Анализ численных и физических экспериментов роторного газосепаратора условного «2А» габарита

В 50-х годах XX века П.Д. Ляпковым был изобретен газосепаратор роторного типа, который явился наиболее эффективным для защиты от влияния газа элементом УЭЦН и широко используется во всем мире и в настоящее время. При этом сейчас в РФ более 15 % углеводородов добывается из боковых стволов малого диаметра (для обсадной трубы диаметром 146 мм максимальный диаметр корпуса оборудования в боковом стволе 69 или 81 мм).

Авторами для проведения исследований по построению зависимостей потребляемой мощности, напора и КПД от подачи, эпюр скоростей и давлений выбран газосепаратор роторного типа с диаметром корпуса 69 мм (условный «2А» габарит). Исследования данного вида оборудования представляют не только научный интерес, полученные результаты могут применяться нефтяными компаниями и на практике.

Цель. Определение комплексной характеристики роторного газосепаратора условного «2А» габарита в программных пакетах, а также при проведении стендовых испытаний.

Материалы и методы. В качестве программных пакетов, позволяющих провести необходимые расчеты и виртуальные эксперименты, выбраны программные комплексы «STARCCM+» и «Solid Works Flow Simulation». В качестве проверки адекватности полученных результатов проведены также натурные (стендовые) испытания исследуемой конструкции оборудования.

Результаты. Полученные зависимости говорят об адекватности выбора программных комплексов для построения напорно-расходной характеристики исследуемого газосепаратора, а также дальнейшей возможности исследования работы газосепараторов других конструкций (шнековых и вихревых), различных

габаритных групп и оптимальных подач по жидкости.

Заключение. Использование программных продуктов позволяет на этапе конструирования оборудования для нефтяной промышленности строить комплексные характеристики газосепараторов, определять зависимости геометрических параметров рабочих органов газосепаратора на изменение комплексной характеристики, выявлять тем самым наиболее энергоэффективную характеристику и оптимальную конструкцию оборудования.

1. Стенд для проведения испытаний скважинных сепараторов: патент RU № 124497 U1; МПК E21B 43/38/ В.Н. Ивановский, А.А. Сабиров, А.В. Булат и др.; ООО «ЦОНиК им. И.М. Губкина»; № 2012134004/03, заявл. 08.08.2012, опубл. 27.01.2013, бюлл. № 3. 17 с.

2. Булат А.В., Ивановский В.Н., Орлова Е.А., Сабиров А.А., Косилов Д.А., Якимов С.Б., Клюшин И.Г. Методика и стенды для испытания предвключенных устройств установок электроприводных лопастных насосов // Территория «НЕФТЕГАЗ», 2020. — № 3–4. — С. 94–102.

3. Минченко Д.А., Якимов С.Б., Носков А.Б., Косилов Д.А., Былков В.В., Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Булат А.В. Проект повышения износоустойчивости газосепараторов электроцентробежных насосов в ПАО «НК «Роснефть» // Нефтяное хозяйство. 2020, — № 11. — С. 62–65.

4. Минченко Д.А., Якимов С.Б., Носков А.Б., Косилов Д.А., Былков В.В., Ивановский В.Н., Сабиров А.А., Булат А.В. Проект внедрения газосепараторов электроцентробежных насосов с меньшей потребляемой мощностью: подготовка и начало реализации // Нефтяное хозяйство, 2019. — № 11. — С. 64–67.