«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Исследования генераторов кавитации для процессов виброволновой раскольматации добывающих скважин

УДК: 622.276.6
DOI: 10.33285/1999-6934-2022-5(131)-15-19

Авторы:

¹ Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия

Ключевые слова: колебательные эффекты, генераторы кавитации, затопленное истечение, модель, уравнение Навье – Стокса

Аннотация:

Для повышения эффективности обработок добывающих скважин с целью увеличения дебита были разработаны конструкции генераторов кавитации. Аналитическими и численными методами выявлены основные закономерности затопленных струйных истечений из насадок типа трубки Вентури для скважинных условий. Численное моделирование течения многофазных потоков методом конечных элементов выполнялось на платформе Star-CCM+ (Siemens PLM Software). В статье описаны применяемые гидродинамические модели расчета, граничные условия, выбор параметров решателя. Получена модель, позволяющая предсказывать перепад на сопротивлении, при котором возникает кавитация, место её возникновения. В дальнейшем при проведении всесторонних исследований данная информация будет использована при оптимизации формы генераторов кавитации в зависимости от назначения технологического процесса. Полученные результаты были верифицированы практической апробацией в натурных условиях.

Список литературы:

1. Запорожец Е.П., Зиберт Г.К., Запорожец Е.Е. Гидродинамическая кавитация (свойства, расчеты, применение) // Обзор. информ. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. – М.: ИРЦ Газпром, 2003. – 130 с.
2. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. – М.: Наука, 2000. – 414 с.
3. Математическое моделирование нелинейных термогидрогазодинамических процессов в многокомпонентных струйных течениях / Л.П. Холпанов, Е.П. Запорожец, Г.К. Зиберт, Ю.А. Кащицкий. – М.: Наука, 1998. – 320 с.
4. Пилипенко В.В. К определению частот колебаний давления, создаваемых кавитационным генератором // Динамика насосных систем: сб. науч. тр. – Киев: Наук. думка, 1980. – С. 127–131.
5. Пилипенко В.В. К определению амплитуд колебаний давления, создаваемых кавитационным генератором // Математические модели рабочих процессов в гидропневмосистемах: сб. науч. тр. – Киев: Наук. думка, 1981. – С. 18–24.
6. Kuldeep R., Saharan V.K. Computational study of different venturi and orifice type hydrodynamic cavitating devices // J. of Hydrodynamics. – 2016. – Vol. 28, Issue 2. – P. 293–305. – DOI: 10.1016/S1001-6058(16)60631-5
7. Arabnejad M.H., Svennberg U., Bensow R.E. Numerical assessment of cavitation erosion risk using incompressible simulation of cavitating flows // Wear. – 2021. – Vol. 464–465. – DOI: 10.1016/j.wear.2020.203529
8. Experimental evaluation of numerical simulation of cavitating flow around hydrofoil / M. Dular, R. Bachert, B. Stoffel, B. Širok // European J. of Mechanics – B/Fluids. – 2005. – Vol. 24, Issue 4. – P. 522–538. – DOI: 10.1016/j.euromechflu.2004.10.004
9. Schnerr G.H., Sauer J. Physical and numerical modeling of unsteady cavitation dynamics // 4th Int. Conf. on Multiphase Flow, New Orleans, USA, May 27 – June 1 2001. – P. 1–12.
10. Reboud J.-L., Stutz B., Coutier O. Two-phase flow structure of cavitation: Experiment and modelling of unsteady effects // Third Int. Symposium on Cavitation. – 1998. – Vol. 1. – P. 203–208.