Pompbeskermingskomponinten binne bewiisd effektyf yn it beskermjen fan pompen tsjin sân en it ferlingjen fan de libbensdoer fan ESP's yn ûnkonvinsjonele putten. Dizze oplossing kontrolearret de weromstreaming fan frak-sân en oare fêste stoffen dy't oerbelêsting en downtime feroarsaakje kinne. De mooglik meitsjende technology elimineert de problemen dy't ferbûn binne mei ûnwissichheid oer de dieltsjegrutteferdieling.
Om't hieltyd mear oaljeputten fertrouwe op ESP's, wurdt it ferlingjen fan 'e libbensdoer fan elektryske dompelpompsystemen (ESP) hieltyd wichtiger. De libbensdoer en prestaasjes fan keunstmjittige liftpompen binne gefoelich foar fêste stoffen yn produsearre floeistoffen. De libbensdoer en prestaasjes fan 'e ESP namen signifikant ôf mei de tanimming fan fêste dieltsjes. Derneist ferheegje fêste stoffen de downtime fan 'e put en de frekwinsje fan workovers dy't nedich binne om de ESP te ferfangen.
Fêste dieltsjes dy't faak troch keunstmjittige liftpompen streame omfetsje formaasjesân, hydraulyske frakturearringsproppants, semint en erodearre of korrodearre metaaldieltsjes. Downhole-technologyen ûntworpen om fêste stoffen te skieden fariearje fan leech-effisjinsje syklonen oant heech-effisjinsje 3D roestfrij stiel triedgaas. Downhole vortex-desanders wurde al tsientallen jierren brûkt yn konvinsjonele putten, en se wurde benammen brûkt om pompen te beskermjen tsjin grutte dieltsjes tidens produksje. Unkonvinsjonele putten binne lykwols ûnderwurpen oan yntermitterende slugstream, wat resulteart yn besteande downhole vortex-skiedingstechnology allinich yntermitterend wurket.
Ferskate ferskillende farianten fan kombineare sânkontrôleskermen en downhole vortex-desanders binne foarsteld om ESP's te beskermjen. D'r binne lykwols gatten yn 'e beskerming en produksjeprestaasjes fan alle pompen fanwegen de ûnwissichheid yn' e grutteferdieling en it folume fan fêste stoffen produsearre troch elke put. Unwissichheid fergruttet de lingte fan sânkontrôlekomponinten, wêrtroch't de djipte wêrop't de ESP ynsteld wurde kin, ferminderet, it potinsjeel foar reservoirfermindering fan 'e ESP beheint, en in negative ynfloed hat op 'e ekonomy fan' e put. Djippere ynstellingsdjipten hawwe de foarkar yn ûnkonvinsjonele putten. It gebrûk fan de-sanders en manlike-plug modderankers om lange, stive sânkontrôle-assemblages op te hingjen yn casingseksjes mei hege dogleg-earnst beheinde lykwols ferbetteringen fan ESP MTBF. Korrosje fan 'e binnenbuis is in oar aspekt fan dit ûntwerp dat net genôch evaluearre is.
De auteurs fan in artikel út 2005 presintearren eksperimintele resultaten fan in sânskieder yn it boorgat basearre op in sykloonbuis (figuer 1), dy't ôfhinklik wie fan sykloonaksje en swiertekrêft, om te sjen litten dat de skiedingseffisjinsje ôfhinklik is fan oaljeviskositeit, streamsnelheid en dieltsjegrutte. Se litte sjen dat de effisjinsje fan 'e skieder foar in grut part ôfhinklik is fan 'e terminale snelheid fan 'e dieltsjes. De skiedingseffisjinsje nimt ôf mei ôfnimmende streamsnelheid, ôfnimmende fêste dieltsjegrutte en tanimmende oaljeviskositeit, figuer 2. Foar in typyske sykloonbuis-boorgatskieder sakket de skiedingseffisjinsje nei ~10% as de dieltsjegrutte sakket nei ~100 µm. Derneist, as de streamsnelheid tanimt, is de vortexskieder ûnderwurpen oan eroazjeslijtage, wat ynfloed hat op 'e libbensduur fan strukturele komponinten.
It folgjende logyske alternatyf is om in 2D sânkontrôleskerm te brûken mei in definieare sleufbreedte. Partikelgrutte en ferdieling binne wichtige oerwagings by it selektearjen fan skermen om fêste stoffen te filterjen yn konvinsjonele of ûnkonvinsjonele putproduksje, mar se kinne ûnbekend wêze. De fêste stoffen kinne út it reservoir komme, mar se kinne ferskille fan hiel ta hiel; as alternatyf kin it skerm sân fan hydraulyske frakturearring filterje moatte. Yn beide gefallen kinne de kosten foar it sammeljen, analysearjen en testen fan fêste stoffen te heech wêze.
As it 2D-buizenskerm net goed konfigurearre is, kinne de resultaten de ekonomyske aspekten fan 'e put yn gefaar bringe. Iepeningen yn sânskermen dy't te lyts binne, kinne liede ta te betiid ferstopjen, stillizzen en de needsaak foar herstelwurk. As se te grut binne, kinne fêste stoffen frij it produksjeproses yngean, wat oaljepipen kin korrodearje, keunstmjittige liftpompen kin beskeadigje, oerflakchokes kin spoelje en oerflakskieders kin folje, wêrtroch sânstralen en ôffieren nedich is. Dizze situaasje fereasket in ienfâldige, kosteneffektive oplossing dy't de libbensdoer fan 'e pomp kin ferlingje en in brede fersprieding fan sângrutte kin dekke.
Om oan dizze needsaak te foldwaan, waard in stúdzje útfierd nei it gebrûk fan fentylassemblages yn kombinaasje mei roestfrij stiel triedgaas, dat ûngefoelich is foar de resultearjende ferdieling fan fêste stoffen. Stúdzjes hawwe oantoand dat roestfrij stiel triedgaas mei fariabele poargrutte en 3D-struktuer effektyf fêste stoffen fan ferskate grutte kin kontrolearje sûnder de dieltsjegrutteferdieling fan 'e resultearjende fêste stoffen te kennen. It 3D roestfrij stiel triedgaas kin de sânkorrels fan alle grutte effektyf kontrolearje, sûnder de needsaak foar ekstra sekundêre filtraasje.
In fentyl-assemblage dy't oan 'e ûnderkant fan it skerm monteard is, lit de produksje trochgean oant de ESP derút helle is. It foarkomt dat ESP direkt weromhelle wurdt nei't it skerm oerbrêge is. It resultearjende ynlaatsânkontrôleskerm en fentyl-assemblage beskermet ESP's, stangliftpompen en gasliftkompletearrings tsjin fêste stoffen tidens de produksje troch floeistofstream te reinigjen en biedt in kosten-effektive oplossing om de libbensduur fan 'e pomp te ferlingjen sûnder dat de reservoirkarakteristiken oanpast hoege te wurden oan ferskate situaasjes.
Untwerp foar pompbeskerming fan 'e earste generaasje. In pompbeskermingsgearkomste mei roestfrij stielwolskermen waard ynset yn in stoom-assistearre swiertekrêftdrainageput yn West-Kanada om de ESP te beskermjen tsjin fêste stoffen tidens produksje. Skermen filterje skealike fêste stoffen út 'e produksjefloeistof as it de produksjestring yngiet. Binnen de produksjestring streame floeistoffen nei de ESP-ynlaat, dêr't se nei it oerflak pompt wurde. Pakkers kinne tusken it skerm en de ESP rinne om sône-isolaasje te bieden tusken de produksjesône en de boppeste putboring.
Oer produksjetiid hat de ringfoarmige romte tusken it skerm en de omhulsel de neiging om te oerbrêgjen mei sân, wat de streamwjerstân fergruttet. Uteinlik oerbrêget de ringfoarm folslein, stoppet de stream en makket in drukferskil tusken de boarput en de produksjestring, lykas te sjen is yn figuer 3. Op dit punt kin floeistof net mear nei de ESP streame en moat de foltôgingsstring lutsen wurde. Ofhinklik fan in oantal fariabelen dy't relatearre binne oan de produksje fan fêste stoffen, kin de doer dy't nedich is om de stream troch de fêste stoffenbrêge op it skerm te stopjen minder wêze as de doer dy't de ESP tastean soe om de floeistof mei fêste stoffen - gemiddelde tiid tusken storingen - nei de grûn te pompen, dêrom waard de twadde generaasje komponinten ûntwikkele.
De pompbeskermingsgearkomste fan 'e twadde generaasje. It PumpGuard* ynlaat sânkontrôleskerm en fentylgearkomstesysteem hinget ûnder de REDA*-pomp yn figuer 4, in foarbyld fan in ûnkonvinsjonele ESP-foltôging. Sadree't de put produseart, filteret it skerm de fêste stoffen yn produksje, mar sil stadich begjinne te oerbrêgjen mei it sân en in drukferskil meitsje. As dizze ferskildruk de ynstelde kraakdruk fan 'e fentyl berikt, iepenet it fentyl, wêrtroch floeistof direkt yn 'e buizenstring nei de ESP kin streame. Dizze stream makket it drukferskil oer it skerm lyk, wêrtroch't de grip fan 'e sânsekken oan 'e bûtenkant fan it skerm loskomt. Sân kin frij út 'e ring brekke, wat de streamwjerstân troch it skerm ferminderet en de stream wer oppakt. As de ferskildruk sakket, giet it fentyl werom nei syn sletten posysje en wurde normale streamomstannichheden wer oppakt. Werhelje dizze syklus oant it nedich is om de ESP út it gat te lûken foar ûnderhâld. De gefalstúdzjes dy't yn dit artikel markearre wurde, litte sjen dat it systeem de libbensdoer fan 'e pomp signifikant kin ferlingje yn ferliking mei allinich it útfieren fan screening.
Foar de resinte ynstallaasje waard in kosten-oandreaune oplossing yntrodusearre foar gebietsisolaasje tusken it roestfrij stielen gaas en de ESP. In nei ûnderen rjochte bekerpakker is boppe de skermseksje monteard. Boppe de bekerpakker soargje ekstra sintrale buisperforaasjes foar in streampaad foar produsearre floeistof om te migrearjen fan 'e binnenkant fan it skerm nei de ringfoarmige romte boppe de pakker, dêr't de floeistof de ESP-ynlaat yn kin gean.
It roestfrij stielen triedgaasfilter dat foar dizze oplossing keazen is, biedt ferskate foardielen boppe 2D-gaastypen op basis fan gatten. 2D-filters binne benammen ôfhinklik fan dieltsjes dy't filtergatten of sleuven omfetsje om sânsekken te bouwen en sânkontrôle te leverjen. Om't lykwols mar ien gatwearde selektearre wurde kin foar it skerm, wurdt it skerm tige gefoelich foar de dieltsjegrutteferdieling fan 'e produsearre floeistof.
Yn tsjinstelling, it dikke gaasbêd fan roestfrij stielen triedgaasfilters soarget foar in hege porositeit (92%) en in grut iepen streamgebiet (40%) foar de produsearre boarputfloeistof. It filter wurdt makke troch in roestfrij stielen fleece gaas te komprimearjen en it direkt om in perforearre sintrale buis te wikkeljen, en it dan ynkapsele yn in perforearre beskermjende omslach dy't oan elk ein oan 'e sintrale buis laske is. De ferdieling fan poaren yn it gaasbêd, de net-unifoarme hoeke-oriïntaasje (fariearjend fan 15 µm oant 600 µm) lit ûnskealike fynstoffen lâns in 3D-streampaad nei de sintrale buis streame nei't gruttere en skealike dieltsjes yn it gaas fongen binne. Sânbehâldtests op eksimplaren fan dizze sieve hawwe oantoand dat it filter in hege permeabiliteit behâldt, om't floeistof troch de sieve generearre wurdt. Effektyf kin dit filter fan ien "grutte" alle dieltsjegrutteferdielingen fan produsearre floeistoffen behannelje dy't tsjinkomme. Dit roestfrij stielen wolskerm waard yn 'e jierren '80 ûntwikkele troch in grutte operator spesifyk foar selsstannige skermôfwurkingen yn stoomstimulearre reservoirs en hat in wiidweidige track record fan suksesfolle ynstallaasjes.
De fentyl-assemblage bestiet út in fearbelaste fentyl dy't ienrjochtingsstream yn 'e buizenstring fanút it produksjegebiet mooglik makket. Troch de foarspanning fan 'e spiraalfear foarôfgeand oan ynstallaasje oan te passen, kin de fentyl oanpast wurde om de winske kraakdruk foar de tapassing te berikken. Typysk wurdt in fentyl ûnder it roestfrij stielen triedgaas rinne om in sekundêr streampaad te leverjen tusken it reservoir en de ESP. Yn guon gefallen wurkje meardere fentilen en roestfrij stielen gaas yn searje, wêrby't de middelste fentyl in legere kraakdruk hat as de leechste fentyl.
Mei de tiid folje formaasjepartikels it ringfoarmige gebiet tusken it bûtenste oerflak fan it skerm fan 'e pompbeskermingsassemblage en de muorre fan 'e produksjebehuizing. As de holte follet mei sân en de dieltsjes konsolidearje, nimt de drukfal oer de sânsek ta. As dizze drukfal in foarôf ynstelde wearde berikt, iepenet de kegelklep en lit stream direkt troch de pompynlaat ta. Yn dit stadium kin de stream troch de piip it earder konsolidearre sân lâns de bûtenkant fan it skermfilter ôfbrekke. Troch it fermindere drukferskil sil de stream wer troch it skerm wer oppakke en sil de ynlaatklep slute. Dêrom kin de pomp de stream allinich foar in koarte perioade direkt fan 'e klep sjen. Dit ferlingt de libbensdoer fan 'e pomp, om't it measte fan 'e stream de floeistof is dy't troch it sânskerm filtere wurdt.
It pompbeskermingssysteem waard betsjinne mei pakkers yn trije ferskillende putten yn it Delaware Basin yn 'e Feriene Steaten. It wichtichste doel is om it oantal ESP-starts en -stops te ferminderjen fanwegen sân-relatearre oerbelêsting en om de beskikberens fan ESP te fergrutsjen om de produksje te ferbetterjen. It pompbeskermingssysteem is ophongen oan it legere ein fan 'e ESP-string. De resultaten fan 'e oaljeput litte stabile pompprestaasjes, fermindere trilling en stroomintensiteit sjen, en pompbeskermingstechnology. Nei it ynstallearjen fan it nije systeem waard de downtime relatearre oan sân en fêste stoffen mei 75% fermindere en de libbensdoer fan 'e pomp mei mear as 22% ferlingd.
In put. In ESP-systeem waard ynstalleare yn in nije boar- en fraktuerput yn Martin County, Teksas. It fertikale diel fan 'e put is sawat 9.000 foet en it horizontale diel strekt him út oant 12.000 foet, mjitten djipte (MD). Foar de earste twa foltôgingen waard in downhole vortex sânskiedingssysteem mei seis linerferbiningen ynstalleare as in yntegraal ûnderdiel fan 'e ESP-foltôging. Foar twa opienfolgjende ynstallaasjes mei itselde type sânskieder waard ynstabyl gedrach fan 'e ESP-operaasjeparameters (stroomsterkte en trilling) waarnommen. Demontage-analyze fan 'e lutsen ESP-ienheid liet sjen dat de vortexgasskiedingsgearkomste ferstoppe wie mei frjemd materiaal, dat waard bepaald as sân, om't it net-magnetysk is en net gemysk reagearret mei soer.
Yn 'e tredde ESP-ynstallaasje ferfong roestfrij stiel gaas de sânskieder as middel foar ESP-sânkontrôle. Nei it ynstallearjen fan it nije pompbeskermingssysteem liet de ESP stabiler gedrach sjen, wêrtroch it berik fan motorstroomfluktuaasjes fermindere fan ~19 A foar ynstallaasje #2 oant ~6,3 A foar ynstallaasje #3. Trilling is stabiler en de trend is mei 75% fermindere. De drukfal wie ek stabyl, en fluktuearre heul lyts yn ferliking mei de foarige ynstallaasje en krige in ekstra drukfal fan 100 psi. ESP-oerbelastingsútskeakelingen binne mei 100% fermindere en ESP wurket mei lege trilling.
Boarne B. Yn ien put by Eunice, Nij-Meksiko, hie in oare net-konvinsjonele put in ESP ynstalleare, mar gjin pompbeskerming. Nei de earste opstartfal begon de ESP ûnregelmjittich gedrach te fertoanen. Fluktuaasjes yn stroom en druk wurde assosjeare mei trillingspiken. Nei it behâld fan dizze omstannichheden foar 137 dagen, mislearre de ESP en waard in ferfanging ynstalleare. De twadde ynstallaasje omfettet in nij pompbeskermingssysteem mei deselde ESP-konfiguraasje. Nei't de put de produksje wer oppakt hie, wurke de ESP normaal, mei stabile stroomsterkte en minder trilling. Op it momint fan publikaasje hie de twadde run fan ESP mear as 300 dagen operaasje berikt, in wichtige ferbettering yn ferliking mei de foarige ynstallaasje.
Boarne C. De tredde ynstallaasje fan it systeem op lokaasje wie yn Mentone, Teksas, troch in spesjalisearre oalje- en gasbedriuw dat ûnderfûn ûnderbrekkings en ESP-falen fanwegen sânproduksje en de uptime fan 'e pomp ferbetterje woe. Operators brûke typysk sânskieders yn it boorgat mei in liner yn elke ESP-boarne. As de liner lykwols ienris fol is mei sân, sil de skieder it sân troch de pompseksje streame litte, wêrtroch't de pomptrap, lagers en as korrodearje, wat resulteart yn in ferlies fan lift. Nei it rinnen fan it nije systeem mei de pompbeskermer hat de ESP in 22% langere libbensdoer mei in stabiler drukfal en bettere ESP-relatearre uptime.
It oantal ôfslutingen troch sân en fêste stoffen tidens operaasje naam ôf mei 75%, fan 8 oerlêstgebeurtenissen yn 'e earste ynstallaasje nei twa yn 'e twadde ynstallaasje, en it oantal suksesfolle opnij starte nei oerlêstôfsluting naam ta mei 30%, fan 8 yn 'e earste ynstallaasje. Yn totaal waarden 12 eveneminten útfierd, foar in totaal fan 8 eveneminten, yn 'e sekundêre ynstallaasje, wêrtroch't de elektryske stress op 'e apparatuer fermindere waard en de libbensdoer fan 'e ESP ferlingd waard.
Figuer 5 lit de hommelse tanimming sjen fan 'e ynlaatdrukhantekening (blau) as it roestfrij stielen gaas blokkearre is en de fentyl-assemblage iepene wurdt. Dizze drukhantekening kin de produksje-effisjinsje fierder ferbetterje troch sân-relatearre ESP-flaters te foarsizzen, sadat ferfangingsoperaasjes mei workover-rigs pland wurde kinne.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, “Eksperimintele analyze fan swirlbuis as downhole-desanderapparaat,” SPE Paper 94673-MS, presintearre op 'e SPE Latynsk-Amearika en Karibyske Petroleum Engineering Conference, Rio de Janeiro, Brazylje, 20 juny - 23 febrewaris 2005. https://doi.org/10.2118/94673-MS.
Dit artikel befettet eleminten út SPE-papier 207926-MS, presintearre op 'e Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference yn Abu Dhabi, UAE, 15-18 novimber 2021.
Alle materialen binne ûnderwurpen oan strang hanthavene auteursrjochtwetten, lês asjebleaft ús Algemiene Betingsten, Cookiebelied en Privacybelied foardat jo dizze side brûke.