На основі використання комплексного потенціалу вихрової функції запропоновано математичну модель робочого процесу струминного насоса для умов його симетричного обертання в свердловині. Поле лінійних швидкостей характеризується траєкторією вихрових ліній, які генеруються вихровою точкою для плоского потоку та вихоропроводом для просторової течії. Щоб охарактеризувати вихрову функцію, використано циркуляцію вектора поступальної швидкості руху рідини по замкненому контуру у вигляді подвоєного добутку швидкості потоку на площу камери змішування. У випадку плоского потоку графічне зображення вихрової функції має вигляд концентрично розміщених ліній течії та сукупності еквіпотенціальних прямих, що проходять через центр координат. Для тривимірного потоку еквіпотенціальні поверхні та поверхні течії функції вихору, як і у випадку функції витоку, утворюють гідродинамічну сітку у вигляді ортогонально розміщених коаксіальних сфер та радіальних меридіальних площин. Отримані в процесі моделювання робочого процесу струминного насоса співвідношення задовільняють умовам Коши – Римана, що дозволяє визначити абсолютне значення вектора швидкості вихрового потоку у вигляді модуля похідної характеристичної функції циркуляційного потоку. Відповідно до отриманої характеристичної функції швидкість циркуляційної течії визначається асимптотичними кривими, у випадку нульових значень координати просторового вихору швидкість циркуляційної течії дорівнює нескінченості, а зі збільшенням відстані до початку координат наближається до нуля. Максимальна швидкісті циркуляційного потоку лінійно залежить від частоти обертання бурильної колони і прямопропорційна діаметру камери змішування струминного насоса
Отримано 27.04.2022
Доопрацьовано 21.06.2022
Прийнято 31.08.2022
[1] EIA project nearly 50% increase in world energy use by 2050, led by grow thin renewables. International Energy. Outlook 2021 (IEO2021). Weekly Report, October 7, 2021. Available at: https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id= 49876. (accessed 07.10.2021).
[2] Kryzhanivskyi Ye.I., Vytyaz O.Yu, Tyrlych V.V., Hrabovskyi R.S., Artym V.I. Evaluation of the conditions of drill pipes failure during tripping operations. SOCAR Proceeding. 2021. Vol. 1. Р. 36-48. doi:10.5510/OGP20210100478.
[3] Halim M.C., Hamidi H., Akisanya A.R. Minimizing Formation Damage in Drilling Operations: A Critical Point for Optimizing Productivity in Sandstone Reservoirs Intercalated with Clay. Energies. 2022. Vol. 15(1), No 162. Р. 30. doi:10.3390/en15010162.
[4] Kryzhanivskyi E.I., Panevnyk D.A. Improving use efficiency above-bit jet pumps. Socar proceeding. 2020. No 2. Р. 26-34. doi:10.5510/OGP20200200437.
[5] Panevnik A.V., Kontsur I.F., Panevnik D.O. Opredelenie ekspluatatsionnyih parametrov naddolotnoy ezhektornoy komponovki. Neftyanoe hozyaystvo. 2018. No 3. P. 70-73. [in Russian] doi:10.24887/0028-2448-2018-3-70-73.
[6] Chen X., Cao T., Yu K., Gao D., Yang J., Wei H. Numerical and experimental investigation on the depressurization capacity of a new type of depressure‑dominated jet mill bit. Petroleum Science. 2020. Vol. 17. P.1602–1615. doi:10.1007/s12182-020-00472-8.
[7] Xu K., Wang G., Zhang L., Wang L., Yun F., Sun W., Wang X., Chen X. Multi-Objective Optimization of Jet Pump Based on RBF Neural Network Model. Journal of Marine Science Engineering. 2021. Vol. 9(2), 236, 19 p. doi:10.3390/jmse9020236.
[8] Yong H., Lihong Z., Deyong Z., Hualin L., Jinying W., JinshenY.,Yugang Z., Zhibin W. Study on structure parameters of reverse circulation drill bit secondary injector device based on injectors coefficient. SPE/IADS Asia Pacific Drilling Technology Conference, Singapore, 22–24 august 2016. IADS/SPE–180539–MS. 9 p.
[9] Chen X., Cao T., Yu K., Gao D., Yang J., Wei H. Numerical and experimental investigation on the depressurization capacity of a new type of depressure‑dominated jet mill bit. Petroleum Science. 2020. Vol. 17. P.1602–1615. doi:10.1007/s12182-020-00472-8.
[10] Velez R.P., Vásquez-Santacruz J., MarínUrías L., Vargas A., García-Ramírez P., Moralesde-la-Mora J., Vite-Morales A., GutierrezDomínguez E. Efficiency Maximization of a Jet Pump for an Hydraulic Artificial Lift System. Scipedia. 2019. Vol. 35, No 1. P. 12. doi:10.23967/j.rimni.2018.11.002.
[11] Suryanarayana P. V., Hasan K., Hughes W.I. Technical Feasibility and Applicability of concentric jet pumping under balanced drilling. SPE/IADS Underbalanced Technology Conference and Exhibition, Houston, USA, 11–12 october 2004. SPE/IADS 91595. 20 p. https://doi.org/10.2118/91595-MS.
[12] Hesham A.M.A., Mikhail S., Mohsen, A. Jet Pump Performance With Secondary Fluids Differ in Density and Viscosity From Primary Fluid. International Petroleum Exhibition and Conference, Abu Dhabi, November 5–8 2006. 9 p. SPE-102546-MS.doi:10.2118/102546-MS.
[13] 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 injectors coefficient. SPE/IADS Asia Pacific Drilling Technology Conference, Singapore, 22–24 august 2016. 9 p. IADS/SPE–180539–MS.
[14] Xu S., Wang J., Cai B., Cheng H., Ji B., Zhang Z., Long X. Investigation on cavitation initiation in jet pump cavitation reactors with special emphasis on two mechanisms of cavitation initiation. Physics of Fluids. 2022.Vol. 34, no. 1. P. 12. doi:10.1063/5.0075099.
[15] Panevnyk D.A. Simulation of a downhole jet vortex pump’s working process. Nafta-Gaz. 2021. No 9. P. 579–586, https://doi.org/10.18668/ NG.2021.09.02.
[16] Toteff J., Asuaje M., Noguera R. New Design and Optimization of a Jet Pump to Boost Heavy Oil Production. Computation. 2022. Vol. 10, No 11. P. 18. doi:10.3390/computation10010011.