автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование рабочих процессов в устройствах защиты нефтяных насосов от засорения с целью повышения их эффективности

На правах рукописи

ООЬОооч"•

Антипина Наталья Анатольевна

Моделирование рабочих процессов в устройствах защиты нефтяных насосов от засорения с целью повышения их эффективности

05.13.18 — Математическое моделирование, численные методы и комплексы

программ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 т 2012

Пермь - 2012

005056401

Работа выполнена в ЗАО "Новомет-Пермь" и в ФГБОУ ВПО Пермском государственном национальном исследовательском университете.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор С.Н. Пещеренко

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

зав. кафедрой "Общей физики" Пермского национального исследовательского политехнического университета, А.И. Цаплин

- доктор технических наук,

профессор кафедры "Гидромашиностроения" Санкт-Петербургского государственного политехнического университета A.A. Жарковский

Ведущая организация - Институт механики сплошных сред УрО РАН

Защита состоится 18 декабря 2012 г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.188.08 при ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» по адресу: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 423.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Автореферат разослан 16 ноября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д-212.188.08 кандидат физико-математических наук

А.П. Швейкш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В настоящее время лучшим решением проблемы засорения нефтяных насосов является применение контейнеров-дозаторов ингибиторов (химических реагентов для предотвращения солеотложений) и сепараторов механических примесей. Однако известные контейнеры имеют срок службы меньше среднего времени безотказной работы насоса, а сепараторы гравитационного и гидроциклонного типа - уступают фильтрам в тонкости очистки, хотя существенно превосходят в надежности.

Необходима оптимизация конструкции перечисленных устройств. Однако существующие модели, связывающие геометрические параметры с рабочими характеристиками, являются эмпирическими, т.е. описывают результаты испытаний изготовленных конструкций. Оптимизация на основе таких моделей возможна только при условии изготовления большого количества опытных образцов, т.е. не экономична.

Цель работы состояла в разработке методики моделирования рабочего процесса предложенных устройств, которая бы включала все значимые геометрические параметры конструкции и учитывала комплексный характер моделируемого процесса, включающего турбулентное течение пластовой жидкости, турбулентную диффузию ингибитора, перенос частиц породы потоком жидкости в сепараторах и др. Обозначенная цель может быть достигнута средствами вычислительной гидродинамики путем решения следующих задач:

• создание математических моделей рабочих процессов в устройствах защиты насоса от засорения: контейнеров-дозаторов твердого и жидкого ингибитора, сепараторов гравитационного и гидроциклонного типа;

• проведение вычислительного эксперимента для выбора рациональных конструкций устройств;

• проверка адекватности построенных моделей путем сравнения результатов серии вычислительных экспериментов со стендовыми испытаниями и эксплуатационными данными.

Научная новизна работы.

• Разработана [1] математическая модель рабочего процесса контейнера-дозатора твердого ингибитора новой конструкции [4], в котором высоковязкая бингамовская смесь вытекает из контейнера под действием силы тяжести и смешивается по диффузионному механизму с пластовой водой в специальном устройстве — камере растворения. Разделение рабочего процесса на две стадии: вытекание и растворение, позволило повысить управляемость процесса.

• Разработана [2] математическая модель рабочего процесса контейнера-дозатора жидкого ингибитора новой конструкции [5], в котором дозирование ингибитора определяется скоростью его растворения внутри контейнера и практически не зависит от течения жидкости вне контейнера. Создана и реализована в виде программы математическая модель подбора контейнера-дозатора к скважинным условиям, на программный продукт получено свидетельство о регистрации [10].

• Разработана комплексная математическая модель разделения твердых частиц в сепараторах [9], позволяющая рассчитывать сепарацию частиц породы, имеющих произвольное распределение по размерам, в новых сепараторах гравитационного [7] и гидроциклонного [8] типа.

Практическое значение работы определяется тем, что с помощью разработанных математических моделей были спроектированы новые конструкции погружных контейнеров для твердого (патент 1Ш 2398097) и жидкого (патент РШ 2382177) ингибиторов, сепараторов гравитационного (Ш1 102057) и гидроциклонного (1Ш 108799) типа. Все конструкции были изготовлены и успешно прошли промысловые испытания, что подтверждено актами завершения опытно-промышленных испытаний.

Публткации. По результатам исследований опубликовано 4 статьи в перечне журналов, рекомендованных ВАК, получено 5 патентов на изобретение и свидетельство о регистрации программы.

Достоверность результатов подтверждена удовлетворительным соответствием результатов моделирования экспериментальным данным. Для подтверждения правильности выбранных эмпирических коэффициентов, использованных в модели турбулентности, результаты расчетов сопоставлялись с физическими экспериментами и эксплуатационными данными. Для проведения физических экспериментов были специально спроектированы испытательные стенды и разработаны методики испытаний.

На защиту выносятся:

• Математическая модель и результаты расчета процесса дозированного вытекания высоковязкой бингамовской смеси битума и твердого ингибитора солеотложений из контейнера предложенной конструкции.

• Математическая модель диффузионного растворения и выноса жидкого ингибитора солеотложений турбулентным потоком из контейнера предложенной конструкции и численную реализацию модели.

• Математическая модель сепарации твердых частиц, имеющих произвольное распределение по размерам, в предложенных новых конструкциях погружных сепараторов гравитационного и гидроциклонного типа.

Апробация работы

Материалы диссертации были представлены на семинаре "Осложненные условия эксплуатации нефтепромыслового оборудования. Способы прогнозирования и предупреждения солеотложений", г. Нижневартовск, 2009 г.; Международной научно-технической конференции "Нефтегазовое и горное дело", г. Пермь, 2009 г.; Всероссийской конференции молодых ученых "Современные проблемы математики и ее прикладные аспекты", г. Пермь, 2010 г.; XIX Всероссийской школе-конференции молодых ученых "Математическое моделирование в естественных науках", г. Пермь, 2010 г.; Всероссийской научно-технической конференции "Нефтегазовое и горное дело", г. Пермь, 2010 г., 2011 г.; XXI Всероссийской школе-конференция молодых ученых и студентов "Математическое моделирование в естественных науках", г. Пермь, 2012 г. и на научных семинарах кафедры прикладной математики и информатики Пермского государственного национального исследовательского университета. В целом диссертационная работа докладывалась и обсуждалась на семинарах кафедры математического моделирования систем и процессов (рук. профессор П.В.Трусов), кафедры вычислительной математики и механики (рук. профессор Н.А.Труфанов), кафедры механики композиционных материалов и конструкций (рук. профессор Ю.В.Соколкин) Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы (108 библиографических ссылок), изложена на 130 страницах, содержит 98 рисунков и 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено общей характеристике работы. Обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, рассмотрено краткое содержание глав диссертации.

В первой главе проанализированы недостатки существующих устройств предупреждения солей и выноса механических примесей, а также недостатки математических моделей их рабочих процессов. Предложены новые типы устройств и параметрические модели их конструкций.

На рис. 1 и 2 показаны параметрические модели контейнеров дозирования ингибитора и сепараторов механических примесей. В модели контейнера 1, А дозирование ингибитора осуществляется его вытеканием через отверстие в камеру 2, где происходит его перемешивание с пластовой жидкостью. Дозирование жидкого ингибитора (см. 1, В) определяется процессом его диффузионного растворения внутри контейнера. В модели 2, А отделение твердых частиц от жидкости осуществляется силами тяжести. В модели 2, В — центробежными силами и силами тяжести.

Математические модели должны имитировать работу устройств во внут-рискважинных условиях и позволить выбрать их геометрические параметры.

\

А В

Рис. 1. Конструкции погружных контейнеров-дозаторов для: А — кого ингибиторов

В — жид-

Во второй главе описаны математические модели основных физических процессов, протекающих в перечисленных устройствах. Математическое моделирование позволило определить геометрические параметры устройств без материальных и временных затрат.

Для описания процесса вытекания смеси твердого ингибитора и высоковязкого битума из контейнера были использованы уравнения Навье-Стокса с моделью вязкости Бингама:

тс * / 1 тЛ т 1 (дщ диЛ/дщ ЗиЛ

77* ■ динамическая вязкость, гс — предел текучести, К = г/*/тс.

Коэффициенты тси К были определены в лабораторных экспериментах по вытеканию смеси из модельных емкостей, см. рис. 3. Видно, что при тс = 100 Па и К = 10000 с достигается наилучшее соответствие результатов расчета и эксперимента, согласующееся с ошибкой эксперимента.

к

Рис. 3. Зависимость относительной ошибки расчета времени вытекания смеси из контейнера при различных значениях коэффициентов тс и К

Для описания турбулентного движения жидкости в погружных контейнерах с жидким ингибитором и сепараторах механических примесей использовались уравнения Рейнольдса и модель турбулентности к — е.

При численной реализации шаг по времени Д£ определялся из условия Д£ < 1/Зу, где I - средний размер ячейки, V - средняя скорость потока. Сходимость задачи контролировалась по невязкам компонент скорости и массового потока, находившихся по формуле:

(2)

\| пг т

где щ — компоненты скорости или массовый поток на г итерации, т — количество объемных или поверхностных элементов.

Для описания переноса механических примесей потоком жидкости

в гравитационных сепараторах был использован подход Лагранжа. Объемная доля частиц была порядка 0.3%, поэтому считалось, что частицы не взаимодействуют друг с другом и не влияют на течение жидкости.

Проведены оценки, показавшие, что подъемной силой из-за неоднородности скорости жидкости, силой Магнуса из-за вращения частицы в жидкости

и силои гидростатического давления окружающей частицу жидкости можно пренебречь. Учитывалась сила сопротивления, сила Архимеда, сила тяжести и «присоединённая масса жидкости» (жидкость, увлекаемая движущейся частицей) :

сШр ш\ю\ 4 з

= СхБр}—^- + з тгг д{рр

1

а) + от/ Ьтг

м

(Шр (И

(3)

где С^ - коэффициент лобового сопротивления, 5 - площадь сечения частицы, pf - плотность жидкости, ги = £/р — и/ разность скоростей частицы и жидкости, - плотность частицы, г - радиус частицы.

Для нахождения Сх рассчитывался коэффициент сепарации при оседании частиц в восходящем потоке жидкости. Из рис. 4 видно, что наилучшее соответствие эксперимента и расчета наблюдается при Сх = 6.

100 п

92 -

84 -

3 4 5

Коэффициент сопротивления

Рис. 4- Зависимость коэффициента сепарации от коэффициента сопротивления: 1 - при численном моделировании, 2 - экспериментальное значение

Растворение ингибитора внутри контейнера-дозатора жидкого реагента (см. рис. 1, В) описывается уравнением диффузии в условии движения жидкости:

<9С д(Ц;С) дЬ дх

— (в—-

дхV дх

(4)

где С - массовая концентрация, Ц - скорость, И - коэффициент диффузии.

Его прямое численное решение невозможно, поскольку согласно условию Куранта шаг по времени должен быть не более 0.0003 с, а число шагов по времени порядка ~ 1011. Поэтому была предложена упрощенная модель.

Считалось, что ниже отверстий нет течения жидкости, и растворение ингибитора внутри контейнера протекает по диффузионному механизму, = 0. Расчетная область имеет вид, представленный на рис. 5. Нижняя граница непроницаемая.

Поток ингибитора через верхнюю границу х = Ь равен потоку, уносимому течением через отверстия в контейнере, см. рис. 5, где ¿ч площадь поперечного сечения контейнера, ¿>2 площадь суммарного поперечного сечения отверстий, через которые ингибитор выносится из контейнера, V средняя скорость жидкости, вытекающей из отверстий (вычисляется при решении задачи обтекания контейнера турбулентным потоком жидкости).

4-

дС _0д2 С а ~ ах2

, = 0: ^ = 0 дх

& 1 2 ; Рис. 5. Моделирование растворения внутри контейнера для жидкого реагента

Полученная математическая модель диффузионного растворения жидкого ингибитора турбулентным потоком жидкости была реализована в виде программы, позволяющей подбирать параметры контейнера к условиям в скважине [10].

В третьей главе приведены результаты расчетов рабочего процесса контейнеров-дозаторов новой конструкции.

В модели контейнера-дозатора для твердого ингибитора (см. рис. 1, А) скорость дозирования определяется процессом гравитационного вытекания высоковязкой смеси из контейнера в рабочую камеру. Задача вытекания смеси решалась в ламинарной постановке путем численного решения уравнения Навье-Стокса. Для учета влияния силы тяжести использовали упрощенную модель, согласно которой на верхней границе контейнера задавалось давление p.¿n = ApgH, где Ар — разница плотностей жидкостей внутри и снаружи контейнера, Н высота смеси в контейнере, вязкость смеси находили по (1).

В расчетной области была построена структурированная сетка со средним размером ячейки 1 мм. Вблизи стенок контейнера сетка сгущалась с фактором 1.2. Сходимость задачи достигалась за 100-150 шагов по времени.

Была проведена серия стационарных расчетов средней скорости и(Н) движения уровня смеси Н в контейнере. Типичный пример поля скоростей приведен на рис. 6. Время, за которое уровень смеси в контейнере изменится с уровня Нi до #2, равно:

т Г"2 Ш

Т = кнну (5)

Концентрация ингибитора в пластовой жидкости вычисляется так:

Рис. 6. Типичное поле скорости в контейнере-дозаторе твердого ингибитора

Рис. 7. Поле скоростей течения жидкости в универсальном контейнере с жидким реагентом

с =-ттд-' (6)

где 5 — площадь контейнера, р — плотность ингибитора, <2 - массовый расход скважины, Ci — концентрация ингибитора в смеси.

На рис. 8 приведена зависимость концентрации ингибитора в пластовой жидкости от времени для контейнера высотой 3 м, диаметром 76 мм, с отверстием диаметром 15 мм в донышке. Видно, что на протяжении 1 года обеспечивается уровень концентрации в добываемой жидкости не ниже минимально допустимого.

На рис. 9 для того же контейнера представлены вычисленная зависимость высоты смеси в контейнере от времени и эксплуатационные данные. Видно, что результаты совпадают с точностью порядка 10%.

Данная конструкция контейнера успешно прошла опытно - промышленные испытания в нефтяной компании "Аки-Отыр" [4]. После внедрения погружных контейнеров данного типа средняя наработка на отказ увеличилась более чем в 2 раза.

Недостатком контейнеров-дозаторов твердого ингибитора является чрезмерный расход реагента на начальном этане работы, см. рис. 8, когда высота смеси в контейнере максимальна.

О 0.4 0.8 1X 1.6 2

Время, год

0 12 3

Высота оставшейся смеси, м

Рис. 8. Зависимость концентрации ингибитора от времени (1) и минимально допустимая концентрация (2)

Рис. 9. Зависимость высоты смеси в контейнере от времени работы: 1 - расчет, 2 - эксплуатационные данные

Для уменьшения расхода ингибитора на начальном этапе эксплуатации был разработан универсальный контейнер-дозатор другого типа, в котором можно применять как твердые, так и жидкие ингибиторы.

Конструкция универсального контейнера показана на рис. 1, В. Скважин-ная жидкость, обтекая контейнер, проникает внутрь через нижний ряд отверстий, растворяет находящийся внутри ингибитор и выносит образовавшийся раствор через верхний ряд отверстий. Обычно верхняя граница ингибитора находится ниже отверстий, поэтому нет пикового выноса ингибитора из контейнера в начальный момент работы.

Диаметр контейнера такой же, как насоса, варьируемыми параметрами конструкции являются число, диаметр, угол наклона отверстий и расстояние между верхним и нижним рядами отверстий, а также - длина контейнера.

Коэффициент диффузии, входящий в уравнение диффузионного переноса, был определен экспериментально. Для этого заполнялась ингибитором часть скважины ниже отверстий перфорации (плотность ингибитора выше плотности пластовой жидкости). Ингибитор смешивался с пластовой жидкостью по диффузионному механизму. На устье скважины измерялась зависимость концентрации ингибитора от времени. Эта же зависимость находилась как решение уравнения диффузии. Подбиралась величина коэффициента диффузии О так, чтобы вычисленные и измеренные значения концентрации были максимально близки, см. рис. 10. Получили О ~ 3 • 10_ь м2/с.

После этого были проведены расчеты выноса ингибитора из контейнера, см. рис. 11. Число шагов по времени было равно 50, общее время расчета -1 год, число шагов по пространству было равно 100.

В расчетной области была построена сетка из условия не менее 50 ячеек на диаметр контейнера, вблизи стенок контейнера и отверстий сетка сгущалась с фактором 1.2. Сходимость задачи достигалась за 200-300 шагов по времени.

Типичное поле скоростей показано на рис. 7. Видно, что вихревое течение локализовано в области отверстий и практически отсутствует внутри контейнера ниже отверстий.

Рассмотренная конструкция контейнера была запатентована и изготовлена [5], прошла опытно - промышленные испытания в ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз». В течение первых 60 суток работы установки, согласно регламенту испытаний, измерялась концентрация ингибитора в пробах пластовой жидкости, рис. 11.

Наработка, сут

Рис. 10. Зависимость концентрации жидкого ингибитора в скважипной жидкости: точки - эксперимент, линия -расчет

Время, сутки

Рис. 11. Зависимость концентрации жидкого ингибитора в скважипной жидкости: 1 - расчет, 2 - эксперимент

Из приведенных результатов видно, что имеет место качественное и количественное совпадение результатов, а также и то, что удалось избежать чрезмерной траты ингибитора в начальный момент времени (контейнер заполнялся не до отверстий).

В четвертой главе приведены результаты расчетов рабочих процессов сепараторов механических примесей гравитационного (см. рис. 2, А) и гидроциклонного (см. рис. 2, В) типов. Выбраны рациональные конструкции сепараторов, приведено сравнение результатов расчетов со стендовыми испытаниями и эксплуатационными данными [12].

Оборудование для добычи нефти изготавливается в базовом и износостойком (в случае интенсивного выноса твердых частиц) исполнении. Если сепаратор механических примесей имеет коэффициент сепарации не менее 80%, то в условиях интенсивного выноса твердых частиц можно применять оборудование базового исполнения. Поэтому считали, что коэффициент сепарации должен быть не менее 80%.

Расчетная область для гравитационного сепаратора приведена на рис. 2. Геометрия сепаратора полностью описывается двумя параметрами - длиной внутренней трубы Ь и диаметром внутренней трубы И, поскольку диаметр внешней трубы ограничен наружным диаметром скважины, а толщина стенки трубы является величиной постоянной. Диаметр внутренней трубы Б изменялся в диапазоне значений [15, 40] мм. Длина трубы Ь менялась в диапазоне [200, 1000] мм. Толщина стенки трубы = 3 мм, внутренний радиус

корпуса сепаратора = 50 мм. Общая длина расчётной области равна (Ь+1000) мм. Подача жидкости задавалась равной 50 м3/сут.

При численной реализации расчетная сетка поперек потока имела 15-20 ячеек с характерным размером 1 мм и коэффициентом роста размера ячеек от стенки в объем 1.2.

В качестве граничных условий на входе задавался массовый расход жидкости <5, а также массовый расход твердых частиц <3„ы- Массовая концентрация твердых частиц была С = С^^ап ¿/((Э,га™г + <3)=0.01. На выходе задавалось статическое давление.

Число твердых частиц выбрали равным 1000 шт, их распределение по диаметру приведено в табл. 1. Сходимость решения достигалась за 100-150 шагов по времени.

Таблица 1

Распределение твердых частиц по размеру

Размер частиц, мм 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2

Массовая доля частиц, % 1.5 3.9 2.0 2.5 7.8 15.6 20.3 17.4 11.1 6.3 4.7 2.6

Результаты расчетов коэффициента сепарации приведены на рис. 12. Из рисунка видно, что коэффициент сепарации повышается при увеличении длины внутренней трубы и уменьшении ее диаметра.

Максимальный коэффициент сепарации получается при максимальной длине трубы и минимальном внутренней диаметре. Однако при уменьшении диаметра трубы возрастает гидравлическое сопротивление. Исходя из ограничения на гидравлические потери, а также из технологических соображений, была выбрана конструкция с Ь = 1000 мм и Ю = 25 мм [7], которая была изготовлена из металла и прошла стендовые испытания.

юоо 800

I

600 400 200

17 Й

.га

03

В; I и 1

30 35 40 Р. мм

—I-1-Г"

30 40

Подача, мэ/сут

-1 50

Рис. 12. Зависимость коэффициента сепарации от диаметра внутренней трубы О и ее длины Ь

Рис. 13. Сравнение расчета и эксперимента для сепаратора на малые подачи: 1 -эксперимент, 2 - расчет

Сопоставление результатов расчетов и испытаний представлено на рис. 13. Видно, что расчетные и экспериментальные данные совпали в пределах 7 %.

При увеличении подачи величина коэффициента сепарации уменьшается и при подаче более 50 м3/сут становится меньше критической величины 80%. Поэтому при больших подачах применение сепаратора гравитационного типа нецелесообразно.

На подачах жидкости > 50 м3/сут следует применять сепаратор гидроциклонного типа, поскольку при увеличении подачи увеличивается центробежная сила, а следовательно и коэффициент сепарации.

Расчетная область сепаратора гидроциклонного типа схематично приведена на рис 2, В. Геометрия полностью описывается параметрами: ширина лопасти Дй, число лопастей п, длина сепаратора Ь.

Расчеты коэффициента сепарации проводили при подаче 50 м3/сут и 300 м3/сут и следующих значениях варьируемых параметров: п — 1,2,3, Ь = 500, 750,1000 мм, Дй = 12,16, 20 мм. Общая длина расчетной области была равна (Ь + 1000) мм. Угол навивки лопасти был 45°.

Характерный размер ячейки в расчетной сетке был 0.5 мм, от стенки в объем коэффициент роста ячеек был равен 1.2. Шаг по времени был порядка 0.001 с, число шагов - порядка 500.

Рис. Ц. Траектории частиц в нижней ча- Рис. 15. Траектории частиц в нижней части гравитационного сепаратора сти гидроциклонного сепаратора

Типичный вид траекторий твердых частиц в нижней части сепаратора приведен на рис. 15. Видно, что частицы, сместившиеся к внешней стенке сепаратора, при повороте потока оседали в сборник частиц, а остальные частицы продолжили движение с потоком на прием насоса.

Согласно результатам расчетов при подаче 50 м3сут максимум коэффициента сепарации достигается при п=3, ¿=1000 мм, Дс£= 12 мм, при подаче 300 м3/сут при п=1, £=1000 мм, Дс2= 12 мм. Для стендовых испытаний был изготовлен гидроциклон с п=2, Ь=1000 мм, Дс?=12 мм, для которого сопоставление расчетных и экспериментальных данных приведено на рис. 16. Их расхождение составило не более 7 %.

О 200 400 600

Подача, м3/сут

Рис. 16. Сравнение расчета и эксперимента для сепаратора на большие подачи: 2 - расчет, 1 - эксперимент

При увеличении подачи наблюдается улучшение коэффициента сепарации.

Данная конструкция сепаратора гидроциклонного типа стала основной частью гравитационно-щелевого фильтра [8]. Опытно-промышленные испытания устройства прошли в ОАО «Газпромнефть - Ноябрьскнефтегаз». Лабораторные исследования проб, взятых со скважин, показали отсутствие частиц размером более 100 мкм. По скважине №5194 наработка составила 514 суток против предыдущей наработки 17 суток с щелевым фильтром. Высокая наработка по всем скважинам и результаты лабораторных исследований позволили опытно-промышленные испытания признать успешными и продолжить внедрение разработанного устройства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработаны математические модели рабочих процессов устройств для защиты нефтяного насоса от засорения: контейнеров-дозаторов твердого и жидкого ингибитора, сепараторов гравитационного и гидроциклонного типов.

2 Создана и реализована в виде программы математическая модель подбора контейнеров к условиям в скважине.

3 Установлена адекватность разработанных моделей путем сравнения расчета и экспериментальных данных, полученных на стендах и в эксплуатационных условиях.

4 Анализ полученных решений позволил предложить новые конструкции устройств, предотвращающих засорение нефтяных насосов: контейнеров-дозаторов твердого и жидкого ингибитора, сепараторов гравитационного и гидроциклонного типов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Антипина H.A., Пещеренко С.Н., Рабинович А.И. и др. О повышении надежности погружных контейнеров для твердого ингибитора // Бурение и нефть. 2008. №11. С. 36-38 (из перечня ВАК).

2 Антипина H.A., Киселев А.Е., Пещеренко С.Н. и др. Система защиты УЭЦН от солеотложений с использованием капсулированного жидкого ингибитора // Бурение и нефть. 2009. №4. С. 30-32 (из перечня ВАК).

3 Антипина H.A., Пещеренко С.Н. Математическое моделирование гравитационного сепаратора для очистки жидкостей от механических примесей // Проблемы механики и управления: межвуз. сб. науч. тр. / Перм. гос. ун-т. - Пермь, 2010. С. 4 - 11.

4 Пещеренко С.Н., Антипина H.A., Рабинович А.И. "Способ подачи ингибитора в термопластичной матрице и устройство для его осуществления", патент RU 2 398 097, опубликовано 27.08.2010 Бюл. №24.

5 Антипина H.A., Пещеренко С.Н., Сувернев С.П. и др. "Устройство для подачи ингибитора", патент RU 2 382 177, опубликовано 20.02.2010 Бюл. №5.

6 Антипина H.A. "Об улучшении характеристик гравитационного сепаратора методами математического моделирования" // Научные исследования и инновации: Издательство ПГТУ, Том 5, №2, 2011. С. 167 - 170.

7 Антипина H.A., Пещеренко С.Н. "Гравитационный сепаратор для очистки скважинной жидкости", патент на полезную модель RU 102 057, опубликовано 10.02.2011 Бюл. №4.

8 Антипина H.A., Каплан А.Л., Пещеренко С.Н. и др. "Гравитационный сепаратор для очистки скважинной жидкости", патент на полезную модель RU 108 799, опубликовано 27.09.2011 Бюл. №27.

9 Антипина H.A., Каплан А.Л., Пещеренко С.Н. Погружные сепараторы механических примесей // Бурение и нефть. 2011. №12. С. 40 - 43 (из перечня ВАК).

10 Антипина H.A. Свидетельство № 2012612226 об официальной регистрации программы «Подбор погружных контейнеров» (Novomet Scale)/ H.A. Антипина //Реестр программ для ЭВМ, 28.02.2012.

11 Антипина H.A., Молъцен С.Н., Пещеренко С.Н. и др. Устройство для дозированной подачи реагента в скважину. Патент РФ №2 446 272. Опубликовано 27.03.2012 Бюл. №9.

12 Антипина H.A., Пещеренко С.Н. "Математическое моделирование движения твердых частиц в погружных сепараторах" // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Серия "Физико-математические науки", №2(146), 2012 г, с. 6268 (из перечня ВАК).

Подписано в печать 16.11.2012. Тираж 100 экз. Усл. печ. л. 1. Формат 60 х 90/16. Заказ № 2160/2012.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства Пермского национального исследовательского политехнического университета. Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113. Тел. (342) 219-80-33.

Введение

1 Устройства защиты нефтяного насоса от засорения и математические модели их рабочих процессов

1.1 Проблема засорения нефтяных насосов.

1.2 Отложение солей в насосах.

1.2.1 Анализ известных способов предотвращения солеотло-жений.

1.2.2 Математические модели дозирования ингибитора погружными контейнерами.

1.3 Засорение насосов механическими примесями

1.3.1 Анализ известных способов отделения механических примесей от добываемой жидкости.

1.3.2 Моделирование рабочего процесса сепараторов механических примесей.

1.4 Постановка задачи исследования.

2 Методики математического моделирования и экспериментальных исследований рабочих процессов предвключённых устройств

2.1 Математические модели турбулентных течений однофазных жидкостей.

2.2 Модель турбулентного переноса пассивной механической примеси

2.3 Модель вытекания высоковязкой смеси из контейнера

2.4 Диффузия в турбулентных течениях

2.5 Методика стендовых испытаний гравитационных сепараторов твердых частиц.

2.6 Выводы.

3 Моделирование рабочего процесса и оптимизация погружных контейнеров

3.1 Контейнер для твёрдого ингибитора.

3.1.1 Моделирование рабочего процесса контейнера.

3.1.2 Сопоставление расчета с эксплуатационными данными

3.2 Контейнер с капсулированным или жидким реагентом.

3.2.1 Выбор геометрических параметров контейнера.

3.2.2 Моделирование растворения внутри контейнера.

3.2.3 Сопоставление расчета с эксплуатационными данными

3.3 Контейнер с постоянной скоростью дозирования.

3.3.1 Моделирование рабочего процесса в устройствах различного типа.

3.3.2 Описание конструкции

3.4 Выводы.

4 Моделирование рабочего процесса и выбор рациональных конструкций гравитационных сепараторов

4.1 Гравитационный сепаратор твердых частиц без закрутки потока.

4.2 Гидроциклонный сепаратор твёрдых частиц.

4.3 Поисковые стендовые исследования влияния газа на характеристики сепараторов механических примесей.

4.4 Незасоряющиеся фильтры механических примесей.

4.5 Выводы.

Основные результаты работы

Доля добычи нефти установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) составляет порядка 70 % [1]. Интенсификация добычи нефти за последние два десятилетия сопровождается гидроразрывами пласта, увеличением глубины подвески установок и увеличением депрессии на пласт [2]. Это приводит к таким осложнениям при добыче нефти, как вынос твёрдых частиц, отложение солей, нерастворённый газ, высокая температура скважинной жидкости.

Засорение рабочих узлов установки для добычи нефти является одним из основных осложняющих факторов в нефтедобыче. Отложения представляют собой прочные соединения, состоящие из нерастворимых твёрдых частиц и солей. Таким образом, проблема засорения вызвана двумя причинами - отложением солей и выносом нерастворимых твёрдых частиц из пласта, часто называемыми механическими примесями.

Наиболее эффективным методом предупреждения отложения солей является химический, заключающийся в применении специальных химических веществ - ингибиторов [3]. Проблема состоит в доставке ингибитора к работающей насосной установке. Наиболее простым и экономически выгодным способом на сегодняшний момент является применение погружных контейнеров. Погружной контейнер - дозатор крепится на основание электродвигателя и обеспечивает непрерывную дозированную подачу ингибитора в добываемую жидкость. Первые конструкции контейнеров представляли собой перфорированную трубу, в которую помещался твёрдый ингибитор. Поток пластовой жидкости растворял ингибитор за несколько суток, в то время как наработка установки составляла несколько месяцев. Ситуация осложнялась зависимостью работы контейнера от условий в скважине, таких как температура и обводнённость. По этой причине недостаточно подбирать геометрические параметры конструкций эмпирическим путём, необходимы физические модели, описывающие процесс растворения и выноса ингибитора из устройства. В связи с отсутствием физического описания явлений, происходящих при работе контейнера, не было и математических моделей, позволяющих проводить оптимизацию конструкций контейнеров и прогнозировать работу устройств в зависимости от условий в скважине.

Для предотвращения попадания механических примесей в установку применяют устройства для разделения частиц от пластовой жидкости. Широко применяли фильтры объёмного и поверхностного действия, однако такие фильтры засоряются механическими примесями, особенно при наличии солеотложений. Поэтому стали применяться устройства другого принципа действия, сепараторы гравитационные и центробежные. Ввиду свой высокой стоимости и низкой надёжности центробежные сепараторы уступают гравитационным, хотя и имеют более высокий потенциал в отношении тонкости очистки от механических примесей. Поэтому в последнее время велик интерес именно к сепараторам гравитационного типа. Первые конструкции гравитационных сепараторов имели вид двух коаксиальных труб, вставленных друг в друга с образованием кольцевого зазора, сепарация частиц происходила при повороте потока из кольцевого зазора во внутреннюю трубу. Очевидно, что такая конструкция имеет ограниченный диапазон применения, поскольку при повышении расхода тонкость очистки ухудшается. С целью увеличения тонкости очистки сепаратора на больших подачах в кольцевом зазоре дополнительно создавалась центробежная сила с помощью закрутки потока винтовым шнеком. Назовём такие сепараторы гидроциклонными - по аналогии с гидроциклонами, использующимися для очистки на поверхности. В отличие от гидроциклонов, сепараторы механических примесей для нефтедобывающей отрасли имеют ограничение по внешнему диаметру, а также они полностью затоплены в пластовой жидкости. Поэтому методики, основанные на эмпирических соотношениях и богатом опыте использования гидроциклонов в разных отраслях промышленности, не подходят для описания процессов, происходящих в сепараторах механических примесей.

Отсутствие физических и математических моделей работы устройств, предназначенных для решения проблемы засорения установки, определило необходимость создания физического описания явлений, происходящих при работе погружных контейнеров и сепараторов механических примесей. Физическая модель процессов позволит предложить конструкции устройств, а построение математической модели рабочего процесса устройств позволит выбрать их рациональные геометрические параметры.

Цель работы состояла в создании физических моделей рабочего процесса в устройствах, предназначенных для предотвращения установки: модели растворения и выноса ингибитора из контейнера, сепарации частиц и воды под действием силы тяжести в турбулентном потоке; в разработке новых конструкций погружных контейнеров и сепараторов механических примесей на основе физических моделей; в создании математической модели рабочих процессов спроектированных устройств, а также в выборе рациональных конструкций на основе разработанных математических моделей.

В первой главе рассмотрены существующие способы и устройства для защиты установок от засорения и математические модели их рабочих процессов. Выявлены недостатки устройств и озвучены их возможные причины. Проанализированы математические модели на предмет возможности их применения для проектирования новых конструкций устройств для защиты от засорения. Приведена постановка задачи исследования.

Во второй главе описаны методики математического моделирования и экспериментальных исследований рабочих процессов предвключённых устройств, защищающих установку от засорения. В устройствах, предназначенных для защиты УЭЦН от солей и механических примесей, основными физическими процессами являются растворение ингибитора, а также перенос частиц песка турбулентным потоком. Рассмотрены основные модели турбулентности, указан диапазон их применимости. На основе двупараметрической модели турбулентности была построена модель сепарации частиц и воды в турбулентном потоке под действием центробежных и гравитационных сил. Для моделирования движения частиц был использован подход Лагранжа, для учёта формы частиц был найден коэффициент сопротивления частиц в потоке. Приведена численная реализация по"Лученной!йоделихШ"ар8СЦии"ча"стиц=Была=построена-модель растворения и вытекания ингибитора из контейнера новой конструкции. Приведена методика испытаний новых конструкций сепараторов на испытательном стенде, спроектированном для подтверждения достоверности результатов, полученных расчётным путём.

В третьей главе описано моделирование рабочего процесса и разработка контейнеров трёх типов: на основе твёрдого ингибитора, с капсулированным и жидким реагентом, контейнера с постоянной скоростью дозирования.

В четвёртой главе описано моделирование рабочего процесса гравитационных сепараторов механических примесей двух типов: без закрутки потока и с закруткой, гидроциклонного типа.

Основные результаты работы

1 Разработана математическая модель дозированного вытекания высоковязкой смеси битума и твёрдого инигбитора солеотоложений из контейнера новой конструкции.

2 Разработана математическая модель диффузионного растворения и выноса жидкого ингибитора солеотложений турбулентным потоком из контейнера новой конструкции. Создана и реализована в виде программы математическая модель подбора контейнера-дозитора к скважинным условиям. На программный продукт получено свидетельство о регистрации [71].

3 Разработаны и испытаны в промысловых условиях устройства для защиты УЭЦН от отложения солей (патент 1Ш 2 398 097, патент 1Ш 2 382 177).

4 Разработана имитационная модель расчёта разделения частиц в гравитационном сепараторе механических примесей, позволившая разработать рациональные конструкции гравитационных сепараторов двух типов: без закрутки потока и гидроциклонного. Достоверность результатов расчётов проверялась сравнением расчётных и экспериментальных данных.

5 Разработаны конструкции-пог.ружных сепараторов механических при-. месей с тонкостью очистки 100 мкм и коэффициентом сепарации не менее 80%: гравитационного (патент 1Ш 102 057) и гидроциклонного (патент Яи 108 799) типов. Проведены опытно-промышленные испытания устройств, подтверждённые актами испытаний.

1. Кудрявцев И.А. Совершенствование технологии добычи нефти в условиях интенсивного выноса мехпримесей (на примере самотлорского месторождения) // Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2. Агеев Ш.Р., Григорян Е.Е., Макиенко Г.П. Российские установки лопастных насосов для добычи нефти и их применение. Энциклопедический справочник. Пермь: ООО «Пресс-Мастер», 2007, 645 с.

3. Кащавцев В.Е., Мищенко И. Т. Солеобразование при добыче нефти. -М., Орбита-М, 2004, 432 стр.

4. Материалы конференции "Эксплуатация осложнённого фонда скважин 2010" /'/' Инженерная практика, №2, 2011.

5. Наговицын Э.А. Оборудование для снижения влияния механических примесей при добыче нефти механизированным способом // Инженерная практика, №2, 2010, стр. 6-13.

6. Материалы семинара "Осложнённые условия эксплуатации нефтепромыслового оборудования. Способы прогнозирования и предупреждениясолеотложений" // Инженерная практика, №1, 2009. ~

7. Кудряшов С. И. Менеджмент солеотложения на меторождениях «НК «Роснефть»// Нефтегазовое дело, 2006 г.

8. Ибрагимов Н.Г., Хафизов А.Р., Шайдаков В.В. и др. Осложнения в нефтедобыче. Уфа: ООО «Издательство научно-технической литературы «Монография», 2003. 302 с.

9. Ким В.К., Модестов В.Н., Сергеев В.Н. Способ предотвращения отложения солей в нефтепромысловом оборудовании. Авторское свидетельство СССР №1167307 Е21В 43/00. Опубл. 15.07.85, Бюл. №26.

10. Данченко Ю.В., Дорогокупец Г.Л., Иванов O.E. и др. Устройство для обработки скважинной жидкости. Патент РФ № 2 292 448. Опубликовано 27.01.2007 Бюл. №3.

11. Рунец С.А., Фофанов Б.В., Белоусова Н.В. и др. Способ подачи твердого реагента в скважину и устройство для его осуществления. Патент РФ Xs 2 227 206. Опубликовано 20.04.2004.

12. Лялин С.В. Способ подачи жидких и твёрдых реагентов в скважину и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2 342 519. Опубликовано 20.04.2008 Бюл. №16.

13. Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях. Киев: Наук, думка, 1981. - 396 с.

14. Попов Д. Н., Панаиотти С. С., Рябинин М. В. Гидромеханика. М., Издательство МГТУ им. Баумана, 2002, 384 стр.

15. Маслов И.И. Методы борьбы с выносом песка из нефтяных скважин. М.: ВНИИОЭНГ. Серия "Нефтепромысловое дело", 1980. 64 с.

16. Финкельштейн 3.JI. Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин. М.: Недра, 1986. - 232 с.

17. Афанасьев A.B. Обзор технологий, применяемых для увеличения наработки на отказ // Материалы семинара «Осложненные условия нефтепромыслового оборудования. Способы борьбы с мехпримесями» 9-10 февраля 2010 г, г. Нижневартовск. ~

18. Афанасьев A.B. Использование технологии крепления призабойной зоны скважины «ЛИНК» для ограничения выноса песка // Инженерная практика, №2, 2010, стр. 38-48.

19. Данченко Ю.В., Рабинович А.И., Перельман О.М. и др. Скважинный фильтр. Патент РФ № 2 258 131. Опубл. 10.08.2005 Бюл. №22.

20. Захаров Б.С., Чигряй В.А., Ильюхин В.В. Фильтр спирально-щелевой скважинного глубинного насоса (варианты). Патент на полезную модель РФ № 56 947.Опубликовано 27.09.2006 Бюл. №27.

21. Кучурин А.Е., Ленский A.B., Горбунов В.В. и др. Погружная насосная установка для добычи нефти. Патент РФ № 2 386 860. Опубликовано 20.04.2010 Бюл. Ml.

22. Якимов С.Б., Афанасьев A.B., Шмонин П.А. Применение десендеров для защиты ЭЦН на пластах Покурской свиты// Журнал о технологиях ТНК-BP «Новатор», 1999, Вып.27, С.27-31.

23. Афанасьев A.B., Шмонин П.А., Уразбахтин Р. «Ваньеганнефть»: инновационный комплексный подход для достижения безотказной работы УЭЦН // Журнал о технологиях ТНК-BP «Новатор», №26, 2009, стр. 11-15.

24. Ковальчук Я.П., Пигасов Н.М. Скважинный сепаратор для установки погружного электроцентробежного насоса. Авторское свидетельство СССР № 1 308 754. Опубл. 07.05.87 Бюл. №17.

25. Дроздов А.Н., Кудряшов С.И., Агеев Ш.Р. Погружная насосная установка для добычи нефти. Патент РФ № 2 278 959. Опубл. 27.06.2006 Бюл №18.

26. Иделъчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.:Машиностроение. 1992. 672 с.

27. Под ред Гиматудинова С. К. Справочная книга по добыче нефти. М.:Недра. 1974, 703 с.

28. Мустафаев A.M., Гутман Б.М. ГидроциклоньГв нефтедобывающёй~про~~ мышленности. М. : Недра, 1981. - 260 с.

29. Говберг A.C., Терпунов В.А., Суворов К.К., Шумилин A.A. Гидроциклонные сепараторы механических примесей типа СМГБ для погружных электроцентробежных насосов // Химическое и нефтегазовое машиностроение, №2, 2007, стр.28-29.

30. Яблонский, В. О. Расчёт показателей разделения суспензий с использованием уравнения регрессии // Химическое и нефтегазовое машиностроение.- 2008.- Вып. 8,- С. 3 7.

31. Непомнящий, Е.А. Расчёт уноса частиц твёрдой фазы из конического гидроциклона / Е.А. Непомнящий, A.M. Кутепов // ТОХТ. 1982. - Т.16. - Вып. 1. - С. 78-81.

32. Баранов, Д. А. Принципы расчета и конструирования гидроциклонов для разделения эмульсий / Д.А. Баранов // Автореферат к диссертации на соискание доктора технических наук, 1996.- 359 с.

33. Мустафаев А.М., Гутман В.М., Караев У.А. и др. Применение гидроциклонных установок в добыче нефти. М.: ВНИИОЭНГ, 1979. 64 с.

34. Сб. статей под ред. Поварова А.И. Применение гидроциклонных установок на зарубежных обогатительных фабриках. Ленинград: МЕХАНОБР, 1961. 188 с.

35. Каталог продукции ГК "Новомет"

36. Каталог оборудования ООО "Производственная компания "Борец"

37. Технический каталог "Погружное оборудования для добычи нефти", ОАО "Алнас"

38. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие. Санкт-Петербург., Балт. гос. техн. ун-т, 2001, 108 с.

39. Wilcox, David С. Turbulence modeling for CFD. 1993, 460 с.

40. Прандтлъ JI. Гидроаэромеханика. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2000, 576 с.

41. ANSYS CFX-Solver Theory Guide. Canonsburg, 2006, 312 с.

42. Савельев И.В. Курс общей физики. Том 1: М., "Наука", 1982 г. 432 с.

43. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя: М., Наука, 1974 г., 712 с.

44. Launder В.Е, Spaldmg D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computational methods in applied mechanics and engineering. -Vol.3, Mach 1974. -P.269-289.

45. Ю.В. Лапин Статистическая теория турбулентности (прошлое и настоящее краткий очерк идей) // Научно технические ведомости, №2, 2004 г.

46. Методы расчёта турбулентных течений/Под ред. В.Колльмана. М.:Мир, 1984. 464 с.

47. Турбулентные сдвиговые течения 2 / Под ред. Л.Дж.Брэдшоу, Ф.Дурста, .Е.Лаундера и др. М.: Машиностроение, 1983. 422с.

48. Menter F.R. Zonal two equation к — ш turbulence models for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1993. N93-2906. 21p.

49. Колисниченко Э.В., Кочевский A.H., Неня В.Г. Возможность и перспективы изучения рабочего процесса насосов, перекачивающих гидросмеси, с помощью данных расчетного эксперимента. Сумы, СумГУ.

50. Kochevsky A. Capabilities of numerical simulation of multiphase flows in centrifugal pumps using modern cfd software. Sumy State University, Ukraine

51. Кочевский A. H. Возможности моделирования течений жидкости и газа с помощью современных программных продуктов // BicHHK СумДУ: Техтчш науки Суми, 2004. - № 13 (72). - С. 5-20.

52. Белянин П.Н. Центробежная очистка рабочих жидкостей авиационных гидросистем. М.: Машиностроение, 1976, 328 с.

53. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред / Р.И. Нигмату-лин. М.ТНаукаД 978. - 336 с.

54. Евтюшкин Е.В. Математическое моделирование движения дисперсной фазы и сепарации в гидроциклоне. /Е.В. Евтюшкин // Диссертация на соискание кандидата физико-математических наук, 2007.- 168 с.

55. Островский Г.М. Прикладная механика неоднородных сред / Островский Г.М. СПб: Наука, 2000. - 359 с.

56. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М. 1953. 788 с.

57. Пантелеев В.Г. Компьютерная микроскопия / Пантелеев В.Г., Егорова О.В., Клыкова Е.И. М.: Техносфера, 2005. - 304 с.

58. Ашихмин В.Н., Гитман М.Б., Келлер Н.Э. и др. Введение в математическое моделирование: учебное пособие под ред. П.В. Трусова / М.: Университетская книга, Логос, 2007 - 440 с.

59. Фукс Г. И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 328 стр.

60. Астарита Дж., Маруччи Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей. М., Мир,1978.

61. Шульман З.П., Байков В.И., Залъцгендлер Э.А. Тепло- и массообмен при свободной конвекции в неньютоновских жидкостях. 1975 г.

62. Гноевой A.B., Климов Д.М., Чесноков В.М. Основы теории течений бин-гамовских сред. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 272 с.

63. Шульман З.П., Байков В. И. Реодинамика и тепломассообмен в плёночных течениях. Мн.: Наука и техника, 1979 г., 296 с.

64. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М., Мир, Т.З, 1991, 504 с.

65. ЛялинцСгВ.Т-Лялина-Л:Б.~Спосо6 подачи реагентовв сква,жшу неустройство для его осуществления. Патент РФ № 2 277 627. Опубликовано 10.06.2006 Бюл. Мб.

66. Пещеренко С.Н., Антипина H.A., Рабинович А.И. Способ подачи ингибитора в термопластичной матрице и устройство для его осуществления. Патент РФ №2 398 097. Опубликовано 27.08.2010 Бюл. №24.

67. Антипина H.A., Пещеренко С.Н., Су вернее С. П. и др. Устройство для подачи ингибитора. Патент РФ №2 382 177. Опубликовано 20.02.2010 Бюл. №5.

68. Антипина H.A., Пещеренко С.Н. Устройство для подачи ингибитора. Патент РФ №2 390 622. Опубликовано 27.05.2010 Бюл. №15.

69. Антипина H.A., Молъцен С.Н., Пещеренко С.Н. и др. Устройство для дозированной подачи реагента в скважину. Патент РФ №2 446 272. Опубликовано 27.03.2012 Бюл. №9.

70. Антипина H.A. Подбор погружных контейнеров, программа для ЭВМ, свитетельство о регистрации № 2012612226, 2012 г.

71. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп., - М.: Высш. шк., 1985. - 327 с.

72. Худсон Д. Статистика для физиков. М.:Мир, 1970. - 296 с.

73. Антипина H.A., Каплан А.Д., Пещеренко С.Н. Погружные сепараторы механических примесей // Бурение и нефть, №12, 2011, стр.39-42.

74. Антипина H.A., Пещеренко С.Н., Рабинович А.И., Сергиенко A.B., Каплан А.Л. Патент «Фильтр для очистки скважинной жидкости» RU 2 422 622, опубликовано 27.06.2011 Бюл. №18.

75. Антипина H.A., Пещеренко С.Н. "Математическое моделирование движения твердых частиц в погружных сепараторах" // Научно-технические ведомости СПбГПУ, серия "Физико-математические науки", №2(146), 2012 г, С. '62-68.

76. Шкоропад Д. Е., Новиков О.П. Центрифуги и сепараторы для химических производств. М.: Химия, 1987. - 256 с.

77. Хазиев H.H. Устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом. Патент РФ №2 085 707. Опубликовано 27.07.1997.

78. Августинович В.Г., Шмотин Ю.Н. и др. Численное моделирование нестационарных явлений в газотурбинных двигателях: Научное издание. М.: Машиностроение, 2005. 536 с.

79. Рабинович Е.З. Гидравлика. М., "Недра 1974, 296 с.

80. Под ред. акад. Кикоина Я./СТаблицы физических величин. Справочник. М., Атомиздат, 1976, 1008 с.

81. Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости. М., Мир, 1964.

82. Любимов Д.В., Перминов А.В. Воздействие несимметричных вибраций на движение тонкого слоя вязкопластичной жидкости. // Изв. РАН. Механика жидкости и газа, №1, 2011 г., стр. 29-39.

83. Дамаскин Б.В., Петрий О.А., Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: Химия, 2001.

84. Pajkossy Т., Nyikos L. // Electrochim. Acta, 34 (1989) 171-179.

85. Iwasita Т. Methanol and CO electrooxidation // Handbook of Fuel Cells -Fundamentals, Technology and Applications. Vielstich W.; Gasteiger H. A.; Lamm A., eds. John Wiley & Sons: Chichester, 2003. P. 603.

86. Freitas R.G., Santos M.C., Oliveira R.T.S., Bulhoes L.O.S., Pereira E.C. // J. Power Sources, 158 (2006) 164-168.

87. Li Z.L., Huang J.H., Xiao X.M., Zeng Y., Ghu X. // Chinese Chem. Lett. 13 (2002) 277.

88. Уразаков К.P., Цветков А. Т., Мусин H.X. и др. Скважинная штанговая насосная установка. Патент SU №1617198 А1. Опубликовано 30.12.1990-- --------------

89. Рунец С.А., Вдовин Э.Ю., Дубовцев А.С. и др. Контейнер для доставки твёрдого реагента в скважину. Патент РФ № 2 393 334. Опубликовано 27.06.2010 Бюл. №18.

90. Атнабаев З.М., Уразаков К.Р. Скважинная дозирующая насосная установка. Патент РФ № 135 743. Опубликовано 27.08.1999.

91. Шахвердиев А.Х., Панахов P.M. Устройство для обработки скважинной жидкости. Патент РФ №2 165 009. Опубликовано 10.04.2001.

92. Лялин С. В. Регулируемый способ подачи реагентов и устройство для его осуществления. Патент РФ Я2 2 405 915. Опубликовано 10.12.2010 Бюл. №34.

93. Габдуллин Р.Ф. Эксплуатация скважин, оборудованных УЭЦН, в осложненных условиях // Нефтяное хозяйство, №4, 2002, стр. 62-64.

94. Камалетдинов P.C., Лазарев A.B. Обзор существующих методов борьбы с мехпримесями // Инженерная практика, №2, 2010, стр. 6-13.

95. Афанасьев A.B. Борьба с мехпримесями на Ван-Егане // Нефтегазовая вертикаль, №11, 2010, стр.76-82.

96. Башкатов А.Д. Предапреждение пескования скважин. М.: Недра, 1991. 177 с.

97. Сабиров A.A. Стендовые испытания скважинных сепараторов механиеч-ских примесей.//Инженерная практика, №5, 2011г., стр. 150-155.

98. Чигряй В.А., Ильюхин В.В., Федотов A.B. Патент на полезную модель РФ № 52 096, Ul, Е21В 43/11, Опубл. 13.03.2006, Бюл. №7.

99. Stuart Gordon, Paul R Shotter Patent GB 2409691 «Separating apparatus and method for phases of a downhole produced fluid», Date of Filing 04.03.2004.

100. Залялиев M.A., Сальманов P.Г., Пангин B.B. и др. Скважинный газопе-:еочный еепаратор. Авторское свидетельство СССР^№ 1677282АД^Опубликовано 15.09.91 Бюл. №34.

101. Ковальчук Я.П., Сальманов Р.Г., Залялиев М.А. и др. Скважинный сепаратор двойного действия. Авторское свидетельство СССР № 1629507 AI. Опубликовано 23.02.91 Бюл. №7.

102. Файзуллин Р.Н., Фролов С.Ю., Якупов РН. и др. Фильтр противопесоч-ный. Патент на полезную модель РФ № 51 096. Опубликовано 27.01.2006.

103. Мохов М.А., Дроздов А.И. Способ добычи нефти и погружная насосная установка для его осуществления. Патент РФ №2183256 Опубл. 10.06.2002.

104. Логинова О.И. Центробежный сепаратор твёрдых частиц. Патент РФ №2 387 884. Опубл. 27.04.2010 Бюл. №12.

105. Захаров Б.С., Чигряй В.А., Ильюхин В.В. Патент на полезную модель РФ № 56 947. Фильтр спирально-щелевой скважинного глубинного насоса (варианты). Опубликовано 27.09.2006 Бюл. №27.

106. Launder, В.Е. and Spalding, D.B. "The numerical computation of turbulent flows", Comp Meth Appl Mech Eng, 3:269-289, 1974.

107. Grotjans, H. and Menter, F.R. "Wall functions for general application CFD codes", In K.D.Papailiou et al., editor, ECCOMAS 98 Proceedings of the Fourth European Computational Fluid Dynamics Conference, pages 11121117. John Wiley к Sons, 1998.