Нийлүүлэх төхөөрөмжүүдийг тосны олборлолтын үйл ажиллагаанд тохиромжтой болгодог юу вэ?

Шахуургын нэгжийн ажиллагааг агуулын гүнд болон олборлолтын хурдтай уялдуулах

Агуулын гүн ба шахуургын үр дүнтэй ажиллагааны хоорондын хамаарлыг ойлгох

Агуулахын гүнд тохирох шахалтын нэгжийг сонгох нь зүйлсийг гладно байлгахын тулд чухал юм. 2500 метрээс доош орших маш гүн худагнуудад бүтцийн ачаалал ихээр нэмэгдэх бөгөөд (ойролцоогоор 80 килоньютон болон түүнээс дээш), мөн 2.5-3 метр хооронд хэлхэлт уртсах шаардлагатай. Энэ нь стержень ба ийнхүү гүн рүү шингэн зөөх үед үүсэх нэмэлт үрэлтийн эсэргүүцэлтэй тэмцэхэд тусалдаг. 2021 онд хийгдсэн судалгаагаар 2800 метрийн гүнтэй шейл формацид хэлхэлтийн уртыг зөвхөн 1.2 метрээс 2.1 метр хүртэл нэмэх нь насосны үйлдвэрлэлийг дөрөвний нэгээр нэмэгдүүлсэн байна. Гэсэн хэдий ч тоног төхөөрөмжийн гүн хязгаарыг даван ажиллуулбал муу зүйлс хурдан гарч ирдэг. Татлага ихэвчлэн эрт задардаг, шингэн зөөгдөхгүй болох нь үйлдвэрлэлд цаг алдагдах, анхнаасаа болих ёстой асуудлыг засварлахад мөнгө зарцуулахад хүргэдэг.

Шахалтын Нэгжийн Багтаамжийг Зорилтот Үйлдвэрлэлийн Хурдтай Нийцүүлэх

Онцгой шахалтын төхөөрөмжийн хэмжээ нь элс шорооны орцны боломжит урсгалыг гадаргуугийн тоног төхөөрөмжийн хязгаартай тэнцвэртэй байлгана. Гол параметрүүд дараахууд багтана:

Тохироогүй системүүд энерги хаягдуулдаг — бага урсгалтай туннелинд илүү том хэмжээтэй нэгжүүд ижил хэмжээний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхдээ 17% илүү их чадал зарцуулдаг (Петролеум Технологийн Сэтгүүл, 2022).

Гүн туннелд Хөдөлгөөний Урт ба Хурдыг Тохируулах: Нэгэн Тохиолдолын Судалгаа

Пермиан Басейны үйлчилгээ үзүүлэгч 32 гүн хэвтээ туннелд хувьсах хурдны хөдөлгүүр болон 3.0 м-ийн хөдөлгөөний тохиргоог нэвтрүүлснээр үйлдвэрлэлийг 18%-иар нэмэгдүүлсэн. Энэ тохируулга нь цохигч савааны цикл хөдөлгөөний стрессийг 29%-иар бууруулж, шахуурын дүүргэлтийн үр ашгийг 85% хадгалж чадсан. Энэ өөрчлөлт нь гажиг үүсэх хоорондын дундаж хугацааг (MTBF) 14-с 22 сар болтол нэмэгдүүлсэн.

Нодын шинжилгээг ашиглан өргөлтийн үйл ажиллагааг элс шорооны онцлогтой тааруулах

Нодал шинжилгээ нь насос ба агуулагчийн хооронд юу болохыг загварчлахын тулд усны хүндийн дор байгаа даралт (BHP), шингэний градиент, элдэв шингэн усанд орох урсгал зэрэг ойролцоогоор 11 чухал хүчин зүйлсийг судалдаг. Гэхдээ өнгөрсөн жилийн талбайн туршилтуудад сонирхолтой зүйл гарч ирсэн. Эдгээр нодал загвараар тохируулсан системүүд нь агуулагчийн жинхэнэ бодит байдлыг 93% -иар нарийвчлалтайгаар илэрхийлж чадаж байсан бол ердийн тохируулгогүй тоног төхөөрөмжүүд зөвхөн 68% -д л хүрсэн. Үнэхээр их ялгаатай юм. Энэ аргачлалын давуу тал нь инженерүүдийг ажилдаа илүү том насос суурилуулахаас сэргийлдэг, мөн агуулагчийн даралт цаг соёсоор буурах үед ч шингэнийг сайн өргөхөд хангалттай чадал хадгалж байдаг.

Үр ашигтай насосны ажиллагааны тулд усны хүндийн доорх даралт ба шингэний түвшний динамик үзүүлэлтийг үнэлэх

Хамгийн тохиромжтой шахалтын доод түвшин (BHP) болон шингэний түвшинг хадгалах нь шахуургын нэгжийн үр ашгийг баталгаажуулж, шахуургаас илүүтэй гарах эсвэл шингэн орох зэрэг ноцтой гэмтлийг урьдчилан сэргийлнэ. Эдгээр динамикийг анхааралгүй орхисон үйлчлэгчид төлөвлөгөөгүй зогсонгилоноос жилд дунджаар 740 мянган ам.долларын орлогыг алдах эрсдэлд өртөнө (Ponemon 2023).

Доод шахалтын бага даралт хиймэл өргөлтийг яагаад шаардлагатай болгодог вэ?

Шахалтын доод даралт нөөцийн даралтаас доошлох үед байгалийн урсгал зогсох бөгөөд үйлдвэрлэлийг сэргээхийн тулд шахуургын нэгж зэрэг хиймэл өргөлтийн систем шаардлагатай болно. Энэ даралтын бууралт нь ихэвчлэн нөөцийн хэмжээ багасах эсвэл урсгалын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг өндөр нягтшил бүхий шингэнүүдээс үүсдэг.

Шингэний түвшинг хянах замаар шахуургын илүүдлийн нөхцөл байдлыг урьдчилан сэргийлэх

Акустик төхөөрөмж эсвэл даралтны мэдрэгчийг ашиглан шингэний түвшинг бодит цагт хянах нь шахуургын илүүдэл тохиолдлыг 30%-иар бууруулдаг. Шахуургын оролтын түвшингээс дээш шингэний түвшинг хадгалах замаар үйлчлэгчид хийн нөлөөллийг болон механик элэгдлийг хамгийн бага болгох бөгөөд үйлдвэрлэлийн хурдыг үр дүнтэй болгоно.

Бодит цагийн шингэний удирдлагын тулд автомжуулсан хаалтын систем ба мэдрэгчийг нэгтгэх

Орчин үеийн шахуургын нэгжүүд нь IoT-тэй холбогдсон мэдрэгчдийг автоматжуулсан удирдлагатай хослуулан ашигладаг бөгөөд энэ нь хэвийн бус даралтын хэлбэлзэл үед шахуургын хурдыг тохируулж, эсвэл зогсоох үйлдлийг эхлүүлдэг. Эдгээр системүүд тэнгисийн олборлолтын үр дүнтэй ажиллагааг судлахад ашигладаг гидравлик загваруудтай адил байдаг бөгөөд хүний оролцоогүйгээр ухлын нөхцөл байдлын өөрчлөлтөнд нарийвчлан хариу үзүүлэх боломжийг олгодог.

Шингэний шинж чанарыг үнэлэх: Ойрхист, Бүрдэл, Хатуу биетийн агууламж

Валчемийн 2024 оны сүүлийн үеийн аж үйлдвэрийн тайлангийн дагуу, маш зузаан (500 центипуазаас дээш) нефтийг хөнгөн тосноос харьцуулахад насосны үр ашгийг 30-50 хувь хүртэл бууруулдаг. Ихэнх тохиолдолд тууш насоснууд илүү их үрэлт үүсгэдэг стержень цуврал болон насосын дотор бүрэн дүүргэлтгүй циклд удаан адаптац үзүүлдэг тул ийм наалдамхай бодисуудтай ажиллахад хэцүү байдаг. Энэ нь 100 центипуазаас бага зузаан тос ашиглаж буй талбайд харьцуулахад олборлолтын түвшинг ойролцоогоор 15-25 хувиар бууруулдаг. Ийм хүнд тос шахуургын кран ба хоолойгоор хөдлөхдөө маш удаан байдаг тул ерөнхийд нь гарцыг илүү их бууруулдаг.

Үйлдвэрлэсэн шингэний зүрхэлт нь үйл ажиллагааг илүү нарийн болгодог. ScienceDirect (2023) дээр нийтэлсэн саяхны судалгаанд дүгнэснээр элсний агууламж нь 5%-аас дээш байх тохиолдолд хурдны хайрцагийн элэгдэл 3 дахин хурдан, герметикжүүлэгчийн амьдрал 40%-иар богиносдог байна. Үүнийгээс сэргийлэхийн тулд хатуулагдсан краны бөмбөлгүүд, хромон поршень, жижиг хэсгүүдийг тэсвэртэй авч чадах прогрессив полостиут насосыг суурилуулдаг.

Дараах гурван шингэний шинж чанарыг шалгах нь чухал:

• Хатуужил : Шаардлагатай насосны эргүүлэх момент болон алхмын хурдыг тодорхойлно
• Химийн бүрэлдэхүүн : Коррозийг сэргийлэхийн тулд материалтай нийцэх чанарыг тодорхойлно
• Хатуу биетийн агууламж : Элэгдлээс хамгаалах арга хэмжээ болон шүүлтүүрийн шаардлагыг тодорхойлно

800 cP-с дээш хүрэх хүнд тосыг ажиллуулах үед ихэнх талын инженерчид эзлэхүүний үр дүнтэй ажиллах чадвар нь ердийн тохиолдолд 90-95% байдаг түлхэлтэй насосыг сонгодог. Энд гол давуу тал бол тосны зууралт нэмэгдэх тусам ч гэсэн урсгалыг тогтвортой байлган ажиллуулах чадвар юм. Ердийн насосууд ийм нөхцөлд сайн ажиллах чадваргүй байдаг ба зууралт 200 cP-с дээш 10 cP-р өсөх бүрт тэдгээрийн гаралт ойролцоогоор хагас хувиар буурдаг. Гэтэл орчин үеийн системүүд энд илүү давуу талтай байдаг. Шингэний шинж чанарыг бодит цагт хянах боломжтойгоор эдгээр насоснууд зууралтын хувь хэвийн түвшинээс 15%-иас илүү өөрчлөгдөх үед автоматаар хөдөлгөөнөө тохируулдаг. Энэ нь цаашдын энергийн алдагдал эсвэл тоног төхөөрөмжинд учруулах даацыг багасган, бүх зүйлсийг гладкой ажиллуулах боломжийг олгодог.

Хийн нөхөн сэргээлт, ESP ба хөндлөн чичирхийлэлт насосуудын харьцуулалт

Хийн нөхөн сэргээлтийн аргуудын танилцуулга ба үйл ажиллагааны тохирох нөхцөл

Байгалийн агуулын даралт буурах үед хиймэл өргөлтийн систем нь түрхэвчийг үр ашигтайгаар ажиллуулахад чухал болдог. Ойролцоогоор 8,000 фут (ойролцоогоор 2,440 метр) гүнд хүртэлх харьцангуй гадаргуутай түрхэвчид өдөрт 50-500 баррел хэмжээтэй гарал өгч буй ихэнх үйлдвэрлэгчдийн хувьд шургуулагч насос эсвэл стерженьтэй насосны цахилгаан хөдөлгүүр хэрэгслийг хэрэглэдэг. Илүү гүн 10,000 футаас доош (ойролцоогоор 3,050 метр) өндөр хэмжээний урсгалыг өдөрт 500-с 20,000 баррел болон түүнээс дээш хүртэлх хэмжээтэй үед цахилгаан дотуур насосны систем илүү тохиромжтой байдаг. Хийгээр өргөх систем нь мөн өөрийн газрын талбайг эзэлдэг бөгөөд ялангуяа налуутай түрхэвч эсвэл шингэнтэй харьцуулахад илүү их хэмжээний хий гарч буй үед илүү үр дүнтэй ажилладаг. Энэ нь шахсан хийг оруулснаар шингэний жин хөнгөрч, дээш өргөгдөхөд хялбар болгодог. Сүүлийн 2023 оны SPE-ийн салбарын тайлангийн мэдээллээр АНУ-ын газрын түрхэвчийн ойролцоогоор 85 хувь нь механик бүтэц нь энгийн бөгөөд өөрчлөлт багатай агуулахад хэдэн арван жил ажиллах чадвартай учраас эдгээр хуучин байдлын насосны төхөөрөмжүүдэд тулгуурладаг.

Балансын насос: Дунд зэргийн гүн, бага ба дунд урсгалын түвшинд тохиромжтой, зардал хэмнэлттэй шийдэл

Балансын насос нь гадна талын эргэлтийг нүхний доорх урагдах хөдөлгөөнд хувиргах зориулалттай алхах балансын байгууламжаар ажилладаг. Энгийн бүтэцтэй байдлаас шалтгаалан цахилгаан дотоод насосын системтэй харьцуулахад суурилуулах зардал ойролцоогоор 40 хувиар бага байдаг тул ихэнх үйлдвэрлэгчид өдөрт 100 баррелиас доошхи түвшин (буюу бага хэмжээний) эсвэл хэдий хугацаанд үйлдвэрлэх вэ гэдгийг хэн ч мэдэхгүй байгаа орчуудад ийм системийг сонгодог. Пермиан орчимд 7,500 футаас бага гүнтэй, API 30-40 хооронд байх нүүрсустөрөгчтэй талбайд стандарт балансын насос ашиглаж буй хэрэглэгчдийн мэдээгээр насосны ажиллагааны цагийн 92 орчим хувьд зогсолтгүй ажиллаж байна. Эдгээр системүүд хэт авиа электроник эсвэл нарийн цагийн хуваарилалт шаарддаггүй тул ингэж гарч байгаа нь мэдээж л ойлгомжтой.

Их хэмжээний, гүнхийг хайх эрдсийн орд дахь ESP болон насосны төхөөрөмжийн харьцуулалт

Гүн, өндөр урсгалын худаг (15,000 футаас дээш) дээр ESP нь шургуу насосын системийг ашиглан шургууны үрэлтийн энергийн алдагдлыг багасгаж, түлхүүрийн насосоор харьцуулахад 2−3 дахин илүү үр дүнтэй ажилладаг. Гэсэн хэдий ч ESP-үүд элсэрхэг орчинд дутагдалтай байдаг − зэврүүлэгч жижиг хэсгүүд түлхүүрийн насосны цэвэр шургууны хайрцгийн гэмтэлд дунджаар алдах хугацааг 65%-иар бууруулдаг.

Хазайлттай эсвэл элс ихтэй нөхцөл байдалтай худагт газын өргөлтийн давуу тал

Газын өргөлтийн системүүд даралттай хийг шахаж, гидростатик даралтыг бууруулдаг бөгөөд элсний зэврэлтэнд өртөмтгий механик хөдөлгөөнт хэсгүүдээс зайлсхийдэг. Энэ нь дараах тохиолдлуудад тохиромжтой болгодог:

• 45°−75° хазайлттай далайн эелдэгтэй худаг
• Эзлэхүүнээрээ 15% ба түүнээс дээш элс ялгаруулдаг чулуулаг
• Байгалийн хийн байгууламжийг ашигладаг талбайнууд

2022 оны Baker Hughes-ийн судалгаагаар Канадын нефтьтэй элсэнд газын өргөлт нь түлхүүрийн насос ашигласнаас харьцуулахад дахин сэргээх үйлчилгээний давтамжийг 54% бууруулсан байна.

Шийдвэр гаргах матриц: Худагны профиль болон шингэний шинж чанараас хамааран тохиромжтой өргөлтийн аргыг сонгох

КАПЕКС-ийг бууруулах асуудалд анхаарал тавьдаг үйлчлүүлэгчид холхивчтой насосыг сонгож, гүн худагт орлуулга хийх чадвард анхаарал тавьдаг үйлчлүүлэгчид ESP-г илүүд үздэг. Хийн нөхцөл байдалд тохирох дунд шийдэл нь хийн түгээлт юм боловч тогтмол хийн нийлүүлэлтийг шаарддаг.

Механик найдвартай байдлыг хангах ба урьдчилан цохих эмчилгээний арга хэмжээг хэрэгжүүлэх

Шинэ болон хуучин тосны худгийн насосны найдвартай ажиллагаа

Хуучин болон шинэ тосны талбайд тавигдах найдвартай байдалд харьцуулахад маш их ялгаа бий. Хуучирсан талбайнуудыг авч үзвэл, насосны тоног төхөөрөмж нь механик ачаалалд илүү их даралтанд ордог нь эдгээр системүүд жилээс жилд хэт хоруу шингэн ба хэлбэлзэх даралтуудтай тулгардагтай холбоотой юм. Энэ төрлийн тасралтгүй элэгдэл нь үйл ажиллагааг гладкоор явуулахын тулд үйлчилгээ үзүүлэгчдэд илүү хүчтэй хэсгүүд болон тогтмол шалгалт шаардлагатай гэсэн үг юм. Гэхдээ шинэ талбайнуудын түүх өөр байдаг. Тэд анхнаасаа л коррозийг эсэргүүцэх тусгай давхаргууд, элэгдэл үзүүлэхээс өмнө илүү урт хугацаа ажиллах зориулалттай шатлалууд зэрэг сайжруулалтуудыг хэрэглэдэг. Монгол орны индустрийн мэдээллээр, компаниуд хуучин талбайд ажиллахдаа хэсгийг цаг алдалгүй солих, ачааллыг бодит цагт хянах замаар хүлээгдээгүй зогсонгишлыг 30-40 хувь хүртэл бууруулах боломжтой.

Ерөнхий Засварын Хуваарь: Өдөр бүр, Долоо хоног бүр, Сар бүр Хамгийн Тохиромжтой Аргачлал

Боловсронгуй засвар үйлчилгээний ажиллагаа нь үйл ажиллагааны саатлыг хамгийн бага болгохын тулд маш чухал юм:

• Өдөр тутмын : Тосны түвшин, ремний таталт, бүтцийн болтыг шалгана уу.
• Долоо хоногт : Зөөлөн боолтууд, дээлсэн, вентилийн ажиллагааг шалгана уу.
• Сар тутам : Сорууралт шургууд дээрх эргүүлэх моментийг шинжилж, шатлалын хайрцгийн үр ашгийг үнэлнэ үү.

Эдгээр хугацааны хуваарийг баримтлах нь ихээхэн гэмтэл аюулгүй байдлыг урьдчилан сэргийлдэг. Жишээлбэл, дээлсэнд жинхэнэ тосоор тогтмол тослох нь трениемийн улмаас энергийн алдагдлыг жил идэвхжихэд хүртэл 15%-иар бууруулдаг.

IoT болон Урьдчилан таамаглалын аналитикийг идэвхтэй шахалтын нэгжийн удирдлаганд ашиглах

Оюунлаг IoT сенсорууд нь машин механизм дээрх хөдөлгөөр, температурын өөрчлөлт, ачааллын тархалтыг хянах бөгөөд эдгээр мэдээллийг урьдчилан таамаглал хийх програм хангамжид илгээнэ. Эдгээр хяналтын системүүдийн гол зорилго бол зүйл ч юм унахын өмнөх жижиг анхааруулгын шинж тэмдгийг илрүүлэх явдал юм. Жишээ нь, хөдөлгүүрийн гүйдэл ойролцоогоор 10%-иар ихсэх нь түлхүүр дээрх өргөст бөглүүр задрахын өмнөх дохио байж болно. Ийм асуудлуудыг цаг алдалгүй илрүүлснээр техникчид томоохон гэмтэл гарахаас хамаагүй өмнө асуудлыг засварлах боломжтой болдог. Бодит жишээн дээр үзбэл, ийм урьдчилан таамаглал хийх хэрэгслүүдийг нэвтрүүлсэн компаниуд нь тоног төхөөрөмжийнхаа ажиллах хугацааг ойролцоогоор 18-24 сараар уртасгадаг бөгөөд энгийн засвар үйлчилгээнд зарцуулах зардлаа ойролцоогоор 25% хэмнэдэг. Үйлдвэрийн менежерүүд зүйлс задрахыг хүлээхийн оронд асуудлыг цаг алдалгүй илрүүлэхэд анхаарлаа хандуулахад, бүх засвар үйлчилгээний арга барил нь зөвхөн гэмтсэн зүйлсийг засахаас хэтэрсэн, оюунлаг хяналтын практик ашиглан бүх зүйлсийг гладкоор ажиллуулах чиглэлд шилжих болно.

Түгээмэл асуулт

Хувилах төхөөрөмжийн ажиллагааг олборын гүнд тохируулахын ач холбогдол юу вэ?

Нөхөн нөөцлөх давхаргын гүнд тохирох шахуургын төхөөрөмжийн ажиллагааг зохицуулах нь үр дүнтэй шингэн зөөх болон механик гэмтлийг урьдчилан сэргийлэхэд чухал юм. Энэ нь гүн худгуудад ялангуяа үүсдэг үрэлтийг ба бүтцийн ачааллыг удирдахад тусална.

Хордын шинжилгээ шахалтын ажиллагааг хэрхэн сайжруулах вэ?

Хордын шинжилгээ нь худгийн ёроолын даралт, шингэний ишлэл зэрэг олон хүчин зүйлсийг үнэлж, системийг хамгийн сайн ажиллахуйц байдлаар тохируулах боломжийг олгоно. Энэ нь төхөөрөмжийн үр ашгийг сайжруулж, хэт том шахуургыг суурилуулахаас сэргийлнэ.

Яагаад шахуургын төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээнд IoT сенсоруудыг ашигладаг вэ?

IoT сенсорууд бодит цагт төхөөрөмжийн хэлбэлзэл, температур, ачааллын тархалтыг хянах боломжийг олгоно. Ийм урьдчилан таамаглаж хянах арга нь боломжит асуудлыг эрт үед илрүүлэх, төхөөрөмжийн амьдралын хугацааг уртасгах, засварын зардлыг бууруулахад тусална.