Шахуургын хамгаалалтын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь насосыг элснээс хамгаалж, уламжлалт бус худаг дахь ESP-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг нь батлагдсан. Энэхүү шийдэл нь хэт ачаалал болон зогсолтыг үүсгэж болох элс болон бусад хатуу бодисын урсах урсгалыг хянадаг. Идэвхжүүлэх технологи нь бөөмийн хэмжээг хуваарилах тодорхойгүй байдалтай холбоотой асуудлуудыг арилгадаг.
Газрын тосны цооног улам олон болж, цахилгаан гүний шахуургын (ESP) системийн ашиглалтын хугацааг уртасгах нь улам бүр чухал болж байна. Хиймэл өргөх насосны ашиглалтын хугацаа болон гүйцэтгэл нь үйлдвэрлэсэн шингэн дэх хатуу бодисуудад мэдрэмтгий байдаг. Хатуу тоосонцор нэмэгдэхийн хэрээр ESP-ийн ашиглалтын хугацаа болон гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц буурсан. Үүнээс гадна, хатуу хэсгүүд нь худгийн зогсолтыг солих давтамжийг нэмэгдүүлдэг.
Хиймэл өргөх шахуургаар ихэвчлэн урсдаг хатуу хэсгүүдэд тогтоцын элс, гидравлик ан цав үүсгэгч бодис, цемент, элэгдэлд орсон эсвэл зэвэрсэн металлын тоосонцор орно. Хатуу бодисыг ялгахад зориулагдсан цооногийн технологи нь бага үр ашигтай циклоноос өндөр үр ашигтай 3D зэвэрдэггүй ган төмөр тор хүртэл байдаг. Цооногийн цооногийг цэвэрлэхэд ашигладаг. ба тэдгээр нь үйлдвэрлэлийн явцад насосыг том тоосонцороос хамгаалахад голчлон ашиглагддаг.Гэвч уламжлалт бус худгууд нь завсарлагатай slug урсгалд өртдөг тул одоо байгаа цооногийн эргүүлэг тусгаарлагч технологи нь зөвхөн завсарлагатайгаар ажилладаг.
ESP-ийг хамгаалахын тулд элсний хяналтын дэлгэц болон цооногийн эргүүлгүүдийн хэд хэдэн өөр өөр хувилбаруудыг санал болгосон. Гэсэн хэдий ч худаг тус бүрээс гаргаж буй хатуу бодисын хэмжээ, хэмжээ тодорхойгүйгээс бүх насосуудын хамгаалалт, үйлдвэрлэлийн гүйцэтгэлд цоорхой байдаг. Тодорхойгүй байдал нь элсний хяналтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уртыг нэмэгдүүлж, улмаар ESP-ийн гүнийг багасгаж, ESP-ийн гүнийг бууруулахад хүргэдэг. усан сангийн бууралтын боломж, худгийн эдийн засагт сөргөөр нөлөөлж байна. Уламжлалт бус худагт гүн гүнзгий суулгахыг илүүд үздэг. Гэсэн хэдий ч, яндангийн хэсгүүдийн урт, хатуу элсний хяналтын угсралтыг түдгэлзүүлэхийн тулд элс арилгагч болон эрэгтэй залгуурыг ашиглах нь ESP MTBF-ийг хязгаарласан нь энэ хоолойн дизайныг сайжруулсан өөр нэг зүйл биш юм. үнэлэгдсэн.
2005 оны нийтлэлийн зохиогчид циклоны үйлчлэл ба таталцлаас хамаарах циклон хоолойд суурилсан цооногийн элс тусгаарлагчийн туршилтын үр дүнг (Зураг 1) танилцуулж, салгах үр ашиг нь газрын тосны зуурамтгай чанар, урсгалын хурд, ширхэгийн хэмжээ зэргээс шалтгаална гэдгийг харуулсан. Тэд тусгаарлагчийн үр ашиг нь эцсийн тоосонцорыг задлах үр ашгаас ихээхэн хамаардаг болохыг харуулж байна. урсгалын хурд, хатуу ширхэгийн хэмжээ багасч, тосны зуурамтгай чанар нэмэгдэж байна, Зураг 2. Циклон хоолой бүхий ердийн цооногийн тусгаарлагчийн хувьд бөөмийн хэмжээ ~100 μм хүртэл буурахад салгах үр ашиг ~10% хүртэл буурдаг. Үүнээс гадна урсгалын хурд нэмэгдэхийн хэрээр эргүүлэг тусгаарлагч нь элэгдэлд өртдөг бөгөөд энэ нь бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ашиглалтын хугацаанд нөлөөлдөг.
Дараагийн логик хувилбар бол тодорхой нүхний өргөнтэй 2 хэмжээст элсний хяналтын дэлгэцийг ашиглах явдал юм. Бөөмийн хэмжээ болон тархалт нь ердийн болон уламжлалт бус худгийн үйлдвэрлэлд хатуу бодисыг шүүх дэлгэцийг сонгоход чухал ач холбогдолтой байдаг, гэхдээ тэдгээр нь тодорхойгүй байж болно. Хатуу бодис нь усан сангаас ирж болно, гэхдээ тэдгээр нь өсгий, өсгий хүртэл өөр өөр байж болно; Өөрөөр хэлбэл, дэлгэц нь гидравлик хагарлаас элсийг шүүх шаардлагатай байж болно. Аль ч тохиолдолд хатуу бодис цуглуулах, дүн шинжилгээ хийх, турших зардал өндөр байж болно.
Хэрэв 2 хэмжээст хоолойн дэлгэцийг зөв тохируулаагүй бол үр дүн нь худгийн эдийн засгийн хэмнэлтийг алдагдуулж болзошгүй. Хэт жижиг элсэн дэлгэцийн нүх нь дутуу бөглөрөх, унтрах, засварын ажил хийх шаардлагатай болдог. Хэт том бол тэдгээр нь хатуу бодисыг үйлдвэрлэлийн процесст чөлөөтэй нэвтрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь газрын тосны хоолойг зэврүүлж, гадаргуугийн хиймэл дүүргэгчийг гэмтээж, ус зайлуулах насосыг гэмтээж болно. элс цацах, зайлуулах.Энэ нөхцөл байдал нь насосны ашиглалтын хугацааг уртасгах, элсний хэмжээтэй өргөн тархалтыг хамарсан энгийн, хэмнэлттэй шийдлийг шаарддаг.
Энэхүү хэрэгцээг хангахын тулд хавхлагын угсралтыг зэвэрдэггүй ган утсан тортой хослуулан ашиглах талаар судалгаа хийсэн бөгөөд энэ нь үүссэн хатуу бодисын тархалтад мэдрэмтгий биш юм. Судалгаагаар хувьсах нүх сүвний хэмжээ, 3 хэмжээст бүтэц бүхий зэвэрдэггүй ган төмөр тор нь янз бүрийн хэмжээтэй хатуу биетүүдийг үр дүнтэй удирдаж, үр дүнд нь үүссэн хатуу бодисын бөөмийн хэмжээг мэдэхгүйгээр үр дүнтэй удирдаж чаддаг болохыг харуулсан. бүх хэмжээтэй, нэмэлт хоёрдогч шүүлтүүр шаардлагагүй.
Дэлгэцийн доод хэсэгт суурилуулсан хавхлагын угсралт нь ESP-ийг сугалж авах хүртэл үйлдвэрлэлийг үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог. Энэ нь дэлгэцийг гүүрний дараа ESP-ийг шууд гаргаж авахаас сэргийлдэг. Үүссэн оролтын элс хянах дэлгэц ба хавхлагын угсралт нь шингэний урсгалыг цэвэрлэх замаар үйлдвэрлэлийн явцад ESP, саваа өргөх насос, хийн өргөлтийн иж бүрдэл хэсгүүдийг хатуу бодисоос хамгаалж, янз бүрийн шинж чанарыг хадгалах боломжийг олгодог.
Нэгдүгээр үеийн насосны хамгаалалтын загвар. Зэвэрдэггүй ган ноосон дэлгэц ашиглан насосны хамгаалалтын угсралт нь үйлдвэрлэлийн явцад ESP-ийг хатуу бодисоос хамгаалахын тулд баруун Канадын уурын тусламжтайгаар хүндийн хүчний ус зайлуулах цооногт байрлуулсан. Дэлгэц нь үйлдвэрлэлийн шугамд орох үед үйлдвэрлэлийн шингэнээс хортой хатуу бодисыг шүүдэг. Үйлдвэрлэлийн хэлхээний дотор шингэн нь ESP-ийн оролтын гадаргуу руу урсаж, тэдгээр нь шахуургын гадаргуу руу шилжиж, сав баглаа боодолтой байх боломжтой. Үйлдвэрлэлийн бүс ба худгийн дээд цооногийн хоорондох бүсийн тусгаарлалтыг хангах ESP.
Үйлдвэрлэлийн хугацаа өнгөрөх тусам дэлгэц ба яндангийн хоорондох цагираг хэлбэрийн зай нь элстэй нийлэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь урсгалын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Эцэст нь цагираг нь бүхэлдээ гүүр болж, урсацыг зогсоож, 3-р зурагт үзүүлсэн шиг худгийн цооног ба үйлдвэрлэлийн хэлхээний хоорондох даралтын зөрүүг үүсгэдэг. Энэ үед шингэн нь ESP руу урсах боломжгүй болж, дуусгах утсыг татах ёстой. Хатуу бодисын үйлдвэрлэлтэй холбоотой хэд хэдэн хувьсагчаас хамааран дэлгэцэн дээрх хатуу бодисын гүүрээр дамжин өнгөрөх урсгалыг зогсооход шаардагдах хугацаа нь ESP нь хатуу бодисоор дүүрсэн шингэнийг газарт шахах дундаж хугацаанаас бага байж болох тул хоёр дахь үеийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг боловсруулсан.
Хоёрдахь үеийн насосны хамгаалалтын угсралт. PumpGuard* оролтын элсний хяналтын дэлгэц ба хавхлагын угсралтын системийг Зураг 4-т үзүүлсэн REDA* насосны доор түдгэлзүүлсэн бөгөөд энэ нь уламжлалт бус ESP-ийн гүйцэтгэлийн жишээ юм. Худаг олборлосны дараа дэлгэц нь үйлдвэрлэлд байгаа хатуу бодисыг шүүдэг боловч элсээр аажим аажмаар гүүр болж, даралтын зөрүү үүсэх болно. шингэн нь хоолойн утас руу ESP руу шууд урсах болно. Энэ урсгал нь дэлгэц дээрх даралтын зөрүүг тэнцвэржүүлж, дэлгэцийн гадна талын элсний уутны барьцыг сулруулна. Элс нь цагирагнаас чөлөөтэй урсдаг бөгөөд энэ нь дэлгэцээр дамжин өнгөрөх урсгалын эсэргүүцлийг бууруулж, урсгалыг сэргээх боломжийг олгодог. Даралтын дифференциал буурах үед хавхлага шаардлагатай эргэлтийн горимд буцаж, хаалттай горимд буцаж ирдэг. засвар үйлчилгээ хийх нүхнээс ESP-ийг гаргах. Энэ нийтлэлд онцолсон жишээнүүдээс харахад систем нь дангаар нь шалгаж дуусгахтай харьцуулахад насосны ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгах чадвартайг харуулж байна.
Саяхны суурилуулалтын хувьд зэвэрдэггүй ган торон болон ESP хоёрын хоорондох талбайг тусгаарлах зардалд суурилсан шийдлийг нэвтрүүлсэн. Доош харсан аяга савлагчийг дэлгэцийн хэсгийн дээр суурилуулсан. Аяга савлагчийн дээр нэмэлт төвийн хоолойн цооролтууд нь үйлдвэрлэсэн шингэнийг дэлгэцийн дотор талаас нүүлгэн шилжүүлэх урсгалыг бий болгодог бөгөөд энэ нь савлагчийн дээрх цагираг зай руу шилжиж, шингэн нь ESP-д орох боломжтой.
Энэхүү шийдэлд зориулж сонгосон зэвэрдэггүй ган торон шүүлтүүр нь цоорхойд суурилсан 2D торны төрлөөс хэд хэдэн давуу талтай. 2D шүүлтүүрүүд нь шүүлтүүрийн цоорхой эсвэл нүхийг хамарсан тоосонцор дээр тулгуурлан элсний уут барьж, элсний хяналтыг хангадаг. Гэсэн хэдий ч дэлгэцийн хувьд зөвхөн нэг цоорхойн утгыг сонгох боломжтой тул дэлгэц нь үйлдвэрлэсэн шингэний ширхэгийн хэмжээ хуваарилалтад маш мэдрэмтгий болдог.
Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган торон шүүлтүүрийн зузаан торон дэвсгэр нь худгийн цооногийн шингэний хувьд өндөр сүвэрхэг (92%), том задгай урсгалын талбайг (40%) хангадаг. Шүүлтүүрийг зэвэрдэггүй ган ноосон торыг шахаж, цоолсон гол хоолойн эргэн тойронд шууд ороож, дараа нь цоолбортой хуваарилах нүхний төгсгөлд нүхтэй хамгаалалтын бүрхэвчээр бүрхсэн. торон дэвсгэр, жигд бус өнцгийн чиг баримжаа нь (15 μм-ээс 600 μм-ийн хооронд) нь том хэмжээтэй, хортой тоосонцор торон дотор тээглэсний дараа төв хоолой руу чиглэсэн 3 хэмжээст урсгалын замаар хоргүй нарийн ширхэгтүүдийг урсгах боломжийг олгодог. Энэ шигшүүрийн сорьцонд элс хадгалах туршилт хийх нь шүүлтүүрээр дамжуулан шингэнийг өндөр түвшинд байлгадаг болохыг харуулж байна. шигшүүр. Энэхүү ганц "хэмжээтэй" шүүлтүүр нь үүссэн шингэний бүх ширхэгийн хэмжээтэй хуваарилалтыг үр дүнтэйгээр зохицуулж чадна. Энэхүү зэвэрдэггүй ган ноосон дэлгэцийг 1980-аад онд уурын өдөөлттэй усан сан дахь бие даасан дэлгэцийг бөглөхөд зориулж тусгайлан бүтээсэн бөгөөд амжилттай суурилуулсан арвин туршлагатай.
Хавхлагын угсралт нь үйлдвэрлэлийн талбайгаас хоолойн утас руу нэг талын урсгалыг зөвшөөрдөг пүрштэй хавхлагаас бүрдэнэ. Суулгахын өмнө ороомгийн хаврын урьдчилсан ачааллыг тохируулснаар хавхлагыг хүссэн хагарлын даралтыг бий болгохын тулд тохируулж болно. Ихэвчлэн зэвэрдэггүй ган торны доор хавхлага ажиллуулж, усан сан, олон ган цорго болон зарим ган хавхлагуудын хооронд хоёрдогч урсгалын замыг бий болгодог. тор нь цувралаар ажилладаг бөгөөд дунд хавхлага нь хамгийн бага хавхлагаас бага хагарлын даралттай байдаг.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд формацийн тоосонцор нь насосны хамгаалалтын угсралтын дэлгэцийн гаднах гадаргуу ба үйлдвэрлэлийн яндангийн хананы хоорондох цагираг хэлбэртэй хэсгийг дүүргэдэг. Хөндий элсээр дүүрч, тоосонцор бэхжихийн хэрээр элсний уут дахь даралтын уналт нэмэгддэг. Энэ даралтын уналт нь урьдчилан тогтоосон утгад хүрэх үед конус хавхлага нээгдэж, насосны оролтын хоолойгоор шууд урсах боломжийг олгодог. Шүүлтүүрийн шүүлтүүрийн гадна талын нэгдмэл элс.Даралтын зөрүү багассаны улмаас шүүрээр урсах урсгал сэргэж, оролтын хавхлага хаагдах болно.Тиймээс насос нь хавхлагаас урсгалыг богино хугацаанд л шууд харж чаддаг. Энэ нь насосны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг, учир нь урсгалын ихэнх хэсэг нь элс шигшүүрээр шүүгдсэн шингэн байдаг.
Шахуургын хамгаалалтын системийг АНУ-ын Делавэрийн сав газрын гурван өөр худагт савлагчтай ажиллуулсан. Гол зорилго нь элсний хэт ачааллаас шалтгаалсан ESP эхлэх, зогсох тоог багасгах, үйлдвэрлэлийг сайжруулахын тулд ESP-ийн хүртээмжийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Насосны хамгаалалтын системийг ESP шугамын доод төгсгөлөөс түдгэлзүүлсэн. технологи.Шинэ системийг суурилуулсны дараа элс, хатуу бодистой холбоотой ажиллахгүй байх хугацаа 75%-иар буурч, насосны ашиглалтын хугацаа 22%-иас дээш нэмэгдсэн.
Худаг. Техас мужийн Мартин мужид цооног цооног цооног цооног цооног цооногийн цооногийг цооногоос тусгаарлах системийг суурилуулсан. Худагны босоо хэсэг нь ойролцоогоор 9,000 фут, хэвтээ хэсэг нь 12,000 фут хүртэл үргэлжилдэг, хэмжсэн гүн (MD). Эхний хоёр ажлыг дуусгахад цооногийн эргүүлэг элс тусгаарлагч системийг ESP-ийн зургаан шугамын холболтоор суурилуулсан. дуусгах.Ижил төрлийн элс тусгаарлагчийг хоёр дараалсан суурилуулалтын хувьд ESP-ийн үйл ажиллагааны параметрүүдийн тогтворгүй байдал (гүйдлийн эрч хүч ба чичиргээ) ажиглагдсан. Татсан ESP нэгжийг задлах явцад эргүүлэгтэй хийн тусгаарлагчийн угсралт нь гадны биетээр бөглөрсөн болох нь тогтоогдсон бөгөөд энэ нь химийн урвалд ордоггүй, хүчиллэг бодис агуулдаггүй тул элс болох нь тогтоогдсон.
Гурав дахь ESP суурилуулалтанд зэвэрдэггүй ган тороор элс тусгаарлагчийг ESP элсний хяналтын хэрэгсэл болгон сольсон. Шахуургын хамгаалалтын шинэ системийг суурилуулсны дараа ESP илүү тогтвортой ажиллаж, хөдөлгүүрийн гүйдлийн хэлбэлзлийн хүрээг №2 суурилуулалтад ~19 А-аас №3 суурилуулахад ~6,3 А хүртэл бууруулсан. Чичиргээ илүү тогтвортой, даралт буурах хандлага мөн 75%-иар буурчээ. өмнөх суурилуулалттай харьцуулахад маш бага хэлбэлзэж, нэмэлт 100 psi даралтын уналтыг олж авсан.ESP хэт ачааллыг зогсоох нь 100% буурч, ESP бага чичиргээтэй ажилладаг.
Б худагт Нью Мексикийн Юнис хотын ойролцоох нэг худагт өөр нэг уламжлалт бус худагт ESP суурилуулсан боловч насосны хамгаалалтгүй байсан. Ачаалах анхны уналтаас хойш ESP тогтворгүй ажиллаж эхэлсэн. Гүйдэл ба даралтын хэлбэлзэл нь чичиргээний огцом өсөлттэй холбоотой. Эдгээр нөхцөлийг 137 хоногийн турш хадгалсны дараа ESP-ийн хамгаалалтын систем бүтэлгүйтэж, ESP-ийн шинэ хамгаалалтын системийг шинээр сольсон. тохиргоо.Цооногийн үйлдвэрлэлийг дахин эхлүүлсний дараа ESP нь тогтвортой гүйдэлтэй, чичиргээ багатай хэвийн ажиллаж байсан. Нийтлэх үед ESP-ийн хоёр дахь гүйдэл 300 гаруй хоног ажилласан нь өмнөх суурилуулалттай харьцуулахад мэдэгдэхүйц сайжирсан байна.
Худаг C. Системийн гурав дахь газар дээр нь суурилуулах ажлыг Техас мужийн Ментон хотод хийсэн бөгөөд газрын тос, байгалийн хийн мэргэшсэн компани нь элсний үйлдвэрлэлийн улмаас тасалдал, ESP-ийн доголдолтой тулгарсан бөгөөд насосны ашиглалтын хугацааг сайжруулахыг хүсч байсан. Операторууд ихэвчлэн ESP худаг бүрт доторлогоотой элс тусгаарлагчийг ажиллуулдаг. Гэсэн хэдий ч доторлогоо нь элсээр дүүрсний дараа тусгаарлагч нь элсийг урсгаж, насосны хэсэг болон шахуургын босоо амаар дамжин урсах боломжийг олгоно. өргөлтийн алдагдал. Шинэ системийг насосны хамгаалалттай ажиллуулсны дараа ESP нь илүү тогтвортой даралтын уналт, ESP-тэй холбоотой ажиллах хугацаа нь 22%-иар урт байна.
Ашиглалтын явцад элс, хатуу бодистой холбоотой унтаралтын тоо 75%-иар буурч, эхний суурилуулалтад хэт ачааллын 8 тохиолдол гарч байсан бол хоёр дахь суурилуулалтад хоёр болж, хэт ачааллыг унтраасны дараа амжилттай дахин ачаалсны тоо эхний суурилуулалтад 8 байсан бол 30%-иар өссөн байна. Хоёрдогч суурилуулалтанд нийт 12 арга хэмжээ, нийт 8 арга хэмжээ хийгдсэн бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн цахилгааны ачааллыг бууруулж, ESP-ийн ашиглалтын хугацааг уртасгасан.
Зэвэрдэггүй ган торыг хааж, хавхлагын угсралтыг нээх үед хэрэглээний даралтын тэмдэг (цэнхэр) огцом нэмэгдэж байгааг Зураг 5-д харуулав. Энэхүү даралтын тэмдэг нь элсээр холбоотой ESP-ийн эвдрэлийг урьдчилан таамаглах замаар үйлдвэрлэлийн үр ашгийг цаашид сайжруулах боломжтой тул засварын төхөөрөмжөөр солих ажлыг төлөвлөж болно.
1 Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, "Experimental analysis of swirl tube as downhole desander device," SPE Paper 94673-MS, SPE Latin America and Caribbean Petroleum Engineering Conference, Рио-де-Жанейро, Бразил, 6-р сарын 20-ноос 2-р сарын 23-нд танилцуулсан. 2005.https://doi.org/10.2118/94673-MS.
Энэ нийтлэлд 2021 оны 11-р сарын 15-18-нд АНЭУ-ын Абу Даби хотод болсон Абу Даби олон улсын газрын тосны үзэсгэлэн, бага хуралд танилцуулсан 207926-MS SPE цаасны элементүүдийг багтаасан болно.
Бүх материал нь зохиогчийн эрхийн хуулийг чанд мөрддөг тул энэ сайтыг ашиглахаасаа өмнө манай Нөхцөл, Күүкийн бодлого, Нууцлалын бодлогыг уншина уу.