Удосконалення математичної моделі робочого процесу сверд-ловинних ежекційних систем

Анотація

Наведено послідовність виведення рівнянь характеристики гідравлічної системи струминних насосів, які реалізують всмоктувальне та нагнітально-всмоктувальне промивання вибою при бурінні експлуатаційних свердловин. Проаналізовано характер розподілу потоків у свердловинних ежекційних системах всмоктувального та нагнітально-всмоктувального типів із врахуванням особливостей розрахунку розгалужених гідравлічних систем. В процесі дослідження руху потоків у привибійних контурах циркуляції враховано рівняння балансу витрат у вузлових точках та гідравлічних втрат в паралельних ланках системи. Розроблені математичні моделі грунтуються на дослідженні зміни гідродинамічних тисків у характерних перерізах струминного насоса. Співвідношення тисків змішаного, інжектованого та робочого потоків представлено у вигляді безрозмірного відносного напору ежекційної системи, залежність якого від відносної витрати визначає характеристику гідравлічної системи струминного насоса. Відносну витрату або коефіцієнт інжекції струминного насоса визначено у вигляді співвідношення витрат інжектованого та робочого потоків. В процесі аналізу розроблених математичних моделей визначено співвідношення конструкторських та режимних параметрів струминного насоса, які забезпечують його експлуатації в області максимальних значень ККД. На основі дослідження впливу співвідношення діаметрів насадок струминного насоса і промивальної системи долота встановлено оптимальні, з точки зору забезпечення енергетичних показників, значення даних параметрів. Наведений приклад графічного визначення робочої точки насосної установки на основі спільного розв’язку рівнянь характеристики струминного насоса та гідравлічної системи, в якій він працює. Удосконалені методики дозволяють прогнозувати режимні параметри ежекційних систем та визначати розміри проточної частини струминного насоса, які забезпечують максимальні енергетичні показники його робочого процесу.