«Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса»

Расхождение напорно-расходных характеристик при проведении компьютерных и натурных исследований и способ испытания экспериментальных образцов ступеней установок электроприводных лопастных насосов

УДК: 622.276+622.323
DOI: 10.33285/1999-6934-2023-1(133)-7-11

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия
² ПК "Борец", Москва, Россия

Ключевые слова: электроприводной лопастной насос, центробежная ступень, компьютерное моделирование, гидродинамические показатели, стендовые испытания, 3D принтер, ABS-пластик

Аннотация:

В данной статье представлены основные результаты численных исследований по построению напорно-расходных характеристик и стендовых испытаний ступеней установок электроприводных лопастных насосов следующих компоновок: условного 2А габарита с оптимальной подачей 50 м3/сут, условного 5 габарита с оптимальной подачей 125 м3/сут и условного 5А габарита с оптимальной подачей 125 м3/сут. В качестве программных продуктов для построения напорно-расходных характеристик выбраны CAD-системы STARCCM+ и SolidWorks Flow Simulation, позволяющие проводить гидро- и газодинамические расчеты любого уровня сложности. Описаны процесс создания ступени условного 5А габарита с оптимальной подачей 125 м3/сут с помощью 3D печати, изготовленного из ABS-пластика, и методика проведения испытаний по снятию гидродинамических показателей данного образца ступени. Данная методика включает следующие конструкторские и технологические этапы: проектирование ступени в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation, оптимизацию геометрических параметров для повышения показателей и создание 3D модели ступени, проведение виртуальных испытаний по построению комплексной характеристики, изготовление экспериментальных образцов ступеней с помощью 3D принтера, проведение стендовых испытаний напечатанных ступеней, сравнение и нахождение корреляции полученных результатов. Стендовые испытания проходили на сертифицированном стенде в учебно-исследоватнльской лаборатории кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. Полученные результаты позволяют сделать вывод о расхождении напорно-расходных характеристик ступеней, изготовленных из ABS-пластика и металла.

Список литературы:

1. Основы конструирования, расчета и стендовых испытаний рабочих ступеней электроприводных лопастных насосов для добычи нефти: учеб. пособие / В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, А.В. Деговцов [и др.]. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2020. – 243 с.
2. Пат. на полез. модель 129638 Рос. Федерация, МПК G01M 1/00. Стенд гидравлический вертикальный для снятия гидродинамических характеристик ступеней электропогружных насосов / В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, А.В. Деговцов [и др.]; патентообладатель ЦОНиК им. И.М. Губкина. – № 2012157437/28; заявл. 27.12.2012; опубл. 27.06.2013, Бюл. № 18.
3. Комплексные испытания ступеней установок электроцентробежных насосов для добычи нефти / Д.А. Минченко, А.Б. Носков, С.Б. Якимов [и др.] // Нефт. хоз-во. – 2021. – № 11. – С. 48–53. – DOI: 10.24887/0028-2448-2021-11-48-53
4. Методика и стенды для испытания ступеней электроприводных лопастных насосов. Основные результаты испытаний / В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, Т.Р. Долов [и др.] // Территория Нефтегаз. – 2020. – № 7-8. – С. 64–71.
5. К вопросу о зависимости характеристик ступеней лопастных насосов от условий испытаний / Т.Р. Долов, Ю.А. Донской, А.В. Ивановский [и др.] // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2020. – № 2(116). – С. 23–26. – DOI: 10.33285/1999-6934-2020-2(116)-23-26
6. Исследование влияния осложняющих факторов на деградацию комплексной характеристики электроприводных лопастных насосов: учеб.-метод. пособие / В.Н. Ивановский, И.Ю. Бабакин, Т.Р. Долов [и др.] – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2022. – 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
7. Анализ результатов численных экспериментов по построению напорно-расходных характеристик ступеней электроприводных лопастных насосов при использовании различных CAE-систем / В.В. Муленко, Т.Р. Долов, Е.И. Конюшков [и др.] // Территория Нефтегаз. – 2022. – № 7-8. – С. 72–78.