Розробка математичної моделі роботи клапана свабогенератора
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.265815Ключові слова:
гідродинамічний свердловинний генератор, математична модель, деформація пружини, тиск відкриття клапана, жорсткість пружиниАнотація
Об’єктом дослідження у роботі є математична модель роботи гідродинамічного свердловинного генератора пружинно-клапанного типу. Існуюча проблема полягає в тому, що віброхвильове свабування відрізняється від відомих способів віброхвильового впливу на привибійну зону пласта (ПЗП) простотою виконання і, як наслідок, значно меншою номенклатурою обладнання. При цьому його ефективність не повинна поступатися відомим способам тому, що обробка пласта здійснюється пружними низькочастотними коливаннями тиску на тлі депресії на пласт. Так як клапан свабогенератора є, по суті, гідродинамічний свердловинний генератор (ГСГ) пружинно-клапанного типу, то процеси коливань тиску в розглянутих пристроях будуть аналогічні. Однак у результаті огляду конструкцій ГСГ було виявлено наявність математичної моделі, що описує процес роботи пристроїв роторного типу, а не клапанного типу. Незважаючи на те, що в математичній моделі враховані всі основні фактори, що визначають процес руху поршня ГСГ, дана модель не може бути застосована для опису процесу роботи клапана свабогенератора. Через відсутність пульсуючого потоку, що створюється на гирлі свердловини насосними агрегатами. Взявши до уваги цей факт, а також врахувавши стисливість рідини, що проходить через клапан, була складена нова математична модель. Вона описує однаково як процес роботи ГСГ пружинно-клапанного типу, що працює в свердловині на насосно-компресорних трубах, так і процес роботи клапана свабогенератора, що опускається у свердловину на канаті. Завдяки цьому забезпечується можливість отримання параметрів коливальної системи: геометричні розміри, інерційну масу рухомих частин, жорсткість пружини, коефіцієнт в'язкого тертя між поршнем і корпусом клапана, а також параметри робочої рідини: тиск, витрата та її реологічні властивості. У порівнянні з аналогічно відомою технологією віброхвильового впливу на пласт із відомими ГСГ, це забезпечує такі переваги, як більша швидкість переміщення та частота коливань рухомого кінця пружини від виявлених суттєвих параметрів коливальної системи та робочої рідини пружини (100–1000 Н/мм), витрата робочої рідини (10–130 м3/год), тиск відкриття клапана (1–7 МПа). Це дозволить розраховувати гвинтову циліндричну пружину стиснення зі сталі круглого перерізу для її роботи в клапані свабогенератора без зіткнення витків.
Посилання
- Akulshyn, O. O., Shtaiden, B. B., Nemyrovska, L. V. (2008). Tekhnolohiia hidroimpulsno-reahentnoho vplyvu dlia stymuliatsii roboty sverdlovyn. Naftova i hazova promyslovist, 3, 36–37.
- Kvietnyi, R. N. (2001). Metody komp’iuternykh obchyslen. Vinnytsia: VDTU, 148.
- Branovytska, S. V., Medvediev, R. B., Fialkov, Yu. Ya. (2004). Obchysliuvalna matematyka ta prohramuvannia. Kyiv: IVTs Vydavnytstvo «Politekhnika», 220.
- Krylyk, L. V., Bohach, I. V., Prokopova, M. O. (2013). Obchysliuvalna matematyka. Interpoliatsiia ta aproksymatsiia tablychnykh danykh. Vinnytsia: VNTU, 111.
- Kolesnytskyi, O. K., Arseniuk, I. R., Mesiura, V. I. (2017). Chyselni metody. Vinnytsia: VNTU, 130.
- Romatschke, P., Romatschke, U. (2019). Relativistic fluid dynamics in and out of equilibrium. Cambridge Monographs on Mathematical Physics. Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/9781108651998
- Gee, R., Hanley, C., Hussain, R., Canuel, L., Martinez, J. (2015). Axial oscillation tools vs. lateral vibration tools for friction reduction – what's the best way to shake the pipe? Proceedings of the SPE/IADC Drilling Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers. London. doi: https://doi.org/10.2118/173024-ms
- Cheng, X., Meng, B., Han, M., Chen, H., Zhang, H. (2015). A high-efficiency transparent electrification-based generator for harvesting droplet energy. 2015 Transducers-2015 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), 62–65. doi: https://doi.org/10.1109/transducers.2015.7180861
- Li, B. (2014). Development and pilot test of hydro-oscillator. Petroleum Drilling Techniques, 42 (1), 111–113.
- Guan, Z., Zhang, H., Zhang, W., Liu, Y., Liang, D. (2014). Equipment and technique for improving penetration rate by the transformation of drill string vibration to hydraulic pulsating jet. Petroleum Exploration and Development, 41 (5), 678–683. doi: https://doi.org/10.1016/s1876-3804(14)60081-1
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Viktoria Rubel, Vyacheslav Rubel, Jan Ziaja, Roman Yaremiychuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
