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)