Кейс: Бурение нефтяных скважин. Пример изобретательства.

В этой статье я хочу опубликовать отрывок из книги «Изгнание Шестикрылого Серафима». В нем мы можем заглянуть за плечо изобретателя и посмотреть как он формулирует задачу для своего изобретения и каким путем он к нему приходит. Пусть вас не отпугнет, что пример основан на примере бурения нефтяных скважин, его суть достаточно проста и поможет сэкономить много времени на поиски своих решений.

Задача.

Для того чтобы добраться до нефти, находящейся на глубине в сотни и даже тысячи метров, бурят нефтяные скважины. Изначально скважины бурили вертикально, оно и понятно. Так легче бурить, и перпендикуляр короче наклонной.

Выглядело это как на примере слева (картинка кликабельна).  Но у этого «классического» метода есть один существенный недостаток: на одном месте можно пробурить лишь одну скважину.

Теперь представим, что мы пробурили несколько наклонных скважин, которые расходятся под землей веером (или "кустом", как говорят нефтянники). В этом случае с одного места можно собирать гораздо больше нефти, но такие скважины и сложнее бурить. Зато можно экономить на оборудовании, сократить число рабочих и обслуживающих,  облегчится транспортировка нефти.

К тому же второй способ имеет огромное значение при добыче нефти на море, где просто невозможно рядом построить несколько вышек и площадь очень ограничена.

Строительство в море обходится очень дорого и понятно, что с одного места выгоднее бурить 3-5 скважин, а то и семь. Кстати, в СССР существовала станция у которой было 19 скважин.


Однако в бурении под углом есть свои проблемы. Посмотрите на рисунке, как изгибаются каналы. Старый бур банально застревал на таких поворотах, ибо он имел очень большую длину.

Решение.

Казалось-бы что может быть проще, нужно просто уменьшить длину этого бура и дело в шляпе. Однако это не так, с потерей длинны сильно падала мощность и он уже был не пригоден для работы. С другой стороны более длинный бур был более мощным, но быстрее застревал и тоже не годился.

Получается, что бур должен быть одновременно и длинным, чтобы сохранить мощность, и коротким, чтобы не застревать. Получили противоречие.

– Совершенно верно! – радостно подтвердил изобретатель Ахундов. – Именно так – противоречие!
– Но что же здесь хорошего? – возразил журналист.
– Как – что! Ведь это значит... Самое трудное в решение задачи – понять противоречие.

Правильно найденное противоречие позволяет избежать лишних поисков и метаний. Становится ясным в каком месте нужно искать выход.

– Вот именно, где же выход? – спросил журналист.
– Нам нужен мощный электробур, поэтому давайте договоримся, что длину мы не трогаем. Что остается? Остается диаметр и форма. Уменьшение диаметра сделает его более подвижным, но это означает изменение всей конструкции и снова потерю мощности. Остается форма.

...У обычного электробура корпус прямой, сделать его кривым? Но такой электробур сложно построить. Да и на практике часто приходится менять наклон скважины, а значит под каждый наклон делать отдельный электробур?

– Я чуствовал, – продолжал изобретатель Ахундов, – что основное направление выбрано правильно. Но конкретное решение долго не приходило. И тогда я увидел трамвай... Правда, лучше было бы, если бы я увидел поезд.
– Простите, вы шутите? – возразил журналист.
– Только отчасти. Почему вместо одного длинного вагона делают два сравнительно коротких? Ведь это сложнее и дороже?
– Я об этом как-то не задумывался... Вероятно, длинный вагон получился бы очень громоздким. Ему трудно было бы разворачиваться.
– Вот именно! В этом и состоит решение, электробур нужно сделать составным.
– Из двух частей?
– Почему обязательно из двух? Можно и из нескольких. Как видите, мне действительно лучше было бы увидеть поезд.

Быстрыми движениями карандаша изобретатель набрасывает эскиз. Секции корпуса соединяются между собой более или менее жестко. Секции ротора - главной части электробура – с помощью шарниров Гука.

Получается удивительная вещь. С одной стороны, длина электробура не уменьшается и мощность остается прежней, а с другой стороны каждая секция имеет небольшую длину и значит он уже не застрянет в скважине.

Подведем итог.

На этом примере прекрасно видна настоящая работа изобретателя. Вместо «научного» метода тыка, он использует системный подход. В решении любой изобретательской задачи в начале необходимо определить проблему и выявить противоречие, которое не позволяет решить её известными способами.

После этого в первую очередь проверяют, нельзя ли изменить сам объект (размер, форму, число частей, материал, температуру, давление, скорость. Именно этим путем и пошел изобретатель  Фридун Мусаевич Ахундов*

Тэги: кейс, мышление, технология, триз