Ученые создают новый источник энергопитания для электроразведки нефти
– В условиях истощения запасов углеводородов на суше особую значимость приобретает добыча шельфовой нефти, – говорит руководитель базового центра проектирования (БЦП) НИИ ПММ ТГУ Владимир Бутов. – Основным методом поиска месторождений в море является электроразведка, в ходе которой геофизики проводят зондирование земной коры на глубине до нескольких десятков километров. Для этого необходимы мощные специализированные источники тока. Наиболее востребованными являются МГД-генераторы, которые нашли своё применение в самых разных областях – от электронной разведки до ВПК и авиации. Однако с учётом задач, которые предстоит решать в Арктике, необходимы новые технологические подходы, которые будут не только эффективными, но и безопасными для окружающей среды.
Традиционно МГД-генераторы работают на продуктах сгорания твердого металлизированного плазмообразующего топлива, аналогичного ракетному. Одним из важных его компонентов выступают щелочные металлы. Ранее, например, нередко использовался цезий. Сейчас разработчики стараются применять менее вредные составляющие. В задачи объединённой научной группы входит создание нового автономного источника энергии высокой мощности (17 мегаватт) с небольшими объемом и массой, снижение себестоимости топлива и объёма вредных выбросов в сравнении с существующими установками.
– Было принято решение перейти на более экологичный и дешевый вид горючего – пиротехническое. Его основные компоненты – порошки магния (горючее) и калиевой селитры (окислитель), которые имеют развитую сырьевую и производственную базу в России, а также в большинстве стран мира, – поясняет Владимир Бутов. – Проведенные оценки показали, что полная себестоимость одного килограмма комбинированного топлива будет в четыре раза меньше самой низкой себестоимости баллиститного твердого плазмообразующего топлива.
По словам Бутова, схема МГД-генератора, работающего на пиротехническом топливе, будет сложнее. Чтобы при сжигании металла извлечь из него максимум энергии, потребуется двухступенчатая камера сгорания. В настоящее время идёт работа по созданию виртуальной модели установки. На ней будут проведены все испытательные работы, в том числе тестирование топлива с разными компонентами для выбора оптимального состава.
До конца 2020 года учёные проведут все работы по моделированию установки и проверки её функциональных возможностей. В начале 2021-го разработчики перейдут на уровень эскизного проектирования нового импульсного МГД-генератора, необходимого для поиска шельфовой нефти.
Добавим, что по совокупному нефтегазовому потенциалу осадочные бассейны российского арктического шельфа сравнимы с крупнейшими нефтегазоносными регионами мира. Ресурсы углеводородов в Арктических морях России оцениваются в десятки миллиардов тонн нефтяного эквивалента. Эффективность добычи сырья будет напрямую зависеть от уровня новых технологий, создаваемых российскими учёными.
Источник: Новости ТГУ