Динамика температуры в стволе скважины при локальном индукционном нагреве обсадной колонны

Представлены новые аналитические решения для расчета изменения температуры в потоке жидкости и в металлической обсадной колонне, обусловленного индукционным нагревом участка колонны. Решения основаны на одномерной аналитической модели, в которой учитывается конвективный теплоперенос потоком жидкости, теплообмен между жидкостью и обсадной колонной, тепловыделение в металлической колонне при включении индуктора и потери в цемент и породу вследствие теплопроводности. Для получения решения использован метод интегрального преобразования Лапласа по времени, обратное преобразование проведено с помощью численного алгоритма Стефеста. Исследованы особенности температурного поля в процессе нагрева и после отключения индуктора, показано, что скорость уменьшения температурных аномалий возрастает с увеличением расхода жидкости в колонне. Проведено сравнение результатов расчетов по аналитической модели с результатами численного моделирования в программном пакете Ansys Fluent, а также с экспериментальными данными. Показано, что полученные аналитические решения могут использоваться при прогнозировании температурных аномалий, обусловленных индукционным нагревом обсадной колонны.