Выпуск:
2018. Том 4. №4Об авторах:
Пещеренко Сергей Николаевич, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой физических и технологических проблем нефтедобычи, Пермский национальный исследовательский политехнический университет; главный научный сотрудник, АО «Новомет-Пермь»; peshcherenko@yandex.ruАннотация:
В настоящее время добыча вязких нефтей из морских высокодебитных скважин ведется с использованием серийных центробежных насосов. Их подбор проводят индивидуально, моделируя скважинные условия в стендовых испытаниях. Данный подход является ресурсоемким, необходима разработка общих принципов учета влияния скважинных условий на характеристики насосов.
С этой целью нами проведены стендовые испытания ступени ЭЦН7А-1000Э на масле ИТД 680 (ньютоновской жидкости) и эмульсии вода + масло ИТД 680 (неньютоновской жидкости) в диапазоне частот 3000-6000 об/мин.
Установлено, что при увеличении частоты вращения напор и КПД ступени монотонно растут во всем исследованном диапазоне вязкостей.
Потребляемая ступенью мощность изменяется с подачей не монотонно: на малых подачах (до 300-800 м3/сут) мощность уменьшается при увеличении вязкости, на больших подачах — растет. Это происходит потому, что, во-первых, возрастает подъемная сила в гидроклине подшипников скольжения, а значит, уменьшается трение, во-вторых, уменьшаются утечки. Эффект возрастает при увеличении частоты вращения вала.
Проведены измерения нагрева жидкости по длине насоса и выполнен его расчет. Установлено, что экспериментальные данные и результаты расчета совпадают, если учитывать два механизма нагрева жидкости: из-за диссипации механической энергии в ступенях насоса и ее адиабатического сжатия. Показано, что нагрев приводит к изменению рабочих характеристик насоса на 1,5-3,5% при работе ньютоновской жидкости с вязкостью 340 сП на входе в насос.
При работе насоса на эмульсии (неньютоновской жидкости) происходит как нагрев жидкости, так и изменение ее реологии. Влияние на рабочие характеристики насоса оказалось существенно выше: напор ступени увеличился примерно в 1,5 раза, потребляемая мощность уменьшилась на 20%. Предложен способ измерения эффективной вязкости эмульсии по результатам испытаний насоса.
Ключевые слова:
Список литературы:
