания давлений и сильные пульсации подачи жидкости. Это негативно влияет на технологический процесс закачки и приводит к авариям, которые ухудшают эксплуатационные характеристики и надежность работы всего оборудования.
Существующие решения этой проблемы позволяют использовать лишь два насоса одновременно, что не всегда эффективно, или требуют установки дополнительных устройств, что приводит к усложнению конструкции насоса, увеличению габаритов и стоимости.
Ученые Пермского Политеха разработали уникальный способ, обеспечивающий равномерную работу двух и более поршневых насосов. Суть заключается в предварительном вычислении момента времени, когда в положении (фазе) вращающихся валов происходит сдвиг, который предварительно вычисляется и тут же регулируется блоком управления. Вал – это важный элемент конструкции поршневого насоса, подвижная деталь, которая передает вращение другим элементам.
Для исследования политехники рассматривали группу из трех поршневых насосов, но отмечают, что в общем случае их число может быть любым.
– Предложенная технология работает таким образом: у каждого задействованного насоса свой приводной электродвигатель. Валы, находящиеся внутри насосов, соединены с валами электродвигателей. Суть разработки именно в дополнительной установке датчиков, которые измеряют их положение и скорость вращения. Информация об этом передается в блок управления, который должен поддерживать изначально заданный сдвиг фаз (положения) валов. И если процесс работы насосов по какой-то причине нарушается, то это распознается блоком управления по показаниям датчиков. В этом случае он кратковременно изменяет скорости вращения, уменьшает или повышает, пока сдвиг фаз не будет соответствовать изначально заданному, – объясняет Вадим Картавцев, ассистент, инженер кафедры горной электромеханики ПНИПУ.
– Преимущества нашей идеи – в быстром и эффективном снижении неравномерности подачи перекачиваемой жидкости при работе двух и более поршневых насосов, объединенных в группу. При этом, если один из них исключается, например, из-за выхода из строя электродвигателя, то предложенный способ обеспечивает стабильное перекачивание ее с помощью оставшихся устройств. Это гарантирует надежность работы группы поршневых насосов и минимальные простои работоспособного оборудования в ее составе, – поделился Александр Муравский, доцент кафедры горной электромеханики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Разработанная технология ученых Пермского Политеха позволяет непрерывно регулировать и поддерживать режим работы с низкой неравномерностью подачи нескольких поршневых насосов при перекачивании жидкости в нефтегазовой отрасли.
Telegram 
Дзен 
VK Авторы нового масштабного исследования выявили оптимальное количество порций бурого риса, овсянки, гречки и других изделий из цельного зерна в дневном рационе, которое позволяет существенно снизить риск кардиометаболических заболеваний.
Новые данные существенно дополняют картину теплокровности динозавров и добавляют веса точке зрения, что множество, если не большинство их видов были покрыты перьями и обладали сложным поведением. Весьма вероятно, что эта их особенность способствовала как расцвету группы, так и вымиранию всех нептичьих динозавров после Чиксулуба.
Фантастические персонажи, существа и миры, города и транспорт будущего, космические поселения — все эти темы находят отражение в работах концептуальных художников. Предлагаем вам познакомиться с работами финалистов премии Concept Art Awards 2026.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно