База результатов НИР Аннотации

Нерезкое маскирование для повышения качества изображений, полученных в шахтах

Видеонаблюдение сегодня является неотъемлемой частью многофункциональных систем безопасности (МФСБ) шахт. Применение таких систем регламентируется «Правилами безопасности в угольных шахтах», утвержденными приказом Ростехнадзора от 8 декабря 2020 г. N 507. Как правило, системами видеонаблюдения оснащают места максимальной концентрации работ, такие так точки погрузки и выгрузки руды. Также видеокамеры устанавливают в помещениях ремонта самоходных машин. ► Читать

Обзор современных методов и технологий скважинной добычи высоковязкой и сверхвязкой нефти

В отношении добычи ВВН и СВН выделяют скважинные и не скважинные способы добычи нефти. Все скважинные способы можно разделить на первичные, вторичные и третичные методы. Первичные методы или методы холодной добычи применимы в случаях относительно небольшой вязкости нефти, которая фильтруется к забоям добывающих скважин за счет естественных природных сил пласта. Средние коэффициенты нефтеизвлечения на данной стадии для месторождений ВВН и СВН составляют 5-10%. Месторождения в поясе Ориноко Венесуэлы, шельфа Бразилии, опытные участки месторождений Российской Федерации (Усинское, Мишкинское и др.) разрабатываются первичными методами. Следует выделить технологию холодной добычи нефти с песком «Cold heavy oil production with sand» (CHOPS). Данную технологию применяют на месторождении Ллойдминстер в Канаде, где в условиях слабосцементированных пород с помощью погружных винтовых насосов извлекают песчано-нефтяную смесь, образующуюся за счет разгазирования нефти (Shah et al., 2010). Несмотря на высокие годовые уровни добычи, разработка ВВН и СВН таким способом приводит к изменению фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пласта и в дальнейшем к разрушению коллектора. К вторичным методам добычи, в случае, как и с месторождениями с традиционными запасами нефти, относится искусственное заводнение. Средние коэффициенты нефтеизвлечения на данной стадии составляют 20-40%, которые с увеличением вязкости нефти значительно снижаются. Относительно естественного режима эксплуатации залежи СВН при отсутствии подстилающей воды технология является практически неэффективной. Опыт разработки месторождений ВВН и СВН демонстрирует возможность закачки большеобъемных оторочек водного раствора полимера вместо традиционного заводнения в качестве вторичных методов добычи (Podoprigora et al., 2024; Palyanitsina, A et al., 2022). К третичным методам добычи относят, как правило, технологии, основанные на привнесении дополнительной энергии в пласт, в результате чего увеличивается коэффициент охвата или вытеснения. В отношении добычи ВВН и СВН наиболее применяемы тепловые, физико-химические методы и их комбинации. Развитие технологий добычи ВВН и СВН в России связано с научными трудами коллективов авторов под руководством Алтуниной Л.К., Антониади Д.Г. Газизова А.А., Ибаттулина Р.Р., Рогачева М.К., Рузина Л.М., Морозюк О.А., Ленченковой Л.Е., Стрижнева К.В., Стрижнева В.А., Хисаметдинова М.Р., Хисамутдинова Н.И., Фахретдинова Р.Н. и др. В международном научном сообществе признаны исследования Фарука Али, С., Батлера, Р., Шаха, А., Эдмундса, Н., Лейка, Л., Серайта, Р., Деламайда, Э., Жага, Х., Томаса, А. и др. Закачка тепловых агентов на некоторых месторождениях производится в качестве первичных или вторичных методов добычи ВВН и СВН. В данной работе особое внимание уделяется перечисленным методам добычи. ► Читать

Идентификация критического и закритического состояния бурильной колонны в динамических условиях в процессе углубления наклонно направленных скважин

Бурение нефтяных и газовых скважин всё чаще выполняется по сложным пространственным траекториям, что приводит к росту затрат на осуществление технологических операций. В этих условиях особое значение приобретают задачи минимизации рисков аварий, оптимизации режимов бурения и оперативного управления процессом. Знание фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) бурильной колонны (БК) позволяет подобрать оптимальные параметры бурения, снизить воздействие паразитных процессов, например, вибрации, повысить надёжность работы внутрискважинного оборудования и предотвратить запирание колонны. Математический расчёт распределения сил, моментов и производных величин в режиме реального времени в глубоких скважинах со сложной траекторией практически невозможен. Требуется применение автоматизированных систем мониторинга НДС БК в скважине. Однако существующие решения имеют ограничения: забойные датчики обеспечивают высокую точность, но дороги и сложны в эксплуатации, а аналитические модели на основе устьевых измерений часто оказываются неточными из-за упрощающих допущений и неопределенности внутрискважинных условий. Одним из важнейших факторов, приводящих к неточности математических расчетов, является сложнопрогнозируемая потеря устойчивости бурильной колонны. После достижения критической нагрузки колонна теряет первоначальную форму, изгибается, прижимается к стенкам скважины, что приводит к перераспределению напряжений, ускоренному износу оборудования и снижению точности оценки осевой нагрузки на долоте. Прогнозирование этого явления является ключевым направлением повышения точности моделей и общей эффективности бурения наклонно направленных скважин. ► Читать

Снижение оптической плотности высоковязкой нефти посредством ультразвуковой обработки в инфракрасном диапазоне длин волн

Современное состояние отрасли характеризуется доминированием ископаемых ресурсов в энергетическом балансе, ростом добычи нетрадиционных углеводородов и внедрением "интеллектуальных" систем для мониторинга физико-химических свойств нефти с использованием технологий, таких как оптическая спектроскопия, искусственный интеллект и т.п. Существующие проблемы включают сложности добычи и транспортировки высоковязкой нефти из-за реологических свойств, искажений проб при транспортировке в лаборатории и ограничений ИК-диагностики в полевых условиях вследствие низкого уровня сигнала, шумов и перекрытия пиков в дисперсной среде, а также трудности автоматизации традиционных методов подготовки образцов. Перспективы развития связаны с исследованием возможностей предварительной УЗ-подготовки образцов для разрушения агломератов и повышения оптической прозрачности нефти без плавления, что позволит автоматизировать ИК-диагностику в реальном времени на устье скважины и оптимизировать процессы извлечения и транспортировки трудноизвлекаемых запасов. ► Читать

Мониторинг состояния дизельных двигателей на основе вибрации в промышленной энергетике: скопинг-обзор

Дизельные двигатели широко применяются как источник механической энергии в различных отраслях, преобразуя энергию топлива в работу для привода судов, транспортных средств и электрогенераторов. Оборудование с дизельными двигателями используется на всех типах горнодобывающих предприятий; в подземных условиях распространён дизельный монорельсовый транспорт. Дизели выбирают за высокий тепловой КПД, эксплуатационную надёжность и топливную гибкость, что особенно актуально в автономных (вне сетевых) и высоконагруженных сценариях. Вместе с тем длительная работа в жёстких и переменных условиях ускоряет механическую деградацию, повышая риск критических отказов и незапланированных простоев. Для дизелей показана тесная связь вибрационных аномалий с конкретными дефектами (износ поршня, дисбаланс коленчатого вала и др.), поэтому в этих условиях вибрационный мониторинг состояния сформировался как неинвазивная диагностическая парадигма для вращательных и возвратно-поступательных узлов. Непрерывный анализ вибраций позволяет обнаруживать ранние признаки неисправностей и предупреждать отказы, снижать затраты на обслуживание и поддерживать заданные показатели надёжности. Для минерально-сырьевого комплекса вибрационный мониторинг особенно перспективен из-за нестационарных режимов и тяжёлых условий эксплуатации: метод устойчив к вариативности режимов и подходит для мониторинга состояния тяжёлой техники (бульдозеры, экскаваторы). При этом сохраняется ряд фундаментальных вызовов. Вибросигналы многокомпонентны и нестационарны; в реальной эксплуатации на них наслаиваются возмущения окружающей среды и фоновые вибрации от сопряжённого оборудования. Это предъявляет высокие требования к измерительным конфигурациям, устойчивой обработке сигналов и алгоритмам реального времени. В ответ развиваются несколько направлений: интеллектуальные методы распознавания (обучение на многообразиях и роевые алгоритмы для подбора гиперпараметров многокернельной машины релевантных векторов с взвешенными ядрами, повышающие шумоустойчивость и переносимость между режимами); устойчивые процедуры разложения (последовательная многовариантная вариационная модальная декомпозиция, снижающая смешение мод и краевые искажения); слияние разнотипных данных (совместный анализ вибраций и продуктов износа даёт прирост точности раннего обнаружения порядка 16 % по сравнению с изолированным применением); интегральные виброакустические схемы и контуры предиктивного обслуживания двухтактных двигателей, ориентированные на снижение расхода топлива, выбросов и рост ресурса. ► Читать

Интегрированный модифицированный анализ последствий отказов, энтропия Шеннона, комбинированный подход к компромиссному решению для оценки рисков безопасности в камнедробильном агрегате керамического сектора

Современное состояние исследований в области оценки профессиональных рисков (Occupational Health and Safety Risk Assessment, OHSRA) характеризуется активным развитием количественных и многокритериальных методов для повышения точности и объективности оценки опасностей на производстве. Традиционные методы, такие как FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), широко применяются, однако их эффективность ограничивается субъективностью экспертных оценок, нелинейностью критериев и невозможностью адекватно учитывать неопределённость данных. Для преодоления этих недостатков активно развиваются интегрированные подходы, основанные на сочетании модифицированных FMEA (MFMEA) с методами многокритериального принятия решений (MCDM) и инструментами статистической обработки информации, такими как энтропия Шеннона. Одним из наиболее эффективных и современных решений является метод Combined Compromise Solution (CoCoSo), обеспечивающий высокую точность ранжирования рисков и устойчивость к неопределённости исходных данных. В настоящее время особое внимание уделяется высокорисковым отраслям с интенсивным физическим трудом и применением тяжёлого оборудования — в частности, керамической промышленности, где операции дробления материалов сопровождаются повышенной запылённостью, шумом, вибрациями и другими опасными факторами. Несмотря на внедрение технических и организационных мер безопасности, уровень производственного травматизма остаётся высоким, что подтверждает необходимость разработки интегрированных, объективных и адаптивных моделей оценки риска. ► Читать

Оценка опасности газодинамических явлений на основе анализа натурных и лабораторных исследований скоростей распространения упругих волн во вмещающих горных породах кимберлитовой трубки «Интернациональная»

С увеличением глубины ведения горных работ, как правило, усложняется управление горным давлением, о чём свидетельствуют данные Ростехнадзора, научных организаций и производственных предприятий. Глубокие горизонты рудника «Интернациональный» в этом смысле также не являются исключением, где проявление горного давления в виде газодинамических явлений (ГДЯ) осложняют проходку горных выработок буро-взрывным способом по доломитам, вмещающих кимберлитовую трубку. ► Читать

Разработка алгоритма количественной оценки производственно-технологических рисков при проектировании горнорудного предприятия

Развитие и внедрение в практику цифровых инструментов моделирования будущего производственного процесса позволяет оценивать риски на стадии проектных работ. К таким инструментам относится, в частности, создание человеко-машинной имитационной системы. Многие авторы отмечают, что в процессе становления Индустрии 4.0 и развития цифровых технологий промышленность стала высоко автоматизированной. В то же время, основное применение современных инструментов снижения затрат на производство путем автоматизации приходится на оперативный уровень. Тем не менее, отмечается активный рост использования специализированных программных комплексов для виртуальной симуляции производственного процесса, в т.ч. проектируемого на стадии проведения Feasibility Study. ► Читать

Комплексный анализ и прогнозирование показателей устойчивого развития предприятий атомной отрасли

На фоне глобального энергетического перехода атомная энергетика сохраняет статус одного из ключевых источников стабильной и низкоуглеродной генерации. Несмотря на высокие требования к безопасности, сложности утилизации отходов и социальную чувствительность, отрасль продолжает развиваться, особенно в странах с развитой технологической и научной базой. В России атомная энергетика играет важную роль в обеспечении энергетической безопасности и демонстрирует стабильные показатели роста, что отражается в технических и производственных достижениях ведущих компаний, таких как АО «Концерн Росэнергоатом». Современное состояние отрасли характеризуется необходимостью более системного подхода к оценке устойчивого развития предприятий. Наблюдается дефицит комплексных методик, способных одновременно учитывать экологические, технические и социально-экономические параметры. При этом ужесточающиеся экологические требования, развитие международного сотрудничества и рост общественного интереса к вопросам устойчивости требуют совершенствования как системы показателей, так и методов прогнозирования. Одной из перспективных задач становится разработка подходов, позволяющих не только объективно оценивать текущее состояние компании, но и строить достоверные прогнозы её развития на основе взаимосвязанных факторов. ► Читать

Оценка возможных способов заложения капитальных выработок на глубоких горизонтах проектируемого калийного рудника Западно-Петриковского месторождения

Глубина отработки калийных месторождений растет, для ведения горных работ необходимо обеспечить долговременное устойчивое состояние капитальных горных выработок с учетом нестационарности геомеханических процессов в соляных породах. ► Читать