Испытательные полигоны: зачем нужны, что мешает?
Санкции форсируют разработку новых технологий и оборудования для нефтегазового сектора. Но, прежде чем новинку можно будет использовать на реальных месторождениях, она должна пройти опытно-промышленные и натурные испытания.
И здесь не обойтись без испытательных полигонов для нефтегазового оборудования. Как обстоят с ними дела в России? Что мешает строительству новых площадок для испытаний? Как компании находят выход из сложившейся ситуации?
Испытания нефтегазового оборудования: как дела обстоят сейчас?
Вопрос, нужны или нет испытательные полигоны, даже не стоит, производители оборудования остро в них нуждаются.
«Полигоны играют ключевую роль в жизненном цикле внедрения нефтегазовых технологий. «Долина смерти» наиболее актуальна для нефтегазовой промышленности в силу её консерватизма. Чтобы оборудование успешно применялось на месторождении, необходим цикл испытаний, причём самых разных.
И этапом между прототипом и испытанным оборудованием заниматься некому. Ускорить этот процесс нельзя, если мы пропускаем этапы, нас неизбежно ждут неудачи, аварии. Необходимо пройти путь от испытаний опытного образца на стендах до работы в реальных условиях», — рассказывает руководитель программ блока технологического развития ООО «Газпромнефть — Технологические партнёрства» Юрий Алексеев.
«Таких центров в РФ мало, и у всех есть ограничения по типу проводимых работ и типоразмеру образцов, а в качестве испытательной среды используются чистые среды используются «чистые» среды (вода, воздух и пар). Из-за этого у производителей оборудования обычно возникают две проблемы: длительное ожидание в очереди на испытания и вероятность того, что полученные результаты не будут признаны со стороны заказчика.
Это связано с тем, что большинство нефтегазовых компаний признают результаты только определённых полигонов и требуют подтверждения работоспособности арматуры при наличии в рабочей среде агрессивных компонентов (сероводорода, углекислого газа, метанола) или механических примесей.
Кроме этого, они накладывают ограничения по распространению результатов опытного образца на типоразмерный ряд аналогичных изделий. Например, в ПАО «Газпром» при испытаниях образцы должны выбираться из диапазонов DN50-100, DN125-300, DN350-900 и DN1000-1400», — добавляет технический эксперт АО «ПТПА» Владимир Бондарев.
Конкретно для АО «ПТПА» главной проблемой стало то, что при проведении испытаний практически невозможно обеспечить условия, приближенные к реальным: организовать подачу среды с агрессивными компонентами, гарантировать необходимый объём потока среды и нужную температуру. Или удовлетворить требования заказчиков, например, обеспечить сейсмические воздействия до 10 баллов по шкале MSK-64.
Испытания нужны для любого оборудования, которое эксплуатируется в нефтяной или газовой среде. По требованию заказчика проводятся и дополнительные проверки для участия в закупочных процедурах.
Особенно в стране не хватает специализированных полигонов, например, с горизонтальными стволами скважин. Разработчики оборудования, конечно, находят выход из ситуации: создают свои испытательные стенды, договариваются с добывающими компаниями об использовании их инфраструктуры для испытаний.
«Мы создали испытательный стенд, на котором тестируем полноразмерные компоновки при фрезеровании обсадных колонн различных диаметров и групп прочностей, а также осуществляем испытания по бурению в песчано-цементных блоках (имитирующих горную породу), в том числе и по стандарту API.
Без проведения стендовых испытаний мы не допускаем оборудование к скважинам. На разработку стенда и его создания наша компания потратила много лет и миллионы рублей. А так как наше оборудование принципиально новое, то без проведения испытаний в присутствии заказчика мы не смогли перейти к стадии пилотных испытаний.
Компания «БашнефтьДобыча» после успешных стендовых испытаний предоставила нам скважину, предназначенную под ликвидацию в качестве испытательного полигона, за что мы, конечно, очень благодарны», — рассказывает генеральный директор ООО «Перфобур» Илья Лягов.
Свои испытательные стенды создают и другие производители оборудования, а также научные и образовательные учреждения, ведь риск ошибки в скважине очень велик. В качестве примера г-н Лягов называет Горный университет в Санкт-Петербурге, где есть учебный полигон с буровыми установками, и «ВНИИБТ — Буровой инструмент» в Перми. Там был создан полигон для имитации условий, сопоставимых со сверхглубокими скважинами.
То есть на данный момент в отрасли сформировались свои «правила игры», рассказывает руководитель проекта департамента развития ООО «ЭЛКАМ» Илья Нечаев. После стендовых испытаний следующий этап — защита оборудования на научно-техническом совещании в нефтяных компаниях. Затем испытания на реальной скважине, по результатам которых в ВИНК принимают решение, приобретать оборудование или нет.
«Система сбалансированная, и по большому счёту она всех устраивает. Но для производителей было бы лучше, если бы испытания проводились на полигоне, где нет таких больших финансовых и имиджевых рисков.
В проведении испытаний никто напрямую не отказывает, нефтяники любят эксперименты и заинтересованы в них. Но если у тебя 1–2 раза случатся поломки в скважине, то любой хозяйственник скажет, что не готов тратить на это деньги.
С другой стороны, нужно понимать, что любой производитель заинтересован
в быстрых деньгах, а испытания иногда длятся по 180-360 суток. И не всегда по результатам испытаний техника выкупается.То есть ты можешь полгода — год проработать, даже с положительным результатом закончить испытания, но тебе могут вернуть оборудование. Так что этот этап со всех точек зрения лучше проходить на специализированном полигоне», — объясняет Илья Нечаев.
Понимают важность испытательных полигонов и крупные ВИНК. Об этом говорил генеральный директор ПАО «Газпром нефть» Александр Дюков, выступая на пленарном заседании Промышленно-энергетического форума TNF 2022. По его словам, достичь технологического суверенитета не удастся без создания инфраструктуры по тестированию и апробации новых решений и технологий.
В «Газпром нефти» готовы перейти от слов к делу.
«В рамках компании создана сеть технологических полигонов, где разработчики имеют возможность тестировать различные технологии. Второе направление работы — это сбор информации, мы будем стараться создать такую сеть из тех испытательных полигонов, что уже есть в наличии. Третье направление — создание полнонатурных технологических полигонов», — рассказал г-н Дюков.
Строим новые полигоны и модернизируем имеющиеся стенды
Тем не менее очевидно, что впереди много работы. Об этом говорили участники круглого стола «Испытательные полигоны, имитирующие реальное месторождение: современные подходы верификации технологии» на Промышленно-энергетическом форуме TNF 2022.
Для начала следует сказать, что испытательные полигоны могут быть построены на базе реальных месторождений или лабораторий и стендов. Между ними находятся полигоны, имитирующие реальные условия. На стендах в лабораториях проводят заводские испытания на достижение экстремальных и критических нагрузок.
Цель испытаний на преднатурном полигоне — снижение рисков во время эксплуатации на настоящей скважине. Наконец, на базе действующих месторождений проводятся испытания в реальной промысловой среде для подтверждения технических и эксплуатационных характеристик.
И для каждого типа полигонов в России сложилась своя ситуация.
«Мы провели анализ данной инфраструктуры на территории РФ и выявили, что с точки зрений стендов и лабораторий у нас в стране всё довольно неплохо, конечно, остаются вопросы их оснащённости, но такие центры существуют и функционируют. Всего их более 100. Что касается полигонов на базе реальных месторождений, то действующих объектов мы не выявили.
Есть потенциальные полигоны «Бажен» (Пальяновский ЛУ), полигоны на Ромашкинском («Татнефть») и Вынгапуровском («Газпром») месторождениях. «Бажен» — пока единственный объект, который соответствует всем требованиям к действующим полигонам.
Полигонов для преднатурных испытаний у нас нет в стране, в стадии реализации находится полигон на базе учебной базы «Саблино», — рассказал руководитель Центра компетенций импортозамещения в ТЭК АНО «Агентство по технологическому развитию» Владилен Марценюк.
Хотя со стендовыми испытаниями дела обстоят лучше всего, здесь тоже есть куда развиваться. По словам Владилена Марценюка, необходимости в создании новых центров нет. Но имеющиеся требуют модернизации и дооснащения. Важна и информационная работа: сейчас возникают ситуации, когда производители не знают о наличии поблизости от них центров, где можно провести испытания.
Совсем другая ситуация с полигонами, имитирующими реальное месторождение: здесь нужны новые объекты. К сожалению, пока эта работа идёт не теми темпами, которые хотели бы видеть компании отрасли. Возникают проблемы с финансированием, сказывается отсутствие механизмов, которые стимулировали бы создание таких полигонов.
«Полигон такой нужен, зарубежный опыт показывает, что такие испытания позволят практически полностью снять риски отказа оборудования внутри скважины. Было принято решение за счёт государственной поддержки создать полигон «Саблино» на базе Санкт-Петербургского горного университета.
Не все деньги были доведены, в 2022 году было принято решение не выделять финансирование в связи с экономической ситуацией. Но инициаторы решили довести проект до конца самостоятельно, не привлекая бюджетное финансирование», — рассказывает Владилен Марценюк.
Полигоны на реальных месторождениях: что мешает?
Наконец, наиболее болезненная ситуация сложилась с испытаниями на реальных месторождениях. Да, сейчас они проводятся в рамках действующих скважин, но назвать их полигонами всё же нельзя.
По словам вице-президента Союза нефтегазопромышленников РФ Натальи Андреевой, чтобы называться полигоном, объект должен иметь не только собственно испытательную инфраструктуру, но и систему метрологической поддержки, локальные нормативные акты по организации испытаний, чётко описанную область аккредитации, специально обученный персонал.
Кроме этого должна быть разработана система передачи и признания результатов испытаний.
Почему же до сих пор в стране нет полноценного полигона для натурных испытаний?
«Основная сложность, конечно, связана с финансами, так как любой полигон, стенд или лабораторная установка требуют своевременного обслуживания и привлечения квалифицированных специалистов, потому что никакой эксперимент не имеет смысла без планирования и анализа полученных данных», — объясняет Илья Лягов.
«Интересанты есть, инвесторов нет», — согласен с ним Владилен Марценюк.
Например, «Татнефть» рассматривает возможность создания полигона на Ромашкинском месторождении, но не готова нести капитальные затраты, которые она оценивает в 2 млрд рублей. В связи с этим предлагается, чтобы затраты на инфраструктуру взяло на себя государство.
«Частный инвестор не готов этим заниматься, он не видит в этом коммерции. С другой стороны, есть компании, которые производят оборудование, но не имеют собственного стенда. При этом ВИНК прописывают в закупочной документации, что оборудование должно быть сертифицировано в независимом центре, это уже широко внедряется.
Решение в том, чтобы заинтересовать самих производителей. Они создают отдельную деталь и не заинтересованы в том, чтобы испытывать всё в компоновке», — предлагает генеральный директор АНО «ИНТИ» (Институт нефтегазовых технологических инициатив) Михаил Кузнецов.
Наталья Андреева в свою очередь полагает, что проблемы не только в нехватке денег. Модернизации требует и нормативная база.
«Сейчас отсутствует понятие «промышленный полигон» как субъект хозяйственной деятельности. На сегодняшний день у нас так и не разработаны чёткие KPI испытаний, не приняты поправки в закон о промышленной политике, не разработаны технические регламенты. Есть единственный стандарт ещё 1980 года, который ориентирован на испытания продукции для оборонной промышленности.
У каждой компании есть свои представления, как организовывать испытания, свои требования к оборудованию и свои стандарты. Отсюда — невозможность сравнения результатов испытаний, выполненных разными компаниями», — перечисляет факторы вице-президент Союза нефтегазопромышленников.
Также, по мнению Натальи Андреевой, ещё одна проблема кроется в том, что заказчики не всегда видят всей производственной цепочки испытаний продукции: замысел — расчёт — лаборатория — стенд — реальная рабочая среда. Всё это, по её мнению, приводит к путанице понятий. В частности, запрос от компаний на «испытание технологии» звучит некорректно.
«Ни в одной стране мира технологии не испытываются, не аккредитуются и не сертифицируются. Испытаниям подлежат отдельные элементы, доведённые до единиц заводской готовности, или ПО, при помощи которого реализуется технология. По технологиям возможно подтверждение их эффективности как совокупного показателя работы оборудования, приборов, специализированного ПО.
Признаками эффективности технологий могут быть КПД, энергетическая эффективность, степень автоматизации, безопасность персонала, снижение выбросов и т. д. Для их подтверждения нужна бизнес-модель испытаний с конечными KPI», — считает г-жа Андреева.
Большим шагом вперёд в этой ситуации стало бы создание единого Свода для испытаний продукции нефтегазового комплекса, считают в Союзе нефтегазопромышленников. Также нужны правила экспертизы для сопоставления данных и федеральная база о результатах проведённых исследований. Наконец, остаётся общая для всех проблема — нехватка квалифицированных кадров.
«Мы видим, что сейчас критически мало специалистов, понимающих, как спланировать, организовать испытания и коммерциализировать их результаты. У нас в стране всего 260 тысяч человек, которые занимаются разработкой технологий, технических требований к оборудованию, разработкой прототипов ПО для обслуживания технологий. И это для всех отраслей, в масштабах страны это мизер», — убеждена Наталья Андреева.
Заменят ли единые стандарты новые полигоны?
Именно в выработке единых стандартов и создании системы взаимопризнания результатов испытаний видят решение проблемы полигонов на реальных месторождениях в Агентстве по технологическому развитию.
«Мы не нашли инвестора, который был бы готов определить площадку под создание полноценного полигона. И поэтому предлагаем использовать другую модель: в рамках действующих нефтегазоносных провинций наших компаний создать правила совместных испытаний. То есть наша задача — создание не сети полигонов, а системы взаимопризнания. Всё это позволит минимизировать издержки», — рассказывает Владилен Марценюк.
В этой модели результаты испытаний, проведённых на скважинах условной «Газпром нефти», становятся доступны для других компаний. Соответственно, исчезает ситуация, когда ВИНК дублируют исследования друг друга.
Ключевым здесь видится сотрудничество с ИНТИ, который сейчас как раз занимается разработкой национальных стандартов для нефтегазового оборудования. ВИНК, вошедшие в состав Института нефтегазовых технологических инициатив, уже создали прецедент их признания при проведении закупочных процедур.
Преимущество этого подхода очевидно: при относительно небольших затратах можно получить быстрый результат. Однако представители компаний увидели здесь и свои ограничения. Испытания оборудования на действующей скважине подразумевают затраты и риски для обеих сторон.
«Для производителя — это логистика, цена самого оборудования, затраты на шефмонтаж. Для нефтяной компании это затраты на спускоподъёмные операции; надо поднять технику, которая сейчас работает в скважине.
При этом есть риск, что оборудование не заработает. Тогда нужно будет опять тратить деньги на его подъём и спуск чего-то стандартного. Плюс простой скважины, в это время не идёт добыча нефти», — перечисляет проблемы Илья Нечаев.
Свои минусы в прохождении опытной эксплуатации непосредственно на объекте у заказчика нашли и в АО «ПТПА», которое занимается производством трубопроводной арматуры.
«Во-первых, такие испытания не должны нарушать основной технологический процесс объекта, а для этого далеко не всегда есть техническая возможность.
А во-вторых, полученные результаты такого «тест-драйва» могут быть не признаны другим заказчиком, эксплуатирующим арматуру в схожих условиях», — отмечает Владимир Бондарев.
К тому же стоит учитывать и специфику месторождений: можно сказать, что каждая скважина по-своему уникальна.
«Если скважинные условия идентичны, то результаты чужих исследований принять можно. Но в действительности так может быть только в пределах одного месторождения. Как правило, собирается статистика по наработке оборудования или результатам внедрения технологии.
На основании анализа такой информации уже можно принимать решение об использовании на других скважинах оборудования без дополнительных испытаний, но с предварительно проведённым анализом рисков», — комментирует ситуацию Илья Лягов.
С тем, что нельзя слепо переносить результаты исследований, проведённых на отдельном заводе или нефтегазоносной провинции, согласна и Наталья Андреева.
«В США 320 лицензионных участков, и на каждом втором есть полигон по испытаниям бурового оборудования. Потому что один участок отличается от другого, и никто в здравом уме не станет приобретать оснастку с месторождения, которое расположено за 200–300 км», — отмечает вице-президент Союза нефтегазопромышленников.
Не вполне согласен с этим Илья Нечаев. По его словам, на полигоне достаточно имитации стандартных условий.
«Разрабатывая техническое решение, рассчитываешь на более-менее стандартные условия. Пройдя испытания на полигоне, ты доказываешь, что сделал рабочую установку. И аналогичные условия можно найти практически во всех нефтяных компаниях. Другое дело, если нужна специфика.
В таком случае производитель либо проводит испытания в конкретном регионе на конкретном месторождении. Либо, если он уверен в своей продукции, даёт гарантию на выгодных для заказчика условиях», — отмечает г-н Нечаев.
Так что даже один полигон для натурных испытаний позволит изменить ситуацию к лучшему в масштабах страны. Поэтому новые площадки для испытаний всё равно нужны. Но всё же, по словам Владимира Бондарева, перед строительством новых или расширением имеющихся полигонов «было бы замечательно централизованно проанализировать различные условия эксплуатации на разных объектах».
Пока же, по словам Юрия Алексеева, «замылилась» сама тема необходимости полигонов.
«Сложилось впечатление, что нам достаточно стандартов, и компании могут просто договориться признавать результаты испытаний друг друга. Но ведь не просто так компания не признаёт результаты испытаний, проведённых другими компаниями, на то есть объективные причины», — убеждён представитель ПАО «Газпром нефть».
Работы, проводимые на действующих скважинах сегодня, правильнее назвать опытно-промышленными работам (ОПИ). И это совсем не то же самое, что испытания на полигоне. И дело не только в отсутствии самостоятельного юридического статуса (о других отличиях между ОПИ на обычном месторождении и испытаниями на полигоне читайте в Таблице 1).
| № | Полигон | Обычное месторождение |
| 1 | Самостоятельная юридически-правовая бизнес-единица. | В рамках действующего месторождения. |
| 2 | Испытания проводятся на выделенном участке недр, скважинах со специализированной инфраструктурой. «Быстрые» испытания. | Испытания проводятся на «свободной» скважине. Ожидание может быть от нескольких месяцев до года. |
| 3 | Эталонные скважины и инфраструктура для испытания. Аккредитованная лаборатория. Испытания в полном объёме в соответствии с методикой. | Скважины предоставляются по остаточному принципу. Невозможность выполнения испытаний в полном объёме. |
| 4 | Программы совместных испытаний (ПСИ) — юридически значимый документ, прошедший независимую экспертизу на соответствие методике испытаний. | Программы опытно-промысловых испытаний (ОПИ) — локальные документы компании (дочернего общества) не могут обеспечивать соответствие методике испытаний. |
| 5 | Протокол результатов испытаний (ПРИ) утверждается независимым экспертным советом. Результаты испытаний подтверждают готовность тиражирования, в том числе при реализации программ импортозамещения. | Внутренний протокол испытаний утверждается только компанией (дочерним обществом), на территории которой проводились испытания. Результаты, как правило, не признают за пределами компании. |
| 6 | Испытание проводит квалифицированный подрядный персонал. Все необходимые лицензии и сертификаты. Качество и соблюдение методики испытаний. | Испытания проводит персонал промысла без специальной квалификации по проведению испытаний. Высокий риск «человеческого» фактора. |
| 7 | К испытаниям допускаются только техника и технологии, соответствующие уровню зрелости (TRL-5 и выше) для проведения полевых испытаний. Минимизация рисков аварий и инцидентов. | Проверка на соответствие готовности для полевых испытаний не регламентирована. Риск нештатных и аварийных ситуаций во время испытаний. |
Для добывающих компаний проверка нового оборудования не является главной задачей. При этом для проведения испытаний руководитель участка должен приостановить основные работы, что сказывается на производственных показателях.
Как результат, разработчики оборудования зачастую вынуждены долго ждать, пока освободится нужная скважина. Ещё один немаловажный нюанс: компания — владелец скважины зачастую требует застраховать риски во время испытаний. А это дополнительные издержки.
«Нам приходилось сталкиваться с подобными сложностями. Но мы понимаем, что добывающая компания должна выделить бюджет на данные работы и предоставить, например, бригаду КРС (капитального ремонта скважины). Допуски и разрешения при этом нужны точно такие же, как и при проведении коммерческих работ. Всё это требует времени. Так что эту подготовительную работу также можно отнести к «испытаниям», но уже для менеджмента компании», — делится опытом Илья Лягов.
В свою очередь Илья Нечаев отмечает, что сроки ожидания сильно зависят от размера компании-производителя, её репутации на рынке.
«Понятно, что если ты небольшой производитель и первый раз приходишь в нефтяную компанию, то в тебе не уверены. К тому же ноу-хау сейчас не приносят, все пытаются улучшить уже существующие технические решения.
Поэтому никто специально не спускает на тормозах, но начинается административная рутина. Нужно ждать подписей, суметь вклиниться в график бригады, потому что они в первую очередь выезжают на объект, на котором произошёл тот или иной отказ, и надо оперативно восстановить работу скважины.
Все эти согласования занимают много времени. Но если ты крупный производитель и у тебя есть нужные контакты, наработанная репутация, то этот процесс можно ускорить и пройти этот путь условно не за полгода, а за месяц», — рассказывает представитель ООО «ЭЛКАМ».
Если же мы имеем дело с полноценным полигоном, то такие проблемы попросту не возникают. Вся инфраструктура изначально разработана под нужды испытателей, и если очередь всё же возникает, то уже между самими разработчиками оборудования.
Рассматривая вариант с взаимным признанием результатов исследований, стоит учитывать и консерватизм нефтяных компаний. Существующий уровень доверия в отрасли ставит знак вопроса напротив этой инициативы.
«Если у тебя уже есть акт успешно пройдённых испытаний в «Газпроме» или «Роснефти», то при демонстрации своего оборудования на научно-техническом совещании, допустим, в ЛУКОЙЛе это, конечно, будет плюсом. Но опираться на результаты, которые были получены в какой-то сторонней организации, там не будут.
Всё равно скажут, что необходимо провести испытания внутри акционерного общества. И только после этого, если все факторы сходятся, ты получаешь «добро» на дальнейшую работу с этой компанией. Поэтому акт сторонней организации проходным билетом точно не будет в другой нефтяной компании», — обрисовывает ситуацию Илья Нечаев.
Наконец, натурные полигоны нужно строить хотя бы потому, что без них не провести некоторые виды исследований.
«Вся инфраструктура для добычи нефти, а не для испытаний, соответственно, 90% испытаний мы на ОПИ провести не можем физически. Для того чтобы это действительно был полигон, а не ОПИ, на обычном месторождении нужно строить дополнительную инфраструктуру. Да, часть испытаний можно проводить только на стендах, например, гидравлические, часть ресурсных и функциональных испытаний.
Но в некоторых случаях для функциональных испытаний нужны реальные скважины и реальное взаимодействие с пластом. Это фаза подготовки к эксплуатации, когда происходит необходимая доработка оборудования», — рассказывает Юрий Алексеев.
Таким образом, система признания результатов испытаний всеми компаниями с точки зрения экономии средств и ускорения работы выглядит перспективно. Но, чтобы эта модель была эффективной, нужен независимый полигон, считает Илья Нечаев.
«Дорога в тысячу ли начинается с первого шага»
Итак, новые полигоны в любом случае нужны. Какие есть варианты в условиях недостаточного финансирования? Один из них — кооперация усилий.
«В Канаде 18–20 компаний финансировали строительство одного полигона и обучение персонала. Это тот путь, по которому мы должны идти. В нашем понимании полигон — это не некая территория, обнесённая забором, это симбиоз научно-технического и инженерного потенциала в совокупности с тем технологическим процессом, который они имеют в различных климатических зонах», — считает заместитель генерального директора по научно-техническому развитию и инновациям ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» Виктор Дарищев.
А может, отрасли на помощь придут новые технологии? Сейчас много говорится о цифровых двойниках производства. Может, удастся «обкатать» новые агрегаты в рамках компьютерных моделей? Пока эксперты относятся к этой идее с изрядной долей скепсиса.
«Решений для создания цифровых двойников достаточно много и сейчас. Практически любое оборудование разрабатывается с использованием конечно-элементного анализа. Но, на мой взгляд, полностью заменить скважинные испытания IT-решения не могут.
Так как смоделировать подобные условия очень сложно, во многом из-за отсутствия информации, например, если скважина строилась в прошлом веке. Хотя IT-решения могут сократить количество неудачных попыток», — считает Илья Лягов.
«Часто можно услышать, что мы не будем испытывать оборудование на полигоне, а создадим для этого виртуальную модель. Но для этого нужно иметь огромное количество измерений, реальных промысловых показателей.
Их нужно формализовать, написать ПО, и только потом в этой среде вы можете имитировать какой-то технологический процесс. Виртуальную сферу можно использовать для обучения, но не называйте это испытаниями технологий, виртуальными испытаниями, потому что это всего лишь модель для создания визуального ряда и на лучшее усвоение процесса», — в свою очередь отмечает Наталья Андреева.
Илья Нечаев также предупреждает: ждать 100-процентной гарантии от цифровых моделей не стоит.
«Я не знаю всех возможностей моделирования, но из своего опыта могу сказать, что всё проверить невозможно. При моделировании ты закладываешь какие-то граничные условия. Ты можешь проверить отдельный узел или в сборе. Ты вроде бы всё проверил, но не учёл какой-то фактор, и именно здесь произошёл отказ.
Например, когда рассчитывают механическую прочность, моделируются процессы на изгиб, излом, растяжение. Но в процессе эксплуатации добавляется непредвиденный фактор — сжатие. Моделировать нужно, но это не даёт 100-процентной гарантии, думаю, ближе к истине цифра в 50%», — комментирует практику представитель ООО «ЭЛКАМ».
Об этом же говорит и Владимир Бондарев.
«Уже существуют и широко применяются программные средства, позволяющие смоделировать и оценить прочность (статическую и циклическую), теплопередачу и гидравлические характеристики арматуры.
Но, к сожалению, они не могут оценить поведение изделия при выработке им ресурса в среде с высокой и криогенной температурой и с агрессивными компонентами (сероводородом, углекислым газом, метанолом, механическими примесями и т. п.), а также при испытаниях на огне- и хладостойкость.
Расчёты полностью заменить испытания пока не могут и сейчас применяются (если это допускает заказчик) только для оценки прочности и гидравлических характеристик арматуры, при этом за заказчиком остаётся право в любой момент потребовать подтверждения расчётных результатов экспериментальными», — рассказывает технический эксперт АО «ПТПА».
Немаловажно и то, что требования к испытаниям заложены в различных стандартах, и в случае отклонения от них компания-разработчик не получит сертификат. Возможно, по мере роста возможностей компьютерного моделирования придёт время скорректировать нормативную базу. Но, пока насущной необходимости в этом нет, виртуальная среда всё ещё не может заменить реальных испытаний.
Наконец, может, стоит внимательнее приглядеться к успешным практикам, которые реализуют российские компании прямо сейчас. Свои подразделения для проведения испытаний новой техники есть практически у всех ВИНК. Например, в ЛУКОЙЛе этим занимается компания «Ритек». И Виктор Дарищев считает, что на сегодня они справляются со стоящими перед ними задачами.
«Яркий пример — морская нефтедобывающая платформа на Каспии. В скважине газ пошёл так, что прекратил поток нефти, нужно было создать оборудование для ограничения его притока. Появилась компания, которая совместно с МГТУ им. Баумана создала такое оборудование, но, чтобы испытать его на море, нужны были многомиллионные затраты.
Дали команду «Ритек» и нашли в Поволжье идентичную скважину, провели испытания и приняли решение, что данная технология применима для ограничения притока газа. И таким образом, маленькими шагами, не называя это полигонами, компания «Ритек» проводит испытания на реальных скважинах в полевых условиях.
Да, предварительно нужны стендовые испытания, они проводятся в институте Губкина, Центре космических исследований им. Келдыша», — рассказывает представитель «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг».
Резюмируем: полигоны в России есть, но их недостаточно. Испытания нового оборудования проводятся, но инфраструктура для их них могла бы быть намного лучше. В условиях ограниченного финансирования подобная политика «маленьких шагов», возможно, выглядит лучшим решением.
Особенно если учесть, что пока создание полномасштабной испытательной инфраструктуры на территории РФ на первый взгляд кажется тяжёлой, почти неподъёмной задачей. Однако, как гласит китайская мудрость, «дорога в тысячу ли начинается с первого шага».
И пусть решить все проблемы одним махом не получится, но создать условия для проведения испытаний, предприятия отрасли могут прямо сейчас, не дожидаясь «светлого завтра».
Мнения экспертов
Илья Лягов, генеральный директор ООО «Перфобур»
«Нам, конечно, интересно, чтобы испытывались новые компоновки для бурения наклонно-направленных скважин и для фрезерования окон, так как опыт других компаний, безусловно, полезен.
Научно-внедренческие фирмы, которых в нашей стране достаточно много, как правило, публикуют результаты испытаний в ведущих отраслевых изданиях, таких как журнал «Добывающая промышленность», что позволяет развивать отечественную науку и технологии.
В период импортозамещения это особенно важно».
Илья Нечаев, руководитель проекта департамента развития ООО «ЭЛКАМ»
«Конечно, каждый производитель сначала производит стендовые испытания у себя на предприятии. Как правило, для этого оборудование разбивается на узлы, которые испытываются по отдельности. Но когда ты собираешь оборудование, которое пойдёт в скважину, то это уже целая установка.
И здесь задача — проверить надёжность не каждого узла по отдельности, а всей установки в целом. А для этого нужна скважина либо огромный стенд, который имитирует скважинные условия. У большинства производителей такой возможности нет. Скважины есть у некоторых крупных производителей.
Например, у нас для испытаний есть 30-метровая скважина, представляющая собой «стакан в стакане». Сверху мы подаём жидкость, а потом через другую трубу выкачиваем её наверх. То есть из самих недр мы ничего не забираем, это процесс, закольцованный с одной и той же жидкостью».
Владимир Бондарев, технический эксперт АО «ПТПА»
«Для производителей оборудования единый подход заказчиков к проведению испытаний помог бы решить большое количество проблем. Но думаю, что это маловероятно. В настоящее время у большинства компаний есть свои стандарты: у ПАО «Газпром» — СТО «Газпром», у ПАО «Транснефть» — ОТТ, у ПАО «НК Роснефть» — МУК ЕТТ и т. д..
Их требования различны, и изготовителю арматуры приходится проводить похожие испытания под каждый стандарт с участием представителя от той или иной компании.
Возможными решениями проблемы могли бы стать унификация требований к трубопроводной арматуре (как это было во время повсеместного действия и признания ГОСТов), увеличение количества испытательных центров, расширение их возможностей и признание полученных на них результатов всеми заказчиками».
Текст: Андрей Халбашкеев
