Струйный насос JET Pump для добычи нефти

Добыча нефти механизированным способом с помощью струйного насоса

Подбор насоса

Преимущества струйных насосов для механизированного способа добычи нефти:

Надежность: Отсутствие движущихся частей в скважине.
Производительность от 10 до 20 000 барр./сутки
Отсутствие работ по обслуживанию буровой вышки или тросовой установки
Эффективность при большом количестве песка и высоком содержании газа
От низкого до высокого соответствия стандартам API
Отсутствие газовой пробки
Гибкость – сменные смесительные трубки и сопла обеспечивают множество вариантов применения
Добыча из Наклонно-горизонтальных скважин. Скважины с нарушениями ствола.
Добыча после повреждения обсадных труб скважины
Обеспечивает установку и извлечение датчиков температуры и давления из скважины
Скважины, выкидные линии и устройства могут проходить полную обработку химреагентами от парафина, отложений и коррозии рабочей жидкостью струйного насоса

Базовый принцип работы струйного насоса

Чтобы вызвать падение давления в скважине, струйный насос использует эффект Вентури.
Поток жидкости высокого давления прокачивается через сопло, создавая высокую скорость потока.
Создается падение давления в точке выхода жидкости из сопла.

Струйный насос – это желтые составляющие внутри скользящей муфты

Струйный насос использует момент, передаваемый одной жидкостью, чтобы двигать другую

Струйный насос состоит из:

Сопла, которое увеличивает скорость и уменьшает давление рабочей жидкости.
Входного отверстия, на котором за счет понижения давления добываемая жидкость направляется в высокоскоростную струю.
Смесительной трубки (горловины), в которой рабочая жидкость смешивается с добываемой жидкостью.
Диффузора, в котором скорость смешенного потока уменьшается, давление увеличивается и затем направляется вверх по затрубному пространству.

Снижение эксплуатационных расходов на добычу нефти и газа с помощью Wanner Hydra-Cell®

Добыча нефти механизированным способом с помощью струйного насоса

Из чего состоит система добычи нефти механизированным способом с помощью струйного насоса?

Сепаратор или емкость продукции

Газосепаратор или отстойный резервуар

Объекты опережающей стадии эксплуатации, испытание скважины и обратный приток

Стандартные конфигурации подземного оборудования

Струйный насос для скважин малого диаметра при обезвоживании газовых скважин

(Концентрическая конфигурация колонны)

Закачена рабочая жидкость – Центральная колонная НКТ

Газ добывается между обсадной колонной и внешней колонной НКТ

Струйный насос для скважин малого диаметра при обезвоживании газовых скважин со скважинным газосепаратором

(Концентрическая конфигурация колонны)

Закачена рабочая жидкость – Центральная колонная НКТ

Газ добывается между обсадной колонной и внешней колонной НКТ

Извлечение струйного насоса

Извлечение струйного насоса при нормальной работе, когда поток движется в прямом направлении

(Рабочая жидкость, закаченная по колонне НКТ)

Пример использования устьевой арматуры для изменения направления потока жидкости с помощью ручных клапанов

Сводные данные по применению

Производительность от 10 до 20 000 барр./сутки
Глубокие или неглубокие скважины
Наклонно-горизонтальные скважины
Скважины с проблемами использования штангового, винтового или погружного центробежного насоса
Добыча сырой нефти из более чем 6-7 скважин (с использованием нагретой рабочей жидкости)
Скважины с высоким содержанием газов – Обезвоживание газовой скважины или угольного метана
Высокое содержание воды
Скважины с повреждением обсадных труб
Эффективно работает при большом и низком количестве песка
Обратный приток фракций
Испытание скважины

Комплект поставки струйного насоса компании Wanner для механизированной добычи нефти

Технологические элементы комплекта поставки

Современная технология струйного насоса
Бессальниковый наземный насос высокого давления
- Эффективность >90 %
- Минимальное обслуживание
Знание процесса
- Оптимизация процесса с помощью программного моделирования

Современная технология струйного насоса

Наивысшая эффективность – увеличение добычи
Извлечение без тросовой установки или работ на буровой вышке
Поддерживает режимы работы с нормальным и обратным направлением потока
Состоит из пяти элементов – низкая цена замены изношенных частей
Собственное программное обеспечение для выбора эксплуатационных параметров,
соотношения размеров сопла и камеры смешения

Уникальный производственный процесс обеспечивает возможность создания насоса с большим входным сечением
Меньшее падение давления в потоке на входе струйного насоса

	Штанговый глубинный насос	Электропогружной насос (ЭЦН)	Газлифт	Струйный насос
Капиталовложения	От низких до средних	Высокие при необходимости подведения электроэнергии и прокладки кабелей. Относительно низкие капитальные затраты при наличии электроэнергии. Затраты растут по мере увеличения мощности.	Скважинное газлифтное оборудование стоит дешево, но стоимость компримирования и газораспределительной системы может быть высокой.	Относительно низкие до средних
Стоимость эксплуатации	Средняя для скважин близко- поверхностных до средних глубин (<7000 фут) и низкого дебита (<400 баррелей/день).	От средней до высокой. Требуются дорогостоящие операции при переоборудовании традиционных скважин под ЭЦН	Низкие, Газлифтные системы имеют очень низкие эксплуатационные расходы.	Низкие затраты на энергообеспечение поверхностного агрегата за счет повышения эффективности струйного насоса.
Эффективность (рабочая).	Эффективность механизированных методов подьема традиционно измеряется процентами, что не является лучшим показателем из-за всех задействованных переменных. Лучший метод для сравнения эффективности – это использование в сравнении ед.- л.с. на баррель добычи			Конструкция струйного насоса расширяет рабочий диапазон в критические области потока для значительного повышения эффективности.
Оборудование забоя скважины	Необходима надежная конструкция штанги и правильные методы эксплуатации насоса.	Требуется соответствующий кабель в дополнение к сложным – двигателю, уплотнениям насосов и т. д.	Хорошая конструкция клапана и расстояние между ними очень важны. Умеренная стоимость оборудования скважин.	Отсутствие движущихся частей в насосе, длительный срок службы установки. Простые для проведения ремонтные процедуры по извлечению/ установке насоса в скважине.
Сооружения- занимаемая площадь	Небольшая площадь, занимаемая надземным оборудованием. На объектах часто уже предусмотрено энергообеспечение.	Небольшая площадь, занимаемая электрокабельными системами. На объектах часто уже предусмотрено энергообеспечение.	Для установки системы компримирования требуется много площади.	Небольшая площадь, занимаемая надземными насосами
Гибкость управления подачей	Хорошая, можно управлять скоростью и в определенной степени подачей	Неудовлетворительная, в варианте с постоянной скоростью. Требует тщательной конфигурации. Частотный привод значительно улучшает возможности регулирования.	Хорошая, расходом газа возможно регулировать подачу -лифт. Конфигурация инжекции – трубы должны быть подобраны по размеру.	Превосходная- подача регулируется расходом и давлением энергетической жидкости.
Надежность	Отлично: эффективность использования рабочего времени >95%, при правильной эксплуатации штанги	Надежное решение при отличных условий эксплуатации, очень ненадежен при проблемных условиях слабые места – подвержен влиянию рабочих температур и электрическим неисправностям. Материал подвержен коррозионному воздействию.	Отлично, если компрессионная система правильно спроектирована и поддерживается надлежащим образом.	Превосходно благодаря улучшенным- программному обеспечению струйного насоса и конфигурации системы. Никаких движущихся частей в скважине. Устойчив к проблемным условиям эксплуатации.
	Штанговый глубинный насос	Электропогружной насос (ЭЦН)	Газлифт	Струйный насос
Подьем/ напор на низком дебите скважины	Отличный, наиболее часто используемый для скважин c дебитом <100 баррелей в сутки.	Как правило, неудовлетворительная эффективность и высокие удельные эксплуатационные расходы при дебите <400 баррелей в сутки.	Напрямую зависим и ограничен возникновением в жидкости прерывистого потока и нисходящих потоков при проскоке газа. Избегать нестабильных областей подач	Отлично работает при падении дебита до 20 баррелей в сутки.
Динамическое забойное давление	Глубина насоса и динамический напор ограничены при достижении низкого рабочего давления на забое	Достижение низкого рабочего давления на забое не является препятствием для ЭЦН. Ограничено рабочим давлением на забое 100 фунт на кв. дюйм.	Если рабочее давление на забое больше 1000 фунт на кв. дюйм, то эффективность газлифта определяется достижимым рабочим давлением на забое	Хорошо подходит для скважин с рабочим давлением на забое 25 фунт на кв. дюйм и выше.
Газовый фактор станд.куб. фут/баррель	Возможно для низкого дебита и низкого газового фактора (<500 куб.фут на баррель, стандартныe условия)	Рекомендуется для газового фактора менее чем 500 куб.фут на баррель (стандартныe условия). Проблемы с кавитацией в насосе будут сведены к минимуму.	Рекомендуется для всех диапазонов. Можно ожидать, что газлифт будет даже более эффективен только при более высоком газовом факторе	Конфигурация рассчитана на газ.фактор менее 1000. Не рекомендуется при газовом факторе более 2000.
Доступ к пласту при установ-ленном оборудовании	Доступ к пласту в работе невозможен. Невозможно вести никаких журналов наблюдения за пластом (для скважины с насосом).	Скважинное оборудование ЭЦН ограничивает доступ к пласту. Можно провести кабель байпасом к ЭЦН, но это усложняет компоновку оборудования и требует ЭЦН уменьшенного диаметра. Восстановительные работы на забое требуют полного капитального ремонта скважины.	Газлифт реализуется на простых конструкциях скважин, что позволяет получить доступ к пласту, для наблюдения за ним и выполнения необходимых работ.	Превосходный, обеспечивающей полный доступ к скважине и пласту.
Количество скважин	Рекомендуется для одиночных или групповых.	Рекомендуется для одиночных или групповых.	По мере увеличения количества скважин стоимость установок компримирования становится более экономичной, с каждой дополнительной скважиной	Одиночные скважины-самые распространенные. Но несколько скважин, работающих от одного надземного гидравлического оборудования, значительно снижают стоимость добычи
Доступность техобслуживания в скважине	Способы- капитальный ремонт или буровая вышка	Замена полностью оборудования скважины необходимо при отказе ЭЦН. Средний срок службы ЭЦН примерно два года.	Для замены газлифтных клапанов требуются работы ПРС с применением каротажного троса, раз в >5 лет	Может быть поднят на поверхность давлением жидкости, может быть извлечен с помощью троса.
	Штанговый глубинный насос	Электропогружной насос (ЭЦН)	Газлифт	Струйный насос
Работа в наклонных скважинах	Хорошо подходит для вертикальных скважин. Очень не рекомендуется для наклонных скважин.	Хорошо подходит для вертикальных скважин. Плохо подходит для наклонных, для которых требует большого радиуса изгибов колонны и НКТ.	Отлично, для вертикальных или наклонных. Есть некоторые проблемы с отклонеными до 70 градусов для прохождения тросов для извлечения/замены клапанов.	Отлично, для вертикальных или наклонных скважин.
Работа в двух пластовых скважинах	Не рекомендуется	Требуется сложная система. Более крупные диаметры при строительстве скважин. Возможны проблемы с опуском и вытягиванием оборудования (застревание).	Исторически скважины с газлифтом строятся и организуются в виде многорядной колонны . Оптимальным является применение непрерывной системы c одной стороны и перемежающейся -с другой.	С новой технологией струйного насоса “SlimHole” возможна одновременно-раздельная эксплуатация с колонной малого диаметра, всего 4,5 дюйма.
Максим. глубина погружения	На глубине менее 2500 футов насос должен быть установлен ниже динамического уровня жидкости	Не ограничен глубиной скважины. Обычно ограничивается мощностью двигателя или температурой. На практике, глубина около 10 000 футов. Также учитывается наклон скважины.	Не ограничен глубиной скважины. Контролируется давлением системы сжатого газа и расходами, газа и жидкости.	Не ограничена глубиной скважины. Однако ограничена мощностью и давлением жидкости по мере увеличения глубины. На практике, глубина около 20 000 футов.
Ограничения по НКТ и обсадной конструкции	Проблемы возникают только в том случае, если высокодебитные скважины требуют больших насосов. Небольшие размеры колонн (4,5″ и 5,5″) могут ограничить свободный выход газа.	Размер колонн будет ограничивать использование больших двигателей и насосов. ЭЦН ограничен максимальным диаметром 5,4 дюйма с максимальным расходом 12 000 баррелей в сутки.	Размер напорных труб ограничен 4 дюймами, из-за установки боковых мандрелей газлифтных клапанов.	Используемые размеры колонн- начиная от 2″3/8 и выше.
Коррозионная устойчивость	Хорошо, при использовании коррозионностойких сталей в конструкции погружных насосов.	Срок службы напрямую зависит от количества H2S.	Рекомендуется для эксплуатации в коррозионной среде. Требуется только совместимость металлов и эластомеров с конфигурацией труб и колонн	Хорошо/отлично, с использованием специальной металлургии и/или химической обработки. Химикат в гидравлической жидкости защищает трубу от коррозии. Ингибитор смешивается с жидкостью на входе в горловину струйного насоса.
Стойкость к песку и твердым частицам	Высокое содержание твердых частиц и песка уменьшает срок службы при низкой вязкости нефти (<10 cp).	Плохая, требует <100 ppm твердых веществ, при такой концентрации идет допустимый износ для ЭЦН. Не рекомендуется для частиц более чем 100 ppm, вызывает износ оборудования ЭЦН.	Отлично, рекомендуется для всех скважин, добывающих песок. Песок мало влияет на работоспособность газлифтной скважины.	Отлично, благодаря увеличенным рабочим областям, прочным деталям, специальным металл. сплавам и покрытиям.
Возможность обработки от накипи и коррозии ингибиторами	Обработка от коррозии и накипи проста в исполнении. Ингибитор периодически подается вниз по затрубному пространству, часто применяется комплекс как для контроля коррозии, так и для контроля накипи.	Материалы и конструкция ЭЦН должны быть изменены так, чтобы ЭЦН не выходил из строя (непрерывная эксплуатация) после обработки ингибиторами.	Рекомендуется, когда требуется какая-либо обработка скважин	Стойкость к коррозии/накипи превосходна. Ингибитор с гидравлической жидкостью смешивается с добытой жидкостью на входе в горловину струйного насоса.
Энергообеспечение	Может использовать электричество в качестве источника энергии. Универсальность приводного двигателя.	Необходимо только электричество в качестве источника энергии	Двигатель, работающий на добываемом газе используется для привода компрессоров	Может использовать электричество в качестве источника энергии. Можно использовать дизельный или газовый двигатель там, где нет электричества. Универсальность приводного двигателя.