Разрабатываемый настраиваемый струйный насос предназначен для закачивания в скважины совместно с рабочей жидкостью различных сред (жидкостей, пен, газов), которые нагнетают в скважины при освоении, проведении гидроразрыва пласта, при эксплуатации скважин для поддержки пластового давления и повышения нефтеотдачи. Основная цель его применения – утилизация закачиванием в скважины и захоронения в недрах земли жидких и газообразных отходов промышленного производства. Это в первую очередь углекислый газ и сжигаемый в больших объемах попутный нефтяной газ – жидкие отходы химической и пищевой промышленности.

«При закачивании в пласт различных жидкостей и газов необходимо учитывать динамику приемистости пласта, которая меняется со временем. Требуется постоянный контроль подачи нагнетаемой среды для оптимизации технологии закачивания. В этой связи, актуально применение нашего насоса, с возможностью автоматического регулирования и настраивания на оптимальный технологический режим в меняющихся условиях», – подчеркивает актуальность темы главный конструктор проекта Михаил Корабельников.  

Управление насосом осуществляется дистанционно, что позволяет в автоматическом режиме настраивать его работу. Высокая герметичность и коррозионная устойчивость, а также отсутствие сложных механизмов в насосе снижает потребность в частых ремонтах и обеспечивает длительную безаварийную работу при закачивании в скважины опасных и токсичных отходов промышленности.

Новый насос обладает повышенным КПД до 40%. Для пользователя это означает, что для перекачивания заданного объема отхода требуется меньше энергии. Технология поможет предприятиям не только соответствовать строгим экологическим нормам, но и сократит расходы на очистку и утилизацию отходов традиционными методами, заменив их на относительно простую операцию нагнетания под землю.

По данным экспертов, ежегодно в мире сжигается более 150 млрд кубометров попутного нефтяного газа. По объемам сжигаемого попутного нефтяного газа, несмотря на снижение добычи ПНГ в 2025 году, Россия остается лидером. Основной вред наносимый попутным нефтяным газом является не столько сам ПНГ, сколько продукты его сжигания которые вызывают загрязнении окружающей среды. Неполное сжигание ПНГ приводит к выделению метана и углекислого газа в атмосферу способствует возникновению парникового эффекта, потеплению климата и выпадению кислотных дождей. Общая доля повторно закачиваемого в пласты добываемого газа в мире составляет всего 11%.

Идея разработки родилась из личного опыта ученых. «Я десять лет жила   в Нижневартовском регионе, Михаил Иванович до сих пор проживает в г. Мегион и мы, и все жители Севера Тюменской области постоянно ощущают нехватку кислорода не только из-за скудной растительности, но и из-за множества факелов, в которых сжигается попутный нефтяной газ. При сжигании в атмосферу попадают углекислый газ, оксиды азота, метан, тяжелые металлы и канцерогенные ароматические углеводороды. Конечно все перечисленные выбросы отрицательно сказываются на здоровье людей и разрушительно влияют на экосистему.  А ведь ПНГ ценное энергетическое сырье и не использовать его – преступление по отношению к экономике и экологии страны», – поделилась Наталья Аксенова.

За два года исследований ученые ТИУ добились значимых результатов. Опытный образец механической части насоса уже изготовлен на заводе ООО «ПП ВОСХОД» и успешно прошел заводские испытания. На устройство получен патент Федерального института промышленной собственности (ФИПС), что подтверждает ее уникальность и открывает возможности для коммерческого использования. По проекту планируется дальнейшее оснащение насоса средствами автоматизации и отвечающих его задачам программных продуктов. В окончательном варианте   настраиваемый струйный насос будет размещен в блок-боксе, отвечающем стандартным требованиям для работы в условиях Крайнего Севера и районах, приравненных к ним.  

Внедрение на нефтегазодобывающих предприятиях Севера Тюменской области настраиваемого струйного насоса позволит решить проблему утилизации попутного нефтяного газа, предотвратить его сжигание, снизить экологическую нагрузку и парниковый эффект, повысить нефтеотдачу пластов, снизить расходы на экологические штрафы.

НСН с модулем автоматизации может быть использован в качестве гидродинамического стенда в образовательном процессе при проведении лабораторных работ по изучению режимов закачивания различных сред в скважины, определению потерь давления на местных сопротивлениях в насосе и трубопроводе, а также для проведения научных исследований, моделировании технологии закачивания в скважину ньютоновских и неньютоновских жидкостей. Практические работы на стендовом оборудовании позволят сформировать у обучающихся навыки технического обслуживания оборудования, его эксплуатации и ремонта.