Обгрунтування вибору альтернативного привода свердловинного струминного насоса
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9965-2026-1(60)-36-46Ключові слова:
свердловинний струминний насос, потужність насоса, відновлювана енергія, геотермальні ресурси, сонячна енергетика, вітрогенераториАнотація
На основі використання класичних законів гідродинаміки розроблений розрахунковий алгоритм для визначення потужності необхідної для приводу наземного насосного агрегата, який спрямовує робочу рідину у насосно-циркуляційну систему свердловинного нафтового струминного насоса. Потужність, яку створює наземний насосний агрегат, витрачається на подолання місцевих і лінійних гідравлічних втрат в елементах свердловинної ежекційної системи, створення умов для надходження пластового флюїду в свердловину та його транспортування на поверхню. Основними експлуатаційними факторами, що визначають потужність наземного насосного агрегата є його продуктивність та глибина свердловини. З метою підвищення техніко-економічних показників гідроструминного способу експлуатації нафтових свердловин запропоновано для приведення в дію наземних насосних агрегатів свердловинних нафтовидобувних ежекційних систем використовувати нетрадиційні джерела енергії у вигляді відновлюваних енергоресурсів. В процесі оцінки геотермального потенціалу виведених з експлуатації нафтогазових свердловин встановлена можливість використання низькотемпературної енергії, якщо умови нафтовилучення потребують мінімальних значень витрати робочого потоку. При застосуванні сонячної енергетики максимальна площа стандартизованих фотоелектричних панелей з габаритними розмірами 2,02×1,02 м, необхідних для приведення в дію електродвигунів наземних насосних агрегатів, становить 431 м2. Згадана площа розміщення фотоелектричних панелей забезпечує живлення нафтового струминного насоса встановленого на глибині 4000 м з максимальною витратою активного потоку 0,006 м3/с. Привід наземного насосного агрегата за допомогою енергії вітру забезпечується використанням модельних рядів серійних вітрогенераторів, кожен з яких забезпечує вироблення необхідного обсягу електроенергії для заданого діапазону зміни потужності свердловинної ежекційної системи. Для забезпечення мінімальної потужності можуть використовуватись вітрогенератори серії Winder, а максимальної – серії WES. Використання геотермальної, сонячної та вітрової енергії дозволяє зменшити собівартість нафтовидобуту та продовжити термін рентабельної експлуатації виснажених покладів вуглеводнів.
Завантаження
Посилання
1. Hydrocarbons Market Size, Share, Growth, Trends and global Industry Analysis and region Forecast 2020–2031. Precision Business Insights. Report ID: 222865. Published Date: Apr 2024. 197 р. URL: https://www.precisionbusinessinsights.com/market-reports/hydrocarbons-market.
2. Murillo W.O., Palacio-Fernandez J.A., Arcila I.D.P., Monsalve J.S.Z., Isaza J.A.H. 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. Р. 1228–1244. URL: https://doi.org/10.22055/JACM.2020.33339.2205.
3. Helios M.P., Asvapoositkul W. An experimental study of the effect of the projection ratio and throat-aspect ratio on the efficiency and loss coefficient of a water jet pump. Journal of mechanical engineering and sciences (JMES). 2021. Vol. 15, Issue 3. Р. 8277 – 8288. URL: https://doi.org/10.15282/jmes.15.3.2021.06.0650.
4. Ganas D.E., Pabilona L.L., Villanueva E.P. Performance Analysis of a Venturi Water Pump With Different Parts Variation. Іnternational Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET). 2017. Vol. 5, Issue X1. P. 163–168. URL: http://doi.org/10.22214/ijraset.2017.11026.
5. Naik B.R., Patel S.M. The Effect of Venturi Design on Jet Pump Performance. Journal for Researh. 2016. Vol. 02, Issue 04. Р. 23–28. ISSN: 2395-7549.
6. Jia X., Liao H., Hu Q., He Y., Wang Y., Niu W. Optimization Method of Jet Pump Process Parameters and Experimental Study on Optimal Parameter Combinations. Processes. 2023. Vol. 11(10). Р. 1–21. URL: https://doi.org/10.3390/pr11102841.
7. Xu K., Wang G., Wang L., Yun F., Sun W., Wang X., Chen X. CFD‐Based Study of Nozzle Section Geometry Effects on the Performance of an Annular Multi‐Nozzle Jet Pump. Processes. 2020. Vol. 8(133). P. 1–18. URL: https://doi.org/10.3390/pr8020133.
8. New T.H., Tsioli E. Effects of area-ratio on the near-field flow characteristics and deflection of circular inclined coaxial jets. Experimental Thermal and Fluid Science. 2014. № 54. P.225–236. URL: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2013.12.022.
9. Panevnyk D.A. Mathematical model of the ejection system working process during the rotation of the jet pump in the well. Nafta-Gaz. 2024, No 3, Р. 149–158. URL: https://doi.org/10.18668/NG.2024.03.03.
10. Deng X., Dong J. Experimental and numerical investigation of two-phase flow and mass transfer in a self-excited oscillation pulse jet pump. Experimental and Computational Multiphase Flow. 2021. Vol. 3, No 2. Р. 131–136. URL: https://doi.org/10.1007/s42757-020-0062-6.
11. Panevnyk D.O. The study on the influence of the injected flow swirling on the characteristics of the jet pump. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2022. Vol.113, Issue 1. P. 22–30. URL: https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.0942.
12. Panevnyk D.A., Panevnyk A.V. Improving the Energy Efficiency of the Use of Borehole Jet Pumps. Enеrgеtika. Proс. СIS Higher Educ. Inst. аnd Power Eng. Assoc. 2020. Vol. 63, Issue 5. P. 462–471. URL: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-5-462-471.
13. Artificial lift solutions. Rotating Right Company (Alberta, Canada). 8 р. Date of acess: 28.09.2025. URL: www.rotatingright.com.
14. Muster S., Clark C. Rethink Artificial Lift with Hydraulic Pumping Systems. Diverse Energy Systems. 2016. Vol. 3. P. 1–12. URL: www.flowfastjetpumps.com.
15. Panevnyk D.A. Simulation of a downhole jet-vortex pump’s working process. Nafta-Gaz. 2021. No 9. P. 579–586, URL: https://doi.org/10.18668/NG.2021.09.02.
16. Tomarov G.V., Shipkov A.A. Modern geothermal power: Binary cycle geothermal power plants. Thermal Engineering. 2017. Vol. 64, Issue 4. P. 243–250. URL: https://doi.org/:10.1134/S0040601517040097.
17. Shingala J., Shah M. A Novel Approach for Downhole Power Generation in Geothermal Wells Using Thermoelectric Generator. Proceedings 45th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, Feb. 10–12, 2020. SGP-TR-216. Р. 1–4.
18. Wanga K., Liub J., Wu X. Downhole geothermal power generation in oil and gas wells. Geothermics. 2018. Vol. 76. P. 141–148. URL: https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2018.07.005.
19. Solar Panel Catalogue Warranty Company. 2019.3.27 (9-15). 12 p. Date of acess: 29.09.2025. URL: https://www.anern.com/uploads/file/solar-panel-catalogue.pdf.
20. Wind turbines Winder: Model range of wind power generators. Date of acess: 29.09.2025. URL: http://www.winder.ua/eng/products-and-services/vetrogeneratory-winder.html.
21. SW Wind Turbine: Catalog. Senwei Energy Technology Inc. Date of acess: 29.09.2025. URL: https://www.windpowercn.com/products/12.html.
22. Small Wind Turbine E60 - The latest technology – Enair. Catalogue. Date of acess: 29.09.2025. URL: https://www.enair.es/en/small-wind-turbines/e800.
23. Wind turbines from WES: wind turbine models. The big portal for wind energy. Date of acess: 29.09.2025. URL: wind-turbine-models.com https://en.wind-turbine-models.com/turbines?manufacturer=187.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторські права....
1.png)
