Специалисты Тольяттинского государственного университета совместно с коллегами из Самарского государственного технического университета разработали технологическое решение, которое способно значительно повысить надёжность нефтедобывающего оборудования и сократить число дорогостоящих аварий.
Новая методика позволяет заранее выявлять и предотвращать опасный электрический резонанс, возникающий при работе насосных установок на нефтяных скважинах. Именно это явление нередко становится причиной серьёзных поломок, остановки добычи и крупных финансовых потерь для предприятий отрасли.
Как пояснили разработчики, проблема связана с работой преобразователей частоты — устройств, которые регулируют скорость вращения насосов. При определённых настройках оборудования может возникать электрический резонанс. Со временем он приводит к разрушению изоляции кабельных линий, повреждению обмоток электродвигателей и последующим коротким замыканиям.
Когда такое происходит на действующей скважине, добыча нефти вынужденно останавливается. Для нефтяных компаний подобные простои оборачиваются серьёзными расходами на ремонт и потерей объёмов добычи.
Доцент кафедры электроснабжения и электротехники института машиностроения, химии и энергетики ТГУ Владимир Романов отметил, что разработанная система позволяет не просто фиксировать проблему, а предотвращать её появление ещё до начала эксплуатации оборудования.
В основе технологии лежит сочетание математического моделирования и практических измерений на действующих производственных объектах. Учёные создали специальную модель, которая прогнозирует поведение электрической системы и помогает подобрать параметры работы оборудования таким образом, чтобы опасные режимы не возникали вовсе.
Для проверки эффективности методики исследования проводились на реальных нефтяных объектах в нескольких регионах страны, включая Татарстан, Башкортостан, Самарскую и Саратовскую области. Испытания подтвердили работоспособность предложенного подхода в условиях промышленной эксплуатации.
По словам разработчиков, созданная математическая модель демонстрирует высокую точность прогнозирования. Это позволяет ещё на стадии проектирования определить безопасные режимы работы оборудования и исключить вероятность возникновения гармонического резонанса.
Расчёты показывают, что внедрение новой технологии может уменьшить количество аварийных отказов оборудования на 40–50 процентов. Такой результат означает не только снижение затрат на обслуживание и ремонт, но и повышение эффективности нефтедобычи за счёт сокращения внеплановых остановок скважин.
Сегодня вопросы повышения надёжности нефтегазового оборудования становятся особенно актуальными. Отрасль всё активнее внедряет цифровые технологии, системы мониторинга и интеллектуальные методы управления производственными процессами. Разработка учёных из Тольятти и Самары хорошо вписывается в этот тренд, поскольку позволяет предупреждать проблемы ещё до их возникновения, а не устранять последствия после аварии.
Подобные инженерные решения способны принести заметный экономический эффект предприятиям нефтяного сектора. Снижение числа отказов оборудования, увеличение срока службы насосных установок и сокращение времени простоев делают добычу более стабильной и рентабельной.
Таким образом, совместная работа исследователей двух вузов может стать важным шагом в повышении надёжности отечественной нефтедобывающей отрасли. Если технология получит широкое распространение, нефтяные компании смогут существенно сократить риски аварий и повысить эффективность эксплуатации скважин.