Preț membru SPE: 5,00 USD
Preț SPE pentru non-membri: 28,00 USD

A fost dezvoltat un nou model mecanic pentru a prezice eficiența naturală de separare în puțurile pompate verticale. Modelul se bazează pe ecuațiile de impuls combinate ale fazei și pe o relație generală de închidere a alunecării. S-au dezvoltat noi corelații ale coeficientului de tracțiune care corespund regimurilor de curgere cu bulă (adică particule nedistorsionate) și turbulență. Modelul indică faptul că eficiența naturală de separare depinde în mare măsură de geometrie, fracțiunea de gol și debitul de gaz in-situ.

separării

Separarea de fază naturală în inelul tubular-carcasă este o parte integrantă a procesului general de separare a găurilor de fund pentru puțurile pompate. Pentru sistemele ESP, separarea naturală determină cantitatea de gaz liber care intră în pompă și astfel influențează eficiența generală a pompării.

Alhanati 1 a dezvoltat un model teoretic pentru a prezice eficiența naturală de separare pentru sistemele ESP utilizând un separator de gaz rotativ. Modelul demonstrează un acord bun cu datele experimentale adunate de Alhanati 1 și Sambangi 2 utilizând apa și aerul ca fluide pompate, iar Lackner 3 utilizând hidrocarburi și aer ca fluide pompate. Datele experimentale acoperă valori GLR cuprinse între 50 și 300 scf/STB, valori ale presiunii de până la 300 psi și debitele de lichid de până la 3600 BPD. Fracțiunile de anulare uniforme in-situ echivalente in-situ variază de la 25 la 70 la sută.

Cu toate acestea, la fel de reușit ca acest model pentru situația lor, modelul nu reușește să se potrivească cu datele luate de Serrano 4. Setul de date Serrano4 are fracțiuni nule care variază între 5 și 15%.

Ca rezultat, Serrano 4 a extins modelul Alhanati prin dezvoltarea unei corelații empirice care este capabilă să prezică fracțiunea de gol locală pentru regiunea din fața orificiilor de intrare a pompei. Cu toate acestea, acest model continuă să utilizeze ipoteza antiderapantă. Modelul s-a bazat pe date experimentale apă-aer, unde fracțiunea de vid in-situ în jurul secțiunii motorului variază până la 20 la sută și pentru unghiuri de înclinare de 30, 60 și 90 de grade față de orizontală. Corelația a fost dezvoltată atât pentru regimurile de curgere cu bulă, cât și pentru cele de slug. Datorită naturii modului în care a fost dezvoltată corelația, modelul lui Serrano nu poate fi utilizat în situații în care fracția nulă este mai mare de 20%.

Obiectivul acestei lucrări este de a dezvolta un model mai cuprinzător pentru separarea gazelor naturale în puțurile verticale. Modelul va acoperi întreaga gamă de fracțiuni de gol, precum și va oferi o explicație fizică despre procesul de separare naturală în puțurile cu pompare verticală. Noul model se bazează pe ecuațiile impulsului de fază combinată și o relație generală de închidere a alunecării, aplicată unui singur volum de control situat în fața orificiilor de admisie a pompei.

Lea și Bearden 5 au efectuat studii experimentale privind performanța pompei electrice submersibile, deoarece gazul liber este introdus în fluidul pompat. Întrucât principalul lor obiectiv a fost investigarea degradării capului pompei datorită prezenței gazului liber, a lipsit o discuție detaliată cu privire la procesul de separare naturală. Datele lor experimentale indică faptul că eficiența separării inelului crește pe măsură ce mai mult gaz liber este alimentat în sistem și scade pe măsură ce debitul lichidului crește.

Schmidt și Doty 6, precum și Podio și colab. 7 a discutat despre procesul de separare naturală împreună cu utilizarea unei ancore de gaz în instalațiile de pompare a fasciculului. Cu toate acestea, nu există nicio explicație teoretică detaliată care să fie direct aplicabilă dezvoltării modelării în acest studiu.