Найти новые нефтяные месторождения помогут ученые ЛЭТИ
«Многофункциональный лазерный сенсор для поиска углеводородов был признан лучшим инновационным проектом в конкурсе «Формула успеха» научно-технического полигона ПАО «ЛУКОЙЛ» АО РИТЭК.
14.12.2017 2602
Целью конкурса является поддержка инновационных проектов, направленных на развитие нефтегазодобывающей отрасли и создание новых форматов сотрудничества в области научно-исследовательской и опытно-конструкторской деятельности с научными учреждениями, высшими учебными заведениями, учеными, инженерно-техническими специалистами, изобретателями и студентами. Всего разыгрывалось три номинации: инновационная идея, инновационный проект и научное достижение в сфере инноваций.
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) на конкурсе представляли сотрудники кафедры Квантовой электроники и оптико-электронных приборов факультета электроники Александр Сергеевич Гришканич и Дмитрий Николаевич Редька. Их проект «Разработка многофункционального лазерного сенсора (лидара), обладающего экстремально высокой чувствительностью измерений предельно малых концентраций тяжелых углеводородов на уровнях 1 ppm с дистанции 0-300 м в приземных слоях атмосферы и обеспечивающего высокоэффективный мониторинг на объектах ТЭК и аэропоиск залежей нефти и газа» был признан лучшим в направлении «Инновационный проект».
Совместно с группой ученых из АО «Государственный Оптический Институт им. С.И. Вавилова», ОАО «ЛОС» и ООО «Лазертрек» лэтишники на протяжении трёх лет работали над проектом установки «Лидар». Уникальный по своим свойствам лазерный комплекс, предназначенный для поиска ранее неизвестных нефтяных и газовых месторождений, позволит решать целый ряд проблем, с которыми сталкиваются нефтяники и геологи. Это, в первую очередь, поиск новых месторождений нефти и газа на больших пространствах, обнаружение аварий на ранних стадиях и незаконных врезок. «Лидар» может быть установлен на самолете или вертолете, что позволит специалистам, с помощью зондирующего лазерного луча, с расстояния до 1 километра наблюдать сверхмалые концентрации различных молекул – изомеров и изотопических сдвигов тяжелых гомологов метана. Благодаря этим свойствам можно отличить, например, метан обычный от метана болотного, бактериального или метана из вечной мерзлоты.
«Точность нашего прибора – способность обнаружить даже низкие концентрации молекул – очень высока. Для этого мы полностью ушли из оптического инфракрасного диапазона в ультрафиолетовый. Известно, что озоновый слой, который поглощает ультрафиолет на длине волны в 198−280 нанометров, обеспечивает полное отсутствие шума в используемом нами спектральном диапазоне (260−280 нм), чего нельзя сказать о видимом или ИК-диапазонах. Это позволяет с высокой точностью определять количественный и качественный составы газовой аномалии».
На следующем этапе целью Александра и его команды стала миниатюризация «Лидара» для беспилотных летательных аппаратов. Основной задачей в адаптации установки под беспилотники стало сокращение потребностей установки в питании. С этой целью разработчики приняли решение об использовании в системе новых излучателей на основе миниатюрных твердотельных лазеров. Новая разработка и была представлена на конкурсе.
«Самое интересное в этом проекте – возможность поиска метангидратов и метановых выбросов в Арктике. Благодаря этому проекту можно картировать, определять источник метана и отслеживать изменения климата. Это направление мы будем развивать с коллегами из Германии в рамках грантовой программы ЕС по исследованиям и инновациям «Горизонт 2020».
Инновационность разработки и ее высокая практическая значимость обусловлены тем, что до настоящего времени работы по поиску источника утечки проводятся специалистами вручную – вместе с собаками, способными почувствовать запах вещества, они проходят по всему маршруту проложенного газопровода, так как дальность детектирования существующих приборов значительно меньше, чем у новой разработки. Изобретение Александра и его команды позволит в десятки раз снизить затраты на обнаружение аварийных участков и первичные геологоразведочные работы.
Перспективность разработки оценили представители промышленности: прототип будет предложен компании «Кронштадт» для дальнейшего внедрения. Рынок подобных установок довольно большой, однако разработка ученых из ЛЭТИ значительно превосходит аналоги по чувствительности и количеству определяемых веществ, а также дистанции, с которой могут детектировать вещество, поэтому в скором времени компании ТЭК могут получить новый инструмент для решения проблем отрасли.
Разработка была также высоко оценена экспертной комиссией открытого конкурса по присуждению премий Госкорпорации «Росатом» молодым ученым атомной отрасли – 2017: с проектом «Создание лазерного лидарного сенсора на основе ультраспектральной рамановской спектроскопии для задач поиска и обнаружения сверхмалых концентраций веществ-индикаторов» Александр Гришканич вошел в число победителей.
Результаты исследования опубликованы в сборнике материалов конференции Remote Sensing Technologies and Applications in Urban Environments II.
