ชิ้นส่วนป้องกันปั๊มได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถปกป้องปั๊มจากทรายและยืดอายุการใช้งานของปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP) ในบ่อน้ำมันที่ไม่ธรรมดาได้ โซลูชันนี้ควบคุมการไหลย้อนกลับของทรายที่ใช้ในการแตกหินและของแข็งอื่นๆ ที่อาจทำให้เกิดการโอเวอร์โหลดและการหยุดทำงาน เทคโนโลยีนี้ช่วยขจัดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอนของการกระจายขนาดอนุภาค
เนื่องจากบ่อน้ำมันจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ พึ่งพาปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP) การยืดอายุการใช้งานของระบบปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP) จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ อายุการใช้งานและประสิทธิภาพของปั๊มยกน้ำมันนั้นอ่อนไหวต่อของแข็งในน้ำมันที่ผลิตได้ อายุการใช้งานและประสิทธิภาพของ ESP ลดลงอย่างมากเมื่อปริมาณอนุภาคของแข็งเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ของแข็งยังเพิ่มเวลาหยุดทำงานของบ่อน้ำมันและความถี่ในการซ่อมแซมที่ต้องเปลี่ยน ESP อีกด้วย
อนุภาคของแข็งที่มักไหลผ่านปั๊มยกเทียม ได้แก่ ทรายจากชั้นหินใต้ดิน สารค้ำยันการแตกหินด้วยแรงดันน้ำ ซีเมนต์ และอนุภาคโลหะที่สึกกร่อนหรือผุกร่อน เทคโนโลยีใต้ดินที่ออกแบบมาเพื่อแยกของแข็งมีตั้งแต่ไซโคลนประสิทธิภาพต่ำไปจนถึงตาข่ายลวดสแตนเลส 3 มิติประสิทธิภาพสูง เครื่องแยกทรายแบบหมุนวนใต้ดินถูกนำมาใช้ในบ่อน้ำมันแบบดั้งเดิมมานานหลายทศวรรษ และส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันปั๊มจากอนุภาคขนาดใหญ่ในระหว่างการผลิต อย่างไรก็ตาม บ่อน้ำมันแบบไม่ดั้งเดิมมักมีการไหลแบบเป็นช่วงๆ ซึ่งส่งผลให้เทคโนโลยีเครื่องแยกแบบหมุนวนใต้ดินที่มีอยู่ทำงานได้เพียงเป็นช่วงๆ เท่านั้น
มีการเสนอรูปแบบต่างๆ ของตะแกรงควบคุมทรายแบบผสมผสานและเครื่องแยกทรายแบบหมุนวนใต้ดินเพื่อป้องกันปั๊มจุ่มใต้น้ำ (ESP) อย่างไรก็ตาม ยังมีช่องว่างในการป้องกันและประสิทธิภาพการผลิตของปั๊มทั้งหมดเนื่องจากความไม่แน่นอนในการกระจายขนาดและปริมาณของของแข็งที่ผลิตโดยแต่ละบ่อ ความไม่แน่นอนนี้ทำให้ความยาวของส่วนประกอบควบคุมทรายเพิ่มขึ้น ซึ่งจะลดความลึกที่สามารถติดตั้ง ESP ได้ จำกัดศักยภาพในการลดลงของปริมาณน้ำมันในแหล่งกักเก็บ และส่งผลเสียต่อเศรษฐศาสตร์ของบ่อ การติดตั้งที่ความลึกมากขึ้นเป็นที่ต้องการในบ่อที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องแยกทรายและสมอโคลนแบบปลั๊กตัวผู้เพื่อแขวนชุดควบคุมทรายที่ยาวและแข็งในส่วนท่อกรุที่มีความโค้งงอสูงนั้นจำกัดการปรับปรุง MTBF ของ ESP การกัดกร่อนของท่อด้านในเป็นอีกแง่มุมหนึ่งของการออกแบบนี้ที่ยังไม่ได้รับการประเมินอย่างเพียงพอ
ผู้เขียนบทความปี 2005 ได้นำเสนอผลการทดลองของเครื่องแยกทรายใต้ดินแบบใช้ท่อไซโคลน (รูปที่ 1) ซึ่งอาศัยการทำงานของไซโคลนและแรงโน้มถ่วง เพื่อแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการแยกขึ้นอยู่กับความหนืดของน้ำมัน อัตราการไหล และขนาดอนุภาค พวกเขาแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของเครื่องแยกขึ้นอยู่กับความเร็วปลายทางของอนุภาคเป็นอย่างมาก ประสิทธิภาพการแยกจะลดลงเมื่ออัตราการไหลลดลง ขนาดอนุภาคของแข็งลดลง และความหนืดของน้ำมันเพิ่มขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 2 สำหรับเครื่องแยกใต้ดินแบบใช้ท่อไซโคลนทั่วไป ประสิทธิภาพการแยกจะลดลงเหลือประมาณ 10% เมื่อขนาดอนุภาคลดลงเหลือประมาณ 100 ไมโครเมตร นอกจากนี้ เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้น เครื่องแยกแบบหมุนวนจะเกิดการสึกหรอจากการกัดกร่อน ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานของชิ้นส่วนโครงสร้าง
ทางเลือกถัดไปที่สมเหตุสมผลคือการใช้ตะแกรงกรองทรายแบบ 2 มิติที่มีความกว้างของช่องที่กำหนดไว้ ขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกตะแกรงเพื่อกรองของแข็งในการผลิตจากบ่อแบบดั้งเดิมหรือแบบไม่ดั้งเดิม แต่ข้อมูลเหล่านี้อาจไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ของแข็งอาจมาจากแหล่งกักเก็บ แต่ขนาดและการกระจายตัวอาจแตกต่างกันไปในแต่ละส่วนของบ่อ หรือตะแกรงอาจจำเป็นต้องกรองทรายจากการแตกตัวด้วยแรงดันไฮดรอลิก ไม่ว่าในกรณีใด ค่าใช้จ่ายในการเก็บรวบรวม วิเคราะห์ และทดสอบของแข็งอาจสูงเกินไป
หากตะแกรงกรองทรายแบบ 2 มิติ ไม่ได้รับการกำหนดค่าอย่างเหมาะสม ผลลัพธ์อาจส่งผลเสียต่อเศรษฐกิจของบ่อน้ำมันได้ ช่องเปิดของตะแกรงกรองทรายที่เล็กเกินไปอาจทำให้เกิดการอุดตันก่อนกำหนด การหยุดทำงาน และความจำเป็นในการซ่อมแซม หากมีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้ของแข็งเข้าสู่กระบวนการผลิตได้อย่างอิสระ ซึ่งอาจกัดกร่อนท่อน้ำมัน ทำลายปั๊มยกน้ำมัน ชะล้างวาล์วควบคุมการไหลบนพื้นผิว และอุดตันเครื่องแยกบนพื้นผิว ทำให้ต้องทำความสะอาดด้วยการพ่นทรายและกำจัดทิ้ง สถานการณ์เช่นนี้ต้องการวิธีแก้ปัญหาที่เรียบง่าย คุ้มค่า และสามารถยืดอายุการใช้งานของปั๊ม รวมถึงรองรับขนาดทรายที่หลากหลายได้
เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ จึงได้มีการศึกษาเกี่ยวกับการใช้ชุดวาล์วร่วมกับตะแกรงลวดสแตนเลส ซึ่งไม่ไวต่อการกระจายตัวของของแข็งที่เกิดขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าตะแกรงลวดสแตนเลสที่มีขนาดรูพรุนแปรผันและโครงสร้าง 3 มิติ สามารถควบคุมของแข็งขนาดต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่จำเป็นต้องทราบการกระจายขนาดอนุภาคของของแข็งที่เกิดขึ้น ตะแกรงลวดสแตนเลส 3 มิติ สามารถควบคุมเม็ดทรายทุกขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่จำเป็นต้องมีการกรองขั้นที่สองเพิ่มเติม
ชุดวาล์วที่ติดตั้งอยู่ด้านล่างของตะแกรงช่วยให้การผลิตดำเนินต่อไปได้จนกว่าจะดึงปั๊มดูดทรายไฟฟ้า (ESP) ออก ป้องกันไม่ให้ดึง ESP ออกทันทีหลังจากที่ตะแกรงอุดตัน ชุดตะแกรงควบคุมทรายและวาล์วที่ได้นี้ช่วยปกป้อง ESP ปั๊มยกก้านสูบ และระบบยกก๊าซจากการอุดตันของของแข็งในระหว่างการผลิต โดยการทำความสะอาดการไหลของของเหลว และเป็นโซลูชันที่คุ้มค่าในการยืดอายุการใช้งานของปั๊มโดยไม่ต้องปรับแต่งลักษณะของแหล่งกักเก็บน้ำมันให้เหมาะสมกับสถานการณ์ต่างๆ
การออกแบบระบบป้องกันปั๊มรุ่นแรก ชุดป้องกันปั๊มที่ใช้ตะแกรงใยเหล็กสแตนเลสถูกนำไปใช้ในบ่อผลิตน้ำมันแบบใช้ไอน้ำช่วยในแคนาดาตะวันตก เพื่อป้องกันปั๊มจุ่มใต้น้ำ (ESP) จากของแข็งระหว่างการผลิต ตะแกรงจะกรองของแข็งที่เป็นอันตรายออกจากของเหลวที่ผลิตได้ขณะที่เข้าสู่ท่อผลิต ภายในท่อผลิต ของเหลวจะไหลไปยังทางเข้าของ ESP ซึ่งจะถูกสูบขึ้นสู่ผิวดิน สามารถติดตั้งตัวกั้นระหว่างตะแกรงและ ESP เพื่อแยกโซนระหว่างโซนการผลิตและส่วนบนของบ่อได้
เมื่อเวลาผ่านไป ช่องว่างระหว่างตะแกรงและท่อกรุมีแนวโน้มที่จะอุดตันด้วยทราย ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานการไหล ในที่สุด ช่องว่างจะอุดตันอย่างสมบูรณ์ หยุดการไหล และสร้างความแตกต่างของความดันระหว่างหลุมเจาะและท่อผลิต ดังแสดงในรูปที่ 3 ณ จุดนี้ ของเหลวจะไม่สามารถไหลไปยังปั๊มจุ่มใต้น้ำ (ESP) ได้อีกต่อไป และต้องดึงท่อผลิตออก ขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการผลิตของแข็ง ระยะเวลาที่จำเป็นในการหยุดการไหลผ่านการอุดตันของของแข็งบนตะแกรงอาจน้อยกว่าระยะเวลาที่ปั๊มจุ่มใต้น้ำ (ESP) สามารถสูบของเหลวที่มีของแข็งปนอยู่ลงสู่พื้นได้ (เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว) ดังนั้นจึงมีการพัฒนาส่วนประกอบรุ่นที่สองขึ้น
ชุดป้องกันปั๊มรุ่นที่สอง ระบบตะแกรงควบคุมทรายและวาล์วทางเข้า PumpGuard* ถูกแขวนไว้ใต้ปั๊ม REDA* ดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งเป็นตัวอย่างของการติดตั้ง ESP แบบไม่ธรรมดา เมื่อบ่อเริ่มผลิต ตะแกรงจะกรองของแข็งในน้ำมัน แต่จะเริ่มอุดตันด้วยทรายอย่างช้าๆ และสร้างความแตกต่างของแรงดัน เมื่อความแตกต่างของแรงดันนี้ถึงแรงดันเปิดที่ตั้งไว้ของวาล์ว วาล์วจะเปิด ทำให้ของเหลวไหลเข้าสู่ท่อไปยัง ESP โดยตรง การไหลนี้จะปรับสมดุลความแตกต่างของแรงดันทั่วตะแกรง ทำให้การยึดเกาะของถุงทรายด้านนอกตะแกรงคลายลง ทรายสามารถหลุดออกจากช่องว่างระหว่างท่อได้ ซึ่งจะลดความต้านทานการไหลผ่านตะแกรงและทำให้การไหลกลับมาเป็นปกติ เมื่อความแตกต่างของแรงดันลดลง วาล์วจะกลับไปอยู่ในตำแหน่งปิดและสภาวะการไหลปกติจะกลับคืนมา ทำซ้ำวงจรนี้จนกว่าจะจำเป็นต้องดึง ESP ออกจากหลุมเพื่อซ่อมบำรุง กรณีศึกษาที่เน้นในบทความนี้แสดงให้เห็นว่าระบบนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของปั๊มได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการใช้ระบบกรองเพียงอย่างเดียว
สำหรับการติดตั้งครั้งล่าสุด ได้มีการนำเสนอโซลูชันที่เน้นต้นทุนเป็นหลักสำหรับการแยกพื้นที่ระหว่างตะแกรงลวดสแตนเลสและเครื่องดูดควันไฟฟ้าสถิต (ESP) โดยติดตั้งตัวกั้นแบบถ้วยที่หันลงด้านล่างไว้เหนือส่วนตะแกรง นอกจากนี้ เหนือตัวกั้นแบบถ้วย ยังมีการเจาะรูเพิ่มเติมที่ท่อตรงกลางเพื่อเป็นทางเดินให้ของเหลวที่ผลิตได้ไหลจากภายในตะแกรงไปยังช่องว่างวงแหวนเหนือตัวกั้น ซึ่งของเหลวสามารถเข้าสู่ทางเข้าของ ESP ได้
ตัวกรองตาข่ายลวดสแตนเลสที่เลือกใช้ในโซลูชันนี้มีข้อดีหลายประการเหนือกว่าตัวกรองตาข่าย 2 มิติแบบมีช่องว่าง ตัวกรอง 2 มิติอาศัยอนุภาคที่ข้ามช่องว่างหรือร่องของตัวกรองเป็นหลักเพื่อสร้างถุงทรายและควบคุมทราย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสามารถเลือกค่าช่องว่างได้เพียงค่าเดียวสำหรับตะแกรง ทำให้ตะแกรงมีความไวต่อการกระจายขนาดอนุภาคของของเหลวที่ผลิตได้สูง
ในทางตรงกันข้าม ตัวกรองตาข่ายลวดสแตนเลสแบบหนาให้ความพรุนสูง (92%) และพื้นที่การไหลเปิดขนาดใหญ่ (40%) สำหรับของเหลวที่ผลิตได้จากหลุมเจาะ ตัวกรองนี้สร้างขึ้นโดยการอัดตาข่ายใยสแตนเลสและพันรอบท่อกลางที่มีรูพรุนโดยตรง จากนั้นห่อหุ้มด้วยฝาครอบป้องกันที่มีรูพรุนซึ่งเชื่อมติดกับท่อกลางที่ปลายแต่ละด้าน การกระจายตัวของรูพรุนในชั้นตาข่ายและการวางแนวเชิงมุมที่ไม่สม่ำเสมอ (ตั้งแต่ 15 ไมโครเมตรถึง 600 ไมโครเมตร) ช่วยให้อนุภาคละเอียดที่ไม่เป็นอันตรายไหลไปตามเส้นทางการไหลแบบ 3 มิติไปยังท่อกลางหลังจากที่อนุภาคขนาดใหญ่และเป็นอันตรายถูกดักจับอยู่ภายในตาข่าย การทดสอบการกักเก็บทรายบนตัวอย่างของตะแกรงนี้แสดงให้เห็นว่าตัวกรองยังคงรักษาการซึมผ่านสูงเนื่องจากของเหลวถูกสร้างขึ้นผ่านตะแกรง กล่าวคือ ตัวกรองขนาดเดียวนี้สามารถจัดการกับการกระจายขนาดอนุภาคทั้งหมดของของเหลวที่ผลิตได้ ตะแกรงใยสแตนเลสนี้ได้รับการพัฒนาโดยผู้ประกอบการรายใหญ่ในทศวรรษ 1980 โดยเฉพาะสำหรับตะแกรงแบบติดตั้งในตัว มีความเชี่ยวชาญในการเจาะและติดตั้งอุปกรณ์ในแหล่งกักเก็บน้ำมันที่กระตุ้นด้วยไอน้ำ และมีประวัติการติดตั้งที่ประสบความสำเร็จอย่างกว้างขวาง
ชุดวาล์วประกอบด้วยวาล์วแบบสปริงที่ยอมให้ของเหลวไหลเข้าสู่ท่อจากบริเวณการผลิตได้ทางเดียว โดยการปรับแรงกดของสปริงก่อนการติดตั้ง วาล์วสามารถปรับแต่งเพื่อให้ได้แรงดันเปิดที่ต้องการสำหรับการใช้งานนั้นๆ โดยทั่วไป วาล์วจะติดตั้งอยู่ใต้ตะแกรงลวดสแตนเลสเพื่อเป็นทางเดินของเหลวสำรองระหว่างอ่างเก็บน้ำและเครื่องดูดตะกอนไฟฟ้า (ESP) ในบางกรณี วาล์วและตะแกรงสแตนเลสหลายตัวจะทำงานแบบอนุกรม โดยวาล์วตรงกลางจะมีแรงดันเปิดต่ำกว่าวาล์วตัวล่างสุด
เมื่อเวลาผ่านไป อนุภาคของตะกอนจะเข้าไปเติมเต็มช่องว่างระหว่างพื้นผิวด้านนอกของตะแกรงป้องกันปั๊มกับผนังของท่อผลิต เมื่อช่องว่างเต็มไปด้วยทรายและอนุภาคจับตัวกัน ความดันลดลงทั่วถุงทรายก็จะเพิ่มขึ้น เมื่อความดันลดลงถึงค่าที่กำหนดไว้ วาล์วรูปกรวยจะเปิดออกและปล่อยให้ของเหลวไหลผ่านทางเข้าของปั๊มโดยตรง ในขั้นตอนนี้ การไหลผ่านท่อจะช่วยสลายทรายที่จับตัวกันก่อนหน้านี้ตามด้านนอกของตะแกรงกรอง เนื่องจากความแตกต่างของความดันลดลง การไหลจะกลับมาไหลผ่านตะแกรงอีกครั้งและวาล์วทางเข้าจะปิดลง ดังนั้น ปั๊มจึงสามารถรับของเหลวที่ไหลออกมาจากวาล์วได้โดยตรงเพียงช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของปั๊ม เนื่องจากของเหลวส่วนใหญ่เป็นของเหลวที่กรองผ่านตะแกรงทรายแล้ว
ระบบป้องกันปั๊มถูกใช้งานร่วมกับแพ็คเกอร์ในบ่อน้ำมัน 3 แห่งในแอ่งเดลาแวร์ ประเทศสหรัฐอเมริกา เป้าหมายหลักคือการลดจำนวนการเริ่มและหยุดทำงานของปั๊ม ESP เนื่องจากการโอเวอร์โหลดที่เกี่ยวข้องกับทราย และเพิ่มความพร้อมใช้งานของปั๊ม ESP เพื่อปรับปรุงการผลิต ระบบป้องกันปั๊มถูกแขวนไว้ที่ปลายด้านล่างของสายปั๊ม ESP ผลลัพธ์จากบ่อน้ำมันแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการทำงานของปั๊มที่เสถียร การสั่นสะเทือนและความเข้มของกระแสไฟฟ้าลดลง และเทคโนโลยีการป้องกันปั๊มที่ดี หลังจากติดตั้งระบบใหม่แล้ว เวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับทรายและของแข็งลดลง 75% และอายุการใช้งานของปั๊มเพิ่มขึ้นมากกว่า 22%
มีการติดตั้งระบบ ESP ในบ่อขุดเจาะและอัดฉีดน้ำมันใหม่ในมาร์ตินเคาน์ตี้ รัฐเท็กซัส ส่วนแนวตั้งของบ่อมีความลึกประมาณ 9,000 ฟุต และส่วนแนวนอนมีความลึกถึง 12,000 ฟุต (วัดความลึก) สำหรับการติดตั้งสองครั้งแรก ได้มีการติดตั้งระบบแยกทรายแบบหมุนวนใต้ดินที่มีการเชื่อมต่อท่อ 6 จุด เป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้ง ESP ในการติดตั้งสองครั้งติดต่อกันโดยใช้ระบบแยกทรายชนิดเดียวกัน พบว่าพารามิเตอร์การทำงานของ ESP (ความเข้มของกระแสไฟฟ้าและการสั่นสะเทือน) มีพฤติกรรมไม่เสถียร การวิเคราะห์หลังการถอดชิ้นส่วนของหน่วย ESP ที่ดึงออกมาพบว่า ชุดประกอบตัวแยกก๊าซแบบหมุนวนอุดตันด้วยสิ่งแปลกปลอม ซึ่งระบุว่าเป็นทรายเนื่องจากไม่เป็นแม่เหล็กและไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรด
ในการติดตั้ง ESP ครั้งที่สาม ได้มีการใช้ตะแกรงลวดสแตนเลสแทนตัวแยกทรายเพื่อควบคุมทรายใน ESP หลังจากติดตั้งระบบป้องกันปั๊มใหม่แล้ว ESP แสดงพฤติกรรมที่เสถียรมากขึ้น ลดช่วงความผันผวนของกระแสไฟฟ้ามอเตอร์จากประมาณ 19 A สำหรับการติดตั้งครั้งที่ 2 เหลือประมาณ 6.3 A สำหรับการติดตั้งครั้งที่ 3 การสั่นสะเทือนมีความเสถียรมากขึ้นและแนวโน้มลดลง 75% แรงดันตกก็มีความเสถียรเช่นกัน ผันผวนน้อยมากเมื่อเทียบกับการติดตั้งครั้งก่อน และได้แรงดันตกเพิ่มขึ้นอีก 100 psi การหยุดทำงานเนื่องจากโอเวอร์โหลดของ ESP ลดลง 100% และ ESP ทำงานโดยมีการสั่นสะเทือนต่ำ
บ่อน้ำ B. ในบ่อน้ำแห่งหนึ่งใกล้เมืองยูนิส รัฐนิวเม็กซิโก บ่อน้ำมันนอกระบบอีกแห่งหนึ่งได้ติดตั้งปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP) แต่ไม่มีระบบป้องกันปั๊ม หลังจากเริ่มการผลิตครั้งแรก ปั๊มจุ่มไฟฟ้าเริ่มแสดงพฤติกรรมผิดปกติ ความผันผวนของกระแสและแรงดันสัมพันธ์กับการสั่นสะเทือนที่รุนแรง หลังจากคงสภาพเช่นนี้เป็นเวลา 137 วัน ปั๊มจุ่มไฟฟ้าก็เกิดความเสียหายและได้ติดตั้งปั๊มจุ่มไฟฟ้าตัวใหม่ การติดตั้งครั้งที่สองนี้รวมถึงระบบป้องกันปั๊มใหม่ที่มีการกำหนดค่าปั๊มจุ่มไฟฟ้าแบบเดียวกัน หลังจากที่บ่อน้ำกลับมาผลิตอีกครั้ง ปั๊มจุ่มไฟฟ้าก็ทำงานได้ตามปกติ มีกระแสไฟฟ้าคงที่และมีการสั่นสะเทือนน้อยลง ณ เวลาที่ตีพิมพ์ ปั๊มจุ่มไฟฟ้าตัวที่สองได้ใช้งานมาแล้วกว่า 300 วัน ซึ่งเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเมื่อเทียบกับการติดตั้งครั้งก่อน
บ่อ C. การติดตั้งระบบในสถานที่ครั้งที่สามของระบบนี้อยู่ที่เมืองเมนโทน รัฐเท็กซัส โดยบริษัทผู้เชี่ยวชาญด้านน้ำมันและก๊าซที่ประสบปัญหาการหยุดทำงานและปั๊ม ESP ขัดข้องเนื่องจากการผลิตทราย และต้องการปรับปรุงเวลาการทำงานของปั๊ม โดยปกติแล้วผู้ประกอบการจะใช้เครื่องแยกทรายใต้ดินพร้อมท่อบุภายในในบ่อ ESP แต่ละบ่อ อย่างไรก็ตาม เมื่อท่อบุภายในเต็มไปด้วยทราย เครื่องแยกทรายจะปล่อยให้ทรายไหลผ่านส่วนปั๊ม ทำให้เกิดการกัดกร่อนในส่วนปั๊ม ตลับลูกปืน และเพลา ส่งผลให้ประสิทธิภาพการยกน้ำมันลดลง หลังจากใช้งานระบบใหม่พร้อมตัวป้องกันปั๊มแล้ว ปั๊ม ESP มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น 22% โดยมีแรงดันตกที่เสถียรมากขึ้น และเวลาการทำงานที่เกี่ยวข้องกับ ESP ดีขึ้น
จำนวนครั้งของการหยุดทำงานเนื่องจากทรายและของแข็งระหว่างการใช้งานลดลง 75% จาก 8 ครั้งในระบบแรกเหลือเพียง 2 ครั้งในระบบที่สอง และจำนวนครั้งของการเริ่มต้นทำงานใหม่สำเร็จหลังจากหยุดทำงานเนื่องจากโอเวอร์โหลดเพิ่มขึ้น 30% จาก 8 ครั้งในระบบแรก รวมแล้วมีการดำเนินการทั้งหมด 12 ครั้ง ในระบบที่สองเหลือเพียง 8 ครั้ง ซึ่งช่วยลดภาระทางไฟฟ้าของอุปกรณ์และเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องปั๊มจุ่มไฟฟ้า (ESP)
รูปที่ 5 แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของแรงดันขาเข้า (สีน้ำเงิน) เมื่อตะแกรงสแตนเลสอุดตันและชุดวาล์วเปิดออก แรงดันลักษณะนี้สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้โดยการคาดการณ์ความล้มเหลวของปั๊มจุ่มใต้น้ำ (ESP) ที่เกี่ยวข้องกับทราย เพื่อให้สามารถวางแผนการเปลี่ยนชิ้นส่วนด้วยแท่นขุดเจาะซ่อมบำรุงได้
1. Martins, JA, ES Rosa, S. Robson, “การวิเคราะห์เชิงทดลองของท่อหมุนวนในฐานะอุปกรณ์แยกทรายใต้ดิน” เอกสาร SPE 94673-MS นำเสนอในการประชุมวิศวกรรมปิโตรเลียม SPE ละตินอเมริกาและแคริบเบียน ณ เมืองริโอเดจาเนโร ประเทศบราซิล ระหว่างวันที่ 20 มิถุนายน – 23 กุมภาพันธ์ 2548 https://doi.org/10.2118/94673-MS
บทความนี้มีเนื้อหาบางส่วนจากเอกสาร SPE หมายเลข 207926-MS ซึ่งนำเสนอในการประชุมและนิทรรศการปิโตรเลียมระหว่างประเทศอาบูดาบี ณ เมืองอาบูดาบี สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ระหว่างวันที่ 15-18 พฤศจิกายน 2021
เนื้อหาทั้งหมดอยู่ภายใต้กฎหมายลิขสิทธิ์ที่บังคับใช้อย่างเคร่งครัด โปรดอ่านข้อกำหนดและเงื่อนไข นโยบายคุกกี้ และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราก่อนใช้งานเว็บไซต์นี้