The object of research, development or design (in Russian) : Процессы изготовления полимерно-гравийного элемента фильтра блочной конструкции.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Блоктық конструкциядағы полимер-құм элементінен жасалған сүзгі өндірісінің процестері.

Aim of work (in Russian) : Исследование параметров конструкции полимерно-гравийного фильтра и технологии его изготовления

Aim of work (in Kazakh) : Полимер-құм сүзгі құрылымының параметрлерін және оның өндіріс технологиясын зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Общая концепция реализации проекта базируется на синергии материаловедческого моделирования, инженерного анализа и цифрового проектирования, а также экспериментальной проверки физико-механических свойств и технологических решений для создания полимерно-гравийного элемента фильтра блочной конструкции. Методология включает полный цикл - от обоснования состава материалов до разработки технологии и проверки ее эффективности в стендовых условиях. В центре методологии лежит многокритериальное материаловедение, позволяющее на основе моделей физико-химических и механических процессов прогнозировать свойства полимерно-гравийного композита. Для подбора оптимального состава и рецептуры полимерно-гравийного композита применяется алгоритм многокритериальной оптимизации с учетом ключевых показателей (прочность сжатия, модуль упругости, коэффициента пластичности, устойчивость к ударным нагрузкам, водопроницаемость, температурная стабильность). Экспериментальные исследования выполнены с использованием положений общей теории научного эксперимента и теории случайных процессов.

Методы исследования (на казахском) : Жобаны жүзеге асырудың жалпы тұжырымы материалтану модельдеуінің, инженерлік талдаудың және цифрлық жобалаудың синергиясына, сондай-ақ блоктық конструкциядағы полимер-құм элементінен жасалған сүзгінің физика-механикалық қасиеттері мен технологиялық шешімдерін эксперименттік тексеруге негізделген. Методология толық циклді қамтиды — материалдардың құрамын негіздеуден бастап технологияны әзірлеу және оның тиімділігін стендтік жағдайларда тексеруге дейін. Методологияның орталығында көпкритериалды материалтану жатыр, ол физика-химиялық және механикалық процестердің модельдері негізінде полимер-құм композитінің қасиеттерін болжауға мүмкіндік береді. Полимер-құм композитінің оңтайлы құрамын және рецептурасын таңдау үшін қысу беріктігі, серпімділік модулі, пластиктік коэффициенті, соққыға төзімділік, су өткізу қабілеті және температуралық тұрақтылық сияқты негізгі көрсеткіштерді ескеретін көпкритериалды оңтайландыру алгоритмі қолданылады. Эксперименттік зерттеулер жалпы ғылыми эксперимент теориясының және кездейсоқ үдерістер теориясының ережелерін пайдалана отырып жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научная новизна и ценность работы в разработке первой в мире инверсионной экологически безопасной технологии для гравийных фильтров буровых скважин. Использование эффекта двухфазного инверсного изменения агрегатного состояния вяжущего вещества композита фильтра позволит повысить эффективность гидрогеологических скважин: увеличить дебит, срок службы и межремонтный период, снизить стоимость добычи и улучшить качество воды. Это достигается за счёт повышения качества гравийной обсыпки, создаваемой с постоянными физико-механическими свойствами до ввода фильтра в эксплуатацию. Впервые обосновано применение водного вяжущего с техническим желатином для омоноличивания рыхлого гравия в блочную конструкцию фильтра. Также впервые предложено изготовление полимерно-гравийного фильтра для водоприёмной части скважин в тонкозернистых песках. Во втором этапе обоснованы параметры цилиндрически полых элементов фильтра, разработаны методики исследования их свойств под воздействием физических полей, выполнены исследования временных изменений свойств. Созданы экспериментальные образцы и утверждены методики и акты их изготовления.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ғылыми жаңалық пен жұмыстың маңыздылығы — әлемде алғаш рет бұрғылау скважиналарының гравийлі сүзгілері үшін инверсиялық, экологиялық қауіпсіз технологияны әзірлеуде. Сүзгі композитінің байланыстырғыш заттың екі фазалы инверсиялық агрегаттық күйінің өзгеру эффектісін қолдану гидрогеологиялық скважиналардың тиімділігін арттырады: дебитті ұлғайтады, қызмет ету мерзімін және аралық жөндеу кезеңін ұзартуға мүмкіндік береді, өндіріс құнын төмендетеді және судың сапасын жақсартады. Бұл сүзгінің пайдалану алдындағы тұрақты физика-механикалық қасиеттері бар гравийлі обсыпканың сапасын жақсарту арқылы қол жеткізіледі. Алғаш рет бос гравийді блоктық сүзгі конструкциясына біріктіру үшін техникалық желатин қосылған су негізіндегі байланыстырғыш қолдану негізделді. Сондай-ақ, ұсаққұмды жерлердегі скважиналардың су қабылдау бөлігін жабдықтау үшін полимер-құм сүзгісін жасау алғаш рет ұсынылды. Екінші кезеңде сүзгінің цилиндрлік қуысты элементтерінің параметрлері негізделіп, олардың физикалық өрістердің әсері астындағы қасиеттерін зерттеу әдістемелері әзірленді, уақыт бойынша қасиеттерінің өзгерісі зерттелді. Эксперименттік үлгілер дайындалып, олардың өндірісі бойынша әдістемелер мен актілер бекітілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Технология изготовления инверсного гравийного фильтра блочного типа и оборудование водоприемной части разрабатывается для глубоких гидрогеологических скважин (с глубиной забоя более 200 м). С целью расширения области применения гравийных фильтров, применяются композиции полимер-гравийного фильтра, которые имеют диаметр частиц обсыпки D50 равный 0,5...0,75 мм. Температурный режим сред, который может изменяться от -200С при изготовлении и до +300С и выше при сборке и оборудовании ПГФ буровых скважин. Создаваемый на дневной поверхности при визуальном контроле ПГФ должен иметь блочную конструкцию, минимальный зазор между внутренним диаметром полимер-гравийного элемента фильтра и наружным диаметром рабочей части фильтровой колонны. Масса элемента фильтра не должна превышать 50 кг. Наружный диаметр блочного фильтра должен быть максимально приближен к фактическому диаметру водоприемной части скважины.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Инверсиялық блоктық типтегі гравийлі сүзгінің өндіріс технологиясы және су қабылдау бөлігінің жабдықтары терең гидрогеологиялық скважиналар үшін (түбі тереңдігі 200 м-ден артық) әзірленуде. Гравийлі сүзгілердің қолдану аясын кеңейту мақсатында, полимер-құм сүзгінің композициялары қолданылады, олардың обсыпкасының бөлшек диаметрі D50 0,5...0,75 мм аралығында болады. Өндіріс кезінде температура режимі -20°C-тан бастап, құрастыру және бұрғылау скважиналарының ПГФ жабдықтау кезінде +300°C және одан жоғары болуы мүмкін. Күнделікті бетінде көзбен бақылау арқылы жасалатын ПГФ блоктық конструкцияға ие болуы тиіс, сүзгі элементінің ішкі диаметрі мен сүзгілік колоннаның жұмыс бөлігінің сыртқы диаметрі арасындағы алшақтық минималды болуы қажет. Сүзгі элементінің массасы 50 кг-нан аспауы керек. Блоктық сүзгінің сыртқы диаметрі скважинаның су қабылдау бөлігінің нақты диаметріне мүмкіндігінше жақын болуы тиіс.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Использование на производстве разрабатываемых в проекте технологий, позволяющих использовать преимущества блочных фильтров при их транспортировке, и рыхлых обсыпок при добычи полезного ископаемого, позволит значительно повысить качество работ, за счет: уменьшения расхода гравийного материала и времени на его транспортировку к водоносному горизонту; предотвращения зависания гравийного материала при его транспортировке по стволу скважины; формирования при визуальном контроле на дневной поверхности гравийной обсыпки и при необходимости формирования многослойной обсыпки с заданными параметрами; устранения вероятности образования зияющих пустот; снижения вероятности пескования; снижения гидравлического сопротивления при повышении эффективной пористости и др. При этом скважина будет оборудована гравийным фильтром с заданными и неизменными при транспортировке и установке в водоносный горизонт геометрическими и гидравлическими параметрами, и за счет этого увеличение межремонтного периода; уменьшения числа буримых скважин, как минимум в два раза. В конечном счете все это приведет к повышению качества добываемых вод, снижению ее стоимости, повышению срока эксплуатации скважинного оборудования и гидрогеологических скважин в целом.

Efficiency (in Kazakh) : Жобада әзірленіп жатқан технологияларды өндірісте қолдану блоктық сүзгілердің тасымалдау кезінде артықшылықтарын және кенді өндіру кезінде сәлбектік обсыпкаларды пайдалануға мүмкіндік береді, бұл жұмыстардың сапасын айтарлықтай арттырады. Бұл төмендегілердің арқасында жүзеге асады: гравий материалын жұмсауды және оны су көзі деңгейіне тасымалдау уақытын қысқарту; скважина түтігі арқылы тасымалдау кезінде гравий материалының ілініп қалуын болдырмау; күнделікті бетінде көзбен бақылау кезінде гравий обсыпкасын қалыптастыру және қажет болған жағдайда белгіленген параметрлері бар көпқабатты обсыпка жасау; зияңды бос орындардың пайда болу ықтималдығын жою; құмның ену қаупін төмендету; тиімді өткізгіштікті арттыра отырып гидравликалық кедергіні азайту және тағы басқалар. Осыған байланысты скважина тасымалдау және су көзі деңгейіне орнату кезінде геометриялық және гидравликалық параметрлері белгіленген және өзгермейтін гравийлі сүзгімен жабдықталады. Бұл аралық жөндеу кезеңінің ұзақтығын арттырады және бұрғыланатын скважиналардың санын кем дегенде екі есе азайтады. Нәтижесінде, бұл барлық шаралар алынатын судың сапасын жақсартып, оның өзіндік құнын төмендетеді, скважиналық жабдық пен гидрогеологиялық скважиналардың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Field of application (in Russian) : Организации, занимающиеся бурением и ремонтом водозаборных, геотехнологических, нефте-газовах скважин.

Field of application (in Kazakh) : Су алу, геотехнологиялық, мұнай-газ бұрғылау және жөндеу жұмыстарымен айналысатын ұйымдар.