© 2017-2021 ПАО «ТМК»
+
+
Наука

Трубные технологии
будущего

ТМК первой в России провела испытания премиальных нефтегазовых труб по международным стандартам. Очередное подтверждение высокого уровня научно-исследовательских компетенций компании стало лучшим началом Года науки и технологий, объявленного в 2021 году в стране.

Испытательные стенды НТЦ

В НТЦ ТМК в «Сколково» расположены два испытательных стенда: первый позволяет растягивать и сжимать образцы труб диаметром до 762 мм с усилием 3 тыс. т, второй предназначен для образцов диаметром до 406 мм и развивает усилие 1,8 тыс. т. В ходе испытаний температура труб может достигать 350 °С при максимальном внутреннем и внешнем давлении более 2 тыс. бар, что со значительным запасом превосходит требования к трубной продукции для нефтегазодобычи. Установки также дают возможность сгибать образцы, максимальный изгиб составляет 20 градусов при длине образца 30 м.

Уникальные для отечественной практики исследования прошли в научно-техническом центре (НТЦ) ТМК в «Сколково» на единственном в стране комплексе оборудования для натурных испытаний труб нефтегазового сортамента (OCTG). В лабораторных условиях быстросборное резьбовое соединение труб TMK UP CENTUM было испытано в соответствии с международным стандартом ISO/PAS 12835:2013(Е) «Аттестация соединения обсадных труб для скважин, стимулируемых тепловыми методами». Такой «экзамен» требуется для подтверждения возможности использования продукции при добыче трудноизвлекаемых запасов, когда для извлечения тяжелой, высоковязкой нефти в скважину через колонну труб подается перегретый пар для активации нефтяных пластов.

Эксплуатационные свойства резьбового соединения TMK UP CENTUM исследовали на установке комбинированного нагружения, которая позволяет в лабораторных условиях воссоздать условия добычи углеводородов. В ходе цикла испытаний образец выдерживали в течение 120 часов при температуре 290 °С, а также подвергали термоциклическим нагрузкам в диапазоне от 40 до 290 °С. Одновременно образец подвергали воздействию внутреннего давления свыше 70 бар и осевого сжатия. Основной показатель, который оценивался в ходе тестирования, – герметичность резьбового соединения на всех этапах программы испытаний, длившихся больше месяца. По результатам тестов был подтвержден уникальный комплекс эксплуатационных свойств соединения ТМК UP CENTUM и возможность его использования при повышенных температурах.

Успешное тестирование премиальной резьбы показало, что теперь сложные комплексные испытания труб сегмента OCTG можно проводить и в России. Это хорошая новость и новые возможности не только для ТМК, но и для отрасли в целом. Прежде такие испытания были доступны российским компаниям только в зарубежных специализированных центрах, в том числе в США, Канаде, Великобритании.

Локализация испытаний высокотехнологичной трубной продукции и снижение зависимости от внешних центров позволят отечественным производителям ускорить вывод новых разработок на рынок и успешно конкурировать на международном уровне. Кроме того, испытания на месте обеспечат бизнесу экономию затрат на дорогостоящие программы исследований.

В перспективе НТЦ ТМК готов принимать на испытания трубы других российских производителей. При выходе на максимальную мощность лаборатория центра сможет тестировать до 20 новых разработок в год, что обеспечит не только внутренние потребности, но и запросы партнеров.

01 / 22

Первые в России

Впервые в России на территории «Сколково» создан исследовательский комплекс полного цикла от разработки новых трубных решений до проведения сертификационных и квалификационных испытаний продукта в соответствии с международными стандартами.

На новом уровне

Комплексные стендовые испытания международного уровня в собственном НТЦ стали еще одним важным шагом в наращивании компанией научно-технических и исследовательских компетенций.

В условиях современной экономики научно-исследовательский потенциал становится залогом конкурентоспособности промышленных производителей, и ТМК с самого начала сделала ставку на его развитие. Серьезная заявка была сделана еще в 2007 году, когда в контур ТМК был включен Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности (РосНИТИ, с 2021 года – РусНИТИ), крупнейший отраслевой научно-технологический центр России. Он стал ядром корпоративного научно-технического блока, нацеленного на решение стратегических задач бизнеса, – выпуск высокотехнологичной продукции с наименьшими издержками и расширение спектра услуг лучшего качества для потребителей.

Открытие в 2019 году НТЦ ТМК в «Сколково», который возглавил корпоративную научную практику в связке с РусНИТИ, ознаменовало выход материаловедческих и исследовательских компетенций компании на новый уровень. Впервые в России на территории «Сколково» создан исследовательский комплекс полного цикла от разработки новых трубных решений до проведения сертификационных и квалификационных испытаний продукта в соответствии с международными стандартами.

В центре установлено новейшее оборудование, в том числе уникальные стенды для испытания труб, трубных соединений и иных конструкций в реальных условиях. При этом, как отметил директор ТМК по научной работе – руководитель корпоративного научно-исследовательского центра Игорь Пышминцев, выполнен только первый этап развития исследовательской площадки. Уже закуплен и в 2021 году будет установлен новый комплекс оборудования, который еще повысит возможности корпоративного НТЦ и позволит максимально эффективно использовать уже действующие стенды.

Ключевая площадка

НТЦ – ключевая площадка для поиска решений в интересах клиента. Здесь ведется разработка новых материалов повышенной прочности и надежности, в том числе специальных сталей и сплавов, создание новых методов защиты труб от коррозии, прототипирование и изготовление опытных образцов, а также комплексные испытания и сертификация по международным стандартам.

Важное преимущество обновленного научно-исследовательского блока ТМК – активное использование цифровых технологий. При разработке новых видов продукции, изготовлении опытных образцов и их испытаниях применяются в том числе цифровые двойники. Кроме того, НТЦ проводит исследования в области цифровизации технологических процессов в рамках цифровой трансформации компании. В прошлом году специалисты НТЦ и РусНИТИ разработали цифровой двойник стана FQM, действующего на Северском трубном заводе (СТЗ). Вслед за этим СТЗ при участии НТЦ выиграл грант «Сколково» на создание цифрового двойника производства. Реализация проекта позволит вывести производство на новый уровень эффективности сначала на одном из уральских заводов ТМК, а затем тиражировать этот опыт на другие ее предприятия.

НТЦ – ключевая площадка для поиска решений в интересах клиента. Здесь ведется разработка новых материалов повышенной прочности и надежности, в том числе специальных сталей и сплавов, создание новых методов защиты труб от коррозии, прототипирование и изготовление опытных образцов, а также комплексные испытания и сертификация по международным стандартам.

«Прописка» НТЦ в ключевом российском Иннограде – это и возможность создавать инновационные решения для потребителей в синергии с другими резидентами, включая подразделения Сколковского института науки и технологий (Сколтеха), с которыми уже налажено взаимодействие. При этом в Иннограде ведется целый блок исследований по применению сквозных цифровых технологий, что также будет способствовать развитию экосистемы инноваций ТМК.

Также на площадке НТЦ размещена штаб-квартира Корпоративного университета ТМК2U, который является в компании центром генерации новых знаний и их трансфера непосредственно на производство, а также повышения квалификации и развития кадрового резерва.

Интервью с Игорем Пышминцевым

Игорь Пышминцев

Директор ТМК по научной работе – руководитель корпоративного научно-исследовательского центра



«Символично, что нынешний Год науки и технологий совпал с 20-летием ТМК и 60-летиеем РусНИТИ, который уже многие годы находится в авангарде научной деятельности компании. К юбилею нашего института мы подготовили книгу под названием «Нити времени», в которой представлена его история в качестве УралНИТИ – РосНИТИ – РусНИТИ, а также история отраслевой трубной науки, неразрывно связанная с успешной научно-иссле­довательской практикой ТМК, одного из лидеров мирового трубного рынка».

Наукоемкий подход

Поступательное развитие в компании прикладной науки дало мощный толчок в наращивании предложения высокотехнологичной продукции. В настоящее время ТМК выпускает не только продукцию мирового уровня со стандартными техническими характеристиками, но и с более высокими специальными требованиями. Уровень трубных решений для нефтяников и газовиков, ключевых потребителей ТМК, растет вместе с усложнением условий и внедрением новых технологий добычи углеводородов. Для освоения нетрадиционных запасов, а также для разработки месторождений в условиях агрессивных сред в регионах вечной мерзлоты, на суше и в море компания предлагает специальные высокопрочные, хладостойкие и коррозионностойкие трубы, линейки которых все время пополняются. Для достижения требуемых свойств постоянно совершенствуются и разрабатываются новые марки стали. За последние годы успешно освоено производство высокочистых сталей заданного химического состава, что является одним из важнейших условий производства высокотехнологичных труб. Такие стали с низким уровнем примесей отличаются одновременно прочностью и пластичностью, способностью к формовке и антикоррозионной стойкостью.

Для труб, работающих в условиях углекислотной коррозии, освоен выпуск уникальных высоколегированных марок стали собственной разработки на основе составов с содержанием 13% хрома (Cr) для производства насосно-компрессорных обсадных труб. Также в линейке появились специальные никелевые сплавы для добычи нефти и газа в особо сложных условиях коррозионной активности среды.

Закономерно, что нацеленность на освоение наукоемкой продукции, уникальной по своим свойствам, и внедрение новых технологий вывели ТМК в лидеры импортозамещения на отечественном трубном рынке. В числе заслуг – полное замещение трубной продукции из стали 13Cr для проектов на суше и в море. В России такие трубы производит только ТМК, так же как и трубы из коррозионностойкого хромоникелевого сплава ТМК-С, которые применяются в скважинах с высокой температурой, большим содержанием сероводорода и диоксида углерода в добываемом продукте.

Визитная карточка ТМК – премиальные резьбовые соединения, которые обеспечивают 100%-ную герметичность трубных колонн. Разработкой резьб с 2007 года занимается специализированная компания ТМК-Премиум Сервис. В последние несколько лет фирменное семейство TMK UP пополнилось соединениями последнего поколения, которые демонстрируют новый уровень надежности за счет оптимальной конструкции. Еще один уникальный продукт ТМК – GREENWELL, композитное покрытие резьбовых соединений обсадных и насосно-компрессорных труб, которое успешно совмещает функционал сухой смазки и защиту от коррозии.

Нефтегазовая сфера – ключевая для ТМК, однако компания нацелена и на другие отрасли, где востребованы трубы: атомная промышленность, энергетика, машиностроение, строительство. Так, создана и продолжает расширяться линейка специальных труб, которые являются сложными машиностроительными изделиями, предполагающими большой объем технологических операций и высокую степень обработки.

01 / 13

Сергей Чикалов

Заместитель генерального директора ТМК по научно-техническому развитию и техническим продажам



«Чтобы обеспечить наших потребителей высокотехнологичной трубной продукцией нового поколения, мы создали мощный научно-исследовательский блок, уникальные компетенции которого позволяют заглянуть в будущее трубных технологий».

Труба на опережение

Вектор научных изысканий, а также необходимость освоения новых технологий в компании определяются исходя из текущих потребностей ключевых потребителей. Не менее актуальна установка на формирование предпочтений потребителей через предложение инновационных разработок в качестве перспективы для решения тех или иных задач. «Формирование предпочтений рынка касательно трубных решений является одним из важнейших элементов научно-технической политики компании в целом. Очень важно не только соответствовать нынешним ожиданиям потребителя, но и предвидеть то, что может быть востребовано им в перспективе, и успевать предложить это первыми», – прокомментировал Сергей Чикалов, заместитель генерального директора ТМК по научно-техническому развитию и техническим продажам.

Поиск актуальных и перспективных решений для потребителей ведется в рамках программ научно-технического сотрудничества, которые заключены со всеми ключевыми партнерами ТМК. В совместной деятельности участвуют специалисты научного-технического блока с обеих сторон, что позволяет детально прорабатывать запросы клиента с учетом компетенций производителя. Значительную роль в развитии продуктовой линейки имеет программа научно-технического сотрудничества ТМК с «Газпромом», который на протяжении ряда лет является потребителем номер один высокотехнологичных труб, используемых для освоения новых месторождений с труднодоступными запасами и в сложных условиях. Успешно складывается научно-технологическое сотрудничество и с другими компаниями, такими как «Роснефть», «ЛУКОЙЛ», «Сургутнефтегаз», «Росатом» и др.

В результате эффективного взаимодействия и работы на опережение арсенал ТМК пополнился уникальными трубными решениями, в основе которых – комплексный подход и максимальная отдача. Один из проектов, который обладает серьезным потенциалом как на российском, так и на внешнем рынках, – «Вечная скважина». Это инженерное решение подразумевает более длительный срок эксплуатации оборудования благодаря его свойствам и конструкции, а значит, и экономию затрат добывающих компаний. Несколько «Вечных скважин» уже работают на объектах «Газпром нефти», интерес к перспективному решению проявляют и другие компании.

Также ТМК предлагает партнерам концептуальный инжиниринг под новые проекты добычи и транспорта углеводородов. Этот во многом революционный подход означает не просто предложение продукции под технические требования заказчика, а готовый пакет инженерных решений на основе тщательных расчетов. Более того, сразу несколько вариантов на выбор, одинаково эффективных. Год науки и технологий, объявленный в 2021 году в России, еще раз подчеркнул важную роль отраслевой науки для решения прикладных задач металлургического производства – стратегического как для смежных отраслей, так и для российской экономики в целом.

«Мы нацелены на увеличение доли наукоемкой продукции в отгрузках до 50% и более, – отметил Сергей Чикалов. – Эта амбициозная задача отвечает потребностям ключевых отраслей экономики, которые, в свою очередь, вынуждены преодолевать все новые вызовы на пути роста в условиях высококонкурентного глобального рынка. Чтобы обеспечить наших потребителей высокотехнологичной трубной продукцией нового поколения, мы создали мощный научно-исследовательский блок, уникальные компетенции которого позволяют заглянуть в будущее трубных технологий».

Вернуться на главную