В настоящее время актуальными задачами при добыче нефти из низкодебитных скважин являются увеличение межремонтного периода и снижение удельного расхода энергии на подъем продукции. Гидроструйный способ эксплуатации скважин позволяет решить указанные задачи. При всех известных преимуществах гидроструйного способа эксплуатации, таких как добыча продукции с повышенным содержанием газа и механических частиц, возможность дренирования пластов с низким притоком, одной из проблем является отсутствие простой инженерной методики расчета характеристик гидроструйных насосов (ГСН), адаптированной для скважинных условий.
В статье представлены результаты проведения испытаний промысловых ГСН с различными значениями основного геометрического параметра в широком диапазоне давлений активного (7,2-13,1 МПа) и пассивного (0,2-3,1 МПа) потоков, которые моделируют скважинные условия. Получено 120 характеристик работы ГСН. В результате обработки экспериментальных данных определено влияние указанных параметров на характеристики работы ГСН: 1) чем меньше значение основного геометрического параметра, тем больше напор, развиваемый ГСН; 2) увеличение давления на приеме ГСН приводит к более значительному расширению бескавитационной области работы, чем снижение давления активного потока перед соплом.
Обобщены экспериментальные исследования характеристик ГСН, полученные в указанном диапазоне барических условий. В результате обработки экспериментальных данных получены номограммы кавитационных режимов работы ГСН. Разработана инженерная методика расчета характеристик ГСН, которая может использоваться как для подбора ГСН к скважинам, так и для оценки их текущей эксплуатации. На основе регрессионного анализа получены аналитические зависимости кавитационных параметров работы ГСН (кавитационного коэффициента инжекции и кавитационного безразмерного перепада давления) и максимального безразмерного перепада давления, соответствующего нулевому коэффициенту инжекции. Оценена погрешность полученной модели относительно экспериментальных исследований характеристик.
Список литературы
1. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты / 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 352 с.
2. Подвидз Л.Г., Кирилловский Ю.Л. Расчет струйных насосов и установок // Тр. ин-та / ВИГМ. – 1968. – Вып. 38. – С. 44–97.
3. Cunningham R.G. Jet Pump Theory and Performance with Fluids of High Viscosity //Trans. ASME. – 1957. – V. 79, P. – 1807–1820.
4. Дроздов А.Н. Технология и техника добычи нефти погружными насосами в осложненных условиях. – М.: МАКС пресс, 2008. – 312 с.
5. Пат. № 2238443, РФ. М. кл. F 04 F 5/54, Е 21 В 43/40. Способ добычи нефти и насосно-эжекторная система для его осуществления / А.Н. Дроздов, В.В. Монахов, И.В. Цыкин: заявл. 30.12.03; опубл. 20.10.04.
6. Лямаев Б.Ф. Гидроструйные насосы и установки. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1988. – 256 с.
