Ссылка для цитирования: Тотанов А.С., Молчанова В.А., Уразаков К.Р. Исследование характеристики системы стабилизации динамического уровня в стволе скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 8. – С. 210-219.

Актуальность исследования связана с широким применением установок электроцентробежных насосов при добыче маловязких нефтей и водогазонефтяных эмульсий на данном этапе развития механизированной добычи. Однако текущие условия добычи, связанные с изменяющимися параметрами пласта, выдвигают на передний план ряд технических задач, требующих решения. В качестве одной из таких задач следует выделить явление, при котором происходит снижение динамического уровня скважины вследствие изменения параметров пласта (пластовое давление, коэффициент продуктивности и т. д.). Снижение динамического уровня жидкости в скважине приводит к осложнениям при работе установок электроцентробежных насосов. Как следствие, возможно проявление повышенной кавитации в рабочих колесах ввиду снижения давления на приеме насоса, а также не исключен полный срыв подачи насоса при значительном снижении динамического уровня скважинной жидкости. В связи с этим предложено техническое решение, заключающееся в установке перепускного устройства (клапана с электроприводом) выше места подвески установки электроцентробежного насоса для поддержания стабильного динамического уровня жидкости в скважине и исключения осложнений при работе насоса. Для подтверждения целесообразности применения системы стабилизации динамического уровня разработана математическая модель, позволяющая оценить эффективность предупреждения осложнений с помощью предложенного технического решения при работе установки электроцентробежного насоса. Цель: разработать методику расчета для исследования динамики работы системы стабилизации динамического уровня. Объекты: установка электроцентробежного насоса в совокупности с системой стабилизации динамического уровня скважины. Изучено влияние диаметра и длины клапана с электроприводом на эффективность восстановления динамического уровня с учетом гидравлических потерь в процессе работы системы. Методы. Метод исследования сводится к численному решению дифференциальных, линейных и нелинейных уравнений, описывающих подачу и давление на выходе установки электроцентробежного насоса в установившемся режиме, истечение жидкости через клапан с электроприводом с учетом гидравлических сопротивлений, протекание гидродинамических процессов в затрубном пространстве при работе системы стабилизации, то есть изменение уровня жидкости над насосом в зависимости от скважинных условий и конструктивных параметров клапана с электроприводом. Результаты. Исследовано влияние параметров клапана с электроприводом – диаметра проходного сечения и длины – на динамику изменения уровня жидкости над насосом, а также влияние свойств жидкости, а именно ее вязкости, на интенсивность восстановления уровня жидкости над насосом. Установлено, что при увеличении диаметра клапана с электроприводом наблюдается более интенсивное восстановление уровня жидкости над насосом в связи со снижением гидравлических сопротивлений в полости клапана. Аналогично установлено, что с увеличением длины клапана, а также при увеличении вязкости жидкости снижается коэффициент расхода и интенсивность восстановления уровня жидкости над насосом соответственно.