Ulepszony system dostarczania oleju/wody

16.12.2022
Artykuł przetłumaczony automatycznie
  Przełącz na oryginał
Kiedy odwiert na polu naftowym jest otwierany po raz pierwszy, na ogół istnieje duże ciśnienie i objętość, aby ropa, gaz i woda mogły dotrzeć na powierzchnię. Jednak z biegiem czasu ten początkowy wzrost maleje i należy zastosować metody sztucznego podnoszenia, aby dosłownie wypchnąć te zasoby na powierzchnię.
Ulepszony system dostarczania oleju/wody

(Źródło obrazu: NETZSCH Pumps North America, LCC)

Do najczęściej stosowanych metod sztucznego podnoszenia należą postępujące pompy wnękowe (PCP), podnośnik prętowy, podnośnik tłokowy, podnośnik gazowy, podnośnik hydrauliczny i elektryczne pompy głębinowe (ESP). Każdy z nich ma szczególne zalety do określonych zastosowań.

Konwencjonalne metody pompowania okazują się zawodne
NETZSCH, we współpracy z DXP, rozpoczął dyskusję z producentem ropy naftowej ze Środkowego Zachodu, który zastosował metodę podnoszenia gazu. Producent właśnie wybudował odwiert wieloodwiertowy (3) po zaprojektowaniu metodą sztucznego wydobycia gazociągiem.

W tym systemie do odwiertu wtryskiwany jest gaz pod wysokim ciśnieniem, który wypycha płyny na powierzchnię. Następnie każdy odwiert dostarcza gaz i płyny do dedykowanego dwufazowego, poziomego separatora, który oddziela większą część gazu od płynów odwiertu. Gaz jest następnie kierowany z powrotem do sprężarki w celu ponownego wstrzyknięcia do odwiertu.

Ciecze i gazy resztkowe (nierozdzielone w początkowej fazie) kierowane są do pionowego, dwufazowego separatora w celu dodatkowej obróbki. Gaz resztkowy unosi się do góry separatora i jest kierowany z powrotem do sprężarki. Płyny składające się z oleju, wody i niektórych ciał stałych są następnie wtłaczane do układu pompowego w celu transportu rurociągami do centralnego zakładu przetwarzania (CPF), gdzie olej jest teraz oddzielany od wody. CPF znajduje się około 15 mil od miejsca odwiertu.

Technologia konwencjonalna
Do tej pory najpowszechniejszą metodą przenoszenia płynów do CPF było stosowanie pomp odśrodkowych. Jednak w tym przypadku podczas korzystania z technologii odśrodkowej napotyka się kilka problemów:

  • Niezdolność do obsługi różnych ciśnień ssania i tłoczenia oraz utrzymania stałego natężenia przepływu.
  • Niezdolność do radzenia sobie z wahaniami lepkości i utrzymywania stałego natężenia przepływu.
  • Niezdolność do radzenia sobie z ciałami stałymi, które mogą być obecne w płynach bez ekstremalnego zużycia.

Pompy odśrodkowe nie są w stanie utrzymać stałego przepływu przy zmianie ciśnienia ssania. Dzieje się tak również w przypadku wahań ciśnienia tłoczenia. Aby zapewnić stałe natężenie przepływu, należy zastosować zawory sterujące i inne oprzyrządowanie, aby zapewnić, że pompa odśrodkowa pracuje w punkcie najlepszej wydajności (BEP). Jeśli nie, przepływy spadają znacznie zmniejszając produkcję.

Wahania lepkości stanowią wyzwanie dla pomp odśrodkowych, ponieważ wpływają na wydajność przepływu. Na przykład, gdy lepkość wzrasta, natężenie przepływu pompy odśrodkowej zacznie gwałtownie spadać, a tempo produkcji spadnie.

Wysoka prędkość obrotowa wirnika pomp odśrodkowych nie jest w stanie poradzić sobie z ciałami stałymi lub materiałami ściernymi bez przyspieszonego zużycia. Ze względu na wysokie prędkości (3600 obr./min) ciała stałe i materiały ścierne mogą powodować szybkie zużycie wirników, co skutkuje zmniejszeniem produkcji i wysokimi kosztami konserwacji.

Pompy mimośrodowe NEMO rozwiązują każdy problem
Pompy NETZSCH NEMO PC radzą sobie z wahaniami ciśnienia ssania i tłoczenia przy zachowaniu stałego natężenia przepływu. Wahania lepkości pompowanej cieczy nie wpływają na natężenie przepływu, umożliwiając kontynuację produkcji na najwyższych wymaganych poziomach. Prędkości pomp są kontrolowane przez VFD, aby sprostać natężeniom przepływu produkcji. Pompy PC mogą sprostać wymaganiom ciśnieniowym w szerokim zakresie prędkości.

Pompy NETZSCH NEMO PC radzą sobie z ciałami stałymi i materiałami ściernymi, które mogą być obecne w płynie, przy bardzo niewielkim zużyciu. Wynika to z niskiego wewnętrznego przecieku (poślizgu) wewnątrz elementów pompujących, który jest wynikiem odpowiednio zwymiarowanego pasowania wciskowego między wirnikiem a stojanem.

Aby spełnić warunki zastosowania przewidziane przez producenta (7500 bpd / 51 m3/h na pompę, ciśnienie ssania do 250 psi / 1,7 bara, różnica ciśnień 500 psi / 3,4 bara) inżynierowie NETZSCH wybrali model pompy NEMO NM076SY. Ponieważ z trzech odwiertów wymagana była łączna wydajność do 30 000 baryłek dziennie / 204 m³/h, firma NETZSCH zaleciła zastosowanie czterech pomp. Pompa NETZSCH NEMO została wyposażona w materiały SAE 316SS oraz stojan NEMOLAST S459/S91.

Jedną z rzeczy, która odróżnia NETZSCH od innych rozwijających się producentów pomp wnękowych, jest możliwość oferowania wielu różnych uniwersalnych opcji połączeń, aby sprostać wymagającym aplikacjom pompowania. W tym przypadku inżynierowie NETZSCH zarekomendowali złącze typu Z. Podwójne uszczelnienie złącza obrotowego Z jest stosowane, gdy przepływy i ciśnienia są wysokie oraz gdy moment obrotowy i obciążenia osiowe są najwyższe. Złącze to jest wypełnione olejem i hermetycznie uszczelnione dwoma niezależnymi uszczelnieniami, które są odporne i kompatybilne zarówno ze środkiem smarnym, jak i pompowaną cieczą. Przeznaczony jest do ciągłej, ciężkiej pracy przy największych obciążeniach.

Złącze ma również specjalną konstrukcję ze zrównoważonym uszczelnieniem. Zrównoważone uszczelnienie jest określane jako korektor. Wyrównywacz to przesuwny tłok, który znajduje się w pręcie łączącym rury i wywiera ciśnienie na olej smarowy z taką samą szybkością, z jaką ciśnienie wywierane jest na uszczelkę z zewnątrz. Ta zrównoważona konstrukcja uszczelnienia jest w stanie wytrzymać ciśnienie ssania uchwytu do 1000 psi / 69 barów.

NETZSCH, we współpracy z DXP, dostarczył kompletną, wytrzymałą ramę dwuteową, składającą się z pompy, silnika, przekładni, manometrów i czujników oraz zaworów. Wszystkie cztery pompy zostały zainstalowane i zakotwiczone w celu zapewnienia płynnej pracy. Inżynierowie z DXP i NETZSCH byli obecni, aby zapewnić płynny rozruch i od tego czasu pracują codziennie.

Producent jest bardzo zadowolony z wydajności pomp NETZSCH oraz serwisu i wsparcia partnerstwa NETZSCH/DXP. Zakupiono więcej jednostek i planuje się zainstalowanie pomp NETZSCH w przyszłych odwiertach, które będą transportować wydobytą mieszaninę wodno-olejową do centralnych zakładów przetwórczych.

Więcej artykułów na ten temat