Ученые ПНИПУ предложили, как виртуально тестировать нефтяные насосы
- CNews FORUM 12 ноября
- CNews AWARDS 12 ноября
- Школа Роста
- Российский рынок облаков за 20 лет
- 30 лет рынку ERP в России
- КИИ в облаке
- Сеть как дом
- 10 лет российского бэкапа
- Цифровизация
- Импортозамещение
- Безопасность
- ИТ в госсекторе
- ИТ в банках
- ИТ в торговле
- Телеком
- Интернет
- ИТ-бизнес
- Рейтинги
- Инфографика
|
Ученые ПНИПУ совместно с инженерами АО Новомет-Пермь разработали и апробировали систему виртуальных испытаний нефтяных насосов. По сути, исследователи создали готовый к использованию «виртуальный испытательный стенд». Об этом CNews сообщили представители ПНИПУ.
Полных аналогов разработки нет. Существуют коммерческие программы для моделирования насосов, но они имеют ключевые ограничения. Во-первых, конструкция именно нефтяных насосов существенно отличается от общепромышленных, предназначенных для перекачки воды. Во-вторых, коммерческие программы недостаточно точно моделируют многофазные течения в реальных скважинах.
Разработка ученых универсальна: она подходит как для погружных (которые поднимают нефть из скважины на поверхность), так и для наземных насосов (используются при транспортировке нефти до пункта сбора). Ее главная особенность — способность с высокой точностью рассчитывать критические режимы, которые раньше можно было обнаружить и измерить только в ходе дорогостоящей реальной эксплуатации: гидроабразивный (прогноз, как именно частицы песка будут стачивать лопасти) и кавитационный износ (разрушение от схлопывающихся микропузырьков пара, особенно критично для наземных насосов), рост осевой силы, вызывающей разрушение подшипников и возникновение разрушительной вибрации.
Система нужна инженеру, когда требуется спроектировать новый насос или понять, почему вышел из строя старый. Для работы необходимы данные о скважине (температура, свойства и состав скважинной жидкости, наличие в ней песка или газа, глубина залегания и дебит) и чертежи насоса. В специальной программе, используя встроенные шаблоны, он собирает 3D-модель, вводит параметры среды и запускает расчет.
В результате инженер получает наглядную «инструкцию по эксплуатации», которую физический насос пока не может дать: цветную карту, показывающую, где через шесть месяцев песок сточит лопасти, в какой точке начнется эрозия и какая сила будет давить на подшипники. Это не просто отчет, а инструмент для принятия решений, позволяющий найти слабое место в конструкции, а также оценить, как корректировка режима работы повлияет на его срок службы.
117 хостов под защитой: лидер нефтегазовой отрасли развернул крупнейший кластер с микросегментацией на базе zVirt SDN Сеть как дом
«Тесты показали, что виртуальная модель и реальный насос работают почти одинаково. Ключевые параметры, такие как создаваемое давление (напор) и эффективность (КПД), рассчитанные программой, впоследствии подтвердились на реальном стенде. При этом относительная погрешность вычисления не превысила 3–4%. Это расхождение сопоставимо с погрешностью самих стендовых измерений. Такая точность позволяет нам перенести около 90% всех тестов в компьютер. Вместо того чтобы каждый раз собирать дорогой прототип и месяцами тестировать его на стенде, мы почти все сможем проверить на цифровой модели. Натурные испытания останутся только для итоговой, финальной проверки уже готового изделия», — сказал профессор кафедры горной электромеханики ПНИПУ, доктор физико-математических наук Сергей Пещеренко.
Вместо 10-15 циклов натурных испытаний для одного насоса, каждый из которых длился около двух недель и потреблял гигантское количество энергии (сравнимой с нагрузкой небольшого предприятия), инженеры за недели могут смоделировать и оптимизировать варианты в виртуальной среде. Внедрение разработки сэкономит десятки миллионов рублей, благодаря тому, что больше не нужно изготавливать, испытывать на стенде, а часто и разрушать множество дорогостоящих металлических прототипов. Кроме того, это сократит счета за электроэнергию, приведет к снижению себестоимости добычи, поможет сдерживать рост цен на топливо и косвенно повлияет на стабильность других отраслей экономики.
KioskNews shows a cleaned-up reading view extracted from the publisher’s page — the original always lives on their site, not ours.