Vipengele vya ulinzi wa pampu vimethibitishwa kulinda pampu kutoka kwa mchanga na kupanua maisha ya uendeshaji wa ESPs katika visima visivyo vya kawaida. Suluhisho hili linadhibiti kurudi nyuma kwa mchanga wa frac na vitu vingine vikali ambavyo vinaweza kusababisha overloads na kupungua kwa muda.Teknolojia inayowezesha huondoa matatizo yanayohusiana na kutokuwa na uhakika wa usambazaji wa ukubwa wa chembe.
Kadiri visima vingi zaidi vya mafuta vinategemea ESPs, kupanua maisha ya mifumo ya kusukuma maji ya chini ya maji (ESP) inazidi kuwa muhimu.Maisha ya uendeshaji na utendaji wa pampu za kuinua bandia ni nyeti kwa yabisi katika maji yaliyotengenezwa.Maisha ya uendeshaji na utendaji wa ESP ulipungua kwa kiasi kikubwa na ongezeko la chembe ngumu.Aidha, vitu vikali huongeza muda wa chini wa kisima na mzunguko wa kazi unaohitajika kuchukua nafasi ya mzunguko wa ESP.
Chembe ngumu ambazo mara nyingi hutiririka kupitia pampu bandia za kuinua ni pamoja na mchanga wa kutengeneza, viunzi vya hydraulic fracturing, saruji, na chembe za chuma zilizomomonyoka au kutu.Teknolojia za chini zilizoundwa kutenganisha yabisi kutoka kwa vimbunga vya ufanisi wa chini hadi ufanisi wa juu wa waya wa 3D wa chuma cha pua. marily kutumika kulinda pampu kutoka kwa chembe kubwa wakati wa uzalishaji.Hata hivyo, visima visivyo vya kawaida vinakabiliwa na mtiririko wa slug mara kwa mara, ambayo husababisha teknolojia iliyopo ya separator ya vortex ya downhole inafanya kazi tu kwa vipindi.
Lahaja kadhaa tofauti za skrini zilizojumuishwa za udhibiti wa mchanga na desander za shimo la chini zimependekezwa kulinda ESPs.Hata hivyo, kuna mapungufu katika utendaji wa ulinzi na uzalishaji wa pampu zote kutokana na kutokuwa na uhakika katika usambazaji wa ukubwa na kiasi cha vitu vikali vinavyozalishwa na kila kisima. Kutokuwa na uhakika huongeza urefu wa vipengele vya udhibiti wa mchanga, na hivyo kupunguza kina cha kupungua kwa uwezo wa ESP, kikomo cha kiuchumi kinaweza kuweka ESP. s.Kina cha kina cha kuweka kinapendekezwa katika visima visivyo vya kawaida.Hata hivyo, matumizi ya de-sanders na nanga za udongo wa kuziba-dume ili kusimamisha mikusanyiko ya udhibiti wa mchanga wa muda mrefu, mgumu katika sehemu za casing na uboreshaji wa juu wa mbwa wa ESP MTBF.Uharibifu wa tube ya ndani ni kipengele kingine cha muundo huu ambacho hakijaepukika.
Waandishi wa karatasi ya 2005 waliwasilisha matokeo ya majaribio ya kitenganishi cha mchanga wa shimo la chini kwa msingi wa bomba la kimbunga (Mchoro 1), ambayo ilitegemea hatua ya kimbunga na mvuto, ili kuonyesha kwamba ufanisi wa utengano unategemea mnato wa mafuta, kiwango cha mtiririko, na ukubwa wa chembe .Zinaonyesha kuwa ufanisi wa kitenganishi unategemea sana kasi ya upunguzaji wa chembe na kupungua kwa kasi ya upunguzaji wa chembe. ukubwa wa chembe, na kuongeza mnato wa mafuta, Mchoro 2. Kwa kitenganishi cha kawaida cha shimo la shimo la kimbunga, ufanisi wa utengano hushuka hadi ~10% kadiri ukubwa wa chembe unavyopungua hadi ~100 µm.Kwa kuongeza, wakati kiwango cha mtiririko kinapoongezeka, kitenganishi cha vortex kinakabiliwa na mmomonyoko wa mmomonyoko, ambayo huathiri matumizi ya vipengele vya kimuundo maisha.
Njia mbadala ya kimantiki ifuatayo ni kutumia skrini ya kudhibiti mchanga wa 2D yenye upana uliobainishwa wa nafasi.Ukubwa wa chembe na usambazaji ni mambo muhimu ya kuzingatia wakati wa kuchagua skrini ili kuchuja vitu vikali katika uzalishaji wa kisima wa kawaida au usio wa kawaida, lakini vinaweza kuwa haijulikani.Vigumu vinaweza kutoka kwenye hifadhi, lakini vinaweza kutofautiana kutoka kisigino hadi kisigino;vinginevyo, skrini inaweza kuhitaji kuchuja mchanga kutoka kwa kupasuka kwa majimaji. Katika hali zote mbili, gharama ya kukusanya, uchanganuzi na majaribio ya yabisi inaweza kuwa ya juu sana.
Ikiwa skrini ya mirija ya 2D haijasanidiwa ipasavyo, matokeo yanaweza kuhatarisha uchumi wa kisima. Nafasi za skrini ya mchanga ambazo ni ndogo sana zinaweza kusababisha kuziba mapema, kuzimwa na hitaji la urekebishaji wa marekebisho. Ikiwa ni kubwa sana, huruhusu vitu vikali kuingia kwa uhuru katika mchakato wa uzalishaji, ambayo inaweza kuharibu bomba za mafuta, kuharibu viunzi, kuinua uso wa mchanga na kupasuka kwa uso wa mchanga na kusambaza uso wa bandia. sal.Hali hii inahitaji ufumbuzi rahisi, wa gharama nafuu ambao unaweza kupanua maisha ya pampu na kufunika usambazaji mkubwa wa ukubwa wa mchanga.
Ili kukidhi hitaji hili, utafiti ulifanyika kuhusu matumizi ya mikusanyiko ya valvu pamoja na wavu wa waya wa chuma cha pua, ambayo ni nyeti kwa usambazaji wa yabisi. Uchunguzi umeonyesha kuwa matundu ya waya ya chuma cha pua yenye ukubwa tofauti wa pore na muundo wa 3D inaweza kudhibiti kwa ufanisi ugumu wa ukubwa mbalimbali bila kujua usambazaji wa ukubwa wa chembe ya solids kusababisha. uchujaji.
Mkusanyiko wa vali uliowekwa chini ya skrini huruhusu uzalishaji kuendelea hadi ESP itolewe. Huzuia ESP kurejeshwa mara tu baada ya skrini kuwekwa daraja. Skrini ya kudhibiti mchanga wa ingizo na mkusanyiko wa vali hulinda ESPs, pampu za kuinua fimbo, na ukamilishaji wa kuinua gesi kutoka kwa vitu vikali wakati wa uzalishaji kwa kusafisha mtiririko wa maji na hutoa suluhisho la gharama nafuu la kupanua hali tofauti ya pampu bila kuwa na suluhisho la kupanua maisha ya pampu.
Muundo wa ulinzi wa pampu ya kizazi cha kwanza.Mkusanyiko wa ulinzi wa pampu kwa kutumia skrini za pamba za chuma cha pua uliwekwa kwenye mifereji ya maji iliyosaidiwa na mvuke ya mvuto vizuri katika Kanada ya Magharibi ili kulinda ESP kutokana na yabisi wakati wa uzalishaji.Skrini huchuja mango hatari kutoka kwa giligili ya uzalishaji inapoingia kwenye kamba ya uzalishaji.Ndani ya mfuatano wa uzalishaji, vimiminika hutiririka hadi kwenye ghuba ya ESP, ambapo vinasukumwa hadi kwenye uso wa ESP ili kutoa sehemu ya uzalishaji kati ya ESP na kutoa sehemu ya juu ya uzalishaji. kisima cha juu.
Baada ya muda wa uzalishaji, nafasi ya annular kati ya skrini na casing inaelekea kuunganisha na mchanga, ambayo huongeza upinzani wa mtiririko. Hatimaye, madaraja ya annulus kabisa, huacha mtiririko, na kuunda tofauti ya shinikizo kati ya kisima na kamba ya uzalishaji, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3. Katika hatua hii, kioevu hakiwezi tena kutiririka kwa ESP na kamba ya kukamilisha lazima ivutwe.Kulingana na idadi ya vigeu vinavyohusiana na uzalishaji wa vitu viimara, muda unaohitajika kusimamisha mtiririko kupitia daraja la vitu viimara kwenye skrini unaweza kuwa chini ya muda ambao ungeruhusu ESP kusukuma maji yabisi yaliyosheheni wastani wa muda kati ya kushindwa kwenda ardhini, kwa hivyo kizazi cha pili cha vijenzi kiliundwa.
Mkutano wa ulinzi wa pampu ya kizazi cha pili. Skrini ya kudhibiti mchanga ya PumpGuard* na mfumo wa kuunganisha valve imesimamishwa chini ya pampu ya REDA* kwenye Mchoro wa 4, mfano wa kukamilika kwa ESP isiyo ya kawaida. Mara tu kisima kinapozalisha, skrini huchuja vitu vikali katika uzalishaji, lakini itaanza kuunganisha polepole na mchanga na kuunda tofauti ya shinikizo. Wakati shinikizo hili la kutofautisha linapoingia kwenye valve inayofungua moja kwa moja, shinikizo la valve hufikia kupasuka kwa valve moja kwa moja, 'shinikizo la valve hufikia moja kwa moja kwenye bomba. kamba kwa ESP.Mtiririko huu husawazisha tofauti ya shinikizo kwenye skrini, kulegeza mshiko wa mifuko ya mchanga iliyo nje ya skrini. Mchanga ni huru kukatika kutoka kwenye tundu, ambayo hupunguza upinzani wa mtiririko kupitia skrini na kuruhusu mtiririko kuanza tena. Shinikizo la tofauti linaposhuka, vali inarudi kwenye nafasi yake iliyofungwa na hali ya kawaida ya mtiririko wa maji iendelee. katika makala hii onyesha kwamba mfumo unaweza kupanua maisha ya pampu kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na kukamilika kwa uchunguzi pekee.
Kwa usakinishaji wa hivi majuzi, suluhu inayotokana na gharama ilianzishwa kwa ajili ya kutenga eneo kati ya wavu wa waya wa chuma cha pua na kifungashio cha vikombe cha ESP.A kinachotazama chini kinawekwa juu ya sehemu ya skrini. Juu ya kifungashio cha vikombe, vitobo vya ziada vya mirija ya katikati hutoa njia ya mtiririko wa maji yanayozalishwa kuhama kutoka ndani ya skrini hadi nafasi ya annular juu ya kifungashio, ambapo giligili inaweza kuingia kwenye ESP.
Kichujio cha matundu ya chuma cha pua kilichochaguliwa kwa ajili ya suluhisho hili kinatoa faida kadhaa juu ya aina za matundu ya 2D yenye pengo. Vichungi vya 2D hutegemea hasa chembe zinazozunguka mapengo ya chujio au nafasi ili kujenga mifuko ya mchanga na kutoa udhibiti wa mchanga. Hata hivyo, kwa kuwa ni thamani moja tu ya pengo inaweza kuchaguliwa kwa skrini, skrini inakuwa nyeti sana kwa usambazaji wa ukubwa wa chembe ya maji yanayozalishwa.
Kinyume chake, matundu mazito ya vichujio vya chuma cha pua hutoa porosity ya juu (92%) na eneo kubwa la mtiririko wazi (40%) kwa maji ya kisima kinachozalishwa. Kichujio huundwa kwa kukandamiza wavu wa ngozi ya chuma cha pua na kuifunga moja kwa moja kwenye mirija ya katikati iliyotoboka, kisha kuifunika ndani ya kifuniko cha kinga kilichotoboka ambacho kimechomekwa kwenye ncha ya kila kitanda. mwelekeo (kuanzia 15 µm hadi 600 µm) huruhusu faini zisizo na madhara kutiririka kwenye njia ya mtiririko wa 3D kuelekea bomba la kati baada ya chembe kubwa na hatari kunaswa ndani ya matundu. Jaribio la uhifadhi wa mchanga kwenye vielelezo vya ungo huu ulionyesha kuwa kichujio hudumisha upenyezaji wa juu kwa sababu umajimaji hutolewa kupitia kichujio cha saizi moja kinachoweza kuchuja. Skrini hii ya pamba ya chuma cha pua iliundwa na opereta mkuu katika miaka ya 1980 mahususi kwa ukamilishaji wa skrini inayojitosheleza kwenye hifadhi zinazochochewa na mvuke na ina rekodi ya kina ya usakinishaji uliofaulu.
Kiunganishi cha valvu kina vali iliyopakiwa na chemchemi inayoruhusu mtiririko wa njia moja hadi kwenye kamba ya neli kutoka eneo la uzalishaji. Kwa kurekebisha upakiaji wa awali wa chemchemi ya coil kabla ya kusakinishwa, vali inaweza kubinafsishwa ili kufikia shinikizo linalohitajika la kupasuka kwa programu. Kwa kawaida, vali huendeshwa chini ya wavu wa waya wa chuma cha pua ili kutoa njia ya pili ya mtiririko kati ya hifadhi na valves nyingi za kati, na valves ya kati hufanya kazi katika safu ya ESP. shinikizo la chini la kupasuka kuliko valve ya chini kabisa.
Baada ya muda, chembe za uundaji hujaza eneo la annular kati ya uso wa nje wa skrini ya mkusanyiko wa mlinzi wa pampu na ukuta wa casing ya uzalishaji. Kadiri cavity inavyojaa mchanga na chembe huimarisha, kushuka kwa shinikizo kwenye mfuko wa mchanga huongezeka. Wakati kushuka kwa shinikizo kunafikia thamani iliyowekwa awali, valve ya koni hufungua na kuruhusu mtiririko wa moja kwa moja kupitia inlet ya pampu. chujio.Kutokana na tofauti ya shinikizo iliyopunguzwa, mtiririko utaanza tena kupitia skrini na valve ya uingizaji itafungwa.Kwa hiyo, pampu inaweza tu kuona mtiririko wa moja kwa moja kutoka kwa valve kwa muda mfupi.Hii huongeza muda wa maisha ya pampu, kwani mtiririko mwingi ni maji yanayochujwa kupitia skrini ya mchanga.
Mfumo wa ulinzi wa pampu uliendeshwa na vifungashio katika visima vitatu tofauti katika Bonde la Delaware nchini Marekani.Lengo kuu ni kupunguza idadi ya ESP inapoanza na kusimama kutokana na upakiaji unaohusiana na mchanga na kuongeza upatikanaji wa ESP ili kuboresha uzalishaji.Mfumo wa ulinzi wa pampu umesimamishwa kutoka mwisho wa chini wa kamba ya ESP.Matokeo ya kisima cha mafuta katika mfumo wa uwekaji wa mafuta uliopunguzwa, utendaji wa kisima cha mafuta katika mfumo wa uwekaji wa mafuta uliopungua, utendaji wa mfumo wa uimara wa pampu ya mafuta na pampu ya sasa ya kuimarika. , muda wa kupungua kwa mchanga na yabisi ulipunguzwa kwa 75% na maisha ya pampu yaliongezeka kwa zaidi ya 22%.
Kisima.Mfumo wa ESP uliwekwa katika kisima kipya cha kuchimba na kupasua katika Jimbo la Martin, Texas. Sehemu ya wima ya kisima ni takriban futi 9,000 na sehemu ya mlalo inaenea hadi futi 12,000, kina kilichopimwa (MD). Kwa kukamilisha mbili za kwanza, mfumo wa kitenganishi cha mchanga wa vortex wa chini na sehemu ya uunganisho wa aina ya ESP ilisakinishwa kama viunganishi vya mjengo sita. ya kitenganishi cha mchanga, tabia isiyo imara ya vigezo vya uendeshaji wa ESP (nguvu ya sasa na vibration) ilizingatiwa.Uchambuzi wa kutenganisha kitengo cha ESP kilichovutwa ulifunua kwamba mkusanyiko wa kutenganisha gesi ya vortex ulikuwa umefungwa na jambo la kigeni, ambalo liliamua kuwa mchanga kwa sababu sio sumaku na haifanyiki kemikali na asidi.
Katika usakinishaji wa tatu wa ESP, matundu ya waya ya chuma cha pua yalibadilisha kitenganishi cha mchanga kama njia ya kudhibiti mchanga wa ESP. Baada ya kusakinisha mfumo mpya wa ulinzi wa pampu, ESP ilionyesha tabia thabiti zaidi, na kupunguza aina mbalimbali za kushuka kwa joto kwa injini kutoka ~19 A kwa usakinishaji #2 hadi ~6.3 A kwa usakinishaji #3.Mtetemo ni thabiti zaidi kwa kushuka kwa 7% ikilinganishwa na uwekaji wa shinikizo la awali. na kupata psi 100 za ziada za kushuka kwa shinikizo. Uzimaji wa upakiaji wa ESP hupunguzwa kwa 100% na ESP hufanya kazi kwa mtetemo mdogo.
Vizuri B. Katika kisima kimoja karibu na Eunice, New Mexico, kisima kingine kisicho cha kawaida kilikuwa na ESP iliyosakinishwa lakini hakuna ulinzi wa pampu. Baada ya kushuka kwa boot ya awali, ESP ilianza kuonyesha tabia isiyo ya kawaida. Kushuka kwa kasi kwa sasa na shinikizo huhusishwa na spikes za vibration. Baada ya kudumisha hali hizi kwa siku 137, ESP ilishindwa na uingizwaji umewekwa. ESP ilikuwa ikifanya kazi kwa kawaida, ikiwa na hali ya utulivu na mtetemo mdogo. Wakati wa kuchapishwa, uendeshaji wa pili wa ESP ulikuwa umefikia zaidi ya siku 300 za uendeshaji, uboreshaji mkubwa juu ya usakinishaji uliopita.
Well C. Usakinishaji wa tatu wa mfumo kwenye tovuti ulikuwa Mentone, Texas, na kampuni maalum ya mafuta na gesi ambayo ilipata hitilafu na kushindwa kwa ESP kutokana na uzalishaji wa mchanga na ilitaka kuboresha muda wa pampu. Waendeshaji kwa kawaida huendesha vitenganishi vya mchanga wa chini na mjengo katika kila kisima cha ESP. Hata hivyo, mara tu mjengo ukijaa mchanga, kitenganishi kitaruhusu mchanga, hatua, mtiririko wa pampu ya pampu, pampu ya mchanga kupita kwenye sehemu ya pampu na pampu inayotiririka. baada ya kuendesha mfumo mpya na mlinzi wa pampu, ESP ina maisha marefu ya kufanya kazi kwa 22% na kushuka kwa shinikizo thabiti na wakati bora zaidi unaohusiana na ESP.
Idadi ya shutdowns zinazohusiana na mchanga na yabisi wakati wa operesheni ilipungua kwa 75%, kutoka kwa matukio 8 ya upakiaji katika usakinishaji wa kwanza hadi mbili kwenye usakinishaji wa pili, na idadi ya kuanza tena kwa mafanikio baada ya kuzima kwa upakiaji iliongezeka kwa 30%, kutoka 8 kwenye usakinishaji wa kwanza.Jumla ya matukio 12, kwa jumla ya matukio 8, yalifanyika katika ufungaji wa sekondari, kupunguza matatizo ya umeme kwenye vifaa na kuongeza maisha ya uendeshaji wa ESP.
Mchoro wa 5 unaonyesha ongezeko la ghafla la saini ya shinikizo la ulaji (bluu) wakati mesh ya chuma cha pua imezuiwa na mkutano wa valve unafunguliwa.Sahihi hii ya shinikizo inaweza kuboresha zaidi ufanisi wa uzalishaji kwa kutabiri kushindwa kwa ESP zinazohusiana na mchanga, hivyo shughuli za uingizwaji na rigs za kazi zinaweza kupangwa.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Uchambuzi wa majaribio wa bomba la swirl kama kifaa cha chini cha shimo," SPE Paper 94673-MS, iliyowasilishwa katika Mkutano wa Uhandisi wa Petroli wa SPE Amerika ya Kusini na Karibiani, Rio de Janeiro, Brazili, Juni 20 - Februari 23, 2005.https://doi.2673/0.
Makala haya yana vipengele kutoka karatasi ya SPE 207926-MS, iliyowasilishwa katika Maonyesho na Kongamano la Kimataifa la Petroli la Abu Dhabi huko Abu Dhabi, UAE, 15-18 Novemba 2021.
Nyenzo zote ziko chini ya sheria za hakimiliki zinazotekelezwa kikamilifu, tafadhali soma Sheria na Masharti yetu, Sera ya Vidakuzi na Sera ya Faragha kabla ya kutumia tovuti hii.