Ученые Дальневосточного федерального университета в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» разработали новое поколение эластомерных уплотнительных материалов, способных принципиально изменить подход к обеспечению герметичности морского нефтегазового оборудования. О сути проекта, его значении для технологического суверенитета и о ближайших испытаниях рассказал директор Передовой инженерной школы «Новые материалы и химия» Максим Константинович Куракин.
«Эта разработка касается полимерных эластомерных материалов — уплотнительных колец, которые будут предназначаться для подводных добычных комплексов. Суть её заключается именно в увеличении срока службы. Ранее мы всё это покупали в странах, которые на данный момент стали для нас недружественными. Наши разработки, которые есть сейчас, пока имеют ограниченный срок службы. Но поскольку это ответственные узлы и нам нужна технологическая независимость, было принято решение о разработке этих уплотнительных колец. Вызов исходит от компании „Газпром“. Мы подбираем определённые компоненты из отечественных материалов и прогнозируем срок службы не менее тридцати лет», — сказал М.К. Куракин.
Созданные в ДВФУ армированные уплотнения представляют собой конструктивные элементы, состоящие из двух главных компонентов: внутреннего каркаса — арматуры из нержавеющей стали или сверхпрочного пластика, сохраняющего форму под действием колоссального давления на больших глубинах, — и эластомерного слоя из специальной резины или тефлона, который плотно прилегает к подвижным и неподвижным частям морского оборудования, полностью предотвращая утечку. Такие уплотнения применяются во всех критических узлах: на платформах они стоят в превенторах, мгновенно перекрывающих скважину при аварии; на судах, от танкеров до ледоколов, работают в двигателях, валопроводах и насосах; незаменимы они и на подводных трубопроводах и райзерах, где ручной ремонт невозможен, а надежность становится вопросом выживания проекта.
Помимо уплотнительных колец для подводной фонтанной арматуры и аналогичного оборудования, коллектив разрабатывает протекторы бурильных труб. Как пояснил М.К. Куракин, к концу этого года первые изделия нескольких типоразмеров будут готовы и отправятся на опытно-промышленные (промысловые) испытания. В лабораториях университета предстоит проверить трибологические свойства протекторов в режиме «труба в трубе», имитирующем вращение бурильной колонны внутри обсадной, и только затем — натурные испытания в реальных условиях.
Оборудование изначально проектируется для работы в экстремальных условиях Арктики и Крайнего Севера. Температурный диапазон расширен от −40 °C до +180 °C, а за счет оптимального сочетания армирования и эластомера срок службы при высоком давлении (до 100 МПа) увеличивается кратно. Созданные уплотнения на 50 % устойчивее к сероводороду и углекислому газу, газопроницаемость снижена на 25 %, что особенно важно с учетом проблемы газовой декомпрессии — разрушения материала изнутри при падении давления. Для проведения таких тестов прямо в университете спроектирован уникальный стенд ресурсных испытаний, замыкающий весь цикл от идеи до готового прототипа в стенах вуза. Абсолютная стойкость к коррозии в соленой морской воде, высокая прочность при малом весе и полная локализация производства с отсутствием таможенных пошлин делают новые системы дешевле западных аналогов и сокращают сроки поставки в несколько раз, исключая риски, связанные с международной логистикой и санкционными ограничениями.
В 2026 году на основе накопленных наработок ученые ДВФУ планируют создать не только серию уплотнений для морской отрасли и прототип протектора бурильной трубы, но и приступить к проектированию полимерных конструкций для армирования автозимников — ледовых дорог, по которым идёт завоз грузов в северные порты.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Источник изображения на странице: Freepik / fanjianhua
