RU2677313C1 - Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit - Google Patents

Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit Download PDF

Info

Publication number
RU2677313C1
RU2677313C1 RU2017128035A RU2017128035A RU2677313C1 RU 2677313 C1 RU2677313 C1 RU 2677313C1 RU 2017128035 A RU2017128035 A RU 2017128035A RU 2017128035 A RU2017128035 A RU 2017128035A RU 2677313 C1 RU2677313 C1 RU 2677313C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pump
pressure
temperature
inlet
esp
Prior art date
Application number
RU2017128035A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Адиб Ахметнабиевич Гареев
Original Assignee
Адиб Ахметнабиевич Гареев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Адиб Ахметнабиевич Гареев filed Critical Адиб Ахметнабиевич Гареев
Priority to RU2017128035A priority Critical patent/RU2677313C1/en
Priority to CN201780093753.3A priority patent/CN111032996B/en
Priority to PCT/RU2017/000821 priority patent/WO2019031980A1/en
Priority to US16/636,910 priority patent/US20200166038A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2677313C1 publication Critical patent/RU2677313C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0245Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
    • F04D15/0263Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being temperature, ingress of humidity or leakage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121Lifting well fluids
    • E21B43/128Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/04Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being viscous or non-homogenous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/301Pressure
    • F05D2270/3011Inlet pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/303Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to the field of the mining industry, namely, to the oil production by electric centrifugal pumps (ESP) units. After the ESP operation parameters entry into the control station, checking the installation tightness, setting the initial frequency of 50 Hz AC, setting the restriction on the pump temperature, recording the amperage and starting the ESP. At the same time recording the pressure at the pump inlet, the temperature at the pump and at the pump input. Pump is operation is performed up to the pressure value at the ESP inlet, greater than or equal to the oil with gas saturation pressure. When pressures equality is achieved, recorded the temperatures at the inlet and at the pump itself, and determining the well flow rate. At a constant or increasing for not more than 10 % pressure at the pump inlet for one or more hours, the ESP station is brought to the continuous operation mode. Fixing the well flow rate, pressure at the pump inlet, the temperature at the pump and at the pump inlet and the amperage, at that, the temperature difference on the pump surface with the temperature at the pump inlet remains constant or decreases by not more than 10% and stabilizes. With the pressure at the pump inlet is less than the saturation pressure and the said temperatures increasing difference, determining an increase in the well flow rate and, depending on its value, reducing the pump speed and bringing the installation to the continuous operation mode. With the pressure at the pump inlet above the saturation pressure, increasing the pump shaft rotation frequency, determining the current frequency and amperage, determining the pump temperature and continue the ESP operation with the most optimal flow rate, dynamic level, current and temperature on the pump surface values.
EFFECT: use of the invention allows to fully automate the launching process, bringing to the technological mode and monitoring the oil well ESP operation, which in turn will increase the ESP equipment overall reliability.
5 cl, 7 dwg

Description

Область техники, которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области горной промышленности, а именно, к добыче нефти установками электроцентробежных насосов (ЭЦН) с частотно регулируемым электродвигателем и служит полной автоматизации эксплуатации нефтяной скважины электроцентробежным насосом.The invention relates to the field of mining, namely, oil production by electric centrifugal pump (ESP) installations with a frequency-controlled electric motor and serves as a complete automation of the operation of a oil well by an electric centrifugal pump.

Уровень техникиState of the art

Существуют патенты на частичной автоматизации процесса вывода на технологический режим УЭЦН с помощью станции управления (СУ) с частотно управляемым электрическим током погружного электродвигателя.There are patents for the partial automation of the process of bringing the ESP to the technological mode using a control station (SU) with a frequency-controlled electric current of a submersible electric motor.

Из уровня техники известен «Способ эксплуатации малодебитной скважины электронасосом с частотно-регулируемым приводом» (заявка №97110817/03, 19.06.1997). Известный способ включает периодическое повторение циклов, включающих запуск насоса при увеличивающейся частоте питающего напряжения и подачу жидкости насосом при заданной частоте, причем после достижения заданной величины давления в колонне труб в текущем цикле уменьшают частоту питающего напряжения до прекращения подачи насоса с последующим поддержанием для обеспечения притока жидкости из пласта максимальной частоты, при которой насос не возобновляет подачу, а после достижения в процессе притока предусмотренной величины давления на приеме насоса цикл повторяют, восстанавливая подачу насоса переводом его на повышенную частоту, в фазе притока текущего цикла осуществляют модуляцию частоты напряжения питания электронасоса в области значений частоты, соответствующих изменяющимся в процессе притока параметрам насоса при прекращении и возобновлении подачи.The prior art known "Method of operating a low-flow well electric pump with variable frequency drive" (application No. 97110817/03, 06/19/1997). The known method includes the periodic repetition of cycles, including starting the pump with an increasing frequency of the supply voltage and pumping the liquid at a given frequency, and after reaching a predetermined pressure in the pipe string in the current cycle, reduce the frequency of the supply voltage until the pump is stopped and then maintained to ensure fluid flow from the reservoir the maximum frequency at which the pump does not resume the flow, and after reaching the specified pressure during the inflow at the pump intake, the cycle is repeated, restoring the pump supply by transferring it to an increased frequency, in the phase of the current cycle inflow, the frequency of the electric pump supply voltage is modulated in the frequency range corresponding to the pump parameters changing during the inflow process when the supply is stopped and resumed.

Из уровня техники также известен способ - автора Н.П. Кузьмичева «Способ кратковременной эксплуатации скважин погружной насосной установкой с электроприводом (способ Кузьмичева), (номер заявки 2005128382/03 от 04.02.2011)The prior art method is also known - the author N.P. Kuzmichev "The method of short-term operation of wells submersible pumping unit with electric drive (method Kuzmichev), (application number 2005128382/03 from 04.02.2011)

Из уровня техники также известен способ - авторов А.А. Чудновского, С.И. Зайцева, А.В. Давыдова и Гоцци Иштван «Способ добычи скважинной жидкости», (патент РФ №2190087)The prior art method is also known - the authors A.A. Chudnovsky, S.I. Zaitseva, A.V. Davydova and Gozzi Istvan “Method for producing well fluid”, (RF patent No. 2190087)

В известных аналогах рассматривается периодическая откачка скважинной жидкости и ожидание накопления скважинной жидкости до определенного уровня.In well-known analogues, periodic pumping of well fluid and the expectation of accumulation of well fluid to a certain level are considered.

Из уровня техники также известны станции управления «ИРЗ-512И-400», «ЭЛЕКТОН-05Ф-400», «ЭТАЛОН-ЧР-400» ОРИОН-03-400 и т.д. где автоматизация процесса запуска и эксплуатации осуществляется при помощи данных датчика давления и температуры (ТМС) на приеме установки ЭЦН. При этом данные (давление) с телеметрической системы (ТМС) подаются в станцию управления (СУ) в качестве «обратной связи», для регулирования частоты вращения насоса так, чтобы привести в согласованную работу системы «погружной насос - подача продуктивного пласта». Например, при подаче продуктивного пласта 20 куб.м. жидкости в сутки, установку ЭЦН с производительностью 35 куб.м. в сутки при частоте переменного тока 50 Гц, необходимо эксплуатировать на меньшей частоте и т.д.The control stations IRZ-512I-400, ELECTON-05F-400, ETALON-CR-400, ORION-03-400, etc., are also known in the prior art. where the automation of the start-up and operation process is carried out using the data of the pressure and temperature sensor (TMS) at the reception of the ESP installation. At the same time, data (pressure) from the telemetry system (TMS) is supplied to the control station (SU) as a “feedback” to control the pump speed so as to bring the “submersible pump - reservoir formation” system into coordinated operation. For example, when supplying a reservoir of 20 cubic meters. liquid per day, ESP installation with a capacity of 35 cubic meters per day at an AC frequency of 50 Hz, it is necessary to operate at a lower frequency, etc.

Во всех приведенных аналогах основным техническим недостатком является игнорирование температурного состояния центробежного насоса - а именно, скорости изменения температуры насоса ЭЦН. Во всех вышеприведенных аналогах за основу принята сила тока на погружном электродвигателе - однако одна и та же сила тока может соответствовать разным значениям давления на приеме, содержания газа, обводненности продукции, газовому фактору, давления насыщения. Такая неопределенность в зависимости не позволяет однозначно реагировать на изменение силы тока. Сила электрического тока не характеризует состояние электроцентробежного насоса.In all of the above analogues, the main technical drawback is the neglect of the temperature state of the centrifugal pump - namely, the rate of change of the temperature of the ESP pump. In all of the above analogues, the current strength on the submersible motor is taken as the basis - however, the same current strength can correspond to different values of the receiving pressure, gas content, water cut, gas factor, and saturation pressure. Such uncertainty in the dependence does not allow to respond unambiguously to a change in current strength. The strength of the electric current does not characterize the state of the electric centrifugal pump.

Из уровня техники известен «Способ автоматического управления УЭЦН с вентильным электродвигателем». Известный способ, в котором эксплуатация центробежного насоса проводится с такой частотой вращения вала насоса, что температура в первой секции насоса остается постоянной. Автоматическое управление УЭЦН с вентильным приводом, причем, за «обратную связь» предлагается применить температуру на первой секции насоса (2012111621/06, 26.03.2012.). Однако температура входящей в насос жидкости не учитывается, что не позволяет определить прирост температуры в насосе за счет выработанной в нем теплоты.The prior art known "Method of automatic control of ESP with a valve motor." A known method in which the operation of the centrifugal pump is carried out with such a speed of the pump shaft that the temperature in the first section of the pump remains constant. Automatic control of the ESP with a valve actuator, and, for the "feedback" it is proposed to apply the temperature on the first section of the pump (2012111621/06, 03/26/2012.). However, the temperature of the liquid entering the pump is not taken into account, which does not allow to determine the temperature increase in the pump due to the heat generated in it.

Поэтому все эти станции управления являются полуавтоматическими по запуску, выводу на технологический режим и слежения эксплуатации установки ЭЦН из-за того, что:Therefore, all these control stations are semi-automatic in terms of starting, putting into operation and monitoring the operation of the ESP unit due to the fact that:

а) давление на приеме насоса не может быть использован в качестве параметра «обратной связи» в том виде;a) the pressure at the pump intake cannot be used as the “feedback” parameter in that form;

б) оптимальное давление на приеме насоса не может быть определено специалистами обслуживающими станцию управления;b) the optimal pressure at the pump intake cannot be determined by specialists serving the control station;

в) не учитывается состояние электроцентробежного насоса, так как температура ЭЦН в зависимости от наличия газа в откачиваемой жидкости на приеме может меняться от 10-ки до 100-и градусов. Высокая температура насоса может привести к отказу УЭЦН из-за снижения электрического сопротивления системы «кабель-двигатель» или к отложению солей внутри насоса;c) the state of the electric centrifugal pump is not taken into account, since the temperature of the ESP, depending on the presence of gas in the pumped liquid at the intake, can vary from 10 to 100 degrees. The high temperature of the pump can lead to failure of the ESP due to a decrease in the electrical resistance of the cable-motor system or to the deposition of salts inside the pump;

г) температура насоса в качестве обратной связи недостаточно, так как не учитывает температуру поступающей жидкости на входе в насос, состояние погружного электродвигателя. Например, при увеличении глубины спуска установки ЭЦН, температура на приеме насоса будет выше. Тогда при одинаковой температуре насосов на одинаковых установках прирост температуры в насосе, с более низкой температурой на входе, будет больше чем у насоса с высокой температурой на входе. Это может привести к ложному заключению об идентичности состояния установок и одинаковым действиям по урегулированию температуры насосов, например, путем одинакового изменения частоты вращения вала насоса. На самом деле, где повышение температуры больше там необходимо на большую величину снижать частоту переменного тока согласно. Назовем разность температур на насосе и на приеме насоса относительной температурой.d) the temperature of the pump as a feedback is not enough, since it does not take into account the temperature of the incoming liquid at the inlet to the pump, the condition of the submersible motor. For example, with an increase in the descent depth of the ESP installation, the temperature at the pump intake will be higher. Then, at the same temperature of the pumps at the same settings, the temperature increase in the pump, with a lower inlet temperature, will be greater than that of a pump with a high inlet temperature. This can lead to a false conclusion about the identity of the state of the plants and the same steps to regulate the temperature of the pumps, for example, by changing the speed of the pump shaft the same way. In fact, where the temperature increase is greater there, it is necessary to reduce the frequency of the alternating current by a large amount according to. We call the temperature difference at the pump and at the pump inlet the relative temperature.

В качестве наиболее близкого аналога заявителем предлагается вышеуказанный «Способ автоматического управления УЭЦН с вентильным электродвигателем». В этой заявке (2012111621/06, 26.03.2012.) учитывается температура ЭЦН без учета температуры газожидкостной смеси на входе в насос. Впервые учитывается «изменение относительной температуры насоса», устраняющее недостатки по п. а) - г). Заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога тем, что реализует полную автоматизацию процесса эксплуатации установки электроцентробежного насоса с частотно регулируемым электродвигателем (фигура 1).As the closest analogue, the applicant proposes the above “Method of automatic control of a ESP with a valve electric motor”. This application (2012111621/06, 03/26/2012.) Takes into account the temperature of the ESP without taking into account the temperature of the gas-liquid mixture at the pump inlet. For the first time, “a change in the relative temperature of the pump” is taken into account, which eliminates the disadvantages of items a) - d). The claimed invention differs from the closest analogue in that it implements complete automation of the operation process of the installation of an electric centrifugal pump with a frequency-controlled electric motor (figure 1).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей, решаемой заявленным изобретением является автоматизация процесса эксплуатации нефтяной скважины установкой электроцентробежного насоса.The problem solved by the claimed invention is the automation of the operation of an oil well by installing an electric centrifugal pump.

Технический результат заявленного изобретения заключается в полной автоматизации процесса запуска, вывода на технологический режим и слежения за эксплуатацией, что приведет к увеличению общей надежности оборудования (ЭЦН) и снижению себестоимости добычи нефти.The technical result of the claimed invention lies in the complete automation of the start-up process, bringing it to the technological mode and monitoring operation, which will lead to an increase in the overall reliability of equipment (ESP) and a decrease in the cost of oil production.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет регулирования температуры путем изменения частоты вращения вала насоса, что впервые за «обратную связь», для контроля состояния центробежного насоса принимается температура эксплуатации, а именно за счет того, что способ эксплуатации нефтяной скважины установкой электроцентробежного насоса, в котором устанавливают в скважину электроцентробежный насос (ЭЦН) на заданную глубину спуска установки в скважину, определяют и вводят в станцию управления параметры работы, фиксируют параметры работы: начальное давление на входе насоса, температуру начальную насоса, запускают установку ЭЦН в эксплуатацию, при этом одновременно фиксируют давление на входе ЭЦН, температуру на насосе и температуру на входе в насос, при этом эксплуатацию насоса осуществляют с регулируемой частотой вращения вала насоса, причем перед запуском установки ЭЦН проверяют герметичность установки, устанавливают начальную частоту 50 Гц переменного тока ωн, задают ограничение по температуре насоса, таким образом, чтобы температура насоса была меньше допустимой температуры, фиксируют силу тока; эксплуатацию насоса осуществляют до значения давления на входе ЭЦН больше либо равному давлению насыщения нефти газом, причем при достижении равенства давления на входе ЭЦН и давления насыщения нефти газом регистрируют температуру на входе в насос и температуру на насосе, определяют дебит скважины, и выводят на постоянный режим работы установку ЭЦН при постоянном или растущем не более чем на 10% давлении на входе в насос в течение одного и более часов, фиксируют дебит скважины, давление на входе насоса, температуру на входе насоса, температуру на поверхности насоса и силу тока, при этом разность температур на поверхности насоса с температурой на входе насоса остается постоянной или уменьшается на величину не более 10% и стабилизируется; причем при давлении на входе в насос меньше давления насыщения, и увеличивающейся разности температуры на поверхности насоса и температуры на входе в насос, определяют увеличение дебита скважины и в зависимости от величины увеличения дебита скважины уменьшают частоту вращения насоса и выводят установку на постоянный режим эксплуатации, а при давлении на входе в насос выше давления насыщения увеличивают частоту вращения вала ЭЦ и, определяют частоту переменного тока и силу тока, одновременно определяют температуру насоса, продолжают эксплуатацию ЭЦН со значениями наиболее оптимального дебита, динамического уровня, силы тока по установке и температуры на поверхности насоса.The technical result of the claimed invention is achieved by controlling the temperature by changing the frequency of rotation of the pump shaft, which is the first time for “feedback”, the operating temperature is taken to control the condition of the centrifugal pump, namely due to the fact that the method of operating an oil well by installing an electric centrifugal pump, in which the electric centrifugal pump (ESP) is installed in the well at a predetermined depth of the installation in the well, operation parameters are determined and entered into the control station, The operating parameters are set: the initial pressure at the pump inlet, the temperature of the initial pump, start the installation of the ESP into operation, while simultaneously recording the pressure at the inlet of the ESP, the temperature at the pump and the temperature at the inlet of the pump, while the pump is operated with an adjustable speed of the pump shaft and moreover, before starting the ESP installation, the installation is checked for leaks, the initial frequency of 50 Hz of alternating current ω n is set, the temperature limit of the pump is set so that the temperature of the pump b It is less than the permissible temperature, they fix the current strength; the pump is operated up to a pressure at the inlet of the ESP greater than or equal to the pressure of oil saturation with gas, and when the pressure at the inlet of the ESP and the saturation pressure of oil with gas are reached, the temperature at the pump inlet and the temperature at the pump are recorded, the flow rate of the well is determined, and output to a constant mode operation of the ESP installation at a constant or growing pressure of not more than 10% at the inlet to the pump for one or more hours, record the flow rate of the well, pressure at the pump inlet, temperature at the pump inlet, tempera uru pump surface and amperage, and the temperature difference between the surface of the pump with a pump inlet temperature remains constant or decreases by an amount no more than 10% and stabilized; moreover, when the pressure at the inlet to the pump is less than the saturation pressure, and the increasing difference between the temperature on the surface of the pump and the temperature at the inlet to the pump, an increase in the well flow rate is determined and, depending on the magnitude of the increase in the flow rate of the well, the pump speed is reduced and the installation is brought to a permanent operation at a pressure at the inlet to the pump above the saturation pressure, increase the frequency of rotation of the EC shaft and determine the frequency of the alternating current and current strength, simultaneously determine the temperature of the pump, continue ESP operation with the values of the most optimal flow rate, dynamic level, installation current strength and temperature on the pump surface.

В частном случае реализации заявленного технического решения частоту вращения уменьшают обратно пропорционально величине Z, зависящей от увеличения дебита скважины, которое в свою очередь рассчитывают по формуле:In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the rotational speed is reduced inversely with the value of Z, which depends on the increase in the flow rate of the well, which in turn is calculated by the formula:

Q1=k(Pпл-Pз1), гдеQ 1 = k (P PL -P Z1 ), where

k - коэффициент продуктивности скважины (м3/сут*МПа);k - well productivity coefficient (m3 / day * MPa);

Рпл - давление пластовое, равное давлению на забое при неэксплуатируемой скважине;P PL - reservoir pressure, equal to the pressure at the bottom when unexploited well;

Рз1 - давление на забое скважины,P s1 - pressure at the bottom of the well,

при этом Pз1вх1ст.ж., гдеwherein P s1 = P BX1 + P senior where

Рвх1 - давление на приеме насоса;R I1 - pressure at the pump inlet ;

Рст.ж - давление столба жидкости от забоя скважины до уровня приемных отверстий насоса,P st.zh - the pressure of the liquid column from the bottom of the well to the level of the receiving holes of the pump,

при этом Рст,жвх0, гдеwherein P article, x = P vx0 , where

Рвх0 - давление на приеме насоса первоначальное,P in0 - initial pump intake pressure,

определяют увеличение дебита скважины по формуле:determine the increase in well production by the formula:

Q2=k(Pпл-Pз2), гдеQ 2 = k (P pl -P s2 ), where

k - коэффициент продуктивности скважины (м3/сут*МПа);k - well productivity coefficient (m3 / day * MPa);

Рз2 - давление на забое скважины после эксплуатации время t1,P s2 - pressure at the bottom of the well after operation time t 1 ,

при этом давление Рз1вх1ст.ж., гдеwherein the pressure P s1 = P I1 + P Art. where

Рвх2 - давление на приеме насоса после эксплуатации время t1,R I2 - pressure at the pump intake after operation time t 1 ,

определяют разницу увеличение дебита скважины:determine the difference in the increase in well production:

ΔQ=Q2-Q1=k(Pвх1-Pвх2),ΔQ = Q 2 -Q 1 = k (P in1 -P in2 ),

затем определяют отношение Z:then determine the ratio of Z:

Figure 00000001
Figure 00000001

гдеWhere

Q,опт - оптимальный дебит скважины.Q , opt - optimal well flow rate.

В частном случае реализации заявленного технического решения в станцию управления вводят параметры работы:In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the operation parameters are entered into the control station:

k - коэффициент продуктивности скважины,

Figure 00000002
k is the well productivity coefficient,
Figure 00000002

Рпл - начальное пластовое давление, МПа;P PL - initial reservoir pressure, MPa;

Tw - рабочая температура насоса.T w is the operating temperature of the pump.

В частном случае реализации заявленного технического решения установку электроцентробежного насоса останавливают на накопление при уменьшающемся давлении на приеме в насос и повышении температуры на поверхности насоса до значения рабочей температуры кабельного удлинителя и до достижения значения давление на приеме насоса Рпр=1,2Рн. и условииIn the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the installation of the electric centrifugal pump is stopped for accumulation with a decreasing pressure at the pump inlet and an increase in the temperature on the pump surface to the value of the operating temperature of the cable extension and until the pressure at the pump inlet reaches R pr = 1.2P n . and condition

Figure 00000003
где
Figure 00000003
Where

Ннап.тек - текущий напор центробежного насоса;N Nap.tek - the current pressure of the centrifugal pump;

Figure 00000004
- напор центробежного насоса при стандартной частоте (50 Гц) переменного тока,
Figure 00000004
- the pressure of a centrifugal pump at a standard frequency (50 Hz) of alternating current,

и при достижении значения Рпр=1,2Рн установку запускают в работу со значениями времени накопления; времени откачки, рабочего тока, напряжения, начальной и конечной температуры на поверхности насоса.and when the value P ave = n 1,2R installation work is started in time with the accumulation values; pumping time, operating current, voltage, initial and final temperature on the pump surface.

В частном случае реализации заявленного технического решения ЭЦН выбирают с запасом напора по насосу в 25%.In the particular case of the implementation of the claimed technical solution, the ESPs are selected with a head margin of 25% for the pump.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного технического решения с использованием чертежей, на которых показано:Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of embodiments of the claimed technical solution using the drawings, which show:

Фиг. 1 - установка электроцентробежного насоса с частотно регулируемым электродвигателем;FIG. 1 - installation of an electric centrifugal pump with a frequency-controlled electric motor;

Фиг. 2 - график изменения давления на приеме насоса;FIG. 2 is a graph of pressure changes at the pump inlet;

Фиг. 3 - график изменения температуры насоса во времени;FIG. 3 is a graph of the temperature change of the pump over time;

Фиг. 4 - график изменения температуры насоса во времени;FIG. 4 is a graph of the temperature of the pump over time;

Фиг. 5 - график изменения температуры насоса во времени;FIG. 5 is a graph of the temperature of the pump over time;

Фиг. 6 - график изменения температуры двигателя во времени;FIG. 6 is a graph of engine temperature change over time;

Фиг. 7 - зависимость температуры насоса от частоты тока.FIG. 7 - dependence of pump temperature on current frequency.

На фигурах цифрами обозначены следующие позиции:In the figures, the numbers indicate the following positions:

1 - погружной электродвигатель; 2 - гидрозащита; 3 - центробежный насос; 4 - секция насоса; 5 - секция насоса; 6 - датчик температуры на насосе; 7 - датчик температуры на входе насоса; 8 - датчик давления на входе в насос; 9 - кабельная линия; 10 - станция управления; 11 - насосно-компрессорные трубы НКТ; 12 - задвижка с манометром; 13 - фонтанная арматура; 14 - входные отверстия центробежного насоса.1 - submersible motor; 2 - hydroprotection; 3 - centrifugal pump; 4 - pump section; 5 - pump section; 6 - temperature sensor at the pump; 7 - temperature sensor at the pump inlet; 8 - pressure sensor at the inlet to the pump; 9 - cable line; 10 - control station; 11 - tubing tubing; 12 - valve with a manometer; 13 - fountain fittings; 14 - inlet holes of a centrifugal pump.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Установка электроцентробежного насоса (ЭЦН) (Фиг. 1) состоит из погружного электродвигателя (1), гидрозащиты (2), центробежного насоса (3), секции насоса (4, 5), датчика температуры на поверхности насоса (6), датчика температуры на входе насоса (7), датчика давления на входе в насос (8), кабельной линии (9), станции управления (10), насосно-компрессорных труб НКТ (11), задвижки (12) с манометром, фонтанной арматуры (13), входных отверстий (14) центробежного насоса.Installation of an electric centrifugal pump (ESP) (Fig. 1) consists of a submersible motor (1), hydraulic protection (2), a centrifugal pump (3), a pump section (4, 5), a temperature sensor on the surface of the pump (6), a temperature sensor on pump inlet (7), pressure sensor at the pump inlet (8), cable line (9), control station (10), tubing tubing (11), valves (12) with pressure gauge, fountain fittings (13), inlets (14) of the centrifugal pump.

УЭЦН приводится в движение погружным электродвигателем, который питается переменным током из станции управления с переменной частотой электрического тока по кабельной линии (9) и в насосе вращает центробежные аппараты, насаженные на валы центробежного насоса и секции (4, 5), сочлененные с валом электродвигателя.The ESP is driven by a submersible electric motor, which is supplied with alternating current from a control station with a variable frequency of electric current via a cable line (9) and in the pump rotates centrifugal devices mounted on the shafts of the centrifugal pump and sections (4, 5), coupled to the motor shaft.

Создаваемая центробежная сила через отверстия на нижней части насоса перекачивает газожидкостную смесь, передавая из аппарата в аппарат и далее по НКТ в систему нефтесбора. УЭЦН располагается в эксплуатационной колонне скважины, подвешивается на колонне НКТ, которая крепится на фонтанной арматуре. Фонтанная арматура герметично соединена с системой нефтесбора. Питающая электродвигатель кабельная линия (9) крепится к НКТ и через герметичное отверстие на фонтанной арматуре соединяется со станцией управления (10).The centrifugal force created through the openings on the bottom of the pump pumps the gas-liquid mixture, transferring it from the apparatus to the apparatus and further along the tubing to the oil recovery system. The ESP is located in the production casing of the well, suspended on the tubing string, which is mounted on a fountain. Fountain fittings are hermetically connected to the oil recovery system. The cable line supplying the electric motor (9) is attached to the tubing and is connected to the control station (10) through a sealed hole on the fountain fittings.

Станция управления (СУ) служит для запуска (остановки), для непрерывной подачи переменного тока по кабельной линии в погружной электродвигатель, служит для непрерывного контроля сопротивления изоляции кабельной линии, для изменения частоты переменного тока, а также, для приема передаваемой по кабельной линии информации из датчиков (6, 7, 8).The control station (SU) serves to start (stop), to continuously supply alternating current through the cable line to the submersible motor, to continuously monitor the insulation resistance of the cable line, to change the frequency of the alternating current, and also to receive information transmitted through the cable line from sensors (6, 7, 8).

Автоматическое управление УЭЦН возможно только через тепловое состояние центробежного насоса, так что единственным параметром, позволяющим произвести однозначный контроль по всей электроцентробежной установке, является скорость изменения относительной температуры насоса. Относительная температура насоса зависит от тепловых параметров насоса, от характеристики добываемой жидкости.Automatic control of the ESP is possible only through the thermal state of the centrifugal pump, so the only parameter that allows unambiguous control over the entire centrifugal installation is the rate of change of the relative temperature of the pump. The relative temperature of the pump depends on the thermal parameters of the pump, on the characteristics of the produced fluid.

Относительная температура насоса в зависимости от содержания газа на приеме насоса меняется однозначно - зависит от содержания свободного газа в газожидкостной смеси на приеме насоса. Газосодержание на приеме насоса зависит от газового фактора, давления насыщения, давления на входе в насос, обводненности продукции. И поэтому относительная температура насоса может служить «обратной связью» для автоматизации управления электроцентробежным насосом - созданию безлюдной технологии.The relative temperature of the pump, depending on the gas content at the pump intake, changes unambiguously - it depends on the free gas content in the gas-liquid mixture at the pump intake. The gas content at the pump intake depends on the gas factor, saturation pressure, pressure at the pump inlet, and water cut. And therefore, the relative temperature of the pump can serve as a “feedback” to automate the control of an electric centrifugal pump - the creation of unmanned technology.

Относительная температура на поверхности насоса вычисляется по формуле:The relative temperature on the surface of the pump is calculated by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где:Where:

ϕ - содержание газа в смеси на входе насоса, доли единицы; q0 - тепловая мощность насоса, кВт/м3; R2 - радиус наружной поверхности корпуса насоса, м.; Рвх - давление на входе насоса, ат.; Рн - давление насыщения нефти газом, ат.; В - содержание воды в продукции скважины, доля единицы; h - напор одного аппарата насоса при соответствующем содержании газа в смеси, ат.; Г - газовый фактор, м3/м3; Рат - давление атмосферное, ат.; α - коэффициент теплопередачи смеси в металлический корпус насоса, Вт/м2*°С.; λиз - коэффициент теплопроводности газового слоя на наружной поверхности насоса, Вт/м2*°С; δиз - толщина газа на наружной поверхности насоса, м.; Tf - температура смеси на входе насоса, °С; Tw - температура на поверхности насоса, °С.ϕ - gas content in the mixture at the pump inlet, fractions of a unit; q 0 - thermal power of the pump, kW / m 3 ; R 2 is the radius of the outer surface of the pump housing, m .; R I - pressure at the pump inlet, at .; P n - pressure of oil saturation with gas, at .; B is the water content in the production of a well, a fraction of a unit h is the pressure of one pump apparatus with the corresponding gas content in the mixture, at .; G - gas factor, m3 / m3; R at - atmospheric pressure, at .; α is the heat transfer coefficient of the mixture in the metal pump casing, W / m 2 * ° C .; λ from - the coefficient of thermal conductivity of the gas layer on the outer surface of the pump, W / m 2 * ° C; δ from - the thickness of the gas on the outer surface of the pump, m .; T f - temperature of the mixture at the inlet of the pump, ° C; T w is the temperature on the surface of the pump, ° C.

Для эксплуатации скважины сначала необходимо подобрать установку ЭЦН оптимальной подачей (дебитом), с запасом напора по насосу в 25% и глубиной спуска установки в скважину.For well operation, it is first necessary to select the ESP installation with the optimal flow rate (flow rate), with a head margin of 25% at the pump and a depth of the installation lowering into the well.

В станцию управления вносят параметры: k - коэффициент продуктивности скважины,

Figure 00000006
(от 0,1 до 1 и более, в зависимости от месторождения и скважины); начальное пластовое давление - Рпл, МПа; рабочая температура насоса - Tw.The following parameters are introduced into the control station: k - well productivity coefficient,
Figure 00000006
(from 0.1 to 1 or more, depending on the field and well); initial reservoir pressure - R pl , MPa; pump operating temperature - T w .

Допустимая температура Tн,доп (эта температура может быть равной рабочей температуре кабельной линии, для российских кабельных линии меньше 230°C), °C; начальная частота переменного тока - ωн, Гц; оптимальная производительность установки ЭЦН - Qоп (производительность ЭЦН при частоте ωн=50 Гц для российских установок),

Figure 00000007
сила тока на двигателе Ip, А; напряжение тока Uд, В; напор, развиваемый установкой ЭЦН при стандартной частоте 50 Гц. - Hнап(ω); Рн - давление насыщения нефти,Permissible temperature T n, additional (this temperature may be equal to the operating temperature of the cable line, for Russian cable lines less than 230 ° C), ° C; the initial frequency of the alternating current is ω n , Hz; optimal performance of the ESP installation - Q op (ESP performance at a frequency of ω n = 50 Hz for Russian installations),
Figure 00000007
current strength on the motor I p , A; voltage U d , V; the head developed by the ESP unit at a standard frequency of 50 Hz. - H nap (ω) ; Rn - oil saturation pressure,

Перед запуском УЭЦН в работу необходимо убедиться, что выкидная линия открыта (задвижка 12), направление вращения установки прямое по часовой стрелке - направление давления и вращения образуют «правый винт». Необходимо закрыть на фонтанной арматуре задвижку на выкидной линии (12), запустить установку, набрать давление 40 ат. на фонтанной арматуре и установку ЭЦН отключать. Давление на фонтанной арматуре остается постоянным (допускается падение давления до 38 ат. в течение 15 минут) - конструкция герметичная. В противном случае конструкция негерметична.Before starting the ESP, it is necessary to make sure that the flow line is open (gate valve 12), the direction of rotation of the unit is clockwise — the direction of pressure and rotation form the “right screw”. It is necessary to close the gate valve on the flow line (12) on the fountain valves, start the installation, build up a pressure of 40 atm. on fountain fittings and the ESP installation, turn off. The pressure on the fountain valves remains constant (pressure drop up to 38 atm is allowed within 15 minutes) - the structure is sealed. Otherwise, the structure is leaky.

После чего устанавливают начальную частоту ωн, задают ограничение по температуре насоса Тнк,доп. Температура Тн,доп (например, рабочая температура прилегающей к насосу кабельной линии - допустимая температура (130°С) 230°С для российских УЭЦН, (стандартной) термостойкой плоской частью, прилегающей к центробежному насосу). Запускают установку ЭЦН в эксплуатацию, при этом одновременно фиксируют давление Рвх на входе ЭЦН, температуру на насосе Tw и на входе в насос Tƒ. Одновременно строят график изменения давления на входе в насос (фигура 2), температуры Tw (фигура 3) и температуры во входе Tf. (фигура 4). Перед запуском фиксируют начальное давление на входе насоса Рвх0, температура начальная насоса Tw0. Одновременно фиксируют значение силы тока I.Then set the initial frequency ω n , set the limit on the temperature of the pump T n <T to, add . Temperature T n, add (for example, the operating temperature of the cable line adjacent to the pump - the permissible temperature (130 ° C) is 230 ° C for Russian ESPs, (standard) heat-resistant flat part adjacent to the centrifugal pump). Start the installation of the ESP into operation, while simultaneously recording the pressure P in at the inlet of the ESP, the temperature at the pump T w and at the inlet to the pump T ƒ . At the same time build a graph of the pressure at the inlet to the pump (figure 2), temperature T w (figure 3) and the temperature at the inlet T f . (figure 4). Before starting, the initial pressure at the pump inlet P in 0 is fixed , the initial temperature of the pump is T w0 . At the same time record the value of current I.

1. Эксплуатация насоса производят до значения:1. The operation of the pump is carried out to the value:

Figure 00000008
Figure 00000008

2. При достижении равенства:2. When achieving equality:

Figure 00000009
Figure 00000009

регистрируют температуры Tf и Tw., осуществляют строительство графиков зависимости от времени Рвх, Tf, Tw и силы тока I., и определяют дебит скважины Qж0.record the temperatures T f and T w ., carry out the construction of graphs depending on the time P I , T f , T w and current I. And, and determine the flow rate of the well Q w0 .

3. Если при этом давление на входе в насос остается неизменным в течение одного и более часов или немного увеличивается (не более чем на 10%) то процесс запуска установки ЭЦН считается законченным. При этом фиксируют дебит Qж, давление на входе насоса Рвх, температуру на входе насоса Tf, температуру на поверхности насоса Tw, силу тока Iр и записывают в «текущие параметры» для передачи технологу (геологу) предприятия.3. If at the same time the pressure at the inlet to the pump remains unchanged for one or more hours or slightly increases (no more than 10%), then the process of starting the ESP installation is considered complete. In this fixed flow rate Q g, the inlet pressure of the pump P Rin on the pump inlet temperature T f, the surface temperature of the pump T w, the current strength I p and recorded in the "current parameters" for transmission technology (geologist) Company.

4. При этом разность Tw-Tf остается постоянной или уменьшится на некоторую величину (не более 10%) и стабилизируется.4. In this case, the difference T w -T f remains constant or decreases by a certain amount (not more than 10%) and stabilizes.

5. Если при запуске установки в работу соблюдается условие Тƒ=Tw, тогда проверяют силу тока Iр, при этом если сила тока равна 0, то процесс запуска установки повторяют. Иначе необходимо проверить герметичность установки.5. If the condition T ƒ = T w is met when starting up the installation, then the current strength Ip is checked, and if the current strength is 0, the process of starting the installation is repeated. Otherwise, it is necessary to check the tightness of the installation.

6. При уменьшении разности (Tw-Tf) более 10% за счет роста температуры потока на входе в насос Tf эксплуатация центробежного насоса продолжают: Технологу выдают значения Tf, Tw, дебит скважины Qж, динамический уровень Нд (давление на приеме насоса Рпр), сила тока Ip, напряжение Up, частота переменного тока.6. When the difference (T w -T f ) is reduced by more than 10% due to an increase in the flow temperature at the inlet to the pump T f, the operation of the centrifugal pump continues: The technologist is given the values of T f , T w , well flow rate Q w , dynamic level Nd (pressure at the reception of the pump P ol ), current I p , voltage U p , AC frequency.

7. Если же давление на входе в насос Рвх продолжает падать, становясь ниже давления насыщения Рн, так, что разность Tw-Tf будет расти, тогда по формуле:7. If the pressure at the inlet to the pump R I continues to fall, becoming lower than the saturation pressure P n , so that the difference T w -T f will increase, then by the formula:

Figure 00000010
Figure 00000010

Q1 - дебит жидкости (м3/сут) при забойном давлении Рз1, где k - коэффициент продуктивности скважины, м3/сут*МПа; Рз1 - давление на забое скважины, Рст,жвх0., Рст.ж - давление столба жидкости от забоя скважины до уровня приемных отверстии насоса, Рвх0 - давление на приеме насоса первоначальное, Рпл - давление пластовое, равное давлению на забое при не эксплуатируемой скважине.Q 1 - fluid flow rate (m3 / day) at bottomhole pressure P s1 , where k is the well productivity coefficient, m3 / day * MPa; P s1 - pressure at the bottom of the well, P st, l = P in0 ., P st. - pressure of the liquid column from the bottom of the well to the level of the pump inlet, P in0 - initial pressure at the pump, R pl - reservoir pressure, equal downhole pressure with a non-operational well.

При падении давления на ходе в насос:If the pressure drops during the pump run:

Figure 00000011
Figure 00000011

где Q2 - дебит жидкости (м3/сут) при Рз2 - давление на забое скважины после эксплуатации время t1.where Q 2 is the fluid flow rate (m3 / day) at R s2 is the pressure at the bottom of the well after operation, time t 1 .

Определяют ΔQ - разницу (увеличение дебита скважины) между (5) и (4), имеем:ΔQ is determined - the difference (increase in well production) between (5) and (4), we have:

Figure 00000012
Figure 00000012

8. Далее определяют отношение Z:8. Next, determine the ratio Z:

Figure 00000013
Figure 00000013

9. Уменьшают частоту вращения вала насоса обратно пропорционально величине Z:9. Reduce the speed of the pump shaft inversely with the value of Z:

Figure 00000014
Figure 00000014

Далее, контролируют температуру насоса и осуществляют построение графиков зависимости (фигура 6).Next, control the temperature of the pump and build graphs of dependence (figure 6).

11. Осуществляют построение графика зависимости (фигура 7) Tw=ƒ(ω).11. Carry out a graph of dependence (figure 7) T w = ƒ (ω).

12. Производят проверку текущего значения напора УЭЦН:12. Check the current pressure value of the ESP:

Figure 00000015
Figure 00000015

где: Ннап.тек - текущее значение напора УЭЦН при частоте ωi (i принимает значения шагов процесса 1, 2, 3, и т.д.where: N Nap.Tek - the current pressure head of the ESP at a frequency ω i (i takes the values of process steps 1, 2, 3, etc.

13. Повторяя п. 6 - п. 8 в i раз, то есть, повторяем п. 6-8 до достижения

Figure 00000016
и, проверяя выполнение условия (9) получаем, что:13. Repeating p. 6 - p. 8 i times, that is, repeat p. 6-8 until reaching
Figure 00000016
and, checking that condition (9) is satisfied, we obtain that:

Figure 00000017
Figure 00000017

где ΔTw - изменение температуры на насосе, Δω изменение частоты тока.where ΔT w is the temperature change at the pump, Δω is the current frequency change.

14. Тогда процесс вывода установки на постоянный режим считаем законченным.14. Then the process of bringing the installation to a constant mode is considered complete.

15. Технологу (геологу) передаются: новая частота ω1, новый дебит Q1, новое давление на входе насоса Pвх1, сила тока Iр1.15. The technologist (geologist) is transferred: a new frequency ω 1 , a new flow rate Q 1 , a new pressure at the pump inlet P in1 , current I p1 .

Периодический режим эксплуатации - КЭС (кратковременная эксплуатация ЭЦН)Periodic operation mode - IES (short-term operation of ESP)

Если же давление на приеме в насос будет падать, и температура насоса будет повышаться до допустимого значения - например, до допустимой температуры прикрепленной к корпусу насоса кабельной линии, и условие:If the pressure at the inlet to the pump drops, and the temperature of the pump rises to an acceptable value - for example, to an acceptable temperature of the cable line attached to the pump housing, and the condition:

Figure 00000018
Figure 00000018

Ннап.тек - текущий напор,

Figure 00000019
- напор центробежного насоса при стандартной частоте (50 Гц) переменного тока. Тогда установка ЭЦН останавливается до времени tнак - время накопления, при котором давление на приеме насоса становитсяN Nap.Tek - current pressure,
Figure 00000019
- the pressure of a centrifugal pump at a standard frequency (50 Hz) of alternating current. Then the ESP installation stops until the time t nk is the accumulation time at which the pressure at the pump inlet becomes

Figure 00000020
Figure 00000020

При значении Рпр=1,2Рн установку запускают в работу и осуществляют построение графика зависимости:If the value P ave = n 1,2R installation and start the work carried plotting:

Figure 00000021
Figure 00000021

При температуре насоса:At pump temperature:

Figure 00000022
Figure 00000022

установка ЭЦН останавливается на накопление.ESP installation stops at accumulation.

Технологу выдается: время накопления tнак; время откачки tотк, рабочий ток Iраб, напряжение Uраб, температура на поверхности насоса Tw,нач,. Tw,кон (начальная и конечная температура на насосе).The technologist is given: accumulation time t nk ; pumping time t open , operating current I slave , voltage U slave , surface temperature of the pump T w, beginning,. T w, con (initial and final temperature at the pump).

На этом процесс вывода установки ЭЦН на режим КЭС заканчиваем.This completes the process of bringing the ESP installation to the IES mode.

Оптимизация типоразмера установки ЭЦНESP installation size optimization

Нередко при проектировании установки ЭЦН для соответствующей скважины допускается ошибка из-за ненадежности данных по этой скважине.Often, when designing an ESP installation for a corresponding well, an error is made due to the unreliability of data for this well.

Тогда, после запуска ЭЦН и вывода ее на постоянный режим эксплуатации оказывается, что давление на входе в насос Рвх оказывается выше давления насыщения. Это означает, что есть возможность увеличить добычу нефти. Для этого необходимо увеличить частоту вращения вала центробежного насосаThen, after starting the ESP and putting it into continuous operation, it turns out that the pressure at the inlet to the pump P in is higher than the saturation pressure. This means that there is an opportunity to increase oil production. To do this, increase the speed of the centrifugal pump shaft.

Figure 00000023
Figure 00000023

Расчет частоты переменного тока вычислим по формуле (7):The calculation of the frequency of the alternating current is calculated by the formula (7):

Figure 00000024
Figure 00000024

Qж - дебит жидкости до изменения частоты, м3/сут, ΔQж - прирост дебита жидкости после изменения частоты вращения вала насоса, Z - безразмерная величинаQzh - fluid flow rate before changing the frequency, m3 / day, ΔQ w - fluid flow rate increase after changing the pump shaft speed, Z - dimensionless quantity

Qж - дебит жидкости до изменения частоты, ΔQж - изменение дебита жидкости, Z - отношение.Qzh - fluid flow rate before the frequency changes, ΔQ w - fluid flow rate change, Z - ratio.

При этом сила тока на установке вырастит и станет равной:In this case, the current strength at the installation will increase and become equal to:

Iz=Z3Ip I z = Z 3 I p

Ip - сила тока на установке при дебите Qж, Iz - сила тока после приращения дебита на ΔQж, то есть, будет в кубичной зависимости от коэффициента Z.Ip is the current strength at the installation at the flow rate Qzh, Iz is the current strength after the flow rate increments by ΔQ w , that is, it will be cubic depending on the coefficient Z.

Поэтому дальнейшее изменение частоты переменного тока проводим при одновременном определении температуры насоса Tw, так чтобы было удовлетворено неравенство:Therefore, a further change in the frequency of the alternating current is carried out while determining the temperature of the pump T w , so that the inequality is satisfied:

Tw≤Тк,доп. T w ≤T k, add.

На этом процесс исследования возможности скважины заканчивается, технологу выдаются параметры: наиболее оптимальный дебит Qж,оптим, динамический уровень Нд, сила тока по установке Iр и температура на поверхности насоса Tw.This completes the process of exploring the possibility of a well, the technologist is given the parameters: the most optimal flow rate Q W , optim , the dynamic level N d , the current strength at the installation I p and the temperature on the surface of the pump T w .

1. Пример практического применения по выводу установки ЭЦН на режим эксплуатации.1. An example of practical application for the conclusion of the ESP installation to the operation mode.

1.1. В качестве примера рассмотрим скважину №236 Н-ского месторождения.1.1. As an example, consider well No. 236 of the N-field.

Ожидаемый дебит 18 м3/сутки при динамическом уровне жидкости в скважине (по стволу) Нд=1600 м. (по вертикали 1420 м). Давление в линии нефтесбора 14 ат. Сопротивление на трение в насосно-компрессорных трубах примем равным 5 ат (с запасом на трение расход составит 10 ат). Общий требуемый напор 1900 м. С учетом запаса напора в 25% напор необходимый составляет 2350 м. По производительности скважины подбираем установку ЭЦН5-20-2350. Пусть давление насыщения равно 110 ат. Газовый фактор равен 140 м33. Вертикальная глубина скважины Нв=2680 м. Плотность нефти по скважине примем равной 752 кг/м3. Плотность пластовой воды 1004 кг/м3, температура пласта 82°С, градиент температуры по стволу скважины равен 0,03°С на 1 м. ствола. Коэффициент продуктивности скважины равен

Figure 00000025
The expected flow rate of 18 m 3 / day with a dynamic level of fluid in the well (along the bore) N d = 1600 m (vertical 1420 m). Oil gathering line pressure 14 at. The friction resistance in the tubing is assumed to be 5 at (with a friction margin, the flow rate will be 10 at). The total required head is 1900 m. Given the head margin of 25%, the necessary head is 2350 m. Based on the productivity of the well, we select the ETsN5-20-2350 installation. Let the saturation pressure be 110 atm. The gas factor is 140 m 3 / m 3 . The vertical well depth Нв = 2680 m. The oil density in the well is assumed to be equal to 752 kg / m 3 . The density of produced water is 1004 kg / m 3 , the temperature of the formation is 82 ° C, the temperature gradient along the wellbore is 0.03 ° C per 1 m of the well. Well productivity coefficient is
Figure 00000025

Оптимальное давление на приеме насоса Ропн=110 ат. Тогда высота столба жидкости в скважине равна:The optimal pressure at the pump intake P op = P n = 110 at. Then the height of the liquid column in the well is:

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

g=9,8 м/с2 g = 9.8 m / s 2

где ρсм - плотность смеси; ρн - плотность нефти; ρв - плотность воды; В - содержание воды в продукции.where ρ cm is the density of the mixture; ρ n - oil density; ρ in is the density of water; In - the water content in the product.

Пусть ρн - 852 кг/м3; ρв - 1004 кг/м3; В - 0,23Let ρ n - 852 kg / m3; ρ in - 1004 kg / m3; B - 0.23

Плотность смеси: ρсм=(852*(1-0,23)+0,23*1004)=656+231=887The density of the mixture: ρ cm = (852 * (1-0.23) + 0.23 * 1004) = 656 + 231 = 887

Высота столба жидкости:Liquid column height:

Figure 00000028
Figure 00000028

101325 н/м2=1 ат - переводной коэффициент.101325 n / m 2 = 1 at - conversion factor.

Отнимая из вертикальной глубины скважины Hст=1396 м, имеем динамический уровень по вертикали:Taking away from the vertical depth of the borehole H st = 1396 m, we have a vertical dynamic level:

Ндинсквст=2680-1396=1284 м.N dyne = N well -H st = 2680-1396 = 1284 m.

Или по стволу скважины:Or along the wellbore:

Hдин.пствдин+160=1284+160=1444 м.H dyn.pstv = N dyn + 160 = 1284 + 160 = 1444 m.

где 160 м. определяется по таблице инклинометрии скважины; Ндин.пств - динамический уровень скважины по стволу (эксплуатационной колонне) скважины. Таблица инклинометрии скважины - это отличие длины ствола скважины от вертикальной глубины (определяется прибором - инклинометром) и является постоянной для каждой скважины.where 160 m. is determined by the well inclinometry table; N din.pstv is the dynamic level of the well along the wellbore (production casing). The well inclinometry table is the difference between the length of the wellbore and the vertical depth (determined by the inclinometer device) and is constant for each well.

Для подбора глубины спуска установки ЭЦН допустим, что установка без сепаратора и согласно «Технологического регламента эксплуатации…», применяемого в предприятиях добычи нефти, на приеме насоса допустимо содержание газа в 25% (ϕ=0,25).To select the depth of descent of the ESP installation, let us assume that the installation without a separator and according to the “Operational Procedure ...” used in oil production enterprises, at a pump intake, a gas content of 25% is permissible (ϕ = 0.25).

Тогда содержание газа на приеме насоса равно:Then the gas content at the pump inlet is:

Figure 00000029
Figure 00000029

где Vвх.НУ - объем газа на входе в насос при нормальных условиях, который вычисляем по формуле:where V in.NU - the volume of gas at the inlet to the pump under normal conditions, which is calculated by the formula:

Figure 00000030
Figure 00000030

Допустим, дебит от динамического уровня зависит пропорционально и согласно формуле (6) найдем изменение дебита при изменении динамического уровня от Нд до Ндин.пств:Suppose the flow rate depends on the dynamic level proportionally and according to formula (6) we find the change in flow rate when the dynamic level changes from N d to N dyn .

Figure 00000031
Figure 00000031

Подставляя значения, имеем изменение дебита скважины:Substituting the values, we have a change in the flow rate of the well:

ΔQж=0,11*((1600-1444)*852*9,8)/101325=1,4 м3/суткиΔQ w = 0.11 * ((1600-1444) * 852 * 9.8) / 101325 = 1.4 m3 / day

где 101325 н/м2=1 ат. (переводной коэффициент).where 101325 n / m 2 = 1 at. (conversion factor).

При динамическом уровне 1444 м. дебит уменьшится на 1.4 м3/сутки и составит 16,6 м3/сутки.At a dynamic level of 1444 m, the flow rate will decrease by 1.4 m3 / day and amount to 16.6 m3 / day.

Вычислим по (19) объем свободного газа на приеме насоса:We calculate (19) the amount of free gas at the pump intake:

Figure 00000032
Figure 00000032

Откуда из (20) найдем давление на входе в насос Рвх:From where (20) we find the pressure at the inlet to the pump P I :

Figure 00000033
Figure 00000033

Углубление установки ЭЦН под динамический уровень составит:The deepening of the ESP installation under the dynamic level will be:

Figure 00000034
Figure 00000034

Глубина подвески установки ЭЦН (вертикальная, от устья скважины) равна:The suspension depth of the ESP installation (vertical, from the wellhead) is equal to:

Нсп=1444+943=2227 м.N sp = 1444 + 943 = 2227 m.

С учетом инклинометрии (по таблице инклинометрии):Including inclinometry (according to the inclinometry table):

Hсп.пств=2227+230=2457 м.H sp.pstv = 2227 + 230 = 2457 m.

(где 230 м. из таблицы инклинометрии скважины)(where 230 m. from the well inclinometry table)

Относительная температура насоса при эксплуатации с содержанием газа в 0,25 (25%), дебитом 18.6 м3/сутки при динамическом уровне 1444 м (с давлением на входе в насос 82 атмосферы) будет равна:The relative temperature of the pump during operation with a gas content of 0.25 (25%), a flow rate of 18.6 m3 / day at a dynamic level of 1444 m (with a pressure at the pump inlet of 82 atmospheres) will be equal to:

а) вычислим относительную температуру насоса по формуле (1)a) we calculate the relative temperature of the pump according to the formula (1)

Figure 00000035
Figure 00000035

Для этого вычислим величину q0: тепловую мощность в аппаратах УЭЦН, которая расходуется на выработку тепла. Для этого:To do this, we calculate the value of q 0 : thermal power in the ESP units, which is spent on heat generation. For this:

а) пусть номинальная мощность погружного электродвигателя Nном=16 кВт, коэффициент полезного действия всей установки ЭЦН равен ηЭЦН=0,36;a) let the rated power of the submersible motor N nom = 16 kW, the efficiency of the entire ESP installation is η ESP = 0.36;

Но при перекачке газожидкостной смеси с содержанием свободного газа на входе в насос в 25%, КПД установки падает до 0,2.But when pumping a gas-liquid mixture with a free gas content of 25% at the pump inlet, the installation efficiency drops to 0.2.

Тогда количество теплоты, образующееся в установке равно:Then the amount of heat generated in the installation is:

Figure 00000036
Figure 00000036

б) вычислим количество аппаратов в установке ЭЦН, оно равно:b) calculate the number of devices in the ESP installation, it is equal to:

Figure 00000037
Figure 00000037

Из них количество аппаратов, перекачивающих сильно газированную смесь до полного растворения газа в нефти (от давления на входе 82 ат до давления насыщения 110 ат), равно:Of these, the number of devices pumping a highly carbonated mixture until gas is completely dissolved in oil (from an inlet pressure of 82 atm to a saturation pressure of 110 atm) is equal to:

Figure 00000038
Figure 00000038

Здесь предположили, что средний напор на участке от 82 до 110 ат составляет 0,08 ат. (20% от номинального напора, равного 4 м.).It was suggested here that the average head in the area from 82 to 110 at. Is 0.08 at. (20% of the nominal pressure equal to 4 m.).

Предположив, что расход мощности производится на все рабочие аппараты УЭЦН равномерно (мощность, приходящая на 350 аппаратов насоса)Assuming that the power consumption is produced uniformly on all the ESP units, (power coming to 350 pump units)

Figure 00000039
Figure 00000039

в) найдем тепловую мощность q0 на 350 аппаратах, учитывая, что высота аппарата одного 6 см, диаметр 10 см и теплота распространяется по всему насосу длиной 21 м. (350 аппаратов). Тогда на 350 аппаратах мощность источника тепла равна:c) we find the thermal power q 0 on 350 devices, given that the height of the device is 6 cm, diameter 10 cm and heat is distributed throughout the pump with a length of 21 m (350 devices). Then, on 350 devices, the power of the heat source is equal to:

Figure 00000040
Figure 00000040

где d - диаметр насоса, l - длина насоса, π=3,14.where d is the diameter of the pump, l is the length of the pump, π = 3.14.

г) тогда относительная температура (прирост температуры в насосе) составит:d) then the relative temperature (temperature increase in the pump) will be:

Figure 00000041
Figure 00000041

Вычислим абсолютную температуру насоса, считая, что геотермический коэффициент равен 0,03°С/м.We calculate the absolute temperature of the pump, assuming that the geothermal coefficient is 0.03 ° C / m.

Для этого вычисляем температуру смеси на приеме насоса, она равна:To do this, we calculate the temperature of the mixture at the pump intake, it is equal to:

Figure 00000042
Figure 00000042

Тогда абсолютная температура на поверхности насоса равна:Then the absolute temperature on the surface of the pump is equal to:

Figure 00000043
Figure 00000043

Температура 223°С находится вблизи к допустимой температуре (допустимая 230°С).The temperature of 223 ° C is close to the permissible temperature (permissible 230 ° C).

Дебит 16,6 для насоса установки ЭЦН5-20-2350 неприемлем, так как чтобы обеспечить такую подачу придется установить устьевой штуцер на фонтанной арматуре скважины, что приводит к непроизводительной затрате электроэнергии в установке. Поэтому далее определим отношение:The flow rate of 16.6 is not acceptable for the pump of the ETSN5-20-2350 installation, since in order to ensure such a flow it will be necessary to install a wellhead fitting on the fountain fittings of the well, which leads to an unproductive expenditure of electricity in the installation. Therefore, we further define the relation:

Figure 00000044
Figure 00000044

Уменьшим частоту переменного тока на погружном электродвигателе в Z раз.Reduce the frequency of the alternating current by a submersible motor by a factor of Z.

Частота равна:The frequency is:

Figure 00000045
Figure 00000045

Тогда подача установки станет равной 16,6 м3/сут. Напор установки уменьшится до:Then the installation flow will be equal to 16.6 m3 / day. Installation head will decrease to:

Figure 00000046
Figure 00000046

Баланс напора: 1632 м.=1444 м.+50 м.+138 м.Head balance: 1632 m. = 1444 m. + 50 m. + 138 m.

Общий требуемый напор 1900 м, очевидно, напор установки 1632 м. недостаточно, поэтому дальнейшее снижение частоты переменного тока недопустимо. Вычисляем изменение температуры насоса при снижении частоты переменного тока. Потребляемая мощность уменьшится до:The total required head of 1900 m, obviously, the installation head of 1632 m is not enough, therefore, a further decrease in the frequency of the alternating current is unacceptable. We calculate the change in the temperature of the pump with a decrease in the frequency of the alternating current. Power consumption will decrease to:

Figure 00000047
Figure 00000047

Мощность теплового источника равна:The power of the heat source is equal to:

Figure 00000048
Figure 00000048

Тогда мощность источника тепла в насосе согласно (35) равна:Then the power of the heat source in the pump according to (35) is equal to:

Figure 00000049
Figure 00000049

Figure 00000050
Figure 00000050

Абсолютная температура насоса равна:The absolute temperature of the pump is:

Figure 00000051
Figure 00000051

Сравнивая показание термометра (6) и (8) находим разницу

Figure 00000052
еслиComparing the thermometer (6) and (8), we find the difference
Figure 00000052
if

Figure 00000053
Figure 00000053

с точностью ±5% тогда процесс вывода на технологический режим эксплуатации считаем, законченным.with an accuracy of ± 5%, then the process of entering the technological mode of operation is considered complete.

Режим периодической эксплуатации:Periodic operation mode:

Если в процессе эксплуатации установки ЭЦН относительная температура насоса будет расти, так что напор установки станет ниже необходимого напора:If during operation of the ESP unit the relative temperature of the pump will increase, so that the head of the unit will become lower than the necessary head:

Figure 00000054
Figure 00000054

где Нр - рабочее давление центробежного насоса, Рвх - давление на входе в насос, Нб - давление в системе нефтесбора. При этом необходимо установку ЭЦН отключать, построить график зависимости Рвх от времени. Определить время Тнак. накопления в скважине жидкости до значения давления на входе Рвхн. Запускаем установку в эксплуатацию до значения температуры насоса Tw≤Тдоп, одновременно учитываем время работы установки Тр. Одновременно регистрируем силу тока в начале откачки Iн и Iк, определяем дебит скважины в начальный момент Qн и перед отключением Qк (конечное значение дебита). Вычислим объем откачанной жидкости как среднеарифметическое:where N p - the working pressure of a centrifugal pump, P I - pressure at the inlet to the pump, N b - pressure in the oil recovery system. In this case, it is necessary to turn off the ESP installation, build a graph of the dependence of P in on time. Determine the time T nak . accumulation of liquid in the well to a pressure value at the inlet P in = P n . We start the installation in operation to the temperature of the pump T w ≤T add , at the same time take into account the operating time of the installation T p . At the same time, we register the current strength at the beginning of pumping I n and I k , determine the well flow rate at the initial moment Q n and before switching off Q k (final flow rate value). We calculate the volume of pumped liquid as the arithmetic mean:

Figure 00000055
Figure 00000055

Выдаем технологу предприятия параметры эксплуатации установки: объем добытой жидкости Q; время работы установки Тр; время накопления (простоя) установки Tн.We give the plant’s technologist operating parameters of the installation: volume of produced fluid Q; installation operating time T r ; the accumulation time (downtime) of the installation T n

Все технологические параметры передаются технологу (геологу) предприятия.All technological parameters are transferred to the technologist (geologist) of the enterprise.

Режим оптимизации.Optimization mode.

Если после запуска установки в эксплуатации давление на входе в насос станет постоянным и большим, чем давление насыщения, тогда необходимо определить дополнительный дебит скважины по формуле:If after starting up the unit in operation, the pressure at the inlet to the pump becomes constant and greater than the saturation pressure, then it is necessary to determine the additional flow rate of the well by the formula:

Figure 00000056
Figure 00000056

Рассчитаем изменение частоты вращения вала насоса (частоту переменного тока) по формуле:We calculate the change in the frequency of rotation of the pump shaft (AC frequency) according to the formula:

Figure 00000057
Figure 00000057

Увеличиваем частоту тока с 50 Гц в 50Z, определяем относительную температуру, если она не выше допустимой Тн,доп., шаг за шагом увеличиваем частоту вращения:We increase the frequency of the current from 50 Hz to 50Z, determine the relative temperature, if it is not higher than the permissible T n, add. , step by step, increase the speed:

Figure 00000058
Figure 00000058

При дальнейшим снижении давления на входе насоса Рвх планирование повышение частоты переменного тока на основании (1).With a further decrease in the pressure at the inlet of the pump P in, planning increases the frequency of the alternating current based on (1).

Все технологические параметры передаются технологу (геологу) предприятия.All technological parameters are transferred to the technologist (geologist) of the enterprise.

Режим предупреждения солеотложения.Scale warning mode.

Для этого уменьшаем температуру насоса до режима начала солеотложения Тсоль.To do this, reduce the temperature of the pump to the start of scale T salt .

И весь процесс вывода на режим проводим согласно п. 9.1, 9.2, 9.3.And the entire process of entering the mode is carried out in accordance with clause 9.1, 9.2, 9.3.

Например, если относительная температура начала солеотложении на скважине равна 46°С, тогда Тн,доп=46°С.For example, if the relative temperature of the start of scaling at the well is 46 ° C, then T n, add = 46 ° C.

Все технологические параметры передаются технологу (геологу) предприятия.All technological parameters are transferred to the technologist (geologist) of the enterprise.

Claims (47)

1. Способ эксплуатации нефтяной скважины установкой электроцентробежного насоса, в котором1. A method of operating an oil well by installing an electric centrifugal pump, in which устанавливают в скважину электроцентробежный насос (ЭЦН) на заданную глубину спуска установки в скважину,install in the well an electric centrifugal pump (ESP) at a predetermined depth of the installation in the well, определяют и вводят в станцию управления параметры работы,work parameters are determined and entered into the control station, фиксируют параметры работы: начальное давление на входе насоса, температуру начальную насоса,fix operation parameters: initial pressure at the pump inlet, initial pump temperature, запускают установку ЭЦН в эксплуатацию, при этом одновременно фиксируют давление на входе ЭЦН, температуру на насосе и температуру на входе в насос, при этом эксплуатацию насоса осуществляют с регулируемой частотой вращения вала насоса,start the installation of the ESP into operation, while simultaneously recording the pressure at the inlet of the ESP, the temperature at the pump and the temperature at the inlet to the pump, while operating the pump is carried out with an adjustable speed of the pump shaft, отличающийся тем, что перед запуском установки ЭЦН проверяют герметичность установки,characterized in that before starting the ESP installation, the installation is checked for leaks, устанавливают начальную частоту 50 Гц переменного тока ωн, задают ограничение по температуре насоса таким образом, чтобы температура насоса была меньше допустимой температуры,set the initial frequency of 50 Hz AC ω n , set a limit on the temperature of the pump so that the temperature of the pump is less than the allowable temperature, фиксируют силу тока;fix current strength; эксплуатацию насоса осуществляют до значения давления на входе ЭЦН, большего либо равного давлению насыщения нефти газом, причем при достижении равенства давления на входе ЭЦН и давления насыщения нефти газом регистрируют температуру на входе в насос и температуру на насосе,operation of the pump is carried out to a pressure at the inlet of the ESP equal to or greater than the pressure of oil saturation with gas, and when the pressure at the inlet of the ESP and the saturation pressure of oil with gas are reached, the temperature at the pump inlet and the temperature at the pump are recorded, определяют дебит скважины и выводят на постоянный режим работы установку ЭЦН при постоянном или растущем не более чем на 10% давлении на входе в насос в течение одного и более часов,determine the flow rate of the well and bring the ESP unit to continuous operation at a constant or growing pressure of not more than 10% at the pump inlet for one or more hours, фиксируют дебит скважины, давление на входе насоса, температуру на входе насоса, температуру на поверхности насоса и силу тока,record the flow rate of the well, pressure at the pump inlet, temperature at the pump inlet, temperature at the surface of the pump and amperage, при этом разность температур на поверхности насоса с температурой на входе насоса остается постоянной или уменьшается на величину не более 10% и стабилизируется;the temperature difference on the surface of the pump with the temperature at the inlet of the pump remains constant or decreases by no more than 10% and stabilizes; причем при давлении на входе в насос меньше давления насыщения и увеличивающейся разности температуры на поверхности насоса и температуры на входе в насос определяют увеличение дебита скважины и в зависимости от величины увеличения дебита скважины уменьшают частоту вращения насоса,moreover, when the pressure at the inlet to the pump is less than the saturation pressure and the increasing difference in temperature on the surface of the pump and the temperature at the inlet to the pump, an increase in the well rate is determined and, depending on the magnitude of the increase in the well rate, the pump speed is reduced, и выводят установку на постоянный режим эксплуатации,and bring the installation to a constant mode of operation, а при давлении на входе в насос выше давления насыщения увеличивают частоту вращения вала ЭЦ иand at a pressure at the inlet to the pump above the saturation pressure, increase the frequency of rotation of the EC shaft and определяют частоту переменного тока и силу тока, одновременно определяют температуру насоса, продолжают эксплуатацию ЭЦН со значениями наиболее оптимального дебита, динамического уровня, силы тока по установке и температуры на поверхности насоса.they determine the frequency of the alternating current and the current strength, at the same time determine the temperature of the pump, continue to operate the ESP with the values of the most optimal flow rate, dynamic level, installation current strength and temperature on the pump surface. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частоту вращения уменьшают обратно пропорционально величине Z, зависящей от увеличения дебита скважины, который в свою очередь рассчитывают по формуле:2. The method according to p. 1, characterized in that the rotational speed is reduced inversely with the value of Z, depending on the increase in well production, which in turn is calculated by the formula: Q1=k(Pпл-Pз1), гдеQ 1 = k (P PL -P Z1 ), where k - коэффициент продуктивности скважины (м3/(сут⋅МПа));k - well productivity coefficient (m 3 / (day⋅MPa)); Рпл - давление пластовое, равное давлению на забое при неэксплуатируемой скважине;P PL - reservoir pressure, equal to the pressure at the bottom when unexploited well; Рз1 - давление на забое скважины,P s1 - pressure at the bottom of the well, при этом Рз1вх1ст.ж., гдеwherein P = P1 + P R INP1 st.zh. where Рвх1 - давление на приеме насоса;R I1 - pressure at the pump inlet ; Рст.ж - давление столба жидкости от забоя скважины до уровня приемных отверстий насоса,P st.zh - the pressure of the liquid column from the bottom of the well to the level of the receiving holes of the pump, при этом Рст,жвх0, гдеwherein P article, x = P vx0 , where Рвх0 - давление на приеме насоса первоначальное,P in0 - initial pump intake pressure, определяют увеличение дебита скважины по формуле:determine the increase in well production by the formula: Q2=k(Pпл-Pз2), гдеQ 2 = k (P pl -P s2 ), where k - коэффициент продуктивности скважины (м3/(сут⋅МПа));k - well productivity coefficient (m 3 / (day⋅MPa)); Рз2 - давление на забое скважины после эксплуатации время t1,P s2 - pressure at the bottom of the well after operation time t 1 , при этом давление Рз1вх1ст.ж., гдеwherein the pressure P s1 = P I1 + P Art. where Рвх2 - давление на приеме насоса после эксплуатации время t1,R I2 - pressure at the pump intake after operation time t 1 , определяют разницу увеличения дебита скважины:determine the difference in the increase in well production: ΔQ=Q2-Q1=k(Pвх1-Pвх2),ΔQ = Q 2 -Q 1 = k (P in1 -P in2 ), затем определяют отношение Z:then determine the ratio of Z:
Figure 00000059
где
Figure 00000059
Where
Qопт - оптимальный дебит скважины.Q opt - optimal well production. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в станцию управления вводят параметры работы:3. The method according to p. 1, characterized in that the operation parameters are entered into the control station: k - коэффициент продуктивности скважины, м3/(сут⋅МПа);k - well productivity coefficient, m 3 / (day⋅MPa); Рпл - начальное пластовое давление, МПа;P PL - initial reservoir pressure, MPa; Tw - рабочая температура насоса.T w is the operating temperature of the pump. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку электроцентробежного насоса останавливают на накопление при уменьшающемся давлении на приеме в насос и повышении температуры на поверхности насоса до значения рабочей температуры кабельного удлинителя и до достижения значения давления на приеме насоса Рпр=1,2Рн. и условии4. The method according to p. 1, characterized in that the installation of the electric centrifugal pump is stopped for accumulation with decreasing pressure at the pump inlet and increasing the temperature on the pump surface to the value of the operating temperature of the cable extension and until the pressure at the pump inlet P r = 1 is reached, 2P n . and condition
Figure 00000060
где
Figure 00000060
Where
Ннап.тек - текущий напор центробежного насоса;N Nap.tek - the current pressure of the centrifugal pump;
Figure 00000061
- напор центробежного насоса при стандартной частоте (50 Гц) переменного тока,
Figure 00000061
- the pressure of a centrifugal pump at a standard frequency (50 Hz) of alternating current,
и при достижении значения Рпр=1,2Рн установку запускают в работу со значениями времени накопления; времени откачки, рабочего тока, напряжения, начальной и конечной температуры на поверхности насоса.and when the value P ave = n 1,2R installation work is started in time with the accumulation values; pumping time, operating current, voltage, initial and final temperature on the pump surface. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ЭЦН выбирают с запасом напора по насосу в 25%.5. The method according to p. 1, characterized in that the ESP is selected with a head margin of 25% for the pump.
RU2017128035A 2017-08-07 2017-08-07 Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit RU2677313C1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128035A RU2677313C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit
CN201780093753.3A CN111032996B (en) 2017-08-07 2017-11-03 Method for operating an oil well with an electric centrifugal pump device
PCT/RU2017/000821 WO2019031980A1 (en) 2017-08-07 2017-11-03 Method of operating oil well using electric centrifugal pump unit
US16/636,910 US20200166038A1 (en) 2017-08-07 2017-11-03 Method of operating oil well using electric centrifugal pump unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128035A RU2677313C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677313C1 true RU2677313C1 (en) 2019-01-16

Family

ID=65025384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128035A RU2677313C1 (en) 2017-08-07 2017-08-07 Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200166038A1 (en)
CN (1) CN111032996B (en)
RU (1) RU2677313C1 (en)
WO (1) WO2019031980A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731727C2 (en) * 2020-02-11 2020-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "Пермэнергокомплект" Method of well operation mode control equipped with electric centrifugal pump installation
RU2814706C1 (en) * 2023-06-14 2024-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of periodic operation of well using submersible pumping unit with electric drive

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057907C1 (en) * 1993-04-14 1996-04-10 Владимир Геннадьевич Ханжин Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive
RU2165037C2 (en) * 1998-11-30 2001-04-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Method of operation of well with submersible centrifugal pump and device for realization of this method
RU2190087C2 (en) * 2001-05-31 2002-09-27 ООО Нефтяная технологическая компания "НЕТЕК" Process of extraction of well fluid
RU2293176C1 (en) * 2005-09-02 2007-02-10 Николай Петрович Кузьмичев Method for short-term operation of well using immersed pump device with electric drive
US20130175030A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-11 Adunola Ige Submersible Pump Control
RU2012111621A (en) * 2012-03-26 2013-10-10 Гареев Адиб Ахметнабиевич METHOD FOR AUTOMATIC OPERATION OF ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP WITH VENTILED ELECTRIC MOTOR
WO2015073606A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Schlumberger Canada Limited Automatic pumping system commissioning

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10249129A1 (en) * 2002-10-22 2004-06-03 Wilo Ag Pump with sensor in the pump housing
RU2250357C2 (en) * 2003-04-09 2005-04-20 Открытое акционерное общество "Юганскнефтегаз" Method for operating well by electric down-pump with frequency-adjusted drive
US7798215B2 (en) * 2007-06-26 2010-09-21 Baker Hughes Incorporated Device, method and program product to automatically detect and break gas locks in an ESP
CN101446281B (en) * 2007-11-27 2010-12-08 北京超拓远大石油科技有限公司 Drainage device for coal bed gas well electric submersible centrifugal pump
IT1391371B1 (en) * 2008-10-07 2011-12-13 Eni Spa WELL HEAD VALVE SYSTEM FOR FLOW ADJUSTMENT WITH INTEGRATED MULTIFASE FLOW MEASUREMENT FUNCTIONALITY
CN201461462U (en) * 2009-06-29 2010-05-12 天津市天骄水电成套设备有限公司 Water pump vane and oil source control device for generator
US8210258B2 (en) * 2009-12-22 2012-07-03 Baker Hughes Incorporated Wireline-adjustable downhole flow control devices and methods for using same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057907C1 (en) * 1993-04-14 1996-04-10 Владимир Геннадьевич Ханжин Process of exploitation of low-discharge well with electric pump having frequency-controlled drive
RU2165037C2 (en) * 1998-11-30 2001-04-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Method of operation of well with submersible centrifugal pump and device for realization of this method
RU2190087C2 (en) * 2001-05-31 2002-09-27 ООО Нефтяная технологическая компания "НЕТЕК" Process of extraction of well fluid
RU2293176C1 (en) * 2005-09-02 2007-02-10 Николай Петрович Кузьмичев Method for short-term operation of well using immersed pump device with electric drive
US20130175030A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-11 Adunola Ige Submersible Pump Control
RU2012111621A (en) * 2012-03-26 2013-10-10 Гареев Адиб Ахметнабиевич METHOD FOR AUTOMATIC OPERATION OF ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP WITH VENTILED ELECTRIC MOTOR
WO2015073606A1 (en) * 2013-11-13 2015-05-21 Schlumberger Canada Limited Automatic pumping system commissioning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731727C2 (en) * 2020-02-11 2020-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "Пермэнергокомплект" Method of well operation mode control equipped with electric centrifugal pump installation
RU2814706C1 (en) * 2023-06-14 2024-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of periodic operation of well using submersible pumping unit with electric drive

Also Published As

Publication number Publication date
CN111032996B (en) 2022-02-01
US20200166038A1 (en) 2020-05-28
CN111032996A (en) 2020-04-17
WO2019031980A1 (en) 2019-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2443175C (en) Control system for progressing cavity pumps
RU2421605C1 (en) Procedure for operation of well equipped with electro-centrifugal pump plant with variable-frequency drive
US9194220B2 (en) Apparatus and method for determining fluid interface proximate an electrical submersible pump and operating the same in response thereto
WO2016081389A1 (en) Thrust handling system and methodology submersible in axial pumps
AU2019232819B2 (en) Lubricating downhole-type rotating machines
US11555396B2 (en) System and method for measuring discharge parameters relating to an electric submersible pump
US8638004B2 (en) Apparatus and method for producing electric power from injection of water into a downhole formation
RU2677313C1 (en) Oil well operation method by the electric centrifugal pump unit
RU2673477C2 (en) Progressing cavity pump system with fluid coupling
CN107939378B (en) Method for acquiring working fluid level of ground drive screw pump well in real time
RU2380521C2 (en) Method of oil withdrawal from high gas content well and electroloading equipment for it
Woolsey Improving progressing-cavity-pump performance through automation and surveillance
WO2015023636A1 (en) Electric submersible pump with fluid coupling
US20150083407A1 (en) Method of removing wellbore fluid from well and water removal well
US20200208639A1 (en) Methods related to startup of an electric submersible pump
WO2016040220A1 (en) Bottom hole injection with pump
WO2021188832A1 (en) Lubricating a downhole rotating machine
RU2758326C1 (en) Method for regulating the operating mode of a well equipped with an electric center pump installation in an inter-well pumping system
Jiang et al. ESP Operation, Optimization, and Performance Review: ConocoPhillips China Inc. Bohai Bay Project
RU2814706C1 (en) Method of periodic operation of well using submersible pumping unit with electric drive
RU2601685C1 (en) Method of operating flooded wells and system therefor
US20240060403A1 (en) Electric submersible pump
CA2957757A1 (en) Downhole sensor system for steam breakthrough detection
Lovekin et al. Geothermal Applications of Electric Submersible Pumps (ESPs) in the USA and Türkiye
Uvarov Usage of Two-Sided Motors as a Part of the Simultaneous Separate Operation Technology