ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ В ПРОСТАИВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЕ С ИНДУКЦИОННЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ ПРИ НАЛИЧИИ ЗАКОЛОННОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

Исследованы особенности полей локальной скорости жидкости и температуры в простаивающей скважине (в отсутствие движения жидкости в стволе скважины) в условиях локального индукционного нагрева металлической трубы (обсадной колонны) при наличии заколонного перетока жидкости — вертикального потока жидкости, омывающего колонну с наружной стороны, на основе численного решения уравнений Навье–Стокса в приближении Буссинеска–Обербека в инженерном пакете Ansys Fluent. Установлено, что в отсутствие заколонного перетока область возмущения полей температуры и локальной скорости жидкости, в которой образуется вихревое движение за счет естественной тепловой конвекции, не превышает 1.5 м над участком нагрева. При наличии перетока размер возмущенной области кратно увеличивается по вертикали, что обусловлено разогревом колонны над участком индукционного воздействия за счет теплообмена с восходящим потоком в заколонном пространстве. Продемонстрирована чувствительность температуры внутренней поверхности колонны и температуры жидкости в стволе скважины к наличию заколонного перетока. Предложены качественные и количественные критерии, указывающие на наличие заколонного перетока жидкости над участком индукционного нагрева. Выполнено сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными, полученными с использованием лабораторного стенда
Исследованы особенности полей локальной скорости жидкости и температуры в простаивающей скважине (в отсутствие движения жидкости в стволе скважины) в условиях локального индукционного нагрева металлической трубы (обсадной колонны) при наличии заколонного перетока жидкости — вертикального потока жидкости, омывающего колонну с наружной стороны, на основе численного решения уравнений Навье–Стокса в приближении Буссинеска–Обербека в инженерном пакете Ansys Fluent. Установлено, что в отсутствие заколонного перетока область возмущения полей температуры и локальной скорости жидкости, в которой образуется вихревое движение за счет естественной тепловой конвекции, не превышает 1.5 м над участком нагрева. При наличии перетока размер возмущенной области кратно увеличивается по вертикали, что обусловлено разогревом колонны над участком индукционного воздействия за счет теплообмена с восходящим потоком в заколонном пространстве. Продемонстрирована чувствительность температуры внутренней поверхности колонны и температуры жидкости в стволе скважины к наличию заколонного перетока. Предложены качественные и количественные критерии, указывающие на наличие заколонного перетока жидкости над участком индукционного нагрева. Выполнено сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными, полученными с использованием лабораторного стенда Автор:  Ф. Ф. Давлетшин, Р. З. Акчурин, А. Ш. Рамазанов, Р. А. Валиуллин, Р. Ф. Шарафутдинов, И. В. Канафин
Ключевые слова:  индукционный нагрев, температура, пресноводные горизонты, простаивающая скважина, заколонный переток, естественная тепловая конвекция
Стр:  381