Сорғыны қорғау компоненттері сорғыларды құмнан қорғайтыны және дәстүрлі емес ұңғымалардағы ESP құрылғыларының қызмет ету мерзімін ұзартатыны дәлелденген. Бұл шешім шамадан тыс жүктемелер мен тоқтап қалуды тудыруы мүмкін сынық құмның және басқа қатты заттардың кері ағынын бақылайды. Қондыратын технология бөлшектер өлшемін бөлу белгісіздігімен байланысты мәселелерді жояды.
Мұнай ұңғымалары ЭСҚ-ға көбірек сүйенетіндіктен, электрлік суасты сорғы (ESP) жүйелерінің қызмет ету мерзімін ұзарту барған сайын маңызды бола түсуде. Жасанды көтергіш сорғылардың жұмыс істеу мерзімі мен өнімділігі өндірілетін сұйықтықтардағы қатты заттарға сезімтал. ESP жұмыс мерзімі мен өнімділігі қатты бөлшектердің көбеюіне байланысты айтарлықтай төмендеді. Сонымен қатар, ұңғыманың тоқтап қалу уақытын және ESP ауыстыру үшін қатты заттар жұмыс істеу жиілігін арттырады.
Жасанды көтергіш сорғылар арқылы жиі ағып тұратын қатты бөлшектерге қабат құмы, гидравликалық жаруға арналған пропанттар, цемент және эрозияға ұшыраған немесе коррозияға ұшыраған металл бөлшектері кіреді. Қатты заттарды бөлуге арналған ұңғыма технологиялары төмен тиімді циклондардан жоғары тиімді 3D тот баспайтын болаттан жасалған сым торларға дейін бар. және олар, ең алдымен, өндіру кезінде сорғыларды үлкен бөлшектерден қорғау үшін қолданылады. Дегенмен, дәстүрлі емес ұңғымалар үзіліссіз ағынды ағынға ұшырайды, бұл қолданыстағы ұңғымадағы құйынды сепаратор технологиясының тек үзік-үзік жұмыс істеуіне әкеледі.
ESP-терді қорғау үшін аралас құмды бақылау экрандарының және ұңғы құйындысын тазартқыштардың бірнеше түрлі нұсқалары ұсынылды. Дегенмен, әрбір ұңғыма өндіретін қатты заттардың өлшемдерінің таралуы мен көлемінің белгісіздігіне байланысты барлық сорғылардың қорғанысы мен өндірістік өнімділігінде олқылықтар бар. Белгісіздік құмды бақылау компоненттерінің ұзындығын арттырады, осылайша ESP шегінде ESP шегін орнатуға болады. қабат әлеуетінің төмендеуі және ұңғыманың экономикасына кері әсер етеді. Дәстүрлі емес ұңғымаларда тереңірек орнату тереңдігі таңдалады. Дегенмен, ұңғымалардың ұзын, қатты құмды бақылау жинақтарын ілу үшін құм түсіргіштер мен ер тығынды якорьдерді пайдалану ESP MTBF-ті шектеумен шектелген, бұл құбырдың дизайнын жақсартудың тағы бір ерекшелігі емес. бағаланады.
2005 жылғы жұмыстың авторлары бөлу тиімділігі мұнайдың тұтқырлығына, ағынының жылдамдығына және бөлшектердің мөлшеріне байланысты екенін көрсету үшін циклондық түтікке негізделген (1-сурет) ұңғымадағы құмды сепаратордың тәжірибелік нәтижелерін ұсынды. ағын жылдамдығы, қатты бөлшектердің мөлшерінің азаюы және мұнай тұтқырлығының жоғарылауы, 2-сурет. Типтік циклондық түтік ұңғы сепараторы үшін бөлшек өлшемі ~100 мкм дейін төмендеген сайын бөлу тиімділігі ~10% дейін төмендейді. Сонымен қатар, ағын жылдамдығы артқан сайын құйынды сепаратор эрозия тозуына ұшырайды, бұл құрылымдық құрамдастардың қызмет ету мерзіміне әсер етеді.
Келесі логикалық балама - анықталған ұяшық ені бар 2D құмды басқару экранын пайдалану. Бөлшектердің өлшемі мен таралуы кәдімгі немесе дәстүрлі емес ұңғыма өндірісінде қатты заттарды сүзу үшін экрандарды таңдау кезінде маңызды назар аударылады, бірақ олар белгісіз болуы мүмкін. Қатты заттар резервуардан келуі мүмкін, бірақ олар өкшеден өкшеге дейін өзгеруі мүмкін; балама ретінде, экранға гидравликалық сынудан құм сүзгілеу қажет болуы мүмкін. Кез келген жағдайда қатты заттарды жинау, талдау және сынау құны өте жоғары болуы мүмкін.
2D түтік экраны дұрыс конфигурацияланбаған болса, нәтижелер ұңғыманың үнемділігіне нұқсан келтіруі мүмкін. Тым кішкентай құм экран саңылаулары мерзімінен бұрын бітеліп қалуға, тоқтап қалуға және жөндеу жұмыстарын жүргізу қажеттілігіне әкелуі мүмкін. Егер олар тым үлкен болса, қатты заттардың өндіріс процесіне еркін енуіне мүмкіндік береді, бұл мұнай құбырларын коррозияға ұшыратады, жасанды сүзгілер бетін зақымдауы, су төгетін сорғыларды зақымдауы мүмкін. құм себу және кәдеге жарату. Бұл жағдай сорғының қызмет ету мерзімін ұзарта алатын және құм өлшемдерінің кең таралуын қамтитын қарапайым, үнемді шешімді талап етеді.
Осы қажеттілікті қанағаттандыру үшін, нәтижесінде алынған қатты заттардың таралуына сезімтал емес тот баспайтын болаттан жасалған сым тормен үйлесімде клапан жинақтарын пайдалану бойынша зерттеу жүргізілді. Зерттеулер айнымалы кеуек өлшемі мен 3D құрылымы бар тот баспайтын болаттан жасалған сым тордың әртүрлі өлшемдегі қатты заттарды тиімді басқара алатындығын көрсетті. қосымша сүзгілеуді қажет етпейтін барлық өлшемдер.
Экранның астыңғы жағына орнатылған клапан жинағы ESP шығарылғанша өндірісті жалғастыруға мүмкіндік береді. Ол экран көпір салынғаннан кейін ESP-нің дереу алынуын болдырмайды. Алынған кіріс құмды басқару экраны мен клапан жинағы сұйықтық ағынын тазалау арқылы өндіріс кезінде ESP, штанга көтеру сорғылары мен газ көтергіш аяқталымдарын қатты заттардан қорғайды және әртүрлі жағдайларды қалпына келтіру үшін үнемді шешімдерді қамтамасыз етеді.
Бірінші буын сорғы қорғанысының дизайны. Тот баспайтын болаттан жасалған жүн экрандарын пайдаланатын сорғы қорғаныс жинағы Батыс Канададағы ESP-ны өндіріс кезінде қатты заттардан қорғау үшін бумен жұмыс істейтін гравитациялық дренаж ұңғымасында орналастырылған. Экрандар өндірістік тізбекке кірген кезде өндірістік сұйықтықтан зиянды қатты заттарды сүзеді. Өндіріс тізбегінің ішінде сұйықтықтар ESP кірісі мен экранның арасына ағады. Өндірістік аймақ пен жоғарғы ұңғыма оқпанының арасындағы аймақтық оқшаулауды қамтамасыз ету үшін ESP.
Өндіріс уақытында экран мен қаптаманың арасындағы сақиналы кеңістік құммен көпірленуге бейім, бұл ағынның кедергісін арттырады. Сайып келгенде, сақиналы көпір толығымен бітеліп, ағынды тоқтатады және 3-суретте көрсетілгендей, ұңғыма оқпандары мен өндіру тізбегі арасында қысым дифференциалын жасайды. Бұл кезде сұйықтық бұдан былай ESP-ге ағып кете алмайды және аяқтау тізбегін тарту керек. Қатты заттарды өндіруге қатысты бірқатар айнымалыларға байланысты, экрандағы қатты заттар көпірі арқылы ағынды тоқтату үшін қажетті ұзақтық ESP-ге қатты заттар тиелген сұйықтықты жерге түсіру арасындағы орташа уақытты айдауға мүмкіндік беретін ұзақтықтан аз болуы мүмкін, сондықтан компоненттердің екінші буыны әзірленді.
Екінші буын сорғы қорғанысы жинағы. PumpGuard* кіріс құмды басқару экраны мен клапан құрастыру жүйесі 4-суреттегі REDA* сорғының астында ілулі тұр, бұл дәстүрлі емес ESP аяқталуының мысалы. Ұңғыма өндірілгеннен кейін экран өндірістегі қатты заттарды сүзеді, бірақ құммен баяу көпір жасай бастайды және қысымның дифференциалын жасайды. Бұл әр түрлі қысым клапанына жеткенде, клапанның қысымы ашылады. сұйықтық ESP-ге құбырлар тізбегіне тікелей ағып кетеді. Бұл ағын экранның сыртқы жағындағы құм дорбаларының ұстағышын босатып, экрандағы қысым дифференциалын теңестіреді. Құм сақинадан еркін шығып кетеді, бұл экран арқылы ағынның кедергісін азайтады және ағынның қалпына келуіне мүмкіндік береді. Дифференциалды қысым төмендеген сайын, клапан өзінің жабық циклінің қажетті күйіне оралады. ESP-ті қызмет көрсетуге арналған саңылаудан шығару. Осы мақалада көрсетілген жағдайлық зерттеулер жүйенің тек жұмыс істеп тұрған скринингті аяқтаумен салыстырғанда сорғының қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартуға қабілетті екенін көрсетеді.
Жақында орнату үшін тот баспайтын болаттан жасалған тор мен ESP арасындағы аймақты оқшаулау үшін шығындарға негізделген шешім енгізілді. Төмен қарайтын шыныаяқ орауыш экран бөлігінің үстіне орнатылған. Тостаған орауыштың үстінде қосымша орталық түтік перфорациялары өндірілген сұйықтықтың экранның ішкі бөлігінен ораушы үстіндегі сақиналы кеңістікке өтуі үшін ағын жолын қамтамасыз етеді, мұнда сұйықтық ESP ішіне енеді.
Бұл шешім үшін таңдалған тот баспайтын болаттан жасалған торлы тор сүзгісі саңылауларға негізделген 2D тор түрлерімен салыстырғанда бірнеше артықшылықтарды ұсынады. 2D сүзгілері құм дорбаларын құру және құмды бақылауды қамтамасыз ету үшін негізінен сүзгі саңылаулары немесе ойықтарды қамтитын бөлшектерге сүйенеді. Дегенмен, экран үшін тек бір саңылау мәнін таңдауға болатындықтан, экран өндірілген сұйықтықтың бөлшектер өлшемін бөлуге өте сезімтал болады.
Керісінше, тот баспайтын болаттан жасалған торлы торлы сүзгілердің қалың торлы төсеніші өндірілген ұңғыма оқпанының сұйықтығы үшін жоғары кеуектілікті (92%) және үлкен ашық ағын алаңын (40%) қамтамасыз етеді. Сүзгі тот баспайтын болаттан жасалған жүнді торды қысу және оны тікелей перфорацияланған орталық түтікке орау арқылы жасалады, содан кейін оны әрбір перфорацияланған таратқыш қақпақтың ортасына перфорацияланған құбырдың ортасында қаптайды. торлы төсеніш, біркелкі емес бұрыштық бағдар (15 мкм-ден 600 мкм-ге дейін) үлкенірек және зиянды бөлшектер тордың ішінде ұсталып қалғаннан кейін орталық түтікке қарай 3D ағыны жолымен зиянсыз ұсақ бөлшектердің ағуына мүмкіндік береді. Бұл електің үлгілерінде құм ұстау сынағы сұйықтықтың сүзгіге төзімділігін жоғары деңгейде сақтайтынын көрсетті. електен өткізеді. Бұл жалғыз «өлшемді» сүзгі кездескен өндірілген сұйықтықтардың барлық бөлшектер өлшемін бөлуді өңдей алады. Бұл тот баспайтын болаттан жасалған жүнді экранды 1980 жылдары ірі оператор арнайы бумен жұмыс істейтін резервуарлардағы дербес экранды аяқтау үшін әзірлеген және сәтті орнатулардың үлкен тәжірибесі бар.
Клапан жинағы өндірістік аймақтан құбырлар тізбегіне бір жақты ағынды жіберуге мүмкіндік беретін серіппелі клапаннан тұрады. Орнату алдында орам серіппесінің алдын ала жүктелуін реттеу арқылы клапанды қолдану үшін қажетті крекинг қысымына қол жеткізу үшін теңшеуге болады. Әдетте, резервуар мен бірнеше болат клапандары арасындағы қайталама ағын жолын қамтамасыз ету үшін тот баспайтын болаттан жасалған тордың астында клапан іске қосылады. торлар тізбектей жұмыс істейді, ортаңғы клапан ең төменгі клапанға қарағанда төмен крекинг қысымына ие.
Уақыт өте келе қабат бөлшектері сорғы қорғағышы жинағының экранының сыртқы беті мен өндіріс корпусының қабырғасы арасындағы сақиналы аумақты толтырады. Қуыс құмға толып, бөлшектер шоғырланған сайын құм дорбасындағы қысымның төмендеуі артады. Бұл қысымның төмендеуі алдын ала белгіленген мәнге жеткенде, конустық клапан ашылады және сорғы кірісі арқылы тікелей ағып кетуге мүмкіндік береді. экран сүзгінің сыртындағы біріктірілген құм. Қысым дифференциалының төмендеуіне байланысты ағын экран арқылы қайта жалғасады және қабылдау клапаны жабылады. Сондықтан сорғы клапаннан қысқа уақыт ішінде ағынды тікелей көре алады. Бұл сорғының қызмет ету мерзімін ұзартады, өйткені ағынның көп бөлігі құм экраны арқылы сүзілген сұйықтық.
Сорғыны қорғау жүйесі Америка Құрама Штаттарының Делавэр бассейніндегі үш түрлі ұңғымадағы орауыштармен жұмыс істеді. Негізгі мақсат - құммен байланысты шамадан тыс жүктемелерге байланысты ESP іске қосылуы мен тоқтауларының санын азайту және өндірісті жақсарту үшін ESP қолжетімділігін арттыру. Сорғыны қорғау жүйесі ESP тізбегінің төменгі ұшынан ілулі тұр. Мұнай ұңғымасының нәтижелері сорғы қорғанысының тұрақты өнімділігін және сорғы тогын төмендететінін көрсетті. Жаңа жүйені орнатқаннан кейін құм мен қатты заттарға байланысты тоқтау уақыты 75%-ға қысқарды және сорғының қызмет ету мерзімі 22%-дан астамға артты.
Ұңғыма. Техас штатының Мартин округіндегі жаңа бұрғылау және жару ұңғымасына ESP жүйесі орнатылды. Ұңғыманың тік бөлігі шамамен 9 000 фут, ал көлденең бөлігі 12 000 футқа дейін созылады, өлшенген тереңдігі (MD). Алғашқы екі аяқтау үшін ұңғыма құйындысы құйынды сепаратор жүйесі ретінде алты желілік ESP қосылымы ретінде орнатылды. Құм сепараторының бір түрін пайдаланатын қатарынан екі қондырғы үшін ESP жұмыс параметрлерінің тұрақсыз әрекеті (ток қарқындылығы және діріл) байқалды. Тартылған ESP қондырғысын бөлшектеу талдауы құйынды газды сепаратор жинағының бөгде заттармен бітеліп қалғанын анықтады, ол құм болып табылды, өйткені ол магнитті емес және қышқылмен әрекеттеспейді.
Үшінші ESP қондырғысында тот баспайтын болаттан жасалған тор тор ESP құмын бақылау құралы ретінде құмды сепараторды ауыстырды. Жаңа сорғыны қорғау жүйесін орнатқаннан кейін ESP тұрақтырақ әрекет көрсетті, №2 орнату үшін ~19 А-дан №3 орнату үшін ~6,3 А-ға дейін қозғалтқыш тогының ауытқуы диапазонын азайтты. Діріл тұрақтырақ және қысымның төмендеуі тенденциясы да 75% төмендеді. алдыңғы орнатумен салыстырғанда өте аз ауытқиды және қосымша 100 psi қысымның төмендеуіне ие болды. ESP шамадан тыс жүктелуінің тоқтатылуы 100%-ға азаяды және ESP төмен дірілмен жұмыс істейді.
В ұңғымасы. Юниске (Нью-Мексико штаты) жақын бір ұңғымада басқа дәстүрлі емес ұңғымада ESP орнатылған, бірақ сорғы қорғанысы жоқ. Бастапқы жүктеуден кейін ESP тұрақсыз мінез-құлық көрсете бастады. Ток пен қысымның ауытқуы діріл сілкінісімен байланысты. Осы шарттарды 137 күн бойы сақтағаннан кейін ESP жаңа қорғаныс жүйесімен ауыстырылды. конфигурация. Ұңғыманың өндірісі қайта басталғаннан кейін ESP тұрақты ток күшімен және аз дірілмен қалыпты жұмыс істеп тұрды. Жарияланған кезде ESP екінші жұмысы 300 күннен астам жұмыс істеуге жетті, бұл алдыңғы орнатумен салыстырғанда айтарлықтай жақсарды.
C ұңғымасы. Жүйенің үшінші орнында орнатуы Техас штатының Ментон қаласында мұнай және газ мамандандырылған компаниясы болды, ол құмды өндіруге байланысты үзілістер мен ESP ақауларын бастан кешірді және сорғының жұмыс уақытын жақсартқысы келді. Операторлар әдетте әрбір ESP ұңғымасында төсемі бар ұңғымадағы құмды сепараторларды іске қосады. Дегенмен, төсем құммен толтырылғаннан кейін, сепаратор құмның ағып кетуіне мүмкіндік береді, сорғы бөлімінде және сораптың шахтасынан өтуге мүмкіндік береді. көтерудің жоғалуы. Жаңа жүйені сорғы қорғағышымен іске қосқаннан кейін, ESP тұрақтырақ қысымның төмендеуімен және ESP-ке қатысты жақсы жұмыс уақытымен 22% ұзағырақ жұмыс істеу мерзіміне ие болады.
Жұмыс кезінде құм және қатты заттармен байланысты өшірулер саны 75%-ға азайды, бірінші орнатудағы 8 шамадан тыс жүктеу оқиғасынан екінші орнатуда екіге дейін, ал шамадан тыс жүктемені өшіргеннен кейін сәтті қайта қосулар саны бірінші қондырғыдағы 8-ден 30%-ға өсті. Жабдықтағы электр кернеуін төмендететін және ESP пайдалану мерзімін арттыратын жалпы 12 іс-шара, барлығы 8 іс-шара қайталама қондырғыда орындалды.
5-суретте тот баспайтын болаттан жасалған тор бітеліп, клапан жинағы ашылған кезде қабылдау қысымының кенет артуы (көк) көрсетілген. Бұл қысым белгісі құммен байланысты ESP ақауларын болжау арқылы өндіріс тиімділігін одан әрі жақсарта алады, сондықтан жөндеу қондырғыларымен ауыстыру операцияларын жоспарлауға болады.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, “Experimental analysis of swirl tube as ұңғыманы тазартқыш құрылғы,” SPE Paper 94673-MS, SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Рио-де-Жанейро, Бразилия, 20 маусым – 23 ақпан, 2005.https://doi.org/10.2118/94673-MS.
Бұл мақалада 207926-MS 207926-MS SPE қағазының элементтері бар, Абу-Даби халықаралық мұнай көрмесі мен конференциясында Абу-Дабиде, БАӘ, 15-18 қараша 2021 ж.
Барлық материалдар қатаң түрде орындалатын авторлық құқық заңдарына бағынады, осы сайтты пайдаланбас бұрын Шарттарымыз бен шарттарымызды, Cookie файлдары саясатын және Құпиялылық саясатын оқып шығыңыз.