При добыче нефти и газа с применением традиционных технологий значительная часть пластовой энергии безвозвратно теряется. Решение этой проблемы многие специалисты связывают с использованием специальных турбин, работающих за счет пластовой энергии. Однако внедрение подобных турбин сдерживается нерешенностью вопроса надежного управления турбиной при изменении режимов работы отдельных нефтяных и газовых скважин. Неконтролируемое увеличение скорости вращения ротора турбины может привести к разрушению машины. Целью исследовательской работы является разработка специального оборудования и турбины для рационального использования пластовой энергии при добыче нефти и газа.
Расчеты и испытания микромоделей показали, что лопатка турбины может быть выполнена в виде проницаемой сетки. Уникальность рассматриваемого метода преобразования энергии заключается в применении специальной турбины, в которой допускается движение основного потока газа и жидкости непосредственно сквозь лопатку. По результатам выполненных конструкторских работ создан экспериментальный образец новой гидравлической машины, предназначенной для рационального использования пластовой энергии при добыче нефти и газа. Стендовые испытания созданной гидравлической машины со специальной турбиной позволили подтвердить новые принципы управления работой турбины. Показано, что силовое воздействие потока газа (или жидкости) на проницаемую преграду и ротор турбины можно контролировать, используя принципы работы вихревых диодов и вихревых усилителей. Как показывают результаты проделанных работ, при учете вращательного движения проницаемой стенки можно создать новый класс гидравлических машин с уникальными свойствами, в том числе малошумные турбины, насосы и компрессоры.
Основная область применения разработанной техники связана с добычей нефти и газа на морских месторождениях. Результаты выполненных научных и конструкторских работ планируется использовать при создании эффективного сепарационного оборудования и турбин для производства электрической энергии. Вместе с тем новыхетурбины благодаря их малой массе и компактности могут найти дополнительные области применения, в том числе в авиационных технологиях.
