«На создание аппарата, который мы называем Monster machine, вдохновило изобретение академика РАН, основоположника нефтегазовой геомеханики в СССР Сергея Алексеевича Христиановича. Вживую установку легендарного ученого мы, к сожалению, не видели, довольствовались лишь фотографиями в интернете. Но зато мы знали основные принципы ее работы, которые легли в основу нашей», — рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры бурения нефтяных и газовых скважин кандидат технических наук Алексей Подъячев.
Ученые рассчитали жесткость корпуса машины, который смоделировали и изготовили инженеры завода в Санкт-Петербурге. Когда корпус доставили в Самару, политеховцы принялись за изготовление внутренней части механизма, где непосредственно происходит взаимодействие образца горной породы со штоками гидроцилиндров (металлическими стержнями, передающими усилие от поршня).
«Уникальность машины в том, что исследуемый фрагмент керна (проба породы. — Прим. ред.) нагружается независимо с трех сторон… Мы выпиливаем образец в форме куба из полноразмерного цилиндрического керна и помещаем его на специальный постамент внутри машины, где с трех сторон на него будут давить прижимные плиты», — пояснил руководитель проекта.
Устройство позволяет смоделировать, например, давление внутри скважины. Для этого образец равномерно нагружают, а затем плавно отпускают одну из сторон. Таким образом инженеры рассчитывают, при каком давлении, при каких нагрузках появляются пластические деформации горной породы и происходит ее последующее разрушение.
Благодаря сконструированному устройству появилась возможность проводить уникальные исследования, позволяющие выяснить, в частности, влияние бурового раствора на механические свойства горной породы. Для этого образец насыщают жидкостью и устанавливают в машину. Через образец с заданным интервалом пропускают упругую волну. Все происходящие деформации отслеживаются с помощью специальных датчиков давления и деформации.
Поскольку жесткость корпуса политеховской установки позволяет создавать большие нагрузки без снижения точности результатов, на ней можно проводить и ряд испытаний, не связанных с бурением, например исследовать на прочность цемент, металл и другие материалы.
Согласно целям нацпроекта «Наука», Россия должна войти в первую пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях.
2021 год объявлен в России Годом науки и технологий. Это позволит узнать больше о научных достижениях нашей страны и сделать работу ученого более привлекательной для молодежи.
