Підвищення безпеки праці при проведенні гідроструминної водополімерної перфорації свердловин

Abstract

У статті акцентовано увагу на актуальності проблеми забезпечення безпечних умов праці при виконанні гідроструминної водополімерної перфорації свердловин – сучасної інноваційної безвибухової технології, що активно впроваджується в процесах освоєння та інтенсифікації видобутку нафти і газу. Такий підхід дозволяє суттєво знизити ризики, пов’язані з використанням традиційних вибухових методів, проте висуває нові вимоги до технічної безпеки, зокрема через застосування високих тисків. У процесі аналізу встановлено основні джерела небезпеки, що супроводжують зазначену технологію: перевищення допустимого рівня тиску, ймовірність виникнення гідравлічних ударів, а також помилки оператора, які можуть призвести до аварійних ситуацій. З метою зниження впливу людського чинника і мінімізації ризиків запропоновано впровадження автоматизованих систем керування технологічним процесом за рахунок створення інтелектуальних сенсорних систем контролю високого тиску. Для цього методом атомізаційного гідролізу було синтезовано магнітний нанопорошок La0.6Sr0.3Mn1.1O3 (LSMO) та ущільнено під різним тиском до 1600 МПа. Було всебічно досліджено його фазовий склад, кристалічну структуру, морфологію, магнітні, магніторезонансні, транспортні, магнітоопірні та бароопірні властивості. Було показано, що зі збільшенням тиску до 1600 МПа коефіцієнт заповнення в компактах збільшується, зменшуючи середню відстань між частинками. У діапазоні кімнатних температур нанопорошок LSMO знаходиться у феромагнітному стані з температурою Кюрі 367 oK і не залежить від тиску ущільнення. Зі збільшенням тиску монотонне зменшення питомого опору зумовлене зменшенням відстані між частинками. Виявлено гігантський ефект бароопірності з встановленням наступних важливих прикладних властивостей: ефект бароопірності не обмежується температурою Кюрі та спостерігається як у феромагнітному, так і в парамагнітному станах; ефект бароопірності при постійному тиску незначно залежить від температури в широкому діапазоні від –193 до +127 ℃; в діапазоні тисків від 0 до 400 МПа ефект бароопірності має найвищу чутливість, яка дорівнює 0,1%/МПа. Зроблено висновок щодо доцільності впровадження LSMO в системи безпечного управління процесами гідроструминної водополімерної перфорації нафтових і газових свердловин.