Оптимізація конструктивних та режимних параметрів свердловинної ежекційної системи

Анотація

Недостатні енергетичні показники ежекційного обладнання та висока імовірність виникнення неробочих режимів його експлуатації знижують ефективність використання свердловинних струминних насосів. Наведено методику визначення конструкційних та режимних параметрів свердловинної ежекційної системи, які забезпечують максимальне значення ККД струминного насоса. Запропонований алгоритм визначення оптимальних значень геометричних розмірів проточної частини струминного насоса передбачає побудову серії напірних характеристик для різних значень його геометричного параметра, розрахунку ККД та визначення коефіцієнта інжекції і відносного напору, які відповідають його максимальним значенням. У ході проведення досліджень основний геометричний параметр струминного насоса змінювався в діапазоні від 2 до 6, оскільки саме ці співвідношення геометричних розмірів використовуються в струминних апаратах, поширених в нафтовій галузі. Оптимальні розміри проточної частини струминного насоса  отримані в процесі дослідження його напірної характеристики, а оптимальні розміри промивальної системи долота – в процесі дослідження характеристики гідравлічної системи. Розглянута конструкція наддолотної ежекційної системи, яка дозволяє збільшити механічну швидкість буріння, проходження долота, стабілізувати момент на долоті, знизити рівень його вібрації та здійснювати управління зенітними кутами свердловини. Еффективність використання наддолотних струминних насосів становить: зростання механічної швидкості буріння – до 18,7 %, проходження долота – до 50,8 %. Проведеними дослідженнями встановлено оптимальні діаметри робочої насадки, камери змішування та насадок долота, відстані між робочою насадкою і камерою змішування, коефіцієнт інжекції та відносний напір наддолотного струминного насоса. Отримані значення конструкційних та режимних параметрів виключають виникнення кавітаційних режимів роботи ежекційної системи та дозволяють здійснювати експлуатацію струминних насосів з максимальною ефективністю.