Sucker Rod Pump Standing Valve Movement Dynamics Investigation

Titel in Übersetzung: Untersuchung der Dynamik des Ventilverhaltens von Gestängetiefpumpen

Jörg Peroutka

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Gestängetiefpumpen gehören zu den ältesten und am häufigsten verwendeten künstlichen Fördersystem für Erdöl- und Erdgasbohrungen. Sie werden von den Mitarbeitern vor Ort gut verstanden und sind relativ einfach zu bedienen. Das genaue Verhalten der Komponenten im Bohrloch lässt sich jedoch nur schwer vorhersagen und beruht meist auf Näherungswerten, die anhand von an der Oberfläche erfassten Dynamometerdaten ermittelt werden. Die Oberflächendaten werden dann so umgewandelt, dass sie für die Vorhersage der Bewegung der Komponente im Bohrloch geeignet sind. Der Unterschied zwischen der Bewegung an der Oberfläche und der Bewegung im Bohrloch ist auf die Dehnung des Pumpgestänges zurückzuführen. Dies kann zu Fehlinterpretationen führen und letztlich die Effizienz eines solchen künstlichen Fördersystems verringern, was zu hohen Betriebskosten oder frühzeitigem technischen Versagen führt. Technische Ausfälle machen eine zeitaufwändige und teure Aufwältigung erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist es, die Kenntnisse über das tatsächliche Verhalten des Ventils der Pumpe im Bohrloch zu verbessern, indem ein speziell entwickelter transparenter Plexiglas-Ventilkäfig verwendet wird. Alle Versuche werden in der Pumpentestanlage der Montanuniversität Leoben durchgeführt. Der Versuchsaufbau ermöglicht die visuelle Darstellung der Kugelbewegung des Ventils und die Verwendung eines Paares von induktiven Sensoren, um die exakte Position der Kugel während der Pumpzyklen zu jeder Zeit zu messen. Dieser Aufbau ermöglicht auch die Beobachtung von Phänomenen, die mit dem Ventil einer Gestängetiefpumpe zusammenhängen, zu untersuchen. Eine der wichtigsten Erkenntnisse ist das Schließen des Ventils in der Mitte des Pumpzyklus, was zu schnellem und hohem Verschleiß von Ventilkugel und -sitz führen kann. Die aus den Experimenten gewonnenen Daten werden dann als Referenz für ein von der Firma AC2T research GmbH bereitgestelltes Simulationsmodell für eine Gestängetiefpumpe, welches das Verhalten der Ventile koppelt, verwendet. Das Modell ist in der Lage, das Verhalten des Pumpenteststandes mit Hilfe eines Korrektur- oder Kalibrierungsfaktors zu simulieren. Darüber hinaus lässt sich das Simulationsmodell leicht an unterschiedliche Ventilkäfiggeometrien anpassen und kann die Quadratwurzelabhängigkeit der kritischen Förderkolbengeschwindigkeit von der Kugeldichte verifizieren.
Titel in ÜbersetzungUntersuchung der Dynamik des Ventilverhaltens von Gestängetiefpumpen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Langbauer, Clemens, Mitbetreuer (intern)
  • Albishini, Ramzy, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung1 Juli 2022
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • SRP
  • Gestängetiefpumpe
  • Pumpenteststand
  • Induktiver Sensor
  • Simulation
  • Dynamik Ventilverhalten

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