A PhD képzéshez tartozó tanszéki tudományterületek
A Mikoviny Sámuel Földtudományi Doktori Iskola (A doktori iskoláról bővebben) tématerületei kari intézetekhez kapcsolódnak, így a tématerületek oktatási-kutatási programjának összeállításában, továbbá a kutatási témák meghirdetésében az intézeteké a meghatározó szerep. A programok irányítása és koordinálása általában az intézetigazgató feladata. A kutatási témacsoportokat, és azokon belül az ajánlott témákat a Doktori Iskola Tanácsa évente áttekinti, és szükség esetén dönt azok módosításáról.
Nyersanyag- és energiatermelő rendszerek telepítése és elemzése
Témavezető: Dr. Molnár József, egyetemi docens. A téma egyaránt áll elméleti és gyakorlati kutatási feladatokból. Egyénileg alakítjuk ki a hallgatóval a megoldandó problémának megfelelően, elsősorban olyan doktoranduszok jelentkezésére számítva, akik alkalmas bányászati, környezetvédelmi és/vagy eljárástechnikai ismeretekkel rendelkeznek. A jelölt lehetőséget és segítséget kap a bányászatban, annak bizonyos kapcsolódó területein illetve a környezetvédelemben működtetendő termelő rendszerek felépítésének és működésének elemzésére. Logisztikai problémák, megfelelő minőségű bányatermékek (pl. ércek, ipari ásványok, szén, primer építőanyagok, stb.) előállítása, technológiai kérdések, távoli forrásokból származó szilárd energiahordozók és nyersanyagok beszerzésének vizsgálata szerepelhetnek egyebek között a választott programban. Vizsgálat tárgyát képezheti a rendszerek optimalizálása, műszaki és gazdasági kérdései, továbbá működésük környezeti hatásai is.
Bányászati szállító és termelő berendezések
Témavezető: Dr. Virág Zoltán István, egyetemi docens. A szállító és termelő berendezések technológiai jellemzőinek optimalizálása, az optimális üzemeltetési feltételek megválasztása, a geometriai és szilárdságtani méretezése alapvető fontosságú a gazdaságosság fentartásában. A jövesztőgépeknél a vágóél és bontófog geometriai és forgácsolási paramétereinek meghatározása a jövesztendő kőzetek megbízható forgácsolhatósági anyag jellemzőinek ismeretében végezhető el. A forgácsolhatósági anyagjellemzőket laboratóriumi fogácsolási vizsgálatokkal határozhatjuk meg. A szerkezetek tervezése, vizsgálata elsősorban acélszerkezeti tervezést igényel.
Acélszerkezetek optimális méretezése
Témavezető: Dr. Virág Zoltán István, egyetemi docens. A hegesztett acélszerkezetek gyakran fő szerkezeti elemei különböző teherviselő szerkezeteknek, pl. bányagépeknek, hajóknak, hidaknak, bunkereknek, tartály tetőknek, offshore szerkezeteknek, járműveknek stb. A szerkezetek különböző terhelésnek vannak kitéve, mint pl. nyomás, hajlítás, nyírás vagy kombinált terhelés. A lemezek alakja lehet négyzet, téglalap, kör, trapéz stb. Merevíthetjük őket egy vagy két irányban különböző lemez, L, trapéz vagy más alakú bordákkal. A minimális költségre vagy tömegre való tervezés megtalálható hajlított négyzetes és téglalap alakú bordázott és cellalemezekre, egytengelyűleg nyomot lemez és L-bordás lemezre, excentrikus nyomással terhelt hegesztett acél lemezekre, kétirányban terhelt lemezekre nyitott és zárt szelvénnyel merevített hegesztett hídpályákra. A megbízhatóság alapú diszkrét optimalizálást bordázott lemezek és héjak tervezésére és a fáradási előírások kielégítésére használják.
Development of haulage and mining equipment
Supervisor: Dr. Zoltán István Virág, associate professor. Optimizing the technological characteristics of haulage and mining equipment, choosing the optimal operating conditions, and geometric and strength design are essential for maintaining economical productivity. In the case of winning machines, the determination of the geometrical and cutting parameters of the cutting edge and the cutting tooth can be performed with the knowledge of the reliable cutting characteristics of the rocks to be mined. The machinability material properties can be determined by laboratory cutting tests. The design and examination of structures primarily require steel structure design.
Optimum design of steel structures
Supervisor: Dr. Zoltán István Virág, associate professor. Welded steel structures are often the main structural component in various load-carrying structures, e.g. mining equipment, ships, bridges, bunkers, tank roofs, offshore structures, vehicles, etc. They are subject to various loadings, e.g. compression, bending, shear or combined load. The shape of the plates can be square, rectangular, circular, trapezoidal, etc. They can be stiffened in one or two directions with stiffeners of flat, L, trapezoidal or other shapes. The minimum cost or mass design was found in square and rectangular orthogonally stiffened and cellular plates loaded in bending, uniaxially compressed rectangular plates with flat and L-stiffeners, welded steel plates loaded with eccentric compression, biaxially loaded plates welded bridge decks with open- and closed-section stiffeners. Reliability-based discrete optimization used to design stiffened plates and shells and to satisfy fatigue requirements.
Risk-based maintenance of pressure regulator stations
Supervisor: Dr. István Szunyog, associate professor. Pressure regulator stations are extremely important units of gas distribution networks, the continuous operation of it is an indispensable condition. Their regular, planned maintenance entails significant costs, but their unexpected failure can result in loss of consumer service and, in some cases, an emergency. Current practice is to maintain them according to a time-based schedule, taking into account the manufacturer's recommendations. If a risk-based assessment, classification and maintenance procedure can be established based on an appropriate logical principle and practical experience, costs can be reduced, and the number of failures minimized. The aim of the research is to identify and classify risk factors as accurately as possible, and then to produce a database, on which a scientifically based, risk-based maintenance planning methodology can be created with the help of unexplored relationships and with the support of control measurements.
Nyomásszabályozó állomások kockázat alapú karbantartása
Témavezető: Dr. Szunyog István, egyetemi docens. A gázelosztó hálózatok kiemelten fontos egységei a nyomásszabályozó állomások, melyek folyamatos üzemeltetése elengedhetetlen feltétel. Rendszeres, tervezett karbantartásuk jelentős költséggel jár, nem várt meghibásodásuk viszont fogyasztói szolgáltatás kiesést, és adott esetben veszélyhelyzetet is eredményezhet. A jelenlegi gyakorlat szerint a karbantartásuk a gyártói ajánlásokat is figyelembe véve egy idő alapú ütemezés szerint valósul meg. Abban az esetben, ha megfelelő logikai elv, illetve gyakorlati tapasztalatok alapján sikerül kialakítani egy kockázat alapú értékelési, besorolási és karbantartási eljárást, a költségek csökkenthetők, a meghibásodások száma minimalizálásra kerülhet. A kutatás célja a kockázati tényezők minél pontosabb beazonosítása, ragsorolása, és ezt követően egy minél szélesebb körű adatbázis előállítása, mely alapján eddig fel nem tárt összefüggések segítségével, valamint kontroll mérések támogatásával létrehozható egy tudományos alapokra támasztott, kockázat alapú karbantartás tervezési módszertan.
Power-to-gas, Gas-to-power technológiák gázipari infrasrtuktúrába történő illesztésének kutatása
Témavezető: Dr. Szunyog István, egyetemi docens. Az energetikában, beleértve a gázipart is, az egyik kiemelt kutatási terület a különböző típusú energiahordozók energiatárolás céljára történő átalakítási folyamatainak vizsgálata lett. Ennek a területnek az egyik szegmensét képezik az éghető gázok (beleérte a földgázok, biogázok, és egyéb alternatív éghető gázok), mint tárolható energiahordozók, igény szerinti átalakítása villamos energiává, vagy éppen fordítva, a megújuló forrásokkal termelt időjárásfüggő villamos energia tárolható formába történő átalakítása, beleértve a megújuló energiahordozók segítségével előállított hidrogént, vagy metánt is. A kutatás célja annak vizsgálata, hogy a földgázrendszerek milyen minőségi formában és mennyiségben képesek ezen éghető gázok befogadására, tárolására és kiadására, milyen mértékű ténylegesen kihasználható rugalmasságot mutatnak. A fizikai rendszervizsgálatok (szállító, tároló, elosztó és felhasználói rendszerek) és kialakított vizsgálati modellek mellett a kutatás tovább bővíthető a kereskedelmi feltételek vizsgálatára is.
Geotermikus energiatermelő rendszerek fejlesztési kockázata
Témavezető: Dr. Tóth Anikó Nóra PhD, c. egyetemi tanár. Geotermikus projektek kockázatcsökkentése, különös tekintettel a hagyományos hidrotermális geotermikus rendszerek kezelhető kockázataira. A geotermikus energia termelésére irányuló projektek lényegesen különböznek a összes többi energia termelési technológiától, unikális és speciális kutatási, fejlesztési módszereket és ütemezést kívánnak. Egy geotermikus projekt általában több éves földtani kutatással és fúrással kezdődik, amelyet egy rövid építési időszak, majd több évtizedes üzemeltetés követ. Minden egyes lépés egyedi kockázatokat és kihívásokat jelent a geotermikus energiatermelő és hasznosítás szektor számára egyaránt. Különösen hangsúlyos szerepet játszik a geológiai kockázat, mely a geotermikus rezervoárban történő hő és fluidum transzport folyamatok megismerése és leírása által prognosztizálhatóvá, sőt csökkenthetővé válhat.
Folyadék felhalmozódás modellezése a gázkutakban
Témavezető: Dr. Turzó Zoltán, egyetemi docens. A gázkutak termelése során nagyon gyakran jelentkeznek folyadékfelhalmozódási problémák. A termelőcsőben felhalmozódó folyadék csökkenti a gáztermelést, de akár a termelés végleges megszűnését is okozhatja. A szakirodalomba jelenleg rendelkezésre álló módszerek nem adnak megfelelően pontos becslést a jelenség leírására. A folyadék felhalmozódás numerikus szimulációjával azonban a jelenség megfelelően leírható lenne és így meghatározhatók lennének azok a termelési körülmények, amely mellett nem következik be a felhalmozódás.
A folyadék felhalmozódás igen bonyolult tranziens többfázisú áramlás. A kutatás célja a megfelelő numerikus modell kidolgozása és tesztelése. A vizsgálathoz a Bányászat és Energia Intézetben rendelkezésre állnak a megfelelő szimulációs szoftverek, melyek segítségével az új folyadékfelhalmozódás leíró modell kidolgozható. Rendelkezésünkre állnak valós, mező béli mérési eredmények is a kidolgozott modell tesztelésére.
Időszakos fluidum termelő kutak beáramlási egyenleteinek vizsgálata
Témavezető: Dr. Turzó Zoltán, egyetemi docens. Az időszakosan üzemelő folyadéktermelő kutak beáramlási viszonyainak leírására nem alkalmazhatóak a jól ismert hozam egyenletek, mivel azokat állandósult áramlás feltételezése mellett dolgozták ki. Napjainkban azonban egyre több időszakosan termelő kút van, ezért szükség lenne egy az ilyen kutak környezetében (a termelő rétegben) kialakuló tranziens áramlástani viszonyok figyelembe vételére. A téma kidolgozásához többfázisú numerikus áramlástani szimulációt (CFD) és rezervoármechanikai szimuláció kombinálásával várhatóan jó eredményeket lehet elérni. A szükséges laboratóriumi mérések is elvégezhetők a Kőolaj és Földgáz Intézetben.
Modeling of Liquid loading in Gas Wells
Supervisor: Dr. Zoltán Turzó, associate professor. Liquid loading is a frequently accruing problem in gas wells. The liquid accumulating in the producing well is decreasing the produced gas rate, and finally can cause the cease of production, too. The models available in the literature are not giving acceptable results to describe the liquid loading process. Using numerical simulation the liquid loading could be properly modeled, and the production conditions to avoid the loading can be determined. The liquid loading is a very complex transient multiphase flow. The goal of the research is to develop and test a new liquid loading simulation model. To perform the research, Petroleum and Natural Gas Institute has all the required simulation software environment to be able to develop the new model, and we have field measured data sets to test the simulation results.
Evaluation of Inflow Performance of Intermittent fluid producing wells
Supervisor: Dr. Zoltán Turzó, associate professor. The well known inflow performance relationships for fluid producing wells were developed supposing steady state flow in the drainage area of the producing well, so these are not suitable for intermittently producing well. Nowadays, there are more and more intermittently producing well, so it is required to develop new inflow performance equations considering the transient flowing conditions for such wells. Numerical fluid dynamic simulations (CFD) combined with reservoir simulation software could be a suitable tools to develop the new inflow equations. The required laboratory measurements can be performed in the Institute of Mining and Energy.