09 марта 2016г.
В настоящее время в нефтепромысловой практике для подъема продукции, отбираемой из нефтяных пластов, широко используются многоступенчатые электроцентробежные насосы (ЭЦН). Нередко насосные узлы эксплуатируются при достаточно низких значениях давления на входе в первую ступень, когда объемное расходное содержание свободного газа, выделяющегося из нефти, может достигать 35%. Известно, что наличие газовой фазы в перекачиваемой продукции существенно ухудшает напорные и энергетические характеристики насоса. В этом случае основные параметры работы отдельных ступеней ЭЦН (напор и кпд) зависят от непрерывно и нелинейно изменяющихся вдоль насоса характеристик перекачиваемых фаз и газоводонефтяной смеси, прежде всего, от давления, температуры, газонасыщенности и эффективной вязкости смеси. В таких случаях электроцентробежные насосы необходимо рассматривать как системы с распределенными параметрами, что следует учитывать при моделировании термо- и гидродинамических процессов в каналах ЭЦН.
Математическая модель. Для расчета характеристик ЭЦН при перекачке газожидкостных смесей построена система [1, 2, 6] дифференциальных уравнений, обобщающая дискретную схему [4, 5] П.Д. Ляпкова и В.И. Игревского:
Как видно на Рисунке
1, расчетные зависимости приращения давления с экспериментами.
Pэ = Pэ (Qх=0 ) хорошо согласуются
Выводы. Разработанная математическая модель качественно и количественно верно описывает
процессы тепломассопереноса при перекачке электроцентробежными насосами газожидкостных смесей. Она может быть использована для
экспресс-анализа параметров работы
насосного оборудования нефтяной добывающей скважины, а также для решения задач оптимального подбора
ЭЦН с учетом конкретных условий ее эксплуатации. Примечание. Работа выполнена за счет
средств
субсидии,
выделенной
в
рамках
государственной поддержки Казанского федерального университета в целях повышения
его
конкурентоспособности
среди ведущих мировых
научно-образовательных центров, а также субсидии
для выполнения государственного задания в сфере научной
деятельности.
Список литературы
1.
Конюхов В.М. Дисперсные потоки в нефтяных скважинах. Казань: Изд-во КГУ, 1990. 160 с.
2.
Конюхов В.М., Конюхов И.В. Численное моделирование нестационарных процессов тепломассопереноса при движении газоводонефтяной смеси в каналах центробежного электронасоса // Вопросы
атомной пауки и техники.
Сер. Матем. моделирование физ. процессов. 2012. Вып. 4. С. 60 – 69.
3.
Конюхов В.М., Конюхов И.В., Краснов С.В. Математическое обеспечение программно-технического комплекса ИСКЕНДЕР // Вопросы
атомной пауки и техники. Сер. Матем. моделирование физ. процессов. 2012. Вып. 3. С. 34 – 44. (5)
4. Ляпков П.Д. Подбор установки погружного центробежного насоса
/ В кн.: Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных
месторождений. Добыча
нефти. Под ред. Ш.К. Гиматудинова. М.: Недра, 1983. C. 237 – 293.
5. Ляпков П.Д. Подбор установки погружного центробежного насоса
/ В кн.: Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных
месторождений. Добыча нефти. Под ред. Ш.К. Гиматудинова. М.: Недра, 1983. C. 237 – 293.
6.
Саламатин А.Н. Математические модели дисперсных потоков.
Казань: Изд-во КГУ, 1987. 172 с. (1)
