«Oilfield engineering»

EXPRESS EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF A TAPERED ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP USE WHEN PUMPING GAS-LIQUID MIXTURES FROM A WELL. PART 1

UDC: 622.276.53.054.23:621.67-83
DOI: 10.33285/0207-2351-2021-2(626)-43-48

Authors:

¹ National University of Oil and Gas "Gubkin University", Moscow, Russian Federation

Keywords: electric submersible pump, gas-liquid mixture, tapered pump

Annotation:

Free gas presence in well products produced by the electric submersible pump (ESP) causes a negative impact on the discharge and energy characteristics of the pump. The pump may work in the non-optimal operation area due to the fact that free gas in the gas-liquid mixture (GLM) flow, increasing its volume, slips in the first ESP stages. Part of the energy, which is driven to the pump shaft, is irrationally consumed for compression and subsequent dissolution of gas bubbles in the fluid, resulting in a decreasing efficiency of the ESP. Tapered ESP assembly is one of the methods that are applied to reduce harmful effect of free gas on pump performance. The first stages of higher flow rate are installed in the ESP housing as pre-installed modules for pumping out the GLM with a large volume flow rate of the mixture, its transformation into a depleted GLM with lower gas content and providing an optimal flow rate of GLM at the intake of classical stages of the pump unit section. Tapered ESPs are of interest because they require almost no additional costs. However, there is a difficulty in selection of tapered units for well conditions. The results of bench tests of pumps ESP5-80, ESP5-125, ESP5-200 on the model gas-liquid mixture water-surfactant-air are summarized. Based on the obtained results, a method for calculating the deformation of ESP head has been developed and its error estimation has been made; recommendations on its application in the calculation of the tapered ESP have been formulated.

Bibliography:

1. Дроздов А.Н. Технология и техника добычи нефти погружными насосами в осложненных условиях: учеб. пособие. - М.: МАКС Пресс, 2008. - 312 с.
2. Лабах Н. Разработка методических и технологических решений по выбору предвключенных модулей электроцентробежного насоса в осложненных условиях эксплуатации скважин: дис.. канд. техн. наук: 25.00.17. - М., 2016. - 154 с.
3. Конюхов В.М., Конюхов И.В., Краснов С.В. Расчет конической сборки электроцентробежного насоса при перекачке водонефтегазовых смесей // Путь науки. - Волгоград, 2015. - № 2 (12). - С. 16-18.
4. Агеев Ш.Р. Конический насос как средство повышения эффективности работы и надежности ЭЦН при откачке газожидкостной смеси // Доклады ХI Всероссийской технической конференции ОАО "АЛНАС". - 2002.
5. Лабах Н. Результаты стендовых испытаний двухпакетных конусных электроцентробежных насосов на модельной газожидкостной смеси // Нефть, газ и бизнес. - 2015. - № 2. - С. 60-62.
6. Ляпков П.Д., Игревский В.И., Дроздов А.Н. Влияние давления у входа в погружной центробежный насос на его характеристику при работе на смеси вода - ПАВ - газ // Нефтепромысловое дело. - 1982. - № 6. - С. 16-18.
7. Вербицкий В.С. Результаты исследований эффективности работы устройств защиты УЭЦН от вредного влияния свободного газа // Инженерная практика. - 2011. - № 5. - С. 134-141.
8. Деньгаев А.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин погружными центробежными насосами при откачке газожидкостных смесей: дис. … канд. техн. наук: 25.00.17. - М., 2005. - 212 с.
9. Результаты исследований работы погружных центробежных газосепараторов при эксплуатации скважин ООО "РН-Пурнефтегаз" с высоким входным газосодержанием. Сравнение стендовых и промысловых испытаний / А.Н. Дроздов [и др.] // SPE-117415. - 2008. - 11 c.
10. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., испр. - М.: Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2007. - 826 с.