Лаборатория теплофизики многолетнемерзлых грунтов

Мы разрабатываем  полномасштабную технологическую линейку проектных решений для объектов ТЭКа, расположенных в районах распространения многолетнемерзлых пород.

В настоящее время добыча углеводородного сырья смещается в северные регионы, что требует применения принципиально новых решений в проектировании.

Сегодня специалисты ГТНГ разрабатывают данное направление, основываясь на опыте, накопленном институтом за четыре десятилетия.

На базе ГТНГ  создана и активно развивается единственная в своем роде школа геокриологии (мерзлотоведения). Ведется работа по созданию базы данных достоверной информации по всем ключевым характеристикам, необходимым при проектировании сооружений ТЭК на территориях распространения многолетнемерзлых грунтов.

В лаборатории теплофизики многолетнемерзлых грунтов  разрабатываются методики, предназначенные для научного обеспечения проектирования на слабонесущих грунтах в условиях крайне низких температур.

При разработке новых проектных решений, специалистами ГТНГ учитываются все факторы, влияющие на технологический процесс, в том числе - основные:

• сплошное распространение мерзлоты, большие перепады температур воздуха (более 100оС);
• необходимость применения  решений повышенной надежности;
• задачи по сохранению несущей способности мерзлоты при обеспечении температурного режима работы сооружений на всем периоде эксплуатации;
• необходимость разработки и применения новых теплоизоляционных материалов;
• необходимость разработки технических решений по регулированию или исключению теплообмена между оборудованием и окружающей средой.

В  перспективе -  создание экспериментальных полигонов для изучения процессов промерзания и протаивания, а также разработка нормативного документа, регламентирующего проектирование и строительство сооружений ТЭК на Арктических территориях. По убеждению специалистов ГТНГ, в таком нормативном документе должны быть отражены требования к:

проведению космической, аэро- и фотосъемке;

• проведению подробных изысканий, полевых исследований, определению свойств мерзлоты и ее поведению на данной площадке;
• определению теплофизических параметров грунтов, определяющих процессы растепления, промерзания и взаимодействия с сооружениями;
• мониторингу изменения температур, напряжений грунтов и состояния мерзлоты на всех стадиях эксплуатации объекта;
• определению методик и программных комплексов, используемых при проектировании на мерзлоте и являющихся обязательными при расчетах;
• перечню комплекта обязательных теплотехнических расчетов сооружений для различных климатических, геологических и мерзлотных условий;
• применению тех или иных технических решений по предотвращению растепления грунта, обеспечению температурного режима работы сооружений, эффективному использованию тепла.

Информационная модель объекта

Мы предлагаем переход от трехмерной модели инфраструктуры к информационной модели жизненного цикла запроектированных и построенных объектов. 

Интеллектуальная информационная модель проекта обеспечивает:

• управление проектной информацией;
• решение имитационных задач при эксплуатации объекта;
• планирование ремонтных и обслуживающих работ;
• планирование модернизации объектов.
  

Информационная модель объектов обустройства месторождения в системе нефтегазодобывающего предприятия  позволяет Заказчику :

• мониторить актуальную картину процессов, происходящих на месторождении;
• руководить работами на объекте на удаленном доступе;
• значительно сократить издержки.

Что в свою очередь позволит решать дистанционно огромное число задач, что особенно важно для месторождений, расположенных в арктических районах, где на создание каждого рабочего места необходимы большие затраты.

Безусловно, главный пользователь интеллектуальной модели объекта – эксплуатирующая организация, получающая возможность оптимально проводить следующие процессы:

• планирование диагностических и ремонтных работ;
• рассмотрение планов расширения и реконструкции объекта;
• логистика грузоперевозок в пределах месторождения и конкретной площадки;
• составление планов аварийно-спасательных работ;
• расчет потребностей в материально-технических ресурсах и др.

Кроме того, модель будет полезна широкому кругу сервисных предприятий, осуществляющих:

• поставку оборудования и комплектующих;
• выполнение строительно-монтажных подрядов;
• сертификацию оборудования;
• выполнение контрольных и надзорных функций;
• техническое обслуживание объекта.

Разработка эффективных технологий

Имея в активе мощную ресурсную базу, мы обеспечиваем разработку проектных и технологических решений высокого уровня, которые становятся основой новых современных технологий в производстве компаний – Заказчиков.

Разработка и поиск инновационных решений, таких как - энергоэффективность работы систем месторождения, экологичность объектов, оптимизация ряда производственных затрат и т.п. является одной из главных научных задач Института.

В рамках проектных решений ГТНГ, в частности,  представлены:

• современные технологии и технологическое оборудование   (аппараты с коалесцирующими элементами, аппараты  с совмещенным подогревом, разгазированием и обезвоживанием и др.);
• новые технологии по сбору и переработке попутного     нефтяного   газа;
• новые технологии по подготовке топливного газа;
• технологические решения по удалению сероводорода  в процессе  подготовки нефти и газа к транспорту;
• новейшие эффективные химреагенты  для  интенсификации нефтедобычи и технологические решения по их применению;
• современные решения по теплозащите оборудования в зоне многолетнемерзлых пород;
• обоснованные технические решения по антикоррозионной защите наружной и внутренней поверхности резервуаров, аппаратов и другого емкостного оборудования, внутриплощадочных и технологических трубопроводов.

Новые проектные решения обосновываются как технологически (проведение лабораторно-промысловых исследований), так и экономически (проведение технико-экономических расчетов, сравнение вариантов и выбор оптимального решения).

Это позволяет Заказчику повысить эффективность эксплуатации нефтепромысловых объектов:

• сократить капитальные и операционные затраты;
• уменьшить потери нефти и попутного нефтяного газа;
• снизить энергозатраты;
• обеспечить надежность эксплуатации.