اسکنر درونلولهای برای خطوط لوله نفت که توسط دانشمندان دانشگاه معدن سنت پترزبورگ طراحی شده است، با موفقیت آزمایشهای اولیه خود را در سایت آموزشی «سابلینو» پشت سر گذاشت.
این اختراع میتواند به شرکتهای حمل و نقل نفت در سراسر جهان کمک کند تا هزینههای انرژی مربوط به انتقال نفت از طریق خطوط لوله اصلی و بینمیادینی را بهطور قابلتوجهی کاهش دهند. این کاهش هزینه با شناسایی بهموقع تجمعات آب در لولهها محقق میشود. بهعنوان مثال، تنها در شرکتهای «ترانسنفت»، این فناوری میتواند سالانه سودی حدود ۳۸۰ میلیون روبل را به همراه داشته باشد.
مکانیسم صرفهجویی در انرژی
صرفهجویی به دلیل توانایی دستگاه در شناسایی دقیق مناطق تجمع آب در خطوط لوله به دست میآید. این تجمعات، سطح مقطع موثر لوله را کاهش داده و جریان نفت را مختل میکنند. علاوه بر این، این دستگاه قادر است بخشهایی از لوله را که جریان مایع در آنها کامل نیست شناسایی کند؛ در چنین بخشهایی، بخار اشباعشده غیرمتحرک در قسمت بالایی لوله تشکیل میشود. این مشکلات باعث افزایش قابلتوجه مصرف انرژی برای انتقال هیدروکربنها میشوند. اسکنر درونلولهای میتواند بخشهای مشکلساز را به دقت مشخص کرده و امکان حذف تجمعات آب و رفع جریانهای ناکارآمد را فراهم کند.
عملکرد دستگاه
یکی از طراحان این اسکنر، انور جمیلوف، دستیار گروه «حمل و نقل و ذخیرهسازی نفت و گاز» دانشگاه معدن سنت پترزبورگ، توضیح داد:
«توپک ما که قطر آن حدود ۱۰ سانتیمتر است، آزادانه در جریان نفت حرکت میکند. این دستگاه با اندازهگیری تفاوت در ثابت دیالکتریک، حضور در آب را تشخیص داده و اطلاعات را روی کارت حافظه ذخیره میکند. سپس این دادهها توسط اپراتور پردازش میشوند.
در سایت «سابلینو»، نمونه اولیه اسکنر را در ساختار ویژهای از خطوط لوله آزمایش کردیم. این دستگاه با موفقیت پیچیدهترین بخشها از نظر هندسی، مانند زوایای مختلف، صعود و نزول لوله را پشت سر گذاشت. در این مرحله از آزمایشها، هدف ما اطمینان از توانایی دستگاه در عبور از زوایا و بخشهای مختلف بود. همچنین، پارامترهای حسگرهای دستگاه بهطور کامل تأیید شدند.»
عملکرد دوم: تشخیص نشتی
جمیلوف افزود: «عملکرد دوم اسکنر، شناسایی نشت نفت یا گاز است. این کار از طریق حسگرهای صوتی انجام میشود که سوراخهای موجود در لوله را تشخیص میدهند. در این زمینه، نمونه مشابه خارجی به نام SmartBall از شرکت کانادایی PureTechnology وجود دارد. اما این دستگاه تنها قادر به شناسایی نشتی است و نمیتواند تجمعات آب را در داخل لوله تشخیص دهد؛ قابلیتی که منحصراً در اسکنر ما وجود دارد.»
این فناوری نوآورانه گامی بزرگ در جهت بهبود کارایی انتقال نفت و کاهش هزینهها در صنعت نفت به شمار میرود.
در مرحله بعدی پروژه، بر اساس گفتههای طراحان، قرار است نمونهای صنعتی از این اسکنر با همکاری یکی از شرکتهای علاقهمند ساخته شود. آزمایش این نمونه در خطوط لوله واقعی، شامل خطوط اصلی و فناوری، انجام خواهد شد.
ایستگاههای کمپرسور و انتقال نفت معمولاً در فواصل ۹۰ تا ۱۲۰ کیلومتری از یکدیگر قرار دارند که این فاصله به توپوگرافی منطقه بستگی دارد. اسکنر از یکی از این ایستگاهها وارد لوله میشود و در حالت فعال کل مسیر را طی میکند تا در ایستگاه بعدی و در محفظه دریافت خارج شود. طول عمر عملیاتی این دستگاه تقریباً نامحدود است، بهویژه اگر بدنه فلزی آن با یک پوشش فومی قابل تعویض تجهیز شود.
هزینهها و مزایا
هزینه ساخت نمونه صنعتی حدود ۳ میلیون روبل برآورد شده است. این هزینه شامل تولید بدنه فلزی، خرید حسگرها و توسعه نرمافزار میشود. تنها در یکی از زیرمجموعههای شرکت «ترانسنفت» (شرکت «ترانسنفت بالتیک»)، این فناوری میتواند صرفهجویی ۳۲ تا ۳۸ میلیون روبل در سال از طریق کاهش هزینههای انرژی ایجاد کند. در مقیاس کل شرکت، سود اقتصادی تخمینی به ۳۸۰ میلیون روبل در سال میرسد.
مزایای دیگر
یکی دیگر از مزایای مهم این فناوری، کاهش خطرات ناشی از خوردگی دیوارههای فلزی لولهها است. شناسایی تجمعات آب این امکان را فراهم میکند که تعمیرات لازم در بخشهای آسیبدیده به موقع انجام شود، که این امر هزینههای تعمیر را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهد.
علاوه بر این، جلوگیری از نشت نفت نیز از جمله فواید این اسکنر است، که باعث حذف هزینههای بازسازی زمینهای آسیبدیده و کاهش سایر ریسکهای زیستمحیطی میشود.
این گام جدید، بهینهسازی فرآیندهای صنعتی و کاهش هزینهها را با هم ترکیب کرده و پیشرفتی بزرگ در صنعت نفت و گاز به حساب میآید.
اسکنر درونلولهای که توسط دانشمندان دانشگاه معدن سنت پترزبورگ طراحی شده است، میتواند بهطور موثر توسط تمامی شرکتهایی که در حمل و نقل نفت از طریق خطوط لوله اصلی و صنعتی در سراسر جهان فعالیت دارند، مورد استفاده قرار گیرد.
مقایسه با دستگاههای فعلی
در حال حاضر، شرکتها برای بررسی درونلولهای از دستگاههایی به نام «عیبیاب» استفاده میکنند. اما این دستگاهها قادر به شناسایی تجمعات آب نیستند. هرچند بهصورت نظری میتوان حسگر ثابت دیالکتریک را به این دستگاهها اضافه کرد، اما عیبیابها نمیتوانند از بخشهای پیچیده و چالشبرانگیز خطوط لوله عبور کنند. اسکنر جدید با قابلیت حرکت در این مسیرها و شناسایی دقیق تجمع آب، این محدودیتها را برطرف میکند.
پتانسیل بازار
بازار استفاده از این فناوری در روسیه بسیار گسترده است. تمامی شرکتهای یکپارچه، مانند:
- روسنفت
- گازپروم نفت
- سورگوتنفتگاز
- لوکاویل
- تاتنفت
- باشنفت
و دیگران، از مشتریان بالقوه این فناوری هستند.
این اسکنر نهتنها به افزایش بهرهوری و کاهش هزینهها کمک میکند، بلکه نوآوری آن میتواند استانداردهای جدیدی را در مدیریت خطوط لوله نفت در سطح جهانی تعریف کند.
پتانسیل جهانی اسکنر درونلولهای
طول کلی خطوط لوله اصلی نفت در سراسر جهان بیش از ۴ میلیون کیلومتر است، بنابراین پتانسیل استفاده از این اسکنر عملاً نامحدود است. علاوه بر شرکتهای روسی، غولهای بینالمللی نیز میتوانند به این فناوری علاقهمند شوند، از جمله:
- شرکت ملی نفت چین (CNPC)
- گوملترانسنفت – دروژبا (بلاروس)
- کازترانساویل (قزاقستان)
- ترانسپترول (اسلواکی)
- MOL (مجارستان)
همچنین شرکتهای بزرگ غربی مانند BP، شل و شورون از جمله مشتریان بالقوه این اختراع به شمار میآیند.
حمایتهای قانونی و دستاوردها
حقوق مالکیت معنوی این اسکنر درونلولهای از طریق دریافت پتنت محافظت میشود. سال گذشته، این اختراع در بیست و نهمین نمایشگاه بینالمللی نوآوری «HI-TECH» در «اکسپوفوروم» ارائه شد و جایزه مسابقهای که در چارچوب این نمایشگاه برگزار شد، به دست آورد. همچنین این دستگاه در بیست و ششمین نمایشگاه بینالمللی اختراعات و فناوریهای نوآورانه «آرشمید» در مسکو، مورد تحسین هیئت داوران قرار گرفت.
برنامههای آینده
دانشمندان دانشگاه معدن سنت پترزبورگ قصد دارند با استفاده از اتصال دستگاه به شبکههای عصبی، سطح اتوماسیون پردازش دادههای اندازهگیریشده توسط اسکنر را افزایش دهند. این پیشرفت میتواند پردازش دادهها را سریعتر و دقیقتر کرده و این فناوری را به سطح جدیدی از کارایی برساند.
این نوآوری فرصتی استثنایی برای بهینهسازی مدیریت خطوط لوله نفت در سطح جهانی فراهم میکند و از جنبههای اقتصادی و زیستمحیطی ارزش بالایی دارد.
