Įrodyta, kad siurblio apsaugos komponentai apsaugo siurblius nuo smėlio ir prailgina ESP eksploatavimo laiką netradiciniuose šuliniuose. Šis sprendimas kontroliuoja smėlio ir kitų kietųjų dalelių atgalinį srautą, dėl kurio gali atsirasti perkrovų ir prastovos. Įgalinimo technologija pašalina problemas, susijusias su dalelių dydžio pasiskirstymo neapibrėžtumu.
Kadangi vis daugiau naftos gręžinių priklauso nuo ESP, elektrinių povandeninių siurblių (ESP) sistemų eksploatavimo trukmės pailginimas tampa vis svarbesnis. Dirbtinių pakėlimo siurblių eksploatavimo laikas ir našumas yra jautrūs gaminamuose skysčiuose esančioms kietosioms dalelėms. ESP eksploatavimo trukmė ir našumas labai sumažėjo, kai padaugėjo kietųjų dalelių. Be to, kietosios medžiagos padidina gręžinio prastovos laiką ir darbo dažnį, reikalingą ESP pakeisti.
Kietosios dalelės, kurios dažnai teka per dirbtinius kėlimo siurblius, yra formavimo smėlis, hidraulinio skilimo atramos, cementas ir eroduotos arba korozijos pažeistos metalo dalelės. Kietųjų dalelių atskyrimui skirtos gręžinių technologijos yra įvairios: nuo mažo efektyvumo ciklonų iki didelio efektyvumo 3D nerūdijančio plieno vielos tinklo. Sūkuriniai gręžtuvai yra naudojami jau dešimtmečius. Netradiciniai šuliniai nuolat patiria šliužų srautą, todėl esama sūkurinių skylių separatoriaus technologija veikia tik su pertraukomis.
Siekiant apsaugoti ESP, buvo pasiūlyta keletas skirtingų kombinuotų smėlio valdymo tinklelių ir gręžinių sūkurinių desanderių variantų.Tačiau visų siurblių apsaugos ir gamybos našumo spragų yra dėl kiekvieno gręžinio pagamintų kietųjų dalelių dydžio pasiskirstymo ir tūrio neapibrėžtumo. Dėl neapibrėžtumo pailgėja smėlio kontrolės komponentų ilgis, todėl sumažėja gylis, kuriame gali būti nustatytas neigiamas ESP poveikis ir ribojamas neigiamas ESP poveikis. Netradiciniuose gręžiniuose pirmenybė teikiama eper nustatymo gyliui.Tačiau šlifavimo įtaisų ir užkimštų purvo inkarų naudojimas ilgoms, standžioms smėlio valdymo agregatams pakabinti korpuso sekcijose su ribotu ESP MTBF patobulinimu. Vidinio vamzdžio korozija yra dar vienas šios konstrukcijos aspektas, kuris nebuvo tinkamai įvertintas.
2005 m. darbo autoriai pateikė ciklono vamzdžio pagrindu veikiančio gręžinio smėlio separatoriaus eksperimentinius rezultatus (1 pav.), kurie priklausė nuo ciklono veikimo ir gravitacijos, siekdami parodyti, kad atskyrimo efektyvumas priklauso nuo alyvos klampos, srauto greičio ir dalelių dydžio. Jie rodo, kad separatoriaus efektyvumas labai priklauso nuo kietųjų dalelių galinio greičio mažėjimo mažėjant dalelių dydžiui. ir didėjantis alyvos klampumas, 2 pav. Tipiško ciklono vamzdžio angų separatoriaus atskyrimo efektyvumas sumažėja iki ~10%, kai dalelių dydis sumažėja iki ~100 µm.Be to, didėjant srautui, sūkurinis separatorius susidėvi dėl erozijos, o tai turi įtakos konstrukcinių komponentų naudojimo trukmei.
Kita logiška alternatyva yra naudoti 2D smėlio valdymo ekraną su apibrėžto plyšio pločiu. Dalelių dydis ir pasiskirstymas yra svarbūs aspektai renkantis tinklelius kietosioms dalelėms filtruoti įprastų ar netradicinių gręžinių gamyboje, tačiau jie gali būti nežinomi.kitu atveju gali tekti filtruoti smėlį nuo hidraulinio ardymo. Bet kuriuo atveju kietųjų dalelių surinkimo, analizės ir bandymų išlaidos gali būti pernelyg didelės.
Jei 2D vamzdelių ekranas nėra tinkamai sukonfigūruotas, rezultatai gali pakenkti gręžinio ekonomiškumui. Per mažos smėlio tinklelio angos gali būti priešlaikinis užsikimšimas, išjungimas ir būtinybė atlikti korekcinius darbus.Jei jie yra per dideli, jie leidžia laisvai patekti į gamybos procesą kietosioms dalelėms, o tai gali sugadinti alyvos vamzdžius, sugadinti dirbtinio užpildymo paviršiaus separatorius, Situacija reikalauja paprasto, ekonomiško sprendimo, kuris gali prailginti siurblio tarnavimo laiką ir padengti platų smėlio dydžių pasiskirstymą.
Siekiant patenkinti šį poreikį, buvo atliktas vožtuvų sąrankų naudojimo kartu su nerūdijančio plieno vielos tinkleliu, kuris yra nejautrus susidariusiam kietųjų dalelių pasiskirstymui, tyrimas. Tyrimai parodė, kad nerūdijančio plieno vielos tinklelis su kintamu porų dydžiu ir 3D struktūra gali veiksmingai valdyti įvairaus dydžio kietąsias medžiagas, nežinant veiksmingo gaunamų kietųjų dalelių dydžio dalelių pasiskirstymo. papildomam antriniam filtravimui.
Ekrano apačioje sumontuotas vožtuvo agregatas leidžia tęsti gamybą tol, kol ESP ištraukiamas. Tai neleidžia ESP paimti iš karto po to, kai ekranas sujungiamas. Gautas įleidimo smėlio valdymo ekranas ir vožtuvo mazgas apsaugo ESP, strypo pakėlimo siurblius ir dujų pakėlimo komplektus nuo kietųjų dalelių gamybos metu, išvalant skysčio srautą ir yra ekonomiškas sprendimas, leidžiantis pratęsti siurblio tarnavimo laiką.
Pirmos kartos siurblio apsaugos dizainas. Siurblio apsaugos mazgas, kuriame naudojami nerūdijančio plieno vatos tinkleliai, buvo įrengtas garais paremtame gravitaciniame drenažo šulinyje Vakarų Kanadoje, siekiant apsaugoti ESP nuo kietųjų dalelių gamybos metu. Ekranai filtruoja kenksmingas kietąsias medžiagas iš gamybos skysčio, kai jis patenka į gamybos eilutę. Per gamybos eilutę skysčiai teka į ESP įleidimo angą, kur jie yra pumpuojami tarp zonų ir sieto tarp zonų ir gali būti nukreipti į ESP į paviršių. viršutinis šulinys.
Per gamybos laiką žiedinis tarpas tarp ekrano ir korpuso linkęs susilieti su smėliu, o tai padidina pasipriešinimą srautui.Galų gale žiedas visiškai susilieja, nustoja tekėti ir sukuria slėgio skirtumą tarp gręžinio ir gamybos linijos, kaip parodyta 3 paveiksle. Šiuo metu skystis nebegali tekėti į ESP ir reikia traukti užbaigimo eilutę.Priklausomai nuo daugelio kintamųjų, susijusių su kietųjų dalelių gamyba, trukmė, reikalinga sustabdyti srautą per kietųjų dalelių tiltelį ekrane, gali būti trumpesnė už trukmę, kuri leistų ESP pumpuoti kietųjų medžiagų pakrautą skystį, vidutinį laiką tarp gedimų į žemę, todėl buvo sukurta antroji komponentų karta.
Antros kartos siurblio apsaugos mazgas. PumpGuard* įleidimo smėlio valdymo ekranas ir vožtuvo mazgo sistema yra pakabinta žemiau REDA* siurblio 4 paveiksle, kaip netradicinio ESP užbaigimo pavyzdys. Kai šulinys pradeda gaminti, ekranas filtruoja gamyboje esančias kietąsias medžiagas, tačiau pradės lėtai susijungti su smėliu ir sukurti slėgio skirtumą. Kai šis vožtuvo slėgio skirtumas pasiekia vožtuvą, kuris pasiekia jungiama prie ESP.Šis srautas išlygina slėgio skirtumą ekrane, atlaisvindamas smėlio maišų sukibimą ekrano išorėje.Smėlis gali laisvai išsiveržti iš žiedo, o tai sumažina srauto pasipriešinimą per ekraną ir leidžia atnaujinti srautą.Krentant slėgio skirtumui, vožtuvas grįžta į uždarą padėtį ir normalios srauto sąlygos atnaujinamos. Pakartokite šį ciklą. Pakartokite šį ciklą. Šiame straipsnyje parodyta, kad sistema gali žymiai pailginti siurblio tarnavimo laiką, palyginti su vien tik atliktu patikrinimu.
Neseniai įdiegiant, buvo pristatytas sąnaudomis pagrįstas sprendimas, skirtas izoliuoti plotą tarp nerūdijančio plieno vielos tinklo ir ESP. Virš ekrano dalies sumontuotas žemyn nukreiptas puodelio tankintuvas. Virš puodelio tankintuvo papildomos centrinės vamzdžio perforacijos užtikrina srauto kelią, kad pagamintas skystis migruotų iš ekrano vidų į žiedinę erdvę virš tankintuvo, kur ESP skystis gali patekti į ESP.
Šiam sprendimui pasirinktas nerūdijančio plieno vielos tinklo filtras turi keletą pranašumų, palyginti su 2D tinklelio tipais su tarpais. 2D filtrai daugiausia priklauso nuo dalelių, apimančių filtro tarpus ar plyšius, kad būtų galima sukurti smėlio maišus ir užtikrinti smėlio kontrolę. Tačiau, kadangi ekranui galima pasirinkti tik vieną tarpo reikšmę, ekranas tampa labai jautrus gaminamo skysčio dalelių dydžio pasiskirstymui.
Priešingai, storas nerūdijančio plieno vielos tinklelio filtrų sluoksnis užtikrina didelį poringumą (92 %) ir didelį atviro srauto plotą (40 %) pagamintam gręžinio skysčiui. Filtras sukonstruotas suspaudžiant nerūdijančio plieno vilnos tinklelį ir apvyniojus jį tiesiai aplink perforuotą centrinį vamzdį, o po to įkišamas į perforuotą apsauginį dangtelį kiekviename vamzdžio gale, kuris yra paskirstymo centre. vienoda kampinė orientacija (svyruoja nuo 15 µm iki 600 µm) leidžia nekenksmingoms dalelėms tekėti 3D srauto keliu link centrinio vamzdžio, kai tinkle įstringa didesnės ir kenksmingos dalelės. Šio sieto mėginių smėlio sulaikymo bandymai parodė, kad filtras išlaiko didelį pralaidumą, nes skystis susidaro per visą dalelių dydį per sietą. Šį nerūdijančio plieno vatos ekraną devintajame dešimtmetyje sukūrė pagrindinis operatorius, specialiai skirtas savarankiškam ekrano užbaigimui garų stimuliuojamuose rezervuaruose, ir jis turi daug sėkmingų įrengimų.
Vožtuvo agregatą sudaro spyruoklinis vožtuvas, leidžiantis vienpusį srautą į vamzdžių eilutę iš gamybos zonos. Prieš montavimą sureguliavus spiralinės spyruoklės išankstinį įtempimą, vožtuvą galima pritaikyti taip, kad būtų pasiektas norimas įtrūkimo slėgis. Paprastai vožtuvas paleidžiamas po nerūdijančio plieno vielos tinkleliu, kad būtų užtikrintas antrinis srauto kelias tarp rezervuaro ir beplieninio vožtuvo serijoje, kai kuriais atvejais vožtuvas be plieno. mažesnis įtrūkimo slėgis nei žemiausiame vožtuve.
Laikui bėgant formavimosi dalelės užpildo žiedinį plotą tarp siurblio apsauginio agregato ekrano išorinio paviršiaus ir gamybos korpuso sienelės. Kai ertmė prisipildo smėliu ir dalelės konsoliduojasi, didėja slėgio kritimas smėlio maiše. Kai šis slėgio kritimas pasiekia iš anksto nustatytą vertę, kūgio vožtuvas atsidaro ir leidžia smėliui tekėti tiesiai per siurblio įleidimo angą. ekrano filtras.Dėl sumažinto slėgio skirtumo srautas atsinaujins per ekraną, o įsiurbimo vožtuvas užsidarys.Todėl siurblys gali matyti srautą tiesiai iš vožtuvo tik trumpą laiką.Tai pailgina siurblio tarnavimo laiką, nes didžiąją srauto dalį sudaro skystis, filtruojamas per smėlio tinklelį.
Siurblio apsaugos sistema buvo eksploatuojama su tankintuvais trijuose skirtinguose šuliniuose Delavero baseine JAV. Pagrindinis tikslas – sumažinti ESP paleidimų ir sustojimų skaičių dėl smėlio perkrovų ir padidinti ESP prieinamumą, siekiant pagerinti gamybą. Siurblio apsaugos sistema pakabinama nuo apatinio ESP eilutės galo. Naftos gręžinio rezultatai rodo stabilų siurblio veikimą, sumažėjusią vibraciją ir srovę, susijusią su siurblio apsauga ir srove. laikas sutrumpėjo 75%, o siurblio tarnavimo laikas padidėjo daugiau nei 22%.
Šulinys. ESP sistema buvo įdiegta naujame gręžimo ir ardymo gręžinyje Martino apygardoje, Teksase. Vertikali gręžinio dalis yra maždaug 9 000 pėdų, o horizontalioji dalis tęsiasi iki 12 000 pėdų, išmatuotas gylis (MD). Per pirmuosius du užbaigimus buvo sumontuota gręžinio sūkurinio smėlio separatoriaus sistema su dviem įdėklų jungtimis. smėlio separatoriaus tipas, pastebėtas nestabilus ESP veikimo parametrų elgesys (srovės stiprumas ir vibracija).Ištraukto ESP bloko išmontavimo analizė parodė, kad sūkurinis dujų separatoriaus mazgas buvo užsikimšęs pašalinėmis medžiagomis, kurios buvo nustatytos kaip smėlis, nes yra nemagnetinis ir chemiškai nereaguoja su rūgštimi.
Trečiajame ESP įrengime nerūdijančio plieno vielos tinklelis pakeitė smėlio separatorių kaip ESP smėlio valdymo priemonę. Įdiegus naują siurblio apsaugos sistemą, ESP veikė stabiliau, sumažindamas variklio srovės svyravimų diapazoną nuo ~19 A, kai montuojama Nr. 2, iki ~6,3 A, kai montuojama #3. montavimas ir įgijo papildomą 100 psi slėgio kritimą.ESP perkrovos išjungimai sumažėja 100%, o ESP veikia su maža vibracija.
Šulinys B. Viename gręžinyje netoli Eunice, Naujosios Meksikos valstijoje, kitame netradiciniame gręžinyje buvo įrengtas ESP, bet nebuvo apsaugotas siurblys. Po pradinio įkrovos kritimo ESP pradėjo veikti nereguliariai. Srovės ir slėgio svyravimai yra susiję su vibracijos šuoliais. Išlaikius šias sąlygas 137 dienas, ESP nepavyko, o antrajame gręžinio apsaugos konfigūracija buvo įdiegta nauja siurblys. med gamybos, ESP veikė normaliai, su stabiliu srovės stipriu ir mažesne vibracija. Paskelbimo metu antroji ESP eksploatacija buvo pasiekusi daugiau nei 300 dienų, o tai žymiai pagerėjo, palyginti su ankstesniu įrenginiu.
Šulinys C. Trečiasis sistemos įrengimas vietoje buvo Mentone, Teksaso valstijoje, kurią atliko specializuota naftos ir dujų įmonė, kuri patyrė gedimų ir ESP gedimų dėl smėlio gamybos ir norėjo pagerinti siurblio veikimo laiką. Operatoriai paprastai kiekviename ESP šulinyje naudoja gręžinius smėlio separatorius su įdėklu. Tačiau, kai įdėklas prisipildys smėliu, separatorius leis smėliui tekėti per siurblio sekciją ir tekėti per siurblio sekciją. Paleidus naują sistemą su siurblio apsauga, ESP eksploatavimo laikas yra 22 % ilgesnis, slėgio kritimas stabilesnis ir geresnis su ESP susijęs veikimo laikas.
Su smėliu ir kietosiomis medžiagomis susijusių išjungimų skaičius eksploatacijos metu sumažėjo 75 proc., nuo 8 perkrovos įvykių pirmojoje instaliacijoje iki dviejų antrajame, o sėkmingų pakartotinių paleidimų skaičius po perkrovos išjungimo padidėjo 30 proc., nuo 8 per pirmąjį įrenginį.Iš viso antrinėje instaliacijoje buvo atlikta 12 įvykių, iš viso 8 įvykiai, kurie sumažino įrangos elektros įtampą ir padidino ESP eksploatavimo laiką.
5 paveiksle parodytas staigus įsiurbimo slėgio parašo (mėlynos spalvos) padidėjimas, kai nerūdijančio plieno tinklelis yra užblokuotas ir vožtuvo mazgas atidaromas. Šis slėgio ženklas gali dar labiau pagerinti gamybos efektyvumą, numatant su smėliu susijusius ESP gedimus, todėl galima planuoti keitimo operacijas naudojant darbinius įrenginius.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, „Sūkurinio vamzdelio kaip gręžinio desanderio įrenginio eksperimentinė analizė“, SPE dokumentas 94673-MS, pristatytas SPE Lotynų Amerikos ir Karibų jūros regiono naftos inžinerijos konferencijoje, Rio de Žaneire, Brazilijoje, birželio 20 d.–vasario 23 d., 2005 m.
Šiame straipsnyje yra elementų iš SPE dokumento 207926-MS, pristatyto Abu Dabio tarptautinėje naftos parodoje ir konferencijoje Abu Dabyje, JAE, 2021 m. lapkričio 15–18 d.
Visai medžiagai taikomi griežtai vykdomi autorių teisių įstatymai, prieš naudodami šią svetainę perskaitykite mūsų sąlygas, slapukų politiką ir privatumo politiką.