Внедрение энерго- и ресурсоберегающих технологий в технологические процессы нефтегазовой отрасли соответствует энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 г., утвержденной распоряжением Правительства Российской федерации от 09.06.2020 г. № 1523-р. Перспективным является использование вторичных эффектов, сопутствующих кавитационному истечению. Кавитация широко используется во многих направлениях нефтегазового дела как интенсифицирующий фактор за счет эрозионных эффектов, возникающих в многофазных потоках из-за многочисленных микрогидроударов - скачков давления, возникающих вследствие замыкания каверн, которое сопровождается образованием ударных волн и высокоскоростных микроструй высокой интенсивности.
В статье проанализированы методы расчета кавитационного числа, используемые в настоящее время исследователями. Скорость потока или соответствующий перепад давления, при котором начинается кавитация, обычно называют начальным условием. Отмечено, что важно определять это состояние, чтобы для ряда технических приложений предупреждать проявление кавитации (в тех случаях, когда нельзя допускать отрывное течение жидкости и кавитационную эрозию), либо, наоборот, эффективно генерировать кавитацию для интенсификации соответствующих процессов (кавитационной эрозии, диспергирования, эмульгирования и пр.). Разработана экспериментальная установка для исследования процессов зарождения и развития гидродинамической кавитации визуальными методами и с помощью оценки спектра акустических колебаний. Аналитически, экспериментально и численными методами определены начальные (критические) параметры зарождения кавитации для насадок различного профиля. Установлено, что аналитического определения числа кавитации явно недостаточно для прогнозирования кавитационного/бескавитационного режима течения жидкости. Полученные результаты позволяют прогнозировать наличие/отсутствие гидродинамической кавитации в практических приложениях в нефтегазовом деле.
Список литературы
1. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. М.: Наука, 2000. – 414 с.
2. Хафизов И.Ф. Кавитационно-вихревые аппараты для процессов подготовки нефти, газа и продуктов их переработки: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. – Уфа. 2016.
3. Mechanisms and field test of solution mining by self-resonating cavitating water jets/. Song Xianzhi, Li Gensheng, Yuan Jinping [at al.] // Petroleum Science. – 2010. – V. 7. – Issue 3. – P. 385–389.
4. Some industrial applications of CAVIJETS cavitating fluid jets / A.F. Conn, Jr. V.E. Johnson, W.T. Lindenmuth [at al.] // Proc. First U. S. Water Jet Sympos, Golden, Colorado. – 1981.
5. Brennen C.E. Cavitation and bubble dynamics. – Cambridge University Press, 2014. – 254 p.
6. Soyama H., Hoshino J. Enhancing the aggressive intensity of hydrodynamic cavitation through a Venturi tube by increasing the pressure in the region where the bubbles collapse // AIP Advances. 2016. – V. 6. – № 4. – P. 045113. – https://doi.org/10.1063/1.4947572
7. Омельянюк М.В., Уколов А.И., Пахлян И.А. Численное моделирование турбулентных затопленных струй, бьющих в тупик перфорационных каналов, при обработках скважин // Нефтяное хозяйство. – 2020. – № 5. – С. 72–76.
