Модернизацию нефте- и газодобывающего оборудования предложил магистрант Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ). Он создает дифференциальный электропривод буровой лебедки, который повысит энергоэффективность добычи углеводородов. Магистрант получил грант на разработку проекта, став победителем конкурса «УМНИК».
Первые скважины для добычи нефти и газа пробурили больше века назад. С тех пор технология добычи углеводородного сырья несколько раз менялась. Применяющиеся сейчас современные методы тоже нуждаются в модернизации. Например, из-за увеличения глубины буровых скважин увеличились требования к добывающему оборудованию, в частности к приводным электрическим двигателям.
Способ модернизировать оборудование для добычи сырья предложил магистрант Политехнического института ЮУрГУ Никита Максимов. По его словам, увеличение мощности электродвигателя не приносит должного эффекта, зато приводит к увеличению массогабаритных показателей, большим энергетическим потерям и росту сложности монтажа. Чтобы перечисленные показатели не менялись, а эффективность повышалась, магистрант предложит увеличить производительность привода буровой лебедки.
«Инновационность заключается в использовании дифференциального электропривода на базе синхронной реактивной машины с независимым управлением по каналу возбуждения. Данный вид электропривода имеет высокую перегрузочную способность, надежность ввиду наличия многофазной обмотки, а также обеспечения упрощенного переключения привода с „высокомоментного“ на „высокоскоростной“ режим работы», – сообщил Никита Максимов.
На фото: Никита Максимов демонстрирует модель электродвигателя
Лебедка с электроприводом необходима для подъема и опускания бурильных труб. Дифференциальный электропривод, предложенный к использованию, содержит сразу два привода и отличается бесступенчатым изменением крутящих моментов (силы, с которой вращается коленчатый вал) и скоростей вращения выходных валов. При его использовании увеличится энергоэффективность добычи углеродного сырья.
Потенциал проекта «Разработка энергоэффективного дифференциального электропривода буровой лебедки» подтвердило жюри конкурса «УМНИК», на который Никита Максимов представил свою идею. Магистрант стал одним из победителей конкурса и получил грант в 500 тысяч рублей на развитие проекта.
За два года Никите Максимову под руководством старшего преподавателя кафедры «Электропривод и мехатроника» Политехнического института ЮУрГУ Никиты Савостеенко предстоит создать программу ЭВМ системы управления буровой лебедкой на базе синхронной реактивной машины с независимым управлением по каналу возбуждения, составить математическую модель и провести необходимые расчеты.
«Математическая модель необходима для проведения исследований, которые нам покажут, как ведет себя двигатель или система управления в какой-либо ситуации, даст оценку нашей работе. Программа ЭВМ будет включать в себя систему управления дифференциальным электроприводом и непосредственно сам привод, уже предварительно настроенный и отлаженный», – добавил Никита Максимов.
Сейчас проходит сбор всей необходимой информации о работе буровой лебедки, ее режимах функционирования, необходимых мощностях и перегрузочных способностях, а также изучение соответствующей литературы.
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).