Инженеры будущего: студенты ТюмГУ создали роботов для ТЭК

Автоматизированная камера средств очистки и диагностики

Ежегодно на объектах нефтепромысловых компаний проводится значительное количество операций по очистке трубопровода. Процесс требует ручного труда и присутствие персонала, что влечет за собой высокие операционные затраты, риски для производственной и экологической безопасности, длительные подготовительные мероприятия. Особенно работа осложняется в зимний период.

Автоматическая система позволила бы выполнять все операции без длительного присутствия человека. Так родилась гипотеза, а затем и совместный проект ученых ТюмГУ и индустриального партнера вуза — производственной компании «Пермнефтемаш» — по созданию камеры автоматической подачи средств очистки и диагностики.

Специалистам удалось разработать систему, при использовании которой на месторождение нужно выезжать всего один раз — примерно на восемь запусков. Для этого используется специальная механизированная кассета. Все дальнейшие действия происходят автоматически. Ключевая инновация камеры — транспортировочные шнеки, которые по одному подают очистные устройства в поток.

Разработка велась практически два года. На сегодняшний день проведены стендовые и полигонные испытания, а также испытания на Новопортовском месторождении. Технология подтвердила стопроцентную работоспособность. В текущем году ведется разработка технической документации и получение сертификации, а с 2027 года планируется тиражирование системы.

«В проекте активно участвовали магистранты ПИШ ТюмГУ в рамках трека по созданию научно-исследовательских работ, -рассказывает заместитель директора Передовой инженерной школы ТюмГУ, руководитель проекта Владимир Ванин. — На старте проводили анализ, изучали патенты и выбирали наиболее перспективные решения. Когда дело дошло до реализации, именно они разработали логику и аппаратную часть включения и выключения передающих устройств. Речь идет не о механике, а об электронике: ребята создали схемы включения и дистанционного выключения, а также интеллектуальную систему мониторинга и запуска, включая датчик позиционирования в трубопроводе».

На форуме автограф на выставочном образце оставили губернатор Тюменской области Александр Моор, ректор ТюмГУ Иван Романчук и индустриальные партнеры вуза.

Роботизированная установка теплоизоляции трубопроводов

Авторы проекта — Георгий Софронов (капитан команды), Артём Абрамцов, Кирилл Сомочкин и Тимофей Горин — выпускники Передовой инженерной школы ТюмГУ. Во время работы над магистерской диссертацией они разработали робота, который полностью автоматизирует процесс изоляции сварных швов трубопроводов.

Проект предлагает заменить ручной труд, который сегодня необходим при установке или ремонте трубопроводов: бригада из четырех-шести человек перемещается вдоль трубы и вручную изолирует каждый сварной стык, оголенный после сварки. Робот, созданный командой выпускников ПИШ ТюмГУ под руководством директора программы «Роботизированные системы промышленной автоматизации» Алексея Портнягина, берет на себя весь цикл работ: он самостоятельно передвигается по трубопроводу, очищает поверхность, наносит двухкомпонентный праймер, обволакивает стык термоусаживаемой манжетой, устанавливает замковую пластину и оцинкованную оболочку, а затем просверливает отверстие и заливает пенополиуретановый компонент для термоизоляции. Всё это позволяет защитить трубопровод от мороза и обеспечить сохранность материалов при низких температурах.

Конструкция робота продумана до мелочей. Он способен проходить через небольшие и средние опоры, преодолевать повороты под разными углами, а его механизм раскрывается, чтобы адаптироваться к препятствиям. На борту есть блок управления, бензиновый генератор, бак для топлива и три емкости для компаундов — пенополиуретановых составов, которые заливаются в отверстия. Робот может самостоятельно обработать до десяти швов, после чего оператор производит заправку.

В рамках магистратуры был выполнен экономический расчет, создана полная трехмерная модель, насчитывающая пять тысяч деталей. Модель визуализирована и анимирована, что позволяет наглядно показать, как выглядит робот в работе и из каких материалов состоят его элементы. Программная часть также реализована. Сейчас команда ищет инвесторов или подрядчиков, заинтересованных в проекте.

Исследования выполнены в рамках стратегического технологического проекта «Автономный промысел» программы развития Тюменского государственного университета «Приоритет-2030».