EN
Looduslike varude rõhk langeb enamikel puhkudel, mis ulatuvad alla 1500 jala, tavaliselt alla 500 psi, ja sel hetkel lihtsalt ei ole reservuaaril enam piisavalt energiat, et vedelikud loomulikult voolata jätkata. Näeme, et rõhulangus muutub eriti oluliseks sügavusel 2000 kuni 4000 jala, kus rõhu langemise kiirus kiireneb umbes 30–40 protsenti võrreldes madalamate aladega. Kui kaevu põhja rõhk langeb piisavalt madalaks, et ületada õhupunkt, hakkavad gaasid lahusest väljuma ja eralduma vedelikust. See protsess vähendab kaevu peal asuva vedelikusamba kogumassi, mistõttu on jäänud vedelikele veelgi raskem tõusta toru kaudu üles. Kui tootjad ei paigalda selliste rõhumuutuste järel kiiresti mehaanilisi tõsteseadmeid, siis tootmismahud tavaliselt kukuvad alla pooleks juba kuue kuu jooksul, nagu mitmete naftakäändude välitööde vaatlused näitavad.
API soovituslik tava 11L (API RP 11L) pakub standardiseeritud juhiseid, mis seovad sügavust ja sihttootmiskiirust optimaalsete pumbaparameetritega. 2500–3500 jala sügavustel ja 50–80 barreli ööpäevas (BPD) toodavate puurkaevude puhul soovitab standard:
Need seaded tagavad mehaanilise koormuse ja pumba täitumise tasakaalu – säilitades täitumise üle 85%, samal ajal minimeerides maksimaalset tõmbevarraste koormust. Kõrvalekalded üle ±15% nendest soovitustest suurendavad käigukasti rikke ohtu 35%, nagu väljatõmmetel toodud API RP 11L lisas B toodud usaldusandmed kinnitavad.
Permiani basseini Wolfcampi kujunemine andis head tulemused traditsiooniliste II klassi kiirpumbadega, mis töötasid efektiivselt sügavustel umbes 1800 kuni 3200 jala. Neile madalamatel kohtadele 1800–2200 jala sügavusel andsid need pumbad tavaliselt 55 kuni 65 barrelit päevas, kui need olid seadistatud 74 tollise pikaliigutusega, mis töötas 18 tsüklit minutis. Sügavamal asjad veidi muutusid: 2800–3200 jala sügavusel olevatest kaevudest saadi ainult umbes 25 kuni 35 barrelit päevas pikema 86 tollise liigutusega, kuid aeglasema kiirusega – vaid 14 tsüklit minutis. Üleminek konuselistele vardtoodetele andis samuti suure hoobi, vähendades korduvat pingeprobleemi peaaegu veerandi võrra võrreldes sirgete ühtlaste vartega. See aitas varustusel palju kauem vastu enne remondivajadust, pikendades hooldusvahemikke keskmiselt ligikaudu 14 kuuni. Kogu paigaldus toimis kõige paremini keskmise tootlikkusega kaevudes, kus rõhk kivimis oli 300 kuni 600 naela ruuttolli kohta. Just sellistes tingimustes sobivad vanad API RP 11L juhised pumpamiskiiruste ja sügavuste sobitamise kohta täpselt kokku sellega, mida operaatoreid välitingimustes näevad.
Tõmbetaseme langemine üle 1000 jala suurendab märkimisväärselt gaasiprobleemide tekkimise tõenäosust kaevudes. Välitermid näitavad, et sel juhul suurenevad gaasiluku probleemid peaaegu kolm korda võrreldes tavapäraste tingimustega. Nii sooni, kui vedeliku tase langeb allapoole seda, mida me nimetame kriitiliseks uputuspunktiks, hakkab gaas liikuma pumba piirkonda, kus see seguneb seal oleva vedelikuga. Need gaasi-vedeliku kombinatsioonid takistavad klappide korralikku sulgumist, kuna tegemist on pigistatavate ainetega. Tulemuseks on vähendatud pumbagaas efektiivsus, mõnikord kuni kolmveerandini madalam kui eeldatud, samuti kõikvõimalikud kahjulikud pumba töötsüklid, mis kurnavad varustuse komponente nagu tihendid, torud ja erinevad klapid. Traditsioonilised tihendpumbad silmitsuvad eriliste katsumustega, kuna need töötavad pideva kiirusega ja ei suuda piisavalt kiiresti kohanduda, kui põhihõõrde surve muutub kiiresti või kui alt tungib äkitselt sisse gaas.
Selleks et pumbad töötaksid korralikult, peab olema hea kooskõla selle vahel, kui palju rõhku on vaja nende seisvate klapivõllide avamiseks, ning sellega, mis toimub vedelikugradiendiga puures. Minimaalne uputustase peaks olema teatud arvude – tavaliselt umbes 300 kuni 500 jalga – kohal, kui tegemist on keskmise raskusega toorestega; see annab piisavalt hüdrostaatilist survet, et klapivõllid tegutseksid nii, nagu on ette nähtud. Liikuvate klapivõllide puhul on vaja rõhulise erinevuse olemasolu kusagil vahemikus 150 kuni 300 psi, et need korralikult avaneksid ja sulguksid. Kui puure alla ei ole piisavalt rõhku, kaotab kogu süsteem efektiivsust. Väljaproovide tulemused dünammomeetrite abil näitavad, et kui klapivõllid pole õigesti sobitatud, võivad mõned puured kaotada peaaegu kolmandiku oma potentsiaalsest väljundist, eriti siis, kui vedeliku tasemed muutuvad jooksvalt päeva jooksul.
Meksiko laht pakub naftatootmisele unikaalseid väljakutseid, kuna looded ja ebakorrapärased varude struktuurid põhjustavad pidevaid vedelikutaseme muutusi, mis segavad tõsiselt traditsioonilist tõstmise varustust. Hiljuti paigaldasid mõned operaatored pumbaga seadmed Muutuva Kiiruse Juhtimisega (VSD), mis tegi suurt vahet. Need süsteemid vähendasid vedelikutaseme kõikumisi umbes kolmveerandini, samal ajal hoides pumpade täitumiskiirust enamiku ajast üle 90 protsendi. Pidevalt kohandades torustiku rõhumõõturi andmete ja dünamomeetri tagasiside põhjal oma liikumiskiirusi, suutsid need pumbad kohanduda kaevusse siseneva mahuga. See seadistus peatas need tüütud pumpade seiskumise juhtumid isegi siis, kui rõhk muutus ägedalt. Lisaks õnnestus neil energia kasutuse vähendada ligikaudu veerandi võrra parema momendi haldamise tõttu. See näitab, et nutikad juhtsüsteemid saavad tegelikult laiendada sirglõikepumpade võimekust rasketes offshore-keskkondades.
Kui tagurpidised surve ületab 300 psi, tekivad operaatortele probleemid nii mehaanilisel kui hüdraulilisel tasandil. Polmeeritud varre koormus suureneb 15% kuni peaaegu 22%, kuna süsteem peab suurema takistuse vastu töötama. See paneb lisakoormuse vardale ja tähendab, et seadmeid tuleb ehitada tugevamaks kui tavapäraselt. Samal ajal, kui gaas pumbapuru sisse kinni jääb, paisub see ja vähendab iga tsükli jooksul süsteemi läbiva vedeliku kogust. Tõhususe kadu jääb ligikaudu 8% ja 12% vahele. Mida see kõik tähendab välitööde jaoks? Ettevõtted peavad lõpuks kasutama suuremaid reduktoreid ja komponente, mille valmistamiseks on vaja kindlaid metalle, lihtsalt selleks, et saavutada tootmismäär, ilma et kõik katkeks paari paigaldamise järel.
Kui toorest õli saab paksemaks kui 500 sentipoisi, muutub kogu pumbamismäng täielikult. Materjal ei voola lihtsalt kergesti, seetõttu tuleb operaatoreil kiirust märkimisväärselt vähendada – tavaliselt umbes 30 kuni 50 protsenti aeglasem kui tavapärane kiirus. See aitab vältida probleeme, nagu tõmmevarraste paindumine ja need tüüsed momendihüpped, mis võivad seadmeid kahjustada. Mida tehakse tavapäraselt välitöödel? Paigaldatakse tugevamad käigukastid, valitakse suuremad esmootorid ja pikendatakse võimalusel käigu pikkust. Muidugi hoiavad need kohandused masinaid töös ilma rikkeid tekitamata, kuid neil on ka hind. Tootmine aeglustub ja iga pumbatud barrel maksab umbes 18 kuni 25 protsenti rohkem energiat kui tavapäraste vigade puhul. See on kallis kompromiss, kuid enamik operaatoreid peab seda pikaajaliseks usaldusväärseks toimimiseks vajalikuks investeeringuks.
Kui tahkiste sisaldus ületab 0,5% mahuprotsenti, suureneb oluliselt tõstevarrede, ventiilide ja meile hästi tuttavate metalltorude kulumine. Abraasiivse kahjustuse vastu tõhusaim on kaks tegurit, mis toimivad koos: esiteks tuleb kasutada kõvemaid materjale olulistes komponentides (vähemalt 55 RC kõvadusega), mis võib erosiooni vähendada umbes 40%. Teiseks aitab tõste sageduse vähendamine alla 6 tõste minutis, kuna see vähendab osakeste pihtimise kiirust pindadele. Samuti aitavad head liivakontrolli süsteemid, nagu sobivad liivapüüdjad ja kõikidele tuttavad killustiku täidetud lõpetused, märkimisväärselt pikendada seadmete eluiga. Piirkondades, kus liiva probleem on suur, suurenevad rikkevaheajad nendest ühendatud meetmetest kasutamisest alla 90 päevast ligikaudu 200 päevani või rohkem.
Brine-emulsioonides esinevad süsinikdioksiid ja vesiniksulfiid kiirendavad tunduvalt elektrokeemilisi korrosiooniprotsesse süsinikterasest imemisvarrastes, suurendades degradatsiooni mõnikord kuni kolm korda võrreldes tavapäraste naftavälja tingimustega. Need happelised reaktsioonid lagundavad varraste tõmbetugevust ja kahjustavad pindu üsna kiiresti, mis võib viia vartade rikkeini juba mõne kuu jooksul, kui neid ei kontrollita. Üleminek korrosioonikindlatele materjalidele muudab olukorra radikaalselt. Sulamid, nagu 13Cr martensiitne või 22Cr duplex roostevaba teras, kestavad kasutuses umbes kaks kuni kolm korda kauem. Väljaproovide tulemused on näidanud, et need duplexvarrased hoiavad korrosioonikiirust alla 1 mpy isegi siis, kui nad on kokku puutunud keskkonnaga, mis sisaldab kuni 15% vesiniksulfiidi. Epoksükatete kasutuselevõtt koos katoodse kaitse süsteemide rakendamisega annab lisakaitsetasemeid, mis toimivad parimalt koos nutikate materjalivalikutega maksimaalse eluea saavutamiseks.
Kui süsteemis moodustuvad emulsioonid, vähendavad need tegelikult kogu vedeliku tihedust ja võivad põhjustada gaasi liiga vara eraldumise, mis omakorda viib probleemideni pumba sisselaskepiirkonna sügavusega. See, mis siis juhtub, on tootmise seisukohalt üsna halb – näeme pumba ebapiisavat täitumist, gaasilukustusprobleeme ja mõnikord kuni 40% tootmisväljundi langust. Nende probleemide adekvaatseks lahendamiseks peavad operaatored alustama lahenduste rakendamist juba enne, kui olukord jõuab puuraugu piirkonda. Kolmefaasilised horisontaalseparaatrid on tavaliselt umbes 65–75% tõhusad vaba veega ja gaasiga segu eraldamisel. Nende jaotumatute petroolivesi emulsioonide puhul, mis loomulikult lihtsalt ei lagune, tulevad mängu keemilised demulgeerijad. Enamik paigaldisi annustab tingimustest olenevalt 50 kuni 100 osaga miljoni kohta. Samal ajal kohandavad kaasaegsed automaatse tasemejuhtimisega seadmed eraldusseadistusi vajadusel ilma inimsekkumiseta. Väljaingenereid soovitavad üldiselt hoida pumba asukohast ülevalpool vähemalt 500 jala vedelikusamba. See aitab säilitada sobivaid sisselaske surve tasemeid ja loob stabiilse voolumustri, mis tagab kogu pumbaga toimingu usaldusväärselt iga päev.
Reservuaari sügavus mõjutab loomulikke rõhutasemeid, mis omakorda mõjutab vedeliku voolu ja nõuab rõhu languse korral (ülle 1500 jala) mehaanilist tõstmist.
API RP 11L pakub standardiseeritud soovitusi käigupikkuse, kiiruse ja tihendi konstruktsiooni kohta, tuginedes kaevu sügavusele ja tootmismahudele, vähendades rikkeohu ja optimeerides tõhusust.
Tide ja ebakindlate struktuuride tõttu kõnnivad vedeliku tasemed, mis takistavad traditsioonilisi pumpe, kuid VSD-ga süsteemid suudavad vedeliku taseme stabiliseerida ja energiatarbimist optimeerida.
Korrosioonikindlate materjalide, nagu 13Cr martensiitse roostevaba terase, kasutamine ning kaitsekatete ja süsteemide paigaldamine võivad märkimisväärselt vähendada korrosioonikiirusi rasketes keskkondades.
Autoriõigus © 2025 Shandong Mingliu Industrial Group Co., Ltd
Seotud artiklid
