Које пумпане јединице одговарају потребама за екстракцијом на нафтном пољу под високим притиском?

Разумевање захтева за екстракцију под високим притиском

Зашто стандардне помпе не успевају изнад 3000 пси

Већина стандардне опреме за пумпање почиње да падне када притисак пређе 3000 psi због тога како су изграђени од нуле. Гумени запечатачи НБР-а које видимо у обичним пумпама имају тенденцију да се издују око 3,200 psi марке, а ти притисак врхови заправо узрокују мале пукотине да се формирају у ливаним деловима и вентилима током времена. Када ствари пређу 2.800 psi, плунгери почињу да се превише савијају што смањује ефикасност рада пумпе за око 12 до можда чак 18 посто. Валвови се такође брже издржују у овим условима, отприлике 40% брже него што се дешава на нижим притисцима испод 2500 пси. Оно што чини ствари још горе је да ове пумпе нису правилно појачане за све те напоре напред и назад дубоко под земљом. Ако их искључите, стварају се изненадне промене притиска које воде до формирања пукотина у коланним валцима и спојним шипкама, посебно проблематично у нафтним бунарима дубином од 4.000 метара, где овакав недостатак може бити веома скуп за поправку.

Кључна физика: Губљење притиска, компресивност течности и обимна ефикасност на дубини

Три међусобно повезана физичка принципа управљају перформансима у екстракцији под високим притиском у дубоким бунарцима:

1. Нелинеарни губитак притиска : У формацијама са ниском пропустљивошћу, хидраулички отпор се повећава 1827% на 500 метара дубинетребајући већи притисак испуштања само да би се одржао проток.
2. Ефекти компресибилности течности : На температури резервоара (нпр. 150 °C), запремина сирове нафте се смањује за 35% на 1.000 псИ, смањујући ефикасан прилив и повећавајући ризик од недостатка пумпе.
3. Колапс волуметричке ефикасности : Пољски подаци из Пермског басена показују да је волуметричка ефикасност падала на <65% на 4.000 метара у односу на ~85% на 1.500 метара, што захтева 25-30% преусмеравања померања да би се испунила циљна производња. Гасова интерференција додатно усложњује овај изазов: растворено ширење гаса током цикла подизања узрокује блокирање паре, посебно у резервоарима са високим ГОР-ом.

Типови топ пумпаних јединица за апликације високог притиска

Плунгерске пумпе: Прецизност, притисак и избор материјала за запечатање

Дизајниране посебно за радове екстракције уља под високим притиском, плунгерске пумпе могу да се носе са притиском изнад 5.000 пси без пропуштања удара. Ове пумпе одржавају стабилан проток чак и када се суочавају са озбиљним условима контранатиска. Нешто што гума и пумпе не могу да одрже са протеклим око 3.000 пси где њихова ефикасност драматично пада. Оно што је заиста важно за дугорочну поузданост је оно што се налази у тим печатима. Оператори на терену знају да појачани термопластици као што је ПЕЕК или специјални еластомери као што је ФКМ-ГЛТ много боље издржавају експлозије у тим суровим гасним окружењима са високим садржајем водоника сулфида. Доле у Пермском сливу, инжењери одређују прозорни прелаз плунџера испод 0,0005 инча у комбинацији са оштреним металима како би се смањило и цурење течности и зношење од абразива. Ова пажња на детаље се исплаћује са обимном ефикасношћу која прелази 92% и интервалима одржавања који се протежу око 40% дуже у поређењу са традиционалним системима пумпа.

Предности реципрочних пумпа у ултра-дубоким ХП/ХТ бунарцима (нпр. Пермијански базен)

У ултра дубоким бунарцима ХП/ХТ, посебно онима који се налазе у формацијама схиле Волфкамп широм Пермског басена, реципроцитне пумпане јединице постале су решење за операције испод 15.000 метара. Ове бунаре такође се суочавају са екстремним условима, са температурама које често достижу преко 300 степени Фаренхајта и нивоима притиска који могу прећи 10.000 пси. Шта чини да ове пумпе тако добро раде? Они долазе са модуларним дизајном са више цилиндра, обично око три до пет ступа укупно. Ова конфигурација помаже да се гасови боље управљају током рада, а истовремено омогућава и поэтапне процесе компресије који смањују губитке ефикасности узроковане проблемима компресибилности гаса. Реални тестери показују да ове јединице троше око 30 посто мање енергије у поређењу са традиционалним хидрауличким системима када се баве густом, врућом сировом нафтом. Плус, постоји још једна предност о којој се не говори много, али која је веома важна: пошто се покрећу на директним механичким покретачима уместо на хидрауличким, оператери не морају да брину о потенцијалној контаминацији из излазећих течности. Најважније, ове пумпе остају у послу са стопом изнад 85% чак и током дуготрајних периода екстракције, због чега их многи оператери сматрају практично неодстрањивим од метака када се поузданост заиста рачуна.

Процена напредне конфигурације помпе

Хидрауличке и електричне хибридне помпе: енергетска ефикасност и поузданост на > 4000 пси

Хидрауличке помпе остају одржива за рад на екстремном притиску (> 4.000 пс) захваљујући снажној преноси снаге на бази течности и минималној електричној изложеностишто их чини погодним за опасне или удаљене локације. Међутим, урођене неефикасностиукључујући распад топлоте и тријање течностиснижавају укупну ефикасност система за 1520% у односу на модерне алтернативе.

Електрични хибридни системи попуњавају ову празнину регенеративним покретачима који улажу енергију за кочење и враћају је у систем, што може смањити потрошњу енергије за око 30 посто када се ради у циклусима. Ови системи долазе са прецизним дигиталним контролама које брзо реагују на промене нивоа притиска, плус имају мање покретних компоненти што значи да нема толико места где ствари могу да покваре. Перформансе остају стабилне чак и под притиском који прелази 5000 пси без никаквог приметног пада ефикасности. Када се бавите ултра дубоким бунарцима ХП ХТ, посебно онима у којима се проток стално флуктуира и трошкови енергије су важни, ове хибридне конфигурације постижу најбољу могућу равнотежу између одржавања јаких хидрауличких капацитета притиска, а и даље имају користи од природног ефика

Избор и величина оптималне помпе

Добивање правог величине почиње с проналажењем потребне брзине пролаза измерена у барелима дневно заједно са укупним динамичким рачунима ТДХ главе. Број ТДХ мора покрити све захтеве вертикалног подизања плус све губитке тријања из цеви и такође узети у обзир статички притисак који је већ присутан у самом резервоару. С којом течностима се бавимо такође чини велику разлику када бирамо материјале и како је све постављено. Ако вискозитет пређе 50 центипоазе, онда су неопходне посебне пломбе са ниским клизном и мора се пажљиво подесити време клапана. Када су абразивне честице сачињавају више од 5% мешавине, оштри компоненте као што су плунгери, вентили и цилиндри облоге постају неопходни да се спречи зношење. За ситуације у којима притисак прелази 4000 пси, паметно је да се одаберу помпе које могу да се носе са најмање 120% онога што очекујемо у условима притиска и температуре. Ово помаже да се уједначи оно што се заправо дешава у дубини са нашим опремама. Проверите да ли крива пумпе показује своју најбољу ефикасност точки БЕП негде у оквиру око 20% на обе стране од где планирамо да раде најчешће. Ако се не прелази у ову зону, рачуни за енергију се смањују за око 15 до 30 посто и трошкови одржавања су нижи јер делови трају дуже. И не заборавите и на могућности за раст. Изградња додатних капацитета од око 10 до 15% даје простор за пада производње током времена и спречава проблеме као што су кавитација или лоша перформанса док се операције настављају у каснијим фазама.

Често постављана питања

Шта узрокује да стандардне помпе не успевају изнад 3000 пси?

Стандардне јединице за пумпање не успевају изнад 3.000 пси због конструктивних ограничења као што су избијање гумених пломбица НБР-а, формирање пукотина у деловима од ливеног гвожђа и недовољно појачање за притиске и подземне напоре.

Зашто су плунжере pumpe преферирани за апликације високог притиска?

Плунгерске пумпе су пожељне за апликације високог притиска јер могу да се носе са притиском изнад 5.000 пси без пада ефикасности, нуде сталан проток под контранатиском и користе издржљиве пломбе и материјале који се одупирају експлозији и знојењу.

Како електрични хибридни помпари побољшавају енергетску ефикасност?

Електрични хибридни помпачки уређаји побољшавају енергетску ефикасност захваљујући уласку енергије за кочење кроз регенеративне покретаче, пружајући прецизне дигиталне контроле и смањујући потрошњу енергије за око 30% у поређењу са традиционалним хидрауличким системима.

Који фактори су важни у избору оптималне помпе?

Кључни фактори укључују одређивање потребне брзине протока, укупне динамичке главе, карактеристике течности, коришћење затварања са ниским клизном за течности са високом вискозношћу, избор оштрих компоненти за абразивне смеше, управљање најмање 120% очекиваних условима притиска и темпера