Исследование влияния конструкции фильтра на характеристики потока жидких углеводородов

При транспортировке и добыче жидких углеводородов очень важной задачей является защита оборудования от механических примесей. Для данной цели используются различные виды фильтров-грязеуловителей. Тем не менее эксплуатация фильтров связана с увеличением перепада давления и загрязнением фильтрующего элемента, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение эксплуатационных затрат на перекачку жидкости и техническое обслуживание фильтра. Исследование направлено на изучение конструкции вертикальных сетчатых фильтров, применяемых в нефтяной промышленности. С целью унификации результатов все характеристики исследуемого фильтра представлены без единиц измерения, что дает возможность масштабирования результатов на другие типоразмеры фильтров. В данной статье описаны способы улучшения эксплуатационных характеристик фильтров-грязеуловителей, применяемых при транспортировке нефти. С помощью численного моделирования и использования программного комплекса автоматизированных серийных расчетов определена зависимость перепада давления от конструктивных параметров фильтра. Представленные направления оптимизации конструкции выбраны исходя из минимальных капитальных вложений в реконструкцию узла подключения фильтра. Описаны способы решения данной задачи, применяемые при решении программные комплексы и дополнительные средства проектирования. Приведен анализ полученных результатов и целесообразность их применения. Даны конкретные рекомендации по оптимальному положению и углу наклона входного и выходного патрубков фильтра, оптимальному радиусу фильтрующего элемента, а также определены оптимальные параметры волны при использовании волнообразного фильтрующего элемента.

Список литературы

1. Колмаков Е.А., Кондрашов П.М., Зеньков И.В. Обзор конструкций фильтров в составе погружных электроцентробежных насосов при добыче нефти // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2016. – № 1 (113). – С. 150–157. – EDN: YJUWBD

2. Новые подходы к стендовым испытаниям внутрискважинных фильтров в термобарических условиях на примере Ярегского месторождения / Г.В. Окромелидзе, Д.С. Лопарев, Н.Г. Деминская [и др.] // Нефтепромысловое дело. – 2019. – № 10 (610). – С. 47–52. – https://doi.org/10.30713/0207-2351-2019-10(610)-47-52. – EDN: VARCDF

3. Ван Х., Коротаева Т.П., Подгорнов В.М. Сравнение забойных фильтров для неустойчивого коллектора с высоковязкой нефтью // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2020. – № 9 (333). – С. 37–41. – https://doi.org/10.33285/0130-3872-2020-9(333)-37-41. – EDN: CTMOFF

4. Уразаков К.Р., Абдуллин Н.А., Алиметов Ш.А. Оптимальный профиль щели каркасно-проволочного фильтра // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18. –

№ 5. – С. 122–130. – https://doi.org/10.17122/ngdelo-2020-5-122-130. – EDN: ZFNOZT

5. Ван Х., Подгорнов В.М., Мо Ц. Экспериментальные исследования эффективности фильтрующих элементов забойных фильтров в потоке высоковязкой нефти // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2022. – № 1 (349). – С. 43–47. – https://doi.org/10.33285/0130-3872-2022-1(349)-43-47. – EDN: ZGGMOJ

6. Саванин А.С. Совершенствование нормативных документов, используемых при измерении количества и показателей качества нефти и

нефтепродуктов // Законодательная и прикладная метрология. – 2023. - № 5 (185). – С. 26–30. – EDN: NFKQCZ

7. Аралов О.В. Буянов И.В., Саванин А.С. Оценка надежности разрабатываемых технических устройств с использованием результатов их испытаний //

Нефтяное хозяйство. – 2025. – № 2. – С. 72–77. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2025-2-72-77. – EDN: TJBBZR

8. Булат А.В., Карелина С.А. Анализ возможности применения фильтрующих элементов для защиты скважинного насосного оборудования от механических примесей // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2021. – № 5 (125). – С. 18–23. – https://doi.org/10.33285/1999-6934-2021-5(125)-18-23. – EDN: COUMZC

9. Теплов О., Фоменко В., Валиев Т. Оптимизация лопастных машин в программном пакете pSeven // САПР и графика. – 2023. – № 1 (317). – С. 10–13. –

EDN: GQVDLL

10. Шаблий Л.С., Кривцов А.В., Колмакова Д.А. Компьютерное моделирование типовых гидравлических и газодинамических процессов двигателей и энергетических установок в ANSYS Fluent. – Самара: изд-во Самар. ун-та, 2017. – 109 с.

11. Зиганшин А.М. Вычислительная гидродинамика. Постановка и решение задач в процессоре Fluent. – Казань: Изд-во Казанск. гос. архитектурного строительного университета, 2013. – 79 с.