В ходе выставки российских инновационных достижений и прикладных решений для топливно-энергетического комплекса, состоявшейся в рамках форума TNF, Тюменский государственный университет представил два собственных проекта. Первым стал автоматизированный комплекс для подачи средств очистки и диагностики, применяемый на нефтепроводах. Вторым — роботизированная установка, предназначенная для нанесения гидро- и теплоизоляции в зонах сварных соединений при строительстве трубопроводов. К созданию обоих устройств были привлечены студенты Передовой инженерной школы ТюмГУ.
Анна Абрамова
Источник фото: пресс-служба ТюмГУ
Автоматизированная камера средств очистки и диагностики
Ежегодно на объектах нефтепромысловых предприятий выполняется значительный объём работ по очистке трубопроводов. Подобные операции предполагают ручной труд и обязательное нахождение персонала на месте. В результате операционные издержки остаются высокими, возрастают риски для производственной и экологической безопасности, а подготовительные этапы отнимают много времени. Особенно ощутимо работа усложняется в зимний период.
Если бы все операции выполняла автоматическая система, необходимость в длительном присутствии человека на объекте отпала бы. Именно на этой предпосылке сначала появилась гипотеза, а затем — совместный проект учёных ТюмГУ и индустриального партнёра вуза, производственной компании «Пермнефтемаш». Целью работ стало создание камеры автоматической подачи средств очистки и диагностики.
Специалистам удалось разработать систему, при использовании которой на месторождение достаточно приехать один раз — примерно на восемь запусков. Такого результата позволяет достичь специальная механизированная кассета. Все последующие операции проходят без участия человека. Ключевая инновация камеры — транспортировочные шнеки, обеспечивающие поштучную подачу очистных устройств в поток.
Создание разработки заняло почти два года. На сегодняшний день проведены стендовые и полигонные испытания, а также проверка на одном из месторождений. Работоспособность технологии подтверждена на 100%. В текущем году ведётся подготовка технической документации и оформление сертификации, а с 2027 года систему планируется тиражировать.
«В проекте активно участвовали магистранты ПИШ ТюмГУ в рамках трека по созданию научно-исследовательских работ, — рассказывает заместитель директора Передовой инженерной школы ТюмГУ, руководитель проекта Владимир Ванин. — На старте проводили анализ, изучали патенты и выбирали наиболее перспективные решения. Когда дело дошло до реализации, именно они разработали логику и аппаратную часть включения и выключения передающих устройств. Речь идет не о механике, а об электронике: ребята создали схемы включения и дистанционного выключения, а также интеллектуальную систему мониторинга и запуска, включая датчик позиционирования в трубопроводе».
На форуме свои автографы на выставочном образце оставили губернатор Тюменской области Александр Моор, ректор ТюмГУ Иван Романчук, а также индустриальные партнёры вуза.
Роботизированная установка теплоизоляции трубопроводов
Над этим проектом работали Георгий Софронов (капитан команды), Артём Абрамцов, Кирилл Сомочкин и Тимофей Горин — выпускники Передовой инженерной школы ТюмГУ. В ходе подготовки магистерской диссертации ими был создан робот, полностью автоматизирующий изоляцию сварных швов трубопроводов.
Смысл проекта — отказаться от ручного труда, который сегодня неизбежен при монтаже или ремонте трубопроводов. Сейчас бригада численностью от четырёх до шести человек движется вдоль трубы и вручную изолирует каждый сварной стык, остающийся оголённым после сварки. Робот, разработанный командой выпускников ПИШ ТюмГУ под руководством директора программы «Роботизированные системы промышленной автоматизации» Алексея Портнягина, выполняет весь цикл работ. Он передвигается по трубопроводу самостоятельно, очищает поверхность, наносит двухкомпонентный праймер, обматывает стык термоусаживаемой манжетой, ставит замковую пластину и оцинкованную оболочку. Затем просверливается отверстие, и внутрь заливается пенополиуретановый компонент для термоизоляции. Благодаря этому трубопровод защищён от мороза, а материалы сохраняются при низких температурах.
Конструкция робота продумана до мельчайших деталей. Небольшие и средние опоры он умеет проходить, повороты под разными углами — преодолевать, а его механизм раскрывается, подстраиваясь под препятствия. На борту размещены блок управления, бензиновый генератор, топливный бак и три ёмкости для компаундов — пенополиуретановых составов, заливаемых в отверстия. Без участия оператора робот обрабатывает до десяти швов, после чего требуется заправка.
В рамках магистратуры был выполнен экономический расчёт и построена полная трёхмерная модель, включающая пять тысяч деталей. Модель визуализирована и анимирована — это даёт наглядное представление о том, как робот выглядит в работе и из каких материалов состоят его элементы. Программная часть тоже готова. В настоящее время команда ищет инвесторов либо подрядчиков, которые заинтересованы в проекте.
Поддержка и перспективы
Исследования выполнены в рамках стратегического технологического проекта «Автономный промысел» программы развития Тюменского государственного университета «Приоритет-2030».
В России создан универсальный роботизированный комплекс для инспекции и ремонта трубопроводов различных диаметров. Об этом сообщил корреспондент журнала «Химагрегаты». Ранее мы также рассказывали о том, как АО «Транснефть – Сибирь» (дочернее общество ПАО «Транснефть») реализует комплексную программу контроля технического состояния технологических трубопроводов на нефтеперекачивающих станциях (НПС).
