В турбину с головой. Патент на полный контроль термодинамики

Турбина, контроль, патент – в трёх словах – колоссальная проделанная работа. Добро пожаловать в режим реального времени, превентивного наблюдения, анализа трендов и гибкого реагирования. На пьедестале инженерно-технического признания – новый топовый «продукт» рационализаторских изысканий – патент на изобретение «Способ контроля за термодинамическими параметрами проточной части газотурбинного двигателя газотурбинной установки». Энергичная разработка со статусом интеллектуальной собственности и эффектом полного погружения. Театр событий – разумеется, арктический гигант Бованенково.

Термодинамику турбины осилят эксплуатанты. Непрерывный мониторинг показателей работы каждого газотурбинного двигателя (ГТД) – обязательная часть процесса обеспечения стабильного и грамотного функционирования дожимной компрессорной станции. Это упреждающее наблюдение. Оно отслеживает изменения и соотношения параметров, отражающих состояние системы. И раньше оно выполнялось вручную.

Поскольку изготовителям ни тогда, ни сейчас нечего предложить в этом контексте – в заводских комплектациях возможность постоянного контроля рабочих данных проточной части газотурбинного двигателя отсутствует.

Персонал промысла снимал показания приборов и самостоятельно, по формулам, рассчитывал параметры. Процедура длительная, однако цифры нужны здесь и сейчас, в моменте. Кроме того, всегда присутствует вероятность ошибки в вычислениях. Риск просчёта ближе, чем хотелось бы. А от сути решения и скорости его принятия зависит работа оборудования стоимостью в сотни миллионов. Громадная ответственность.

– Потребность в новом способе контроля родилась не из желания усовершенствовать работу, а из жёсткой производственной необходимости. Мы столкнулись с тем, что привычный ручной метод мониторинга параметров не позволяет реагировать достаточно быстро. Можно пропустить момент зарождения мелкого дефекта, который через некоторое время превратится в огромную проблему и дорогостоящий ремонт. Нам нужен был рабочий инструмент, который автоматически, бесперебойно и без погрешностей следит за двигателем. Это вопрос предотвращения аварийных остановов, – подчеркнул заместитель начальника газового промысла № 2 Ямальского газопромыслового управления Олег Апкадиров. – Нужно было полностью исключить из процесса оценки состояния агрегата человеческий фактор и риск ошибки в расчётах.

Это не та задача, которую можно решить по щелчку пальцев. Производственники поглощены темой уже несколько лет. Месяцы ушли на то, чтобы осмыслить дилемму, собрать данные и понять, что конкретно искать. А найти ответы и выходы, сидя в кабинете, в отрыве от реальности, естественно, невозможно. Нужно полное погружение в производство. Также важно досконально знать сам двигатель и все процессы, которые в нём происходят, понимать, как ведёт себя оборудование зимой и летом под разными нагрузками – необходимо быть внутри, видеть все тонкости, уметь «чувствовать» эксплуатацию.

– Технический поиск решения оказался самым интересным этапом и одновременно самым лёгким. Это творчество в чистом виде. Когда ты, понимая проблему, находишь эффективный алгоритм её урегулирования, – это настоящее профессиональное удовольствие, – продолжил собеседник. – Самым сложным стало юридическое оформление. Согласование формулы изобретения с патентным бюро, отстройка от аналогов – долгая, кропотливая процедура, где нужно подтверждать новизну каждой запятой. Это заняло очень много времени и сил.

Что было создано? Программный модуль, встраиваемый непосредственно в «мозг» агрегата – в его систему автоматического управления. Наглядный графический интерфейс позволяет видеть не просто цифры, а текущее состояние двигателя и, что ещё важнее, тренды – как и куда оно меняется. Это даёт возможность не только констатировать факт, что «что-то пошло не по плану», а анализировать причины возникновения сбоя на ранней стадии его формирования.

Изобретённый способ контроля за термодинамическими параметрами проточной части газотурбинного двигателя включает в себя измерение в режиме реального времени изменений «скольжения», давления воздуха и температуры газа за турбиной низкого давления. Датчики автоматически регистрируют показатели и передают их на компьютер оператора, где цифры обрабатываются и сравниваются с заложенными допустимыми значениями.

Так определяются условия образования дефектов и область предотвращения преждевременного выхода из строя газотурбинной установки и её конструктивных элементов. Это позволяет прогнозировать потенциальные неисправности и планировать вывод оборудования в ремонт. Запатентованный превентивный контроль в режиме реального времени обеспечивает пространство для максимально быстрого и гибкого реагирования на требования эксплуатации.

– Техническое решение внедрено и проходит проверку боем на десяти газоперекачивающих агрегатах первой очереди дожимной компрессорной станции второго газового промысла Бованенковского месторождения. Система дорабатывается, корректируется. И даже в текущем виде модуль отлично демонстрирует себя в работе и с высокой точностью оценивает состояние наших двигателей. Видит сам и показывает нам то, что раньше было скрыто, – подытожил Олег Апкадиров. – Апробация подтвердила, что мы на правильном пути. Ожидания полностью оправдались. Не скажу, что мы воплотили продукт и успокоились, конечно, нет. Новый, недавно интегрированный инструмент нуждается в постоянной обратной связи. Мы понимаем, как улучшить визуализацию, как сделать анализ трендов ещё нагляднее для оператора. Поэтому модернизация, настройка, «тюнинг» комплекса идут постоянно. Это живой процесс доведения проекта до совершенства прямо в ходе эксплуатации.

Создание и наладка программного модуля выполнялись исключительно собственными силами. Это один из пяти патентов, полученных компанией «Газпром добыча Надым» в 2025 году. Авторы статусной разработки – команда Ямальского газопромыслового управления: главный инженер Дмитрий Царёв, заместитель начальника ГП-2 Олег Апкадиров, ведущий инженер по автоматизированным системам управления производством ГП-2 Дмитрий Соловьев, ведущий инженер производственного отдела по эксплуатации дожимных компрессорных станций и станций охлаждения газа Святослав Апкадиров.

Технический результат изобретения заключается в повышении работоспособности газотурбинных двигателей. Экономический эффект – предотвращённые потери – то, чего не случилось: аварийного останова, дорогостоящего внепланового ремонта повреждённых узлов, потери добычи газа из-за простоя. Превентивная тактика.

Принцип действия запатентованного способа универсален. Производственники планируют масштабировать техническое решение на другие месторождения глобальной энергетической компании. Сверхцель – создать единый, работающий по всему периметру Газпрома, стандарт контроля за состоянием двигателей.

Фото Александра Мохова и Дмитрия Эрнста