تحلیل هیدرولیکی پمپ غوطه ور الکتریکی درون چاهی چند مرحله ای (Multi-Stage ESP) و بررسی اثرات زبری سطح بر عملکرد آن

با توجه به اهمیت افزایش ظرفیت تولید نفت، روش های فرازآوری مصنوعی جایگاه ویژه ای در صنعت نفت دارد. از بین تمامی روش های فرازآوری مصنوعی، پمپ های غوطه ور الکتریکی به دلیل قابلیت کارکرد در طیف وسیعی از دبی جریان و توانایی مدیریت گاز، توجه ویژه ای به آن در صنعت نفت می شود. طراحی پمپ های غوطه ور الکتریکی درون چاهی با توجه به محدودیت های شرایط کاری آن ها، نیازمند در نظر گرفتن تمهیدات ویژه ای می باشد. سیال عامل این پمپ ها، خورنده و چندفازی بوده و در چاهی با قطر محدود و عمق ۳۰۰۰ متری، ظرفیت بالایی از سیال بایستی به سطح زمین پمپاژ گردد. در این مقاله ابتدا با مرور پژوهش های انجام شده در زمینه تحلیل و طراحی هیدرولیکی این پمپ ها، فقدان بررسی و تحلیل پارامتر زبری سطح و تاثیر ردیف های مختلف پمپ بر یکدیگر مشخص گردید. در ادامه به منظور تحلیل و بررسی موارد مذکور با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی یک نمونه پمپ غوطه ور الکتریکی چند مرحله ای پر کاربرد در صنعت نفت (سری ۲۱۰۰) انتخاب و شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش زبری سطح از μm ۳/۸Ra = به μm ۲۵ Ra =، هد و راندمان هیدرولیکی به ترتیب به میزان ۱۰% و %۹ کاهش پیدا می کند. همچنین هد تولیدی ردیف اول پمپ، حدودا %۱۰ بیشتر از هد سایر ردیف ها بوده که این پدیده به دلیل جریان کاملا مستقیم در ورودی پروانه ردیف اول می باشد.

کلیدواژه ها:

پمپ غوطه ور الکتریکی ، پمپ سانتریفیوژ ، ESP ، تحلیل هیدرولیکی ، زبری سطح ، فرازآوری مصنوعی