Местонахождение УНУ:

• Федеральный округ: Центральный
• Регион: г. Москва
• 119526, г. Москва, проспект Вернадского, д. 101, корп. 1

Руководитель работ на УНУ:

• Коваленко Юрий Федорович
• +7 (916) 6769836
• perfolinkgeo@yandex.ru

Испытательная система трехосного независимого нагружения (ИСТНН) представляет собой уникальный исследовательский комплекс, позволяющий изучать деформационные, прочностные и фильтрационные свойства горных пород. Он дает возможность на образцах породы кубической формы с гранью 40 или 50 мм воссоздавать любые напряженные состояния, возникающие в призабойной зоне пласта при бурении скважины, ее освоении и эксплуатации, и изучать их влияние на фильтрационные свойства породы. Примененная в конструкции нагружающего узла оригинальная кинематическая схема позволяет нажимным плитам сближаться в трех направлениях, не создавая препятствия друг другу, что дает возможность нагружать образец независимо по каждой из трех осей.

Испытательная система трехосного независимого нагружения это уникальная экспериментальная установка, созданная в ИПМех РАН. Она предназначена для исследования деформационных, прочностных и фильтрационных свойств горных пород в условиях реальных напряженных состояний, возникающих в массиве горных пород при техногенном воздействии в процессе разработки месторождений полезных ископаемых: пробуривании скважин, проходке выработок и т.д. Установка используется для создания научных основ новых технологий повышения продуктивности скважин и нефтеотдачи пластов, в том числе для месторождений углеводородов с трудно извлекаемыми запасами, для разработки безаварийных способов бурения и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. ИСТНН представляет собой сложный исследовательский экспериментальный комплекс, включающий: - электрогидравлическую машину трехосного неравнокомпонентного нагружения; - маслонасосную станцию; - систему автоматизированного управления с обратной связью; - измерительно-информационную систему; - систему автоматического измерения проницаемости. Исследования проводятся на основе испытаний кубических образцов с ребром 30, 40 или 50 мм, вырезанных из интересующей горной породы. Для изготовления с высокой точностью образцов специально создан обрабатывающий комплекс, состоящий из двух станков: камнерезного и шлифовального. Отклонение от непараллельности граней изготавливаемых образцов составляет 20 мкм.

Установлены закономерности упруго-пластического поведения горных пород. Предложен и реализован для нескольких типов горных пород способ экспериментального определения пластических параметров модели Друкера-Прагера. На ИСТНН проведено моделирование процессов деформирования и разрушения породы, позволившее установить влияние уровня и типа напряженно-деформированного состояния на фильтрационные свойства различных горных пород. Создана классификация пород по этому признаку. Создана новая технология повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин – метод георыхления. Метод георыхления успешно применялся на нескольких десятках скважин месторождений Западной Сибири и Пермской области при освоении скважин, капитальном ремонте добывающих и нагнетательных скважин. Разработанная технология защищена 7 российскими патентами и 1 евразийским патентом. Разработан метод определения устойчивости наклонных и горизонтальных скважин при бурении и эксплуатации. Метод применялся для определения параметров бурения и эксплуатации скважин на месторождениях ОАО «Газпром», ОАО «Сургутнефтегаз». Полученные результаты подтверждены практикой. Экспериментальные исследования, проведенные на ИСТНН (совместно со специалистами компании «Total»), позволили оптимизировать технические и технологические решения по освоению Штокмановского газоконденсатного месторождения на шельфе Баренцева моря. Результаты, полученные в ходе работ на ИСТНН, вошли в основные достижения РАН, представлены на Международных конференциях и опубликованы в ведущих рецензируемых журналах.

• исследования механических свойств горных пород, слагающих продуктивные и вмещающие пласты целого ряда российских месторождений углеводородов;
• моделирование процессов деформирования и разрушения породы;
• определение параметров бурения и эксплуатации скважин.

Рациональное природопользование

ответ на большие вызовы с учетом взаимодействия человека и природы, человека и технологий, социальных институтов

Гидростанция
Фирма-изготовитель:  Энимс
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2002
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для создания рабочего давления в  гидроцилиндрах трёхосного силового агрегата. Наибольшее давление в системе гидропривода 20 МПа.

Обрабатывающий комплекс для изготовления образцов
Фирма-изготовитель:  ИПМех РАН
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для изготовления образцов кубической формы из кернов горных пород. Состоит из отрезного и финишного станков. Непараллельность изготовления грани образцов не более 0,1 мм.

Система автоматизированного измерения проницаемости
Фирма-изготовитель:  ИПМех РАН
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2009
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для определения проницаемости образцов горных пород в ходе экспериментов. Состоит из компрессора, регулятора давления газа, фильтров, грубого и точного расходомеров. Диапазон измерения проницаемости от нескольких миллиДарси до нескольких Дарси.

Система измерения скорости звука в образцах
Фирма-изготовитель:  ИПМех РАН
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2001
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для измерения скорости звука в образцах для определения неоднородности его граней. Состоит из генератора, осциллографа, излучателя и приёмника ультразвука. Измеряет скорость до 10000 м/с.

Трехосный силовой агрегат
Фирма-изготовитель:  Институт проблем механики РАН
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  1984
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначен для нагружения образцов кубической формы при одноосном, двухосном и трёхосном независимом нагружении по любым траекториям нагрузки. Наибольшее усилие сжатия по каждой из осей нагружения 500  кН. Размеры грани образцов 40 или 50 мм.

Цифровая система автоматизированного управления и сбора данных
Фирма-изготовитель:  Инсис
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2001
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для управления гидроцилиндрами по заданным программам  нагружения по силе или по перемещению, сбора и отображения на экране монитора в реальном масштабе времени хода эксперимента Количество каналов упраления 3, количество каналов сбора данных 12. Разрешение управления по силе 50 Н, разрешение управления по перемещению 200 нм. В состав входит система ручного управления гидроцилиндрами при отладке проведения экспериментов.