Zeitschrift für Erdöl- und Umweltbiotechnologie

Abstrakt

Simulation und Prüfung eines hydraulischen konzentrischen Rohrpumpensystems

Clemens Langbauer*, Petr Vita, Jax Gerald, Judmaier Daniel

Herkömmliche künstliche Hebesysteme sind in ihrer Anwendung durch Tiefe, Bohrlochverlauf und die Chemie des produzierten Mediums begrenzt. Diese Veröffentlichung präsentiert eine Leistungsanalyse des konzentrischen Rohrpumpensystems, das die praktische konzentrische Rohrverschraubung mit der effizienten hydraulischen Kolbenpumpe kombiniert, um die Einschränkungen bestehender künstlicher Hebesysteme zu überwinden und eine kostengünstige Produktion für die Entladung von Gasquellen und die Schwerölgewinnung zu ermöglichen. Dieses Pumpsystem besteht aus einer speziell entwickelten Kolbenbaugruppe und einer Zylinderkombination, die von einer hydraulischen Druckeinheit von der Oberfläche ohne mechanische Verbindung angetrieben wird. Die Hydraulikpumpe kann in das Bohrloch hinein und aus ihm heraus zirkulieren oder über eine Slick-Leitung betrieben werden, was eine schnelle und kostengünstige Installation ermöglicht. Die Pumpe ist für den Betrieb als konzentrisches Rohrpumpensystem ausgelegt. In diesem Dokument werden das Pumpenkonzept, die Strömungsdynamiksimulation und die Pumpentests in der Pumpentestanlage vorgestellt, um ihr Funktionsprinzip zu beweisen. Die Simulationen und Labortests haben eine sehr hohe Systemleistung gezeigt. Die Labortests haben die Simulationsergebnisse bestätigt. Bei den definierten Druckrandbedingungen und einer Geschwindigkeit von 1,5 SPM wurde eine Produktionsrate von 9,4 m³/Tag bei einer Fördereffizienz von 95,4 Prozent erreicht. Bei 7,6 SPM beträgt die Produktionsrate 100 m³/Tag, aber die Systemeffizienz sank auf 0,25. Das einzigartige Design dieser Pumpe erfordert nur wenige bewegliche Teile, sodass keine mechanische Verbindung zur Oberfläche besteht und die Pumpe nur minimalem Verschleiß und Korrosion ausgesetzt ist. Tests haben gezeigt, dass die Pumpe hinsichtlich der Produktionsrate, die eine Änderung des hydraulischen Oberflächendrucks erfordert, der typischerweise in einem Bereich zwischen 30 und 80 Bar liegt, sehr anpassungsfähig ist. Erfahrungsgemäß ist das konzentrische Rohrpumpensystem die beste Wahl zum Entladen von Gasbohrungen, um die Lebensdauer der Komplettierungen zu verlängern. Dieser völlig neue Pumpentyp übertrifft die Leistung bestehender künstlicher Fördersysteme, erhöht die durchschnittliche Betriebsdauer zwischen Ausfällen und senkt die Förderkosten erheblich.