Komponentët e mbrojtjes së pompës janë vërtetuar se mbrojnë pompat nga rëra dhe zgjasin jetëgjatësinë e funksionimit të ESP-ve në puse jokonvencionale. Kjo zgjidhje kontrollon rrjedhjen e mbrapsht të rërës frac dhe lëndëve të tjera të ngurta që mund të shkaktojnë mbingarkesë dhe ndërprerje. Teknologjia mundëson eliminimin e problemeve që lidhen me pasigurinë e shpërndarjes së madhësisë së grimcave.
Ndërsa gjithnjë e më shumë puset e naftës mbështeten te ESP-të, zgjatja e jetëgjatësisë së sistemeve të pompimit me zhytje elektrike (ESP) bëhet gjithnjë e më e rëndësishme. Jetëgjatësia e funksionimit dhe performanca e pompave ngritëse artificiale janë të ndjeshme ndaj lëndëve të ngurta në lëngjet e prodhuara. Jetëgjatësia dhe performanca e funksionimit të ESP u ul ndjeshëm me rritjen e grimcave të ngurta. Përveç kësaj, lëndët e ngurta rrisin kohën e ndërprerjes së pusit dhe frekuencën e kërkuar të ESP.
Grimcat e ngurta që shpesh rrjedhin përmes pompave të ngritjes artificiale përfshijnë rërën e formimit, mbështetës për thyerje hidraulike, çimento dhe grimca metalike të gërryera ose të gërryera. Teknologjitë e gropave të krijuara për të ndarë trupat e ngurtë variojnë nga ciklonet me efikasitet të ulët deri te rrjetat e telit 3D inoks me efikasitet të lartë. për të mbrojtur pompat nga grimcat e mëdha gjatë prodhimit. Megjithatë, puset jokonvencionale i nënshtrohen rrjedhës së përhershme të slugëve, gjë që rezulton në teknologjinë ekzistuese të ndarjes së vorbullës së poshtëm që funksionon vetëm me ndërprerje.
Për mbrojtjen e ESP-ve janë propozuar disa variante të ndryshme të ekraneve të kombinuara të kontrollit të rërës dhe desanderuesve të vorbullës së vorbullës. Megjithatë, ka boshllëqe në mbrojtjen dhe performancën e prodhimit të të gjitha pompave për shkak të pasigurisë në shpërndarjen e madhësisë dhe vëllimit të lëndëve të ngurta të prodhuara nga çdo pus. Pasiguria rrit gjatësinë e komponentëve të kontrollit të rërës, duke reduktuar kështu rezervën e mundshme të ESP-së. Duke ndikuar negativisht në ekonominë e pusit. Thellësi më të thella vendosjeje preferohen në puset e pazakonta. Megjithatë, përdorimi i spërkatësve dhe spirancave të baltës me prizë mashkullore për të pezulluar montimet e gjata dhe të ngurtë të kontrollit të rërës në seksionet e mbështjelljes me përmirësime të kufizuara të ESP MTBF me ashpërsi të lartë të këmbëve. Korrozioni i pjesës së brendshme të këtij dizajni nuk është vlerësuar në mënyrë tjetër.
Autorët e një punimi të vitit 2005 prezantuan rezultatet eksperimentale të një ndarësi rëre me gropë të poshtme bazuar në një tub ciklon (Figura 1), i cili varej nga veprimi dhe graviteti i ciklonit, për të treguar se efikasiteti i ndarjes varet nga viskoziteti i vajit, shpejtësia e rrjedhjes dhe madhësia e grimcave. Ata tregojnë se efikasiteti i efiçencës së lokacionit të terminalit, zvogëlohet në mënyrë të madhe nga efiçenca e ndarjes, shpejtësia e ndarjes është e madhe. me uljen e shpejtësisë së rrjedhës, zvogëlimin e madhësisë së grimcave të ngurta dhe rritjen e viskozitetit të vajit, Figura 2. Për një ndarës tipik të gropës së tubit ciklon, efikasiteti i ndarjes bie në ~ 10% ndërsa madhësia e grimcave bie në ~ 100 µm.Përveç kësaj, me rritjen e shpejtësisë së rrjedhës, ndarësi i vorbullës i nënshtrohet konsumimit të erozionit, gjë që ndikon në jetën e përdorimit të komponentëve strukturorë.
Alternativa tjetër logjike është përdorimi i një ekrani kontrolli 2D të rërës me një gjerësi të caktuar të çarshit. Madhësia dhe shpërndarja e grimcave janë konsiderata të rëndësishme kur zgjidhni ekranet për të filtruar lëndët e ngurta në prodhimin e puseve konvencionale ose jokonvencionale, por ato mund të jenë të panjohura. Grupet e ngurta mund të vijnë nga rezervuari, por ato mund të ndryshojnë nga thembra në thembër;Përndryshe, ekrani mund të ketë nevojë të filtrojë rërën nga thyerjet hidraulike. Në secilin rast, kostoja e grumbullimit, analizës dhe testimit të lëndëve të ngurta mund të jetë penguese.
Nëse ekrani i tubit 2D nuk është i konfiguruar siç duhet, rezultatet mund të komprometojnë ekonominë e pusit. Hapjet e ekranit të rërës që janë shumë të vogla mund të rezultojnë në mbyllje të parakohshme, mbyllje dhe nevojë për punë korrigjuese. Nëse janë shumë të mëdha, ato lejojnë lëndët e ngurta të hyjnë lirshëm në procesin e prodhimit, gjë që mund të gërryejë tubat e vajit, të dëmtojë pompat dhe të dëmtojë sipërfaqen e pompës, të dëmtojë dhe të dëmtojë sipërfaqen e rërës. asgjësimi. Kjo situatë kërkon një zgjidhje të thjeshtë dhe me kosto efektive, e cila mund të zgjasë jetën e pompës dhe të mbulojë një shpërndarje të gjerë të madhësive të rërës.
Për të përmbushur këtë nevojë, u krye një studim mbi përdorimin e montimeve të valvulave në kombinim me rrjetë teli prej çeliku inox, e cila është e pandjeshme ndaj shpërndarjes së lëndëve të ngurta që rezulton. Studimet kanë treguar se rrjeta e telit inox me madhësi të ndryshueshme pore dhe strukturë 3D mund të kontrollojë në mënyrë efektive trupat e ngurtë të madhësive të ndryshme pa ditur shpërndarjen efektive të madhësisë së grimcave të të gjitha grimcave të ngurta në rërë. pa pasur nevojë për filtrim dytësor shtesë.
Një montim valvulash i montuar në pjesën e poshtme të ekranit lejon që prodhimi të vazhdojë derisa ESP të tërhiqet. Ai parandalon marrjen e ESP-së menjëherë pasi ekrani është kapërcyer. Ekrani i kontrollit të rërës së hyrjes dhe montimi i valvulave mbron ESP-të, pompat e ngritjes së shufrës dhe kompletimet e ngritjes së gazit nga lëndët e ngurta gjatë prodhimit dhe siguron një zgjidhje të qëndrueshme për të zgjatur jetën e paketimit të lëngut. për situata të ndryshme.
Dizajni i mbrojtjes së pompës së gjeneratës së parë. Një montim i mbrojtjes së pompës duke përdorur ekrane leshi inoks u vendos në një pus drenazhi graviteti me ndihmën e avullit në Kanadanë perëndimore për të mbrojtur ESP-në nga lëndët e ngurta gjatë prodhimit. Ekranet filtrojnë lëndët e ngurta të dëmshme nga lëngu i prodhimit ndërsa ai hyn në vargun e prodhimit. Brenda vargut të prodhimit, lëngjet rrjedhin në mes të ekranit ESP ku ato pompohen në panelin ESP. izolimi zonal midis zonës së prodhimit dhe pusit të sipërm.
Me kalimin e kohës së prodhimit, hapësira unazore midis ekranit dhe shtresës së jashtme ka tendencë të lidhet me rërë, gjë që rrit rezistencën e rrjedhës. Përfundimisht, unaza urëzon plotësisht, ndalon rrjedhën dhe krijon një diferencë presioni midis shpimit të pusit dhe vargut të prodhimit, siç tregohet në figurën 3. Në këtë pikë, lëngu nuk mund të rrjedhë më në ESP dhe duhet të tërhiqet kompleti.Në varësi të një numri variablash që lidhen me prodhimin e lëndëve të ngurta, kohëzgjatja e kërkuar për të ndaluar rrjedhën përmes urës së lëndëve të ngurta në ekran mund të jetë më e vogël se kohëzgjatja që do të lejonte ESP të pomponte lëngun e ngarkuar me lëndë të ngurta, koha mesatare midis dështimeve në tokë, kështu që u zhvillua gjenerata e dytë e komponentëve.
Asambleja e mbrojtjes së pompës së gjeneratës së dytë. Ekrani i kontrollit të rërës së hyrjes PumpGuard* dhe sistemi i montimit të valvulave janë pezulluar poshtë pompës REDA* në Figurën 4, një shembull i një përfundimi jokonvencional të ESP-së. Pasi pusi të prodhohet, ekrani filtron lëndët e ngurta në prodhim, por do të fillojë të urë ngadalë me rërën, duke arritur presion të ndryshëm, duke krijuar një presion të ndryshëm. valvula hapet, duke lejuar që lëngu të rrjedhë drejtpërdrejt në vargun e tubit në ESP. Kjo rrjedhë barazon diferencën e presionit në të gjithë ekranin, duke liruar kapjen e thasëve të rërës në pjesën e jashtme të ekranit. Rëra është e lirë të shpërthejë nga unaza, gjë që redukton rezistencën e rrjedhës përmes ekranit dhe lejon rrjedhën të rifillojë. Ndërsa pozicioni diferencial i saj kthehet në normalitet. është e nevojshme për të nxjerrë ESP-në nga vrima për servisim. Studimet e rasteve të theksuara në këtë artikull tregojnë se sistemi është në gjendje të zgjasë ndjeshëm jetën e pompës në krahasim me përfundimin e kontrollit të funksionimit vetëm.
Për instalimin e fundit, u prezantua një zgjidhje e bazuar në kosto për izolimin e zonës midis rrjetës së telit të çelikut të pandryshkshëm dhe ESP. Një paketues filxhani me pamje nga poshtë është montuar mbi seksionin e ekranit. Mbi paketuesin e filxhanit, perforimet shtesë të tubit qendror ofrojnë një shteg rrjedhjeje për lëngun e prodhuar që të migrojë nga pjesa e brendshme e ekranit në hapësirën unazore mbi paketuesin ESP, ku lëngu mund të hyjë në paketuesin ESP.
Filtri i rrjetës së telave prej çeliku inox i zgjedhur për këtë zgjidhje ofron disa avantazhe ndaj llojeve të rrjetave 2D të bazuara në boshllëqe. Filtrat 2D mbështeten kryesisht në grimcat që përfshijnë boshllëqet e filtrit ose vrima për të ndërtuar thasë me rërë dhe për të siguruar kontrollin e rërës. Megjithatë, duke qenë se vetëm një vlerë e vetme e boshllëkut mund të zgjidhet për ekranin, ekrani bëhet shumë i ndjeshëm ndaj madhësisë së shpërndarjes së grimcave të prodhuara.
Në të kundërt, shtrati rrjetë i trashë i filtrave me rrjetë teli prej çeliku inoks siguron porozitet të lartë (92%) dhe zonë të madhe rrjedhjeje të hapur (40%) për lëngun e prodhuar të pusit. Filtri është ndërtuar duke ngjeshur një rrjetë prej qethi prej çeliku inox dhe duke e mbështjellë atë direkt rreth një tubi qendror të shpuar, më pas e kapsulon atë brenda një shtrati të shpuar në çdo qendër mbrojtëse që mbulon pjesën e poshtme të tubit. Orientimi këndor jo i njëtrajtshëm (që varion nga 15 µm në 600 µm) lejon që gjobat e padëmshme të rrjedhin përgjatë një shtegu të rrjedhës 3D drejt tubit qendror pasi grimcat më të mëdha dhe të dëmshme janë bllokuar brenda rrjetës. Testimi i mbajtjes së rërës në ekzemplarët e kësaj sitë tregoi se filtri ruan përshkueshmërinë e lartë të filtrit, sepse lëngu i grimcave gjenerohet vetëm përmes "përshkueshmërisë së një dore". të lëngjeve të prodhuara të hasura.Ky ekran leshi inoks u zhvillua nga një operator kryesor në vitet 1980 posaçërisht për kompletimet e ekranit të pavarur në rezervuarët e stimuluar me avull dhe ka një histori të gjerë instalimesh të suksesshme.
Asambleja e valvulës përbëhet nga një valvul me sustë që lejon rrjedhjen e njëanshme në vargun e tubit nga zona e prodhimit.Duke rregulluar parangarkesën e sustës së mbështjelljes përpara instalimit, valvula mund të personalizohet për të arritur presionin e dëshiruar të plasaritjes për aplikimin. Në mënyrë tipike, një valvul vihet nën rrjetën e telave inoks dhe një rrjetë teli inoks dhe një rrjetë të shumëfishtë SP, për të siguruar një rrymë të shumëfishtë në kasat e SP-së. rrjetat e çelikut funksionojnë në seri, ku valvula e mesme ka një presion më të ulët plasaritjeje se valvula më e ulët.
Me kalimin e kohës, grimcat e formimit mbushin zonën unazore midis sipërfaqes së jashtme të ekranit të montimit mbrojtës të pompës dhe murit të kutisë së prodhimit. Ndërsa zgavra mbushet me rërë dhe grimcat konsolidohen, rënia e presionit nëpër qeskën e rërës rritet. Kur kjo rënie presioni arrin një vlerë të paracaktuar, valvula e konit hapet dhe lejon që rrjedha të këputet drejtpërsëdrejti përmes pompës në fazën e mëparshme. rërë përgjatë pjesës së jashtme të filtrit të ekranit. Për shkak të diferencës së presionit të reduktuar, rrjedha do të rifillojë përmes ekranit dhe valvula e marrjes do të mbyllet. Prandaj, pompa mund të shohë rrjedhën drejtpërdrejt nga valvula vetëm për një periudhë të shkurtër kohe. Kjo zgjat jetën e pompës, pasi pjesa më e madhe e rrjedhës është lëngu i filtruar përmes ekranit të rërës.
Sistemi i mbrojtjes së pompës u operua me paketues në tre puse të ndryshme në Basinin e Delaware në Shtetet e Bashkuara. Qëllimi kryesor është të zvogëlohet numri i nisjeve dhe ndalimeve të ESP për shkak të mbingarkesave të lidhura me rërën dhe të rritet disponueshmëria e ESP-së për të përmirësuar prodhimin. Sistemi i mbrojtjes së pompës është pezulluar nga fundi i poshtëm i vargut ESP. Rezultatet e pusit të naftës tregojnë qëndrueshmëri të pompës dhe performancën e re të pompës. Koha e ndërprerjes në lidhje me rërën dhe lëndët e ngurta u reduktua me 75% dhe jetëgjatësia e pompës u rrit me më shumë se 22%.
Një pus. Një sistem ESP u instalua në një pus të ri shpimi dhe thyerjeje në kontenë Martin, Teksas. Pjesa vertikale e pusit është afërsisht 9000 këmbë dhe pjesa horizontale shtrihet në 12000 këmbë, thellësia e matur (MD). Për dy përfundimet e para, u instalua një sistem ndarës vorbull vorbull poshtë një sistem ndarës rërë të integruar me gjashtë pjesë. instalimet që përdorin të njëjtin lloj ndarës të rërës, u vu re sjellje e paqëndrueshme e parametrave të funksionimit të ESP (intensiteti i rrymës dhe dridhjet). Analiza e çmontimit të njësisë së tërhequr ESP zbuloi se montimi i ndarësit të gazit vorbull ishte i bllokuar me lëndë të huaj, e cila u përcaktua se ishte rërë, sepse nuk është magnetike dhe nuk reagon kimikisht.
Në instalimin e tretë të ESP, rrjetë teli inox zëvendësoi ndarësin e rërës si një mjet për kontrollin e rërës ESP. Pas instalimit të sistemit të ri të mbrojtjes së pompës, ESP shfaqi sjellje më të qëndrueshme, duke reduktuar gamën e luhatjeve të rrymës motorike nga ~ 19 A për instalimin # 2 në ~ 6,3 A për instalimin # 3. Dridhja është gjithashtu më e qëndrueshme me rënie dhe 7%. në instalimin e mëparshëm dhe fitoi një rënie shtesë presioni prej 100 psi. Mbylljet e mbingarkesës së ESP reduktohen me 100% dhe ESP funksionon me dridhje të ulët.
Pusi B. Në një pus pranë Eunice, Nju Meksiko, një pus tjetër jokonvencional kishte të instaluar një ESP, por pa mbrojtje të pompës. Pas rënies fillestare të ngarkimit, ESP filloi të shfaqte sjellje të çrregullt. Luhatjet në rrymë dhe presion shoqërohen me dridhjet e dridhjeve. Pas ruajtjes së këtyre kushteve për 137 ditë, ESP dështoi dhe një sistem i dytë i pompës u instalua me të njëjtin figur. rifilloi prodhimin, ESP funksiononte normalisht, me amperazh të qëndrueshëm dhe më pak dridhje. Në momentin e publikimit, përdorimi i dytë i ESP kishte arritur mbi 300 ditë funksionimi, një përmirësim i dukshëm krahasuar me instalimin e mëparshëm.
Pusi C. Instalimi i tretë në vend i sistemit ishte në Mentone, Teksas, nga një kompani e specializuar për naftë dhe gaz, e cila përjetoi ndërprerje dhe dështime të ESP-së për shkak të prodhimit të rërës dhe donte të përmirësonte kohën e funksionimit të pompës. Operatorët zakonisht përdorin ndarësit e rërës me astar në çdo pus të ESP. Megjithatë, pasi linja të mbushet me rërë, ndarësi do të lejojë që pompa të rezultojë në humbjen e pompës dhe rrjedhjen e pompës. .Pas funksionimit të sistemit të ri me mbrojtësin e pompës, ESP ka një jetëgjatësi funksionimi 22% më të gjatë me një rënie më të qëndrueshme presioni dhe kohë më të mirë të lidhur me ESP-në.
Numri i mbylljeve të lidhura me rërën dhe lëndët e ngurta gjatë funksionimit u ul me 75%, nga 8 ngjarje të mbingarkesës në instalimin e parë në dy në instalimin e dytë dhe numri i rinisjeve të suksesshme pas mbylljes së mbingarkesës u rrit me 30%, nga 8 në instalimin e parë.Gjithsej 12 ngjarje, për gjithsej 8 ngjarje, u kryen në instalimin dytësor, duke ulur stresin elektrik në pajisje dhe duke rritur jetëgjatësinë e funksionimit të ESP.
Figura 5 tregon rritjen e papritur të nënshkrimit të presionit të marrjes (blu) kur rrjeta prej çeliku inox bllokohet dhe montimi i valvulës hapet. Ky nënshkrim presioni mund të përmirësojë më tej efikasitetin e prodhimit duke parashikuar dështimet e ESP të lidhura me rërën, kështu që mund të planifikohen operacione zëvendësimi me pajisje pune.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Analiza eksperimentale e tubit rrotullues si pajisje desander downhole," SPE Paper 94673-MS, paraqitur në Konferencën e Inxhinierisë së Naftës së Amerikës Latine dhe Karaibeve të SPE, Rio de Janeiro, Brazil, 20 qershor - 2001-01-01.org 73-MS.
Ky artikull përmban elemente nga dokumenti SPE 207926-MS, i paraqitur në Ekspozitën dhe Konferencën Ndërkombëtare të Naftës në Abu Dhabi në Abu Dhabi, Emiratet e Bashkuara Arabe, 15-18 nëntor 2021.
Të gjitha materialet i nënshtrohen ligjeve të zbatuara rreptësisht për të drejtat e autorit, ju lutemi lexoni Kushtet dhe Kushtet tona, Politikën e Cookies dhe Politikën e Privatësisë përpara se të përdorni këtë faqe.