Шахуургын хамгаалалтын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь насосыг элснээс хамгаалж, уламжлалт бус худаг дахь ESP-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг нь батлагдсан. Энэхүү шийдэл нь хэт ачаалал болон зогсолтыг үүсгэж болох элс болон бусад хатуу бодисын урсах урсгалыг хянадаг. Идэвхжүүлэх технологи нь бөөмийн хэмжээг хуваарилах тодорхойгүй байдалтай холбоотой асуудлуудыг арилгадаг.
Газрын тосны цооног улам олон болж, цахилгаан гүний шахуургын (ESP) системийн ашиглалтын хугацааг уртасгах нь улам бүр чухал болж байна. Хиймэл өргөх насосны ашиглалтын хугацаа болон гүйцэтгэл нь үйлдвэрлэсэн шингэн дэх хатуу бодисуудад мэдрэмтгий байдаг. Хатуу тоосонцор нэмэгдэхийн хэрээр ESP-ийн ашиглалтын хугацаа болон гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц буурсан. Үүнээс гадна, хатуу хэсгүүд нь худгийн зогсолтыг солих давтамжийг нэмэгдүүлдэг.
Хиймэл өргөх насосоор ихэвчлэн урсдаг хатуу хэсгүүдэд тогтоцын элс, гидравлик хагарал үүсгэгч бодис, цемент, элэгдэлд орсон эсвэл зэвэрсэн металлын тоосонцор орно. Хатуу бодисыг салгах зориулалттай цооногийн технологи нь бага үр ашигтай циклоноос өндөр үр ашигтай 3D зэвэрдэггүй ган төмөр тор хүртэл байдаг. Үйлдвэрлэлийн явцад насосыг том тоосонцороос хамгаалахад ашигладаг. Гэсэн хэдий ч уламжлалт бус худгуудад завсарлагатай урсгалтай байдаг бөгөөд энэ нь одоо байгаа нүхний эргүүлэг тусгаарлагч технологи нь зөвхөн завсарлагатайгаар ажилладаг.
ESP-ийг хамгаалахын тулд элсний хяналтын дэлгэц болон нүхний эргүүлэг арилгагчийн хэд хэдэн өөр хувилбаруудыг санал болгосон. Гэсэн хэдий ч худаг тус бүрээс гаргаж буй хатуу бодисын хэмжээ, хэмжээ тодорхойгүй байгаагаас бүх насосны хамгаалалт, үйлдвэрлэлийн гүйцэтгэлд цоорхой байдаг. Тодорхойгүй байдал нь элсний хяналтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уртыг ихэсгэж, улмаар ESP-ийн үйлчлэлийг багасгахад хүргэдэг. шугамын боломж, худгийн эдийн засагт сөргөөр нөлөөлнө. Уламжлалт бус худагт гүн гүнзгий суулгахыг илүүд үздэг. Гэсэн хэдий ч яндангийн хэсэг дэх урт, хатуу элсний хяналтын угсралтыг түдгэлзүүлэхийн тулд элс арилгагч ба эрэгтэй залгуурыг ашиглах нь ESP MTBF сайжруулалтыг хязгаарладаг. Энэ хоолойны зэврэлт нь өөр нэг шинж тэмдэггүй байсан нь энэ юм.
2005 оны нийтлэлийн зохиогчид циклоны үйлчлэл ба таталцлаас хамаарах циклон хоолойд суурилсан цооногийн элс тусгаарлагчийн туршилтын үр дүнг (Зураг 1) танилцуулж, салгах үр ашиг нь газрын тосны зуурамтгай чанар, урсгалын хурд, ширхэгийн хэмжээ зэргээс шалтгаална гэдгийг харуулсан. Тэд сепараторын үр ашиг нь эцсийн хэсгүүдийн урсгалын хурд, шингэний урсгалын үр ашиг багасахаас ихээхэн хамаардаг болохыг харуулж байна. хатуу ширхэгийн хэмжээ, газрын тосны зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд Зураг 2. Циклон хоолойн цооногийн ердийн тусгаарлагчийн хувьд бөөмийн хэмжээ ~100 мкм хүртэл буурахад салгах үр ашиг ~10% хүртэл буурдаг.Үүнээс гадна урсгалын хурд нэмэгдэхийн хэрээр эргүүлэг тусгаарлагч нь элэгдэлд өртдөг бөгөөд энэ нь бүтцийн эд ангиудын ашиглалтын хугацаанд нөлөөлдөг.
Дараагийн логик хувилбар бол тодорхой нүхний өргөнтэй 2 хэмжээст элсний хяналтын дэлгэцийг ашиглах явдал юм. Бөөмийн хэмжээ болон тархалт нь ердийн болон уламжлалт бус худгийн үйлдвэрлэлд хатуу бодисыг шүүх дэлгэцийг сонгоход чухал ач холбогдолтой байдаг, гэхдээ тэдгээр нь тодорхойгүй байж болно. Хатуу бодис нь усан сангаас ирж болно, гэхдээ тэдгээр нь өсгий, өсгий хүртэл өөр өөр байж болно;Өөрөөр хэлбэл, дэлгэц нь гидравлик хагарлаас элсийг шүүх шаардлагатай байж болно. Аль ч тохиолдолд хатуу бодис цуглуулах, дүн шинжилгээ хийх, турших зардал өндөр байж болно.
Хэрэв 2 хэмжээст хоолойн дэлгэцийг зөв тохируулаагүй бол үр дүн нь худгийн эдийн засгийн хэмнэлтийг алдагдуулж болзошгүй. Хэт жижиг элсэн торны нүх нь дутуу бөглөрөх, унтрах, засварын ажил хийх шаардлагатай болдог. Хэт том бол тэдгээр нь хатуу бодисыг үйлдвэрлэлийн процесст чөлөөтэй нэвтрүүлж, газрын тосны хоолойг зэврүүлж, гадаргуугийн хиймэл дүүргэгчийг эвдэж, шавхах насосыг гэмтээж болно. .Энэ нөхцөл байдал нь насосны ашиглалтын хугацааг уртасгах, элсний хэмжээтэй өргөн тархалтыг хамарсан энгийн, хэмнэлттэй шийдлийг шаарддаг.
Энэхүү хэрэгцээг хангахын тулд хавхлагын угсралтыг зэвэрдэггүй ган утсан тортой хослуулан ашиглах талаар судалгаа хийсэн бөгөөд энэ нь үүссэн хатуу бодисын тархалтад мэдрэмтгий биш юм. Судалгаанаас харахад хувьсах нүх сүвний хэмжээ, 3 хэмжээст бүтэц бүхий зэвэрдэггүй ган төмөр тор нь янз бүрийн хэмжээтэй хатуу биетүүдийг үр дүнтэй удирдаж, үр дүнд нь үүссэн хэсгүүдийн тоосонцрын тархалтыг мэдэхгүйгээр үр дүнтэй удирдаж, гангийн хэмжээг 3D үр дүнтэй хянах боломжтой. нэмэлт хоёрдогч шүүлтүүр хийх хэрэгцээ.
Дэлгэцийн доод хэсэгт суурилуулсан хавхлагын угсралт нь ESP-ийг сугалж авах хүртэл үйлдвэрлэлийг үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог. Энэ нь дэлгэцийг гүүрний дараа ESP-ийг шууд гаргаж авахаас сэргийлдэг. Үүссэн оролтын элс хянах дэлгэц ба хавхлагын угсралт нь шингэний урсгалыг цэвэрлэх замаар үйлдвэрлэлийн явцад ESP, саваа өргөх насос, хийн өргөлтийн иж бүрдэл хэсгүүдийг хатуу бодисоос хамгаалж, янз бүрийн шинж чанарыг хадгалах боломжийг олгодог.
Нэгдүгээр үеийн насосны хамгаалалтын загвар. Зэвэрдэггүй ган ноосон дэлгэц ашиглан насосны хамгаалалтын угсралт нь үйлдвэрлэлийн явцад ESP-ийг хатуу бодисоос хамгаалахын тулд баруун Канадын уурын тусламжтайгаар хүндийн хүчний ус зайлуулах худагт байрлуулсан. Дэлгэц нь үйлдвэрлэлийн шугамд орох үед үйлдвэрлэлийн шингэнээс хортой хатуу бодисыг шүүдэг. Үйлдвэрлэлийн хэлхээний дотор шингэн нь ESP-ийн оролтын гадаргуу руу урсаж, ESP-ийн оролтын гадаргуугаар ажилладаг. l үйлдвэрлэлийн бүс ба худгийн дээд цооногийн хоорондох тусгаарлалт.
Үйлдвэрлэлийн хугацаа өнгөрөх тусам дэлгэц ба яндангийн хоорондох цагираг хэлбэрийн зай нь элстэй нийлэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь урсгалын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Эцэст нь цагираг нь бүхэлдээ гүүр болж, урсацыг зогсоож, 3-р зурагт үзүүлсэн шиг худгийн цооног ба үйлдвэрлэлийн хэлхээний хоорондох даралтын зөрүүг үүсгэдэг. Энэ үед шингэн нь ESP руу урсах боломжгүй болж, дуусгах утсыг татах ёстой.Хатуу бодисын үйлдвэрлэлтэй холбоотой хэд хэдэн хувьсагчаас хамааран дэлгэцэн дээрх хатуу бодисын гүүрээр дамжин өнгөрөх урсгалыг зогсооход шаардагдах хугацаа нь ESP нь хатуу бодисоор дүүрсэн шингэнийг газарт шахах дундаж хугацаанаас бага байж болох тул хоёр дахь үеийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг боловсруулсан.
Хоёр дахь үеийн насосны хамгаалалтын угсралт. PumpGuard* оролтын элсний хяналтын дэлгэц ба хавхлагын угсралтын системийг Зураг 4-т үзүүлсэн REDA* насосны доор түдгэлзүүлсэн бөгөөд энэ нь уламжлалт бус ESP-ийн гүйцэтгэлийн жишээ юм. Худаг олборлосны дараа дэлгэц нь үйлдвэрлэлд байгаа хатуу бодисыг шүүдэг боловч элсээр аажуухан гүүр болж, даралтын дифференциал үүсгэнэ. Энэ нь хавхлагын даралтын зөрүүг шууд нээхэд хавхлагын даралтын урсгалыг нээх боломжийг олгоно. Хоолойн утас руу ESP руу орно. Энэ урсгал нь дэлгэц дээрх даралтын зөрүүг тэнцүүлж, дэлгэцийн гадна талын элсний уутны атгах хэсгийг сулруулна. Элс нь цагирагнаас чөлөөтэй гарах боломжтой бөгөөд энэ нь дэлгэцээр дамжих урсгалын эсэргүүцлийг бууруулж, урсгалыг сэргээх боломжийг олгодог. Даралтын дифференциал буурах үед хавхлага хаалттай байрлалдаа буцаж, SP-ийн хэвийн эргэлтэнд орох хүртэл шаардлагатай байдаг. үйлчилгээнд зориулсан e. Энэ нийтлэлд онцолсон жишээнүүдээс харахад систем нь дангаар нь шалгаж дуусгахтай харьцуулахад насосны ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгах чадвартай болохыг харуулж байна.
Саяхны суурилуулалтын хувьд зэвэрдэггүй ган торон болон ESP хоёрын хоорондох талбайг тусгаарлах зардалд суурилсан шийдлийг нэвтрүүлсэн. Доош харсан аяга савлагчийг дэлгэцийн хэсгийн дээр суурилуулсан. Аяга савлагчийн дээр нэмэлт төвийн хоолойн цооролтууд нь үйлдвэрлэсэн шингэнийг дэлгэцийн дотор талаас нүүлгэн шилжүүлэх урсгалыг бий болгодог бөгөөд энэ нь савлагчийн дээрх цагираг зай руу шилжиж, шингэн нь ESP-д орох боломжтой.
Энэхүү шийдэлд зориулж сонгосон зэвэрдэггүй ган торон шүүлтүүр нь цоорхойд суурилсан 2D торны төрлөөс хэд хэдэн давуу талтай. 2D шүүлтүүрүүд нь шүүлтүүрийн цоорхой эсвэл нүхийг хамарсан тоосонцор дээр тулгуурлан элсний уут үүсгэж, элсний хяналтыг хангадаг. Гэсэн хэдий ч дэлгэцэнд зөвхөн нэг цоорхойн утгыг сонгох боломжтой тул дэлгэц нь үйлдвэрлэсэн шингэний ширхэгийн хэмжээ хуваарилалтад маш мэдрэмтгий болдог.
Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган торон шүүлтүүрийн зузаан торон дэвсгэр нь худгийн цооногийн шингэний хувьд өндөр сүвэрхэг чанар (92%), том задгай урсгалын талбайг (40%) хангадаг. Шүүлтүүрийг зэвэрдэггүй ган ноосон торыг шахаж, цоолсон гол хоолойн эргэн тойронд шууд ороож, дараа нь нүхтэй нүхний нүхэнд байрлуулж, нүх тус бүрийн нүхэнд байрлуулсан нүхэнд байрлуулна. Нэг жигд бус өнцгийн чиг баримжаа (15 мкм-ээс 600 мкм хүртэл) нь торонд том хэмжээтэй, хортой тоосонцор дарагдсаны дараа төв хоолой руу чиглэсэн 3 хэмжээст урсгалын замаар хоргүй нарийн ширхэгтэй урсах боломжийг олгодог. Энэ шигшүүрийн дээж дээр элс хадгалах туршилт хийсэн нь шүүлтүүр нь шингэнийг маш өндөр түвшинд байлгадаг болохыг харуулсан. Шүүлтүүр нь үйлдвэрлэсэн шингэний бүх ширхэгийн хэмжээтэй хуваарилалтыг зохицуулж чаддаг. Энэхүү зэвэрдэггүй ган ноосон дэлгэцийг 1980-аад онд уурын өдөөлттэй усан сан дахь бие даасан дэлгэцийн гүйцэтгэлд зориулж тусгайлан бүтээсэн бөгөөд амжилттай суурилуулсан арвин туршлагатай.
Хавхлагын угсралт нь үйлдвэрлэлийн талбайгаас хоолойн утас руу нэг талын урсгалыг оруулах боломжийг олгодог пүрштэй хавхлагаас бүрдэнэ. Суулгахаас өмнө ороомгийн пүршний урьдчилсан ачааллыг тохируулснаар уг хавхлагыг хүссэн хагарлын даралтыг бий болгохын тулд тохируулж болно. Ихэвчлэн зэвэрдэггүй ган торны доор хавхлага ажиллуулдаг. дунд хавхлага нь хамгийн бага хавхлагаас бага хагарлын даралттай байдаг.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд формацийн тоосонцор нь насосны хамгаалалтын угсралтын дэлгэцийн гадна гадаргуу ба үйлдвэрлэлийн яндангийн хананы хоорондох цагираг хэлбэртэй хэсгийг дүүргэдэг. Хөндий элсээр дүүрч, тоосонцор бэхжихийн хэрээр элсний уут дахь даралтын уналт нэмэгддэг. Энэ даралтын уналт нь урьдчилан тогтоосон утгад хүрэхэд конус хавхлага нээгдэж, энэ шахуургын оролтоор дамжуулан шууд урсах боломжийг олгодог. дэлгэцийн шүүлтүүрийн гадна тал.Даралтын зөрүү багассаны улмаас дэлгэцээр урсах урсгал сэргэж, сорох хавхлага хаагдах болно.Тиймээс насос нь хавхлагаас урсгалыг богино хугацаанд л шууд харж чаддаг. Энэ нь насосны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг, учир нь урсгалын ихэнх хэсэг нь элс шигшүүрээр шүүгдсэн шингэн байдаг.
Шахуургын хамгаалалтын системийг АНУ-ын Делавэрийн сав газрын гурван өөр худагт савлагчтай ажиллуулсан. Гол зорилго нь элсний хэт ачааллаас шалтгаалж ESP-ийн эхлэх, зогсох тоог багасгах, үйлдвэрлэлийг сайжруулахын тулд ESP-ийн хүртээмжийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Насос хамгаалах системийг ESP шугамын доод төгсгөлөөс түдгэлзүүлсэн. Газрын тосны цооногийн хамгаалалтын гүйдэл, насосны шинэ технологи, насосны хамгаалалтын гүйдэл багасч, насосны шинэ технологи тогтворжиж байгааг харуулж байна. систем, элс, хатуу бодистой холбоотой сул зогсолтыг 75%-иар бууруулж, насосны ашиглалтын хугацааг 22%-иас дээш нэмэгдүүлсэн.
Худаг. Техас мужийн Мартин мужид цооног цооног цооног цооног цооног цооногийн цооногийг цооногоос тусгаарлах системийг суурилуулсан. Худагны босоо хэсэг нь ойролцоогоор 9,000 фут, хэвтээ хэсэг нь 12,000 фут хүртэл үргэлжилдэг, хэмжсэн гүн (MD).Эхний хоёр ажлыг дуусгахад цооногийн эргүүлэг элс тусгаарлах системийг зургаан шугамын нэг хэсэг болгон суурилуулсан. ижил төрлийн элс тусгаарлагчийг ашигласан tive суурилуулалт, ESP-ийн үйл ажиллагааны үзүүлэлтүүдийн тогтворгүй байдал (гүйдлийн хүч ба чичиргээ) ажиглагдсан.Татсан ESP нэгжийг задлахад задлах шинжилгээгээр эргүүлэгтэй хийн тусгаарлагчийн угсралт нь гадны биетээр бөглөрсөн бөгөөд энэ нь соронзон бус, хүчилтэй химийн урвалд ордоггүй тул элс болох нь тогтоогдсон.
Гурав дахь ESP суурилуулалтанд зэвэрдэггүй ган торон элс тусгаарлагчийг ESP элсний хяналтын хэрэгсэл болгон сольсон. Шинэ насосны хамгаалалтын системийг суурилуулсны дараа ESP илүү тогтвортой ажиллаж, хөдөлгүүрийн гүйдлийн хэлбэлзлийн хүрээг №2 суурилуулалтын хувьд ~19 А-аас №3 суурилуулалтын хувьд ~6,3 А хүртэл бууруулсан байна. өмнөх суурилуулалт болон нэмэлт 100 psi даралтын уналтыг олж авсан.ESP-ийн хэт ачааллыг зогсоох нь 100% буурч, ESP бага чичиргээтэй ажилладаг.
Б худагт Нью Мексикийн Юнис хотын ойролцоох нэг худагт өөр нэг уламжлалт бус худагт ESP суурилуулсан боловч насосны хамгаалалтгүй байсан. Ачаалах эхний уналтаас хойш ESP тогтворгүй ажиллаж эхэлсэн. Гүйдэл ба даралтын хэлбэлзэл нь чичиргээний огцом өсөлттэй холбоотой. Эдгээр нөхцөлийг 137 хоногийн турш хадгалсны дараа ESP-ийг 137 хоногийн турш хадгалсны дараа ESP-ийн хамгаалалтын систем бүтэлгүйтсэн бөгөөд ESP-ийн хамгаалалтын системийг шинээр сольсон.A. Үйлдвэрлэлээ сайн эхлүүлснээр ESP нь тогтвортой гүйдэлтэй, чичиргээ багатай хэвийн ажиллаж байсан. Нийтлэх үед ESP-ийн хоёр дахь удаагийн ажиллагаа 300 гаруй хоног ажилласан нь өмнөх суурилуулалттай харьцуулахад мэдэгдэхүйц сайжирсан байна.
Худаг C. Системийн гурав дахь газар дээр нь суурилуулах ажлыг Техас мужийн Ментон хотод хийсэн бөгөөд газрын тос, байгалийн хийн мэргэшсэн компани элсний үйлдвэрлэлээс болж ESP-ийн доголдол, саатал гарсан бөгөөд насосны ашиглалтын хугацааг сайжруулахыг хүссэн. Операторууд ихэвчлэн ESP худаг бүрт доторлогоотой элс тусгаарлагчийг ажиллуулдаг. Гэсэн хэдий ч, доторлогоо нь элсээр дүүрсний дараа тусгаарлагч нь элсийг урсгаж, насосны хэсэгт урсаж, шахуургын хэсэг алдагдах болно. Шахуургын хамгаалалттай шинэ системийг ажиллуулсны дараа ESP нь илүү тогтвортой даралтын уналт, ESP-тэй холбоотой ажиллах хугацаа нь 22% урт байна.
Ашиглалтын явцад элс, хатуу бодистой холбоотой унтаралтын тоо 75%-иар буурч, эхний суурилуулалтад хэт ачааллын 8 тохиолдол гарч байсан бол хоёр дахь суурилуулалтад хоёр болж, хэт ачааллыг унтраасны дараа амжилттай дахин ачаалсны тоо эхний суурилуулалтад 8 байсан бол 30%-иар өссөн байна.Хоёрдогч суурилуулалтанд нийт 12 арга хэмжээ, нийт 8 арга хэмжээ хийгдсэн бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн цахилгааны ачааллыг бууруулж, ESP-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгасан.
Зэвэрдэггүй ган торыг хааж, хавхлагын угсралтыг нээх үед хэрэглээний даралтын тэмдэг (цэнхэр) огцом нэмэгдэж байгааг Зураг 5-д харуулав. Энэхүү даралтын тэмдэг нь элсээр холбоотой ESP-ийн эвдрэлийг урьдчилан таамаглах замаар үйлдвэрлэлийн үр ашгийг цаашид сайжруулах боломжтой тул засварын төхөөрөмжөөр солих ажлыг төлөвлөж болно.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Experimental analysis of swirl tube as downhole desander device," SPE Paper 94673-MS, SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Рио-де-Жанейро, Бразил, 6-р сарын 20-ноос 2-р сарын 23-ны хооронд танилцуулсан. -MS.
Энэ нийтлэлд 2021 оны 11-р сарын 15-18-нд АНЭУ-ын Абу Даби хотод болсон Абу Даби олон улсын газрын тосны үзэсгэлэн, бага хуралд танилцуулсан 207926-MS SPE цаасны элементүүдийг багтаасан болно.
Бүх материал нь зохиогчийн эрхийн хуулийг чанд мөрддөг тул энэ сайтыг ашиглахаасаа өмнө манай Нөхцөл, Күүкийн бодлого, Нууцлалын бодлогыг уншина уу.