Відділ нетрадиційних енерготехнологій

Керівник відділу:
доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Кравченко Олег Вікторович

E-mail: kravchenko@ipmach.kharkov.ua

Заступник керівника відділу:
провідний науковий співробітник, доктор технічних наук, професор

Суворова Ірина Георгіївна

Відділ нетрадиційних енерготехнологій

Кадровий склад відділу:


Трошенькін Борис Олександрович – провідний науковий співробітник, доктор технічних наук, професор
Баранов Ігор Андрійович – старший науковий співробітник, кандидат фізико-математичних наук
Трошенькін Владислав Борисович – старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник
Ярещенко Володимир Григорович – старший науковий співробітник, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник
Сімбірський Олександр Валентинович – головний інженер відділу
Велігоцький Дмитро Олексійович – провідний інженер
Гоман Віталій Олександрович – провідний інженер
Антонов Олексій Валентинович – провідний інженер
Мусієнко Катерина Юріївна – провідний інженер
Баштовий Артем Віталійович – інженер 1 категорії
Бурчак Людмила Миколаївна – технік 1 категорії
Гаврилюк Роман Русланович – технік 1 категорії
Логінова Надія Михайлівна – технік 1 категорії

Історія створення відділу та найбільш вагомі досягнення

Відділ створено у 2001 році з метою дослідження теоретичних та методологічних основ інтенсифікації фізико-хімічних процесів для удосконалення наявних та розробки нових ефективних екологічно чистих технологій і обладнання для видобування, переробки та спалювання вуглеводневих енергоносіїв.

Результати досліджень та технології, які було створено на їх основі, добре відомі та впроваджуються в Україні та за кордоном:

1. Запропоновано новий підхід до організації фізико-хімічних процесів, при якому їх інтенсифікація здійснюється шляхом об’єктно-орієнтованої активації, при цьому речовини-активатори та/або додаткова енергія утворюються саме під час протікання лімітованих стадій цих процесів та безпосередньо в середовищах, в яких вони відбуваються. Це дає змогу організувати здійснення процесів енергоперетворення з максимальним рівнем ефективності.

Саме цей підхід реалізовано при створенні нових інноваційних технологій підвищення ефективності видобування, переробки та споживання вуглеводневих енергоносіїв.

2. Розвинуто методологію математичного і комп'ютерного моделювання гідродинаміки потоків в’язкої нестисливої рідини в технологіях видобування та переробки вуглеводнів з використанням методу R-функцій, що дозволило провести чисельні дослідження в елементах кавітаційного обладнання та в ізольованих порах для врахування водневої активації в задачах фільтрації.

3. Експериментально та шляхом математичного моделювання доведено, що водень, особливо атомарний, є активатором процесу дифузії та підвищує газопроникність колекторів продуктивних пластів у 3-4 рази. Для реалізації водневої активації дифузії в привибійній зоні свердловин запропоновано методи, рецептури та технологічне обладнання для генерації водню з використанням нових типів енергоакумулюючих речовин та ініціаторів горіння.

4. Розроблено методи розрахунку тепломасообмінних процесів під час гідролізу твердих гідрореагуючих речовин та встановлено залежності показників тепломасообміну від кінетичних характеристик газоутворення, коефіцієнта завантаження перерізу генератора водню при тиску в реакційній зоні до 30,0 МПа, що дозволило виконати розрахунки та надати пропозиції щодо конструктивних та режимних характеристик обладнання для реалізації водневої термобарохімічної технології.

5. Удосконалено водневу термобарохімічну технологію обробки привибійної зони продуктивного пласта шляхом генерування водню (особливо атомарного) на всіх активних стадіях термобарохімічної обробки продуктивного пласта як для інтенсифікації дифузійних процесів та підвищення проникності колекторів, так і для здійснення процесів гідрокрекінгу важких вуглеводнів безпосередньо в продуктивному пласті.

6. Теоретично та експериментально доведено, що застосування комплексного водневого і термобарохімічного впливу дозволяє обробляти вугільні горизонти з метою видобування метану зі свердловин, які пробурені з поверхні. У цьому випадку виділення водню шляхом гідролізу гідро-реагуючих речовин знижує обводненість пласта, а запропоновані активатори сприяють горінню водню в пористому просторі вугілля, ініціюючи парокисневу конверсію вуглецю, тим самим збільшуючи пористість і проникність вугільнопородного масиву.

7. Теоретично обґрунтовано нову методологію гідрокавітаційної активації (ГКА) рідких вуглеводнів та їх емульсій, яка дозволяє інтенсифікувати фізико-хімічні процеси в гомогенних та гетерогенних середовищах, впливати на властивості одержуваних паливних композицій, отримувати енергоносії з заданими властивостями. Визначено необхідні та достатні умови для її практичної реалізації.

8. Проведено математичне моделювання течій рідини в модельних каналах гідрокавітаційного обладнання (ГКА), на основі результатів якого було розроблено конструкції гідрокавітаційних та форсункових систем підвищеної ефективності для реалізації технології гідрокавітаційної активації широкої гами рідких вуглеводнів та їх паливних емульсій.

9. На створеній експериментальній установці досліджено вплив ГКА на хіміко-технологічні процеси, які відбуваються в вуглеводнях та вуглеводневовмісних емульсіях. Доведено можливість здійснення процесів низькотемпературного (до 100°С) крекінгу та гідрокрекінгу вуглеводнів при застосуванні гідрокавітаційної активації в технологіях одержання рідких і суспензійних композиційних палив та їх подальшого ефективного розпилювання та спалювання. Це дозволяє додатково залучити до практичного використання некондиційні вуглеводні, фенольну воду, низькореакційне вугілля та біомасу до створення енергоносіїв з поліпшеними енергетичними й екологічними характеристиками.

10. Створено енерготехнологічний комплекс для визначення ефективності використання ГКА та екологічних показників при виробництві та спалюванні в енергетичних котлах штучних композиційних рідких палив з некондиційних вуглеводнів, стічних вод різного органо-мінерального складу, низькореакційного вугілля, біомаси тощо.

11. Розроблено технологічний регламент та здійснено дослідно-промислові впровадження технології комплексного водневого і термобарохімічного впливу технології на нафтових, газоконденсатних та метанових свердловинах України, Китаю, Туркменістану, Грузії та РФ, які підтвердили її високу ефективність. Розроблену гідрокавітаційну технологію активації вуглеводневовмісних емульсій і суспензій було апробовано на ряді енергетичних об’єктів України та Польщі, де вона показала високу енергоекологічну ефективність.

Підготовка кадрів (кількість підготовлених докторів та кандидатів наук)

1– доктор наук, 2 – кандидати наук

Основний науковий напрям досліджень на теперішній час:

  • Розвиток наукових основ застосування методів активації для підвищення ефективності фізико-хімічних процесів в технологіях видобування і використання традиційних та альтернативних енергоносіїв.

Найважливіші публікації за напрямами досліджень

Монографії:

  • 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. Knickle N. Harold. 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 USA 2 Podgorny Institute

ПАТЕНТИ на сайті: 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.