電潛泵作為一種機械采油設備,從研制及應用至今己經有八十多年的歷史,由于其本身具有排量大、揚程高等優點,廣泛應用于高產井、含水井、斜井以及定向井中。
電潛泵機組具有零部件多且相互關聯的結構特性,再加上其本身運動復雜、工作環境惡劣等因素,因而發生故障的可能性也比較大。尤其是到油田開發的中后期,更加復雜的地質結構,更深的開采井深,更加復雜多變的油井和井液條件,使得電潛泵在其使用過程中綜合故障率較高,壽命較短。輕則使電潛泵排量降低,影響正常生產,重則造成電機燒壞,電纜擊穿,分離器、保護器損壞,更有甚者還會出現整個機組落井的重大事故。另外,電潛泵機組一旦出現故障,不僅需要提機維修,花費大量的作業費和修理費,而且大多數故障會造成油層工作失調,機組重新投入生產幾天后才能恢復油井的最佳采油狀態,給油田的開發帶來經濟和時間上的損失,嚴重影響油井的正常生產。
針對這種情況,Borets公司研發了一種WR2泵,這種泵在嚴苛工況下適應良好,在含砂、含氣井中依然有較好的工作表現,下面讓我們來詳細了解一下WR2。
Borets公司WR2泵
WR2系統采用了一種專利制造工藝,尺寸公差精確,表面磨光度高,無表面下空洞存在。WR2的水力設計十分出色,極大地提高了工作效率和可靠性,實現了減輕系統壓力和延長操作壽命的目的。
WR2系統泵與傳統電潛泵的硬度同為HRC57,但WR2系統泵的強度極限可達到2,100 MPa (304.5 Ksi),流速可達250-1000桶/天和560-1900桶/天。其他的系統組件包括Borets 4.56/117永磁式電動機(PMM)和Axiom II變速傳動裝置(VSD),它們可以幫助用戶實現只使用一個變速傳動裝置,運用相同的驅動器和公共接口,便可以運轉PMM和感應電動機。
Borets的市場營銷副經理Keith Russell 表示“在初期遞減階段,裂縫清洗以及以前需要幾個泵的作業,現在只需要一個泵就能解決了,這減少了開支、優化了該關鍵階段的原油生產情況,極大地提高了客戶的投資回報率?!?/span>
Borets公司WR2泵,設計新穎,采用了新型技術、制造工藝和材料,擴展了電潛泵的系統性能。WR2泵的設計可以從容應對嚴苛井況,如高含氣和高含砂的情況。WR2泵可以極好地適應一系列的生產情況,可達到延長適用壽命、減少修井作業的目的。
WR2采用了金屬粉末注射成型(MIM)工藝,這在電潛泵制造行業中尚屬首例。MIM技術讓很多的制造流程產生了巨大的變化。該技術可以實現精確的尺寸公差,提高表面拋光度,避免表面下空洞。
與傳統的電潛泵相比,WR2泵系統采用了液壓平衡泵級,減少了邊界狀態下的穿刺磨損,因此作業范圍得到了極大擴展,可靠性更高,系統承受的壓力更小、操作壽命更長。氣鎖和井循環引發短路和其他可能造成ESP壽命縮短的情況,而WR2將徑向流設計變為了混合流設計,這樣,氣體通過泵更加容易,相應減少了上述情況的發生。
Borets研發中心采用了幾種材料組合的方式,極大地提高了材料硬度。WR2泵不僅能夠滿足標準泵級硬度—HRC 57,同時抗拉強度極限可達2100MPa(304.5Ksi)。
WR2的設計流量范圍為125-440 桶/天(20-70立方米/天),250-1000桶/天(40-160立方米/天) 和560-1900桶/天(90-300立方米/天)。
在北美的首例應用完成于2015年5月15日。在俄克拉荷馬西北部的一口井中,主要對該系統泵的性能進行了測試,看其在一段較長的時期內是否能夠應對各種類型的液流、氣體段塞、以及壓裂砂反排砂。
截止到2016年3月,WR2系統的現場成功試驗數量達到了22起,有8起位于北美。當前,還有幾起系統仍在運行,在一次為期400天的測試運行后,有三口井通過了所有的API測試。WR2系統在嚴苛井況下適應性良好,可以應對很多不同的生產、磨蝕和含氣情況,延長了工作壽命,減少了修井作業。
適用范圍
1.非常規油氣井;
2.具有不穩定流的井;
3.高磨損井;
4.含氣井;
5.代價敏感環境;
6.產量快速下降的井;
7.壓裂反排井。
特性和優勢
1.新型泵級制造流程:
?-不需要氣體分離器,可以應對含氣量55%之內的情況;
?-可以滿足復雜泵級設計中的各種幾何形態;
?-出色的泵級性能,使用壽命更長,操作參數更穩定;
?-極限操作速率可達到6000rpm;
?-總泵長更短,產能更高。石油圈原創www.h29736.cn
2.高泵效(高達75%):石油圈原創www.h29736.cn
-適用操作范圍廣,生產性價比高。
3.高強度材料,硬度與鎢鋼相仿:
?-耐磨損材料,在含砂和含氣井中使用壽命更長。
4.與傳統電潛泵相比,作業范圍擴大了2.5倍:
?-可以適應不斷變化的井況,減少修井作業和停工時間,將采收率最大化。
如此看來WR2泵潛力巨大,有望取代傳統電潛泵在嚴苛井況下作業,大家如果想了解更多這方面的信息請持續關注石油圈!
來自/Borets ?譯者/周詩雨 ?編輯/張永君
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- 白礬
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石油圈認證作者
- 畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。