ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК АН РБ ГНТП 3 Критические технологии Республики Башкортостан: физико- математические принципы и технические решения 1

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ Отделения физико-математических и технических наук Академии наук Республики Башкортостан 1.Разработка элементов конструкций из наноматериалов на основе анализа их напряженно-деформированного состояния (руководители проекта: чл.-корр. АН РБ Валиев Р.З, д.т.н., профессор Жернаков В.С., УГАТУ) 2.Нанотехнологии получения поверхностей с наноструктурированными покрытиями на деталях энергетических установок на основе высокотемпературного структурно-фазового модифицирования сильноточными разрядами в вакууме (руководитель проекта: чл.- корр. АН РБ Мухин В.С., УГАТУ) 3.Разработка программного обеспечения для геоинформационных баз данных РБ (руководитель проекта: чл.-корр. АН РБ Юлмухаметов Р.С., БашГУ). 4.Математическое моделирование движения многофазной жидкости в системе трещина-пласт (руководитель проекта: д.ф.-м.н. Урманчеев С.Ф., ИМех УНЦ РАН). 5.Исследование, разработка и изготовление электропитающих устройств на базе транзисторных преобразователей нового типа (руководитель проекта: член-корр. АН РБ Харрасов М.Х., БашГУ). 6.Инновационные технологии управления процессами направленного бурения скважин и нефтедобычи (Руководители проекта: чл.-корр. АН РБ Кусимов С.Т., д.т.н., профессор Гузаиров М.Б., УГАТУ). 2

Решаемые проблемы: 1. Использование полуфабрикатов из объемных Ti наноматериалов для изготовления деталей промышленного применения и устройств медицинского назначения на основе решения фундаментальной проблемы механики деформируемого твердого тела. 2. Получение объемных наноструктурных заготовок из чистого титана и его сплава ВТ6 методами интенсивной пластической деформации, определения их механических и усталостных характеристик. 3. Разработка технологии получения крепежа из объемных наноматериалов с высокими механическими и усталостными свойствами. Изготовление опытных наноструктурных титановых деталей крепежа повышенной усталостной прочности. Руководители проекта :Д.ф.-м. наук, профессор, чл.-корр. АН РБ Валиев Р.З. Д.т.н., профессор Жернаков В.С. Разработка элементов конструкций из наноматериалов на основе анализа напряженно-деформированного состояния 3

Нанотехнологии получения поверхностей с наноструктурированными покрытиями на деталях энергетических установок на основе высокотемпературного структурно-фазового модифицирования сильноточными разрядами в вакууме Руководитель проекта: член корр. АН РБ, Мухин В.С. азработка физических принципов, технических решений и внедрение на машиностроительных предприятиях РБ принципиально новых технологий структурно- фазового модифицирования поверхностей деталей в вакууме в сочетании с ионно- плазменным нанесением наноструктурированных покрытий для повышения эксплуатационных характеристик деталей энергомашиностроения. Цель: Разработка физических принципов, технических решений и внедрение на машиностроительных предприятиях РБ принципиально новых технологий структурно- фазового модифицирования поверхностей деталей в вакууме в сочетании с ионно- плазменным нанесением наноструктурированных покрытий для повышения эксплуатационных характеристик деталей энергомашиностроения. Исполнители: Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет (УГАТУ), ОАО «Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение». Установка ННВ-6,6-И1 4

Опытная партия деталей Основные результаты и практическая значимость 1.Разработаны новые типовые технологические процессы нанесения наноструктурированных покрытий Ti-TiN на детали вертолетной техники. 2.Проведена модернизация и внедрение серийных вакуумных установок ННВ- 6,6-И1 для высокотемпературного азотирования и осаждения наноструктурированных покрытий. 3.Разработан технический проект производственного участка для ОАО «УМПО». 4.Обработана опытная партия деталей вертолетной техники. Разработанные технологии и оборудования позволяют: - повысить качество и эксплуатационные свойства поверхностей деталей, - сократить трудоемкость на 50 – 70%, - снизить себестоимость обработки на 30 – 50 %. 5

Инновационные технологии управления процессами направленного бурения и нефтедобычи Руководители проекта: чл.-корр. АН РБ Кусимов С.Т., д.т.н., проф. Гузаиров М.Б. Разработана технология управления формированием траектории нефтегазовой скважины на основе геонавигационных данных Инновационная технология управления Оперативное определение пространственного положения скважины. Оперативное определение текущей геологической обстановки. Оперативное определение состояния бурового инструмента. Принятие управленческих решений по формированию оптимальной траектории ствола скважины на основе полученных геонавигационных данных. Эффект от внедрения технологии Сокращение в 1,3 -1,5 раза сроков строительства скважин на основе повышения точности проводки скважины до продуктивного пласта и снижения вероятности осложнений. Повышение на 30-40% нефтеотдачи пластов на основе оптимизации траектории скважины в продуктивном пласте по данным о текущей геологической обстановке. Возможность эффективной разработки труднодоступных месторождений. Снижение вероятности аварийных ситуаций на основе мониторинга и прогнозирования состояния бурового инструмента. Продуктивный пласт Обводненный пласт Управление траекторией скважины до вскрытия продуктивного пласта Управление траекторией скважины в продуктивном пласте 6

Научно-технические результаты: 1. Разработана информационно- управляющая система, реализующая предложенную технологию. 2. Создан опытный образец «Пилот БПГ26-02», включающий: аппаратное обеспечение; математическое алгоритмическое и программное обеспечение для решения задач обработки данных и принятия управленческих решений. 3. Проведены стендовые и натурные испытания на базе: НИИ ТС «Пилот» и ОАО Роснефть - Сахалинморнефтегаз. Применение системы 1. Производство: планируется совместный (УГАТУ и НИИ ТС «Пилот») выпуск информационно- управляющих систем (до 50 комплектов в год). 2. Потребители: нефтегазодобывающие компании: АНК Башнефть, ОАО Роснефть- Сахалинморнефтегаз, ОАО Пурнефтегаз, ДООО Бургаз и др. Буровая бригада Подземный зонд Наземный аналитический модуль Канал передачи данных Ствол скважины Буровой инструмент Структура информационно-управляющей системы 7

8

ИССЛЕДОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ НА БАЗЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НОВОГО КЛАССА Руководитель проекта: член-корр. АН РБ Харрасов М. Х. ГОУ ВПО Башкирский Государственный Университет Цель. Исследование, разработка и изготовление нового поколения высокочастотных одноступенчатых и двухступенчатых транзисторных преобразователей напряжения резонансного типа с функцией коррекции коэффициента мощности с уменьшенными коммутационными потерями. Основные результаты. Разработаны, изготовлены электропитающие устройства и переданы на испытания в структурные подразделения ОАО фирма «Башинформсвязь» : - источник питания напряжения на базе одноступенчатых преобразователей с увеличенным ресурсом работы за счет исключения применения электролитических конденсаторов - электронный стабилизатор переменного напряжения с повышенной надежностью и отказоустойчивостью за счет использования одноступенчатых преобразователей напряжения и глубокой отрицательной обратной связи - инвертор напряжения, применение которого позволит постоянное напряжение от 12 В преобразовать в переменное сетевое напряжение синусоидальной формы высокой стабильности при любых видах нагрузки Практическая значимость: данные преобразователи позволяют уменьшить коммутационные потери при действии электромагнитных помех и увеличить ресурс и надежность работы приборов. 9

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ МНОГОФАЗНОЙ ЖИДКОСТИ В СИСТЕМЕ ТРЕЩИНА-ПЛАСТ Руководитель проекта: д.ф.-м.н. С.Ф. Урманчеев, Институт механики УНЦ РАН Проблема: Повышение эффективности технологии гидроразрыва нефтяного пласта при добычи нефти Цель: Определение полей давления в неоднородном пласте при заданном режиме эксплуатации месторождения и установление закономерностей роста трещины при закачке жидкости гидроразрыва. Результаты: Разработан программный инструментарий и модельный комплекс для определения вероятной траектории роста пучка трещин гидроразрыва при переходе в режим поддержания пластового давления (ППД). Установлено, что направление трещины определяется напряжённо-деформированным состоянием области вокруг её вершины. Наиболее вероятное направление роста происходит в сторону добывающей скважины. Скважина с трещиной Определение напряжённо-деформированного состояния ( НДС) пласта с трещиной гидроразрыва: физические данные. Карта давлений 10

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ РБ Руководитель проекта:чл.-корр. АН РБ Р.С. Юлмухаметов, БашГУ Проблема: создание Геоинформационной аналитической системы РБ общего назначения (всего более 100 показателей таких как: экономико-географические данные, кадастровое деление районов, демографические показатели, хозяйственная деятельность, экономические ресурсы…). Цель: разработка логической и физической модели геоинформационных баз данных РБ с набором средств управления и анализа информации. 11

Основные результаты и практическая значимость Собрана и систематизирована информация по социально-экономическим показателям Кушнаренковского района. Разработана модель объектно-ориентированной базы данных социально- экономических показателей районов. Разработана и построена система управления геоинформационных баз данных ГБД. Разработаны новые алгоритмы обработки геометрических данных для электронных карт. Совместно с УППО (г.Уфа) разработан проект технического задания «Автоматизированная система управления движения всеми видами общественного транспорта» 12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ отчетов по проектам и грантам, выполняемых учеными Отделения физико-математических и технических наук АН РБ в 2007 году по Государственной научно-технической программе РБ 3 «Критические технологии Республики Башкортостан: физико- математические принципы и технические решения», показывает, что в отчетном году исследования проводились по широкому спектру приоритетных направлений физико-математического профиля и критических технологий, а само Отделение являлось либо организующим, либо одним из незаменимых звеньев в интеграции научно-исследовательских работ в республике – от «чисто» фундаментальных до прикладных. 13