Визначення характеристик струминного насоса при його асиметричному обертанні в свердловині

Анотація

На основі використання закону збереження моменту кількості руху рідини паралельних змішуваних потенціальних потоків з лінійним розподілом тангенціальних швидкостей і радіальним зміщенням відносно осі свердловини запропоновано гідравлічну модель робочого процесу низьконапірного струминного насоса для умов його асиметричного обертання. В ході виведення рівняння напірної характеристики низьконапірного струминного насоса при його асиметричному обертанні в свердловині використано закон збереження енергії потоку у вигляді рівняння Бернуллі та закон збереження суцільності змішуваних течій. Для характеристики нерівномірного розподілу кінематичних параметрів у камері змішування струминного насоса введено коефіцієнт нерівномірності у вигляді співвідношення середніх та осьових колових швидкостей змішуваних потоків. Витрати робочого, інжектованого та змішаного  потоків визначаються шляхом інтегрування прийнятих профілів швидкостей у вхідному та вихідному перерізах камери змішування струминного насоса. Розроблена гідравлічна модель дала змогу отримати безрозмірну відносну форму рівняння для визначення додаткового напору струминного насоса, викликаного його асиметричним обертанням у свердловині. Величина додаткового динамічного напору зростає зі збільшенням колової швидкості та зменшенням швидкості робочого потоку. Повний напір, створюваний струминним насосом, розраховується шляхом сумування додаткового напору та напору, отриманого для нерухомої ежекційної системи. Обертання свердловинної ежекційної системи викликає зростання напору та коефіцієнта корисної дії струминного насоса. Запропонована гідравлічна модель може використовуватись для підвищення ефективності прогнозування режиму роботи струминного насоса у складі компоновок для буріння та очищення вибою свердловин