۸ دستاورد فناورانه جهاد دانشگاهی در حوزه نفت و گاز رونمایی شد

به گزارش بسیج، مراسم رونمایی از 8 دستاورد حاصل از اجرای پروژه های مورد حمایت شرکت ملی نفت ایران و شرکت های زیرمجموعه با حضور رکن الدین جوادی معاون وزیر نفت و مدیرعامل شرکت ملی نفت ایران، طیبی رئیس جهاددانشگاهی، حمید امین اسماعیلی معاون پژوهشی جهاددانشگاهی در مجتمع تحقیقاتی شهدای جهاددانشگاهی برگزار شد.

«دستگاه لوله مغزی سیار»، «طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی بازوهای بارگیری پهلوگاه شماره 10 اسکله شرقی جزیره خارگ»، «بومی سازی دانش فنی تولید مواد موثره شکننده امولسیون نفتی ( دمولسیفایر ) برای شرکت ملی نفت ایران»، «دستگاه همزن روتاری نفت خام»، «پودرهای میکروبی رفع آلودگی نفتی توسط باکتری‌های نفت خوار»، «تعلیق شکن نفت خام، دستگاه صحت سنج سیار»، «سیستم نمایشگر رسوبات مخازن نفت خام» و «تدوین دانش فنی طراحی در ساخت CPU دستگاه ژئوفلو جزیره خارگ» از جمله 8 دستگاه رونمایی شده امروز هستند.

دستگاه لوله مغزی سیار (UnitCoiled Tubing): سیار یکی از استراتژیک ترین ماشین آلات تخصصی صنعت حفاری نفت است. درسال‌های اخیر با توجه به نیاز کشور در زمینه توسعه نفت، از این دستگاه جهت عملیات تعمیری و تکمیلی چاه‌های نفت به ویژه اسیدکاری و تزریق انواع مواد شیمیایی و حلال‌ها جهت افزایش نفوذپذیری و فعال کردن چاه‌ها استفاده شده که نقش بسیار تأثیرگذاری در افزایش تولید داشته است و از فن آوری‌های مطلوب و دارای صرفه زمانی و اقتصادی در چرخه تولید نفت و گاز به‌شمار می‌رود. با توجه به هزینه‌های اقتصادی کم در استفاده از خدمات دستگاه لوله مغزی سیار، استفاده از این تکنولوژی در عملیات حفاری در جهان با سرعت قابل توجهی در حال رشد است.

واحد تامین قدرت (موتور و اجزاء جانبی)، جایگاه استقرار کویل لوله (ریل)، سیستم تنظیم پیچش لوله (اینجکتور) و کابین کنترل و تجهیزات سر چاهی اجزای دستگاه در حالت کلی هستند.

از اهداف این دستاورد می توان به بومی سازی ایجاد فناوری، طراحی و ساخت دستگاه لوله مغزی سیار و هزینه کمتر در قیاس با به کارگیری دکل‌های حفاری و افزایش قابلیت‌های متعدد در خدمات سرویس دهی بر روی چاه‌های نفت و گاز اشاره کرد.

کاربرد و دستاوردهای اجرای طرح شامل رفع موانع و شتشوی درون چاهی به وسیله حلال‌های مناسب و سیمان کاری جداره داخلی چاه، تزریق سیمان به چاه‌های تعمیراتی برای پیشگیری از نشتی گاز یا آب، انتقال ابزار به اعماق چاه برای انواع عملیات احیا، تعمیرات و اندازه‌گیری و مته کاری و حفاری درون چاهی و انتقال انواع محلول‌ها به اعماق چاه می‌شود.

طراحی، ساخت، نصب و راه‌اندازی بازوهای بارگیری پهلوگاه شماره 10 اسکله شرقی جزیره خارگ(Loading & Unloading Arms): بازوهای بارگیری تجهیزی ایمن و سریع برای انتقال سیال به کشتی است. شرایطی همچون توسعه فناوری صنعت نفت و بومی‌سازی تجهیزات مهم و استراتژیک، تحریم برخی از تجهیزات نفتی، عدم اطمینان از  پایبندی شرکت‌های سازنده خارجی نسبت به تعهداتشان در شرایط حاضر، کاهش خروج ارز از کشور به منظور خرید بازوهای بارگیری و تجهیزات جانبی آن و همچنین سهولت ارائه خدمات پشتیبانی و نگهداری، تعمیرات تجهیزات مورد نظر و ... ساخت این تجهیز را در داخل کشور ضروری می‌نماید.

با توجه به‌ این که این تجهیز آخرین حلقه از تجهیزات موجود در زمینه صادرات نفت است که در خاک کشور صادر کننده قرار می‌گیرد و از طرفی فلنج انتهایی آن به کشتی نفت کش خارجی وصل می‌شود، لذا طراحی و ساخت آن دقت و اهمیت بالایی را می‌طلبد. از جمله کاربردهای این سیستم تسهیل انتقال مواد نفتی از اسکله‌ها به کشتی و بالعکس، افزایش توان صادراتی نفت و سایر مشتقات قابل بارگیری، مصونیت کشور مقابل مشکلات ناشی از عدم فروش تجهیزات از طرف تولید کنندگان بین المللی بوده و این سیستم به شدت مورد نیاز شرکت‌هایی است که انتقال دهنده مواد جامد یا سیال هستند.

مشخصات فنی دستگاه شامل دارا بودن 3 بازو با طول مجموع بیش از 25 متر و قطر 12 اینچ، فشار کاری: bar 8، تحمل حداکثر دمای 66 درجه سانتیگراد، 22 تن وزن بازوی بارگیری و 20 متر ارتفاع در حالت Park می‌شود.

این تجهیز مورد نیاز کشورهای صادرکننده و وارد کننده نفت بوده و از این رو خود کفایی در تولید آن علاوه بر رفع نیاز کشور می تواند زمینه صادرات و ارز آوری مناسبی را ایجاد نماید. از آنجا که منطقه خلیج فارس و نیز دریای خزر بعنوان قطب انرژی و صادرات نفت وگاز دنیا مورد توجه تمامی کشورهای نیازمند به انرژی می باشند و با توجه به آینده روشنروابط تجاری فیمابین جمهوری اسلامی ایران واین کشورها و همچنین کشورهای تولید کننده، لذا تامین این تجهیز می تواند باعث افزایش تولید داخلی، اشتغال و هم صادرات این محصول گردد.

بومی‌سازی دانش فنی تولید مواد موثره شکننده امولسیون نفتی (دمولسیفایر) برای شرکت ملی نفت ایران: امولسیون به مخلوط ظاهرا یکنواخت و تک فاز دوسیال (گاز یا مایع) امتزاج ناپذیر مانند نفت و آب اطلاق می‌شود که تحت شرایط خاص عملیاتی و یا با کمک مواد افزودنی (امولسیفایر) ایجاد شده است. وجود امولسیون می‌تواند مفید و یا غیر مفید باشد. در صنایع مختلف برای ایجاد امولسیون هزینه‌های هنگفتی صرف می‌شود. اما در صنعت استخراج و تولید نفت‌خام، موضوع بر عکس است. وجود ترکیبات مختلف در نفت‌خام که بعضا خاصیت امولسیفایری دارند، باعث ایجاد امولسیون پایداری بین نفت‌خام و آب نمک می‌شود و تمام تلاش برای شکستن این امولسیون است. در حال حاضر برای شکستن امولسیون بین نفت‌خام و آب نمک و جداسازی آب نمک از آن، از تلفیق چند روش در کنار هم (مانند جداسازی ثقلی، فاکتور دمای مخلوط، مواد تعلیق شکن، میدان الکتریکی و غشاء) استفاده می‌شود.

یکی از اصلی‌ترین مراحل در این عملیات، استفاده از مواد تعلیق شکن است. این مواد بایستی متناسب با شرایط مختلف هر نوع نفت‌خام، بهترین عملکرد را در شکستن امولسیون موجود در نفت‌خام داشته باشند.

از بین بردن اهرم فشار خارجی در موضوع تأمین دمولسیفایر و وجود توانایی، تخصص و امکانات داخلی برای بوی مسازی دانش فنی تولید مواد موثره دمولسیفایرها اهداف این دستاورد است.

در این پروژه که به کارفرمایی مدیریت پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران انجام شده است، مواد موثره موجود در ماده تعلیق شکن نفتی برای چهار حوزه نفتی اهواز – آسماری، بی بی حکیمه، ابوذرو چشمه خوش با استفاده از مواد اولیه بومی تهیه و ماده تعلیق شکن برای این چهار حوزه نفتی فرموله شد.

مواد تعلیق شکن ساخته شده توسط جهاد دانشگاهی در زمستان سال 1392 در حوزه ابوذر و در زمستان 1393 در حوزه اهواز-آسماری با موفقیت تست میدانی را پشت سر گذاشته است.

مواد تعلیق شکن طراحی و تولید شده توسط جهاد دانشگاهی برای حوزه های بی بی حکیمه و چشمه خوش، موفق به دریافت تاییدیه تست آزمایشگاهی شده اند و در زمستان سال 1394 تست میدانی این مواد نیز انجام خواهد شد.

در حال حاضر سالیانه حدود 49000 بشکه 200 کیلوگرمی ماده تعلیق شکن در حوزه های نفتی ایران مصرف می شود و شرکت ملی نفت ایران برای خرید این مواد حدود یکصد میلیارد تومان در سال هزینه می کند. لذا اجرای پروژه باعث جلوگیری از خروج مقادیر زیادی ارز جهت تأمین این مواد از خارج کشور خواهد شد.

دستگاه همزن روتاری نفت خام (SRJ) : نفت خام شامل عناصری است که می توانند بر اثر انباشت و در گذر زمان اثرات خوردگی بر مخزن از خود ایجاد کنند. از دیگر مضرات انباشت نفت خام، کاهش کیفیت نفت خام جهت ارسال و صادرات است.

همانطور که می دانیم، هزینه های نصب و راه اندازی مخازن نفت خام بسیار گزاف و علاوه بر آن زمانبر است. و نیز می دانیم هزینه تعمیرات مخازن نفت خام گاهاً 3/1 هزینه راه اندازی و ساخت مخزن می باشد.لذا در تمام دنیا برای کاهش این هزینه ها و افزایش عمر مخزن و کیفیت نفت خام داخل مخزن از سیستم همزن مخازن نفت خام با تکنولوژی های متفاوت استفاده می شود.

در این سیستم نفت خام با استفاده از یک پمپ با دبی m3/hr 1260 از داخل مخزن مکش شده و به منظور ایجاد جریان آشفته و جلوگیری از ته نشین شدن رسوبات ته مخزن، از طریق یک نازل دوار با سرعت جتm/s  46 به داخل مخزن هدایت می شود.

به دلیل تعدد مخازن نفت خامی که در کشور موجود است، پیش بینی می شود در آینده ای نه چندان دور تمام شرکت هایی که از مخازن نگهداری استفاده می کنند با بومی شدن این سامانه و امکان تأمین در اسرع وقت با هزینه مناسب تر نسبت به نمونه خارجی، که قابلیت بهینه سازی حجم و طول پاشش جت نازل بر اساس حجم و قطر مخزن را نیز داراست، از این سامانه خریداری کنند.با توجه به اینکه کشورهای همسایه نیز نفت خیز هستند، امکان صادرات این محصول با کیفیتی بالاتر از نمونه خارجی مشابه، به کشورهای یاد شده نیز وجود دارد.

از دیگر برنامه های جهاد دانشگاهی ساخت و اجرای انواع دیگر سامانه های همزن با کارکردهای متفاوت و هزینه های ساخت متنوع است که می تواند در انتخاب بر اساس قیمت و کارکرد به کارفرما کمک کرده و گزینه های تصمیم گیری او را افزایش دهد.

کنترل موثر بر ذخیره سازی نفت در مخزن، کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری و صرفه جویی در مصرف برق، اندازه گیری دقیق کمی ذخیره سازی نفت و حذف عملیات غیرضروری بر روی نفت خام و مناسب برای عملیات تبادل حرارتی و نمک زدایی و عدم ایجاد نشتی پس از نصب در مخزن از فواید این دستاورد است.

طراحی و تولید نمونه پودری محصول میکروبی جهت رفع آلودگی‌های نفتی فاز مایع و جامد (مطالعه موردی مناطق عملیاتی شرکت پایانه‌های نفتی ایران): در فرآیندهای اکتشاف، استخراج، حمل و نقل و پالایش نفت و گاز، مقادیر زیادی از پسماندهای آلوده تولید می‌گردد.منطقه خلیج فارس، که حدود %66-57 از ذخایر شناخته شده نفت خام جهان را به خود اختصاص داده است، در معرض آلودگی‌های نگران کننده نفتی بوده و مطالعات همه جانبه برای مقابله با این آلودگی‌ها بسیار ضروریاست.یکی از فن‌آوری‌های نوین در این زمینه، استفاده از محصولات میکروبی باکتری‌های نفت‌خوار است که هم اکنون تعداد محدودی از شرکت‌ها در کشورهای صنعتی جهان این محصولات را تولید می‌کنند. با توجه به این که تمامی صنایع و شرکت‌های زیرمجموعه شرکت نفت با مشکل پسماندهای آلوده به مواد هیدروکربنی نفتی درگیر هستند، و همچنین با توجه به نفت‌خیز بودن بسیاری از کشورهای منطقه خاورمیانه، تولید این محصول برای اولین بار در ایران و خاور میانه در صنایع نفتی کشور ضرورت تام دارد.

از اهداف این دستاورد می توان به تهیه نمونه پودر میکروبی جهت پاکسازی بیولوژیکی آلودگی‌های نفتی فاز مایع و جامد، دستیابی به سویه‌های باکتریایی، سیانوباکتریایی و قارچی تجزیه کننده ترکیبات هیدروکربنی نفتی بومی ایران سازگار با شرایط مختلف اقلیمی، بررسی و انتخاب شرایط فیزیکوشیمیایی مناسب محصولات میکروبی و مؤثر بر فرآیند تجزیه بیولوژیکی شامل pH، دما، شوری، میزان و نوع مواد معدنی مغذی مورد نیاز باکتری‌ها و بهینه سازی ترکیب محصول پودری از نظر نوع میکروارگانیسم‌ها و افزایه‌های مورد نیاز اشاره کرد.

در این پروژه علاوه بر بومی‌ سازی دانش فنی تولید پودرمیکروبی باکتری‌های نفت‌خوار، این محصول در مقیاس نیمه صنعتی به میزان 300 کیلوگرم تولید شده و تست پایلوت این محصول در جزیره خارک بر روی خاک آلوده به نفت خام با موفقیت انجام گردید موجب کاهش هیدروکربن‌های نفتی به میزان 70.07% در طول دوره 16 روزه شده است.

طراحی و ساخت دستگاه سیار صحت سنج سیستم‌های اندازه گیری خودکار و امکانسنجی افزایش دقت دستگاه و بهبود استاندار‌های جاری: اندازه گیری دقیق کمیت‌ها یکی از موارد بسیار پر اهمیت در علوم تجربی و به تبع آن علوم فنی و نیز صنایع مختلف است. دقت در اندازه‌گیری علاوه بر دقت مقیاس، به دقت کاربر نیز وابسته است. لذا ابزار‌ها و مقیاس‌های اندازه گیری باید به گونه‌ای طراحی شوند که میزان این خطا را به پایین ترین سطح رسانده و تکرار پذیری اندازه‌گیری را با دقت مناسبی امکان پذیر سازد. با توجه به اهمیت موضوع، ساخت این دستگاه‌ها و مقیاس‌های سنجش امری بسیار تخصصی و پر اهمیت است.

دستگاه‌های اندازه گیری پس از مدتی استفاده و یا به مرور زمان ممکن است از تنظیم خارج گردند. لذا لازم است هر از چندگاه دقت آنها مورد سنجش قرار گرفته و تنظیم شوند. این میزان حساسیت موجب  شده است که دانش فنی تولید و تنظیم مقیاس‌ها و دستگاه‌های اندازه گیری در دست معدودی شرکت‌های خاص، منحصر گردیده و قیمت این دستگاه‌ها بسیار بالا باشد. این امر دسترسی به آنها را مشکل ساخته و در شرایطی خاص غیر ممکن می‌سازد. لذا دستیابی به دانش طراحی و ساخت این دستگاه‌ها می‌تواند برای کشوری مانند ایران که در جهت توسعه صنعت گام برمی‌دارد، ضروری است.

طراحی و ساخت دستگاه صحت سنجی مجهز به تانک، کنتور‌های اندازه گیری سیالات پایانه‌های نفتی، یافتن روش کالیبراسیون مناسب دستگاه، امکانسنجی افزایش دقت و کاهش خطای کاربری و  طراحی و نصب سیستم کنترل کامپیوتری از اهداف این دستاورد هستند.

نتیجه و اثربخشی این دستاورد شامل دستیابی به دانش طراحی و ساخت ظروف با حجم دقیق، ساخت اولین ظرف با حجم دقیق در داخل کشور، طراحی و ساخت اولین دستگاه صحت سنج در کشور، طراحی و پیاده سازی سیستم کنترل و اندازه گیری رایانه‌ای برای دستگاه صحت سنج برای اولین بار در جهان و طراحی و ساخت شیر‌های آب‌بند دوگانه Double Block and Bleed Valve در کشور می شود.

سیستم نمایش دهنده رسوبات کف مخازن(Sludge Profiler): سیستم کامپیوتری نمایش دهنده پروفیل جمع شده در کف مخازن ذخیره سازی نفت خام  با استفاده از آرایه ای از سنسورهای اولتراسونیک نوعی عکس برداری یا تصویربرداری است. در این سیستم از آرایه ای مناسب سنسورهای اولتراسوند و با قدرت تفکیک لازم استفاده می شود. این سیستم شامل سنسورهای التراسونیک، مدار فرستنده و گیرنده، مدار کنترل و سیستم جابجایی و جاروبسطح و کامپیوتر برای پردازش اطلاعات دریافتی و رسم تصویر پروفیل جمع شده در کف مخازن ذخیره‌سازی نفت خام می‌باشد. این سیستم سیگنال دریافت شده پس از تقویت به ADC ارسال شده و سپس به کمک تبدیل Parallel to USB برای پردازش به رایانه ارسال می شود. در نهایت نرم افزاری حرفه ای جهت پردازش های  لازم بر مبنای روش های پردازش نیز طراحی و پیاده سازی خواهد شد.

از اهداف این دستاورد می‌توان به مشخص نمودن دقیق پروفیل مواد و لجن های ته نشین شده در مخازن نفت با دقت بالا و به صورت ایمن و غیر مخرب، ارایه راهکار مناسب برای حذف مواد ته نشین شده و تمیزکردن مخازن از روی پروفیل بدست آمده و کنترل و مونیتورینگ مواد ته نشین شده در مخازن و ارائه نمودارهای دقیق دو و سه بعدی جهت پردازش های بعدی اشاره کرد.

دارا بودن سیستم مکان‌یاب جغرافیایی با امکان تعریف لگ‌ها و ایجاد نقشه مخازن، دارا بودن سیستم فرستنده گیرنده بی‌سیم و امکان ارسال بی‌سیم اطلاعات به پایین مخزن، امکان ذخیره‌سازی اطلاعات خام به کمک دستگاه حافظه جانبی بر روی مخزن، سیستم مکانیکی سبک و سیستم اولتراسونیک کارا با قابلیت اسکن لجن و قابلیت نمایش لجن کف مخزن از موارد اثر بخشی و نتیجه این دستاورد است.