امروزه همراه با افزایش استخراج نفت در سرتاسر جهان فشار ذخایر زیر زمینی در چاه‌­های نفت کاهش یافته است و این امر سبب شده است تا جریان طبیعی از چاه به سطح زمین کاهش یابد. یکی از رایج‌­ترین روش‌­ها به منظور افزایش بهره‌­برداری از چاه، نصب پمپ در عمق چاه می‌­باشد. پمپ الکتریکی درون چاهی از جمله این پمپ­ها می‌­باشد. از آن­جایی که وجود فاز گاز در اکثر چاه­‌های نفت مسئله‌­ای اجتناب ناپذیر است و با در نظر گرفتن این مطلب که عملکرد پمپ­های سانتریفوژ در حضور فاز گاز به ­شدت افت می‌­کند لذا نصب جداکننده‌­های گاز از مایع در قسمت ورودی این پمپ­ها از اهمیت ویژه‌­ای برخوردار است. در این تحقیق عملکرد پمپ‌­های الکتریکی درون چاهی تحت شرایط جریان دوفاز با استفاده از نرم افزار CFX  2015 شبیه‌­سازی شده است. در قسمت اول سعی شده است تا با مطالعه پارامتریک هندسه جداکننده گریز از مرکز که در قسمت ورودی پمپ قرار می‌­گیرد اقدام به ارائه طرحی مناسب برای این قسمت شود. در نهایت و پس از شبیه‌سازی عملکرد ایندیوسر تحت شرایط جریان تک‌فاز و دوفاز مشاهده شد که افزایش لقی نوک و تعداد پیچش کلی پره سبب افت عملکرد و کاهش توانایی ایندیوسر در حمل فاز گاز می­‌شود؛ در حالی که افزایش گام پره سبب بهبود عملکرد و افزایش توانایی ایندیوسر در انتقال فاز گاز می‌­شود. در این میان پارامتر ضریب صلبیت از اهمیت ویژه­‌ای برخوردار است چرا که با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده شد که برای این پارامتر مقداری بهینه وجود دارد که در تحقیق حاضر این مقدار برابر با 5/1 بدست آمد. با انتخاب مناسب پارامترهای هندسی بهبود 40 درصدی در عملکرد ایندیوسر مشاهده شد. در قسمت بعد سعی شد تا اقدام به شبیه‌­سازی عملکرد یک طبقه از پمپ به همراه دیفیوزر تحت شرایط جریان دوفاز شود. در نهایت مشاهده شد که در حضور فاز گاز عملکرد پمپ سانتریفوژ افت پیدا می‌­کند. افزایش درصد گاز ورودی به مقدار بیشتر از 10 درصد سبب تشکیل نواحی با تمرکز 100 درصدی فاز گاز می­‌شود، که این پدیده با کاهش دبی شدت بیشتری پیدا می‌­کند. با افزایش درصد فاز گاز در ورودی هندسه موثر پمپ تغییر می­کند. به منظور بررسی تاثیر جداکننده بر روی عملکرد پمپ سعی شد تا با قرار دادن هندسه جداکننده در قسمت ورودی پمپ از ورود حداکثری فاز گاز به پمپ جلوگیری به عمل آید. در نهایت مشاهده شد که با نصب جداکننده در قسمت ورودی پمپ راندمان عملکرد پمپ تا حدود 30 درصد بهبود می­یابد.  

نکات و الزامات:

1- آشنایی اولیه با مفاهیم  CFD

2- آشنایی با مفاهیم جریان سیال دو فاز

3- آشنایی با مفاهیم هیدرولیکی و توربوماشین

۴- آشنایی با نحوه کار در نرم افزار CFX

برای آشنایی با  نرم افزار CFX  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که  نرم افزار CFX  از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار CFX  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار CFX  

- نصبنرم افزار نرم افزار CFX