Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод», высокотехнологичного предприятия, имеющего свой научно-технический центр и понимающего важность продвижения ученых, исследователей и разработчиков.
Прокладка трубопроводов по заболоченным территориям ХМАО, ЯНАО и других северных регионов страны сегодня сопряжена с определенными трудностями и имеет высокую себестоимость. Современной промышленности важно нивелировать потери. И здесь на помощь приходит наука. Ученые ОмГТУ работают над созданием магистралей, которые можно оперативно создавать и перевозить на следующий участок с минимальными затратами. Какими еще свойствами обладает данная разработка, у аспиранта ОмГТУ Алексея ПЕРИНА узнала обозреватель еженедельника «Коммерческие Вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Алексей Сергеевич, вы пишете кандидатскую диссертацию «Способ строительства временных проездов вдоль трассы магистрального трубопровода для сложных условий заболоченной местности с использованием охлаждающих плит». Расскажите об этом способе. В чем его преимущества?
– Одной из наиболее важных задач, требующих скорейшего решения, сегодня является создание устойчивости грунтов в условиях Крайнего Севера. Требуется недорогое, но надежное дорожное полотно для строительства временных проездов вдоль трасс магистральных трубопроводов в заболоченных районах. Решение вопроса крайне важно для строителей трубопроводов, организаций, ремонтирующих их. Я с 2019 года работаю в компании, проектирующей все, что связано с нефтяной и газовой промышленностью, поэтому я хорошо знаю, какие вопросы возникают при реализации данных работ. Создание временных проездов с замораживанием грунтов используется уже давно. Дороги замораживают при помощи специальных рассолов или азота. Однако такие методы весьма дороги и их использование может наносить вред экологии при разливе данных хладагентов. Традиционные для Севера лежневые дороги тоже имеют ряд недостатков – они дорогие и нуждаются в использовании большого количества леса, грунта, щебня, песка. Только тогда по лежневой дороге сможет пройти тяжелая техника, которая строит трубопроводы.
– Что представляют собой лежневые дороги?
– Они создаются из большого количества бревен, которые укладываются в несколько слоев попеременно вдоль и поперек. Затем эта конструкция засыпается привозным грунтом, что в условиях Крайнего Севера, как я уже сказал, весьма затратно. Плюс все эти материалы второй раз уже не используешь. Мы же предлагаем для строительства временных магистралей использовать унифицированные модули. Это металлические плиты, которые после эксплуатации можно будет перевезти на другое место и применить снова.
– В чем особенность ваших модулей?
– Это дорожная плита стандартного размера 2 на 6 метров, имеющая быстроразъемные замки. Они дают возможность всего одному экскаватору на понтонах быстро монтировать их. Подобные технологии существуют, но обычно для охлаждения модулей используют либо азот, либо хладагенты. Все эти материалы дорогостоящие, особенно их доставка на Крайний Север. Поэтому мы предлагаем использовать обычный воздух. Он закачивается в систему трубок, которая находится внутри плит. Заморозка воздуха происходит при помощи турбодетандера (турбинная машина, в которой газ высокого давления расширяется и резко охлаждается). Воздух, охлажденный турбодетандером до минус 40–50 градусов, под давлением нагнетается в модули. В их верхней части находится жесткий теплоизолятор для сохранения холода. Мы сами разработали конструкцию плиты и уже получили на нее патент и на способ строительства.
– Как выглядит технология работы?
– Привозим модули, укладываем, подключаем установку, закачиваем в них холодный воздух. Происходит процесс наморозки льда (если речь идет о болоте, воде) или верхней части грунта. Затем строители или эксплуатирующие службы производят работы на трубопроводе. После плиты разбираются и перевозятся на следующий участок. Наша разработка делает дорогу прочнее, позволяет заморозить даже болота и мелководные водоемы. Кроме того, все основные способы создания дорог на болотах имеют сезонность – их укладывают в холодное время года, а наш позволяет строить их и ремонтировать круглый год. Это максимально сократит ущерб при авариях на трубопроводах.
– Турбодетандер подключается к каждой плите?
– Нет, плиты можно замораживать целыми участками. Мы недавно опубликовали научную статью, в которой изложили суть наших исследований на эту тему. Мы доказали, что можно уложить до 100 плит и при помощи одного турбодетандера одновременно их заморозить. При превышении данного количества модулей качество заморозки начнет падать.
– На какое время хватает заморозки модулей?
– Пока данный параметр находится на стадии подсчетов. Для более долгого сохранения холода можно будет использовать теплоизоляторы вроде пеноплекса поверх модулей. Хотим также рассмотреть ситуацию, при которой в холодное время года плиты намораживаются и летом в них только поддерживается низкая температура.
– Просчитывали ли вы экономию в сравнении с другими методами?
– Она во многом зависит от продукта, транспортирующегося по трубопроводам, для строительства и ремонта которых мы создаем магистрали. Если речь о газе и трубе диаметром 1–1,4 м, то, безусловно, это экономически выгодно. Учитывая стоимость одного кубометра газа, окупаемость будет тем больше, чем быстрее мы построим или отремонтируем трубопровод. Однако наш метод нельзя назвать дешевым, ведь для его реализации потребуется турбодетандер или холодильные установки высокой мощности, но по сравнению с лежневым настилом экономический эффект есть, в том числе за счет оборачиваемости (повторного использования).
– Пробные участки магистралей уже созданы?
– К этому этапу мы пока не подошли. Сейчас работаем над теорией, просчитываем параметры под разные типы грунтов. Идея создания таких плит родилась у руководства компании, где я работаю, после оценки реальных проблем при строительстве на объектах ПАО «Газпром». Мы ее стали прорабатывать, и я поступил в аспирантуру ОмГТУ, чтобы заниматься темой в рамках вуза. Постараемся реализовать проект. Мои коллеги по аспирантуре занимаются смежными вопросами, касающимися проблем Крайнего Севера. Темы во многих аспектах перекликаются. Благодаря командной работе проект получил новые идеи. Сначала мы хотели использовать только плиту с заморозкой, а сейчас добавили в проект и применение свай. На болотах третьего типа, где много воды или есть мелкие озера, удобнее сначала устанавливать сваи и уже на них укладывать модули. Это даст больше возможностей для строительства.
– Почему нельзя использовать плиты без заморозки?
– Дело в том, что торф – весьма пластичный, текучий материал. Если на него просто уложить плиты, то, когда на них заедет техника, все это уйдет на дно. Чтобы плита выдерживала 90-тонный укладчик труб, грунт обязательно нужно стабилизировать. Да, существуют понтонные переправы, однако и они имеют свои минусы – и ограничение в массе передвигаемой техники, и солидные размеры, что делает транспортировку в удаленные территории затратной.
– Кто входит в команду, которая вместе с вами работает над темой?
– Я уже три года занимаюсь ею под руководством доктора технических наук, заведующего кафедрой «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» ОмГТУ профессора Виктора Владимировича ШАЛАЯ. Также в анализе и жизнеспособности предлагаемых мной технических решений участвуют мои коллеги.
Биография
Алексей Сергеевич ПЕРИН
Аспирант ОмГТУ
Алексей Сергеевич ПЕРИН родился 4 мая 1995 года в городе Макинске Республики Казахстан. В 1997 году семья переехала в Омскую область. В 2013 году окончил саргатский лицей и поступил в ОмГТУ на факультет транспорта, нефти и газа. В 2019 году окончил магистратуру и начал работать инженером в ОАО «Сибнефтетранспроект». В 2023 году поступил в аспирантуру ОмГТУ.
Фото © Максим КАРМАЕВ
