Sýnt hefur verið fram á að dæluverndaríhlutir vernda dælur fyrir sandi og lengja endingartíma ESP í óhefðbundnum brunnum. Þessi lausn stjórnar bakflæði brotsands og annarra fastra efna sem geta valdið ofhleðslu og niður í miðbæ.
Eftir því sem fleiri og fleiri olíulindir reiða sig á ESP verður sífellt mikilvægara að lengja endingartíma rafdælukerfa (ESP). Endingartími og afköst gervilyftardæla eru viðkvæm fyrir föstum efnum í framleiddum vökva. Líftími og afköst ESP minnkaði verulega með aukningu á föstum ögnum. Auk þess auka fast efni þann tíðni sem þarf til að skipta um brunninn sem þarf til að skipta út tímanum sem krafist er.
Fastar agnir sem streyma oft í gegnum tilbúnar lyftidælur innihalda myndunarsand, vökvabrotsstúfefni, sement og veðraðir eða tærðir málmagnir.Niðurholutækni sem er hönnuð til að aðgreina föst efni er allt frá lítilli afköstum hvirfilbyljum til afkastamikilla 3D vírnets úr ryðfríu stáli. Niðurholu hvirfilbylgjurnar hafa verið notaðar í áratugi og hafa verið notaðar til að vernda dælur vel í áratugi, s frá stórum ögnum meðan á framleiðslu stendur. Hins vegar eru óhefðbundnar holur háðar hléum slugstreymi, sem leiðir til þess að núverandi hvirfilskiljutækni niðri í holu virkar aðeins með hléum.
Nokkrar mismunandi afbrigði af samsettum sandstýringarskjám og hvirfilhreinsivélum niðri í holu hafa verið settar fram til að vernda ESP. Hins vegar eru eyður í vörn og framleiðslugetu allra dælna vegna óvissu í stærðardreifingu og rúmmáli fastra efna sem framleitt er af hverri holu. Óvissa eykur lengd sandstýrihluta og dregur þar með úr þeim mörkum sem hægt er að stilla á lónið og neikvæða áhrifin á ESP'. Dýpri stillingardýpi er ákjósanlegt í óhefðbundnum brunnum. Hins vegar er notkun afslípuvéla og leirfestinga með karlstöppum til að hengja upp langar, stífar sandstýringarsamstæður í hlífðarhlutum með mikilli alvarleika ESP MTBF. Tæring á innra rörinu sem hefur ekki verið metinn með fullnægjandi hætti.
Höfundar ritgerðar frá 2005 kynntu tilraunaniðurstöður sandskilju niðri í holu sem byggðist á hringrásarröri (Mynd 1), sem var háð virkni hvirfilbylgju og þyngdarafl, til að sýna fram á að skilvirkni er háð seigju olíu, flæðihraða og kornastærð. Þær sýna að skilvirkni skilju er að miklu leyti háð því hvernig endaflæðið dregur úr fastri efnahraða samhliða minnkandi agnahraða. , og auka seigju olíu, mynd 2.Fyrir dæmigerða hringhljóðrör niður í holu, lækkar skilvirkni skilvirkni í ~10% þegar kornastærð lækkar í ~100 µm.Þar að auki, eftir því sem flæðihraðinn eykst, verður hvirfilskiljan fyrir sliti sem hefur áhrif á notkun líftíma byggingarhluta.
Næsti rökrétti valkosturinn er að nota 2D sandstýringarskjá með skilgreindri raufbreidd.Agnastærð og dreifing eru mikilvæg atriði þegar valið er skjái til að sía föst efni í hefðbundinni eða óhefðbundinni brunnframleiðslu, en þau geta verið óþekkt.Föst efnin geta komið frá lóninu, en þau geta verið mismunandi frá hæl til hæl;Að öðrum kosti gæti skjárinn þurft að sía sand úr vökvabrotum. Í báðum tilvikum getur kostnaður við söfnun, greiningu og prófun á föstum efnum verið ofviða.
Ef 2D slönguskjárinn er ekki rétt stilltur, geta niðurstöðurnar komið í veg fyrir hagkvæmni brunnsins. Of lítil sandriðuop geta leitt til ótímabæra stíflunar, lokunar og þörf fyrir lagfæringar. Ef þær eru of stórar leyfa þær föstum efnum að fara frjálslega inn í framleiðsluferlið, sem getur tært olíupípur, skaðað tilbúnar yfirborðsdælur og losað yfirborðsdælur og losað yfirborðsdælur. aðstæður krefjast einfaldrar, hagkvæmrar lausnar sem getur lengt endingu dælunnar og náð yfir víðtæka dreifingu sandstærða.
Til að mæta þessari þörf var gerð rannsókn á notkun ventlasamsetninga ásamt ryðfríu stáli vírneti, sem er ónæmt fyrir dreifingu föstu efna sem myndast. Rannsóknir hafa sýnt að ryðfrítt stálvírnet með breytilegri porastærð og þrívíddarbyggingu getur í raun stjórnað föstum efnum af ýmsum stærðum án þess að vita um kornastærðardreifingu allra fasta efna sem myndast, án þess að þurfa að stjórna vírstærð vírsins á áhrifaríkan hátt. fyrir auka auka síun.
Lokasamstæða sem er fest á botni skjásins gerir framleiðslunni kleift að halda áfram þar til ESP er dregið út. Það kemur í veg fyrir að ESP sé sótt strax eftir að skjárinn hefur verið brúaður. Sandstýringarskjárinn og ventlasamstæðan sem myndast verndar ESP, stangalyftardælur og gaslyftingar frá föstum efnum meðan á framleiðslu stendur með því að hreinsa vökvaflæði án þess að hafa kostnaðarhagkvæma líftíma geymisins til að lengja endingartíma dælunnar.
Fyrsta kynslóð dæluvarnarhönnun. Dæluvarnarsamstæða sem notar ryðfríu stálullarskjái var settur í gufuaðstoðað þyngdarafrennslisholu í Vestur-Kanada til að vernda ESP gegn föstum efnum meðan á framleiðslu stendur. Skjár sía skaðleg föst efni úr framleiðsluvökvanum þegar hann fer í framleiðslustrenginn. Innan framleiðslustrengsins flæða vökvar til ESP-inntaksins, þar sem þeir eru dældir á milli ESP-inntaksins og einangrunarinnar. vinnslusvæðið og efri holuna.
Með framleiðslutíma hefur hringlaga rýmið á milli skjásins og hlífarinnar tilhneigingu til að brúa með sandi, sem eykur flæðisviðnám. Að lokum brúar hringurinn alveg, stöðvar flæði og skapar þrýstingsmun á milli borholunnar og framleiðslustrengsins, eins og sýnt er á mynd 3. Á þessum tímapunkti getur vökvi ekki lengur streymt til ESP og þarf að draga fullnaðarstrenginn.Það fer eftir ýmsum breytum sem tengjast framleiðslu á föstum efnum, tímalengdin sem þarf til að stöðva flæði í gegnum föstefnabrúna á skjánum getur verið styttri en sú lengd sem myndi leyfa ESP að dæla vökvanum sem hlaðinn er fast efni að meðaltali milli bilana til jarðar, þannig að önnur kynslóð íhluta var þróuð.
Önnur kynslóð dæluvarnarsamstæðunnar. PumpGuard* inntakssandstýringarskjárinn og ventlasamsetningarkerfið er hengt upp fyrir neðan REDA* dæluna á mynd 4, dæmi um óhefðbundna ESP frágang. Þegar holan er að framleiða síar sigurinn fast efni í framleiðslu, en byrjar hægt og rólega að brúa við sandinn og skapa mismunandi þrýstingsmun, nær þrýstingsmismuninum, nær þrýstingsmunnum, sem nær til lokunarþrýstingsvökvans. að flæða beint inn í slöngustrenginn til ESP. Þetta flæði jafnar þrýstingsmuninn yfir skjáinn, losar um grip sandpokanna utan á skjánum. Sand er frjálst að brjótast út úr hringrásinni, sem dregur úr flæðismótstöðu í gegnum skjáinn og gerir flæði kleift að hefjast aftur. Þegar mismunadrifið lækkar fer lokinn aftur í lokaða stöðu og eðlilegar flæðisaðstæður eru aftur nauðsynlegar fyrir ESP. Tilviksrannsóknirnar sem fram koma í þessari grein sýna fram á að kerfið getur lengt endingartíma dælunnar verulega samanborið við að keyra skimun eingöngu.
Fyrir nýlega uppsetningu var kostnaðardrifin lausn kynnt til að einangra svæði á milli ryðfríu stáli vírnetsins og ESP. Bikarpökkunartæki sem snýr niður á við er komið fyrir ofan skjáhlutann. Fyrir ofan bikarpökkunina veita viðbótargötur í miðju rörinu flæðisleið fyrir framleiddan vökva til að flytja frá innra hluta skjásins til hringlaga rýmisins fyrir ofan pökkunarbúnaðinn, þar sem ESP rýmið fyrir ofan pökkunarbúnaðinn getur farið inn í hylki.
Ryðfrítt stál vír möskva sían sem valin er fyrir þessa lausn býður upp á nokkra kosti fram yfir bil-undirstaða 2D möskva gerðir.2D síur treysta fyrst og fremst á agnir sem spanna síubil eða rifa til að byggja sandpoka og veita sandstýringu. Hins vegar, þar sem aðeins er hægt að velja eitt bilgildi fyrir skjáinn, verður skjárinn mjög viðkvæmur fyrir kornastærðardreifingu framleiddra vökvans.
Aftur á móti veitir þykkt möskvabeð úr ryðfríu stáli vírnetsíum mikinn grop (92%) og stórt opið flæðisvæði (40%) fyrir framleiddan borholuvökva. Sían er smíðuð með því að þjappa saman ryðfríu stáli flísmöskva og vefja því beint utan um götótt miðrör, hjúpar það síðan inn í götótta miðrörið til að hlífa sér í miðju gataða hlífðarpípunni við hvert hola rörið. ójöfn hornstefnan (á bilinu 15 µm til 600 µm) gerir skaðlausu fínu efni kleift að flæða eftir þrívíddarflæðisleið í átt að miðrörinu eftir að stærri og skaðlegar agnir eru föst í möskvanum. Sandsöfnunarprófanir á sýnishornum af þessu sigti sýndu að sían heldur mikilli gegndræpi í gegnum eina síuna, því að sían heldur mikilli gegndræpi í gegnum síuna. kornastærðardreifing framleiddra vökva komst upp. Þessi ryðfríu stálullarskjár var þróaður af stórum rekstraraðila á níunda áratugnum sérstaklega fyrir sjálfstætt skjáverk í gufuörvuðum geymum og hefur umfangsmikla afrekaskrá af vel heppnuðum uppsetningum.
Lokasamstæðan samanstendur af fjöðruðum loki sem leyfir einstefnuflæði inn í slöngustrenginn frá framleiðslusvæðinu. Með því að stilla spólufjöðrun fyrir uppsetningu er hægt að sérsníða lokann til að ná æskilegum sprunguþrýstingi fyrir notkunina. Venjulega er loki keyrður undir ryðfríu stálvírnetinu til að veita aukaflæðisleið milli ventla, ESP í sumum tilfellum af stáli og staflausu stáli. miðventillinn er með lægri sprunguþrýsting en lægsta lokinn.
Með tímanum fylla myndunaragnir hringlaga svæðið á milli ytra yfirborðs dæluverndarsamsetningarskjásins og veggs framleiðsluhlífarinnar. Þegar holrúmið fyllist af sandi og agnirnar sameinast eykst þrýstingsfallið yfir sandpokann. Þegar þetta þrýstingsfall nær fyrirfram ákveðnu gildi opnast keilulokinn og leyfir flæði beint í gegnum þessa inntak dælunnar, sem er hægt að rjúfa í gegnum inntak dælunnar, sem áður var hægt að rjúfa sandinn. skjásíuna.Vegna minnkaðs þrýstimunar mun flæði hefjast á ný í gegnum skjáinn og inntaksventillinn lokast.Því getur dælan aðeins séð flæðið beint frá ventilnum í stuttan tíma. Þetta lengir endingu dælunnar, þar sem mestur hluti flæðisins er vökvinn sem síaður er í gegnum sandsímann.
Dæluvarnarkerfið var rekið með pökkunartækjum í þremur mismunandi holum í Delaware Basin í Bandaríkjunum. Meginmarkmiðið er að fækka ESP ræsingum og stöðvum vegna sandtengts ofhleðslu og að auka ESP framboð til að bæta framleiðslu. Dæluvarnarkerfið er hengt upp frá neðri enda ESP strengsins. Niðurstöður olíulindarinnar sýna stöðuga dælustyrk og snertingu við dælukerfi og tengdan dælutíma og dælukerfi. minnkaði um 75% og endingartími dælunnar jókst um meira en 22%.
Hola. ESP-kerfi var sett upp í nýrri bor- og brotholu í Martin County, Texas. Lóðrétti hluti holunnar er um það bil 9.000 fet og lárétti hlutinn nær upp í 12.000 fet, mæld dýpi (MD). Fyrir fyrstu tvær uppfyllingarnar var sett upp neðri holu hvirfilsandskiljukerfi með sex liner tengingum í sömu gerð og ESP samþættri gerð sem ESP samþætt. af sandskilju, kom fram óstöðug hegðun ESP rekstrarbreytu (straumstyrkur og titringur). Greining í sundurtöku á dreginni ESP einingu leiddi í ljós að hringiðugasskiljusamstæðan var stífluð af aðskotaefnum, sem var ákveðið að vera sandur vegna þess að hann er ekki segulmagnaður og hvarfast ekki efnafræðilega við sýru.
Í þriðju ESP uppsetningunni kom ryðfrítt stálvírnet í stað sandskiljunnar sem leið til ESP sandstýringar. Eftir uppsetningu nýja dæluvarnarkerfisins sýndi ESP stöðugri hegðun, sem minnkaði svið mótorstraumssveiflna frá ~19 A fyrir uppsetningu #2 til ~6.3 A fyrir uppsetningu #3. Titringurinn er stöðugri og þrýstingurinn minnkaði einnig í 75%. 100 psi til viðbótar af þrýstingsfalli. ESP ofhleðslustöðvun minnkar um 100% og ESP starfar með litlum titringi.
Brunn B. Í einni holu nálægt Eunice, Nýju Mexíkó, var ESP sett upp í annarri óhefðbundinni holu en enga dæluvörn. Eftir upphaflega ræsifallið byrjaði ESP að sýna óreglulega hegðun. Sveiflur í straumi og þrýstingi tengjast titringi. Eftir að hafa viðhaldið þessum aðstæðum í 137 daga, bilaði ESP og skipt var um uppsetningu með ESP verndarkerfi og enduruppsetning var sett upp með enduruppsetningu ESP. ESP virkaði eðlilega, með stöðugum straumstyrk og minni titringi. Við birtingu hafði önnur keyrsla ESP náð yfir 300 daga notkun, sem er veruleg framför frá fyrri uppsetningu.
Brunn C. Þriðja uppsetning kerfisins á staðnum var í Mentone, Texas, af olíu- og gas sérgrein fyrirtæki sem varð fyrir bilun og ESP bilun vegna sandframleiðslu og vildi bæta spennutíma dælunnar. Rekstraraðilar keyra venjulega sandskiljur niðri í holu með fóðri í hverri ESP holu. Hins vegar, þegar fóðrið fyllist af sandi, mun skiljarinn leyfa sandi að flæða í gegnum dælustigið og leiða til þess að renna í gegnum dæluhlutann og leiða til að lyfta í dæluhlutanum. Þegar nýja kerfið er keyrt með dæluvörninni hefur ESP 22% lengri endingartíma með stöðugra þrýstingsfalli og betri ESP-tengdum spennutíma.
Fjöldi stöðvunar sem tengjast sandi og föstum efnum í rekstri fækkaði um 75%, úr 8 ofhleðslutilvikum í fyrstu uppsetningu í tvö í annarri uppsetningu, og fjöldi árangursríkra endurræsinga eftir lokun yfirálags jókst um 30%, úr 8 í fyrstu uppsetningu.Alls voru gerðar 12 atburðir, alls 8 atburðir, í aukauppsetningu, sem minnkaði rafmagnsálag á búnaðinn og jók endingartíma ESP.
Mynd 5 sýnir skyndilega aukningu á inntaksþrýstingsmerkinu (blátt) þegar ryðfríu stálnetinu er stíflað og ventlasamstæðan er opnuð.Þessi þrýstiáskrift getur bætt framleiðslu skilvirkni enn frekar með því að spá fyrir um sandtengda ESP bilanir, þannig að hægt er að skipuleggja skiptiaðgerðir með vinnubúnaði.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Experimental analysis of swirl tube as downhole desander device," SPE Paper 94673-MS, kynnt á SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Rio de Janeiro, Brasilíu, 20. júní – 23. febrúar, 2005.https://104.7i.org/8104.7i.
Þessi grein inniheldur þætti úr SPE pappír 207926-MS, kynnt á Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference í Abu Dhabi, UAE, 15-18 nóvember 2021.
Allt efni er háð ströngum framfylgdum höfundarréttarlögum, vinsamlegast lestu skilmála okkar og skilyrði, stefnu um vafrakökur og persónuverndarstefnu áður en þú notar þessa síðu.