Дослідження кінематики радіального робочого потоку свердловинного струминного насоса

Д. О. Паневник

doi:10.31471/1993-9965-2022-2(53)-23-30

Автор(и)

Д. О. Паневник ІФНТУНГ; 76019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська,15

DOI:

https://doi.org/10.31471/1993-9965-2022-2(53)-23-30

Ключові слова:

свердловинний струминний насос, ежекційна система, потенціальні потоки, гідродинамічні функції, комплексний потенціал, аналітичність функції.

Анотація

Проаналізовано можливість застосування характеристичної функції робочого потоку, отриманої з використанням просторової функції витоку комплексної змінної, для дослідження процесу поширення робочого струменя в камері змішування свердловинного струминного насоса. Показано існування неперервних частинних похідних характеристичної функції за обома змінними: потенціалом швидкостей та функції течії, що свідчить про виконання умов Коші-Рімана. Існування умов аналітичності дозволило визначити абсолютне значення вектора швидкості робочого потоку у вигляді модуля похідної характеристичної функції. Розподіл швидкостей робочого потоку у вхідному перерізі камери змішування характеризується осесиметричною параболічною залежністю. Горизонтальна проекція швидкості робочого потоку зменшується при зростанні відстані між робочою насадкою та камерою змішування струминного насоса. Узагальнені профілі швидкостей визначені як співвідношення горизонтальних проекцій швидкостей робочого потоку до їх осьового значення. Максимальні значення швидкість робочого потоку приймає на осі камери змішування струминного насоса. Значення швидкості робочого потоку зменшується в напрямку до стінок камери змішування. Співпадання узагальнених безрозмірних профілів швидкостей, отриманих для будь-яких відстаней між робочою насадкою та камерою змішування, свідчить про їхню подібність. Визначений коефіцієнт нерівномірності розподілу швидкостей у вхідному перерізі камери змішування у вигляді співвідношення середньої та максимальної швидкостей робочого потоку. Проаналізовано вплив основних конструкторських параметрів струминного насоса на нерівномірність профілю швидкостей робочого потоку. Коефіцієнт нерівномірності розподілу швидкостей робочого потоку зростає зі збільшенням відстані між робочою насадкою і камерою змішування та зменшується зі збільшенням основного геометричного параметра струминного насоса.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Kryzhanivskyi Ye.I., Vytyaz O.Yu, Tyrlych V.V., Hrabovskyi R.S., Artym V.I. Evaluation of the conditions of drill pipes failure during tripping operations. SOCAR Proceedings. 2021. Vol. 1. P. 36–48. https://doi.org/10.5510/

OGP20210100478.

Halim M.C., Hamidi H., Akisanya A.R. Minimizing Formation Damage in Drilling Operations: A Critical Point for Optimizing Productivity in Sandstone Reservoirs Intercalated with Clay. Energies. 2022. Vol. 15(1). No 162. 30 p. https://doi.org/10.3390/en15010162.

Zhang W., Dang W., Zhang W., Sun X., Zhu Z. Underbalanced Drilling Optimum Methodology. Proceeding of the 10th Chinese Geosynthetics Conference & International Sympo-sium on Civil Engineering and Geosynthetics (ISCEG 2020). October 26. Chengdu (China). 2020. Vol. 198. 4 p. Article Number 03004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202019803004.

Huque M.M., Imtiaz S., Rahman A., Hossain M. Kick detection and remedial action in managed pressure drilling: a review. Applied Sciences. 2020. Vol. 2. 29 р. Article number 1178. https://doi.org/10.1007/s42452-020-2962-2.

Khalid A., Ashraf Q., Luqman K., Hadj-Moussa A., Khurshid I. Air/foam drilling coupled with drilling with casing technique enables operator to drill and isolate troublesome section to target depth on multiple wells in Pakistan. Proceeding of the International Petroleum Technology Conference (IPTC). 13–15 January, Dhahran (Kingdom of Saudi Arabia). 2020. 8 р. Paper ID: IPTC-20182-MS. https://doi.org/10.2523/IPTC-20182-MS.

Djuraev R.U., Toshov J.B., Khatamova D.N. Improving methods of energy-efficient operation of drilling equipment using vortex tubes when drilling wells with air purging. Technical science and innovation, 2020. Vol 3. P. 45–54. Article 22. https://doi.org/10.51346/tstu-01.20.3-77-0086.

Zhu H. Y., Liu Q.Y., Wang T. Reducing the bottom-hole differential pressure by vortex and hydraulic jet methods. Journal of Vibro-engineering. 2014. Vol. 8. Р. 2224–2249.

Xu S., Wang J., Cai B., Cheng H., Ji B., Zhang Z., Long X. Investigation on cavitation initiation in jet pump cavitation reactors with special emphasis on two mechanisms of cavitation initiation. Physics of Fluids. 2022. Vol. 34. No. 1. 12 p. https://doi.org/10.1063/5.0075099.

Panevnyk D.A. Simulation of a downhole jet-vortex pump’s working process. Nafta-Gaz. 2021. Vol. 9. P. 579–586. https://doi.org/10.18668/NG.2021.09.02.

Kryzhanivskyi Е.І., PanevnykD.A., Improving use efficiency above-bit jet pumps, Socar proceeding. 2020. Vol. 2. Р.112–118. http://doi.org/10.5510/OGP20200200437.

Chen X., Cao T., Yu K., Gao D., Yang J., Wei H. Numerical and experimental investigation on the depressurization capacity of a new type of depressuredominated jet mill bit. Petroleum Science. 2020. Vol. 17. P.1602–1615. https://doi.org/10.1007/s12182-020-00472-8.

Sheha A.A., Nasr M., Hosien M.A., Wahba E.M. Computational and Experimental Study on the Water-Jet Pump Performance. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2018. Vol. 11. No. 4. P. 1013-1020. https://doi.org/10.29252/jafm.11.04.28407.

MurilloW.O., Palacio-Fernandez J.A., Arcila I.D., Monsalve J.S., Isaza J.A.Analysis of a Jet Pump Performance under Different Primary Nozzle Positions and Inlet Pressures using two Approaches: One Dimensional Analytical Model and Three Dimensional CFD Simulations. Journal of Applied and Computational Mechanics. 2020. Vol. 6. No. SI. P. 1228-1244. https://doi.org/10.22055/JACM.2020.33339.2205.

Panevnyk D.O. Using the complex potential of a plane-radial flow to simulate the working process of a downhole jet pump.Scientific bulletin ivano-frankivsk national technical university of oil and gas. 2022. No 1(52). P. 42–49. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2022-1(52)-42-49. [in Ukrainian]