Цифровой двойник комплекса нефтегазового оборудования
 |
Область компетенции:
Отрасли промышленности:
|
Полное название проекта: Разработка цифрового двойника комплекса оборудования для нефтегазового сектора с помощью методов цифрового моделирования
Заказчик: ООО «Центротех-Инжиниринг» (ТК «ТВЭЛ» / ГК «Росатом»)
Исполнитель: Отдел разработки механических конструкций Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (ИЦ «ЦКИ») (CompMechLab®) СПбПУ
Ответственный исполнитель: А.Ю. Максимов, начальник отдела разработки механических конструкций, ведущий сотрудник ИЦ «ЦКИ» СПбПУ
Руководитель проекта: А.И. Боровков, проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель НЦМУ СПбПУ, Центра НТИ СПбПУ и ИЦ «ЦКИ» СПбПУ
Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) (ИЦ «ЦКИ») решает задачи импортозамещения зарубежных образцов оборудования для нефтегазодобычи с применением методов цифрового проектирования и компьютерного моделирования.
В ходе текущего этапа проекта инженерами ИЦ «ЦКИ» разработаны математические модели для элементов конструкции комплекса разобщения селективной перфорации, цифровой двойник пакерующего элемента и посадочной камеры с зарядом. Выполнена валидация математических моделей путем сравнения результатов численного моделирования и натурного эксперимента.
Разработка цифрового двойника комплекса оборудования позволит снизить себестоимость, сроки разработки и производства изделий, а также повысить эффективность их эксплуатации. Применение передовых методов цифрового проектирования и компьютерного моделирования процессов способствует замещению импортного комплекса разобщения селективной перфорации отечественным аналогом.
Создание цифрового двойника реализовано на базе цифровой платформы CML-Bench™. Проведенные виртуальные испытания показали высокую сходимость результатов с натурным экспериментом.
Алексей Максимов, начальник отдела разработки механических конструкций, ведущий сотрудник ИЦ «ЦКИ» СПбПУ:
- «Разработка цифровых двойников оборудования для нефтегазового сектора позволяет создать благоприятные условия для развития отечественного производства в ключевой отрасли российской экономики. Применение методов цифрового проектирования и создание компьютерных моделей направлено на эффективное использование временных и материальных ресурсов для качественного замещения импортных высокотехнологичных изделий нефтегазового комплекса. Дальнейшее развитие данного проекта позволит не только разработать математические / компьютерные модели элементов конструкции, но и смоделировать весь процесс перфорации скважины».
 |
 |
Инжиниринговый центр (CompMechLab®) СПбПУ совместно с ООО «Центротех-Инжиниринг» вышли на новый этап создания цифрового двойника нефтегазового оборудования: разрабатываются математические модели доставки комплекса разобщения селективной перфорации (РСП) к месту проведения работ в скважине.
Доставка осуществляется спуском комплекса на каротажном кабеле с последующим нагнетанием жидкости с устья скважины. Модель будет учитывать типоразмер комплекса РСП (количество перфорирующих секций), геометрию скважины, характеристики нагнетаемой жидкости и позволит оценивать технические аспекты доставки различных конфигураций комплекса различными способами. В свою очередь, результаты моделирования позволят давать более точное экономическое обоснование проведения работ в скважных условиях. Геометрические размеры комплекса оборудования РСП (диаметр ~0,1 м, длина сборки ~10 м) и скважины (протяженность ~3000 м) не позволяют решать задачу доставки «в лоб». Модель доставки разрабатывается в среде твердотельного 1D-моделирования. При этом модель учитывает силы, действующие на комплекс РСП при взаимодействии с жидкостью, получаемые из серии CFD-расчетов.
На текущем этапе проекта будут проведены натурные испытания комплекса РСП в скважных условиях. Данные, полученные в результате испытаний, позволят валидировать разработанную модель доставки комплекса, а также модель срабатывания перфорирующего устройства и распространения ударной волны внутри обсадной колонны.
Сергей Чишко, начальник отдела исследования и проектирования механизмов Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ:
«Применение методов цифрового проектирования и создание компьютерных моделей для всего процесса перфорации скважины (доставка комплекса оборудование РСП, пакеровка, срабатывание перфосистемы) позволяет осуществить качественное импортозамешение зарубежного оборудования и достичь технологического суверенитета в нефтегазовом секторе».