Разработки института

Скачать иллюстрированный укр/рус каталог в формате PDF DOC (61 MB)
неполный перечень
Энергетическое машиностроение
Энергетическое машиностроение
Энергоэффективность. Ресурсосбережение. Экология
Энергоэффективность. Ресурсосбережение. Экология
 свернуть перечень ↑ 
Технология комплексного водородного термобарохимического воздействия на призабойную зону продуктивного пласта

   Предназначена для увеличения притоков углеводородов из проблемных нефтяных, газоконденсатных и газовых скважин. Основана на управляемом многостадийном термогазохимическом процессе, характеризующемся образованием в призабойной зоне скважины активных газов, в первую очередь водорода, с высокой температурой и давлением, последующей обработкой внутрипорового пространства горячими газами и кислотами – азотной и соляной (в отдельных случаях плавиковой). Последовательная нейтрализация и обработка ПАВ обеспечивает продолжительность эффекта.
   Используются высокоэнергетические горюче-окислительные смеси, тепловой эффект реакции которых достигает 15-20 МДж/кг, и гидрореагирующие вещества (ГРВ) на основе натрия, алюминия, лития и бора.
   Выделяемые в ходе процесса (рис. 1) горячие газы эффективно вовлекаются в процесс обработки. Кроме прогрева порового пространства, выделяющийся на начальной стадии термохимического процесса водород улучшает проницаемость коллектора и способствует фильтрации химически активных компонентов в пласт, CO2 снижает вязкость нефти, N2O в ходе реакции с водой, в том числе пластовой, уже в призабойной зоне пласта (ПЗП) образует азотную кислоту, СО способствует улучшению фильтрационных свойств пласта как терригенных, так и карбонатных коллекторов. На высокотемпературной стадии процесса (250-350 0С) в условиях высоких давлений, в присутствии атомарного и молекулярного водорода и катализаторов реализуется процесс частичного гидрокрекинга асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) с образованием газовых и дистиллятных фракций.


Рис. 1 – Схема реализации технологического процесса и основные факторы воздействия на пласт


Рис. 2 – Пример компьютерного моделирования комплексного водородного термобарохимического воздействия на ПЗП

   Высокотемпературное воздействие на продуктивный горизонт продуктами реакции приводит не только к химической обработке пласта, но и к механическому трещинообразованию за счет высоких градиентов давления и температур.
   Разработка алгоритма проведения обработки, выбор типов концентраций горюче-окислительных составов и ГРВ, активаторов и ингибиторов, обеспечивающих управляемость комплексного водородного и термобарического воздействия на ПЗП, осуществляется на основе постадийного компьютерного моделирования процесса (рис. 2).
   Эффективность технологии достигается за счет использования химически активного водорода на различных стадиях термохимического процесса обработки ПЗП. Экспериментально доказано, что водород является активатором процесса диффузии и повышает газопроницаемость коллекторов продуктивных пластов в 2–4,5 раза. Технология запатентована в Украине, результаты доложены на конференциях, в том числе SPE.
   Процесс водородного и термобарохимического воздействия реализует комплексное и многофакторное воздействие на ПЗП и насыщающий ее флюид, является управляемым и протекает по заранее заданному алгоритму, который вырабатывается с учетом геолого-физических свойств коллектора и причин его кольматации.
   Технология может быть применена на скважинах нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, в том числе с трудноизвлекаемыми запасами, с целью интенсификации притока углеводородов и повышения производительности скважин. Технологический регламент позволяет реализовать данную технологию как на вертикальных, так и с горизонтальным окончанием скважинах с использованием ГНКТ.
   Технология прошла промысловые испытания в Украине и успешно применяется на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях РФ, Туркмении, Китая, Грузии.

Энерготехнологический комплекс для исследования процессов производства и сжигания композиционных топлив

   Предназначен для отработки технологических регламентов производства и сжигания композиционных топлив с различными компонентными составами на основе метода гидрокавитационной активации. Этот метод позволяет создавать высококачественные эмульсии и суспензии, а также инициирует частичное протекание химических реакций, таких, как гидролиз, гидрогенизация, гидрокрекинг, что позволяет улучшать потребительские свойства композиционных топлив. Данный комплекс, схема которого представлена на рисунке, состоит из нескольких исследовательских и технологических модулей, таких, как модули предварительного измельчения твердой фазы и получения высококачественных эмульсий. Комплекс также укомплектован дезинтегратором грубого помола, устройством для гидрокавитационной обработки топливных эмульсий и суспензий, кавитатором, гидровихревыми смесителями и форсунками, горелочным устройством, системой термобарометрической и физико-химической диагностики, а также калориметрической бомбой.

Схема энерготехнологического комплекса для исследования процессов производства и сжигания новых видов жидких композиционных топлив

   Для приготовления и подготовки топлива к сжиганию в комплексе используются уникальные кавитационные устройства, разработанные для топлив с различными реологическими свойствами. Особенностью сжигания высоковязких и суспензионных композиционных топлив является сложность обеспечения их качественного распыливания. Для решения данной проблемы применяются гидровихревые и гидрокавитационные форсунки, способные обеспечивать ультрадисперсное распыливание, увеличивая этим площадь контакта топлива и окислителя в камере сгорания и интенсифицируя процессы горения.
   Энерготехнологический комплекс позволяет:
      • отрабатывать технологические регламенты производства и сжигания композиционных топлив с различными компонентными составами с учетом необходимой активации каждой стадии;
      • проводить исследования влияния различных факторов (таких как размер и форма частиц твердой фракции, размер капель водной фазы, качество распыла при сжигании, интенсивность гидрокавитационной обработки, количественное соотношение компонентов и др.) на физико-химические свойства топлива, его седиментационную устойчивость и энергоэкологические показатели процесса сжигания;
      • исследовать качество и потребительские свойства различных видов композиционных и других жидких топлив.
   Композиционные топлива, произведенные с использованием представленного комплекса, могут заменить природный газ и мазут на различных энергогенерирующих объектах, в том числе в коммунальном хозяйстве.
   Данный комплекс был испытан для отработки технологических регламентов при производстве и сжигании композиционных топлив на основе танкерных смывов, пиролизных топлив, угля, фенольной сточной воды, биоила и др. Экспериментальные исследования показали эффективность предложенных подходов и возможность применения созданных топлив в энергетическом секторе.

Технология интенсификации добычи нефти, газа и конденсата

1. Повышает продуктивность малодебитных скважин в 3-30 раз.

2. Увеличивает проницаемость коллектора за счет:

  • трещинообразования и возможного разрыва пласта
  • внутрипластового крекинга и пиролиза высокомолекулярных углеводородов, превращая их в газ и бензин
  • кратковременного внутрипластового горения смолистых отложений
  • снятия скин-эффекта
  • нового вида кислотно-щелочной обработки с нагревом пласта и укрепления сыпучих коллекторов вследствие вторичных изменений структуры породы.

3. Отличается от традиционных термогазохимических методов:

  • использованием воды как основного окислителя при горении, а атомарного и молекулярного водорода как основного рабочего тела
  • использованием более энергоемких компонентов составляющих ракетных и торпедных топлив, порохов и прочих конверсионных веществ как источников химически активного газа и тепла
  • заданной скоростью горения новых топливных систем (НТС) в зависимости от выбранного режима обработки скважины, где под действием стабилизирующих добавок НТС теряют способность взрываться
Форсунка кавитационная

Позволяет получить устойчивую, равномерную и мелкодисперсную смесь любого компонентного состава.

На базе математических моделей и расчетов течения несжимаемой вязкой жидкости в проточной части каналов сложной геометрической формы сконструированы и созданы различные устройства, работающие как в режиме форсунок, смесителей-форсунок, так и в режиме горелок.

Рекомендуется для использования в топливной и нетрадиционной энергетике, в машиностроении, порошковой металлургии, химической, фармацевтической, сельхозперерабатывающей,  лакокрасочной  промышленностях, в строительной индустрии.

Форсунка для карбюраторов в автомобилях

Форсунка гидроакустической обработки

Горелка для бытовых и
производственных котлов.

Сжигание топлива на основе биомассы