EN
Pompa üniteleri seçilirken, ekipmanın yapabileceklerini gerçek işletme koşullarıyla eşleştirmek çok önemlidir. 2023 yılında yapılan saha testleri, 8.000 fit derinliğin altındaki rezervuarlar için ilginç bir sonuç ortaya koydu. En az 400 beygir gücünde ve yaklaşık 120 RPM'lik hızlarda başlayan üniteler, sıvı kaldırma işleminde oldukça iyi performans göstermekte ve dişli kutusu sorunlarını yaklaşık üçte bir oranında azaltmaktadır. Günlük üretim kapasitesi 500 varilden az olan kuyularda daha küçük yürüyen kiriş düzenekleri genellikle tercih edilmektedir. Ancak üretim günlük 2.000 varilin üzerine çıkarsa, daha büyük dişli tahrikli sistemler daha mantıklı hale gelmektedir. Pompa boyutunu gereğinden fazla büyütmek de akıllıca değildir. Geçen yılın Hydro-Quip raporu, hesaplamalarla önerilenin üzerinde boyutlandırıldığında pompanın yaklaşık %22 fazladan enerji harcadığını belirtmektedir. Akış hızı değerlerini doğru tespit etmek uzun vadede iş açısından büyük avantaj sağlar.
Kuyu dibindeki basınç 200 psi'nin altına düşen kuyularda genellikle sistemlere gaz ayırıcılar entegre edilmelidir. Sektör deneyimi, bu gereksinimin benzer durumların yaklaşık onda sekizinde karşılaşıldığını göstermektedir. Üretim süreci boyunca sıvı seviyelerinin %15'ten fazla dalgalanması durumunda sorun daha da kötüleşir. Bu aşamada operatörler, aşağı doğru çubuk dizilim arızalarını önlemek için değişken frekans sürücülü (VFD) pompalama ünitelerini gerekli ekipman olarak değerlendirmeye başlarlar. Yedi yıllık bir süreye yayılan Permian Havzası'ndaki saha verilerine göz atıldığında oldukça açıklayıcı bir tablo ortaya çıkar. VFD teknolojisiyle çalışan kuyularda, rezervuardaki aynı tahmin edilemeyen sıvı dinamikleriyle başa çıkmak zorunda kalan eski sabit hızlı modellere kıyasla bakım müdahalelerinin sıklığı yaklaşık %40 daha az olmuştur.
| Durum | Pompa Ünitesi Ayarı | Verimlilik Etkisi |
|---|---|---|
| Arkadan Basınç >500 psi | Takviyeli vana oturma yerleri | +%29 ömür uzaması |
| Akış dengesizliği ±%20 | Otomatik strok kontrolü | +%18 verim artışı |
| H2S konsantrasyonu >%5 | Nikel-alaşım bileşenler | +%42 korozyon direnci |
142 analiz edilen kuyuda bu ayarlamalara uyum, yıllık durma süresini %37 oranında azalttı (Engineering UPdates 2024).
Gerçekten kalın olan ham petrol (200 sentipoazin üzerinde), emme verimliliğini kaybetmemesi için döngü hızı yaklaşık %30 ila %50 daha düşük olan pompalar gerektirir. Alan operatörleri bunu tecrübeleriyle biliyorlar çünkü çok hızlı ilerlerlerse tüm sistem verimsiz hale gelir. Kum oranı hacimsel olarak %2'nin üzerine çıktığında, sertleştirilmiş pistonlara ve özel kaplamalara yatırım yapmak büyük avantaj sağlar. Yalnızca Bakken şeyl bölgelerinde üretilen her varil başına yaklaşık 18 ABD doları tasarruf etmiş operatörler gördük. Su oranının %15'i geçmesi durumunda ise emülsiyon oluşmaya başladığı için işler zorlaşır. Bu durumda akışı kesintisiz sürdürmek için ayarlanabilir sıkıştırma oranına sahip ekipmanlara sahip olmak hayati önem taşır. Deneyimli ekibin çoğu size bu tür zorlu koşullarda üretim seviyelerini korumak için bunun ne kadar büyük fark yarattığını söyleyecektir.
Yapay lift sistemi seçimi, ekipman performansının rezervuar özelliklerine uydurulmasına bağlıdır. Küresel olarak petrol kuyusu üretimi günde 50 ile 20.000 varil (BPD) arasında değiştiğinde, önemli faktörler arasında akışkan viskozitesi, gaz-altın oranı (GOR) ve kuyu derinliği yer alır.
Emme çubuğu pompaları, API yoğunluğu 20 derecenin üzerinde olan ve günde 50 ile 1.500 varil arasında üretim yapan kuyularda en iyi şekilde çalışır. Bu kiriş tipi pompa üniteleri, katı madde oranı %5'in altında kaldıkça yaşlı sahalarda iyi performans gösterme eğilimindedir. Günde 1.000 ile 20.000 varil arası yüksek hacimli işlemlerde, özellikle su oranının %70'in üzerinde olduğu durumlarda elektrikli dalgıç pompalar (ESP) ön plana çıkar. Ancak bu ESP'lerin viskozite 200 sentipoazın üzerine çıkarsa sorun yaşaması muhtemeldir. Gaz enjeksiyonu teknolojisi, gaz yağ oranının varil başına 500 standart fitküpü'nün üzerinde olduğu durumlarda etkili olur. Kuyuya gaz enjekte ederek hidrostatik basıncı düşürür ve bu yöntem, 8.000 fitin altındaki derin konvansiyonel olmayan rezervuarlarda kazı yapmak için oldukça maliyet etkin bir yaklaşım sunar.
200 sentipoise'den daha kalın sıvılarla çalışırken santrifüj pompalar yaklaşık %30 ila %40 verim kaybeder ve bu da onları ağır yağları pompalamada oldukça etkisiz hale getirir. Alternatif pompalar ise farklı bir tablo çizer. Bu makineler, 3.000 cP kalınlığında malzemeler taşınırken bile pozitif deplasman prensibiyle çalıştıkları için %85'in üzerinde verimle çalışmaya devam eder. Alan testleri bunu destekler. Geçen yıl yapılan bir çalışma, kule pompaların yaklaşık 350 cP viskoziteye sahip 18 derece API ham petrolüyle sorunsuz şekilde çalışmaya devam ederken, elektrikli dalgıç pompaların yalnızca 90 gün hizmetten sonra görevini yerine getiremediğini göstermiştir. Yine de santrifüj pompaların mantıklı olduğu durumlar vardır. Özellikle 100 cP'nin altındaki ince sıvıları yüksek hacimlerde hareket ettirdiklerinde en iyi performansı gösterirler çünkü kesintisiz olarak sürekli çalışabilirler ve birçok endüstriyel süreçte bu gereklidir.
Progresif boşluklu pompalar, ya da kısaca PCP'ler, viskoziteleri yaklaşık 500 ila 10.000 sentipoise arasında değişen akışkanları işlerken %95'e varan verimlilik oranlarına ulaşabilir. Bu pompalar oldukça dayanıklıdır ve hızlı bir şekilde aşınmadan içinde %40'a kadar kum içeren ham petrol karışımlarını taşıyabilir. Rotor ve statordaki özel helisel şekil, bu pompaların emülsifiye edilmiş ham petrolleri boru hatları boyunca sorunsuz bir şekilde taşınmasını sağlar. Özellikle çok sıcak ortamlarda yapılan çalışmalarda, termal stabilizasyon paketleri pompaların 300 Fahrenheit dereceye kadar olan sıcaklıklarda bile çalışmaya devam etmesini sağlar. Sahadan gelen raporlara göre, PCP sistemleri bakım ihtiyaçlarını önemli ölçüde azaltmaktadır. API yoğunluğu 15 derecenin altında olan rezervuarlarda, operatörler geleneksel krank kolu pompalarına kıyasla bakım gerektiren müdahalelerde yaklaşık %60 oranında azalma gözlemler. Ancak bu fayda, pompanın deplasman hızı kuyudan doğal olarak çıkan akış hızıyla uyumlu olduğunda geçerlidir.
Pompalama sistemlerinde aşındırıcı partiküllerle çalışılırken, 2023 yılında yayımlanan en son hidrolik sistemler araştırmasına göre, temiz akışkanlarla çalışırken oluşanlara kıyasla aşınma oranları üç katına kadar çıkabilir. Katı madde konsantrasyonunun %5 veya üzeri seviyelere ulaştığı ortamlarda çalışan uzman teknisyenlerin çoğu, pistonlar ve valfler gibi kritik parçalarda sert karbür kaplamalarını tercih etmektedir. Ayrıca, hasar oluşmadan önce mümkün olduğunca çok kirleticiyi tutmak için çok kademeli filtreleme sistemleri uygulanmaktadır. Pompa performansına bakıldığında, saha gözlemlerine göre progresif boşluklu modeller, iç hızlarının daha düşük olması nedeniyle santrifüjlere kıyasla bu zorlu koşulları yüzde kırk ile altmış arasında değişen bir oranda daha iyi karşılayabilmektedir ve böylece erozyon sorunlarını azaltmaktadır. 2024 baskısı Katı Madde Yönetimi El Kitabı'ndaki endüstriyel kurallar, kolların her ay kontrol edilmesini ve kum birikimini erken tespit edebilen otomatik sensörlerin kurulmasını önermektedir. Bu uygulamalar, bileşenlerin değiştirilmesi gerene kadar olan ömrünü uzatırken sistemin sorunsuz çalışmasını sağlamaya yardımcı olur.
2024 yılında yayınlanan NACE International'ın son bir çalışmasına göre, %30'dan fazla tuzlu su konsantrasyonunda tuzlu suyla karmakarışık petrol karbon çelik parçalarının normalden yaklaşık sekiz kat daha hızlı korozyon geçirmelerine neden olabilir. Bu tuzlu ham petrol emülsiyonlar oluşturduğunda sorun daha da kötüleşir. Bu da suyun %15 ila %30 daha kalın görünmesini sağlayan su-yağ karışımları oluşturur. Bu artan kalınlık, pompaların daha fazla çalışması, daha fazla enerji tüketmesi ve ekipmanlara ekstra baskı yapması anlamına gelir. Bu sorunlarla mücadele etmek için, operatörler genellikle asit servis uygulamaları için nikel alaşımı kaplı çubuklar kullanır, pompa giriş noktalarından önce demulsifleşenler enjekte eder ve pH'nın 4,5'in altına düştüğü kuyularda özel olarak seramik kaplı borular kurarlar. 2022'de Meksika Körfezi'nde yapılan saha testleri, tüm bu koruyucu önlemlerin uygulanmasının korozyona bağlı duraklama sürelerini standart yaklaşımlarla mümkün olanlara kıyasla neredeyse %60 oranında azaldığını gösterdi.
Saskatchewan'da 14 ila 18 derece API ham petrolü işleyen bir ağır yağ operasyonu, mevsimsel viskozite değişimleriyle karşılaşıldığında progresif kavite pompalara kıyasla kiriş pompaların arızalar arasında %27 daha uzun ömürlü olduğu görülmüştür. Kış mevsimi geldiğinde akışkanın viskozitesi 50 sentipoise'den 200 cp'ye kadar çıkarken, saha ekipleri değişken frekans sürücüleri kullanarak pompa döngülerini anında ayarlayarak, buhar yalıtımı ile kuyu başlıklarını sıcak tutarak ve viskoziteyi değiştirmek için kuyuya kimyasallar enjekte ederek işletmeyi yaklaşık %92 oranında sorunsuz şekilde sürdürmüşlerdir. Bu ayarlamalar, akışkan hareketliliğinin bir yıl boyunca dört kat değişmesine rağmen üretim seviyelerinin hedefin %5'inden fazla sapmasını engellemiş, üretim istikrarını korumuştur. 2023 SPE Yapay Tahliye Optimizasyon Raporu aslında bu bulguları vurgulamakta ve modern operasyonların bu tür zorlu koşullarda ne kadar uyarlanabilir olması gerektiğini göstermektedir.
Olgun kuyulardaki pompalar, birikmiş aşınma nedeniyle yeni tesisatlardakilere göre %40 daha sık bakım gerektirir. Veriler, 15 yıldan uzun süredir hizmet veren kuyulardaki ünitelerin sızdırmazlık arızalarının 2,8 kat daha yüksek oranda gerçekleştiğini göstermektedir ve bu durum çoğunlukla korozyon ve partikül aşındırması kaynaklıdır.
Düzenli muayene programları, pratikte sistemin güvenilirliğini gerçekten artırır. Günlük izleme için teknisyenlerin basınç göstergelerini görsel olarak kontrol etmeleri ve bağlantıların çevresinde sıvı sızıntısı belirtilerini araştırmaları gerekir. Her hafta farklı öncelikler ortaya çıkar; örneğin hareketli parçalara yağlama yapılması ve contaların hâlâ düzgün çalıştığından emin olunması gibi. Aylık bakım işlemleri ise titreşim desenlerinin kontrol edilmesi ve önemli cıvata ile bağlantı elemanlarının tork ayarlarının kalibre edilmesi gibi daha kapsamlı işlemler içerir. 2024 Yılı Pompa Bakım Kılavuzu'na göre, bu denetimler sırasında ele alınması gereken yaklaşık 23 temel madde bulunmaktadır. Bu programa sıkı sıkıya uyan şirketler, beklenmedik ekipman arızalarında kabaca %60-65 oranında bir düşüş yaşarlar ve bu da zaman içinde işletme maliyetlerinde büyük bir fark yaratır.
Günümüzün endüstriyel tesisleri, ekipmanın durumunu gerçek zamanlı olarak takip etmek için kablosuz ivmeölçerlerin yanı sıra basınç sensörlerini kullanır. Akıllı yazılım bu sayıların hepsini analiz eder ve aslında yataklarda oluşabilecek sorunları ortaya çıkmadan en az üç gün önce tespit edebilir. Yapılan saha testleri, bu tür bir bakım stratejisinin acil onarım maliyetlerinde yaklaşık %34 oranında tasarruf sağladığını ve ayrıca pompaların ömrünü uzattığını göstermiştir; şimdiye kadar gözlemlenenlere göre hizmet süresi yaklaşık 17 ila 22 ay kadar artmaktadır. API yoğunluğundaki değişimlerin izlenmesi, sistemlerin yağın çok kalın ya da çok ince hale gelmesi durumunda otomatik olarak yağlama planlarını ayarlamasına olanak tanır ve normal seviyelerden yaklaşık artı eksi %8 oranında sapma içinde kalınmasını sağlar.
En az 400 beygir gücüne sahip üniteler önerilir.
Dip basıncının 200 psi'nin altına düştüğü kuyularda gaz ayırıcılar hayati öneme sahiptir.
Yüksek kum içeriği aşınmayı artırabilir, bu nedenle sertleştirilmiş pistonlar ve özel kaplamalar kullanmak maliyetleri düşürebilir.
Düzenli bakım, beklenmedik arızaları yaklaşık %60-65 oranında azaltarak işletme maliyetlerini önemli ölçüde düşürür.
IoT entegrasyonu, gerçek zamanlı veriler sunarak olası arızaları önceden belirler, tamir maliyetlerini düşürür ve kullanım ömrünü uzatır.
Telif Hakkı © 2025 Şandong Mingliu Industrial Group Co., Ltd
İlgili makaleler
