Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of the working process of a dual-circuit downhole ejection system

Wyrostkiewicz Michał, Panevnyk Denis

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 9

654--661

EN

The article is devoted to a study of the flow's nature distribution in the above-bit ejection system as part of a series and parallel connection of two jet pumps designed to improve the technical and economic indicators of drilling production wells. Using the finite element method and computer programs, the critical value has been determined of the hydraulic resistance of the sludged section of the bottomhole, which provides an automatic change in the ejection system operation mode from injection to injection-suction. Regularities of changes in the hydrodynamic parameters of the ejection system have been established and the probability and conditions for the existence of non-operating modes of jet pumps have been analyzed. When conducting experimental studies, the influence of the flow rate of the working medium on the flow characteristic of a jet pump of a direct-flow and swirling working flow has also been determined. To swirl the flow, a plate with an inclination angle of the guide elements of 15° placed in the working nozzle of the jet pump has been used. The swirling of the working flow makes it possible to increase the injection ratio of the jet pump. The maximum increase in the value of the injection coefficient is 20.84% and corresponds to small (up to 104 ) Reynolds numbers of the working flow. The ratio between the maximum and minimum values of the injection coefficient of the flow characteristics of the jet pump when swirling the working flow is halved.

PL

Artykuł poświęcony jest badaniu charakteru przepływu w układzie z wypływem nad świdrem w ramach szeregowego i równoległego połączenia dwóch pomp strumieniowych, zaprojektowanych, aby poprawić wskaźniki techniczno-ekonomiczne wiercenia otworów produkcyjnych. Stosując metodę elementów skończonych oraz programy komputerowe, wyznaczono wartość krytyczną oporu hydraulicznego odcinka odwiertu, w którym przepływa płuczka ze zwiercinami, co zapewnia automatyczną zmianę trybu pracy układu wypływowego z tłoczenia na tłoczenie–ssanie. Ustalono prawidłowość zmian parametrów hydrodynamicznych układu wypływowego oraz przeanalizowano prawdopodobieństwo i warunki istnienia trybów, w których pompy strumieniowe nie pracują. Prowadząc badania eksperymentalne, określono wpływ natężenia przepływu czynnika roboczego na charakterystykę przepływową pompy strumieniowej o przepływie bezpośrednim i wirowym. Do zawirowania przepływu zastosowano płytkę o kącie nachylenia elementów prowadzących 15° umieszczoną w dyszy roboczej pompy strumieniowej. Zawirowanie przepływu roboczego umożliwia zwiększenie współczynnika tłoczenia pompy strumieniowej. Maksymalny wzrost wartości współczynnika tłoczenia wynosi 20,84% i odpowiada przepływowi roboczemu w zakresie małych (do 104 ) liczb Reynoldsa. Stosunek pomiędzy maksymalnymi i minimalnymi wartościami współczynnika tłoczenia w charakterystyce przepływowej pompy strumieniowej przy zawirowaniu przepływu roboczego zmniejsza się o połowę.

2

The study on the influence of the injected flow swirling on the characteristics of the jet pump

Panevnyk D. O.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2022

|

Vol. 113, nr 1

22--30

EN

Purpose: of this paper is to analyze the possibility of increasing the efficiency of wellbore jet pumps by twisting the injected flow. The absence of moving parts, easy transfer of energy, the ability to operate a wide range of performance and low cost have resulted in the use of ejection systems in many oil and gas deposits. The main disadvantage of borehole ejection systems is the insufficient value of the jet pump efficiency. The energy efficiency of downhole jet pumps can be improved by swirling the mixed flows. Design/methodology/approach: To characterize the effect of circulating flows was used an additional factor in the form of the values of the inclination angle of guiding elements that swirl the flow or the rotation frequency of jet pump elements. In the process of determining the values characterizing the operating process of ejection systems, the flow rates of the working and injected flow and the pressure values in front of the nozzle, the receiving chamber and the chamber at the outlet from the diffuser of the jet pump are subject to direct measurement. Swirling of the injected flow was carried out by placing a sleeve with guiding elements, manufactured using 3D printing technology, in the receiving chamber of the jet pump. Findings: The analysis revealed that in the design of downhole jet units, there are used guiding elements, mainly the screw, blade and tangential type, to swirl the flow. A highlighted list of factors that have a direct effect on the flows mixing process. During experimental studies of swirling injected flow type jet pump characteristics, there is obtained an increase in pressure and energy parameters. Research limitations/implications: The task of further research is to determine the characteristics of a downhole swirling injected flow type jet pump for conditions of combined swirling of the working and injected flows. Practical implications: The obtained results make it possible to take into account the presence of guiding elements in the flow path of the jet pump for swirling the flow. Originality/value: It is established that the relationship between the design and technological parameters of the local swirling of the mixed medium is determined by the ratio of rotating and axial components of the flow velocity in the flow path of the jet pump.

3

Simulation of a downhole jet-vortex pump’s working process

Panevnyk Denis

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 9

579--586

EN

The article is devoted to the theoretical study of the operation process of the borehole ejection system as part of the tubing string, jet pump and packer installed below; the system implements the hydrojet method of oil well operation. The improved design of the jet pump contains inclined guiding elements placed in its receiving chamber for swirling the injected flow, which results in an increase in the efficiency of the borehole ejection system. Based on the law of conservation of liquid momentum in the mixing chamber of the jet pump and taking into account the inertial pressure component caused by the swirling of the injected flow, there is obtained the relative form of the equation of the ejection system pressure characteristic, the structure of which contains a component that determines the value of the additional dynamic head. According to the results obtained, the additional dynamic head caused by swirling of the injected flow is determined by the ratio of the geometric dimensions of the flow path of the jet pump, the angle of inclination of the elements for creating vortex flows, and the ratio of the power and reservoir fluids. In the case of asymmetric swirling of the injected flow, an increase in the value of the relative displacement of the jet pump decreases the value of the additional dynamic pressure. In order to study the effect of flow swirling on the energy characteristic of the ejection system, the pressure characteristic of the jet pump was transformed into the dependence of its efficiency on the injection coefficient. Jet pump models with the ratio of the cross-sectional areas of the mixing chamber and the nozzle of 5.012 and 6.464, respectively, were used to check the adequacy of the theoretical pressure and energy characteristics obtained during the simulation of the performance process of the concentric ejection system. The average error in the theoretical determination of the pressure and efficiency of the vortex jet does not exceed 8.65% and 6.48%, respectively.

PL

Artykuł poświęcony jest teoretycznemu studium opisującemu proces pracy wgłębnego systemu wydobycia z odwiertu złożonego z kolumny rur wydobywczych, pompy strumieniowej i zainstalowanego poniżej pakera; przy użyciu tego systemu prowadzona jest eksploatacja odwiertów naftowych metodą hydrojet. Udoskonalona konstrukcja pompy strumieniowej zawiera skośne elementy prowadzące umieszczone w jej komorze zasilającej do zawirowania przepływu tłoczonego płynu, co skutkuje zwiększeniem wydajności systemu wydobycia z odwiertu. Na podstawie zasady zachowania pędu cieczy w komorze mieszania pompy strumieniowej oraz po uwzględnieniu bezwładnościowej składowej ciśnienia wywołanej zawirowaniem przepływu tłoczonego płynu otrzymuje się względną postać równania charakteryzującego ciśnienia w układzie ejekcyjnym, którego struktura zawiera składnik określający wartość dodatkowej wysokości podnoszenia. Zgodnie z uzyskanymi wynikami dodatkowa wysokość podnoszenia spowodowana zawirowaniem przepływu tłoczonego płynu jest określona przez: stosunek wymiarów geometrycznych toru przepływu pompy strumieniowej, kąt nachylenia elementów tworzących przepływ wirowy oraz stosunek płynów zasilających i złożowych. W przypadku asymetrycznego zawirowania przepływu tłoczonego płynu wzrost wartości względnej wyporności pompy strumieniowej powoduje zmniejszenie wartości dodatkowego ciśnienia dynamicznego. W celu zbadania wpływu zawirowania przepływu na charakterystykę energetyczną układu ejekcyjnego – charakterystykę ciśnieniową pompy strumieniowej przekształcono na zależność jej sprawności od współczynnika tłoczenia. Do sprawdzenia prawidłowości teoretycznych charakterystyk ciśnienia i energii uzyskanych podczas symulacji procesu pracy koncentrycznego układu ejekcyjnego wykorzystano modele pomp strumieniowych o stosunku powierzchni przekroju komory mieszania do dyszy odpowiednio 5,012 i 6,464. Średni błąd ciśnienia i wydajności strumienia wirowego wyznaczonych w sposób teoretyczny nie przekraczał odpowiednio 8,65% i 6,48%.

4

Ocena podstawowych charakterystyk pracy pomp strumieniowych stosowanych w pożarnictwie

Drzymała T., Wąsik W., Chudy P., Rózga Ł.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

7391--7403, CD2

PL

Prosta konstrukcja strumienic i łatwość ich wykonania zapewniły im szeroki zakres zastosowania w technice. Podstawowymi rodzajami strumienic cieczowych stosowanych w ochronie przeciwpożarowej są wysysacze (wypompowywanie wody z zalanych pomieszczeń) i zasysacze liniowe (wytwarzanie wodnego roztworu środka pianotwórczego). W referacie omówiono badania dla wybranych pomp strumieniowych (wysysaczy) aktualnie stosowanych w ochronie przeciwpożarowej oraz stawiane im wymagania normowe. Na podstawie przeprowadzonych badań wyznaczone zostały charakterystyki teoretyczne, jak również charakterystyki rzeczywiste (doświadczalne) badanego sprzętu. Przeprowadzono analizę porównawczą badanych pomp strumieniowych oraz sformułowano wnioski końcowe z przeprowadzonych badań.

EN

Simple design and ease-of-implementation of them provided their spotlights a wide range of applications in technology. The basic types of liquid ejectors used in fire protection are ejector pumps (pumping out water from flooded rooms) and in-line foam concentrate inducers (manufacture of aqueous solution foam). Research on flow characteristics of selected ejector pumps used currently in fire protection and its comparison with standard requirements are discussed in the paper. On the basis of the studies carried out either theoretical or real characteristics of tested devices are presented. A comparative analysis of the tested ejector pumps and the final conclusions are included at the end of the paper.

5

Badania symulacyjne pompy strumienicowej dla potrzeb transportu rurowego

Domagała M., Lisowski E.

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2013

|

Nr 2

68--71

PL

W wielu procesach produkcyjnych i technologicznych istnieje potrzeba przetransportowania surowca lub ładunku, który może znajdować się w zawiesinie wodnej. Jedną z takich metod jest wykorzystanie pomp strumienicowych, które dzięki efektowi zwężki Venturiego i występującej różnicy ciśnień umożliwiają transport ładunku wraz z czynnikiem roboczym. Zaletą tego systemu jest zdolność transportu ładunku o znacznych wymiarach i w warunkach niezagrażających jego uszkodzeniu, ze względu na brak ruchomych elementów. W artykule przedstawiono badania symulacyjne dwustopniowej pompy strumienicowej, w której czynnikiem roboczym jest woda. Podjęta w artykule tematyka dotyczy badań symulacyjnych, które wykonano za pomocą systemów CFD w programie ANSYS CFX.

EN

Jet pumps are widely used in many industrial applications from food, chemical to energy. The advantageous of jet pumps is possibility of transport hazardous or aggressive liquids or even food and high reliability due to the fact that pumps structure do not include any moving parts. The are two main type of jet pumps, with central and circumferential jet nozzle. The second solution, which working liquid is water is presented in this paper as a transportation device for liquid with density higher than water and solids. For this purpose CFD simulation was used. It allowed to check jet pump possibility of work in various conditions and verify some of design parameters of jet pumps. Presented in the work results of simulation verified that using two stages allows to increase pumping height. CFD simulations also shown that correct modification of jet nozzle geometry allows to obtain better pressure distribution inside the pump.

6

CFD modelling of a jet pump with circumferential nozzles for large flow rates

Lisowski E., Momeni H.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3 spec.

69--72

EN

Jet pumps are devices which are widely used in transport of dangerous or aggressive goods, contaminations like solid particles or even food. The principle of jet pumps which is transferring energy of one fluid that is called primary or motive is transferred into a secondary fluid makes that such pumps have no moving parts and are able to work in remote in extreme conditions. Jet pumps main disadvantageous is low efficiency ranging 40% and low pumping height which significantly limits its usage. One of the way to eliminate the low pumping height is to applying second stage of motive fluid. The other way is correct design of motive nozzles. Presented in the paper jet pump is a Liquid Jet Liquid (LJL) class of jet pump which both, motive and secondary fluids are water. This pump is a two stage jet pump with circumferential nozzles which inlet port has diameter approx. 200 mm and is assigned for high flow rate up to 200 m3/h. The main aim undertaken in this paper is to investigate flow phenomena that appears during jet pump operation as well as investigating influence of various design of motive nozzles on value of head pressure. Investigated jet pump is a prototype that was prepared in cooperation between Bergen University College and Fjell Industries AS, Norway. Modelling of jet pump is a complex task and makes difficulties in modelling when using traditional approach therefore to simulate phenomena that appears in jet pump during operation was used CFD tool: Ansys CFX code. Numerical simulations allowed to obtain information about pressure and velocity distribution as well as estimate the head pressure for various design of motive nozzle. There was investigated three design of motive nozzle: standard, with additional circumferential holes and with set of circumferential holes on motive nozzle. Conducted research shown that by modification of motive nozzle is possible to increase pumping height with almost 45%.

7

Wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych na jednostkową moc strugi zasilającej w krystalizatorze DTM o wstępującym ruchu zawiesiny w komorze mieszania

Bechtold Z., Małasińska M., Matynia A., Piotrowski K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 4s

13-15

EN

The influence of a mixing chamber length, feeding nozzle diameter, density and porosity of suspension on the required minimal value of unit power of the jet-pump feeding stream, providing stable circulation of suspension in a DTM type crystallizer, was presented. and defected seeds are moved to the surface by occluded air bubbles.

8

Krystalizacja z reakcją chemiczną strącania hydroksyapatytu w krystalizatorze DTM ze strumienicą o wstępującym ruchu zawiesiny w komorze mieszania

Koralewska J., Matynia A., Wierzbowska B., Piotrowski K.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 4s

87-89

EN

The reaction-crystallization process of hydroxyapatite precipitation from its diluted water solutions in a DTM type crystallizer equipped with the jet-pump working under the assumption of minimal power of a jet-pump feeding stream was discussed. It was concluded that crystal agglomerates with a size range of 227-285 mm were obtained.