Структурно-гидродинамические параметры высокоскоростной водополимерной струи

Abstract

Проведено комплексне вивчення структури і динаміки водополімерного високошвидкісного струменя. Отримані експериментальні дані дозволили запропонувати розрахункову залежність у безрозмірному вигляді для визначення початкових ділянок та діаметрів струменів водних розчинів різних концентрацій і молекулярних мас ПЕО з урахуванням реальних параметрів струменоформуючої голівки. З метою встановлення особливостей динаміки водополімерних струменів вивчені їх енергетичні можливості, які оцінювали за силою впливу струменя на сталеву перешкоду. Обґрунтовано використання структурних та динамічних характеристик водополімерних струменів при встановленні раціональних параметрів обладнання для перфорації обсадних колон нафтогазових свердловин.

Проведено комплексное изучение структуры и динамики водополимерной высокоскоростной струи. Полученные экспериментальные данные позволили предложить расчетную зависимость в безразмерном виде для определения начальных участков и диаметров струй водных растворов разных концентраций и молекулярных масс ПЭО с учетом реальных параметров струеформирующей головки. С целью установления особенностей динамики водополимерных струй, изучены их энергетические возможности, которые оценивались по силе воздействия струи на стальное препятствие. Обосновано использование структурных и динамических характеристик водополимерных струй при установлении рациональных параметров оборудования для перфорации обсадных колон нефтегазовых скважин.

A complex study of the structure and dynamics of a water-polymer high velocity jet was performed. Analysis of the photographs of jets of aqueous polyethylene oxide solution indicates that the use of PEO addition into water leads to a significant increase in the initial sections of the water-polymer jet, which characterizes the quality of its formation, and leads to compactness due to a reduction of its diameter. The obtained experimental data made it possible to propose dependence for determining the dimensionless value of the initial sections of jets of aqueous PEO solutions of different concentration and molecular mass of PEO, taking into account the real parameters of the jet-forming head. The study of changes in the energy capabilities of water-polymer jets, estimated by the force of the jet impact on the steel obstacle, made it possible to establish the features of their dynamics. The obtained experimental data explain the change nature in the cutting properties of the water-polymer jet as a function of the distance between the surface of the cut material that is cut and the cut of the nozzle. The use of structural and dynamic characteristics of water-polymer jets is substantiated when establishing rational parameters of equipment for water-polymer for perforations of oil and gas well casing strings.