Аддитивные технологии «За» и



Скачать 318.59 Kb.
Дата16.05.2018
Размер318.59 Kb.

Аддитивные технологии –

«За» и «Против»
Докукин Д.И., Койнов Н.Д.

ГАПОУ «БНК» г. Бугуруслана Оренбургской области

Научный руководитель – И.Г.Кныш
Ещё совсем недавно 3D - принтеры были какими-то нереальными приборами из фантастических фильмов. А сейчас 3D - печать находит применение во многих сферах деятельности человека, и на российском рынке уже можно купить даже бытовой 3D - принтер. Ученые утверждают, что такие технологии дадут человечеству фактически неограниченные возможности. Можно будет создавать всё что угодно. Например, машину, гамбургер и даже новое сердце или почку. [5]

Актуальность исследования заключается в том, чтобы выяснить, а так ли все безоблачно и радужно, не таят ли в себе аддитивные технологии опасности для человека и природы.

Родоначальником аддитивных технологий принято считать Чарльза Халла, который в 1986 году запатентовал такой способ, как стереолитография. В этом же году он основал компанию 3D Systems и разработал первый 3D - принтер.

В 1988 г. Скотт Крамп изобрел FDM (моделирование расплавлен-ным пластиком). Сегодня это наиболее распространённая технология. [1, с.5]

С помощью 3D - принтера можно печатать огромное количество вещей: детали космических аппаратов, подводных лодок, инструменты, протезы и имплантаты, ювелирные изделия и многое другое.

Технологии реализации 3D-печати могут быть различными. Существует два основных подхода печати: лазерный и струйный.

Лазерная стереолитография основана на воздействии излучения лазера к фотополимеру - веществу, которое меняет свои свойства под действием светового потока.

При струйной 3D - печати головка принтера выдавливает частицы разогретого термопластика. Тончайшая нить жидкого пластика подается на специальную рабочую платформу, где остывает и затвердевает. Слой готов. Платформа опускается на толщину одного слоя – как правило, 50-100 микрон и все повторяется снова, пока трехмерная модель не будет выстроена до конца.

Внедрение 3D - принтеров с каждым годом всё больше набирает обороты. Скоро мы перестанем рассказывать о том, что можно создать с помощью аддитивного производства. Будет проще упомянуть то, что сделать нельзя. Но пока давайте взглянем на некоторые ситуации, показывающие широкий спектр возможностей 3D-печати и рассмотрим их «плюсы» и «минусы».Все «За» и «Против».

Вам приходилось когда-нибудь получать фото еще не рождённого ребенка? Молодые родители зачастую испытывают непреодолимое желание обзавестись любыми предметами, так или иначе связанными с их ребенком, пусть даже еще не рожденным. Японская компания Fasotec предлагает будущим родителям модели их будущих младенцев, выполненные по данным магнитно-резонансной томографии. При цене в примерно $ 1275 у Fasotec огромная очередь. Но! Еще никто не проводил исследования насколько это опасно для плода! И данное желание может причинить вред будущему ребенку. А вы доверите такую процедуру компании, которая не дает никаких гарантий?

Оружейную промышленность технологии 3D - печати тоже не обошли стороной. Создано уже работающее огнестрельное оружие. Возможность 3D-печати оружия не на шутку переполошила правоохранительные органы по всему миру. Даже простые 3D -принтеры позволяют создавать полностью пластиковые пистолеты. Пусть такое оружие и примитивно, но даже одноразовый пистолет с одним единственным патроном в руках преступника может стоить кому-то жизни. Некоторые страны уже наложили запрет на 3D-печать оружия. Хотя не совсем понятно, как применять этот запрет на практике. А теперь представьте такой 3D –принтер в руках террористов. Страшно подумать! [6]

Некоторые расходные материалы для 3D-печати, в особенности мягкие фотополимеры, вполне пригодны для изготовления одежды и даже белья… Компании выпускают целые коллекции пластиковых украшений. Однако, лица, страдающие аллергическими реакциями воздержитесь от приобретения таких вещиц до полного изучения последствий воздействия их на организм!

Сейчас предпринимаются попытки создания «пищевых принтеров», которые способны печатать настоящие продукты питания из базовых ингредиентов: белков, углеводов и т.д. Примером тому служит кулинарный принтер Foodini –простое и практичное устройство, использующее шприцевую экструзию. Причем, печать возможна не только фаршем, но и любым пастообразным продуктом – тестом, сыром, томатным пюре. Единственное, что Foodini пока не по силам, это термическая обработка... ГМО, пищевые добавки… и вот еще одна напасть. Не будем задерживать ваше внимание. Зададим лишь вопрос «А вы хотели бы отведать такой бутерброд?».

В авиастроительной промышленности тоже есть место аддитивному производству. Ведущие авиастроительные корпорации, включая Boeing, уже испытывают технологии лазерного спекания и плавки для производства деталей реактивных двигателей. NASA успешно испытала титановые форсунки ракетных двигателей. Однако, 3D-принтеры создают объекты послойно! Очевидно, что между этими слоями, какими бы тонкими они ни были, всегда будет граница-переход. А значит, слоистая структура объектов делает их прочность меньше.[3, с.54]

Уже сейчас хирурги пользуются 3D - моделями для более точного диагностирования и вмешательства. С помощью 3D - принтеров по всему миру уже сейчас печатают протезы рук и ног для взрослых и детей. Конечно, здоровье – главное в жизни. Но! Ученым и медикам еще предстоит изучать и изучать реакцию организма на предлагаемые органы! До трансплантации 3D-печатных органов еще далеко!

Сколько времени вам понадобиться, чтобы построить дом? Совсем недавно, в Китае, было построено 10 домов площадью 200 м2 за сутки. Причем при строительстве использовался строительный мусор и цемент, усиленный стекловолокном. Ну и как вам идея: жить в маленьком домике из мусора?

3D-печать можно использоватьив личных целях. Один юный американец, начал свой бизнесс продажи уникальных формочек для шоколада. На самом деле он не придумал ничего нового: просто печатал формочки нескольких видов, на рабочей стороне которых может быть нанесен текст. В результате каждый, кто купит формочки, сможет в домашних условиях делать шоколадки в форме сердечек, ромбиков с оригинальной чеканкой в виде поздравительной надписи или эмблемы. [2, с. 6]

Итак, начнем зарабатывать?! Но помните! 3D- бизнес в домашних условиях еще далек от совершенства! Прежде чем вступить на тропу 3D дизайна, нужно четко осознавать, с какими трудностями предстоит столкнуться: вопреки общепринятому заблуждению, напечатать можно далеко не все (геометрия и размеры объекта – серьезные препятствия). Современные домашние принтеры могут работать только с двумя цветами, и о плавном переходе между цветами можно забыть, к тому же хороший домашний 3D - принтер стоит около 155 000 руб!!!

К недостаткам принтера относят его открытую конструкцию, которая может привести к ожогу горячим материалом. Кроме того напечатанным моделям часто нужна обработка. Запаситесь наждачной бумагой, напильником и ванночками с растворителями для химической обработки поверхностей. И еще следует отметить, что в России применение 3D - печати в промышленности находится пока в зачаточном состоянии, т.е. материалы для печати достать очень сложно (т.к. они импортного производства).

3D - принтеры имеют особый вред для здоровья пользователя. Домашние 3D - принтеры имеют особенность выделять в воздух опасные для нашего организма частицы нанометровых размеров. Эти вредные частицы проникают в лёгкие человека при каждом его вдыхании, а также могут проникать через обонятельный нерв в мозг. Оседание в лёгких ультрамелких вредных частиц может спровоцировать рак или астму, а при попадании в мозг - инсульт.

Ну и еще: к недостаткам 3D-печати часто относят потенциальное снижение потребности промышленности в рабочей силе. Попросту говоря, много простых рабочих рискует быть уволенными, т.к. один принтер способен заменить несколько станков. В то же время, для разработки и обслуживания 3D-принтеров потребуются высококвалифицированные инженеры и техники. Значит нужно идти в ногу со временем, следить за новшествами науки и техники, читать техническую литературу.

В заключении хотелось бы отметить, что 3D - принтер необходим при производстве новейших сложных прототипов продукции. Используя напечатанный на трехмерном принтере образец изделия, производитель сможет обнаружить недостатки или недоработки детали и устранить их до запуска изделия в производство. Но, для широкого и безопасного применения аддитивных технологий необходимо провести ещё ряд подробных тестов на выявление более детальной оценки выбросов вредных элементов.

Во всём есть свои плюсы и минусы, и, не смотря на выделяемый вред, - от этой технологии отказываться не нужно, это лишь очередная задача для производителя - улучшать качество работы, безопасность, функциональность и возможность устройства. Перспектива очевидна – аддитивная технология в ближайшее время станет приоритетной технологией во всех отраслях промышленности.


Список литературы


  1. Иванов, В.П., Трёхмерная компьютерная графика / Под ред. Г.М. Полищука. - М.: Радио и связь, 1995. - 224 с.

  2. Слюсар, В.И. Фаббер-технологии: сам себе конструктор и фабрикант. - Конструктор. - 2002. - № 1.- C. 5 - 7.

  3. Слюсар, В.И. Фаббер-технологии. Новое средство трехмерного моделирования. - Электроника: наука, технология, бизнес. - 2003. - № 5.- C. 54 - 60.

  4. Слюсар, В.И. Фабрика в каждый дом. Вокруг света. - № 1 (2808). - Январь, 2008. C. 96 - 102.

  5. www.ru.wikipedia.org

  6. www.membrana.ru


Колтюбинг-перспективное направление развития нефтяной и газовой промышленности
Лапшин А.С.
ГАПОУ «БНК» г.Бугуруслана

Научный руководитель -


Васянина Л.Ф.
Эффективность технической базы предприятий, работающих в нефтегазовом секторе экономики, — одна из основных составляющих их конкурентоспособности. Внешняя составляющая этой эффективности — уровень технической оснащенности, который напрямую зависит от соответствия технических характеристик оборудования мировым аналогам и стандартам, принятым в отрасли. Внутренняя составляющая эффективности — затраты на техническое оснащение. Они слагаются из расходов на приобретение оборудования, материалов и непосредственное проведение работ.
Реально поддержать конкурентоспособность предприятию нефтегазового сектора, позволит лишь передовое оборудование, которое соответствует самым высоким стандартам технического обслуживания и позволит решать весь спектр работ в полном соответствии с современным уровнем развития технологий.

В середине 90-х годов была освоена технология капитального ремонта скважин с применением установок «гибкая труба».
Уже первый опыт эксплуатации установок «гибкая труба» при ремонте скважин показал высокую эффективность колтюбинговых технологий. В основе колтюбинговых технологий лежит использование металлической гибкой трубы — coiled tubing (далее — колтюбинговой трубы), наматываемой на барабан, спускаемой и извлекаемой из скважины специальным агрегатом.

Сущность колтюбинговых технологий заключается в использовании в бурении нефтяных и газовых скважин, а также при выполнении различных технологических операций в скважине колонны гибких непрерывных труб, наматываемых и разматываемых с барабана при спуске в скважину.. В настоящее время колтюбинг занимает важную нишу на рынке нефтегазовых технологий и открывает уникальные возможности сохранения окружающей среды и снижения себестоимости бурения.

Для России развитие колтюбинговых технологий приобретает особую важность в связи со значительным увеличением фонда простаивающих и требующих ремонта скважин, ростом удельного веса залежей с трудноизвлекаемыми запасами, увеличением количества наклонно-направленных и горизонтальных скважин, а также большим объемом работ по восстановлению внутрипромысловых коммуникаций (очистка, депарафинизация, внутреннее антикоррозийное покрытие коллекторов). Очевидно, что мы заметно отстаем во внедрении современного эффективного оборудования и новых технологий. В результате проведенного анкетирования выяснено в ходе исследований, что студенты Бугурусланского нефтяного колледжа имеют не совсем четкое представления о сущности колтюбинга, эффективности его применения в нефтяной и газовой промышленности.

Поэтому цель работы заключалась в том, чтобы на основе теоретического анализа показать значение колтюбинга как перспективного направления развития нефтегазового оборудования, рассмотреть инновации в колтюбинге.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд важных задач:

- рассмотреть сущность, преимущества и недостатки колтюбинга;

- дать характеристику развития колтюбинга в мировой практике и в России;

- рассмотреть инновации в колтюбинге;

- собрать и систематизировать материал по этой теме для дальнейшего использования студентов нефтяного колледжа.

Нефтегазодобывающие компании постоянно развивают новые технологии в своем нескончаемом стремлении к оптимизации скорости отбора нефти из скважин и общей добычи нефти и газа при одновременном сдерживании затрат и минимизации нежелательных воздействий на окружающую среду - в этом заключается актуальность исследований в данном направлении.


Некоторые из новых технологий на самом деле вовсе не новы, а просто являются новыми областями применения или улучшениями уже существующих технологий. Гибкие трубы – это одна из технологий, известных на протяжении десятилетий и имевших ограниченное применение до недавнего времени, когда интерес к ним резко возрос благодаря существенным техническим достижениям.

Колтюбинг широко используется в технологических, а также ремонтно-восстановительных работах, производимых на газовых, нефтяных и газоконденсатных скважинах. Особенно эффективным колтюбинг может оказаться на месторождениях, находящихся в поздней стадии разработки и для реанимирования старого фонда скважин. Если в начале колтюбинг применялся для осуществления наиболее простых операций, очистки колонны труб и забоев от песчаных пробок, то сегодня с его помощью можно осуществлять практически весь набор операций подземного ремонта скважин. В зависимости от поставленных задач, диаметр труб колтюбинга может быть различным – от 19 мм (0,75 дюйма) до 114 мм (4,5 дюйма). На скважинах гибкая труба, сматываясь с вращающегося барабана, спускается по гузнеку и далее через инжектор, который обеспечивает давление, необходимое для продвижения гибкой трубы по стволу скважины и преодоления внутрискважинного давления или силы трения в стволе. Затем труба проходит через блок противовыбросовых превенторов, устьевое оборудование и входит в колонну НКТ или обсадных труб.



Колтюбинг может быть использован для бурения новых скважин, для повторного вскрытия пласта, но наибольшую техническую и экономическую эффективность он имеет при бурении вторых наклонных или горизонтальных стволов из существующих скважин. [1]

Пионерами использования непрерывной колонны гибких труб для нефтяной промышленности были США.

В конце 40-х годов было запатентовано несколько конструкций установок для спуска в скважины под давлением непрерывных колонн труб небольшого диаметра или кабелей. В начале 50-х годов были запатентованы различные концепции бурения с использованием непрерывных армированных проволокой шлангов и гибких колонн НКТ. Современные конструкции головок для подачи в скважины гибких колонн НКТ базируются на использовании разработанного в начале 60-х годов устройства, дающего возможность развертывать антенны радиосвязи на поверхности моря с подводных лодок, находящихся в погруженном состоянии.

В начале 70-х годов масштабы применения таких установок с гидравлическим приводом в нефте- и газопромысловых месторождениях резко возросли. В конце 70-х годов появились новые фирмы "Hydra Rig", "Uni-Flex" и "Otis Engineering", которые занимались разработкой установок для обслуживания скважин с использованием гибких колонн. В начале 80-х годов были модифицированы разработанное фирмами "Hydra Rig", "Bowen Tools" и "Otis Engineering" оборудование для спуска гибких колонн НКТ и программы его обслуживания. Данные модификации привели к повышению эффективности, а так же и надежности наземного оборудования и значительному сокращению случаев выхода его из строя. В 1985 году была разработана новая установка для инжектирования в скважину гибкой колонны НКТ, которая позволяла производить спуск труб до 2590 м с диаметром труб 19,2 мм [2].

В начале 21 века в колтюбинге появилось множество модификаций старого оборудования и созданием нового оборудования, таких как:

- применение ГНКТ при матричной соляно-кислотной обработке;

- миниколтюбинг (капиллярный колтюбинг);

- колтюбинговый превентор.

В России технологию бурения и подземного ремонта скважин с помощью колонны гибких труб начали применять и развивать сравнительно недавно. Данные технологии были реализованы в Грозненском, Краснодарском, Ставропольском, Оренбургском, Уфимском и других регионах.

Н.В. Богдановым в 50-х годах прошлого столетия было предложено использовать колонны гибких труб для спуска в скважину электропогружного центробежного насоса. При этом кабель, питающий погружной электродвигатель, располагался внутри колонны гибких труб.

Для операций по радиальному бурению сегодня применяются капиллярные колтюбинговые установки. Они представляют собой уменьшенную копию колтюбинговой установки - мини-колтюбинг.

Эти установки предназначены для работы с длинномерной трубой, выполненной из нержавеющей стали, диаметром 1/2” (12,7 мм), 3/4” (19,05 мм) и 1” (25,4 мм). Как и в «большом» колтюбинге, труба наматывается на барабан, оснащенный укладывателем, вертлюгом и трубной обвязкой для подачи жидкости внутрь трубы.

Отличительной особенностью капиллярных колтюбинговых установок является возможность проводить спуско-подъемные операции на небольшую глубину (до 2000 – 2500 м) без использования инжектора, при этом барабан работает как лебедка геофизического подъемника. Для операций же на большей глубине мини-колтюбинговые установки обязательно комплектуются инжектором с тяговым усилием до 5000 кг.

Колтюбинговый превентор относится к оборудованию для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе спуска и подъема длинномерных безмуфтовых (колтюбинговых) труб при проведении работ по строительству, освоению, исследованию и ремонту скважин с целью обеспечения безопасности, предупреждения и ликвидации нефтегазоводопроявлений, охраны недр и окружающей среды. Конструкция превентора обеспечивает повышение надежности и безопасности работы заявляемого превентора по сравнению с аналогом и прототипом.



Целью внедрения колтюбинговых технологий однозначно являются снижение себестоимости добываемой нефти, полная доразработка всех месторождений, которые существуют, поскольку переход к новым, даже самым заманчивым, требует миллиардов долларов. Действующие месторождения еще много-много лет могут давать большую отдачу, если правильно их эксплуатировать и применять новые технологии. С другой стороны, освоение новых месторождений под перспективы их разработки с помощью колтюбинга позволит более широко, более качественно и более дешево добывать сырье с использованием этих технологий.

По стоимости работ использование колтюбинговых установок иногда оказывается более дорогим, чем применение обычных установок капитального ремонта скважин. Но экономические преимущества обуславливаются объемами нефти, которые можно добывать за счет разницы в сроках проведения работ.

Если у обычных бригад КРС уходит до 7 дней на проведение довольно простых операций, то с использованием колтюбинга это вполне удается сделать за три дня. Ориентировочно можно сказать, что эффективность применения колтюбинга оказывается на 15 % - 20 % выше стандартных методов. [3]

Подземный ремонт на скважине № 608 Ефремо-Зыковского месторождения, в котором автор работы принимал непосредственное участие во время прохождения производственной практики, является одним из примеров использования колтюбинга в Оренбургской области.
Список литературы


  1. Информационный каталог Колтюбинг. Настольная книга специалиста.ред. Мочанов А.Г. 2002.

  2. Вайншток С.М., Молчанов А.Г., Некрасов В.И., Чернобровкин В.И. Подземный ремонт и бурение с применением гибких труб. М: ИздательствоАкадемиигорныхнаук, 1999.

  3. Case Study - Underbalanced Drilling. Coiled Tubing Services. Документ, представленный Sсhlumberger в Internet


Усиление каменных конструкций и предотвращение их разрушения
Микляев В.В.
ГАПОУ «БСК» г. Бузулука

Научный руководитель - Е.В. Юрьева


Актуальность:

Актуальность темы обусловлена тем, что одна из проблем, наиболее часто встречающейся в современном строительстве является проблема деформации и нарушения целостности зданий. Изучение современных строительных технологий позволяет грамотно оценить ситуацию и определить условия, способствующие сохранению строительных сооружений.


Гипотеза исследования:
Я предполагаю, что правильное строительство ,эксплуатация и своевременный ремонт могут надолго сохранить как облик, так и целостность самого здания.
Цель:

Изучить причины, вызывающие деформацию промышленных и гражданских зданий, предложить оптимальные варианты по предотвращению данной проблемы.

Использование современных строительных технологий позволит продлить сроки эксплуатации зданий и сооружений и сэкономит средства городского бюджета.

Любое здание, независимо от того, жилое оно или заброшенное, подвергается постепенному разрушению. Деформируются стены, фундамент, сам кирпич. Основанием для подобных проявлений могут стать ошибки строителей при возведении конструкции, неправильная эксплуатация здания, низкие показатели проектировочных работ. Своевременная ликвидация таких последствий вернет зданию прежний облик и продлит срок его использования. Помочь в такой ситуации может усиление кирпичных стен.

Методика усиления каменных поверхностей

Сейчас усиление кирпичной кладки проводится при использовании нижеперечисленных обойм:

армированных;

железобетонных;

композиционных;

стальных.

Чтобы правильно определиться с укрепляющей методикой, нужно принять во внимание следующие факторы: состояние стены, армирующий коэффициент, марку бетона или штукатурного состава, особенности нагрузки на поверхность. Крепость такой конструкции определяется процентом армирования хомутиками. При наружном осмотре здания можно проконтролировать число расщелин, их глубину и ширины. Применение в реконструкции обойм позволит воссоздать несущие способности здания

Означенная система усиления называется за рубежом FRCM (FibreReinforcedCementitiousMatrix). Одна из ее разновидностей – система Ruredil X Mesh. В ней используют сетки из углеродных волокон , обладающие следующими механическими свойствами: прочность на растяжение – 4800 мегапаскалей; модуль упругости – 240 гигапаскалей; деформативность при разрыве – 1,8 процента. Другие плюсы Ruredil X Mesh:



29-31 марта 2016 года в Оренбурге проходили две крупнейшие строительные выставки.

Со слов преподавателя специальных дисциплин Татьяны Алексеевны Овчиниковой: « Эта –XX специализированная выставка «Стройурал- 2016» и VII специализированная выставка «Недвижимости в Оренбуржье».

На выставке участники презентуют новейшие строительные и отделочные материалы, инструмент , крепеж , окна, двери и тд.

Цели выставок:

- содействие развитию рынка отечественных строительных материалов и повышению конкурентоспособности отечественных товаропроизводителей строительной индустрии.

Одним из экспонатов на выставке являлась стеклопластиковая арматура выпускаемая компанией STRONGGROUP.

Арматура представляет собой стеклопластиковые стержни диаметром от 5 до 32 мм любой строительной длинны ГОСТ 12.1.07.»

Вывод. При рассмотрении различных способов усиления каменных конструкций я пришел к выводу, что как зарубежный, так и отечественный способ усиления конструкций очень эффективен, но если рассмотреть способы, которые используются в нашей стране, то мы увидим, что это очень трудоемко, но, с другой стороны это самый дешевый способ. В России использования новых технологий очень ограниченно и находятся на стадии развития, единственным минусом в использовании новых технологий является цена и квалифицированные рабочие.

Список литературы


  1. СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* "Строительство в сейсмических районах". 

  2. СП 15.13330.2012 "СНиП II-22-81* "Каменные и армокаменные конструкции"

  3. СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81* "Стальные конструкции"

  4. СП 17.13330.2011 "СНиП II-26-76 "Кровли". 

  5. СП 18.13330.2011 "СНиП II-89-80* "Генеральные планы промышленных предприятий".

  6. СП 19.13330.2011 "СНиП II-97-76 "Генеральные планы сельскохозяйственных предприятий".

  7. СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия". 

  8. СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 "Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах". 

Тепловые двигатели и их влияние на экологию



Пенькова О.Ю, Мастеркин К.А. ГАПОУ «БСК» г. Бузулука

Научный руководитель –


Л.П. Добрынина

Актуальность

Численность населения на Земле очень быстро увеличивается. Около 200 тыс. лет назад - 1 млн. человек, сейчас - более 6 млрд. человек. Только в городах - 4 млрд. человек. Резко возрастает потребление топлива и энергии (выработка энергии за последние 100 лет на душу населения увеличилась в 20 раз). Как следствие возникают экологические проблемы. О каких экологических проблемах нашей планеты вы слышали или говорили? Немалую роль в нарушение экологического равновесия вносят тепловые двигатели.

Почему же до сих пор не решены многие экологические проблемы? В частности, проблемы, связанные с использованием автомобилей.

Гипотеза исследования:

Мы предполагаем, что тепловые двигатели нарушают экологическое равновесие.



Цель:

Проследить историю создания тепловых двигателей, познакомить с их устройством и принципом действия, применением тепловых двигателей. Оценить положительные и отрицательные стороны их применения. Оценить их влияние на экологию.



Объект исследования

- Выявление влияния на окружающую среду паровых двигателей



Предмет исследования:

-Тепловой двигатель



Методы исследования:

  • а) Теоретические:

1.анализ и синтез

2. изучение и обобщение



  • б) Эмпирические методы:

1.получение фактов и их анализ

2.метод визуализации данных (графики)



  • в) экспериментально-теоретические:

1.эксперимент

2.моделирование

Вряд ли кто-то сомневается, что одной из главных движущих сил прогресса являются человеческая лень и стремление к комфорту. Это подтверждается бесчисленными сказками, где транспорт передвигается «по щучьему велению», а у счастливчиков имеются волшебные помощники, избавляющие хозяина от необходимости сделать хоть какое-то физическое усилие. Но поскольку в реальности «само» ничего не делается, на протяжении всей истории человечества лучшие умы корпели над изобретениями, которые помогли бы воплотить эти мечты в жизнь. Если говорить на языке физики и техники, нужно было изобрести устройство, которое смогло бы преобразовать тот или иной вид энергии в полезную механическую работу. И человек такой двигатель построил! Но положительно ли он влияет на окружающую природу? В нашей исследовательской работе мы хотим немного рассказать о тепловых двигателях и о их влиянии на окружающий мир.

Тепловой двигатель – устройство, в котором внутренняя энергия топлива преобразуется в механическую работу.

О движущей силе пара люди знали с глубокой древности. Одним из первых попытался воспользоваться этой силой французский физик Дени Папен. Однако так и не смог создать работоспособное устройство.

Но уже к 1765 г. Джеймс Уатт сконструировал, а позже усовершенствовал паровой двигатель. К 1784 г. создание универсального парового двигателя было фактически завершено, и он стал основным средством получения энергии в промышленном производстве.

Но одним из самых важных проблем в создании двигателя внутреннего сгорания была борьба за повышение его КПД.

Выход нашел немецкий инженер Рудольф Дизель. Паровые машины



  • Двигатели внутреннего сгорания (ДВС)

  • Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные двигатели Ракетные двигатели паровые турбины

  • Ядерный ракетный двигатель

По данным федеральной службы государственной статистики количество жителей в городе Бузулуке на 2015 г. составило 85199 человек. Обеспеченность автомобилями соответственно:1000 человек-250 автомобилей; 85199человек-21299автомобилей.

Влияние транспорта на окружающую среду

  • Загрязнение токсичными выбросами (отработанными газами, картерными газами, топливными испарениями).

  • Загрязнение атмосферного воздуха свинцом.

  • Возникновение парникового эффекта.

Способы преодоления негативных последствий тепловых двигателей

  • создание новых моделей двигателей и катализаторов отработанных газов (стандарты ЕВРО-3 и ЕВРО-4);

  • создание серийных двигателей, работающих на других видах жидкого топлива (спирты);

  • создание серийных двигателей, работающих на водородном топливе;

  • для экономии земельных площадей и водных ресурсов строительство атомных электростанций.

Пути решения экологических проблем

  • Соблюдение предельной скорости 60 км/ч. При ее уменьшении и увеличении вредные выброса увеличиваются в 2 раза.

  • Необходимо обеспечивать равномерное движение машин на улице, предотвращая заторы, задержки на перекрестках, когда автомобиль стоит, вхолостую расходуя горючее, и загрязняет воздух отработанными газами.

  • Проводить экологическое просвещение населения: каждый водитель должен знать, что причина дымления автомобиля – неисправность двигателя, не отлаженная системы питания или зажигания. Только за счет правильной регулировки двигателей автомобилей выброс вредных веществ в атмосферу можно уменьшить до 5 раз.

К заключению теоретических и практических исследований, мы можем сделать такой вывод: на всех основных видах современного транспорта преимущественно используются тепловые двигатели: на автомобильном- поршневые двигатели внутреннего сгорания; на водном- ДВС и паровые турбины; на ж/д- тепловозы с дизельными установками; в авиации- поршневые, турбореактивные и реактивные двигатели. Факторы негативного влияния тепловых двигателей на окружающую среду:

  1. загрязнение атмосферы;

  2. шумовые загрязнения;

  3. проблемы утилизации отработанных автомобилей;

  4. загрязнение почвы

  5. повышение температуры атмосферы;

“ Что делать?” Без тепловых двигателей современная цивилизация немыслима. Мы не имели бы в изобилии дешевую электроэнергию и были бы лишены скоростного транспорта. Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов.

Во-первых, при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается.

Во-вторых, сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа.

В третьих, при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. А автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу два-три тонн свинца.

Один из путей уменьшения загрязнения окружающей среды- использование в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород.

Выбросы вредных веществ в атмосферу - не единственная сторона воздействия энергетики на природу.

Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на Земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

Список литературы



  1. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/3377/ПАРОВОЙ

  2. http://million-questions.ru/kto-izobrel-pervyj-parovo..

  3. http://www.zabatsay.ru/temy/engine/68-steamenginewtoo..

  4. http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2011/08/03/proek..

  5. http://wikikurgan.orbitel.ru/index.php/Проект_"Т..

  6. http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2011/08/03/proek..

  7. http://x-uni.iglobeinvest.com/fizika/10-klass/video/p..



Современный подход к защите НКТ от коррозии и АСПО
Купаев А.А., Трубников Д.С.
ГАПОУ «Бугурусланский нефтяной колледж»

Научный руководитель


- В.В. Власов

Цель нашей работы - рассмотреть причины отказа работы НКТ и преимущества использования новых технологий за защиты труб.

Актуальность исследования.

Самыми распространенными факторами, влияющими на срок эксплуатации насосно-компрессорных труб в нефтедобыче, являются коррозионно-агрессивные среда и асфальтосмолопарафиновые отложения. Повышение эксплуатационного срока скважинного оборудования невозможно без проведения мероприятий по защите его от их воздействия. Поэтому актуальным становится разработка новых технологий и применение научных подходов для выбора метода защиты НКТ.

Объект исследования – процесс борьбы с вредными факторами, влияющими на работу НКТ.

Предметом исследования – насосно-компрессорные трубы

Методы исследования:

- поиск и анализ интернет-сайтов и научно-технической литературы по заданной тематике;

- описание факторов влияющих на работу НКТ;

- метод анализа и сравнения.

Причиной отказов и отбраковки насосно-компрессорных труб и муфт к ним является целый набор коррозионных факторов. Погружное оборудование в нефтедобывающей промышленности, работающее в осложненных условиях добычи, может выйти из строя в течение короткого срока по причине коррозийных разрушений.

Еще одна серьезная проблема, с которой приходится сталкиваться в нефтедобывающей промышленности – асфальто-смолопарафиновые отложения на внутренней рабочей поверхности НКТ.

Отложения приводят к необходимости проведения регулярных механических очистных операций на скважине, дополнительных затрат на ингибирование, а в тяжелых случаях – к остановке скважин, подъему колонны и проведению очистных операций вне скважины.

Коррозия оборудования

Коррозия металлов — самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с внешней средой.

При коррозии металла происходит не только потеря его массы, но и снижение механической прочности, пластичности и других свойств. Коррозия металла наносит значительный ущерб экономике. Потери от коррозии составляют в промышленно развитых странах около десятой части национального дохода.

Финансовые потери, связанные с коррозийным износом оборудования составлены не только расходами на ремонт и замену дорогостоящих деталей, но, так же, с уменьшением объемов добычи нефти в периоды ремонта.

Борьба с коррозией — это не только продление срока службы нефтегазопромыслового оборудования, снижение эксплуатационных затрат на его ремонт, улучшение технико-экономических показателей добычи и подготовки нефти на промыслах. В конечном счете — это охрана окружающей среды, водоемов и рек от загрязнения нефтью, газом и сопутствующими отходами при добыче нефти, например, сточной водой.

Отложение солей

При разработке и эксплуатации месторождений происходят отложения карбонатов кальция и магния, сульфатов кальция, бария, стронция, хлоридов и других солей в скважинах, на оборудовании и т.д. Солевые осадки значительно осложняют эксплуатацию скважин, оборудованных УЭЦН.

Отложения солей, образующиеся в НКТ, чаще всего имеют слоистую структуру. Непосредственно к стенкам труб примыкает слой осадка, представленного микрокристаллами, скрепленными органическими веществами и прочими включениями. По направлению к центру кристаллы становятся крупнее, включения органических веществ. Прочность сцепления солевых корок с внутренней поверхностью труб по стволу скважины возрастает с глубиной.

Отложение парафина.

При добыче нефти одной из проблем, вызывающих осложнения в работе скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных коммуникаций, являются АСПО. Накопление АСПО в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней поверхности труб приводит к снижению производительности системы, уменьшению МРП работы скважин и эффективности работы насосных установок.



АСПО растворяются в нефти при температуре выше температуры их плавления, а при низкой температуре выкристаллизовываются из нефти. При температуре ниже 10 оС происходит полное осаждение парафинов из нефти.

Современный подход для решения всех вышеописанных проблем нефтедобычи НПО «Неоцинк»была разработана линейка защитных покрытий majorpack для насосно-компрессорных труб и муфт к ним.

Сочетание покрытий  majorpack  с защитными межниппельными вставками «Стример», позволяет получить многофакторную защитную систему.

Покрытие MAJORPACK – инновационная технология защиты труб. Благодаря данной технологии, защитное покрытие увеличивает срок эксплуатации нефтедобывающего оборудования в несколько раз.

В результате обработки НКТ и муфт к ним на поверхности образовывается многофазное интерметаллидное соединение Fe-Zn, равномерно покрывающее всю поверхность изделий, включая резьбовые соединения.

Таким образом, главными свойствами защитного полученного по технологии «Неоцинк», являются:

- высокая коррозийная стойкость протекторного типа;

- стойкость к механическим повреждениям;

- исключение допустимого стандартами побурения поверхности;

- исключение в технологическом цикле пассивации поверхности обрабатываемой продукции;

- повышение контролируемости толщины получаемого покрытия;

- значительное повышение срока службы и надежности ресурса резьбовых соединений.

Защита НКТ от коррозии

Для предотвращения быстрого коррозионного разрушения металлических конструкций и изделий, эксплуатируемых в агрессивных корозионных средах, чаще всего осуществляется нанесение защитного анодного слоя из цинка – оцинкование. В зависимости от предполагаемой среды использования защищаемой детали, а также степенью агрессивности окружающей среды и технологической возможностью обработки, способы оцинковки могут отличаться.

Цинкование делится на следующие виды:

- горячее цинкование,

- холодное цинкование,

-термодиффузионное цинкование.



Защита НКТ от солей, АСПО и протирания

К 2012 году компания  закончила лабораторные тесты своего нового покрытия. Защита насосно-компрессорных труб (НКТ) от коррозии и вредных отложений солей, асфальтенов, смол и парафинов (АСПО) резко увеличивает срок их службы. Лучше всего это достигается применением труб с покрытиями.



Защита НКТ от промыва

Наиболее интенсивная коррозия обычно наблюдается в области межниппельного соединения муфты НКТ. Это происходит из-за высокой турбулентности и завихрений потока. Специалисты MPR srl Engineering провели математическое моделирование интенсивности и скорости потока и его воздействия на межниппельное соединение в муфте НКТ и разработали свое решение проблемы — majorpack Streamer («Стример»).

Это устройство представляет собой предохранительную деталь (межниппельную вставку), состоящую из двух колец из термоустойчивого пластика, для защиты торцевой части ниппеля НКТ и предотвращения коррозии и промывания межниппельного пространства муфты и ниппелей НКТ. Несмотря на простоту, эта конструкция отличается высокой эффективностью.

Технология majorpack Streamer («Стример») — это запатентованное изобретение — предохранительная деталь (межниппельная вставка), специально созданная для защиты торцевой части ниппеля НКТ и предотвращения коррозии и промывания межниппельного пространства муфты.

На месторождениях Западной Сибири семь скважин фонда УШГН были оснащены НКТ, обработанными по технологии majorpack, с покрытием. Причина выбора подконтрольных скважин — истирание тела обычных необработанных НКТ штангами вплоть до сквозных отверстий в течение 118-200 суток. По прошествии 365 суток исследования были закончены и признаны успешными.

Все скважины продолжают функционировать без нарушения режимов, на нескольких из них были проведены СПО с визуальным осмотром и толщинометрией стенки НКТ с покрытием majorpack. По результатам ревизии стенок НКТ все трубы были признаны пригодными к дальнейшему применению.




Список литературы


  1. Амиров А.Д., Овнатанов С.Т., Яшин А.С. Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин М. Недра, 1975- 418с.

  2. Амиров А.Д. Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин. М. Недра, 1979 – 309 с.

  3. Акульшин А. И. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин М., Недра, 1989.–360с.

  4. Бухаленко Е. И. Справочник Нефтепромысловое оборудование. М., Недра, 1990 – 559 с.

  5. http://tdnpo.ru/about/


c:\documents and settings\user\рабочий стол\конференция 2017( все)\обложка.jpg

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

А

Аверьянова К.М. -51

Агафонова К.С .-9

Алексеева А.Л. -53

Атрошенко В.А. -189
Б

Бардачев А.А. -38

Батяев Д.И. -26

Блинова В.А. -11

Булатова В.А .-101

В

Ведехин М.А. -14

ВолобуеваА.А. -56

Г

Гайнуллина Н.М. -107

Глухов А.В. -17

Гнатюк А.И. -47



Гончарова А.А. -20

Горбунов П.А. -22

Гранкина.Ю. Е. -110



Григорьева В.А. -112
Д

Демихова И.В.- 24

Деревянкина А.А.- 116

Дерябина А.П. -59

Докукин Д.И. -232

Дудин А.С.- 191


Е

Ештокина Е.С. -194



Ж

Журавлев М.Д. -197

Журавлева А.М. -62

З

Захарова И.А. -200

Зыкова Р.О. -203
К

Кагирова Я.Ф.- 205

Кидярова И.Ю. -64

Койнов Н.Д. -232

Краснов А.Г. -26

Крюкова Е.Д .-68

Крюкова К.А. -123

Кулакова И.Ю. -127

Купаев А.А. -243

Кускова А.В. -206


Л

Ладикова А.В. -75

Лапшин А.С.- 235

Ларшина А.В .-77

Лепехова М.А. -209

Логинова В.А .-79


М

Марфин М.Д. -41

Мастеркин К.А. -240

Микляев В.В. -238

Морозова Л.О. -82
Н

Насыбуллина Д.Р. -29

Ненашева О.В. -136

Носенко И.И. -212


П

Пенькова А.Ю. -86

Пенькова О.Ю. -240

Петухова Е.А. -32

Подымова Г.В. -142

Прокопенко А.А. -206

Пухова Т.А. -34
Р

Рожкова А.О. -90

Рыбкова О.А. -149

Рюмшина О.А. -152


С

Садриев И.И. -36

Сафарин Р.А. -38

Семенова Е.А .-93

Соловьева А.А. -155

Студеникина К.В. -157

Субботин А.В. -41

Сулимова Е.П.- 160


Т

Таирова Н.И. -162

Татаров Е.С.- 44

Трубников Д.С .-243

Тупикова А.Д. -167,172
У

Усачева Д.А.- 176


Ф

Феоктистов И.А. -22


Ч

Чеснокова Е.Г. -224

Чулина О.М. -180
Ш

Шестакова Д.А. -47


Щ

Щербакова О.А. -227


Э

Энс Л. -184


Ю

Юдакова Д.В. -98




9

Каталог: netcat files -> userfiles -> Konferentsii -> Mart%202017
userfiles -> Услуги и цены современная врачебная косметология
userfiles -> По малым городам губернии «Тамбов – Мичуринск»
userfiles -> «утверждены»
userfiles -> Методические рекомендации по проведению мероприятий Всероссийской патриотической акции «Письма Победы» Рекомендации по проведению Всероссийской интеллектуальной игры (квест)
userfiles -> Общие вопросы организационной работы в первичной профсоюзной организации
Mart%202017 -> Окружающая среда это мы с вами!
Konferentsii -> «взгляд молодых исследователей на актульные проблемы современной науки»


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница