МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОГРУЖНОМ ДВИГАТЕЛЕ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА, РАБОТАЮЩЕГО В ПЕРИОДИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Abstract

Ссылка для цитирования: Уразаков К.Р., Рукин  М.В., Борисов А.О. Моделирование тепловых процессов в погружном двигателе электроцентробежного насоса, работающего в периодическом режиме / // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 4. – С.62-71. Актуальность. На сегодняшний день одной из важных тенденций нефтегазовой отрасли России является увеличение фонда низкодебитных скважин, в этой связи актуальной задачей является совершенствование технологий механизированной добычи низкодебитного фонда. Широкое распространение при механизированной добыче нефти получили установки электроцентробежных насосов, однако эксплуатация низкодебитных скважин электроцентробежными установками сопровождается рядом осложнений, в частности недостаточным отводом тепла от погружного двигателя потоком в скважине. Перспективным методом повышения эффективности электроцентробежных установок в низкодебитных скважинах является реализация периодического кратковременного режима откачки. Объект: тепловые процессы в системе «погружной двигатель – скважинный флюид» установки электроцентробежного насоса, работающей в периодическом кратковременном режиме. Цель: исследование формирования температурного поля в погружном электродвигателе и обтекающей его жидкости при эксплуатации электроцентробежного насоса в периодическом кратковременном режиме. Методы: моделирование тепловых процессов в скважине на основе численного решения системы уравнений теплопереноса в системе «погружной двигатель – скважинный флюид». Результаты. На основании результатов моделирования показано, что температура погружного электродвигателя и жидкости достигает максимальных значений на начальном этапе в процессе вывода скважины на режим, при дальнейшей эксплуатации скважины в периодическом кратковременном режиме температура погружного электродвигателя и скважинного флюида существенно снижается (нагрев погружного электродвигателя и жидкости относительно максимальной температуры в процессе вывода на режим снижается более чем в 2 раза). Исследовано влияние мощности тепловыделения в погружном электродвигателе (после вывода скважины на периодический кратковременный режим) на тепловое поле в скважине и установлено, что нагрев погружного электродвигателя и обтекающей его жидкости возрастает пропорционально степени возрастания мощности тепловыделения в погружном двигателе. Изучено влияние длительности периодов откачки и накопления на температуру погружного электродвигателя и жидкости (после вывода скважины на периодический кратковременный режим). Установлено, что с увеличением длительности периода откачки температура погружного электродвигателя и жидкости возрастает, в результате с точки зрения снижения амплитудной температуры узлов установки электроцентробежного насоса при периодическом кратковременном режиме необходимо устанавливать максимально короткие периоды циклов откачки и накопления. Проведено сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными и показано, что предложенная модель может быть использована для расчета теплового режима погружного двигателя при работе электроцентробежной установки в режиме периодическом кратковременном режиме.