Ссылка для цитирования: Шулюпин  А.Н. Гравитационная неустойчивость газожидкостного потока при освоении геотермальных месторождений // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 6. – С.140-146.

Актуальность исследования обусловлена поиском путей повышения эффективности освоения геотермальных месторождений на основе обеспечения устойчивой работы системы добычи и транспортировки пароводяного теплоносителя. Цель: определить природу и условия развития неустойчивости пароводяного течения в добычных скважинах и наземных трубопроводах при освоении геотермальных месторождений. Методы: применение законов классической динамики к элементу движущейся среды с учетом особенностей газожидкостного течения; анализ условий возникновения и развития гравитационной неустойчивости пароводяного течения при освоении геотермальных месторождений. Результаты. Описан один из механизмов, относящийся к макроскопической темпоральной неустойчивости газожидкостного потока, рассмотрены особенности его реализации в системах добычи и транспортировки двухфазного теплоносителя при освоении геотермальных месторождений. Возникновение неустойчивости связано со спонтанным изменением импульса потока, выраженного в изменении массового расхода, а ее развитие – с наличием условий, в которых изменение импульса движущейся среды приводит к сходному по знаку изменению силы, вызывающей движение. Отмечено, что неустойчивость Лединегга является одним из проявлений данного механизма, который также может реализовываться в связи с изменением гравитационной силы, действующий на поток, обусловленным изменением плотности газожидкостной смеси при изменении расхода. Рассмотрены особенности реализации данного механизма в пароводяной скважине при освоении геотермальных месторождений, установлена его связь с полнотой практически определяемых графиков производительности скважин. Сформулировано условие для проявления инверсии графиков производительности. Вывод. Гравитационная неустойчивость течения в трубах вызывается спонтанным изменением импульса потока и связывается с наличием условий, в которых изменение импульса движущейся среды приводит к изменению силы, вызывающей движение, усиливающему изменение импульса. При этом эффективное развитие данной неустойчивости в восходящих потоках осуществляется вверх по потоку, в нисходящих потоках – вниз по потоку.