«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Исследование распределения давления, свободного газосодержания и плотности смеси по длине электроприводного лопастного насоса при работе на газожидкостной смеси. Сравнение результатов численных и физических экспериментов

УДК: 502.1
DOI: 10.33285/1999-6934-2022-2(128)-24-28

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: электроприводной лопастной насос, газожидкостная смесь, стендовые испытания, газосодержание, плотность смеси, давление, математическая модель

Аннотация:

Исследование работы многоступенчатого электроприводного лопастного насоса (ЭЛН) при перекачке газожидкостных смесей (ГЖС) является актуальным вопросом. Различные факторы (коэффициент быстроходности ступени, давление на входе в ступень, объемное газосодержание на входе, число ступеней в насосе) по-разному влияют на способность перекачки ГЖС разных типов лопастных насосов. Для подробного исследования работы насоса необходимо понимать, насколько каждая ступень способна эффективно перекачивать пластовую жидкость, каким образом изменяются такие параметры, как давление, газосодержание и плотность смеси по длине насоса. Исследования возможно проводить как в стендовых условиях (с моделированием необходимых параметров работы насоса на ГЖС), так и с помощью известных математических моделей многоступенчатых насосов для перекачки ГЖС. В данной статье представлены результаты стендовых испытаний многоступенчатого лопастного насоса диагонального типа при перекачке газожидкостной смеси, а также сравнение результатов с математической моделью при одинаковых условиях. Построены зависимости распределения давления по длине насоса (по ступеням) на различных режимах (подачах жидкости), зависимости распределения давления на выходе из ступени, изменения газосодержания на входе в ступень, изменения плотности смеси на выходе из ступени по длине многоступенчатого насоса при номинальном (оптимальном) режиме работы. Результаты численных и физических экспериментов имеют хорошую сходимость, это говорит об адекватности математической модели и возможности ее применения для определения влияния параметров газожидкостных смесей на работу лопастного насоса.

Список литературы:

1. Энергопотребление и энергоэффективность добычи и подготовки нефти / В.Н. Ивановский, А.В. Деговцов, А.А. Сабиров [и др.]. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2020. – 529 с.
2. Долов Т.Р., Ивановский А.В., Шайхулов Р.М. Деградация характеристик электроприводных лопастных насосов с коэффициентом быстроходности от 100 до 150 при перекачке газожидкостной смеси // Оборудование и технологии нефтегазового комплекса. – 2021. – № 4(124). – С. 5–10. – DOI: 10.33285/1999-6934-2021-4(124)-5-10
3. Ивановский А.В., Долов Т.Р., Шайхулов Р.М. Исследование работы скважинных лопастных насосов при перекачке газожидкостных смесей из скважин: учеб.-метод. пособие. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2021. – URL: http://elib.gubkin.ru/content/25144
4. Прямые и обратные задачи в теории лопастных насосов: учеб.-метод. пособие / Ю.А. Сазонов, В.Г. Тимошенко, Х.А. Туманян, М.А. Франков. – М.: Изд. центр РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2019. – 59 с.
5. Сазонов Ю.А. Основы расчета и конструирования насосно-эжекторных установок: учеб.-метод. пособие. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2012. – 300 с.
6. Сазонов Ю.А. Разработка методологических основ конструирования насосно-эжекторных установок для условий нефтегазовой промышленности: дис. … д-ра техн. наук: 05.02.13. – М., 2010. – 394 с.