Проекты

Мобильная буровая установка

Работа призёров конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 2089
Предметы: Физика, Информатика, Технология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

Несмотря на активное развитие «зелёной» энергетики углеводороды до сих пор остаются наиболее востребованным типом топлива и применяются в различных сферах жизнедеятельности человека. Однако нефть и газ относятся к исчерпаемым полезным ископаемым, запасы которых на месторождениях с хорошей транспортной доступностью очень быстро истощаются. Возникает необходимость разработки и добычи этих ценных углеводородов в более труднодоступных местах.

Прежде чем начать разрабатывать какое-либо месторождение, необходимо провести анализ качества и количества имеющихся там полезных ископаемых. Помощь в подобных исследованиях может оказать мобильная буровая установка.

Цель

Сконструировать модель мобильной буровой установки высокой проходимости, позволяющей осуществлять бурение новых скважин в болотистой местности и взятие образцов нефти/газа для анализа их качества и принятия решения о целесообразности дальнейшей разработки месторождения.

Задачи

  1. Исследовать сложности и проблемы проникновения к труднодоступным месторождениям.
  2. Изучить существующие инженерные решения в данной области.
  3. Разработать конструкцию мобильной установки с учётом недостатков существующих инженерных решений.
  4. Разработать макет установки.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Робототехнический конструктор компании Технолаб
  • Программируемый контроллер СM-530
  • Персональный компьютер с установленным ПО (Autodesk Maya 2020)
  • 3D-принтер

Описание

Работа шла в два этапа: подготовительный и практический. На подготовительном этапе авторам предстояло изучить особенности местности, где могут находиться новые мелкозалегающие месторождения углеводородов, способы преодоления заболоченных участков, существующие решения, выявить их достоинства и недостатки, для того чтобы учесть это в своей разработке.

Логическим завершением подготовительного этапа стала разработка концептуальной 3D-модели проектируемой установки.

При переходе к практическому этапу авторами были выбраны ресурсы для создания модели, продуман и разработан механизм самого бурового механизма, подобраны материалы для его изготовления.

В процессе изготовления в конструкцию модели вносились корректировки с целью улучшения её технических характеристик. После сбора физической модели авторы приступили к программированию контроллера, обеспечивающего управление установкой. Готовую модель команда разработчиков подвергла полевым испытаниям в условиях, приближенных к реальным. Установка успешно преодолела путь по маршруту со сложным ландшафтом и болотистым грунтом, а мощности бура хватило, чтобы сымитировать бурение в реальных условиях. 

Результаты работы/выводы

Разработана и сконструирована модель буровой установки, способная передвигаться по труднопроходимой местности и нести на своём борту необходимое оборудование. Конструкция шасси позволяет буровой установке пробираться в самые труднодоступные места, при этом доработка стандартного шасси базового автомобиля возможна за счёт существующих стандартных решений, что положительно сказывается на конечной цене продукта.

Перспективы использования результатов работы

Предлагаемая разработка позволит снизить затраты на исследование новых месторождений нефти и газа в труднодоступной болотистой местности.

Мнение автора

«Обучение в «Инженерном классе» открывает большие возможности для получения полезных знаний и умений технической направленности, а участие в таких мероприятиях, как открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» положительно влияет на отработку навыков и получение опыта публичного представления результатов своих трудов. Настоящий инженер должен уметь не только создавать что-то новое, но и в доступной форме уверенно излагать свои мысли. Мы считаем, что наша проектная работа и идеи, изложенные в ней, могут быть полезны и в реальной жизни при разработке спецтехники для разведки новых месторождений углеводородов в труднодоступной болотистой местности, что очень актуально для нашей страны»