Сучасні методи розрахунку високонапірних струминних насосів не враховують наявності відцентрових сил при обертанні наддолотної ежекційної системи в свердловині, що суттєво впливає на точність визначення її напірно-витратної та енергетичної характеристик при прогнозуванні режимів експлуатації. Структура рівнянь напірно-витратної характеристики високонапірного струминного насоса доповнена складовою, що визначає додатковий напір, викликаний впливом вихрових потоків при асиметричному обертанні ежекційної системи навколо осі свердловини. Під час моделювання робочого процесу струминного насоса співвідношення гідродинаміки, які традиційно застосовують для дослідження особливостей взаємодії змішуваних потоків, доповнені рівнянням збереження моменту кількості руху рідини. На основі спільного розв’язку рівнянь Бернуллі, збереження суцільності рухомого середовища, імпульсу та моменту кількості руху змішуваних потоків отримано співвідношення для аналітичного визначення додаткового динамічного напору, створюваного обертанням ексцентрично розміщеного струминного насоса в свердловині. Аналіз отриманого рівняння із врахуванням прийнятих при моделюванні припущень дозволив окреслити допустимі границі зміни коефіцієнта інжекції при використанні запропонованої методики розрахунку, величина якого не повинна перевищувати 0,85…0,94 від максимального значення. В процесі дослідження отриманого рівняння встановлено екстремальний характер напірно-витратної та енергетичної характеристик наддолотної ежекційної системи. Величина оптимального напору та максимального ККД високонапірного струминного насоса та значення його основного геометричного параметра зв’язані обернено пропорційною залежністю. Обертання високонапірного струминного насоса в свердловині забезпечує зростання напору та ККД відповідно на 36,6 % та 62,09 %
Отримано 29.11.2021
Доопрацьовано 29.03.2022
Прийнято 23.05.2022
[1] Yong H., Lihong Z., Deyong Z., Hualin L., Jinying W., Jinshen Y., Yugang Z., Zhibin, W. Study on structure parameters of reverse circulation drill bit secondary injector device based on injector coefficient. IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference, Singapore. 22– 24, 2016. 22‒24. https://doi.10.2118/180539-MS.
[2] Panevny D.A., Panevny A.V. Improving the Energy Efficiency of the Use of Borehole Jet Pumps. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2020;63(5):462-471. [in Russian] https://doi.org/10.21122/1029-74482020-63-5-462-471.
[3] Kryzhanivskyi E.I., Panevnyk D.A. Improving use efficiency above-bit jet pumps. Socar proceeding. 2020. № 2. Р. 26-34. http://www. DOI:10.5510/OGP20200200437.
[4] Sokolov E.Ya, Zinger N.M. Struynyie apparatyi. M.: Energoatomizdat, 1989. 352 р. [in Russian]
[5] Zhu H. Y., Liu Q.Y. Pressure drawdown mechanism and design principle of jet pump bit. Scientia Iranica B. 2015. № 22(3). P. 792–803.
[6] Panevnyk D.A. Simulation of a downhole jet-vortex pump’s working process. Nafta-Gaz. 2021. № 9. P. 579–586, https://doi.org/10.18668/ NG.2021.09.02.
[7] Zhu H. Y., Liu Q.Y., Wang T. Reducing the bottom-hole differential pressure by vortex and hydraulic jet methods. Journal of Vibroengineering. 2014. № 8. Р. 2224–2249.
[8] Qian Y., Wang Y., Fang Z., Chen X., Miedema S.A. Numerical Investigation of the Flow Field and Mass Transfer Characteristics in a Jet Slurry Pump. Processes. 2021. № 9(11). 17 p. https://doi.org/10.3390/pr9112053.
[9] Xu K., Wang G., Wang L., Yun F., Sun W., Wang X., Chen X., 2020. CFD‐Based Study of Nozzle Section Geometry Effects on the Performance of an Annular Multi‐Nozzle Jet Pump. Processes. 8, 2 (133): 18. https://doi.org/10.3390/pr8020133.
[10] Panevnyk D.O. Determination of a jet pump characteristics during its asymmetric rotation in a well.Scientific bulletin ivano-frankivsk national technical university of oil and gas. 2021. No. 2(51). P. 55–65. https://doi.org/10.31471/1993-9965-2021-2(51)-55-65. [in Ukrainian]