Увеличение продолжительности работы установки электроцентробежного насоса для повышения безопасности и сокращения рисков при спускоподъемных операциях

Еремин, Н.А.; Гулиев, Р.З.; Фрейман, О.А.; Мотовилов, П.А.; Ян, Г.

Авторы: Еремин Н.А., Гулиев Р.З., Фрейман О.А., Мотовилов П.А., Ян Гуйлинь
Журнал: Безопасность труда в промышленности
Том: 813
Номер: 9
Год издания: 2024
Первая страница: 49
Последняя страница: 56
Аннотация: UDC УДК 331.45:551.46Eremin N.A., Guliev R.Z., Freiman O.A., Motovilov P.A., Yang Guilin. Extending the Life Cycle of the Electrical Submersible Pump to Improve Safety and Reduce Risks during Round Trip Operations. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2024. № 9. pp. 49–56. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2024-9-49-56Abstract. The study analyzes basic complications associated with generating mechanical impurities; numeric modeling to optimize theelectrical submersible pump operation has been performed.Modeling the fluid flow in combination with erosion models has been used to determine the key factors facilitating the erosion of the electricalsubmersible pump action wheel impeller during oil production. In order to obtain a complete view of the flow and erosion properties,modeling has been performed for the entire fluid flow route.Modeling of the flow and the action wheel component erosion has been performed to determine the impact of the flow imbalance as well asto ensure the boundary conditions at the input for the modeling.The modeling results have shown: the rotational flow introduced in the mixing point at the action wheel input significantly impacts thestrength properties of the modeled object; the area most exposed to erosion is the area of the action wheel impeller.The values of loss of material have been determined via the time sequence of geometry changes in the compounds in combination with the actual hydraulic operational parameters.The flow trajectories proposed for modeling show that the recirculating flow is the dominant. It is widely adopted that recirculation is oneof the main causes of increased erosion in the compounds of the electrical submersible pump as it leads to the high frequency of high-speedimpacts by sand particles.In order to reduce the erosion risk, the analysis aiming to identify the impeller geometrical parameters has revealed that the erosion rate inthe compound can be reduced by decreasing the inclination of the action wheel impeller.The study has demonstrated that numerical modeling can provide a detailed and precise evaluation of erosion potential in cases associatedwith the high velocity of fluid flow with particles of mechanical impurities.Keywords: electrical submersible pump, safety, round trip operations, risk reduction, modeling, formation heterogeneity, mechanical impurities,erosion, optimization.УДК 331.45:551.46Еремин Н.А., Гулиев Р.З., Фрейман О.А., Мотовилов П.А., Ян Гуйлинь. Увеличение продолжительности работы установки электроцентробежного насоса для повышения безопасности и сокращения рисков при спускоподъемных операциях// Безопасность труда в промышленности. 2024. № 9. С. 49–56. ISSN 0409-2961 DOI: 10.24000/0409-2961-2024-9-49-56Проблема выноса механических примесей часто встречается при эксплуатации нефтегазовых скважин. При прохождении добываемой жидкости с механическими примесями через ступени электроцентробежного насосапроисходит повреждение крыльчатки ступени, что влечет за собой преждевременный выход из строя, а также уменьшение времени наработки на отказ насоса. В результате влияния механических примесей оборудование выходит из строя, что в свою очередь вызывает риски при ремонте оборудования и спускоподъемных операциях для ремонта. Рассмотрены основные осложнения при добыче углеводородного сырья, связанные с выносом механических примесей из слабосцементированной призабойной зоны пласта. Разработана численная модель крыльчатки ступени электроцентробежного насоса, работающего в условиях наличия механических примесей, и проведена оптимизация ее формы для снижения эрозионного воздействия.Ключевые слова: установка электроцентробежного насоса, безопасность, спускоподъемные операции, сокращение рисков, моделирование, неоднородность пласта, механические примеси, эрозия, оптимизация.БлагодарностиСтатья подготовлена в рамках госзадания. Рег.№ НИОКТР в РОСРИД 122022800270-0; за счет средствПрограммы развития САФУ на 2021–2035 гг., договорД-390.2024; в рамках научного плана образовательного департамента провинции Шанси КНР «Fault-fracture system of the lower combination of Yanchang Formation in Zhenjing Area of Ordos Basin and its controlling effect on hydrocarbon accumulation», номер проекта 23JK0758 и плана исследований молодых ученых 2023 года г. Юйлинь, КНР «Study on the development characteristics and reservoir formation mode of «fault-fracture body» in Zhenjing Area of Ordos Basin», номер проекта 20230511.Список литературы1. Осложнения при эксплуатации скважин. URL:https://oilloot.ru/dobycha-i-promyslovaya-podgotovka-nefti/oslozhneniya-pri-ekspluatatsii-skvazhin/ (дата обращения: 24.07.2024).2. Guliev R., Zolotukhin A. Field development optimizationof waterflooding process using data assimilation methods// IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Stavanger, 2019. DOI: 10.1088/1757-899X/700/1/0120543. Гулиев Р.З. Оптимизация процесса заводнения неф-тяных пластов с учетом неоднородности фильтрационноемкостных свойств// Нефтепромысловое дело. 2022. № 7 (643). С. 25–31. DOI: 10.33285/0207-2351-2022-7(643)-25-314. Гулиев Р.З., Еремин Н.А., Зиганшин А.Р. Определение зон стабильности газовых гидратов при помощи методовмашинного обучения // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 6 (99). С. 57–61. DOI: 10.24412/2076-6785-2023-6-57-615. Крец В.Г., Шадрина А.В. Основы нефтегазового дела:учеб. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2010. 194 с.6. Смольников С.В. Повышение эффективности эксплу-атации продуктивных пластов, сложенных слабоцементированными песчаниками: автореф. дис. … канд. техн. наук.М., 2015. 24 с.7. Фрейман О.А., Еремин Н.А. Разработка методики прогнозирования пластовых свойств нефти при помощи машинного обучения// Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 7 (100).С. 118–120. DOI: 10.24412/2076-6785-2023-7-118-1208. Hadavimoghaddam F., Mishchenko I. Introducing A new correlation method to predict PVT properties of Russian and Iranian crude oils// Student Technical Conference (STC). Freiberg, 2018.9. Performance comparison of bubble point pressure from oil PVT data: several neurocomputing techniques compared/ H. Ghorbani, D.A. Wood, A. Choubineh et al.// Experimental and Сomputational Мultiphase Flow. 2020. Vol. 2. Iss. 2. P. 225–246.10. Фрейман О.А., Еремин Н.А. Разработка методики прогнозирования объемного коэффициента нефти при помощи машинного обучения// Нефтепромысловое дело. 2024. № 4 (664). С. 13–16.11. Фрейман О.А., Еремин Н.А. Методы прогнозирования пластовой вязкости нефти в условиях неполной исходной промысловой информации// Интеллектуальное месторождение: инновационные технологии от пласта до магистральной трубы: cб. докладов XI Междунар. науч.-практ. конф. Краснодар: ООО «Научно-производственная фирма «НИТПО», 2023. С. 61–64.12. A Numerical Study of Turbulence Model and Rebound Model Effect on Erosion Simulations in an Electrical Submersible Pump (ESP)/ H. Zhu., J. Zhang, J. Zhu et al.// Proceedings of the ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference. San Francisco, 2019. DOI: 10.1115/AJKFluids2019-553813. Sand Erosion Model Prediction, Selection and Comparisonfor Electrical Submersible Pump (ESP) Using CFDMethod/ H. Zhu, J. Zhu, R. Rutter et al.// Proceedings of the ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Summer Conference (FEDSM2018). Montreal, 2018. DOI: 10.1115/FEDSM2018-8317914. Zhu J., Zhang H.-Q. Numerical study on electrical submersible pump two phase perfomance and bubble size modeling// SPE Production & Operations. 2017. № 32 (03). P. 267–278. DOI: 10.2118/170727-PAReferences1. Complications during well operation. Available at: https://oilloot.ru/dobycha-i-promyslovaya-podgotovka-nefti/oslozhneniya-pri-ekspluatatsii-skvazhin/ (accessed: July 24, 2024). (In Russ.).2. Guliev R., Zolotukhin A. Field development optimization of waterflooding process using data assimilation methods. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Stavanger,2019. DOI: 10.1088/1757-899X/700/1/0120543. Guliev R.Z . Optimization of the process of oil reservoirs water-flooding with account of reservoir properties heterogeneity.Neftepromyslovoe delo = Oilfield Engineering. 2022. № 7 (643).pp. 25–31. (In Russ.). DOI: 10.33285/0207-2351-2022-7(643)-25-314. Guliev R.Z., Eremin N.А., Ziganshin А.R. Determination of stability zones of gas hydrates using machine learning methods. Ekspozitsiya Neft Gaz = Exposition Oil & Gas. 2023. № 6 (99).pp. 57–61. (In Russ.). DOI: 10.24412/2076-6785-2023-6-57-615. Krets V.G., Shadrina A.V. Basics of oil and gas business: study manual. Tomsk: Izd-vo TPU, 2010. 194 p. (In Russ.).6. Smolnikov S.V. Improving the efficiency of operation of productive formations composed of slightly cemented sandstones: abstract of the thesis … Cand. of Technical Sciences. Мoscow, 2015. 24 p. (In Russ.).7. Freiman O.A., Eremin N.A. Development of a methodology for predicting reservoir properties of oil using machine learning methods. Ekspozitsiya Neft Gaz = Exposition Oil & Gas.2023. № 7 (100). pp. 118–120. (In Russ.). DOI: 10.24412/2076-6785-2023-7-118-1208. Hadavimoghaddam F., Mishchenko I. Introducing A new correlation method to predict PVT properties of Russian and Iranian crude oils. Student Technical Conference (STC). Freiberg, 2018.9. Ghorbani H., Wood D.A., Choubineh A., MohamadianN., Tatar A., Farhangian H., Nikooey A. Performance comparison of bubble point pressure from oil PVT data: several neurocomputing techniques compared. Experimental and Сomputational Мultiphase Flow. 2020. Vol. 2. Iss. 2. pp. 225–246.10. Freiman O.A., Eremin N.A. Development of a methodology for predicting the volume ratio of oil reservoir using machine learning methods. Neftepromyslovoe delo = Oilfield Engineering.2024. № 4 (664). pp. 13–16. (In Russ.).11. Freiman O.A., Eremin N.A. Methods to predict the oil formation viscosity in conditions of incomplete initial field data. Intellektualnoe mestorozhdenie: innovatsionnye tekhnologii ot plasta do magistralnoy truby: cb. dokladov XI Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Intellectual field: innovative technologies from stratum to header pipe. The collection of reports of the 11th International scientific and practical conference). Krasnodar: OOO «Nauchno-proizvodstvennayafirma «NITPO», 2023. pp. 61–64. (In Russ.).12. Zhu H., Zhang J., Zhu J., Rutter R., Zhang H. A Numerical Study of Turbulence Model and Rebound Model Effect on Erosion Simulations in an Electrical Submersible Pump (ESP). Proceedings of the ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference. San Francisco, 2019. DOI: 10.1115/ AJKFluids2019-553813. Zhu H., Zhu J., Rutter R., Zhang J., Zhang, H.-Q. Sand Erosion Model Prediction, Selection and Comparison for Electrical Submersible Pump (ESP) Using CFD Method. Proceedings of the ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Summer Conference (FEDSM2018). Montreal, 2018. DOI: 10.1115/FEDSM2018-8317914. Zhu J., Zhang H.-Q. Numerical study on electrical submersible pump two phase perfomance and bubble size modeling. SPE Production & Operations. 2017. № 32 (03). pp. 267–278. DOI: 10.2118/170727-PA
Добавил в систему: Еремин Николай Александрович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИПМех РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИПМех РАН

Увеличение продолжительности работы установки электроцентробежного насоса для повышения безопасности и сокращения рисков при спускоподъемных операцияхстатья

Прикрепленные файлы