Российские разработки для нефтегазовой отрасли

17.12.14 09:08

Виброакустическая система

В 2012 г. компанией «Уникальные волоконные приборы» («УВП», входит в состав группы компаний ООО «Лазер Солюшенс-Холдингс») был запущен проект по разработке системы акустического мониторинга инфраструктурных объектов.

«Наша разработка — это распределенная акустическая система, превращающая стандартный волоконно-оптический кабель в распределенный микрофон», — рассказывает Антон Кузин, директор компании «УВП». «Первые успехи в применении распределенных волоконно-оптических систем геотехнического мониторинга показали их эффективность и определили необходимость расширять линейку решений. Так, в 2012 г. было принято решение начать разработку распределенной виброакустической системы, как дополнение к существующим системам геотехнического мониторинга для целей несанкционированного доступа. Со временем мы поняли, что это вполне самостоятельный продукт, у которого есть большой спектр собственных применений», — добавляет Анатолий Абилов, зам. директора по развитию ООО «УВП».

К середине 2013 г. система прошла первые полигонные испытания. Сейчас разработка уже стала коммерчески прибыльной и активно внедряется в нефтегазовом секторе России. «Суть технологии заключается в следующем — мы отправляем зондирующий импульс по волокну, регистрируем обратное излучение и, анализируя его спектральные характеристики, получаем требуемую информацию, — объясняет особенности технологии Антон Кузин. — Во время распространения в оптическом волокне мощного светового импульса часть его энергии рассеивается. Существуют несколько видов рассеяния, в частности, акустическая волоконно-оптическая система мониторинга построена на эффекте Рэлея». [Рэлеевское рассеяние — это рассеяние света на объектах, размеры которых меньше его длины волны. Названо в честь британского физика лорда Рэлея, установившего зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны в 1871 г. В широком смысле также применяется при описании рассеяния в волновых процессах различной природы. — Прим. авт.]

Технология обеспечивает контроль над несекционным доступом, охрану периметра и мониторинг нефтяных и газовых скважин. Протяженность участка анализа может достигать 50 км, а на одном сенсоре расположены 10 000 датчиков. При этом сенсоры обеспечивают непрерывный мониторинг в режиме реального времени, не требуют электропитания, а также рассчитаны на эксплуатацию в экстремальных условиях.

 

Схематическое изображение технологии укладки волоконно-оптических сенсоров измерения температуры и деформации в зонах АТР, обеспечивающих обнаружение, определение месторасположения и графическое отображение деформации

 

Принцип работы в следующем: при распространении лазерного импульса в рассеивающей оптической среде часть излучения рассеивается назад, при этом излучение, рассеянное от различных точек среды в различное время при прохождении импульса, может прийти на фотоприемник одновременно и проинтерферировать на нем, с учетом разности фаз, набираемой на участке среды между этими точками. 

Анализ интерференционной рефлектограммы позволяет с достаточным пространственным разрешением восстановить распределение воздействий, вызывающих дополнительные разности фаз. Таким образом, интерферометрический метод обработки этого сигнала позволяет детектировать изменения состояния, вызванные внешними воздействиями. Принцип измерения — регистрация отклонений от первоначального (калиброванного) состояния сенсора. При этом стандартная методика отсчета времени позволяет определить координату того или иного возмущения.

Таким образом, система позволяет в режиме реального времени контролировать состояние объекта, на ранней стадии обнаруживать возможность возникновения аварийных ситуаций и информировать службы эксплуатации объектов, что в конечном итоге обеспечивает снижение рисков возникновения катастроф и форс-мажорных ситуаций.

Система состоит из трех компонентов: прибор, волоконно-оптический кабель и программное обеспечение для анализа и визуализации поступающих данных. «Оператору, который имеет дело с нашей системой мониторинга, не нужно иметь два высших образования, решения реализованы в простой и понятной форме», — отмечает Антон Кузин.

 

Инсталляция кабеля измерения подвижек грунта в зонах сейсмической активности, болотистых и нестабильных геологических районах

 

Тернистый путь к успеху

По словам разработчиков, путь к созданию рабочего прототипа был нелегким. В первую очередь, из-за сложностей в кадровом вопросе в сфере hi-tech технологий. Тяжелое социальное и политическое положение в стране после распада СССР вынудило квалифицированных специалистов поменять род деятельности.

«Приходилось искать по различным научным институтам людей, которые остались преданы своему делу, несмотря на все проблемы, — вспоминает тот период Анатолий Абилов. — И это удалось. Кто-то пришел с хорошим «багажом», а кого-то пришлось учить».

После формирования команды квалифицированных специалистов началась усердная и кропотливая работа над созданием прототипа. Работа от прототипа до коммерческого продукта — это путь, который разработчик проходит совместно с потенциальными заказчиками. Для этого команда плотно сотрудничала с заказчиками: проводила испытания, создавала полигоны, разрабатывала методики и т.д. 

«Инновации в России приживаются очень тяжело, — делится Антон Кузин. — У нас были попытки внедрения разработок в разных отраслях, но в нефтегазовой сфере нам удалось наиболее быстро достучаться до заказчика и донести до него мысль о том, что предлагаемые технологии оправданы с экономической, технологической и экологической точек зрения».

В этом процессе активную роль занимает Фонд «Сколково», который выполняет роль проводника информации от разработчиков до потенциальных заказчиков.

 

Схема приклейки сенсоров

 

Как вырастить стартап?

«Сколково» для «Уникальных волоконных приборов» — это не только грантовая поддержка. Фонд помогает нам налаживать связи с потенциальными заказчиками. Это полезно, из таких контактов порой вырастают интересные идеи, — рассказывает Антон Кузин. — С подачи «Сколково» мы участвовали в нескольких мероприятиях, в том числе в Startup Village, презентации проекта инвесторам, отраслевой выставке и конференции по разведке и добыче в Арктике, где завели много полезных знакомств».

«Сколково» как инновационный центр оказывает стимулирующее действие при распространении инновационного предпринимательства по всей России для того, чтобы обеспечить больший эффект от интеграции России в экономику всего мира. Таким образом, Фонд обеспечивает интерес к стартапам для специалистов по всему миру.

Чтобы обеспечить этот интерес, были созданы подходящие для этого условия. Резиденты Фонда получают всевозможные льготы и, что немаловажно, информационную платформу и доступ к сервисам и лабораториям Фонда. Согласно Федеральному закону о «Сколково», резиденты освобождены от уплаты подоходного налога и налога на добавочную стоимость. Это нулевой налог на прибыль, на имущество, на ввоз всего исследовательского оборудования, это льготные ставки размещения в технопарке при проведении на его территории исследовательской деятельности.

 

Схема организации мониторинга нефтяных и газовых скважин

 

По словам вице-президента, исполнительного директора кластера энергоэффективных технологий Фонда «Сколково» Николая Грачева, Фонд «Сколково» заточен на поддержку завершения НИОКР и коммерциализацию инновационных разработок компаний-участников. «Поэтому для нас важно, чтобы перспективы коммерциализации — выхода нового продукта на рынок — были реалистичными на горизонте около 3 лет. Интересных проектов действительно очень много. В кластере есть ряд компаний, которые занимаются темой диагностики трубопроводов, теплотрасс. Это то, что может быть актуально и для нефтяников, и для коммунальных компаний. Например, стартап «Уникальные волоконные приборы» разрабатывает оптоволоконные системы распределённого мониторинга объектов. Они уже вывели на рынок пару импортозамещающих решений, теперь разрабатывают технологию, которая не имеет аналогов в мире», — добавляет Грачев.

 

На пути к международному рынку

Как сообщают разработчики, деятельность по усовершенствованию системы не прекращается. Потенциал по модернизации продукта не исчерпан. В ближайшем будущем планируется выпуск новой версии продукта: более дорогой, но в тоже время обладающей принципиально новыми качествами и возможностями.

 

Система мониторинга представляет собой измерительный анализатор, волоконно-оптический сенсор (ВОС) и специализированное программное обеспечение

 

«Самая главная работа — по созданию конечных решений. И здесь предстоит еще многое сделать, — отмечает Анатолий Абилов. — Каждое применение — это и новые инженерные решения по установке системы, и программное обеспечение. Отдельное внимание мы уделяем специальным сенсорам. И вот в этой задаче мы видим свое ключевое преимущество перед конкурентами».

Летом 2014 г. резиденты «Сколково», разрабатывающие инновационные технологии для топливно-энергетического комплекса, и в первую очередь для нефтегазовой отрасли, приняли участие в заседании комиссии по энергетике Хьюстонского технологического центра, а также в выставке-конференции Total Energy USA.

На конференции собрались все основные игроки мирового нефтегазового рынка. В его рамках российские разработчики инновационных технологий в течение трех месяцев совместно с ведущими отраслевыми экспертами, привлеченными Хьюстонским технологическим центром, готовили планы выхода на рынок США и оттачивали навыки, необходимые для успеха на этом рынке. В ходе данной конференции резиденты Фонда «Сколково» представила свои разработки ведущим экспертам и руководителям нефтегазовой отрасли США.

 

Рамиль Каримов, Марика Турманидзе

Илл. и фото ООО «Лазер Солюшенс-Холдингс»

Читайте также: