Дослідження течії водопіщаної суміші у гідропіскоструминному перфораторі

Abstract

Гідропіскоструминна перфорація знаходить все більш широке застосування при освоєнні, ремонті та інтенсифікації нафтових та газових свердловин. У статті представлено принципи роботи та переваги роботи методу гідропіскоструминної перфорації. Багато вчених займаються важливим питанням підвищення ефективності гідропіскоструминних технологій в нафтогазовій промисловості. Авторами запропоновано використання чисельного експерименту для дослідження та вдосконалення робочого процесу гідропіскоструминного перфоратора. За допомогою відкритої інтегрованої платформи OpenFOAM, котра досить добре зарекомендувала себе при розрахунку багатофазних сумішей, проведено чисельне дослідження просторової в'язкої течії водопіщаної суміші в гідропіскоструминному перфораторі. В роботі представлено результати тривимірного розрахунку течії за допомогою двопараметричної моделі турбулентності Ментера k-ω SST та моделі, котра описує рух водопіщаної суміші. Проведено аналіз структури потоку і втрат енергії і ньому. Подальше порівняння чисельних й експериментальних даних дає змогу стверджувати про правильність вибору моделі течії та її використання в майбутніх дослідженнях при вдосконаленні чи модифікації окремих елементів гідропіскоструминних перфораторів. Визначено основні перспективні напрямки дослідження робочого процесу гідропіскоструминного перфоратора при його роботі на трьохфазних рідинах та при різній установці кута насадки.

Hydro-sandblast perforation is becoming increasingly widespread in the development, repair and intensification of oil and gas wells. The article describes the principles of work and advantages of the method of hydropercussion impulse perforation. Many scientists are involved with the important issue of increasing the efficiency of hydro-electric blasting technology in the oil and gas industry. The authors suggested using a numerical experiment to investigate and improve the working process of a hydropercussion impeller. With the help of the open integrated platform OpenFOAM, which proved itself quite well in the calculation of multiphase mixtures, a numerical study of the spatial viscous flow of a flood mix in a hydro-electric blast punch was conducted. The paper presents the results of a three-dimensional flow calculation using the two-parameter Meretz turbulence model k-ω SST and a model describing the motion of the water-flowing mixture. An analysis of the structure of flow and energy losses and it is carried out. Further comparison of numerical and experimental data makes it possible to assert about the correctness of the choice of a flow model and its use in future research in the improvement or modification of individual elements of hydro-electric blasting punches. The basic prospective directions of the study of the working process of the hydro-sandblast hole during itswork on three-phase liquids and with different mounting of the attachment angle are determined.