Врахування реологічних властивостей водонафтової емульсії на робочі характеристики відцентрового насоса

Abstract

Проведено аналіз ряду наукових досліджень по вивченню властивостей і реологічних характеристик водонафтових емульсій, узагальнені експериментальні данні для визначення залежності ефективної в'язкості в залежності від об'ємної частки води в емульсії. Встановлено, що найбільш критичним діапазоном обводнення нафти є 50-80 % коли в'язкість емульсії різко збільшується у декілька разів. Виконано дослідження стаціонарного руху в'язкої неньютонівської рідини в робочих каналах ЕВН5-80 шляхом чисельного моделювання в пакеті OpenFOAM. Для розрахунків вибрана модель неньютонівської рідини Гершеля-Балклі, яка найточніше описує поведінку водонафтової емульсії. Отримана і проаналізована візуалізація потоку в проточній частині міри насоса. Досліджено вплив реологічних властивостей водонафтових емульсій на характеристики відцентрового насоса.

A number of scientific studies on the properties and rheological characteristics of water-oil emulsions have been analyzed, experimental data have been generalized to determine the dependencies of the effective viscosity of WOE on the volume fraction of water in the emulsion. It has been established that the most critical range of oil flooding is 50-80 %, when the viscosity of the emulsion sharply increases several times. A study is made of the steady motion of a viscous non-Newtonian fluid in the working channels of ESP5-80 by numerical simulation in the OpenFOAM package. For the calculations, a model of the non-Newtonian Herschel-Bulkley fluid is chosen, which most accurately describes the behavior of the water-oil emulsion. The visualization of the flow in the flow-through part of the pump's degree is obtained and analyzed. The influence of the rheological properties of water-oil emulsions on the characteristics of a centrifugal pump is studied.