№ 49 Отдел нетрадиционных энерготехнологий

Руководитель одела

доктор технических наук, старший научный сотрудник

лауреат премии им. академика Г.Ф. Проскуры Национальной академии наук Украины

Кравченко Олег Викторович

E-mail: krav@ipmach.kharkov.ua

Заместитель руководителя отдела

ведущий научный сотрудник, доктор технических наук, профессор

лауреат премии им. академика Г.Ф. Проскуры Национальной академии наук Украины

Суворова Ирина Георгиевна

E-mail: suvirina@gmail.com

Кадровый состав отдела:

Трошенькин Борис Александрович – ведущий научный сотрудник, доктор технических наук, профессор
Баранов Игорь Андреевич – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук
Трошенькин Владислав Борисович – старший научный сотрудник, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Ярещенко Владимир Григорьевич – старший научный сотрудник, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Симбирский Александр Валентинович – главный инженер отдела
Велигоцкий Дмитрий Алексеевич – ведущий инженер
Гоман Виталий Александрович – ведущий инженер, кандидат технических наук
Антонов Алексей Валентинович – и. о. младшего научного сотрудника
Мусиенко Екатерина Юрьевна – ведущий инженер
Баштовой Артем Витальевич – инженер 1 категории
Бурчак Людмила Николаевна – техник 1 категории
Симбирский Алексей Александрович – техник 1 категории
Логинова Надежда Михайловна – техник 1 категории

История создания отдела и наиболее значимые достижения

Отдел создан в 2001 году с целью исследования теоретических и методологических основ интенсификации физико-химических процессов для совершенствования имеющихся и разработки новых эффективных экологически чистых технологий и оборудования для добычи, переработки и сжигания углеводородных энергоносителей.

Результаты исследований и технологии, которые были созданы на их основе, хорошо известны и внедряются в Украине и за рубежом:

1. Предложен новый подход к организации физико-химических процессов, при котором их интенсификация осуществляется путем объектно-ориентированной активации, при этом вещества-активаторы и/или дополнительная энергия образуются именно во время протекания лимитированных стадий этих процессов и непосредственно в средах, в которых они происходят. Это позволяет организовать осуществление процессов энергопреобразования с максимальным уровнем эффективности.

Именно этот подход реализован при создании новых инновационных технологий повышения эффективности добычи, переработки и потребления углеводородных энергоносителей.

2. Развита методология математического и компьютерного моделирования гидродинамики потоков вязкой несжимаемой жидкости в технологиях добычи и переработки углеводородов с использованием метода R-функций, что позволило провести многочисленные исследования в элементах кавитационного оборудования и в изолированных порах для учета водородной активации в задачах фильтрации.

3. Экспериментально и путем математического моделирования доказано, что водород, особенно атомарный, является активатором процесса диффузии и повышает газопроницаемость коллекторов продуктивных пластов в 3-4 раза. Для реализации водородной активации диффузии в призабойной зоне скважин предложены методы, рецептуры и технологическое оборудование для генерации водорода с использованием новых типов энергоаккумулирующих веществ и инициаторов горения.

4. Разработаны методы расчета теплообменных процессов во время гидролиза твердых гидрореагирующих веществ и установлены зависимости показателей тепломассообмена от кинетических характеристик газообразования, коэффициента загрузки сечения генератора водорода при давлении в реакционной зоне до 30,0 МПа, что позволило выполнить расчеты и предоставить предложения по конструктивным и режимным характеристикам оборудования для реализации водородной термобарохимической технологии.

5. Усовершенствована водородную термобарохимическую технологию обработки призабойной зоны продуктивного пласта путем генерирования водорода (особенно атомарного) на всех активных стадиях термобарохимической обработки продуктивного пласта как для интенсификации диффузионных процессов и повышения проницаемости коллекторов, так и для осуществления процессов гидрокрекинга тяжелых углеводородов непосредственно в продуктивном пласте.

6. Теоретически и экспериментально доказано, что применение комплексного водородного и термобарохимического воздействия позволяет обрабатывать угольные горизонты с целью добычи метана из скважин, которые пробурены с поверхности. В этом случае выделение водорода путем гидролиза гидро- реагирующих веществ снижает обводненность пласта, а предложенные активаторы способствуют горению водорода в пористом пространстве угля, инициируя парокислородную конверсию углерода, тем самым увеличивая пористость и проницаемость угольнопородного массива.

7. Теоретически обосновано новую методологию гидрокавитационной активации (ГКА) жидких углеводородов и их эмульсий, которая позволяет интенсифицировать физико-химические процессы в гомогенных и гетерогенных средах, влиять на свойства получаемых топливных композиций, получать энергоносители с заданными свойствами. Определены необходимые и достаточные условия для ее практической реализации.

8. Проведено математическое моделирование течений жидкости в модельных каналам гидрокавитацийного оборудования (ГКА), на основе результатов которого были разработаны конструкции гидрокавитационных и форсуночных систем повышенной эффективности для реализации технологии гидро кавитационной активации широкой гаммы жидких углеводородов и их топливных эмульсий.

9. На созданной экспериментальной установке исследовано влияние ГКА на химико-технологические процессы, которые происходят в углеводородах и углеводородосодержащих эмульсиях. Доказана возможность осуществления процессов низкотемпературного (до 100 ° С) крекинга и гидрокрекинга углеводородов при применении гидрокавитационной активации в технологиях получения жидких и суспензионных композиционных топлив и их дальнейшего эффективного распыления и сжигания. Это позволяет дополнительно привлечь к практическому использованию некондиционные углеводороды, фенольную воду, низкореакционные уголь и биомассу к созданию энергоносителей с улучшенными энергетическими и экологическими характеристиками.

10. Создан энерготехнологический комплекс для определения эффективности использования ГКА и экологических показателей при производстве и сжигании в энергетических котлах искусственных композиционных жидких топлив из некондиционных углеводородов, сточных вод различного органо-минерального состава, низкореакционного угля, биомассы и т.п.

11. Разработан технологический регламент и осуществлены опытно-промышленные внедрения технологии комплексного водородного и термобарохимического воздействия технологии на нефтяных, газоконденсатных и метановых скважинах Украины, Китая, Туркменистана, Грузии и РФ, которые подтвердили ее высокую эффективность. Разработанные гидрокавитационные технологии активации углеводородосодержащих эмульсий и суспензий были апробированы на ряде энергетических объектах Украины и Польши, где они показали высокую энергоэкологическую эффективность.

Подготовка кадров (количество подготовленных докторов и кандидатов наук)

1– доктор наук, 2 – кандидаты наук

Основное научное направление исследований в настоящее время:

  • Развитие научных основ применения методов активации для повышения эффективности физико-химических процессов в технологиях добычи и использования традиционных и альтернативных энергоносителей.

Важнейшие публикации по направлениям исследований

Монографии:

  • 1. Кравченко О.В. Водородная активация в процессах повышения проницаемости нефтегазоносных пород / О.В. Кравченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. − 2013. − № 1/6 (61). − С. 21 –25. – ISSN 1729-3774. http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive
  • 2. Кравченко О.В. Физическое моделирование тепломассообмена при термохимической водородной обработке призабойной зоны пласта нефтяной или газовой скважины / О.В. Кравченко, Д.А. Велигоцкий, В.Б. Пода // Інтегровані технології та енергозбереження. – 2013. − №1. − С. 27 − 35. http://users.kpi.kharkov.ua/ite/page/archiv-ua.aspx
  • 3. Кравченко О.В. Комплекс для проведения исследований процессов производства, подготовки и сжигания новых видов композиционных топлив / О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, В.А. Гоман, Е.Ю. Мусиенко, А.М. Даниленко // Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. − Днепропетровск: Лира ЛТД, 2013. − №5. − С. 150−160. http://ttpt.ktemp.dp.ua/Common/arhttpt.html
  • 4. Кравченко О. Интенсификация добычи метана угольных месторождений с применением технологии управляемого комплексного водородного и термобарохимического воздействия на призабойную зону пласта / О. Кравченко, Д. Велигоцкий, В. Радченко, Е. Юшков //Геолог Украины. − 2013. − №3 (43) − С. 135 − 140. − ISSN 1727-835X. http://www.geolog.org.ua/ru/geologist-ru
  • 5. Кравченко О.В. Метод определения эффективности гидрокавитационной обработки в технологиях производства и сжигания композиционных топлив/ О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, И.А. Баранов // Проблемы машиностроения. – 2014. – №2(17). – С. 58 − 62. http://ipmach.kharkov.ua/journal
  • 6. Кравченко О.В. Перспективные технологии получения и сжигания композиционных топлив на основе методов активации / О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, И.А. Баранов, В.А. Гоман // Комунальне господарство міст. Серія «Енергоефективна техніка та технології в житлово-комунальному господарстві». − Харків: Харківський національний університет імені О.М. Бекетова, 2014. − Вип. 118(1). − С. 29 − 33. http://khg.kname.edu.ua/index.php/khg
  • 7. Кравченко О.В. Совершенствование технологии комплексного воздействия на продуктивные пласты нефтяных и газовых скважин / О.В. Кравченко, Д.А. Велигоцкий, А.Н. Авраменко, Р.А. Хабибуллин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. − 2014. − № 6/5(72). − С. 4 – 9.
    http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive
  • 8. Кравченко О. В. Применение ультразвука в технологии предпламенной активации композиционных топлив / О.В. Кравченко, А.И. Глинько // Проблемы машиностроения. − 2014. − Т. 17. – № 4. − С. 51 – 55. http://ipmach.kharkov.ua/journal
  • 9. Kutia M. Improvement of technological mathematical model for the medium-term prediction of the work of a gas condensate field / M. Kutia, M. Fyk, O. Kravchenko, S. Palis, I. Fyk // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016. – Vol. 5/8(83). – P. 40-48. http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive
  • 10. Kravchenko О. Hydrocavitational activation in the technologies of production and combustion of composite fuels/ О. Кравченко, I. Suvorova, I. Baranov, V. Goman // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2017, 4 /5 (88), Р. 33 – 42. http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive
  • 11. Suvorova I.G. Mathematical and computer modeling of axisymmetric flows of an incompressible viscous fluid by the method of R-functions / I. G. Suvorova, O. V. Kravchenko, I. A. Baranov // Journal of Mathematical Sciences. Springer US, 2012. – Vol. 184. – No. 2. – pp. 165-180. http://www.springer.com/mathematics/journal/10958
  • 12. Кравченко О.В. Применение водорода в химических и термохимических технологиях интенсификации добычи углеводородов/ О.В. Кравченко // Промышленность Казахстана. − 2013. − № 6 (81). − С. 58 –62. – ISSN 1608-8425. http://cmrp.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=89&Itemid=58&lang=ru
  • 13. Non-Conventional Methods of Obtaining Combustible Liquid Fuels/
    Harold N. Knickle1, Oleg Kravchenko2, Igor Baranov2 and Iryna Suvorova2//
    2015 Spring Meeting & 11th Global Congress on Process Safety (56d, 7р.). (ISBN: 978-0-8169-1089-2).1University of Rhode Island USA2 Podgorny Institute
  • 14. Innovative Technologies for Utilization and Disinfection of Waste to Ensure Sustainable Development of Civilization /Irina Suvorova, Oleg Kravchenko, Igor Baranov, Vitaliy Goman// European Journal of Sustainable Development (2018), 7, 4, 423-434. Doi: 10.14207/ejsd.2018. v7n4p423. ISSN: 2239-5938.
  • Влияние водорода на течение и теплообмен в системе «трещина горной породы – флюид»/ Кравченко О. В., Суворова И. Г., Баранов И. А., Велигоцкий Д. А./ Інтегровані технології та енергозбереження / Щоквартальний науково-практичний журнал. – Харків : НТУ «ХПІ», 2018. – № 3.  С. 35 – 47.

ПАТЕНТЫ на сайте: www.ukrpatent.org:

  • 1. Патент №103686, Україна, МПК (2013.01) F25B 30/00, F25J 1/00 Тепловий насос кріогенного рівня температур/ Мацевитий Ю.М., Горпинко Ю.І., Кравченко О.В., Ільяшов М.О., Агафонов О.В., Кожухов О.Д., Баранов І.А.; заявник і патентоутримувач ІПМаш НАН України. − № а 2012 00661; заявл. 23.01.2012; опубл. 11.11.2013, бюл. № 21.
  • 2. Патент на винахід №101032, Україна, МПК C10L 1/32 (2006.01), F25К 1/02 (2006.01) Спосіб одержання та обробки перед спалюванням водовугільного палива/ Кравченко О.В., Андрієнко К.Ю., Суворова І.Г.; заявник і патентоутримувач ІПМаш НАН України. − № а 2010 14716; заявл. 08.12.2010; опубл. 25.02.2013, бюл. № 4.
  • 3. Пат. 102501, Україна, МПК E21B 43/24 (2006.01), E21B 43/25 (2006.01) Спосіб комплексного водневого та термобарохімічного впливу на привибійну зону продуктивного пласта / Кравченко О.В., Велігоцький Д.О., Мацевитий Ю.М., Сімбірський О.В; заявник і патентоутримувач Науково технічний концерн “Інститут проблем машинобудування” НАН України. − № а 2013 03001; заяв. 11.03.2013; опубл. 10.07.2013, Бюл. № 23.
  • 4. Пат. 101032 Україна, МПК (2013) C10L 1/32, F23K 1/02. Спосіб одержання та обробки перед спалюванням водовугільного палива / Кравченко О.В., Андрієнко К.Ю., Суворова І.Г.; заявник і патентоутримувач Ін-т проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № a 201014716; заявл.08.12.2010; опубл. 25.02.2013, Бюл. № 4.
  • 5. Пат. на корисну модель 89291 Україна, МПК (2014.01) F23D 11/00, B01F 3/00, B01F 5/00. Форсунка-активатор / Кравченко О.В., Суворова І.Г., Баранов І.А., Тарасенко Л.В.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. − № u 2013 14346; заяв. 09.12.2013; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 7.
  • 6. Пат. 105077, Україна, МПК F25J 1/00 (2014.01) Спосіб змінення густини кріогенних газів і система установок для його здійснення / Мацевитий Ю.М., Горпинко Ю.І., Кравченко О.В., Ільяшов М.О., Агафонов О.В., Кожушок О.Д., Баранов І.А; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України – № а 2012 07364; заяв. 18.06.2012; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 7.
  • 7. Пат. 114935 Україна, МПК (2017.01) С10L 1/32, С10L 10/00 Водовугільне паливо (Україна) / Кравченко О.В., Гоман В.О, Сімбірський О.В., Момот В.І.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 2015004460; заявл. 07.05.2015; опубл. 28.08.2017, Бюл. № 16. – 4 с.
  • 8. Пат. 113894 (Україна), МПК В01F /16 Гідрокавітаційний пристрій для обробки рідин / Кравченко О.В., Гоман В.О, Сімбірський О.В., Момот В.І.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 2015004466; заявл. 07.05.2015; опубл. 27.03.2017, Бюл. № 6. – 4 с.