ອົງປະກອບປ້ອງກັນປັ໊ມໄດ້ຮັບການພິສູດແລ້ວວ່າປົກປ້ອງປັ໊ມຈາກດິນຊາຍ ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງ ESPs ໃນບໍ່ນ້ຳທີ່ບໍ່ທຳມະດາ. ວິທີແກ້ໄຂນີ້ຄວບຄຸມການໄຫຼກັບຄືນຂອງດິນຊາຍ frac ແລະ ຂອງແຂງອື່ນໆທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການໂຫຼດເກີນ ແລະ ເວລາຢຸດເຮັດວຽກ. ເທັກໂນໂລຢີທີ່ເປີດໃຊ້ງານໄດ້ລົບລ້າງບັນຫາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມບໍ່ແນ່ນອນຂອງການແຈກຢາຍຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ.
ຍ້ອນວ່າບໍ່ນ້ຳມັນມີຫຼາຍຂຶ້ນເລື້ອຍໆທີ່ອີງໃສ່ ESPs, ການຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງລະບົບສູບນ້ຳແບບຈົມນ້ຳດ້ວຍໄຟຟ້າ (ESP) ຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ. ອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງປ້ຳຍົກທຽມມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ຂອງແຂງໃນນ້ຳທີ່ຜະລິດອອກມາ. ອາຍຸການໃຊ້ງານ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງ ESP ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕາມການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອະນຸພາກແຂງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂອງແຂງຍັງເພີ່ມເວລາຢຸດເຮັດວຽກຂອງບໍ່ນ້ຳມັນ ແລະ ຄວາມຖີ່ຂອງການເຮັດວຽກທີ່ຕ້ອງການເພື່ອທົດແທນ ESP.
ອະນຸພາກແຂງທີ່ມັກໄຫຼຜ່ານປໍ້າຍົກທຽມປະກອບມີດິນຊາຍທີ່ສ້າງໂຄງສ້າງ, ວັດສະດຸປະສົມໄຮໂດຼລິກ, ຊີມັງ, ແລະອະນຸພາກໂລຫະທີ່ຖືກກັດກ່ອນ ຫຼື ກັດກ່ອນ. ເຕັກໂນໂລຊີການແຍກຂອງແຂງໃນຮູເຈາະທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອແຍກຂອງແຂງມີຕັ້ງແຕ່ໄຊໂຄລນປະສິດທິພາບຕ່ຳຈົນເຖິງຕາໜ່າງລວດເຫຼັກສະແຕນເລດ 3D ປະສິດທິພາບສູງ. ເຄື່ອງແຍກນ້ຳวนໃນຮູເຈາະໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນບໍ່ແຮ່ແບບດັ້ງເດີມເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ, ແລະພວກມັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປົກປ້ອງປໍ້າຈາກອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ໃນລະຫວ່າງການຜະລິດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ບໍ່ແຮ່ແບບດັ້ງເດີມມັກຈະມີການໄຫຼຂອງນ້ຳໜັກທີ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຕັກໂນໂລຊີການແຍກນ້ຳວົນໃນຮູເຈາະທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເຮັດວຽກພຽງແຕ່ບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງເທົ່ານັ້ນ.
ມີຫຼາຍຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງໜ້າຈໍຄວບຄຸມດິນຊາຍລວມ ແລະ ເຄື່ອງແຍກນ້ຳແບບ vortex downhole ໄດ້ຖືກສະເໜີໃຫ້ປົກປ້ອງ ESPs. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມີຊ່ອງຫວ່າງໃນປະສິດທິພາບການປົກປ້ອງ ແລະ ການຜະລິດຂອງປໍ້າທັງໝົດເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ແນ່ນອນໃນການແຈກຢາຍຂະໜາດ ແລະ ປະລິມານຂອງແຂງທີ່ຜະລິດໂດຍແຕ່ລະບໍ່. ຄວາມບໍ່ແນ່ນອນເພີ່ມຄວາມຍາວຂອງອົງປະກອບຄວບຄຸມດິນຊາຍ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເລິກທີ່ສາມາດຕັ້ງຄ່າ ESP ໄດ້, ຈຳກັດທ່າແຮງການຫຼຸດລົງຂອງອ່າງເກັບນ້ຳຂອງ ESP, ແລະ ສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ເສດຖະກິດຂອງບໍ່. ຄວາມເລິກການຕັ້ງຄ່າທີ່ເລິກກວ່າແມ່ນເປັນທີ່ນິຍົມໃນບໍ່ທີ່ບໍ່ທຳມະດາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການໃຊ້ເຄື່ອງແຍກນ້ຳ ແລະ ສະມໍໂຄນສຽບຕົວຜູ້ເພື່ອແຂວນຊຸດຄວບຄຸມດິນຊາຍທີ່ຍາວ ແລະ ແຂງໃນພາກສ່ວນທໍ່ທີ່ມີຄວາມຮ້າຍແຮງຂອງຂາໝາສູງທີ່ຈຳກັດການປັບປຸງ ESP MTBF. ການກັດກ່ອນຂອງທໍ່ໃນແມ່ນອີກດ້ານໜຶ່ງຂອງການອອກແບບນີ້ທີ່ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຮັບການປະເມີນຢ່າງພຽງພໍ.
ຜູ້ຂຽນເອກະສານປີ 2005 ໄດ້ນຳສະເໜີຜົນການທົດລອງຂອງເຄື່ອງແຍກດິນຊາຍລົງໃນຂຸມໂດຍອີງໃສ່ທໍ່ໄຊໂຄລນ (ຮູບທີ 1), ເຊິ່ງຂຶ້ນກັບການກະທຳຂອງໄຊໂຄລນ ແລະ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະສິດທິພາບການແຍກແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໜືດຂອງນ້ຳມັນ, ອັດຕາການໄຫຼ, ແລະ ຂະໜາດຂອງອະນຸພາກ. ພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງແຍກສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໄວສຸດທ້າຍຂອງອະນຸພາກ. ປະສິດທິພາບການແຍກຫຼຸດລົງຕາມອັດຕາການໄຫຼທີ່ຫຼຸດລົງ, ຂະໜາດຂອງອະນຸພາກແຂງຫຼຸດລົງ, ແລະ ຄວາມໜືດຂອງນ້ຳມັນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຮູບທີ 2. ສຳລັບເຄື່ອງແຍກດິນຊາຍລົງໃນຂຸມທໍ່ໄຊໂຄລນທົ່ວໄປ, ປະສິດທິພາບການແຍກຫຼຸດລົງເຖິງ ~10% ເມື່ອຂະໜາດຂອງອະນຸພາກຫຼຸດລົງເຖິງ ~100 µm. ນອກຈາກນັ້ນ, ເມື່ອອັດຕາການໄຫຼເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຄື່ອງແຍກນ້ຳວົນຈະຖືກກັດເຊາະ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງສ່ວນປະກອບໂຄງສ້າງ.
ທາງເລືອກທີ່ມີເຫດຜົນຕໍ່ໄປແມ່ນການໃຊ້ຕົວກອງຄວບຄຸມດິນຊາຍ 2D ທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງຊ່ອງທີ່ກຳນົດໄວ້. ຂະໜາດ ແລະ ການແຈກຢາຍຂອງອະນຸພາກແມ່ນການພິຈາລະນາທີ່ສຳຄັນເມື່ອເລືອກຕົວກອງເພື່ອກັ່ນຕອງຂອງແຂງໃນການຜະລິດບໍ່ນ້ຳແບບທຳມະດາ ຫຼື ບໍ່ທຳມະດາ, ແຕ່ພວກມັນອາດຈະບໍ່ຮູ້. ຂອງແຂງອາດຈະມາຈາກອ່າງເກັບນ້ຳ, ແຕ່ພວກມັນອາດຈະແຕກຕ່າງກັນໄປໃນແຕ່ລະບ່ອນ; ອີກທາງເລືອກໜຶ່ງ, ຕົວກອງອາດຈະຕ້ອງກັ່ນຕອງດິນຊາຍຈາກການແຕກຫັກຂອງໄຮໂດຼລິກ. ໃນກໍລະນີໃດກໍ່ຕາມ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການເກັບກຳ, ການວິເຄາະ ແລະ ການທົດສອບຂອງແຂງອາດຈະສູງເກີນໄປ.
ຖ້າຕາໜ່າງທໍ່ 2D ບໍ່ໄດ້ຮັບການຕັ້ງຄ່າຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ຜົນໄດ້ຮັບສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ເສດຖະກິດຂອງບໍ່ນ້ຳມັນໄດ້. ຮູຕາໜ່າງຊາຍທີ່ນ້ອຍເກີນໄປສາມາດສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການອຸດຕັນກ່ອນໄວອັນຄວນ, ການປິດ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການການແກ້ໄຂ. ຖ້າມັນໃຫຍ່ເກີນໄປ, ພວກມັນອະນຸຍາດໃຫ້ຂອງແຂງເຂົ້າໄປໃນຂະບວນການຜະລິດໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະ, ເຊິ່ງສາມາດກັດກ່ອນທໍ່ນ້ຳມັນ, ທຳລາຍປ້ຳຍົກທຽມ, ລ້າງທໍ່ລະບາຍນ້ຳ ແລະ ຕື່ມຕົວແຍກໜ້າດິນ, ຕ້ອງການການພົ່ນຊາຍ ແລະ ການກຳຈັດ. ສະຖານະການນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວິທີແກ້ໄຂທີ່ງ່າຍດາຍ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສາມາດຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປ້ຳ ແລະ ກວມເອົາການແຈກຢາຍຂະໜາດຊາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງ.
ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການນີ້, ການສຶກສາໄດ້ດຳເນີນກ່ຽວກັບການນຳໃຊ້ຊຸດວາວຮ່ວມກັບຕາໜ່າງລວດເຫຼັກສະແຕນເລດ, ເຊິ່ງບໍ່ອ່ອນໄຫວຕໍ່ການແຈກຢາຍຂອງແຂງທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕາໜ່າງລວດເຫຼັກສະແຕນເລດທີ່ມີຂະໜາດຮູຂຸມຂົນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ໂຄງສ້າງ 3D ສາມາດຄວບຄຸມຂອງແຂງທີ່ມີຂະໜາດຕ່າງໆໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍບໍ່ຕ້ອງຮູ້ການແຈກຢາຍຂະໜາດອະນຸພາກຂອງຂອງແຂງທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ຕາໜ່າງລວດເຫຼັກສະແຕນເລດ 3D ສາມາດຄວບຄຸມເມັດຊາຍທຸກຂະໜາດໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງມີການກັ່ນຕອງເພີ່ມເຕີມ.
ການປະກອບວາວທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງຕາໜ່າງຊ່ວຍໃຫ້ການຜະລິດສືບຕໍ່ຈົນກວ່າ ESP ຈະຖືກດຶງອອກ. ມັນປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ ESP ຖືກດຶງຄືນທັນທີຫຼັງຈາກຕາໜ່າງຖືກເຊື່ອມຕໍ່. ຕາໜ່າງຄວບຄຸມດິນຊາຍເຂົ້າ ແລະ ການປະກອບວາວທີ່ໄດ້ຮັບນັ້ນປົກປ້ອງ ESP, ປໍ້າຍົກກ້ານ, ແລະ ການສຳເລັດການຍົກອາຍແກັສຈາກຂອງແຂງໃນລະຫວ່າງການຜະລິດໂດຍການເຮັດຄວາມສະອາດການໄຫຼຂອງນໍ້າ ແລະ ໃຫ້ວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພື່ອຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປໍ້າໂດຍບໍ່ຕ້ອງປັບແຕ່ງຄຸນລັກສະນະຂອງອ່າງເກັບນໍ້າໃຫ້ເໝາະສົມກັບສະຖານະການຕ່າງໆ.
ການອອກແບບການປ້ອງກັນປັ໊ມລຸ້ນທຳອິດ. ຊຸດປ້ອງກັນປັ໊ມທີ່ໃຊ້ຕາໜ່າງຂົນແກະສະແຕນເລດໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ໃນບໍ່ລະບາຍນ້ຳທີ່ມີແຮງໂນ້ມຖ່ວງຊ່ວຍດ້ວຍໄອນ້ຳໃນພາກຕາເວັນຕົກຂອງການາດາເພື່ອປົກປ້ອງ ESP ຈາກຂອງແຂງໃນລະຫວ່າງການຜະລິດ. ຕາໜ່າງກັ່ນຕອງຂອງແຂງທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຈາກນ້ຳຜະລິດໃນຂະນະທີ່ມັນເຂົ້າສູ່ສາຍການຜະລິດ. ພາຍໃນສາຍການຜະລິດ, ຂອງແຫຼວໄຫຼໄປຫາທາງເຂົ້າ ESP, ບ່ອນທີ່ພວກມັນຖືກສູບຂຶ້ນສູ່ໜ້າດິນ. ເຄື່ອງບັນຈຸສາມາດແລ່ນລະຫວ່າງຕາໜ່າງ ແລະ ESP ເພື່ອໃຫ້ມີການແຍກເຂດລະຫວ່າງເຂດຜະລິດ ແລະ ບໍ່ເຈາະເທິງ.
ເມື່ອເວລາຜະລິດ, ຊ່ອງຫວ່າງວົງແຫວນລະຫວ່າງຕາໜ່າງ ແລະ ເປືອກມັກຈະເຊື່ອມຕໍ່ກັບດິນຊາຍ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການໄຫຼ. ໃນທີ່ສຸດ, ຕາໜ່າງຈະເຊື່ອມຕໍ່ກັນຢ່າງສົມບູນ, ຢຸດການໄຫຼ, ແລະ ສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນລະຫວ່າງບໍ່ເຈາະ ແລະ ສາຍການຜະລິດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3. ໃນຈຸດນີ້, ນ້ຳບໍ່ສາມາດໄຫຼໄປຫາ ESP ໄດ້ອີກຕໍ່ໄປ ແລະ ສາຍສຳເລັດຕ້ອງຖືກດຶງອອກ. ອີງຕາມຕົວແປຈຳນວນໜຶ່ງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຜະລິດຂອງແຂງ, ໄລຍະເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອຢຸດການໄຫຼຜ່ານຂົວຂອງແຂງໃນຕາໜ່າງອາດຈະໜ້ອຍກວ່າໄລຍະເວລາທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ ESP ສູບນ້ຳຂອງແຂງທີ່ບັນຈຸເວລາສະເລ່ຍລະຫວ່າງຄວາມລົ້ມເຫຼວລົງສູ່ພື້ນດິນ, ດັ່ງນັ້ນອົງປະກອບລຸ້ນທີສອງຈຶ່ງໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນ.
ຊຸດປ້ອງກັນປັ໊ມລຸ້ນທີສອງ. ລະບົບກອງຄວບຄຸມດິນຊາຍທາງເຂົ້າ ແລະ ລະບົບກອງວາວ PumpGuard* ຖືກໂຈະຢູ່ລຸ່ມປັ໊ມ REDA* ໃນຮູບທີ 4, ເຊິ່ງເປັນຕົວຢ່າງຂອງການສຳເລັດ ESP ທີ່ບໍ່ທຳມະດາ. ເມື່ອບໍ່ນ້ຳຜະລິດແລ້ວ, ກອງຈະກັ່ນຕອງຂອງແຂງໃນການຜະລິດ, ແຕ່ຈະເລີ່ມຄ່ອຍໆເຊື່ອມຕໍ່ກັບດິນຊາຍ ແລະ ສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນ. ເມື່ອຄວາມດັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນນີ້ບັນລຸຄວາມດັນແຕກທີ່ກຳນົດໄວ້ຂອງວາວ, ວາວຈະເປີດ, ຊ່ວຍໃຫ້ນ້ຳໄຫຼເຂົ້າໄປໃນສາຍທໍ່ໄປຫາ ESP ໂດຍກົງ. ການໄຫຼນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມດັນທົ່ວກອງເທົ່າທຽມກັນ, ເຮັດໃຫ້ການຈັບຂອງຖົງດິນຊາຍຢູ່ດ້ານນອກຂອງກອງຜ່ອນຄາຍ. ດິນຊາຍສາມາດແຕກອອກຈາກວົງແຫວນໄດ້, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານການໄຫຼຜ່ານກອງ ແລະ ຊ່ວຍໃຫ້ການໄຫຼກັບມາເປັນປົກກະຕິ. ເມື່ອຄວາມດັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼຸດລົງ, ວາວຈະກັບຄືນສູ່ຕຳແໜ່ງປິດ ແລະ ສະພາບການໄຫຼປົກກະຕິກັບຄືນມາເປັນປົກກະຕິ. ເຮັດຊ້ຳວົງຈອນນີ້ຈົນກວ່າຈະຈຳເປັນຕ້ອງດຶງ ESP ອອກຈາກຮູເພື່ອການບໍລິການ. ການສຶກສາກໍລະນີທີ່ເນັ້ນໃສ່ໃນບົດຄວາມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະບົບສາມາດຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປັ໊ມໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບການແລ່ນກອງສຳເລັດພຽງຢ່າງດຽວ.
ສຳລັບການຕິດຕັ້ງທີ່ຜ່ານມາ, ວິທີແກ້ໄຂທີ່ອີງໃສ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄດ້ຖືກນຳສະເໜີສຳລັບການແຍກພື້ນທີ່ລະຫວ່າງຕາໜ່າງລວດສະແຕນເລດ ແລະ ESP. ເຄື່ອງບັນຈຸຈອກທີ່ຫັນລົງຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງພາກສ່ວນຕາໜ່າງ. ເໜືອເຄື່ອງບັນຈຸຈອກ, ຮູທໍ່ກາງເພີ່ມເຕີມໃຫ້ເສັ້ນທາງການໄຫຼສຳລັບນ້ຳທີ່ຜະລິດອອກມາເພື່ອເຄື່ອນຍ້າຍຈາກພາຍໃນຂອງຕາໜ່າງໄປຫາພື້ນທີ່ວົງແຫວນຂ້າງເທິງເຄື່ອງບັນຈຸ, ບ່ອນທີ່ນ້ຳສາມາດເຂົ້າໄປໃນທາງເຂົ້າ ESP.
ຕົວກອງຕາໜ່າງລວດສະແຕນເລດທີ່ເລືອກສຳລັບວິທີແກ້ໄຂນີ້ມີຂໍ້ດີຫຼາຍຢ່າງທຽບກັບປະເພດຕາໜ່າງ 2D ທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງ. ຕົວກອງ 2D ແມ່ນອີງໃສ່ອະນຸພາກທີ່ກວມເອົາຊ່ອງຫວ່າງ ຫຼື ຊ່ອງຂອງຕົວກອງເພື່ອສ້າງຖົງຊາຍ ແລະ ໃຫ້ການຄວບຄຸມຊາຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກສາມາດເລືອກຄ່າຊ່ອງຫວ່າງດຽວສຳລັບການກັ່ນຕອງໄດ້, ການກັ່ນຕອງຈຶ່ງມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງຕໍ່ການແຈກຢາຍຂະໜາດອະນຸພາກຂອງນ້ຳທີ່ຜະລິດອອກມາ.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຕຽງຕາໜ່າງໜາຂອງຕົວກອງຕາໜ່າງລວດສະແຕນເລດໃຫ້ຄວາມพรຸນສູງ (92%) ແລະພື້ນທີ່ໄຫຼເປີດກວ້າງ (40%) ສຳລັບນ້ຳທີ່ຜະລິດອອກມາ. ຕົວກອງຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍການບີບອັດຕາໜ່າງຂົນແກະສະແຕນເລດ ແລະ ຫໍ່ມັນໂດຍກົງອ້ອມທໍ່ກາງທີ່ມີຮູ, ຈາກນັ້ນຫຸ້ມມັນໄວ້ພາຍໃນຝາປິດປ້ອງກັນທີ່ມີຮູທີ່ເຊື່ອມກັບທໍ່ກາງຢູ່ແຕ່ລະສົ້ນ. ການແຈກຢາຍຂອງຮູໃນຕຽງຕາໜ່າງ, ທິດທາງມຸມທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ (ຕັ້ງແຕ່ 15 µm ຫາ 600 µm) ຊ່ວຍໃຫ້ສິ່ງເສດເຫຼືອທີ່ບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍໄຫຼໄປຕາມເສັ້ນທາງໄຫຼ 3D ໄປສູ່ທໍ່ກາງຫຼັງຈາກອະນຸພາກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ເປັນອັນຕະລາຍຖືກກັກຂັງຢູ່ພາຍໃນຕາໜ່າງ. ການທົດສອບການຮັກສາດິນຊາຍໃນຕົວຢ່າງຂອງກອງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຕົວກອງຮັກສາຄວາມຊຶມຜ່ານໄດ້ສູງເພາະວ່ານ້ຳຖືກສ້າງຂຶ້ນຜ່ານກອງ. ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ຕົວກອງ "ຂະໜາດ" ດຽວນີ້ສາມາດຈັດການກັບການແຈກຢາຍຂະໜາດອະນຸພາກທັງໝົດຂອງນ້ຳທີ່ຜະລິດອອກມາທີ່ພົບ. ກອງຂົນແກະສະແຕນເລດນີ້ໄດ້ຖືກພັດທະນາໂດຍຜູ້ປະຕິບັດງານລາຍໃຫຍ່ໃນຊຸມປີ 1980 ໂດຍສະເພາະສຳລັບການສຳເລັດກອງທີ່ມີຕົວມັນເອງໃນອ່າງເກັບນ້ຳທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍໄອນ້ຳ ແລະ ມີປະຫວັດການຕິດຕັ້ງທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດຢ່າງກວ້າງຂວາງ.
ຊຸດວາວປະກອບດ້ວຍວາວທີ່ມີສະປິງທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ການໄຫຼທາງດຽວເຂົ້າໄປໃນສາຍທໍ່ຈາກພື້ນທີ່ຜະລິດ. ໂດຍການປັບລະດັບຄວາມດັນລ່ວງໜ້າຂອງສະປິງກ່ອນການຕິດຕັ້ງ, ວາວສາມາດປັບແຕ່ງໃຫ້ບັນລຸຄວາມດັນແຕກທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການນຳໃຊ້. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ວາວຈະຖືກແລ່ນພາຍໃຕ້ຕາໜ່າງລວດສະແຕນເລດເພື່ອສະໜອງເສັ້ນທາງໄຫຼທີສອງລະຫວ່າງອ່າງເກັບນ້ຳ ແລະ ESP. ໃນບາງກໍລະນີ, ວາວຫຼາຍອັນ ແລະ ຕາໜ່າງສະແຕນເລດເຮັດວຽກຮ່ວມກັນ, ໂດຍວາວກາງມີຄວາມດັນແຕກຕ່ຳກວ່າວາວຕໍ່າສຸດ.
ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ອະນຸພາກການກໍ່ຕົວຈະເຕັມພື້ນທີ່ວົງແຫວນລະຫວ່າງໜ້າຜິວດ້ານນອກຂອງໜ້າຈໍປ້ອງກັນປັ໊ມ ແລະ ຝາຂອງກ່ອງຜະລິດ. ເມື່ອຊ່ອງວ່າງເຕັມໄປດ້ວຍດິນຊາຍ ແລະ ອະນຸພາກລວມຕົວກັນ, ຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງໃນທົ່ວຖົງດິນຊາຍຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງນີ້ບັນລຸຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້, ວາວຮູບຈວຍຈະເປີດ ແລະ ອະນຸຍາດໃຫ້ໄຫຼຜ່ານທາງເຂົ້າຂອງປັ໊ມໂດຍກົງ. ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ກະແສຜ່ານທໍ່ສາມາດແຍກດິນຊາຍທີ່ລວມຕົວກັນກ່ອນໜ້ານີ້ຕາມດ້ານນອກຂອງຕົວກອງໜ້າຈໍ. ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງ, ກະແສຈະກັບມາໄຫຼຜ່ານໜ້າຈໍ ແລະ ວາວດູດຈະປິດ. ດັ່ງນັ້ນ, ປັ໊ມສາມາດເຫັນກະແສໂດຍກົງຈາກວາວໄດ້ພຽງແຕ່ໄລຍະເວລາສັ້ນໆເທົ່ານັ້ນ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປັ໊ມ, ຍ້ອນວ່າກະແສສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນນ້ຳທີ່ກັ່ນຕອງຜ່ານໜ້າຈໍດິນຊາຍ.
ລະບົບປ້ອງກັນປັ໊ມໄດ້ຖືກດໍາເນີນການກັບເຄື່ອງຫຸ້ມຫໍ່ໃນສາມບໍ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນອ່າງ Delaware ໃນສະຫະລັດອາເມລິກາ. ເປົ້າໝາຍຫຼັກແມ່ນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຈໍານວນການເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ການຢຸດຂອງ ESP ເນື່ອງຈາກການໂຫຼດເກີນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບດິນຊາຍ ແລະ ເພື່ອເພີ່ມຄວາມພ້ອມຂອງ ESP ເພື່ອປັບປຸງການຜະລິດ. ລະບົບປ້ອງກັນປັ໊ມຖືກຫ້ອຍຈາກປາຍລຸ່ມຂອງສາຍ ESP. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງບໍ່ນໍ້າມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບຂອງປັ໊ມທີ່ໝັ້ນຄົງ, ການສັ່ນສະເທືອນ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂອງກະແສໄຟຟ້າຫຼຸດລົງ, ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີການປ້ອງກັນປັ໊ມ. ຫຼັງຈາກຕິດຕັ້ງລະບົບໃໝ່, ເວລາຢຸດເຮັດວຽກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບດິນຊາຍ ແລະ ຂອງແຂງໄດ້ຫຼຸດລົງ 75% ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງປັ໊ມເພີ່ມຂຶ້ນຫຼາຍກວ່າ 22%.
ບໍ່ນ້ຳ. ລະບົບ ESP ໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນບໍ່ເຈາະ ແລະ ບໍ່ແຕກແຫ່ງໃໝ່ໃນເຂດ Martin County, ລັດ Texas. ສ່ວນຕັ້ງຂອງບໍ່ນ້ຳແມ່ນປະມານ 9,000 ຟຸດ ແລະ ສ່ວນນອນຂະຫຍາຍໄປເຖິງ 12,000 ຟຸດ, ຄວາມເລິກທີ່ວັດແທກໄດ້ (MD). ສຳລັບສອງຄັ້ງທຳອິດທີ່ສຳເລັດ, ລະບົບແຍກຊາຍ vortex ທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ຫົກຊັ້ນໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງເປັນສ່ວນສຳຄັນຂອງການສຳເລັດ ESP. ສຳລັບສອງການຕິດຕັ້ງຕິດຕໍ່ກັນໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງແຍກຊາຍປະເພດດຽວກັນ, ພຶດຕິກຳທີ່ບໍ່ໝັ້ນຄົງຂອງຕົວກຳນົດການປະຕິບັດງານ ESP (ຄວາມເຂັ້ມຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນ) ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນ. ການວິເຄາະການຖອດປະກອບຂອງໜ່ວຍ ESP ທີ່ຖືກດຶງອອກມາໄດ້ເປີດເຜີຍວ່າຊຸດແຍກກ໊າຊ vortex ໄດ້ຖືກອຸດຕັນດ້ວຍສິ່ງແປກປອມ, ເຊິ່ງຖືກກຳນົດວ່າເປັນດິນຊາຍເພາະວ່າມັນບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກ ແລະ ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີກັບກົດ.
ໃນການຕິດຕັ້ງ ESP ຄັ້ງທີສາມ, ຕາໜ່າງລວດສະແຕນເລດໄດ້ປ່ຽນແທນເຄື່ອງແຍກດິນຊາຍເປັນວິທີການຄວບຄຸມດິນຊາຍ ESP. ຫຼັງຈາກຕິດຕັ້ງລະບົບປ້ອງກັນປັ໊ມໃໝ່, ESP ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງພຶດຕິກຳທີ່ໝັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນ, ຫຼຸດຜ່ອນລະດັບຄວາມຜັນຜວນຂອງກະແສໄຟຟ້າມໍເຕີຈາກ ~19 A ສຳລັບການຕິດຕັ້ງ #2 ຫາ ~6.3 A ສຳລັບການຕິດຕັ້ງ #3. ການສັ່ນສະເທືອນມີຄວາມໝັ້ນຄົງຫຼາຍຂຶ້ນ ແລະ ແນວໂນ້ມຫຼຸດລົງ 75%. ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມດັນຍັງໝັ້ນຄົງ, ມີການປ່ຽນແປງໜ້ອຍຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບການຕິດຕັ້ງກ່ອນໜ້ານີ້ ແລະ ໄດ້ຮັບການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມດັນເພີ່ມເຕີມ 100 psi. ການປິດການໂຫຼດເກີນຂອງ ESP ຫຼຸດລົງ 100% ແລະ ESP ເຮັດວຽກດ້ວຍການສັ່ນສະເທືອນຕ່ຳ.
ບໍ່ນ້ຳມັນ B. ໃນບໍ່ນ້ຳມັນແຫ່ງໜຶ່ງໃກ້ກັບ Eunice, New Mexico, ບໍ່ນ້ຳມັນອີກແຫ່ງໜຶ່ງທີ່ບໍ່ທຳມະດາໄດ້ຕິດຕັ້ງ ESP ແຕ່ບໍ່ມີການປ້ອງກັນປໍ້າ. ຫຼັງຈາກການເລີ່ມຕົ້ນເບື້ອງຕົ້ນຫຼຸດລົງ, ESP ເລີ່ມສະແດງພຶດຕິກຳທີ່ບໍ່ແນ່ນອນ. ການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມດັນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການສັ່ນສະເທືອນທີ່ຮຸນແຮງ. ຫຼັງຈາກຮັກສາເງື່ອນໄຂເຫຼົ່ານີ້ເປັນເວລາ 137 ມື້, ESP ໄດ້ລົ້ມເຫຼວ ແລະ ໄດ້ມີການຕິດຕັ້ງອຸປະກອນທົດແທນ. ການຕິດຕັ້ງຄັ້ງທີສອງປະກອບມີລະບົບປ້ອງກັນປໍ້າໃໝ່ທີ່ມີການຕັ້ງຄ່າ ESP ດຽວກັນ. ຫຼັງຈາກບໍ່ນ້ຳມັນໄດ້ກັບມາຜະລິດອີກຄັ້ງ, ESP ໄດ້ເຮັດວຽກຕາມປົກກະຕິ, ມີກະແສໄຟຟ້າທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ການສັ່ນສະເທືອນໜ້ອຍລົງ. ໃນເວລາພິມເຜີຍແຜ່, ການດໍາເນີນງານຄັ້ງທີສອງຂອງ ESP ໄດ້ບັນລຸໄລຍະເວລາຫຼາຍກວ່າ 300 ມື້ຂອງການດໍາເນີນງານ, ເຊິ່ງເປັນການປັບປຸງທີ່ສໍາຄັນຈາກການຕິດຕັ້ງຄັ້ງກ່ອນ.
ບໍ່ນ້ຳ C. ການຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນສະຖານທີ່ຄັ້ງທີສາມຂອງລະບົບແມ່ນຢູ່ໃນ Mentone, Texas, ໂດຍບໍລິສັດຊ່ຽວຊານດ້ານນ້ຳມັນ ແລະ ອາຍແກັສທີ່ປະສົບກັບບັນຫາໄຟຟ້າດັບ ແລະ ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງ ESP ເນື່ອງຈາກການຜະລິດດິນຊາຍ ແລະ ຕ້ອງການປັບປຸງເວລາເຮັດວຽກຂອງປໍ້າ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ຜູ້ປະຕິບັດງານຈະໃຊ້ເຄື່ອງແຍກດິນຊາຍລົງໃນຂຸມທີ່ມີຊັ້ນໃນໃນແຕ່ລະບໍ່ ESP. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອຊັ້ນໃນເຕັມໄປດ້ວຍດິນຊາຍ, ເຄື່ອງແຍກຈະຊ່ວຍໃຫ້ດິນຊາຍໄຫຼຜ່ານພາກສ່ວນປໍ້າ, ເຮັດໃຫ້ຊັ້ນປໍ້າ, ແບຣິ່ງ ແລະ ເພົາເປ່ເພ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສູນເສຍການຍົກ. ຫຼັງຈາກໃຊ້ລະບົບໃໝ່ດ້ວຍຕົວປ້ອງກັນປໍ້າ, ESP ມີອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານກວ່າ 22% ພ້ອມດ້ວຍການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມດັນທີ່ໝັ້ນຄົງກວ່າ ແລະ ເວລາເຮັດວຽກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ ESP ທີ່ດີຂຶ້ນ.
ຈຳນວນການປິດລະບົບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບດິນຊາຍ ແລະ ແຂງໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຫຼຸດລົງ 75%, ຈາກ 8 ເຫດການໂຫຼດເກີນໃນການຕິດຕັ້ງຄັ້ງທຳອິດ ມາເປັນສອງໃນການຕິດຕັ້ງຄັ້ງທີສອງ, ແລະ ຈຳນວນການເລີ່ມຕົ້ນໃໝ່ທີ່ສຳເລັດຫຼັງຈາກການປິດລະບົບໂຫຼດເກີນເພີ່ມຂຶ້ນ 30%, ຈາກ 8 ໃນການຕິດຕັ້ງຄັ້ງທຳອິດ. ມີການດຳເນີນງານທັງໝົດ 12 ເຫດການ, ລວມທັງໝົດ 8 ເຫດການ, ໃນການຕິດຕັ້ງຄັ້ງທີສອງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທາງໄຟຟ້າຕໍ່ອຸປະກອນ ແລະ ເພີ່ມອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງ ESP.
ຮູບທີ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງກະທັນຫັນຂອງສັນຍານຄວາມດັນເຂົ້າ (ສີຟ້າ) ເມື່ອຕາໜ່າງເຫຼັກສະແຕນເລດຖືກອຸດຕັນ ແລະ ການປະກອບວາວຖືກເປີດ. ສັນຍານຄວາມດັນນີ້ສາມາດປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດຕື່ມອີກໂດຍການຄາດຄະເນຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງ ESP ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບດິນຊາຍ, ດັ່ງນັ້ນການດໍາເນີນງານທົດແທນດ້ວຍເຄື່ອງສ້ອມແປງສາມາດວາງແຜນໄດ້.
1 ມາຕິນສ໌, ເຈເອ, ES ໂຣຊາ, ສ. ຣອບສັນ, “ການວິເຄາະທົດລອງຂອງທໍ່ໝຸນເປັນອຸປະກອນແຍກທໍ່ລົງ,” ເອກະສານ SPE 94673-MS, ນຳສະເໜີໃນກອງປະຊຸມວິສະວະກຳນ້ຳມັນ SPE ອາເມລິກາລາຕິນ ແລະ ແຄຣິບບຽນ, ຣີໂອເດຈາເນໂຣ, ປະເທດບຣາຊິນ, ວັນທີ 20 ມິຖຸນາ – 23 ກຸມພາ 2005.https://doi.org/10.2118/94673-MS.
ບົດຄວາມນີ້ປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບຕ່າງໆຈາກເອກະສານ SPE 207926-MS, ເຊິ່ງນຳສະເໜີຢູ່ໃນງານວາງສະແດງ ແລະ ກອງປະຊຸມນ້ຳມັນສາກົນ Abu Dhabi ທີ່ Abu Dhabi, UAE, ໃນວັນທີ 15-18 ພະຈິກ 2021.
ເອກະສານທັງໝົດແມ່ນຂຶ້ນກັບກົດໝາຍລິຂະສິດທີ່ຖືກບັງຄັບໃຊ້ຢ່າງເຂັ້ມງວດ, ກະລຸນາອ່ານຂໍ້ກຳນົດ ແລະ ເງື່ອນໄຂ, ນະໂຍບາຍຄຸກກີ ແລະ ນະໂຍບາຍຄວາມເປັນສ່ວນຕົວຂອງພວກເຮົາກ່ອນທີ່ຈະນຳໃຊ້ເວັບໄຊນີ້.