On tõestatud, et pumba kaitsekomponendid kaitsevad pumpasid liiva eest ja pikendavad ESP-de tööiga ebatavalistes kaevudes. See lahendus kontrollib liiva ja muude tahkete ainete tagasivoolu, mis võivad põhjustada ülekoormust ja seisakuid. Lubav tehnoloogia kõrvaldab probleemid, mis on seotud osakeste suuruse jaotumise ebakindlusega.
Kuna üha enam naftapuurkaevu tugineb ESP-dele, muutub elektriliste sukelpumbasüsteemide (ESP) eluea pikendamine üha olulisemaks. Kunstlike tõstepumpade tööiga ja jõudlus on toodetud vedelikes olevate tahkete ainete suhtes tundlikud. ESP tööiga ja jõudlus vähenesid oluliselt tahkete osakeste hulga suurenemisega. Lisaks suurendavad tahked ained ESP asendamiseks vajalikku kaevu seisakuaega ja töösagedust.
Tahked osakesed, mis sageli voolavad läbi kunstlike tõstepumpade, hõlmavad moodustisiili, hüdraulilisi purustavaid aineid, tsementi ja erodeerunud või korrodeerunud metalliosakesi. Tahkete ainete eraldamiseks loodud aukutehnoloogiad ulatuvad madala efektiivsusega tsüklonitest kõrge efektiivsusega 3D-roostevabast terasest traatvõrguni. Süvendusauk keerisdesandereid on kasutatud peamiselt aastakümneid suurte osakeste kaitsmiseks. Kunagi alluvad ebatavalised kaevud vahelduvale nälkjavoolule, mille tulemuseks on olemasolev puupööriste separaatori tehnoloogia, mis töötab ainult perioodiliselt.
ESP-de kaitsmiseks on pakutud välja mitmeid kombineeritud liivakontrolliekraanide ja puupööriste desanderite erinevaid variante.Kuid kõigi pumpade kaitses ja tootmisvõimsuses on lünki, mis on tingitud igas kaevus toodetud tahkete ainete suuruse jaotuse ja mahu ebakindlusest.Ebakindlus pikendab liivatõrjekomponentide pikkust, vähendades seeläbi sügavust, mille juures ESP-d saab negatiivselt mõjutada, piirates ESP-i potentsiaalset majanduslikku mõju. Eper-i seadistussügavused on eelistatud ebatavalistes kaevudes.Kuid lihvimismasinate ja mudaankrute kasutamine pikkade jäikade liivajuhtimissõlmede riputamiseks korpuse sektsioonides, mille ESP MTBF-i täiustused on piiratud.
2005. aasta töö autorid esitasid tsükloni torul põhineva puuraukude liivaseparaatori katsetulemused (joonis 1), mis sõltusid tsükloni toimest ja raskusjõust, et näidata, et eraldamise efektiivsus sõltub õli viskoossusest, voolukiirusest ja osakeste suurusest. Need näitavad, et separaatori efektiivsus sõltub suurel määral tahkete osakeste voolu vähenemise kiiruse vähenemise kiirusest, osakeste vähenemise kiirusest. ja õli viskoossuse suurendamine, joonis 2. Tüüpilise tsüklontoru süviseparaatori puhul langeb eraldamise efektiivsus ~10%-ni, kui osakeste suurus langeb ~100 µm-ni.Lisaks kulub voolukiiruse suurenedes keeriseseparaatori erosioonikulu, mis mõjutab konstruktsioonikomponentide kasutusiga.
Järgmine loogiline alternatiiv on kasutada määratletud pilu laiusega 2D-liiva juhtsõela.Tavaliste või ebatavaliste puurkaevude tootmisel tahkete ainete filtreerimiseks mõeldud sõelte valimisel on olulised osakeste suurus ja jaotus, kuid need võivad olla tundmatud. Tahked ained võivad pärineda reservuaarist, kuid need võivad erineda kannast kannani;teise võimalusena võib ekraan vajada hüdraulilisest purustamisest tekkinud liiva filtreerimist. Mõlemal juhul võivad tahkete ainete kogumise, analüüsi ja testimise kulud olla ülemäära suured.
Kui 2D torustiku ekraan ei ole õigesti konfigureeritud, võivad tulemused kahjustada kaevu ökonoomsust. Liiga väikesed liivasõela avad võivad põhjustada enneaegset ummistumist, seiskamist ja vajadust parandustööde järele. Kui need on liiga suured, lasevad need tahketel ainetel vabalt tootmisprotsessi siseneda, mis võib korrodeerida õlitorusid, kahjustada kunstliku täitepinna separaatoreid. olukord nõuab lihtsat ja kulutõhusat lahendust, mis võib pikendada pumba eluiga ja katta laia liiva suuruste jaotust.
Selle vajaduse rahuldamiseks viidi läbi uuring klapisõlmede kasutamise kohta koos roostevabast terasest traatvõrguga, mis ei ole tekkinud tahkete ainete jaotumise suhtes tundlik. Uuringud on näidanud, et muutuva pooride suuruse ja 3D-struktuuriga roostevabast terasest traatvõrk suudab tõhusalt juhtida erineva suurusega tahkeid aineid, teadmata tekkivate tahkete ainete osakeste suurust, ilma et oleks teada saadavate tahkete ainete osakeste suurust. täiendavaks sekundaarseks filtreerimiseks.
Ekraani põhjale paigaldatud klapisõlm võimaldab tootmist jätkata, kuni ESP on välja tõmmatud. See takistab ESP väljavõtmist kohe pärast ekraani sildamist. Saadud sisselaskeava liiva juhtekraan ja klapikoost kaitsevad ESP-sid, varraste tõstepumpasid ja gaasitõsteseadmeid tootmise ajal tahkete ainete eest, puhastades vedeliku voolu ning pakub kulutõhusat lahendust pumba iseloomulike reservide eluea pikendamiseks.
Esimese põlvkonna pumba kaitsekonstruktsioon. Roostevabast terasest villast sõela kasutav pumba kaitsesõlm paigaldati Lääne-Kanadas auruga töötavasse gravitatsioonilise drenaažikaevu, et kaitsta ESP-d tootmise ajal tahkete ainete eest. Ekraanid filtreerivad tootmisvedelikku kahjulikud tahked ained, kui see siseneb tootmisahelasse. Tootmisnööri sees voolavad vedelikud ESP sisselaskeavasse, kust need pumbatakse ESP ja tsooni ja tsooni vahel tootmistsooni vahel. ülemine puurauk.
Tootmisaja jooksul kipub ekraani ja korpuse vaheline rõngakujuline ruum liivaga silduma, mis suurendab voolutakistust. Lõpuks sildub rõngas täielikult, peatab voolu ja loob rõhkude erinevuse puuraugu ja tootmisahela vahel, nagu on näidatud joonisel 3. Sel hetkel ei saa vedelik enam ESP-sse voolata ja lõpetamisnööri tuleb tõmmata.Olenevalt paljudest tahkete ainete tootmisega seotud muutujatest võib ekraanil tahkete ainete silla kaudu voolamise peatamiseks vajalik kestus olla lühem kui kestus, mis võimaldaks ESP-l pumbata tahke ainega koormatud vedelikku keskmine aeg rikete vahel maapinnale, seega töötati välja teise põlvkonna komponendid.
Teise põlvkonna pumba kaitsesõlm. PumpGuard* sisselaskeava liiva juhtimissõel ja klapikoostu süsteem on riputatud REDA* pumba alla joonisel 4, mis on näide ebatavalisest ESP lõpetamisest. Kui kaev hakkab tootma, filtreerib ekraan tootmises olevad tahked ained, kuid hakkab aeglaselt liivaga sillust moodustama ja tekitama rõhuerinevuse. Kui see ventiili rõhuerinevus jõuab klapisse, jõuab rõhkude erinevuseni. string ESP külge.See vool võrdsustab rõhkude erinevust kogu ekraanil, lõdvendades ekraani välisküljel olevate liivakottide haaret. Liiv võib vabalt rõngast välja murda, mis vähendab voolutakistust läbi ekraani ja võimaldab voolul taastuda. Kui diferentsiaalrõhu langeb, naaseb klapp suletud asendisse ja normaalsed voolutingimused jätkuvad, kuni ES-i tõmbeuuringud on vaja korrata. See artikkel näitab, et süsteem suudab pumba eluiga märkimisväärselt pikendada, võrreldes ainult läbivaatuse läbimisega.
Hiljutiseks paigalduseks võeti kasutusele kulupõhine lahendus roostevabast terasest traatvõrgu ja ESP vahelise ala isoleerimiseks.Sõelaosa kohale on paigaldatud allapoole suunatud topsi pakkija. Tassi pakkija kohale on täiendavad kesktoru perforatsioonid, mis võimaldavad toodetud vedelikul liikuda ekraani sisemusest pakkija kohal olevasse rõngakujulisse ruumi, kus ESP vedelik saab siseneda.
Selle lahenduse jaoks valitud roostevabast terasest traatvõrkfilter pakub mitmeid eeliseid lünkpõhiste 2D võrgutüüpide ees. 2D-filtrid toetuvad liivakottide ehitamiseks ja liiva kontrollimiseks peamiselt osakestele, mis ulatuvad filtri vahede või pilude vahel. Kuna aga ekraani jaoks saab valida ainult ühe pilu väärtuse, muutub ekraan toodetava vedeliku osakeste suuruse jaotuse suhtes väga tundlikuks.
Seevastu roostevabast terasest traatvõrgust filtrite paks võrk tagab toodetud puurkaevude vedeliku suure poorsuse (92%) ja suure avatud vooluala (40%). Filtri valmistamiseks surutakse kokku roostevabast terasest fliisvõrk ja mähitakse see otse perforeeritud kesktoru ümber, seejärel kapseldatakse see perforeeritud kaitsekatte igasse torusse, mis on jaotusvõrgu keskel. ühtlane nurkorientatsioon (vahemikus 15 µm kuni 600 µm) võimaldab kahjututel peenainetel voolata mööda 3D vooluteed keskse toru suunas pärast seda, kui suuremad ja kahjulikud osakesed on võrku kinni jäänud.Selle sõela proovide liivapeetuse testid näitasid, et filter säilitab suure läbilaskvuse, kuna toodetud vedelik tekib läbi sõela "ühekordse vedeliku jaotumise" võib läbi sõela mõjutada. Selle roostevabast terasest villast ekraani töötas välja üks suur operaator 1980. aastatel spetsiaalselt auruga stimuleeritud reservuaaride iseseisvaks paigaldamiseks ja sellel on ulatuslikud edukad paigaldused.
Klapisõlm koosneb vedruga ventiilist, mis võimaldab tootmispiirkonnast ühesuunalist voolu torustikku. Reguleerides enne paigaldamist spiraalvedru eelpinget, saab klapi kohandada, et saavutada rakenduse jaoks soovitud pragunemisrõhk. Tavaliselt juhitakse ventiil roostevabast terasest traatvõrgust, et tagada sekundaarne voolutee reservuaari ja ESP-vaba ventiili vahel, mõnel juhul töötab mitu terasest ventiili. madalam pragunemisrõhk kui madalaimal ventiilil.
Aja jooksul täidavad moodustise osakesed rõngakujulise ala pumba kaitsekoostu ekraani välispinna ja tootmiskorpuse seina vahel. Kui õõnsus täitub liivaga ja osakesed konsolideeruvad, suureneb rõhulang üle liivakoti. Kui see rõhulang saavutab eelseadistatud väärtuse, avaneb koonusventiil ja võimaldab voolata otse läbi liivavoolu piki pumba kaitsetoru sisselaskeava või pumba sisselaskeava kaudu. sõelafilter.Vähendatud rõhuerinevuse tõttu jätkub vool läbi sõela ja sisselaskeklapp sulgub.Seetõttu näeb pump ainult lühikese aja jooksul voolu otse klapist.See pikendab pumba eluiga, kuna suurem osa voolust on läbi liivasõela filtreeritud vedelik.
Pumba kaitsesüsteemi kasutati USA-s Delaware'i basseinis kolmes erinevas puurkaevus pakkijatega.Peamine eesmärk on vähendada ESP käivituste ja seiskamiste arvu liivaga seotud ülekoormuste tõttu ning suurendada ESP kättesaadavust, et parandada tootmist.Pumba kaitsesüsteem on riputatud ESP stringi alumisest otsast. Õlipuuraua tulemused näitavad stabiilset pumba jõudlust, vähendatud vibratsiooni ja vooluga seotud uut pumbasüsteemi. aeg vähenes 75% ja pumba tööiga suurenes rohkem kui 22%.
Kaev. Texase osariigis Martini maakonnas asuvasse uude puurimis- ja purustamiskaevu paigaldati ESP-süsteem. Kaevu vertikaalne osa on ligikaudu 9000 jalga ja horisontaalne osa ulatub 12 000 jalani, mõõdetud sügavusel (MD). Esimesel kahel lõpetamisel paigaldati kuue vooderdise ühendusega ESP-ga sama konstruktsiooniosaga puupööris-liivaeraldussüsteem. liivaseparaatori tüüp, täheldati ESP tööparameetrite (voolutugevus ja vibratsioon) ebastabiilset käitumist.Tõmbatud ESP-seadme lahtivõtmise analüüsil selgus, et keerisgaasi eraldaja koost oli ummistunud võõrkehaga, milleks määrati liiv, kuna see on mittemagnetiline ega reageeri keemiliselt happega.
Kolmandas ESP paigalduses asendas roostevabast terasest traatvõrk liivaeraldaja ESP liiva juhtimise vahendina. Pärast uue pumba kaitsesüsteemi paigaldamist käitus ESP stabiilsemalt, vähendades mootori voolu kõikumiste ulatust ~19 A-lt paigalduse nr 2 puhul ~6,3 A-ni paigalduse nr 3 puhul. Vibratsioon on stabiilsem võrreldes eelmisega, samuti vähenes rõhk 5 % võrra. paigaldus ja saavutas täiendava 100 psi rõhulanguse.ESP ülekoormuse väljalülitused vähenevad 100% ja ESP töötab madala vibratsiooniga.
Kaev B. Ühes New Mexico osariigis Eunice'i lähedal asuvas kaevus oli teises ebatavalises kaevus ESP paigaldatud, kuid pumba kaitset ei olnud.Pärast algset alglaadimise langust hakkas ESP käituma ebaühtlaselt. Voolu ja rõhu kõikumised on seotud vibratsiooni tõusuga.Pärast nende tingimuste säilitamist 137 päeva jooksul ESP ebaõnnestus ja teise süsteemi paigaldamine sisaldab uut pumba konfiguratsiooni. med tootmisel töötas ESP normaalselt, stabiilse voolutugevuse ja väiksema vibratsiooniga.Avaldamise ajal oli ESP teine ​​​​etapp jõudnud üle 300 tööpäeva, mis on märkimisväärne paranemine võrreldes eelmise paigaldusega.
Kaev C. Süsteemi kolmas kohapealne paigaldamine toimus Texase osariigis Mentone'is nafta- ja gaasitööstuse ettevõtte poolt, kes koges liiva tootmise tõttu katkestusi ja ESP tõrkeid ning soovis parandada pumba tööaega. Tavaliselt käitavad operaatorid igas ESP-kaevus vooderdisega puuraukude liivaseparaatorit. Kui aga vooder täitub liivaga, laseb separaator liival voolata läbi pumba sektsiooni, pumba voolu kadu. Pärast uue süsteemi käitamist pumbakaitsega on ESP-l 22% pikem tööiga stabiilsema rõhulanguse ja parema ESP-ga seotud tööajaga.
Liiva ja tahke ainega seotud seisakute arv töötamise ajal vähenes 75%, esimese installi 8 ülekoormusjuhtumilt kahele teises installis ning edukate taaskäivituste arv pärast ülekoormusseiskamist kasvas 30%, esimese installi 8-lt.Sekundaarpaigaldises viidi läbi kokku 12 sündmust, kokku 8 sündmust, mis vähendasid seadmete elektrilist pinget ja pikendasid ESP tööiga.
Joonisel 5 on kujutatud sisselaskerõhu allkirja (sinine) järsk tõus, kui roostevabast terasest võrk on blokeeritud ja klapikoost avatakse. See survesignaal võib veelgi parandada tootmise efektiivsust, ennustades liivaga seotud ESP rikkeid, nii et saab kavandada asendusoperatsioonid tööjõuseadmetega.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, „Experimental analysis of swirl tube as downhole desander device”, SPE Paper 94673-MS, esitletud SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference'il, Rio de Janeiro, Brasiilia, 20. juuni – 23. veebruar 2005.-1/07.6MS.1.1/0
See artikkel sisaldab elemente SPE dokumendist 207926-MS, mida esitleti Abu Dhabi rahvusvahelisel naftanäitusel ja konverentsil Abu Dhabis AÜE-s 15.–18. novembril 2021.
Kõikide materjalide suhtes kehtivad rangelt jõustatud autoriõiguse seadused. Enne selle saidi kasutamist lugege läbi meie nõuded ja tingimused, küpsiste poliitika ja privaatsuspoliitika.