| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта |
| 16. |
Аннотация |
Актуальность исследований обусловлена решением проблем импортозамещения, стоящих перед отечественной промышленностью, где огромную роль играет применение передовых технологий и разработка инноваций. Проводимые исследования объединяют совместными задачами науку, технику, производство, потребление, применение интеллектуальных ресурсов, создание высокотехнологичных производств, финансовую систему и приоритеты экономики.
Фронтирные инженерные задачи в интересах высокотехнологичной нефтегазовой промышленности с обеспечением импортозамещения:
1.Создание новых материалов для сложных климатических условий зон Крайнего севера и Арктики (комплекс материалов и технологий рентабельной добычи). Разработка групп мероприятий для создания технологического суверенитета, замещение хладостойких сталей, в том числе нержавеющих с применением композиционных материалов.
2.Создание решений фронтирных задач (передовые цифровые и производственные технологии, новые материалы) в области развития строительной инфраструктуры в районах многолетних мерзлых грунтов, в том числе с применением композиционных материалов
3.Проработка новой нормативной технической документации для внедрения и применения разработанных продуктов и решений
4.Развитие кросс-отраслевого применения материалов в рамках решения задач по импортозамещению
5.Разработка интеллектуальных систем предиктивной аналитики разрушения оборудования, работающего на объектах нефтегазовой инфраструктуры в экстремальных регионах
6.Создание технологий, конструкций и материалов для обустройства нефтегазовой инфраструктуры в районах многолетних мерзлых грунтов
7.Создание современных цифровых моделей эксплуатационных процессов (коррозионных, металлургических, трибологических и так далее) для оценки применимости материалов в рамках фронтирных задач
8.Разработка и испытания перспективных импортозамещающих материалов для очистки и осушки газов
В проекте будут разработаны новые перспективные подходы к созданию полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе позволяющие оценить их применимость в нефтегазовой отрасли, оценить текущее качество отечественной продукции из композиционных материалов; сформировать базу данных о поведении композиционных материалов в различных агрессивных воздействиях (коррозия, низкие температуры, эрозионное воздействие); ускорить процедуру исследований и выбрать минимальный и достаточный объем испытаний; регламентировать / сформировать процедуру механических испытаний.
Большинство новых месторождений газа (93%) и нефти (70%) располагаются на Крайнем Севере и в зоне многолетнемерзлых грунтов (ММГ).
Обустройство месторождений отличается высокими капитальными (CAPEX), операционными затратами (OPEX) и высокой совокупной стоимостью владения (TCO). Отрасли требуются легкие, коррозионностойкие решения из ПКМ, но на данный момент минимальный опыт эксплуатации и отсутствие экспериментальной базы ограничивает применения изделий из ПКМ.
Разработка методик в проекте позволит оценить стойкость композиционных материалов в широком диапазоне температур, давлений и агрессивных сред (растворы солей, газонасыщение сероводородом, углекислым газом и проч.) Результаты, которые будут получены при испытании материалов, позволят составить объемную испытательную базу и могут быть применимы в других технических отраслях.
Выполненный комплекс исследований по методикам позволит сформировать систему стандартизации для нефтегазовых компаний, объединяющую в себе информацию из отечественных и зарубежных стандартов, дополненную практическими данными лабораторных испытаний.
Результаты проекта:
1.1 Разработана методика испытаний ПКМ, включающая в себя комплексное исследование материалов, состоящее из автоклавных испытаний, климатических испытаний, оценки механических воздействий на композиты, а также исследований в агрессивных средах, имитирующих эксплуатационное воздействие и гидроабразивных испытаний.
1.2 Разработаны новые расчетно-экспериментальные методики создания высокоэффективных ПКМ
1.3 Разработаны подходы к оценке циклической прочности композиционных конструкций сложной формы, в том числе для исследования механического поведения крупногабаритных изделий из ПКМ
1.4Созданы опытные образцы конструкций (композитные сваи, модульное оборудование, трубопроводы, запорная арматура, крепежи для элементов, емкости пол давлением) для обустройства нефтегазового месторождения на Крайнем Севере.
1.5 Методика утилизации и переработки полимерных ПКМ
2.1 Проведен анализ ПКМ и анализ их преимуществ по отношению к металлическим материалам; проведен анализ химически стойких и огнестойких покрытий. Проведен анализ работоспособности конструкций из ПКМ в условиях Крайнего Севера (работоспособность при экстремальных отрицательных температурах, переходах через 0 градусов и влагопоглощения). Выполнен патентный поиск национальных и зарубежных технологий создания конструкций из ПКМ; предложен ряд предэскизных проектов строительных конструкций из ПКМ (п. 1.4). Проанализированы международный и национальный рынки в части производителей элементов строительных конструкций из полимерных композиционных материалов, а также исходных компонентов ПКМ.. |