МНОГОФАЗНЫЕ СИСТЕМЫ

В настоящее время количество скважин, работающих с большим значением обводненности, растет с каждым годом. Это приводит к снижению рентабельности эксплуатации нефтяных месторождений, поскольку увеличиваются время и затраты энергии на переработку скважинной продукции, а количество нефти на выходе уменьшается. Таким образом, оптимизация режима эксплуатации скважин с целью снижения обводненности путем перевода их в периодический режим является одной из ключевых задач по увеличению продуктивности разработки нефтяных месторождений. Нефтяные месторождения, находящиеся на поздней стадии разработки, характеризуются снижением объемов добычи нефти и ростом обводненности продукции скважин, а также ухудшением структуры запасов. Добыча остаточной нефти в осложненных условиях играет важную роль в поддержании общей производительности месторождения. Малодебитные скважины могут быть использованы для дополнительного извлечения нефти, которую ранее не удалось добыть при первоначальной разработке скважин. Кроме того, эксплуатация малодебитных скважин на поздней стадии разработки позволяет снизить затраты на бурение новых скважин. Настоящая статья посвящена изучению и актуализации данного вопроса. Продолжена работа по исследованию перевода скважин из постоянного в периодический режим с целью увеличения технологических показателей разработки, таких как снижение объемов попутно добываемой воды, снижение удельного расхода электроэнергии на одну тонну добытой нефти и увеличение межремонтного периода установки электроприводного центробежного насоса. Анализ работы скважин в постоянном и периодическом режимах проведен для условий Сургутского месторождения. Показано, что перевод скважины в периодический режим позволит сократить затраты на потребление электроэнергии.

На протяжении последних двух десятилетий самым часто реализуемым способом добычи нефти в Российской Федерации является механизированный способ с использованием установки электроцентробежного насоса (УЭЦН). В связи с удалённостью месторождений от базы ремонтных предприятий стоимость транспортировки отработавших свой ресурс, но ремонтопригодных УЭЦН значительно превышает их закупочную стоимость, что с течением времени приводит к образованию существенного количества выведенного из эксплуатации нефтедобывающего оборудования. Для решения этой проблемы предлагается разработать мобильный робототехнический модуль сортировки, дефектовки и хранения деталей насосов, благодаря использованию которого станет возможным мелкий ремонт оборудования непосредственно на пунктах добычи. В статье рассматриваются проблемы комплексной дефектовки металлических и неметаллических деталей с возможностью применения разрабатываемой методики для широкого перечня промышленных изделий, вместе с тем основное внимание уделяется работам с деталями УЭЦН. На основании декомпозиции задачи были выделены наиболее проблемные операции: классификация деталей, контроль поверхности (идентификация дефектов), размерный контроль. Результаты краткого сравнительного анализа по каждой из вышеприведенных подзадач базируются на обзоре научной литературы за последние 30 лет, большее число рассмотренных источников приходится на последние 5 лет. В ходе работы определены оптимальные методы решения поставленной задачи - методика машинного обучения для классификации поверхностных дефектов, использование координатно- измерительной машины с манипулятором для размерного контроля. Также предлагается новый подход для решения основной проблемы методов машинного обучения (отсутствие обучающей выборки) в виде использования синтетических фотореалистичных изображений для классификации с переносом признаков дефектов из семантически близких и публично доступных обучающих выборок.

Динамика одиночного пузырька в безграничной жидкости существенно отличается от динамики индивидуального пузырька в скоплениях из-за гидродинамического взаимодействия между пузырьками. Изучение механизма данного взаимодействия является одним из важных аспектов в исследовании фундаментальной природы акустической и гидродинамической кавитации. В настоящей работе для анализа малых колебаний пузырьков в сферическом кластере около устойчивого положения равновесия применена математическая теория линейной консервативной системы с несколькими степенями свободы с целью объяснения механизма взаимодействия между пузырьками разных размеров. С помощью данной теории в общем случае доказано, что число резонансных частот в полидисперсном кластере совпадает с числом фракций. Показано, что области главного резонанса (при низких частотах) пузырьки разных фракций колеблются в фазе, а в областях вторичных резонансов (при высоких частотах) фазы последовательно меняются на противоположные, начиная с фракции, содержащей пузырьки самого большого радиуса, и далее - в порядке его убывания. На примере двухфракционного кластера получено, что между пузырьками имеет место инерциальная связь, а силовая связь отсутствует; при малом числе пузырьков одной из фракций связь между ними и пузырьками другой фракции является слабой, при этом взаимодействие между ними может быть сильным. Анализ передачи энергии между пузырьками разных фракций показал, что изменение характера колебания пузырьков во фракции с малым радиусом, в то время как характер колебания пузырьков в другой фракции не меняется, является результатом динамического демпфирования.