Лабораторные исследования характеристик многоступенчатого центробежного насоса при откачке водогазовых смесей с использованием минерализованной воды

Современная технология водогазового воздействия с применением насосно-эжекторной системы, включающей в себя силовой насос, жидкостно-газовый эжектор и многоступенчатый центробежный насос, позволяет создавать мелкодисперсную водогазовую смесь и закачивать ее через нагнетательные скважины в нефтяной пласт в целях повышения коэффициента извлечения нефти. Одной из главных проблем при реализации водогазового воздействия на пласт с использованием насосно-эжекторных систем является недостаточная величина давления нагнетания смеси в пласты. Из-за неустойчивости откачиваемой смеси в отсутствие подавления коалесценции газовых пузырьков в водогазовой смеси эффективность работы дожимного насоса значительно снижается. В то же время опыты показали, что в ряде случаев коалесценцию газовых пузырьков удается подавить при добавлении в жидкость солей различного химического состава и концентраций. В статье представлены результаты исследования работы многоступенчатого центробежного насоса при откачке водогазовых смесей с различной массовой концентрацией соли в рабочей жидкости при давлениях у входа в насос, составляющих 0,2; 0,4 и 0,6 МПа, с предвключенным жидкостно-газовым эжектором. Подача газа осуществлялась при избыточных давлениях 0,2-0,37 МПа на приеме струйного аппарата в зависимости от типов конструкций применяемых эжекторов. Исследования проводились на стенде-макете насосно-эжекторной системы, предусматривающей замкнутую циркуляцию жидкости и газа. Результаты исследования показали, что добавление хлорида натрия в гидравлическую систему стенда в концентрации 1,67-6,67 % способствовало уменьшению негативного влияния свободного газа на характеристику насоса. Установлено, в частности, что увеличение минерализации рабочей жидкости обеспечивает подавление коалесценции газовых пузырьков, что в сочетании с повышением давления в приемной камере эжектора выше атмосферного оказывает положительное влияние на устойчивость газожидкостной смеси, способствуя тем самым улучшению работы насоса.

Modern simultaneous water alternating gas technology using a pump-ejector system comprising a power pump, a liquid- gas ejector and a multistage centrifugal pump makes it possible to create a finely dispersed water-gas mixture and inject it through injection wells into an oil reservoir to increase the oil recovery factor. One of the main problems with water-gas stimulation using pump-ej'ector systems is the insufficient pressure to inject the mixture into the reservoir. Because of the instability of the pumped mixture in the absence of coalescence suppression of gas bubbles in the water-gas mixture, the efficiency of the booster pump decreases significantly. At the same time, experiments have shown that in some cases, coalescence of gas bubbles can be suppressed by adding salts of different chemical composition and concentrations to the liquid. The paper presents the results of study of operation of multistage centrifugal pump when pumping water-gas mixtures with different mass concentration of salt in the working liquid at pressures of 0.2; 0.4 and 0.6 MPa at the pump inlet with liquid-gas ejector. Gas supply was carried out at overpressures of 0.2-0.37 MPa at the inlet of the jet, depending on types of designs of ejectors used. Researches were carried out on the stand-model of pump-ejector system, providing the closed circulation of liquid and gas. The results of studies have shown that the addition of sodium chloride to the hydraulic system of the bench at a concentration of 1.67-6.67 % contributed to the reduction of the negative impact of free gas on the characteristics of the pump. It was found, in particular, that increasing the mineralization of the working fluid provides suppression of gas bubble coalescence, which, combined with an increase in pressure in the ejector reception chamber above atmospheric pressure, has a positive effect on the stability of the gas-liquid mixture, thus contributing to improved pump performance.