Моделирование мультифазных потоков при разработке нефтяных скважинных насосов

Авторы: Синицына А.А.
Опубликовано в выпуске: #3(68)/2022
DOI: 10.18698/2541-8009-2022-3-781
Раздел: Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение | Рубрика: Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты
Ключевые слова: методы численного моделирования, газожидкостная смесь, электроцентробежный насос, методы испытания, мультифазная смесь, нефтегазовое оборудование, проточная часть, математическое описание, точность расчетов
Опубликовано: 19.04.2022

Актуальность проблемы, рассматриваемой в статье, обусловлена необходимостью создания альтернативных методов испытания оборудования, работающего на газожидкостной смеси. Рассмотрены различные способы испытания оборудования на газожидкостной смеси. Традиционные методы испытания оборудования (стендовые испытания) требуют значительных финансовых и временных затрат, в то время как методы гидродинамического моделирования позволяют провести испытания без изготовления натурной модели, и как следствие, получают все большее распространение. Приведено описание метода гидродинамического моделирования при испытаниях оборудования на газожидкостной смеси. Приведено краткое описание математической модели VOF (Volume of fluid) для гидродинамического моделирования мультифазных потоков. Приведен пример расчета параметров работы ступени нефтяного многоступенчатого электроцентробежного насоса в программном комплексе STAR CCM+ Результаты исследование могут быть применимы при проектировании, оптимизации и расчете параметров работы оборудования, работающего на газожидкостной смеси.

Литература

[1] Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. М., Нефть и газ, 2003.

[2] Дроздов А.Н. Разработка, исследование и результаты промышленного использования погружных насосно-эжекторных систем для добычи нефти. Дисс. … док. тех. наук. М., РГУ им. И.М. Губкина, 1998.

[3] Дроздов А.Н. Технология и техника добычи нефти погружными насосами в осложненных условиях. М., МАКС пресс, 2008.

[4] Si Q., Bois G., Zhang K. et al. Air-water two-phase experimental and numerical analysis in a centrifugal pump. Proc. 12th ETC12, paper ETC2017-054. DOI: https://doi.org/10.29008/ETC2017-054

[5] Бояршинова А.М. Современные направления развития и методы моделирования мультифазных насосов. Политехнический молодежный журнал, 2018, № 6. DOI: http://dx.doi.org/10.18698/2541-8009-2018-6-326

[6] Синицына А.А., Петров А.И. Исследование работы компрессионно-диспергирующей ступени методами гидродинамического моделирования. Насосы. Турбины. Системы, 2020, № 3, с. 6–14.

[7] Saprykina M., Lomakin V. The evaluation of the effect of gas content on the characteristics of a centrifugal pump. Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2019, vol. 589, art. 012017. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/589/1/012017

[8] Дроздов А.Н. Исследования характеристик насосов при откачке газожидкостных смесей и применение полученных результатов для разработки технологий водогазового воздействия. Нефтяное хозяйство, 2011, № 9, с. 108–111.