Công nghệ việt vươn ra thế giới
Cập nhật lúc 09:28, Thứ Tư, 01/02/2017 (GMT+7)
Sau chưa đầy 10 năm đi vào hoạt động, Trung  tâm Ứng dụng Kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp (CANTI) đã trở thành địa chỉ cung cấp các giải pháp kỹ thuật nhằm kiểm tra, phát hiện và chẩn đoán quá trình công nghệ trong sản xuất và đời sống.
 
Từ chất đánh dấu
 
Các kỹ sư của CANTI bơm chất đánh dấu tại mỏ dầu VN. Ảnh: H.Túc
Các kỹ sư của CANTI bơm chất đánh dấu tại mỏ dầu VN. Ảnh: H.Túc
Năm 1997, sau lần dự Hội thảo về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong dầu khí tại Bắc Kinh (Trung Quốc) do cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) tổ chức, nhận thấy tiềm năng của những ứng dụng công nghệ hạt nhân cũng như những lợi ích to lớn mà nó đem lại cho sản xuất, kỹ sư Nguyễn Hữu Quang đã ấp ủ ý định xây dựng phòng thí nghiệm ứng dụng những công nghệ ấy ở Việt Nam. Về nước, anh liên hệ, trao đổi với các kỹ sư ở liên doanh dầu khí Vietsovpetro để tìm hiểu thực tế. Qua tìm hiểu thấy nhu cầu xác định các khoảng tiếp nhận của địa tầng trong giếng bơm ép nước trong mỏ dầu đá móng, anh quyết định lựa chọn đối tượng này để làm thử nghiệm đầu tiên, vì công nghệ đánh dấu khá đơn giản. Nguyên lý của nó là dùng các hạt nhuộm phóng xạ (chất đánh dấu) hòa với nước bơm vào để chúng bám vào thành đá vỉa trong giếng khoan. Sau đó dùng thiết bị đo trong lỗ khoan dò phóng xạ do các chất đánh dấu phát ra để xác định lượng nước đi vào địa tầng. Sau quá trình tiếp xúc và giới thiệu kỹ thuật, liên doanh dầu khí Vietsovpetro đồng ý cho thử nghiệm trên mỏ Bạch Hổ. 
 
Thời gian đầu, do thiếu kinh phí nghiên cứu, kỹ sư Nguyễn Hữu Quang đã tự bỏ tiền cá nhân để sang Trung Quốc học tập kinh nghiệm và đặt mua chất đánh dấu của Viện Năng lượng nguyên tử Trung Quốc. Nhưng khi kiểm tra chất lượng, phát hiện chất đánh dấu nhập về không phù hợp điều kiện mỏ của Việt Nam, thế là toàn bộ số hàng nhập về phải hủy bỏ. “Trong cái khó ló cái khôn”, kỹ sư Nguyễn Hữu Quang cùng các cộng sự đã tập trung nghiên cứu tài liệu và mày mò, thử nghiệm, cuối cùng đã thành công, điều chế được chất đánh dấu từ vàng phóng xạ và than hoạt tính. Đây là chất đánh dấu “thuần chủng” Việt Nam - made in Vietnam. Chất đánh dấu này tốt hơn chất nhập ngoại và quan trọng là phù hợp với điều kiện mỏ của Việt Nam. Kết quả thử nghiệm trên hiện trường thành công tốt đẹp, được liên doanh dầu khí Vietsovpetro đánh giá cao và cho phép ứng dụng trong sản xuất. 
 
Tuy nhiên, khó khăn chưa phải đã hết, các mỏ dầu của Việt Nam chủ yếu là mỏ đá móng nứt nẻ, với độ sâu hơn 4.000 m, nhiệt độ hơn 150oC, thân dầu dày hàng trăm, thậm chí cả nghìn mét và cấu trúc thấm chứa không đồng nhất, phức tạp, mang đặc thù rất riêng mà thế giới ít có kinh nghiệm. Không nản chí, sau gần 10 năm nghiên cứu, bám sát đề tài ứng dụng trên mỏ đá móng, vừa làm vừa rút kinh nghiệm, cải tiến công nghệ, CANTI đã xây dựng được công nghệ riêng gồm sáu chất đánh dấu khác nhau, chịu nhiệt độ cao và phương pháp bơm, lấy mẫu, phân tích làm giàu chất đánh dấu phù hợp. Nhờ đó, CANTI đã thắng thầu quốc tế (năm 2004) trên mỏ Sư tử đen trước các nhà thầu đến từ Anh, Mỹ, Na Uy; và đã ký được hợp đồng với các công ty khai thác dầu trong nước và quốc tế, triển khai ứng dụng công nghệ đánh dấu trên các mỏ Rạng Ðông, Bạch Hổ, Rồng... 
 
Sau những thành công trong nước, đầu năm 2011, thực hiện hợp đồng được ký kết với Trung tâm Khảo sát và Nghiên cứu dầu khí (thuộc Viện Nghiên cứu Khoa học Kuwait), CANTI đã cử nhóm chuyên gia sang Kuwait tiến hành bơm chất đánh dấu. Nội dung của hợp đồng là tiến hành khảo sát sự di chuyển của nước bơm từ giếng MG-02X đến các giếng khai thác lân cận trong mỏ dầu Marrat của Kuwait. Đây là mỏ dầu lớn thứ 2 của Kuwait, bắt đầu khai thác từ năm 1961.
 
Khu vực CANTI khảo sát là khu vực thử nghiệm của Dự án bơm nước tăng cường thu hồi dầu của mỏ Marrat. Kết quả, CANTI đã lắp đặt và vận hành phòng thí nghiệm, pha chế chất đánh dấu và bơm thành công vào giếng MG-02X tại Mỏ Marrat. “CANTI đã triển khai dịch vụ khảo sát trên nhiều mỏ dầu ở Việt Nam nên đã tích luỹ không ít kinh nghiệm và chuyên nghiệp hóa ở nhiều khâu thực hiện. Thậm chí, các mỏ dầu của Việt Nam ở ngoài khơi nên yêu cầu về kỹ thuật còn cao hơn nhiều so với mỏ trên đất liền như Kuwait. Dẫu vậy, đặc thù của lần triển khai dịch vụ này là CANTI lần đầu tiên sử dụng hóa chất làm chất đánh dấu thay cho chất phóng xạ, theo yêu cầu của Công ty Dầu khí Kuwait, nhưng CANTI đã triển khai rất thành công” - ông Nguyễn Hữu Quang chia sẻ. 
 
Ðến thiết bị chụp cắt lớp điện toán
 
Tiếp nối thành công trong kỹ thuật đánh dấu, CANTI đã nghiên cứu và chế tạo thiết bị chụp cắt lớp điện toán công nghiệp (GORBIT), đây là sản phẩm được các nhà khoa học của CANTI chế tạo 100% trong nước. Thiết bị cho phép lựa chọn 3 chế độ vận hành: theo nguyên lý thế hệ thứ nhất: một nguồn - một đầu dò NaI, thế hệ thứ hai: một nguồn - 8 đầu dò LYSO và thế hệ thứ ba: nguồn mở hình quạt - 12 đầu dò NaI. Cơ cấu chuyển động tịnh tiến, chuyển động xoay được điều khiển với độ chính xác cao, đồng bộ với các phép đo phóng xạ và xử lý tín hiệu nhanh, cho phép thiết bị rút ngắn được thời gian chụp cắt lớp vật thể có đường kính lớn và vật liệu phức hợp. Nguyên lý hoạt động của máy là dùng tia gamma quét qua các vật thể để xác định cấu tạo bên trong, cho hình ảnh kín của hiện vật để tìm ra khuyết tật mà không cần phải mở hoặc mổ xẻ hiện vật. Thiết bị GORBIT có thể ứng dụng để khảo sát các đối tượng công nghiệp như kiểm tra khuyết tật đường ống, chụp cấu trúc bên trong vật thể, trụ bê tông, cột công trình xây dựng…, đồng thời cũng có thể được sử dụng phục vụ các nghiên cứu về cấu trúc và vật liệu trong phòng thí nghiệm.
 
Ưu điểm của GORBIT do CANTI chế tạo là có thiết kế linh hoạt, có thể thay đổi kích thước tùy theo từng đối tượng cần nghiên cứu. Đặc điểm này rất có ích cho việc chụp cắt lớp các đường ống dẫn có kích thước khác nhau, ứng dụng xác định mức độ ăn mòn thành đường ống, mức độ đóng cặn, tắc nghẽn trong quá trình vận hành và phục vụ các nhu cầu về nghiên cứu, ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, kiểm tra, kiểm định, kiểm soát hàng hóa và an ninh. Để chế tạo thành công GORBIT, nhóm nghiên cứu phải dựa vào sự kết hợp khá phức tạp của kỹ thuật hạt nhân, kỹ thuật điện tử - điều khiển tự động và lập trình máy tính. Đi kèm theo GORBIT là phần mềm dựng ảnh (iGORBIT) với 3 thuật toán tái tạo hình ảnh khác nhau cùng với các thuật toán xử lý ảnh. Chất lượng của phần mềm dựng ảnh rất quan trọng (chiếm từ 30 - 40% giá trị của thiết bị) bởi nó sẽ phục vụ cho khâu cuối cùng của công nghệ chụp cắt lớp - tái tạo hình ảnh để có được hình ảnh chính xác nhất.
 
Theo ông Nguyễn Hữu Quang, hiện nay, giá trị của một thiết bị GORBIT trên thị trường có thể lên tới vài chục nghìn USD. Việc các nhà khoa học của CANTI chế tạo thành công GORBIT không chỉ góp phần thúc đẩy các ứng dụng kỹ thuật hạt nhân, mà còn cho thấy, lần đầu tiên các nhà khoa học trong nước đã làm chủ được công nghệ chụp cắt lớp điện toán công nghiệp, tạo ra sản phẩm ứng dụng có giá thành cạnh tranh. 
 
GORBIT thế hệ thứ nhất được CANTI chế tạo đã xuất khẩu, trang bị cho 7 phòng thí nghiệm của các nước đang bắt đầu nghiên cứu về công nghệ chụp cắt lớp điện toán công nghiệp như Bangladesh, Myanmar, Sri Lanka, Morocco, Philippines, Pakistan và Thái Lan, theo đặt hàng của IAEA. Đi kèm theo GORBIT là phần mềm dựng ảnh (iGORBIT) với 3 thuật toán tái tạo hình ảnh cùng các thuật toán xử lý ảnh do nhóm nghiên cứu tự viết cũng đã được chuyển giao cho IAEA. Việc IAEA chọn mua GORBIT không chỉ bởi những ưu điểm ở khâu thiết kế mà còn ở giá thành rất hợp lý. Với sự chủ động từ 80 - 100% trong khâu chế tạo cơ khí, điện tử và điều khiển tự động nên phần mềm dựng ảnh có giá thành thấp hơn rất nhiều so với các sản phẩm của nước ngoài…
 
Cần những chính sách hỗ trợ phù hợp 
 
Giám đốc Nguyễn Hữu Quang cho biết, kinh phí hoạt động của CANTI chủ yếu đến từ các hướng nghiên cứu ứng dụng. Tuy nhiên, CANTI thuần túy là một đơn vị nghiên cứu, trong chiến lược phát triển, lấy xây dựng tiềm lực khoa học và công nghệ là vấn đề sống còn và cốt lõi của mọi hoạt động. CANTI còn gặp nhiều khó khăn khi vừa nghiên cứu vừa tự trang trải kinh phí hoạt động trong khi thị trường công nghệ của Việt Nam còn chưa phát triển, mối liên kết giữa nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn vẫn còn những bất cập. Để vượt qua những trở ngại, CANTI luôn tìm tòi những cách làm sáng tạo: tiếp cận nghiên cứu từ nhu cầu thực tế, nghiên cứu theo nhu cầu sản xuất chứ không phải xuất phát từ kế hoạch. Nhiều đề tài ứng dụng CANTI tự đầu tư nghiên cứu trước bằng vốn của mình, khi đạt yêu cầu khả thi mới đề xuất xin ngân sách hỗ trợ. “Kết quả nghiên cứu qua chứng minh bằng khả năng ứng dụng vào thực tiễn, được xã hội thừa nhận sẽ biện minh cho tất cả. CANTI cũng có những kế hoạch để vừa duy trì các hướng nghiên cứu chiến lược, trong đó có hướng nghiên cứu công nghệ cao, vừa có sản phẩm dùng được ngay. Một trong những kế hoạch đó là hợp tác với nước ngoài, tạo ra các sản phẩm cho thị trường trong nước và quốc tế” - ông Quang nêu quan điểm. 
 
Cũng theo ông Nguyễn Hữu Quang, CANTI hiện đang cung cấp ra thị trường nhiều dịch vụ đặc thù, chất lượng cao.  Nhiều sản phẩm công nghệ của CANTI đã xuất khẩu ra thế giới, mà gần đây nhất là xuất khẩu dịch vụ siêu âm tần suất thấp sang Malaysia và xuất khẩu phòng thí nghiệm đánh dấu cho Angola… “CANTI cũng đang tập trung nghiên cứu công nghệ phát hiện rò rỉ đập bằng kỹ thuật hạt nhân và một số công nghệ khác. Hiện nay, chúng tôi đã có những đơn đặt hàng đến từ trong nước và quốc tế. Tuy nhiên, cái khó của chúng tôi chính là vấn đề kinh phí, nhất là những dự án lớn…” - ông Quang trăn trở.
 
Sau gần 10 năm đi vào hoạt động, mô hình CANTI là một minh chứng về tính đúng đắn, phù hợp nhu cầu thực tiễn của chủ trương giao quyền tự chủ, tự chịu trách nhiệm cho các tổ chức khoa học và công nghệ. Tuy nhiên, vẫn rất cần những chính sách hỗ trợ phù hợp hơn nữa với đặc tính rủi ro của hoạt động nghiên cứu, giúp các nhà khoa học vừa phát huy được tính sáng tạo mà vẫn đảm bảo được cuộc sống. Tháo gỡ những vướng mắc về kinh phí trong hoạt động khoa học giúp các đơn vị nghiên cứu cải thiện và nâng cao năng lực khoa học và công nghệ. Đối với các nhà khoa học, để có thể tồn tại, đề tài nghiên cứu phải có tính ứng dụng cao và thực sự giải quyết được những nhu cầu thực tiễn của xã hội. 
 
LÊ HỮU TÚC
,
.