Tá sé cruthaithe go gcosnaíonn comhpháirteanna cosanta caidéil caidéil ó ghaineamh agus go síneann siad saolré oibríochtúil ESPanna i dtobair neamhchoinbhinsiúnacha. Rialaíonn an réiteach seo ais-shreabhadh gaineamh scoilte agus solad eile a d'fhéadfadh ró-ualaí agus am neamhghníomhach a chur faoi deara. Cuireann an teicneolaíocht chumasúcháin deireadh leis na fadhbanna a bhaineann le héiginnteacht i ndáileadh mhéid na gcáithníní.
De réir mar a bhraitheann níos mó agus níos mó tobair ola ar ESPanna, tá sé ag éirí níos tábhachtaí saolré córas caidéil tumtha leictreach (ESP) a shíneadh. Tá saolré oibriúcháin agus feidhmíocht caidéil ardaitheora saorga íogair do sholaid i sreabháin a tháirgtear. Laghdaigh saolré oibriúcháin agus feidhmíocht an ESP go suntasach de réir mar a mhéadaigh líon na gcáithníní soladacha. Ina theannta sin, méadaíonn solaid an t-am neamhghníomhach tobair agus minicíocht oibre a theastaíonn chun an ESP a athsholáthar.
I measc na gcáithníní soladacha a shreabhann trí chaidéil ardaithe saorga go minic tá gaineamh foirmithe, propáin scoilte hiodrálach, stroighin, agus cáithníní miotail creimthe nó creimthe. Tá teicneolaíochtaí síos an pholl atá deartha chun solaid a dheighilt idir chioclóin ísealéifeachtúlachta agus mogalra sreinge cruach dhosmálta 3D ardéifeachtúlachta. Úsáidtear dí-shaineoirí vortex síos an pholl i dtobair thraidisiúnta le blianta fada, agus úsáidtear iad go príomha chun caidéil a chosaint ó cháithníní móra le linn táirgthe. Mar sin féin, bíonn tobair neamhchoinbhinsiúnacha faoi réir sreabhadh seilide uaineach, rud a fhágann nach n-oibríonn an teicneolaíocht deighilteora vortex síos an pholl atá ann cheana féin ach go huaineach.
Tá roinnt cineálacha éagsúla de scáileáin rialaithe gainimh chomhcheangailte agus dí-sheanadóirí vortex síos an pholl molta chun ESPanna a chosaint. Mar sin féin, tá bearnaí i bhfeidhmíocht chosanta agus táirgthe na gcaidéal go léir mar gheall ar an neamhchinnteacht i ndáileadh méide agus i dtoirt na solad a tháirgeann gach tobar. Méadaíonn neamhchinnteacht fad na gcomhpháirteanna rialaithe gainimh, rud a laghdaíonn an doimhneacht ag a bhféadfar an ESP a shocrú, rud a chuireann srian le cumas meathlaithe taiscumair an ESP, agus a mbíonn tionchar diúltach aige ar gheilleagar an tobair. Is fearr doimhneachtaí socraithe níos doimhne i dtobair neamhchoinbhinsiúnacha. Mar sin féin, chuir úsáid dí-sheanadóirí agus ancairí láibe breiseán fireann teorainn le feabhsuithe MTBF ESP. Is gné eile den dearadh seo nach bhfuil meastóireacht leordhóthanach déanta air creimeadh an fheadáin istigh.
Chuir údair páipéir in 2005 torthaí turgnamhacha i láthair maidir le deighilteoir gainimh síos an pholl bunaithe ar fheadán cioclóin (Fíor 1), a bhí ag brath ar ghníomh agus ar dhomhantarraingt an cioclóin, chun a thaispeáint go mbraitheann éifeachtúlacht deighilte ar shlaodacht ola, ráta sreafa, agus méid na gcáithníní. Taispeánann siad go bhfuil éifeachtúlacht an deighilteora ag brath go mór ar luas críochfoirt na gcáithníní. Laghdaíonn éifeachtúlacht deighilte de réir mar a laghdaíonn an ráta sreafa, méid na gcáithníní soladacha ag laghdú, agus slaodacht ola ag méadú, Fíor 2. I gcás deighilteoir tipiciúil síos an pholl le feadán cioclóin, titeann an éifeachtúlacht deighilte go ~10% de réir mar a thiteann méid na gcáithníní go ~100 µm. Ina theannta sin, de réir mar a mhéadaíonn an ráta sreafa, bíonn an deighilteoir vortex faoi réir caitheamh creimeadh, rud a théann i bhfeidhm ar shaolré na gcomhpháirteanna struchtúracha.
Is é an chéad rogha eile loighciúil ná scáileán rialaithe gainimh 2T a úsáid le leithead sliotán sainithe. Is breithnithe tábhachtacha iad méid agus dáileadh na gcáithníní agus scáileáin á roghnú chun solaid a scagadh i dtáirgeadh tobair traidisiúnta nó neamhchoinbhinsiúnach, ach d'fhéadfadh siad a bheith anaithnid. Féadfaidh na solaid teacht ón taiscumair, ach d'fhéadfadh siad a bheith éagsúil ó sháil go sáil; nó mar mhalairt air sin, d'fhéadfadh go mbeadh ar an scáileán gaineamh a scagadh ó scoilteadh hiodrálach. In aon chás, is féidir le costas bailiúcháin, anailíse agus tástála solad a bheith toirmeascach.
Mura bhfuil an scáileán feadánra 2T cumraithe i gceart, is féidir leis na torthaí cur isteach ar gheilleagar an tobair. Is féidir le hoscailtí scáileáin gainimh atá róbheag a bheith ina gcúis le plocóidí roimh am, múchadh agus an gá le hoibreacha feabhsúcháin. Má tá siad rómhór, ligeann siad do sholaid dul isteach sa phróiseas táirgthe go saor, rud a fhéadann píopaí ola a chreimeadh, damáiste a dhéanamh do chaidéil ardaitheora saorga, tachtadh dromchla a shruthlú amach agus deighilteoirí dromchla a líonadh, rud a éilíonn gaineamhphléascadh agus diúscairt. Éilíonn an cás seo réiteach simplí, cost-éifeachtach ar féidir leis saol na caidéil a shíneadh agus dáileadh leathan méideanna gainimh a chlúdach.
Chun freastal ar an ngá seo, rinneadh staidéar ar úsáid tionóil comhlaí i gcomhar le mogalra sreinge cruach dhosmálta, atá neamhíogair maidir le dáileadh na solad mar thoradh air sin. Léirigh staidéir gur féidir le mogalra sreinge cruach dhosmálta le méid póir athraitheach agus struchtúr 3T solaid de mhéideanna éagsúla a rialú go héifeachtach gan eolas a bheith acu ar dháileadh mhéid na gcáithníní sna solaid mar thoradh air sin. Is féidir leis an mogalra sreinge cruach dhosmálta 3T gráinní gainimh de gach méid a rialú go héifeachtach, gan gá le scagachán tánaisteach breise.
Ligeann tionól comhla atá suite ar bhun an scáileáin don táirgeadh leanúint ar aghaidh go dtí go mbaintear an ESP amach. Cuireann sé cosc ​​​​ar an ESP a aisghabháil díreach tar éis an scáileán a dhroicheadú. Cosnaíonn an scáileán rialaithe gaineamh ionraoin agus an tionól comhla a eascraíonn as sin ESPanna, caidéil ardaithe slat, agus críochnaithe ardaithe gáis ó sholaid le linn táirgthe trí shreabhadh sreabhán a ghlanadh agus soláthraíonn sé réiteach cost-éifeachtach chun saolré an Chaidéil a shíneadh gan tréithe an taiscumair a oiriúnú do chásanna éagsúla.
Dearadh cosanta caidéil den chéad ghlúin. Imscaradh tionól cosanta caidéil ag baint úsáide as scáileáin olann cruach dhosmálta i dtobar draenála domhantarraingthe le cúnamh gaile in Iarthar Cheanada chun an ESP a chosaint ó sholaid le linn táirgthe. Scagann scáileáin solaid dhíobhálacha ón sreabhán táirgthe agus é ag dul isteach sa téad táirgthe. Laistigh den téad táirgthe, sreabhann sreabháin chuig inlet an ESP, áit a ndéantar iad a phumpáil chuig an dromchla. Is féidir pacálaithe a rith idir an scáileán agus an ESP chun aonrú criosach a sholáthar idir an crios táirgthe agus an tobar uachtarach.
Le himeacht ama táirgthe, bíonn claonadh ag an spás fáinneach idir an scáileán agus an cásáil droichead a chruthú le gaineamh, rud a mhéadaíonn friotaíocht an tsreafa. Sa deireadh, déanann an fáinne droichead go hiomlán, stopann sé an sreabhadh, agus cruthaíonn sé difríocht brú idir an tobar agus an téad táirgthe, mar a thaispeántar i bhFíor 3. Ag an bpointe seo, ní féidir leis an sreabhán sreabhadh a thuilleadh chuig an ESP agus caithfear an téad críochnaithe a tharraingt. Ag brath ar roinnt athróg a bhaineann le táirgeadh solad, d'fhéadfadh an fad ama a theastaíonn chun stop a chur leis an sreabhadh tríd an droichead solad ar an scáileán a bheith níos lú ná an fad ama a cheadódh don ESP an sreabhán atá lán le solaid a phumpáil - an meán-am idir teipeanna - go dtí an talamh, agus mar sin forbraíodh an dara glúin de chomhpháirteanna.
An tionól cosanta caidéil den dara glúin. Tá an scáileán rialaithe gainimh ionraoin PumpGuard* agus an córas tionóil comhla ar fionraí faoin gcaidéal REDA* i bhFíor 4, sampla de chríochnú ESP neamhghnách. Nuair a bhíonn an tobar ag táirgeadh, scagann an scáileán na solaid atá i dtáirgeadh, ach tosóidh sé ag droicheadú go mall leis an ngaineamh agus ag cruthú difríocht brú. Nuair a shroicheann an difríocht brú seo brú scoilte socraithe na comhla, osclaíonn an chomhla, rud a ligeann don sreabhán sreabhadh go díreach isteach sa sreang feadánra chuig an ESP. Cothromaíonn an sreabhadh seo an difríocht brú trasna an scáileáin, ag scaoileadh greim na málaí gainimh ar thaobh amuigh an scáileáin. Tá an gaineamh saor chun briseadh amach as an fáinne, rud a laghdaíonn friotaíocht sreafa tríd an scáileán agus a ligeann don sreabhadh atosú. De réir mar a thiteann an difríocht brú, filleann an chomhla ar a suíomh dúnta agus atosaíonn coinníollacha sreafa gnáth. Déan an timthriall seo arís go dtí go mbeidh sé riachtanach an ESP a tharraingt amach as an bpoll le haghaidh seirbhísithe. Léiríonn na staidéir cháis a aibhsítear san alt seo go bhfuil an córas in ann saol na caidéil a shíneadh go suntasach i gcomparáid le críochnú scagtha amháin.
Don suiteáil le déanaí, tugadh isteach réiteach atá dírithe ar chostas chun an limistéar a leithlisiú idir an mogalra sreinge cruach dhosmálta agus an ESP. Tá pacálaí cupáin atá ag féachaint anuas suite os cionn an chuid scáileáin. Os cionn an phacálaí cupáin, soláthraíonn poill bhreise sa fheadán lárnach cosán sreafa don sreabhán táirgthe chun imirce a dhéanamh ón taobh istigh den scáileán go dtí an spás fáinneach os cionn an phacálaí, áit ar féidir leis an sreabhán dul isteach san ionraon ESP.
Tá roinnt buntáistí ag baint leis an scagaire mogalra sreinge cruach dhosmálta a roghnaíodh don réiteach seo thar chineálacha mogalra 2T atá bunaithe ar bhearnaí. Braitheann scagairí 2T go príomha ar cháithníní a shíneann thar bhearnaí nó sliotáin scagaire chun málaí gainimh a thógáil agus rialú gainimh a sholáthar. Mar sin féin, ós rud é nach féidir ach luach bearna amháin a roghnú don scáileán, bíonn an scáileán an-íogair do dháileadh mhéid na gcáithníní sa sreabhán a tháirgtear.
I gcodarsnacht leis sin, soláthraíonn leaba mogaill thiubh scagairí mogaill sreinge cruach dhosmálta ard-thréscaoilteacht (92%) agus achar sreafa oscailte mór (40%) don sreabhán tobar a tháirgtear. Déantar an scagaire a thógáil trí mhogalra lomra cruach dhosmálta a chomhbhrú agus é a fhilleadh go díreach timpeall feadán lárnach bréifnithe, ansin é a chuimsiú laistigh de chlúdach cosanta bréifnithe atá táthaithe leis an bhfeadán lárnach ag gach ceann. Ligeann dáileadh na bpóir sa leaba mogaill, an treoshuíomh uilleach neamh-aonfhoirmeach (idir 15 µm agus 600 µm) do shnáithíní neamhdhíobhálacha sreabhadh feadh cosán sreafa 3T i dtreo an fheadáin lárnaigh tar éis cáithníní níos mó agus díobhálacha a bheith gafa laistigh den mhogalra. Léirigh tástáil coinneála gainimh ar eiseamail den chriathar seo go gcoinníonn an scagaire tréscaoilteacht ard toisc go ngintear sreabhán tríd an gcriathar. Go héifeachtach, is féidir leis an scagaire "méid" aonair seo déileáil le gach dáileadh méide cáithníní de na sreabháin tháirgthe a bhíonn le fáil. Forbraíodh an scáileán olann cruach dhosmálta seo ag oibreoir mór sna 1980idí go sonrach le haghaidh críochnuithe scáileáin féinchuimsitheacha i dtaiscumair spreagtha ag gaile agus tá taifead fairsing suiteálacha rathúla aige.
Is comhla luchtaithe le spriongaí atá sa chomhla a ligeann sreabhadh aontreo isteach sa sreang feadánra ón limistéar táirgthe. Trí réamh-ualach an spriongaí coil a choigeartú roimh an suiteáil, is féidir an chomhla a shaincheapadh chun an brú scoilte atá ag teastáil don fheidhmchlár a bhaint amach. De ghnáth, ritheann comhla faoin mogalra sreinge cruach dhosmálta chun cosán sreafa tánaisteach a sholáthar idir an taiscumar agus an ESP. I gcásanna áirithe, oibríonn comhlaí iolracha agus mogalra cruach dhosmálta i sraith, agus brú scoilte níos ísle ag an gcomhla lár ná an chomhla is ísle.
Le himeacht ama, líonann cáithníní foirmithe an limistéar fáinneach idir dromchla seachtrach scáileán tionóil chosanta an chaidéil agus balla an chásála táirgthe. De réir mar a líonann an cuas le gaineamh agus a chomhdhlúthaíonn na cáithníní, méadaíonn an titim brú trasna an mhála gainimh. Nuair a shroicheann an titim brú seo luach réamhshocraithe, osclaíonn an comhla cóin agus ligeann sé sreabhadh go díreach tríd an ionraon caidéil. Ag an gcéim seo, tá an sreabhadh tríd an bpíopa in ann an gaineamh a bhí comhdhlúite roimhe seo a bhriseadh suas feadh thaobh amuigh an scagaire scáileáin. Mar gheall ar an difríocht brú laghdaithe, atosóidh an sreabhadh tríd an scáileán agus dúnfaidh an chomhla iontógála. Dá bhrí sin, ní féidir leis an gcaidéal an sreabhadh a fheiceáil go díreach ón gcomhla ach ar feadh tréimhse ghearr ama. Cuireann sé seo le saolré na caidéil, toisc gurb é an sreabhán a scagtar tríd an scáileán gainimh an chuid is mó den sreabhadh.
Oibríodh an córas cosanta caidéil le pacálaithe i dtrí thobar éagsúla i mBáisín Delaware sna Stáit Aontaithe. Is é an príomhsprioc líon na dtosuithe agus na stadanna ESP mar gheall ar ró-ualaí a bhaineann le gaineamh a laghdú agus infhaighteacht ESP a mhéadú chun táirgeadh a fheabhsú. Tá an córas cosanta caidéil ar fionraí ó cheann íochtarach an tsreang ESP. Taispeánann torthaí an tobair ola feidhmíocht chobhsaí caidéil, creathadh agus déine reatha laghdaithe, agus teicneolaíocht chosanta caidéil. Tar éis an córas nua a shuiteáil, laghdaíodh an t-am neamhghníomhach a bhaineann le gaineamh agus solaid 75% agus mhéadaigh saolré na caidéil níos mó ná 22%.
Tobar. Suiteáladh córas ESP i dtobar druileála agus scoilte nua i gContae Martin, Texas. Tá cuid ingearach an tobair thart ar 9,000 troigh ar airde agus síneann an chuid chothrománach go 12,000 troigh, doimhneacht tomhaiste (MD). I gcás an dá chéad chríochnú, suiteáladh córas deighilteora gainimh vortex síos an pholl le sé nasc líneála mar chuid dhílis den chríochnú ESP. I gcás dhá shuiteáil as a chéile ag baint úsáide as an gcineál céanna deighilteora gainimh, breathnaíodh iompar éagobhsaí na bparaiméadar oibriúcháin ESP (déine reatha agus creathadh). Léirigh anailís dhíchóimeála ar an aonad ESP tarraingthe go raibh tionól an deighilteora gáis vortex blocáilte le hábhar eachtrach, a cinneadh a bheith ina ghaineamh toisc nach bhfuil sé maighnéadach agus nach n-imoibríonn sé go ceimiceach le haigéad.
Sa tríú suiteáil ESP, tháinig mogalra sreinge cruach dhosmálta in ionad an deighilteora gainimh mar mhodh rialaithe gainimh ESP. Tar éis an córas nua cosanta caidéil a shuiteáil, léirigh an ESP iompar níos cobhsaí, ag laghdú raon luaineachtaí reatha an mhótair ó ~19 A do shuiteáil #2 go ~6.3 A do shuiteáil #3. Tá an creathadh níos cobhsaí agus tá an treocht laghdaithe 75%. Bhí an titim brú cobhsaí freisin, ag luainiú an-bheag i gcomparáid leis an suiteáil roimhe seo agus ghnóthaigh sé 100 psi breise de laghdú brú. Laghdaítear múchadh ró-ualaigh ESP 100% agus oibríonn ESP le creathadh íseal.
Tobar B. I dtobar amháin in aice le Eunice, Nua-Mheicsiceo, bhí ESP suiteáilte i dtobar neamhghnách eile ach gan aon chosaint caidéil ann.Tar éis an titim tosaigh, thosaigh an ESP ag taispeáint iompar neamhrialta.Tá luaineachtaí i sruth agus brú bainteach le spící creatha.Tar éis na coinníollacha seo a choinneáil ar bun ar feadh 137 lá, theip ar an ESP agus suiteáladh ceann eile ina áit.Tá córas cosanta caidéil nua leis an gcumraíocht ESP chéanna sa dara suiteáil.Tar éis don tobair atosú ar tháirgeadh, bhí an ESP ag feidhmiú de ghnáth, le amperage cobhsaí agus níos lú creatha.Tráth an fhoilsithe, bhí os cionn 300 lá oibríochta bainte amach ag an dara rith den ESP, feabhas suntasach ar an suiteáil roimhe sin.
Tobar C. Suiteáladh an tríú córas ar an láthair i Mentone, Texas, ag cuideachta speisialtachta ola agus gáis a raibh briseadh seirbhíse agus teipeanna ESP aici mar gheall ar tháirgeadh gainimh agus a theastaigh uathu am oibriúcháin caidéil a fheabhsú. De ghnáth, ritheann oibreoirí deighilteoirí gainimh síos an pholl le líneáil i ngach tobar ESP. Mar sin féin, nuair a líontar an líneáil le gaineamh, ligfidh an deighilteoir don ghaineamh sreabhadh tríd an gcuid caidéil, rud a chreimfidh céim, imthacaí agus seafta an chaidéil, rud a fhágann cailliúint ardaithe. Tar éis an córas nua a rith leis an gcosantóir caidéil, tá saol oibriúcháin 22% níos faide ag an ESP le titim brú níos cobhsaí agus am oibriúcháin níos fearr a bhaineann le ESP.
Laghdaigh líon na múchadh a bhain le gaineamh agus solaid le linn oibríochta faoi 75%, ó 8 n-imeacht ró-ualaigh sa chéad suiteáil go dhá cheann sa dara suiteáil, agus mhéadaigh líon na n-aththosuithe rathúla tar éis múchadh ró-ualaigh faoi 30%, ó 8 sa chéad suiteáil. Rinneadh 12 imeacht san iomlán, le haghaidh 8 n-imeacht san iomlán, sa suiteáil thánaisteach, rud a laghdaigh strus leictreach ar an trealamh agus a mhéadaigh saolré oibríochtúil an ESP.
Léiríonn Fíor 5 an méadú tobann ar shíniú brú an iontógála (gorm) nuair a bhíonn an mogalra cruach dhosmálta blocáilte agus an tionól comhla oscailte. Is féidir leis an síniú brú seo éifeachtúlacht táirgthe a fheabhsú tuilleadh trí theipeanna ESP a bhaineann le gaineamh a thuar, ionas gur féidir oibríochtaí athsholáthair le rigí oibre a phleanáil.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, “Anailís turgnamhach ar fheadán corrach mar fheiste dí-shandairithe síos an pholl,” Páipéar SPE 94673-MS, curtha i láthair ag Comhdháil Innealtóireachta Peitriliam Meiriceá Laidineach agus Mhuir Chairib SPE, Rio de Janeiro, an Bhrasaíl, 20 Meitheamh – 23 Feabhra, 2005. https://doi.org/10.2118/94673-MS.
Tá eilimintí san alt seo ó pháipéar SPE 207926-MS, a cuireadh i láthair ag Taispeántas agus Comhdháil Idirnáisiúnta Peitriliam Abu Dhabi in Abu Dhabi, UAE, 15-18 Samhain 2021.
Tá gach ábhar faoi réir dlíthe cóipchirt atá i bhfeidhm go docht, léigh ár dTéarmaí agus Coinníollacha, ár mBeartas Fianán agus ár mBeartas Príobháideachta sula n-úsáideann tú an suíomh seo.