ВИБІР РАЦІОНАЛЬНОЇ СХЕМИ ВИКОРИСТАННЯ НАФТОВОГО СТРУМИННОГО НАСОСА

Abstract

Визначено гідравлічні характеристики та проведено їх порівняльний аналіз для двох найпоширеніших схем використання нафтового струминного насоса в свердловині: ежекційних систем з прямою та зворотною циркуляцією робочого середовища. Для ежекційної системи з прямою циркуляцією робочий потік, створюваний наземним насосним агрегатом, спрямовується в колону підйомних труб, а підйом продукції свердловини здійснюється каналом міжтрубного простору. При використанні ежекційної системи із зво-ротною циркуляцією робочий потік надходить на робочу насадку струминного насоса каналом міжтрубно-го простору, а транспортування пластової рідини відбувається колоною підйомних труб. В процесі моде-лювання робочого процесу ежекційної компоновки отримано рівняння гідравлічної системи струминного насоса, до складу якого входять величина гідростатичного і пластового тисків та значення гідравлічних втрат в елементах насосно-циркуляційної системи свердловини. Втрати тиску в напірній лінії нафтового струминного насоса у випадку прямої та зворотної циркуляції робочого середовища визначаються відповідно в каналах міжтрубного простору та підйомної колони і передбачають попередній розрахунок швидкості потоку, режиму його руху та коефіцієнтів лінійного гідравлічного опору. Використання ежекційної системи з прямою циркуляцією робочого середовища дозволяє збільшити коефіцієнт ежекції на 40,5 %, а коефіцієнт корисної дії – на 28,6 %. Дослідженням кавітаційних характеристик встановлено, що ежекційна система з прямою циркуляцією робочого середовища відзначається підвищеною імовірністю виникнення кавітації в проточній частині струминного насоса. Небезпека роботи струминного насоса в кавітаційному режимі зростає з збільшенням необхідної величини витрати робочого потоку, що характерно при використанні ежекційних систем для високодебітних свердловин. Крім того, підйом продукції свердловини, особливо за наявності агресивних речовин та механічних домішок, міжтрубним каналом експлуатаційної колони сприяє порушенню її герметичності. Враховуючи результати проведених досліджень, використання схеми розміщення в свердловині струминного насоса із зворотною циркуляцією робочого середовища може бути рекомендовано за наявності в пластовій рідині агресивних речовин та високого вмісту піску, а також при експлуатації високодебітних свердловин.