eng
Выпуск #3/1999
Б. Авдонин, В. Мурков, С. Герасимова.
Электроника на службе нефтегазового комплекса
Электроника на службе нефтегазового комплекса
Просмотры: 3444
Сегодня Россия вынуждена ввозить из-за рубежа более трети нефтегазового оборудования. Это означает, что российские нефтегазовые компании вкладывают миллионы долларов в развитие иностранного машиностроения. Между тем отечественные предприятия, в частности электронного комплекса, способны быстро и эффективно решить многие проблемы, стоящие перед нефтяниками и газовиками.
Российский нефтегазовый комплекс является главной опорой федерального бюджета, принося ему около пятой части всех поступлений. Вот почему государство особенно заинтересовано в его стабильности и эффективности. Однако нефтегазовый комплекс испытывает массу проблем, которые серьезно осложняют его работу. Одна из них – обеспеченность технологическим и вспомогательным оборудованием, на долю которого приходится свыше 80% затрат при разработке месторождений. Износ основных производственных фондов на предприятиях комплекса в последние годы превышал 50%, а в нефтепереработке и газовой промышленности достиг критического уровня – 85% и 70%, соответственно. Многие предприятия, выпускавшие оборудование для нефтегазового комплекса, после распада СССР оказались за пределами России, а экономическая ситуация в нашей стране обусловила значительный спад производства в отечественном нефтяном машиностроении (в 1997 году – 4,4%).
Между тем проблема обеспечения нефтегазового комплекса оборудованием решаема и в нынешних условиях. Нужно лишь тесно увязать ее с задачами оборонных предприятий, которые благодаря высокому научно-производственному потенциалу способны выпускать современное технологическое оборудование для этой отрасли. Уже сейчас на нужды топливно-энергетического комплекса страны работают более ста предприятий ВПК, которые производят около 40% нефтегазового оборудования. Объемы его выпуска постоянно растут, так как это одна из немногих сфер конверсии, где существует устойчивый платежеспособный спрос. Этому процессу способствует политика крупнейших нефтяных и газовых компаний (Газпром, “Лукойл”), располагающих серьезными финансовыми ресурсами и широко использующих возможности конверсионных предприятий для постепенной замены импортного оборудования отечественным. Так, доля предприятий аэрокосмической, атомной, судостроительной и других оборонных отраслей в общем объеме затрат на разработку новой техники для Газпрома составляет 45%.
Активно участвует в этих работах и электронная промышленность. Около 40 предприятий отрасли выпускают свыше 100 наименований изделий для топливно-энергетического комплекса. За последние два-три года завершено более десятка НИОКР, направленных на создание такой аппаратуры. Многие приборы соответствуют и даже превосходят мировой уровень. При этом их стоимость, как правило, в несколько раз ниже стоимости изделий зарубежного производства. Так, прибор для измерения давления в газовых магистралях (НИИМП, г. Зеленоград, Москва) в три, аппаратура для экологического контроля излучений от технических средств (предприятие ГНПП “Циклон-Тест”, г. Фрязино) в четыре раза дешевле зарубежных аналогов.
Отечественные производители электронной аппаратуры способны повысить эффективность нефтегазового производства практически на всех его этапах – от разведки месторождений до переработки нефти и газа, а также их транспортировки.
Сегодня при поиске месторождений нефти и газа на смену трудоемким, дорогостоящим и длительным процессам бурения приходят электронные методы. Они предполагают использование различных излучений, позволяющих проводить томографическое сканирование геологических разрезов, а также изучать и прогнозировать изменения в толще земной коры. Подобная аппаратура отличается высокой точностью и быстродействием, обеспечивает графическое изображение параметров месторождений и получение расчетных показателей. К тому же она портативна и удобна в использовании. В качестве примера можно назвать выпускаемую универсальную малогабаритную систему радиолокационного контроля уровня жидких высоковязких материалов (ГНПП “НИИ полупроводниковых приборов”, Томск), а также лазерные дальномеры с использованием твердотельных лазеров с модуляцией добротности и германиевых лавинных фотодиодов (ГП “НИИ “Полюс”, Москва), в числе которых – лазерный тахеометр KTД-3. Существенно сокращают объем ручного труда электронные автоматические устройства контроля за состоянием буровых установок. Эту задачу, в частности, решают передвижные электрогидравлические установки для очистки нефтяных скважин и повышения их дебита, узловым элементом которых являются тиратроны, разработанные ГНИИГРП (Рязань).
Ряд предприятий разрабатывают и выпускают компоненты, входящие в состав аппаратуры для разведки месторождений полезных ископаемых. Так, ГНИИГРП освоил производство приборов нового поколения на основе псевдоискрового разряда с холодным катодом, которые заменяют тиратроны и разрядники в блоках питания технологических лазеров, а также частотно-стабилизированный гелий-неоновый лазер для абсолютного гравиметра. Московский НИИЭПР выпускает термостойкие малогабаритные ФЭУ для приборов разведки мест бурения скважин.
Широкое применение электронные приборы находят и в процессе добычи топливных ресурсов. Решая задачи контроля скорости движения и давления в скважине, автоматической регистрации состава добываемого продукта и др., они способствуют повышению качества нефти и газа, а также помогают предотвращать аварийные ситуации. Предприятия электронной промышленности выпускают различные приборы, позволяющие контролировать состав добываемых нефтепродуктов. Так, ГНИИГРП работает над созданием лазерных газоанализаторов, МГИЭТ выпускает гигрометр для измерения влагосодержания в нефтепродуктах, а ГНИИФП (г. Зеленоград) – приборы комплексного газового анализа и др. НИИ “Домен” (Санкт-Петербург) разработал и производит СВЧ-влагомеры, действие которых основано на исследовании характеристик электромагнитной волны после ее прохождения через влагосодержащую нефть, а также полупроводниковые ИК-оптопары для адсорбционного газового и жидкостного анализа нефти.
С помощью электроники эффективно решаются и задачи транспортировки нефти и газа, включая контроль за состоянием трубопроводной арматуры, регулирование движения топлива, обеспечение безаварийной работы трубопроводов. Для предотвращения аварий на трубопроводах весьма эффективным может быть применение тепловизионной системы их контроля (разработка ГУПНПП “Пульсар”, Москва), тепловизионных камер (серийное изготовление ЦНИИ “Электрон”, Санкт-Петербург), газовых течеискателей (МГИЭТ, г. Зеленоград и РНИИ “Электронстандарт”, Санкт-Петербург), установки катодной защиты трубопроводов от почвенной коррозии (АООТ “Комета”, Новгород), станции катодной защиты газопроводов (ГПЦНИИИА, Саратов).
Представляет интерес оборудование для измерения влажности газа (точки росы) во взрывоопасных зонах газопроводов (НПФ “Вымпел”, Саратов), в частности преобразователь точки росы по воде и углеводородам “КОНГ-Прима-4”. Преобразователем управляет микроконтроллер, реализующий селективный алгоритм измерения точки росы в зависимости от внешних условий и качественного состава пленки конденсата (вода, углеводороды, метанол и др.).
При транспортировке нефти в крупногабаритных резервуарах, в том числе в танкерах, весьма полезным может оказаться бесконтактный СВЧ-датчик уровня, который разработал и выпускает НИИ “Домен”. Процесс измерения уровня основан на радиолокационном методе. Информационный СВЧ-сигнал пропорционален расстоянию датчика от поверхности жидкости*. Результаты измерений поступают на монитор практически мгновенно.
Широкое применение могут найти магнитные счетчики–водомеры, работающие без источников электроэнергии; оборудование для управления асинхронными двигателями с комплексом защитных мер от перегрузок, перегрева, коротких замыканий, последствий колебаний в сети и т.д.; станция тиристорного управления насосными агрегатами и другие изделия, разработанные АООТ “Элмаш” (Саратов). Благодаря большому научно-технологическому заделу возможна быстрая организация серийного производства толстопленочных ГИС для электронной защиты электродвигателей при перегрузках и перегреве (ОАО “Протон”), а также электроприводов с глубоким регулированием скорости вращения асинхронных двигателей (ГНИИЭМП, Пенза).
Для неразрушающего контроля сварных соединений и металлоконструкций трубопроводов ГНПП “Исток” (г. Фрязино Московской области) разработало рентгеновский импульсный электровакуумный прибор ”Бриг”, который входит в состав рентгеновского аппарата Д-501. Прибор отличается от известных портативных и стационарных аппаратов более высокой энергией ускоренных электронов.
Электронные устройства позволяют полностью автоматизировать различные этапы технологического процесса переработки нефтепродуктов, контроль их качества, химического состава и физических свойств, а также анализ параметров работы производственного оборудования. Так, в ЦНИИ “Циклон” (Москва) разработано и серийно производится семейство аппаратно-программных средств телеметрического контроля и управления работой магистральных газо- и нефтепроводов. Для контроля вредных и опасных процессов переработки нефтепродуктов предназначен расходомер на основе лазера взрывозащищенной конструкции, разрабатываемый специалистами ГНИИГРП. ОАО “Элпа” (г.Зеленоград) исследует возможность создания ультразвукового расходомера жидкости на основе пьезокерамических датчиков.
Особенно остро стоит проблема обеспечения безопасности на предприятиях нефтегазового комплекса. Сигнализаторы повышенных концентраций дыма, газа и различных нефтепродуктов способны не только регистрировать наличие, но и определять их количественное содержание, а также подавать звуковые и световые сигналы, отключать оборудование в критических ситуациях. Сигнализаторы обладают высокой селективностью, быстродействием, помехозащищенностью и др. Например, ГНПП “Исток” предлагает сигнализатор загазованности “Метан-С20-1”, обеспечивающий непрерывный автоматический контроль довзрывных концентраций метана и других газов, НИИ “Платан” – комплект датчиков газоанализаторов на основе полупроводниковых сенсоров для контроля взрыво- и пожаробезопасности, а санкт-петербургский НИИ “Гириконд” – оптоэлектронный многоканальный ИК-датчик, выдающий сигнал тревоги при повышении температуры, появлении дыма или пламени. Помогает решить проблему пожаробезопасности выпускаемый ОАО “НПП Ульяновский радиоламповый завод” температурный аварийный выключатель электротехнических установок, срабатывающий при достижении предельной температуры на контролируемой поверхности. В термочувствительном элементе применен материал, обладающий термомеханической памятью формы, которая обеспечивает автоматическое включение после снижения температуры.
Актуальной задачей является предотвращение загрязнения окружающей среды нефтегазовым комплексом, на долю которого приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, до 36% сточных вод и свыше 30% твердых отходов. Электронные предприятия имеют богатый опыт в создании аппаратуры для защиты и контроля состояния окружающей среды. На сегодняшний день серийно производятся установки химической очистки воздуха (АООТ “ИТТиП”, г.Зеленоград); датчики относительной влажности (МГИЭТ, г. Зеленоград); генераторы питания установок кондиционирования и десульфурации дымовых газов на объектах ТЭК (ГНИИГРП); установки очистки газа (АООТ “Искитимский машиностроительный завод”); установки для очистки сточных, нефтесодержащих и балластных вод (ОАО “НИИ Зенит”, г. Зеленоград). После некоторой переработки в нефтегазовом комплексе может быть успешно применено оборудование, серийно изготавливаемое АООТ “Элмаш”: установки для очистки воды от микропримесей методом обратного осмоса, промышленное оборудование для фильтрации жидкостей от механических примесей, малогабаритные производительные центробежные насосы для перекачки агрессивных сред. Интересны портативные абсорбционные газоанализаторы серии ПГА (РНИИ “Электронстандарт”) для измерения концентрации углеводородов и углекислого газа в воздухе. Оригинальный оптический датчик, не имеющий зарубежных аналогов по сочетанию параметров, работает по принципу поглощения ИК-излучения молекулами детектируемого газа.
Приведенный в статье далеко не полный перечень изделий, которые могут с успехом применяться в нефтегазовом комплексе, свидетельствует о большом потенциале предприятий отечественной электроники в этой области. Очевидно, что для их более целенаправленного и продуктивного взаимодействия с нефтегазовым комплексом нужна совместная программа, которая определила бы приоритеты в разработке и производстве подобной продукции, а также источники финансирования таких работ.
Представляем авторов
Авдонин Борис Николаевич. Кандидат экономических наук, директор ЦНИИ “Электроника”.
Мурков Виктор Иванович. Начальник отдела маркетинга и внешних экономических связей ЦНИИ “Электроника”.
Герасимова Светлана Александровна. Начальник лаборатории маркетинговой информации ЦНИИ “Электроника”.
Контактный телефон: (095) 432-9357
Между тем проблема обеспечения нефтегазового комплекса оборудованием решаема и в нынешних условиях. Нужно лишь тесно увязать ее с задачами оборонных предприятий, которые благодаря высокому научно-производственному потенциалу способны выпускать современное технологическое оборудование для этой отрасли. Уже сейчас на нужды топливно-энергетического комплекса страны работают более ста предприятий ВПК, которые производят около 40% нефтегазового оборудования. Объемы его выпуска постоянно растут, так как это одна из немногих сфер конверсии, где существует устойчивый платежеспособный спрос. Этому процессу способствует политика крупнейших нефтяных и газовых компаний (Газпром, “Лукойл”), располагающих серьезными финансовыми ресурсами и широко использующих возможности конверсионных предприятий для постепенной замены импортного оборудования отечественным. Так, доля предприятий аэрокосмической, атомной, судостроительной и других оборонных отраслей в общем объеме затрат на разработку новой техники для Газпрома составляет 45%.
Активно участвует в этих работах и электронная промышленность. Около 40 предприятий отрасли выпускают свыше 100 наименований изделий для топливно-энергетического комплекса. За последние два-три года завершено более десятка НИОКР, направленных на создание такой аппаратуры. Многие приборы соответствуют и даже превосходят мировой уровень. При этом их стоимость, как правило, в несколько раз ниже стоимости изделий зарубежного производства. Так, прибор для измерения давления в газовых магистралях (НИИМП, г. Зеленоград, Москва) в три, аппаратура для экологического контроля излучений от технических средств (предприятие ГНПП “Циклон-Тест”, г. Фрязино) в четыре раза дешевле зарубежных аналогов.
Отечественные производители электронной аппаратуры способны повысить эффективность нефтегазового производства практически на всех его этапах – от разведки месторождений до переработки нефти и газа, а также их транспортировки.
Сегодня при поиске месторождений нефти и газа на смену трудоемким, дорогостоящим и длительным процессам бурения приходят электронные методы. Они предполагают использование различных излучений, позволяющих проводить томографическое сканирование геологических разрезов, а также изучать и прогнозировать изменения в толще земной коры. Подобная аппаратура отличается высокой точностью и быстродействием, обеспечивает графическое изображение параметров месторождений и получение расчетных показателей. К тому же она портативна и удобна в использовании. В качестве примера можно назвать выпускаемую универсальную малогабаритную систему радиолокационного контроля уровня жидких высоковязких материалов (ГНПП “НИИ полупроводниковых приборов”, Томск), а также лазерные дальномеры с использованием твердотельных лазеров с модуляцией добротности и германиевых лавинных фотодиодов (ГП “НИИ “Полюс”, Москва), в числе которых – лазерный тахеометр KTД-3. Существенно сокращают объем ручного труда электронные автоматические устройства контроля за состоянием буровых установок. Эту задачу, в частности, решают передвижные электрогидравлические установки для очистки нефтяных скважин и повышения их дебита, узловым элементом которых являются тиратроны, разработанные ГНИИГРП (Рязань).
Ряд предприятий разрабатывают и выпускают компоненты, входящие в состав аппаратуры для разведки месторождений полезных ископаемых. Так, ГНИИГРП освоил производство приборов нового поколения на основе псевдоискрового разряда с холодным катодом, которые заменяют тиратроны и разрядники в блоках питания технологических лазеров, а также частотно-стабилизированный гелий-неоновый лазер для абсолютного гравиметра. Московский НИИЭПР выпускает термостойкие малогабаритные ФЭУ для приборов разведки мест бурения скважин.
Широкое применение электронные приборы находят и в процессе добычи топливных ресурсов. Решая задачи контроля скорости движения и давления в скважине, автоматической регистрации состава добываемого продукта и др., они способствуют повышению качества нефти и газа, а также помогают предотвращать аварийные ситуации. Предприятия электронной промышленности выпускают различные приборы, позволяющие контролировать состав добываемых нефтепродуктов. Так, ГНИИГРП работает над созданием лазерных газоанализаторов, МГИЭТ выпускает гигрометр для измерения влагосодержания в нефтепродуктах, а ГНИИФП (г. Зеленоград) – приборы комплексного газового анализа и др. НИИ “Домен” (Санкт-Петербург) разработал и производит СВЧ-влагомеры, действие которых основано на исследовании характеристик электромагнитной волны после ее прохождения через влагосодержащую нефть, а также полупроводниковые ИК-оптопары для адсорбционного газового и жидкостного анализа нефти.
С помощью электроники эффективно решаются и задачи транспортировки нефти и газа, включая контроль за состоянием трубопроводной арматуры, регулирование движения топлива, обеспечение безаварийной работы трубопроводов. Для предотвращения аварий на трубопроводах весьма эффективным может быть применение тепловизионной системы их контроля (разработка ГУПНПП “Пульсар”, Москва), тепловизионных камер (серийное изготовление ЦНИИ “Электрон”, Санкт-Петербург), газовых течеискателей (МГИЭТ, г. Зеленоград и РНИИ “Электронстандарт”, Санкт-Петербург), установки катодной защиты трубопроводов от почвенной коррозии (АООТ “Комета”, Новгород), станции катодной защиты газопроводов (ГПЦНИИИА, Саратов).
Представляет интерес оборудование для измерения влажности газа (точки росы) во взрывоопасных зонах газопроводов (НПФ “Вымпел”, Саратов), в частности преобразователь точки росы по воде и углеводородам “КОНГ-Прима-4”. Преобразователем управляет микроконтроллер, реализующий селективный алгоритм измерения точки росы в зависимости от внешних условий и качественного состава пленки конденсата (вода, углеводороды, метанол и др.).
При транспортировке нефти в крупногабаритных резервуарах, в том числе в танкерах, весьма полезным может оказаться бесконтактный СВЧ-датчик уровня, который разработал и выпускает НИИ “Домен”. Процесс измерения уровня основан на радиолокационном методе. Информационный СВЧ-сигнал пропорционален расстоянию датчика от поверхности жидкости*. Результаты измерений поступают на монитор практически мгновенно.
Широкое применение могут найти магнитные счетчики–водомеры, работающие без источников электроэнергии; оборудование для управления асинхронными двигателями с комплексом защитных мер от перегрузок, перегрева, коротких замыканий, последствий колебаний в сети и т.д.; станция тиристорного управления насосными агрегатами и другие изделия, разработанные АООТ “Элмаш” (Саратов). Благодаря большому научно-технологическому заделу возможна быстрая организация серийного производства толстопленочных ГИС для электронной защиты электродвигателей при перегрузках и перегреве (ОАО “Протон”), а также электроприводов с глубоким регулированием скорости вращения асинхронных двигателей (ГНИИЭМП, Пенза).
Для неразрушающего контроля сварных соединений и металлоконструкций трубопроводов ГНПП “Исток” (г. Фрязино Московской области) разработало рентгеновский импульсный электровакуумный прибор ”Бриг”, который входит в состав рентгеновского аппарата Д-501. Прибор отличается от известных портативных и стационарных аппаратов более высокой энергией ускоренных электронов.
Электронные устройства позволяют полностью автоматизировать различные этапы технологического процесса переработки нефтепродуктов, контроль их качества, химического состава и физических свойств, а также анализ параметров работы производственного оборудования. Так, в ЦНИИ “Циклон” (Москва) разработано и серийно производится семейство аппаратно-программных средств телеметрического контроля и управления работой магистральных газо- и нефтепроводов. Для контроля вредных и опасных процессов переработки нефтепродуктов предназначен расходомер на основе лазера взрывозащищенной конструкции, разрабатываемый специалистами ГНИИГРП. ОАО “Элпа” (г.Зеленоград) исследует возможность создания ультразвукового расходомера жидкости на основе пьезокерамических датчиков.
Особенно остро стоит проблема обеспечения безопасности на предприятиях нефтегазового комплекса. Сигнализаторы повышенных концентраций дыма, газа и различных нефтепродуктов способны не только регистрировать наличие, но и определять их количественное содержание, а также подавать звуковые и световые сигналы, отключать оборудование в критических ситуациях. Сигнализаторы обладают высокой селективностью, быстродействием, помехозащищенностью и др. Например, ГНПП “Исток” предлагает сигнализатор загазованности “Метан-С20-1”, обеспечивающий непрерывный автоматический контроль довзрывных концентраций метана и других газов, НИИ “Платан” – комплект датчиков газоанализаторов на основе полупроводниковых сенсоров для контроля взрыво- и пожаробезопасности, а санкт-петербургский НИИ “Гириконд” – оптоэлектронный многоканальный ИК-датчик, выдающий сигнал тревоги при повышении температуры, появлении дыма или пламени. Помогает решить проблему пожаробезопасности выпускаемый ОАО “НПП Ульяновский радиоламповый завод” температурный аварийный выключатель электротехнических установок, срабатывающий при достижении предельной температуры на контролируемой поверхности. В термочувствительном элементе применен материал, обладающий термомеханической памятью формы, которая обеспечивает автоматическое включение после снижения температуры.
Актуальной задачей является предотвращение загрязнения окружающей среды нефтегазовым комплексом, на долю которого приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, до 36% сточных вод и свыше 30% твердых отходов. Электронные предприятия имеют богатый опыт в создании аппаратуры для защиты и контроля состояния окружающей среды. На сегодняшний день серийно производятся установки химической очистки воздуха (АООТ “ИТТиП”, г.Зеленоград); датчики относительной влажности (МГИЭТ, г. Зеленоград); генераторы питания установок кондиционирования и десульфурации дымовых газов на объектах ТЭК (ГНИИГРП); установки очистки газа (АООТ “Искитимский машиностроительный завод”); установки для очистки сточных, нефтесодержащих и балластных вод (ОАО “НИИ Зенит”, г. Зеленоград). После некоторой переработки в нефтегазовом комплексе может быть успешно применено оборудование, серийно изготавливаемое АООТ “Элмаш”: установки для очистки воды от микропримесей методом обратного осмоса, промышленное оборудование для фильтрации жидкостей от механических примесей, малогабаритные производительные центробежные насосы для перекачки агрессивных сред. Интересны портативные абсорбционные газоанализаторы серии ПГА (РНИИ “Электронстандарт”) для измерения концентрации углеводородов и углекислого газа в воздухе. Оригинальный оптический датчик, не имеющий зарубежных аналогов по сочетанию параметров, работает по принципу поглощения ИК-излучения молекулами детектируемого газа.
Приведенный в статье далеко не полный перечень изделий, которые могут с успехом применяться в нефтегазовом комплексе, свидетельствует о большом потенциале предприятий отечественной электроники в этой области. Очевидно, что для их более целенаправленного и продуктивного взаимодействия с нефтегазовым комплексом нужна совместная программа, которая определила бы приоритеты в разработке и производстве подобной продукции, а также источники финансирования таких работ.
Представляем авторов
Авдонин Борис Николаевич. Кандидат экономических наук, директор ЦНИИ “Электроника”.
Мурков Виктор Иванович. Начальник отдела маркетинга и внешних экономических связей ЦНИИ “Электроника”.
Герасимова Светлана Александровна. Начальник лаборатории маркетинговой информации ЦНИИ “Электроника”.
Контактный телефон: (095) 432-9357
Отзывы читателей
