Zadaniem operatora systemu magazynowania gazu jest zarządzanie podziemnymi magazynami gazu. Do jego głównych zadań należy zapewnienie bezpieczeństwa funkcjonowania instalacji magazynowych(*) i realizacji umów z użytkownikami tych instalacji oraz świadczenie usług magazynowania niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania systemu gazowego. Kolejnym ważnym zadaniem operatora systemu magazynowania gazu jest zarządzanie przepływami paliw gazowych kierowanych do instalacji magazynowej. Należy dodać też obowiązek informowania użytkowników systemu oraz operatorów innych systemów o warunkach świadczenia usług magazynowania paliw gazowych. W celu zapewnienia możliwości bezpiecznego realizowania usług magazynowych niezbędne jest wykonywanie wielodniowych predykcji mocy zatłaczania gazu do magazynu i odbioru gazu z magazynu na każdym etapie jego napełnienia. Przygotowywanie tak określonych predykcji możliwe jest przy użyciu numerycznych modeli takich jak: modele symulacyjne pracy magazynu gazu, modele numeryczne wykonane na podstawie charakterystyk pracy magazynu gazu. Wykorzystanie modelu pracy magazynu gazu opartego na charakterystykach jego pracy daje możliwość szybkiego wykonania predykcji mocy. W artykule zaprezentowano model numeryczny pracy magazynu gazu opracowany na podstawie charakterystyk mocy odbioru i zatłaczania gazu. Oprogramowanie modelu zostało wykonane przy użyciu języka programowania Python. Na tym etapie program był uruchamiany w środowisku programistycznym. Opracowany model został przetestowany na przykładowych zestawach danych. Wykonano dwie predykcje mocy odbioru gazu i dwie predykcje mocy zatłaczania gazu. Predykcje przygotowano przy założeniu eksploatacji magazynu gazu na jego wczesnym i zaawansowanym etapie napełniania. Wszystkie predykcje dotyczyły 20-dniowego okresu pracy magazynu. W przypadku każdej z wykonanych predykcji zastosowano 6 wariantów zmiany ciśnienia w trakcie pracy magazynu gazu. (*) Instalacja magazynowa paliw gazowych to system służący do przechowywania paliw gazowych, obejmujący zarówno naziemne i podziemne zbiorniki, jak i magazyny w kawernach solnych czy sczerpanych złożach węglowodorów.
The article presents the results of a study aimed at investigating the possibility of using a mixture of pre-treated agricultural biogas and LNG or group E natural gas in equipment adapted to burn group S natural gas. The tests have been performed on the appliances serving preparation of meals and hot water production for hygienic and heating purposes. A brief description of the gas appliances selected for testing were presented. The tested appliances had burners and gas automation have been adapted to burn group S natural gas. A gas cooker and a gas hob (equipped with two different types of burners) and two gas boilers were selected for testing. One of the boilers was equipped with a pre-mix burner and had a closed combustion chamber, while the other boiler had a kinetic-diffusion burner and an open combustion chamber. The tested appliances reflected the most popular designs of domestic gas appliances in their group, used both in Poland and in other European countries. The tests were carried out by supplying the appliances selected for testing with G25.1 gas (G25.1 gas is the reference gas for group S natural gas) and two mixtures that corresponded to the minimum and maximum energy parameters of group S natural gas. The article presents approximate percentage composition of gases used during tests and their energy parameters. The research was focused on checking the following operating parameters and the safety of tested appliances: rated heat input, thermal efficiency, combustion quality, ignition, flame stability and transfer. The article contains an analysis of the test results in detail relating to the obtained values of thermal loads and efficiency.
Characteristic land forms, so-called fairy circles, are associated with surface hydrogen emissions. Two such structures located in the Lublin Voivodship (approximately 30 km east of Lublin, Poland) were selected for soil gas studies (radon content and molecular composition). This is an area where hydrogen generation could potentially occur due to the high content of highly thermally transformed organic matter (e.g., in the Lower Silurian formations). Moreover, the area is located near the Teisseyre-Tornquist zone, which is strongly cut by faults that could represent potential routes for hydrogen migration to the surface. The radon content was measured using a RAD7 from Durridge. Soil air samples were analyzed for molecular composition using Agilent 7890A gas chromatographs equipped with flame ionization (FID), thermal conductivity (TCD), and flame photometric (FPD) detectors. Measurements were taken at 24 points for the larger of the selected structures, marked with the letter W. Radon concentrations ranged from 0 to 10,873.6 Bq/m3. Measurements for 9 points were taken for the second of the selected structures, marked with the letter F. Radon contents ranged from 271.6 to 1169.5 Bq/m3. Analyses of radon contents show that potential pathways of gas migration to the surface occur not in the fairy circle structure itself but at the boundary and nearby. Molecular composition analyses of the soil gas reveal elevated methane and carbon dioxide contents. Hydrogen contents differentiate the two formations. For the W structure, hydrogen occurs in only two samples at low concentrations, while for the F formation, it was identified in four samples at markedly higher concentrations (from 108 to 314 ppm).
Most of petroleum hydrocarbons, regardless of chemical structure, can be transformed to simple compounds (CO2, CH3COOH), being metabolised by methanogenic consortia. In the experiment, a rock sample (dolomite) containing organic matter was treated with a microbial consortium to replicate the formation of biogenic secondary methane. Methanogenic consortia were isolated from soil samples from natural oil seepages sited in the Polish Carpathians. The rock material together with the microbial medium and microbial inoculum was placed in an anaerostat and then incubated. Analyses of the molecular composition of the generated gas were performed twice – on day 30 and on day 109 of the experiment. The summed values of the separated gas components were as follows: for the P consortium it was 30.5 mmol, and for the O-S and L1 consortia it was 27.8 mmol. The main component of the generated gases was nitrogen. The highest amount of methane separated was recorded for sample P (1.58 mmol) and the lowest for sample L1 (0.14 mmol). Elemental analyses of the organic matter obtained after acidification of the rock material were also carried out. GC-MS analyses of the saturated and aromatic fractions showed no signs of biodegradation, and the only difference between the control and other samples was the appearance of elemental sulphur. Despite the absence of signs of microbial activity on the organic matter, gas generation occurred in the microbial-inoculated samples. In addition, in the final phase of the experiment, active ribosomes belonging to the Archaea domain and the order Methanosarcinales could be visualised from the microorganism-treated material (results of FISH analysis). This indicates that methanogenesis is taking place under the experimental conditions discussed.
W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych stwardniałych zaczynów cementowych przeznaczonych do użycia w podziemnych magazynach wodoru. Testy laboratoryjne prowadzone były dla trzynastu receptur zaczynów cementowych (dziesięć receptur wykonano na 3-proc. roztworze KCl, natomiast trzy receptury na solance NaCl o pełnym nasyceniu). Do zaczynów wprowadzano różne dodatki modyfikujące (m.in. nanomateriały w postaci nano-SiO2, nano-Al2O3, lateks oraz środek polimerowy). Ponadto w skład zaczynów cementowych wchodziły domieszki odpieniające, upłynniające, antyfiltracyjne, spęczniające oraz opóźniacz czasu wiązania. Badania prowadzono w autoklawach ciśnieniowych, jak i przy ciśnieniu atmosferycznym. Do sporządzania zaczynów cementowych używano mikrocementu, gipsu modelowego i cementu wiertniczego klasy G. Określano parametry technologiczne stwardniałych zaczynów cementowych, tj. wytrzymałość na ściskanie, przyczepność do rur stalowych oraz porowatość. Spośród testowanych receptur zarabianych 3-proc. roztworem KCl najkorzystniejsze parametry technologiczne uzyskano dla próbki zawierającej w swym składzie 0,5% nano-Al2O3 (nanoglinu) oraz 20% mikrocementu. Kamień cementowy powstały po związaniu tego zaczynu cechował się niezwykle wysoką wytrzymałością mechaniczną. Po 20 miesiącach hydratacji próbki osiągnęły wytrzymałość ok. 53–55 MPa. Przyczepność do rur stalowych próbek cementowych również była bardzo wysoka i wynosiła ok. 12 MPa. Kamień cementowy z nanoglinem i mikrocementem posiadał również najniższą porowatość spośród badanych próbek (jego porowatość po deponowaniu w autoklawie wyniosła 19%). Pory o najmniejszych rozmiarach (poniżej 100 nm) stanowiły zdecydowaną większość z ogólnej ilości porów występujących w matrycy cementowej (było to ponad 95% ogólnej ilości porów). W przypadku próbek sporządzanych na bazie solanki NaCl o pełnym nasyceniu zauważano nieznaczną poprawę parametrów technologicznych zaczynów wzbogaconych nanokomponentami w porównaniu z zaczynem bazowym. Uogólniając, parametry mechaniczne zaczynów cementowych zarabianych wodą, w której rozpuszczono 360 g/l soli NaCl, były słabsze niż te, jakie uzyskano dla próbek wykonanych na 3-proc. roztworze KCl. Zaprezentowane w artykule receptury zaczynów cementowych o najlepszych parametrach, zawierające odpowiednio dobrane komponenty, mogą być rekomendowane do prac związanych z uszczelnianiem rur okładzinowych w otworach wierconych dla magazynowania wodoru.
Ogniwa paliwowe to jeden z głównych elementów zrównoważonych i rozproszonych systemów produkcji i magazynowania energii odnawialnej wykorzystujących wodór. Stanowią one także krytyczny element kolejnej fazy rewolucji transportowej, która polegać ma na zastąpieniu samochodów zasilanych ogniwami litowo-jonowymi przez ich „wodorowych” następców. Sprawność energetyczna w układach ogniw paliwowych teoretycznie sięga nawet 83%, jednak ze względu na niedoskonałość materiałów elektrokatalitycznych w praktyce rzadko przekracza 40%. Kolejnym poważnym ograniczeniem pracujących w temperaturze 70–80°C ogniw PEM są ekstremalne wymogi czystości wodoru. Ponadto temperatura pracy tego typu układów zapewnia ciepło resztkowe o znikomej dla zastosowań przemysłowych wartości. Z kolei konstrukcje wysokotemperaturowe (SOFC, PCCFC, MCFC) wykorzystują odmienne katalizatory, które są odporne na zatruwanie, jak również produkują ciepło resztkowe o parametrach umożliwiających jego szersze zastosowanie. Niestety charakteryzują się bardzo długimi czasami rozruchu, między innymi z powodu konieczności osiągnięcia optymalnych temperatur eksploatacji. Stąd też rodzi się potrzeba opracowania konstrukcji pracujących w pośrednim zakresie temperatur, które dla wielu potencjalnych zastosowań mogą stanowić rozsądny kompromis pomiędzy dostępnymi obecnie rozwiązaniami komercyjnymi. W prezentowanym artykule omówiono zalety hipotetycznych rozwiązań średniotemperaturowych, jak również problemy, które mogą wystąpić przy ich projektowaniu. Przedstawiono również wyniki prac badawczych nad jednym z krytycznych komponentów tej konstrukcji – protonowo przewodzącym elektrolitem. W pracy opisano koncepcję opracowywanego elektrolitu opartego na interpenetrujących sieciach polikwasów nieorganicznych. Materiał taki powinien być zdolny do pracy w warunkach nawilżenia nienasyconą parą wodną, przy ograniczeniu temperaturą roboczą układu. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki własnych prac badawczych dla układów szklistych, kompozytów fosfokrzemianowych oraz fosfokrzemianowych z dodatkami polimerowymi i ceramicznymi. Domieszkowanie matrycy szklistej mające na celu między innymi poprawę właściwości mechanicznych wymagało jednak każdorazowej weryfikacji parametrów elektrycznych, jako że niemal każda zmiana w składzie chemicznym wpływa na własności elektrochemiczne układu. W pracy przedstawiono wybrane charakterystyki materiałowe, obejmujące analizy strukturalne FTIR, XRD i cieplne (DTA), a także wyniki zmiennoprądowych pomiarów elektrycznych EIS oraz charakterystyki prądowo-mocowe.
W artykule przedstawiono metodę badania złączy spawanych przy użyciu cyfrowego defektoskopu OmniScan X3 firmy Olympus oraz dedykowanej sondy PA, umożliwiającej precyzyjne obrazowanie wewnętrznej struktury spoiny i wykrywanie nieciągłości materiałowych. Szczegółowo opisano proces przygotowania próbek, obejmujący ich oczyszczenie, oznaczenie stref pomiarowych oraz dobór odpowiedniej geometrii złącza do badań ultradźwiękowych. Omówiono także dobór parametrów skanowania, takich jak zakres kątowy, głębokość ogniskowania, krok przesuwu i konfiguracja apertury aktywnej, dostosowanych do rodzaju spoiny i oczekiwanej rozdzielczości pomiarowej. Dodatkowo przedstawiono procedury kalibracji układu pomiarowego, obejmujące ustawienia ogniskowania, korekcję prędkości i czułości, a także weryfikację poprawności ścieżki wiązki ultradźwiękowej, co zapewnia wysoką wiarygodność i powtarzalność uzyskiwanych wyników diagnostycznych. W kolejnym etapie przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych na wzorcowych blokach kalibracyjnych wykonanych ze stali węglowej, wyposażonych w standardowe wady referencyjne umożliwiające ocenę parametrów pracy układu PA. Dokonano oceny jakości uzyskanych obrazów ultradźwiękowych, analizując rozdzielczość, stosunek sygnału do szumu, dokładność odwzorowania geometrii reflektorów oraz zdolność detekcji i charakterystykę wskazań. Kalibracja układu pomiarowego defektoskopu i sondy PA posłużyła następnie do wykonania badań złączy rur poeksploatacyjnych, z uwzględnieniem zróżnicowanych własności materiałowych, obecności degradacji eksploatacyjnych oraz geometrii spoin. Zaprezentowano interpretację uzyskanych wyników, identyfikując wykryte nieciągłości, ich lokalizację oraz potencjalny wpływ na integralność konstrukcji. Otrzymane rezultaty potwierdzają wysoką skuteczność technologii phased array w diagnostyce złączy spawanych, zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i podczas badań elementów poeksploatacyjnych. Zrealizowany zakres prac pozwolił na wdrożenie systemu inspekcyjnego wykorzystującego technologię phased array, umożliwiającego szczegółowe mapowanie spoin oraz obszarów korozji w elementach konstrukcji przemysłowych. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest skuteczniejsze wykrywanie trudno dostrzegalnych nieciągłości wewnętrznych materiałów, co znacząco zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji i umożliwia precyzyjną ocenę stanu technicznego badanych komponentów
W artykule zaproponowano naziemną technologię śledzenia i pozycjonowania tłoków inspekcyjnych, opartą na fuzji akustyczno-magnetycznej. Rozwiązanie to stanowi odpowiedź na problemy występujące podczas tłokowania i inspekcji wewnętrznej dalekosiężnych rurociągów ropy naftowej i gazu, w szczególności ograniczenia wynikające ze znacznej głębokości posadowienia rurociągów oraz podatności stosowanych metod na zakłócenia środowiskowe. Technologia wykorzystuje bezkontaktowe, wysokoprecyzyjne czujniki magnetyczne oraz czujniki akustyczno-wibracyjne, które synchronicznie rejestrują sygnały zewnętrznego pola magnetycznego oraz drgania rurociągu. Analiza czasowo-przestrzennej odpowiedzi pola magnetycznego i drgań towarzyszących przejściu tłoka inspekcyjnego, a także różnicy czasowej sygnałów rejestrowanych przez dwa czujniki magnetyczne, umożliwia detekcję przejścia tłoków inspekcyjnych i detektorów wewnętrznych oraz bieżące monitorowanie ich prędkości przemieszczania się. Wyniki badań terenowych wskazują, że omawiana technologia pozwala na śledzenie i pozycjonowanie tłoków inspekcyjnych w zróżnicowanych warunkach środowiskowych, zapewniając wysoki stosunek sygnału do szumu. Jednocześnie sygnał przejścia wyraźnie różni się od sygnałów zakłócających. Prędkość chwilową można wyznaczyć na podstawie różnicy czasu rejestracji sygnału podczas przejścia tłoka inspekcyjnego. Rozwiązanie to zapewnia skuteczne wsparcie techniczne dla bezpiecznego prowadzenia i utrzymania operacji tłokowania w rurociągach dalekosiężnych.
W artykule przedstawiono wyniki badań nad wpływem nanomateriałów na właściwości płynnych i stwardniałych zaczynów cementowych do podziemnego magazynowania wodoru w kawernach solnych. Badania laboratoryjne były wykonywane w INiG – PIB, w Laboratorium Zaczynów Uszczelniających. W badanych zaczynach cementowych jako spoiwo wiążące zastosowano cement wiertniczy G. Zaczyny cementowe sporządzano na solance o pełnym nasyceniu o gęstości 1200 kg/m3, ze względu na bezpośrednią obecność soli w otworze. Do solanki dodawano kolejno środki: odpieniający, upłynniający i obniżający filtrację. Nanokomponenty (nano-SiO2, nano-Al2O3, nano-ZnO, nanorurki węglowe) dodawano do wody zarobowej i dyspergowano ją przy użyciu sonifikatora. Pozostałe składniki: mikrocement, gips modelowy oraz cement mieszano ze sobą i wprowadzano następnie do wody zarobowej. Dla zaczynów cementowych wykonywano badania parametrów reologicznych, określano gęstość, rozlewność, czas gęstnienia, odstój wody oraz zmiany objętości (pęcznienie). Następnie wykonywano badania wytrzymałości na ściskanie kamieni cementowych po 7 dniach oraz po 1, 3 i 6 miesiącach wiązania zaczynów. Dla powstałych kamieni cementowych przeprowadzono także badanie porowatości kamienia cementowego po 6 miesiącach deponowania w nasyconej solance. Badane zaczyny cementowe posiadały gęstość 1920 kg/m3. Zaczyny charakteryzowały się odpowiednią reologią. Zaczyny cementowe po czasie 7 godzin były płynne i nie osiągały początku gęstnienia, dzięki czemu mogą być bezpiecznie zatłaczane podczas cementowania kolumny rur okładzinowych. Odstój wody był zerowy (nie zanotowano wolnej wody). Dodatek gipsu modelowego do składów zaczynów cementowych wpływał na zwiększenie ich pęcznienia podczas wiązania. Zmiany objętościowe (pęcznienia) były dodatnie. Wszystkie badane próbki kamieni cementowych wraz z upływem czasu odznaczały się wzrostem wytrzymałości na ściskanie. Wprowadzenie nanomateriałów do receptur zaczynów cementowych wpłynęło pozytywnie na wzrost wytrzymałości na ściskanie kamieni cementowych. Dodatek nanokomponentów do receptur zaczynów cementowych wpłynął na spadek porowatości kamieni cementowych oraz zagęszczenie mikrostruktury matrycy cementowej.
Biowodór jest obiecującym odnawialnym nośnikiem energii, który może być wytwarzany różnymi metodami w tym fermentacją ciemną, fotofermentacją, biolizą oraz w technologii mikrobiologicznych ogniw elektrochemicznych (MEC). Spośród nich fermentacja ciemna wyróżnia się prostotą operacyjną, skalowalnością oraz kompatybilnością z istniejącymi technologiami biogazowymi. Chociaż fotofermentacja zapewnia wyższą efektywność konwersji substratu do wodoru, jej zależność od światła oraz złożona konstrukcja reaktorów ograniczają zastosowanie praktyczne (powyżej 100 ml/L·h). Ogniwa MEC umożliwiają uzyskanie wodoru o wysokiej czystości, jednak ograniczają je niskie uzyski oraz wysokie zapotrzebowanie energetyczne. Bioliza charakteryzuje się niskimi szybkościami produkcji wodoru (1–8 ml/L·h) oraz inhibicją enzymów przez tlen. Mimo że wszystkie metody mogą wykorzystywać odpady organiczne i ścieki, fermentacja ciemna stanowi najbardziej praktyczne rozwiązanie dla zdecentralizowanej produkcji wodoru, szczególnie w sektorze rolniczym i przemysłowym. Pomimo niższej czystości wodoru oraz konieczności jego oczyszczania, jej zalety w zakresie kosztów, dostępności reaktorów oraz elastyczności mikrobiologicznej czynią ją realną technologią zrównoważonej produkcji energii. Wodór wytwarzany w fermentacji ciemnej może być wykorzystywany jako paliwo w ogniwach paliwowych PEMFC oraz stałotlenkowych ogniwach paliwowych (SOFC) po procesie oczyszczania. Metoda ta umożliwia uzyskanie szybkości produkcji wodoru na poziomie 500–1000 ml H2/L·h, co pozwala na zasilanie małych zestawów ogniw paliwowych (200–2000 W), przy jednoczesnym zachowaniu rozsądnych rozmiarów bioreaktora.
W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ uszkodzeń nienaprawialnych na niezawodność układów napędowych pomp żerdziowych. Napęd mechaniczny, jako jeden z kluczowych elementów pompy żerdziowej, ma istotny wpływ na niezawodność pracy całego układu. O ile wiele uszkodzeń można usunąć w drodze naprawy, o tyle uszkodzenia nienaprawialne mogą wynikać z awarii, zużycia lub starzenia się elementów systemu. W artykule uszkodzenia napędu opisano za pomocą trzech procesów: uszkodzeń naprawialnych, charakteryzowanych intensywnością uszkodzeń i intensywnością odnowy, uszkodzeń nienaprawialnych wymagających wycofania systemu z eksploatacji oraz procesu starzenia, w którym dalsze użytkowanie staje się ekonomicznie nieuzasadnione. Do oceny niezawodności zastosowano model Markowa, przyjmując wykładniczy rozkład czasów do wystąpienia uszkodzeń oraz czasów odnowy. Analizę rozpoczęto od pojedynczego elementu napędu, tj. silnika, a następnie rozszerzono ją na wieloelementowe układy napędowe. Ponieważ rozwiązania analityczne z wykorzystaniem transformaty Laplace’a są złożone, układ równań różniczkowych Kołmogorowa rozwiązano numerycznie w środowisku MATLAB. Uzyskane wyniki wskazują, że uszkodzenia nienaprawialne istotnie wpływają na niezawodność systemu, co potwierdza konieczność ich uwzględniania zarówno przy wyznaczaniu wskaźników niezawodności, jak i przy planowaniu wymiany napędu lub jego poszczególnych elementów.
Na całym świecie podejmowane są działania mające na celu ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery poprzez wdrażanie coraz nowszych rozwiązań i technologii. Jednym ze sposobów ograniczających emisję CO2 do atmosfery jest jego sekwestracja (składowanie pod ziemią). Technologia użyta do tego procesu zwana jest technologią CCS, która polega na wychwytywaniu CO2 z instalacji przemysłowych, transportowaniu go do miejsca składowania oraz wtłoczeniu do wgłębnych struktur geologicznych. Zabiegi uszczelniające zarówno w płytkich, jak i bardzo głębokich otworach wiertniczych wymagają zastosowania specjalnie opracowanych receptur zaczynów cementowych odpornych na specyficzne warunki panujące na ich dnie. Bardzo istotne jest, aby zastosowany zaczyn cementowy posiadał odpowiednie parametry technologiczne oraz czasy gęstnienia i wiązania zapewniające bezpieczne jego zatłoczenie na dno otworu wiertniczego. Zaczyny cementowe powszechnie stosowane po zastosowaniu w otworach sekwestracyjnych pod wpływem rozpuszczonego w wodzie CO2 mogą ulegać tzw. korozji węglanowej. Dlatego uszczelnianie otworów przeznaczonych do magazynowania dwutlenku węgla wymaga, by użyte zaczyny cementowe odznaczały się podwyższoną odpornością na korozję węglanową w długim okresie. Korozja węglanowa wpływa na parametry mechaniczne stwardniałych zaczynów cementowych w różnym stopniu oraz tempie, w zależności od zastosowanych składników, stosunku wodno-cementowego oraz warunków otworowych: temperatury i ciśnienia. Celem badań laboratoryjnych była analiza wpływu korozji węglanowej na zmiany parametrów technologicznych stwardniałych zaczynów cementowych otrzymywanych z zaczynów o niskiej gęstości, tzw. lekkich. Przebadane zostały receptury zaczynów cementowych, które mogą być zastosowane przez serwisy cementacyjne do uszczelniania górnych odcinków kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych. Badania były realizowane przy zastosowaniu cementów oraz pozostałych środków powszechnie stosowanych do sporządzania receptur płynnych zaczynów cementowych. Prowadzono badania parametrów technologicznych stwardniałych zaczynów cementowych po założonych okresach do 9 miesięcy od sporządzenia próbek. Po każdym okresie badań (3, 6 i 9 miesięcy) przeprowadzona została analiza wpływu korozji węglanowej na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałych zaczynów cementowych w czasie. Otrzymywane wyniki badań laboratoryjnych wykazywały negatywny wpływ dwutlenku węgla na parametry technologiczne stwardniałych zaczynów cementowych oraz stopniowe osłabianie ich struktury i wytrzymałości. Z opracowanych receptur zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 godzin w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych.
Sulfur-containing compounds lead to engine wear, corrosion, excessive emissions, and reduced performance. Efficient desulfurization enhances engine reliability and reduces its environmental impact. Adsorption provides an economic, sustainable, and efficient solution for fuel desulfurization. High-surface-area activated carbon with nanopores, prepared from Bienertia sinuspersici (BSAC), a promising biomass precursor, was examined for its performance in adsorbing sulfur compounds, specifically dibenzothiophene (DBT), from a model fuel using a batch experiment setup. The prepared activated carbon had a surface area and pore volume of 1661.9 m2/g and 0.9411 cm3/g, respectively. The effects of key adsorption process parameters, such as contact time (30-150 minutes), initial DBT concentration (1000-5000 ppm), and adsorbent dose (100-500 mg), were evaluated to optimize sulfur adsorption capacity and removal efficiency. All adsorption experiments were conducted at a constant temperature of 25 degrees C and an agitation speed of 150 rpm. The desulfurization isotherms and kinetics of DBT in the model fuel were examined in this study. The results illustrated that the adsorbent dose and initial concentration were key parameters strongly impacting both adsorption capacity and removal efficiency. The adsorption capacity of DBT reached a maximum of 36.12 mg/g at 5000 ppm with a 200 mg adsorbent dose and a contact time of 90 minutes. The highest desulfurization efficiency of 88.8% was achieved at an adsorbent dose of 400 mg, with an initial concentration of 5000 ppm and a contact time of 90 minutes. The equilibrium data were well fitted to the Langmuir isotherm (R2 = 0.95), compared with the Freundlich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich isotherms, indicating monolayer adsorption on a uniform surface. The kinetic data showed that DBT adsorption was best fitted with the pseudo-second-order kinetics model, yielding a higher value of the correlation coefficient (R2 = 0).
Post-stack seismic inversion is a technique that combines different types of data, particularly seismic data and well logs, and transforms a seismic volume into acoustic impedance by incorporating stratigraphic information. In this research, post-stack inversion methods were used to characterize the B-Sand interval of the Lower Goru Formation in the NIM Block, Lower Indus Basin, Pakistan, which is a gas-bearing layer, in terms of porosity and acoustic impedance. Three different inversion approaches, namely band-limited impedance inversion, sparse spike inversion, and model-based inversion, were utilized in this study using 3D seismic data and well logs to estimate reservoir properties. A comparative analysis shows that the sparse spike inversion method provides lower spatial resolution compared to the band-limited and model-based techniques. However, the inversion results from all algorithms show strong agreement with independent petrophysical analysis and log data, thereby validating the methodology. Moreover, the technique is not limited to simple gas reservoirs but also aids in the identification of tight gas sands with complex shapes, varying distribution, and complex geometries.
The issue of radioactive fields in oil-producing depression zones is one of the important directions among studies of depressions where the thick cover of Quaternary formations makes it difficult to identify active structures, geodynamic zones, non-anticlinal traps which are associated with prospective oil-bearing areas in Azerbaijan. Our research has established that gamma anomalies form under the influence of tectonogenesis and are controlled by deep-seated tectonic activity. Regardless of trap type, subsurface hydrocarbon accumulations manifest in surface gamma fields as negative anomalies. This has stimulated further development of radiometric methods for addressing various issues related to geological processes and the exploration of oil fields. Our previous studies indicate that the radioecological situation in certain areas can be considered hazardous due to the increase in background radiation. To stabilize the radioecological situation and reduce the background radiation as far as possible, analyzing the causes responsible for the rise in background radiation in a given territory is of high relevance. Natural background radiation on the ground surface is conditioned by radioelements found in the uppermost layer of the Earth’s crust, as well as by the influence of the deep tectonic processes. The concentrations and ratios of radioactive elements in any area result from various geological processes occurring deep within the Earth. Our research established a correlation between radioactive anomalies, geophysical fields and modern vertical movements of the Earth’s crust.
The worldwide transition to sustainable and environmentally friendly energy sources has become increasingly important due to the environmental concerns associated with fossil fuel dependency. Among the various alternatives, Compressed Natural Gas (CNG) has emerged as a viable option. Assessing the operation of CNG refuelling stations in Nigeria is critical for measuring their performance and determining potential and obstacles to increasing CNG usage. This research assesses the functionality and operational standards of CNG refuelling stations in Lagos, Nigeria, with an emphasis on effectiveness and adherence to international regulations. The data show significant performance discrepancies among the stations. While Station C had the maximum functional efficiency and conformity with practically all important international indicators, other stations, notably Station D, showed significant flaws. These consist of prolonged normal refuelling times, bad upkeep, and not enough training for the workers. A comparison with international standards highlighted systemic issues: the assessed stations had an average refuelling duration of 7 minutes, exceeding the global norm of 5 minutes, and they conducted only one maintenance cycle per month, instead of the required four. Staff training compliance was 60%, and system downtime reached 12%, greatly surpassing the worldwide norm of 5%. These shortcomings threaten the reliability, safety, and public acceptance of Nigeria's CNG infrastructure. The paper highlights the necessity of adhering to strict regulations, conducting periodic evaluations, and providing training for employees. Addressing these deficiencies is essential to improve station performance and support Nigeria’s transition to more environmentally friendly transportation through wider adoption of CNG technology.
The article presents a decomposition of the problem of selecting formulations for drilling fluids, which includes the formalization of requirements for their composition and properties, the construction of a set of acceptable formulations and the justification of a subset of equivalent formulations by component composition, selection of the optimal component composition and content of chemical reagents, as well as the composition and concentration of surfactants. The model was built using expert procedures and the results of multifactorial experimental studies on the effect of chemical reagents on the properties of drilling fluids. The formalization of the content of the formulation components was performed based on a decision-making model with a flexible selection of the optimality criterion from several classes, which reflects the functional features of the use of technological fluids in the relevant mining and geological conditions. Fragments of the model for selecting the formulation of the Biocar-TF drilling mud for drilling within the interval of 5752-6572 m of well 43 Semyrenky at temperatures up to 160 degrees & Scy; are described. To ensure high initial quality of the opening to productive horizons and prevent possible complications, an additive criterion based on HTHP filtration loss and mud cake permeability was used. Fragments of the results of the selection of killing fluid formulations for well 526 of the Bugrivativske oil field are presented according to the criteria of the cost per unit volume, surface tension at the interface between the killing fluid filtrate and oil, and the cutting carrying index. The feasibility of using technological fluid formulations of according to various optimality criteria is illustrated.
Heat exchangers are used in aviation and space technology, power engineering, chemical processing, oil refining, the food industry, refrigeration and cryogenic technology, heating and hot water supply systems, air conditioning, and various types of heat engines. With the growth of energy capacity and production volume, the mass and dimensions of the heat exchangers used are increasing. A large amount of alloyed and non-ferrous metals is spent on their production. Reducing the mass and dimensions of heat exchangers is therefore a pressing problem. The most promising way to solve this problem is heat exchange intensification. Experience in the creation and operation of various heat and mass transfer devices has shown that the heat exchange intensification methods developed to date provide a 1.5-2-fold or even greater reduction in the dimensions and metal content (mass) of these devices compared with similar serially produced devices with the same thermal power and power for pumping of heat carriers. Research into heat exchange intensification is being carried out in various countries, and at a noticeably increasing pace. To date, various methods of intensification of convective heat transfer have been proposed and studied. Recently, interest has arisen in the use of thermodynamic methods to assess the efficiency of heat exchangers and, in particular, heat transfer intensification. It is proposed to compare the total changes in entropy in heat exchangers when irreversible heat exchange processes occur in them and the flow overcomes hydraulic resistance. If the intensification is effective, the total entropy change will be lower than in a device with smooth surfaces. It should be noted that, when comparing different methods, assessments of heat transfer intensification efficiency give qualitatively identical results. The article shows the effect of sedimentation of solid particles (clay, sand and other solid impurities contained in crude oil) on the heat exchange surface, as well as the hydrodynamics and heat exchange in tubular heat exchanger systems with oil emulsions. The effect of sedimentation of solid particles in turbulent and transverse flow motion is shown. The presence of various forces causing the movement of particles (droplets) in the volume of the flow has a significant impact on the sedimentation of solid particles on the surface and on the fragmentation of droplets in the flow. A mathematical model of the heat exchange process for heating oil emulsion in series-connected heat exchangers of oil refining is developed and applied.
Characteristic land forms, so-called fairy circles, are associated with surface hydrogen emissions. Two such structures located in the Lublin Voivodship (approximately 30 km east of Lublin, Poland) were selected for soil gas studies (radon content and molecular composition). This is an area where hydrogen generation could potentially occur due to the high content of highly thermally transformed organic matter (e.g., in the Lower Silurian formations). Moreover, the area is located near the Teisseyre-Tornquist zone, which is strongly cut by faults that could represent potential routes for hydrogen migration to the surface. The radon content was measured using a RAD7 from Durridge. Soil air samples were analyzed for molecular composition using Agilent 7890A gas chromatographs equipped with flame ionization (FID), thermal conductivity (TCD), and flame photometric (FPD) detectors. Measurements were taken at 24 points for the larger of the selected structures, marked with the letter W. Radon concentrations ranged from 0 to 10,873.6 Bq/m3. Measurements for 9 points were taken for the second of the selected structures, marked with the letter F. Radon contents ranged from 271.6 to 1169.5 Bq/m(3). Analyses of radon contents show that potential pathways of gas migration to the surface occur not in the fairy circle structure itself but at the boundary and nearby. Molecular composition analyses of the soil gas reveal elevated methane and carbon dioxide contents. Hydrogen contents differentiate the two formations. For the W structure, hydrogen occurs in only two samples at low concentrations, while for the F formation, it was identified in four samples at markedly higher concentrations (from 108 to 314 ppm).
This study presents the digital design of equipment for high-precision monitoring of geodynamic and seismic processes in the Azerbaijani sector of the Caspian Sea and its adjacent coastal zones. The research area includes the Absheron Peninsula, Gobustan, Shamakhi, Lankaran, and the marine aquatory covering active tectonic fault zones. The methodology is based on the integration of seismic event data, GNSS and InSAR measurements, geological-tectonic maps, and technical metadata of the existing seismic network. QGIS, ArcGIS Pro, Leaflet.js, and CesiumJS platforms were employed for data processing and visualization. Fuzzy logic was applied for risk assessment, while artificial neural networks (ANNs) were used for optimal station placement. As a result, a prototype system was developed that collects data in real time, automatically updates seismic hazard maps, and provides operational decision support for emergencies. The proposed digital design holds significant practical importance for enhancing seismic safety and continuous monitoring of geodynamic processes in the Republic of Azerbaijan.
