Докажано е дека компонентите за заштита на пумпата ги штитат пумпите од песок и го продолжуваат работниот век на ESP во неконвенционалните бунари. Ова решение го контролира повратниот проток на фрак песок и други цврсти материи кои можат да предизвикаат преоптоварување и прекини.
Како што се повеќе и повеќе нафтени бунари се потпираат на ESP, продолжувањето на животниот век на системите за електрично потопно пумпање (ESP) станува сè поважно. Работниот век и перформансите на вештачките пумпи за подигнување се чувствителни на цврсти материи во произведените течности. Работниот век и перформансите на ESP значително се намалија со зголемувањето на цврстите честички. Покрај тоа, цврстите материи ја зголемуваат фреквенцијата на прекин на бунарот и потребната фреквенција на ESP.
Цврстите честички кои често течат низ вештачките пумпи за подигнување вклучуваат формационен песок, хидраулични средства за фрактура, цемент и еродирани или кородирани метални честички. за заштита на пумпите од големи честички за време на производството. Сепак, неконвенционалните бунари се предмет на наизменично струење на голтка, што резултира со постоечка технологија за раздвојување на вител во долната дупка која работи само наизменично.
Предложени се неколку различни варијанти на комбинирани екрани за контрола на песок и десандрици со вител на долната дупка за заштита на ESP. Сепак, постојат празнини во заштитата и производните перформанси на сите пумпи поради неизвесноста во дистрибуцијата на големината и волуменот на цврсти материи произведени од секој бунар. негативно влијание врз економијата на бунарот. Во неконвенционалните бунари се претпочитаат подлабоки длабочини на поставување. Сепак, употребата на шмирглари и приклучоци за кал за суспендирање на долгите, крути контролни склопови на песок во деловите на обвивката со ограничени подобрувања на ESP MTBF со висока сериозност.
Авторите на трудот од 2005 година ги претставија експерименталните резултати од сепараторот на песок во дупка базиран на циклонска цевка (слика 1), што зависеше од дејството на циклонот и гравитацијата, за да покажат дека ефикасноста на одвојувањето зависи од вискозноста на маслото, брзината на проток и големината на честичките. со намалување на брзината на проток, намалување на големината на цврстите честички и зголемување на вискозноста на маслото, Слика 2. За типичен сепаратор на долната дупка на циклонската цевка, ефикасноста на раздвојувањето паѓа на ~ 10% како што големината на честичките паѓа на ~ 100 µm.Покрај тоа, како што брзината на проток се зголемува, сепараторот на вител е подложен на абење од ерозија, што влијае на употребата на животниот век на структурните компоненти.
Следната логична алтернатива е да се користи 2D контролен екран со песок со дефинирана ширина на отворот. Големината и дистрибуцијата на честичките се важни при изборот на екрани за филтрирање на цврсти материи при конвенционално или неконвенционално производство на бунари, но тие може да се непознати. Цврстите материи може да доаѓаат од резервоарот, но тие може да варираат од петица до пета;алтернативно, екранот можеби ќе треба да го филтрира песокот од хидраулично фрактурирање. Во секој случај, трошоците за собирање, анализа и тестирање на цврсти материи може да бидат огромни.
Ако екранот на 2D цевки не е правилно конфигуриран, резултатите може да ја загрозат економичноста на бунарот. Отворите на екранот со песок што се премногу мали може да резултираат со предвремено затнување, исклучување и потреба од поправни преработки. отстранување.Оваа ситуација бара едноставно, исплатливо решение кое може да го продолжи работниот век на пумпата и да покрие широка дистрибуција на големини на песок.
За да се задоволи оваа потреба, беше спроведена студија за употреба на склопови на вентили во комбинација со жичана мрежа од нерѓосувачки челик, која е нечувствителна на добиената дистрибуција на цврсти материи.Студиите покажаа дека жичаната мрежа од не'рѓосувачки челик со променлива големина на порите и 3D структура може ефикасно да контролира цврсти материи со различни големини без да се знае дистрибуцијата на големината на честичките од 3 месечните жици во песокот. без потреба од дополнителна секундарна филтрација.
Склопот на вентилот монтиран на долниот дел од екранот овозможува производството да продолжи додека не се извлече ESP. Тоа спречува ESP да се вади веднаш по премостувањето на екранот. Резултирачкиот контролен екран на влезниот песок и склопот на вентилите ги штитат ESP-ите, пумпите за подигнување на шипките и комплетите за подигање на гасот од цврсти материи за време на производството и обезбедуваат резервни карактеристики за продолжување на протокот на течноста. за различни ситуации.
Дизајн за заштита на пумпата од прва генерација. Склопот за заштита на пумпата што користи екрани од не'рѓосувачки челик волна беше распореден во гравитациски бунар со помош на пареа во Западна Канада за да го заштити ESP од цврсти материи за време на производството. Екраните ги филтрираат штетните цврсти материи од производната течност додека влегуваат во производната низа. Во рамките на производната низа, течностите течат помеѓу ESP екранот, каде што може да се пумпа до површината на ESP до капакот. зонална изолација помеѓу производната зона и горниот бунар.
Со текот на времето на производство, прстенестиот простор помеѓу екранот и обвивката има тенденција да се премостува со песок, што ја зголемува отпорноста на проток. На крајот, прстенестата премостува целосно, го запира протокот и создава диференцијален притисок помеѓу отворот на бунарот и производната низа, како што е прикажано на слика 3. Во овој момент, течноста повеќе не може да тече до ESP и треба да се влече довршницата.Во зависност од голем број променливи поврзани со производството на цврсти материи, времетраењето потребно за запирање на протокот низ мостот за цврсти материи на екранот може да биде помало од времетраењето што би му овозможило на ESP да го испумпува флуидот со цврсти материи, средното време помеѓу дефектите до земјата, така што беше развиена втората генерација на компоненти.
Склопот за заштита на пумпата од втора генерација. Контролниот екран на влезниот песок PumpGuard* и системот за склопување вентили се суспендирани под REDA* пумпата на Слика 4, пример за неконвенционално завршување на ESP. Штом бунарот ќе се произведува, екранот ги филтрира цврстите материи во производството, но ќе почне полека да го премостува песокот, а притисокот ќе го достигне различен притисок и ќе создаде различен притисок. вентилот се отвора, овозможувајќи течноста да тече директно во низата на цевката до ESP. Овој проток го изедначува диференцијалот на притисокот низ екранот, олабавувајќи го стисокот на вреќите со песок од надворешната страна на екранот. Неопходно е да се извлече ESP од дупката за сервисирање. Студиите на случај истакнати во овој напис покажуваат дека системот може значително да го продолжи животниот век на пумпата во споредба со самото завршување на скринингот.
За неодамнешната инсталација, беше воведено решение според трошоците за изолација на површината помеѓу жичаната мрежа од не'рѓосувачки челик и ESP. Над делот на екранот е поставен пакет за чаши свртен надолу. Над пакувачот за чаши, дополнителните перфорации на централната цевка обезбедуваат патека за проток за произведената течност да мигрира од внатрешноста на екранот до прстенестиот простор над ESP пакувачот, каде што течноста може да влезе во ESP.
Мрежестиот филтер од нерѓосувачки челик избран за ова решение нуди неколку предности во однос на типовите 2D мрежи засновани на празнини. 2D филтрите првенствено се потпираат на честички што ги опфаќаат празнините или отворите на филтерот за да создадат вреќи со песок и да обезбедат контрола на песок. Меѓутоа, бидејќи само една вредност на празнината може да се избере за екранот, екранот станува многу чувствителен на дистрибуцијата на произведената течност на честичките.
Спротивно на тоа, дебелото мрежесто корито од филтри од жичана мрежа од нерѓосувачки челик обезбедува висока порозност (92%) и голема отворена површина на проток (40%) за произведената течност од бунарот. Филтерот е конструиран со компресирање на мрежа од руно од нерѓосувачки челик и директно обвиткување околу перфорирана централна цевка, а потоа ја капсулира во дупчениот центар на заштитниот слој што го заглавуваме во центарот на секоја заштитна покривка. нееднаква аголна ориентација (која се движи од 15 µm до 600 µm) овозможува безопасни фини да течат по патеката на 3D проток кон централната цевка откако поголеми и штетни честички ќе се заробат во мрежата. од произведените течности што се среќаваат.
Склопот на вентилот се состои од вентил со пружина кој овозможува еднонасочен проток во низата на цевките од производната област. Со прилагодување на предоптоварувањето на калемната пружина пред инсталацијата, вентилот може да се прилагоди за да се постигне саканиот притисок на пукање за апликацијата. Вообичаено, вентилот се протега под жичаната мрежа од не'рѓосувачки челик и мрежата од не'рѓосувачки челик за да се обезбеди повеќекратна жичана мрежа од не'рѓосувачки челик и повеќекратната резерва на ESP. челичните мрежи работат во серија, при што средниот вентил има помал притисок на пукање од најнискиот вентил.
Со текот на времето, формационите честички ја исполнуваат прстенестата површина помеѓу надворешната површина на екранот на склопот на заштитникот на пумпата и ѕидот на производната обвивка. Како што празнината се полни со песок и честичките се консолидираат, падот на притисокот низ вреќата со песок се зголемува. Кога овој пад на притисокот ќе достигне однапред поставена вредност, конусниот вентил се отвора и овозможува протокот на пумпата директно да се пробие низ цевката. песок долж надворешноста на филтерот на екранот.Поради намалениот диференцијал на притисокот, протокот ќе продолжи низ екранот и вентилот за довод ќе се затвори.Затоа, пумпата може да го гледа протокот директно од вентилот само за краток временски период. Ова го продолжува животниот век на пумпата, бидејќи најголемиот дел од протокот е течноста што се филтрира низ екранот од песок.
Системот за заштита на пумпата беше управуван со пакувачи во три различни бунари во басенот Делавер во Соединетите Американски Држави. Главната цел е да се намали бројот на вклучувања и запирања на ESP поради преоптоварувања поврзани со песок и да се зголеми достапноста на ESP за да се подобри производството. Застојот поврзан со песок и цврсти материи беше намален за 75%, а работниот век на пумпата се зголеми за повеќе од 22%.
Бунар.Систем ESP беше инсталиран во нов бунар за дупчење и фрактура во округот Мартин, Тексас. Вертикалниот дел од бунарот е приближно 9.000 стапки, а хоризонталниот дел се протега до 12.000 стапки, измерена длабочина (MD). инсталации кои користат ист тип на сепаратор на песок, забележано е нестабилно однесување на работните параметри на ESP (интензивна струја и вибрации). Анализата на расклопување на извлечената ESP единица покажа дека склопот на сепараторот на вителски гас бил затнат со туѓа материја, за која е утврдено дека е песок бидејќи не е магнетна и не реагира со киселинско дејство.
Во третата инсталација на ESP, жица од нерѓосувачки челик го замени сепараторот за песок како средство за контрола на песокот ESP. По инсталирањето на новиот систем за заштита на пумпата, ESP покажа постабилно однесување, намалувајќи го опсегот на флуктуации на струјата на моторот од ~ 19 A за инсталација # 2 до ~ 6,3 A за инсталација # 3. на претходната инсталација и доби дополнителни 100 psi пад на притисокот. Исклучувањата на преоптоварувањето на ESP се намалуваат за 100% и ESP работи со ниски вибрации.
Бунар Б. Во еден бунар во близина на Јунис, Ново Мексико, друг неконвенционален бунар имаше инсталирано ESP, но немаше заштита на пумпата. По првичното паѓање на багажникот, ESP почна да покажува непредвидливо однесување. Флуктуациите во струјата и притисокот се поврзани со вибрации. По одржувањето на овие услови 137 дена, ESP не успеа, а вториот систем за заштита на ESP беше инсталиран. продолжи со производство, ESP работеше нормално, со стабилна струја и помалку вибрации.
Бунар C. Третата инсталација на системот беше во Ментоне, Тексас, од специјализирана компанија за нафта и гас, која доживеа прекини и дефекти на ESP поради производство на песок и сакаше да го подобри времето на работа на пумпата. Операторите обично работат со сепаратори на песок со поставата во секоја ESP бунар. Меѓутоа, штом поставата ќе се наполни со песок, сепараторот ќе дозволи песокот да тече и да тече низ песокот. .По вклучувањето на новиот систем со заштитникот на пумпата, ESP има 22% подолг работен век со постабилен пад на притисокот и подобро време на работа поврзано со ESP.
Бројот на исклучувања поврзани со песок и цврсти материи за време на работата се намали за 75%, од 8 настани за преоптоварување во првата инсталација на два во втората инсталација, а бројот на успешно рестартирање по исклучување со преоптоварување се зголеми за 30%, од 8 во првата инсталација.Во секундарната инсталација беа изведени вкупно 12 настани, за вкупно 8 настани, со што се намали електричното оптоварување на опремата и се зголеми работниот век на ESP.
Слика 5 го покажува ненадејното зголемување на потписот на притисокот за внесување (сино) кога мрежата од нерѓосувачки челик е блокирана и склопот на вентилот е отворен.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, „Експериментална анализа на виртуелната цевка како уред за расчистување со долна дупка“, SPE Paper 94673-MS, претставена на конференцијата за инженерство на SPE Латинска Америка и Карибите за нафта, Рио де Жанеиро, Бразил, 20 јуни – 2004 01.01. 73-MS.
Оваа статија содржи елементи од документот SPE 207926-MS, претставен на Меѓународната изложба и конференција за нафта во Абу Даби во Абу Даби, ОАЕ, 15-18 ноември 2021 година.
Сите материјали се предмет на строго спроведени закони за авторски права, ве молиме прочитајте ги нашите Услови и правила, Политика за колачиња и Политика за приватност пред да ја користите оваа страница.