Sucker Rod Anti - Buckling System Analysis

Titel in Übersetzung: Sucker Rod Anti - Buckling System Analysis

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Gestängetiefpumpen stellen weltweit mit mehr als 80% das wichtigste künstliche Förderverfahren für die Erdölgewinnung dar. Aufgrund der Materialeigenschaften von Stahl und des dynamischen Verhaltens des Pumpsystems neigt das Pumpgestänge unter Druckbelastung zu unerwünschten Ausbuckelungen. Diese wiederum führen zu einem erhöhten Verschleiß des Pumpgestänges und des Steigrohrstranges und sind letztendlich die Ursache für kostenintensive Systemschäden. Diese wiederum sind hauptverantwortlich für Betriebskosten, senken damit die Wirtschaftlichkeit und bestimmen das ökonomische Limit der Förderung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der numerischen Analyse des Gesamtsystems und der Implementierung des patentierten „Sucker Rod Anti-Buckling System“ (SRABS), welches das Ausbuckeln des Pumpgestänges vollständig verhindert und die Effizienz des Gesamtsystems essentiell steigert. Im Wesentlichen wird dies durch eine Rekonstruktion der Tiefpumpe am Fußventil erreicht, welche nunmehr das Anlegen einer permanenten Zugspannung erlaubt. Der Einsatz von eigens dafür entwickelten Downhole - Sensoren, welche neben Bewegung und Belastung des Gestänges entlang des gesamten Pumpgestänges auch das Temperaturprofil aufzeichnen, erlaubt eine exakte Kalibration des selbst entwickelten Simulationsprogrammes zur Analyse bzw. Prognose des Verhaltens derartiger Systeme. Die angewandte Finite-Elemente-Analyse in Kombination mit der Flüssigkeits – Festkörper - Interaktionssimulation ermöglicht eine lückenlose Betrachtung des dynamischen Verhaltens des Pumpgestänges. Die Ergebnisse erlauben damit die technische und wirtschaftliche Optimierung. Die wirtschaftliche Bewertung der Simulationsergebnisse beschreibt die beachtlichen Einsparpotenziale, die durch die Nutzung von SRABS erreicht werden können. Neben Einsparungen an Energieverbrauch und der signifikanten Verlängerung der Systemstandzeit kann damit auch das ökonomische Limit dieses Förderverfahrens essentiell verbessert und somit auch der Ausbeutefaktor erhöht werden. Die damit einhergehende Verringerung der Interventionen zur Reparatur des Bohrlochs bedingt auch, dass solche Arbeiten mit einem nachweislich hohen Unfallrisiko vermieden werden können und somit ein wesentlicher Beitrag zur Arbeitssicherheit geleistet wird.
Titel in ÜbersetzungSucker Rod Anti - Buckling System Analysis
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Antretter, Thomas, Beurteiler B (intern)
  • Hofstätter, Herbert, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 01-10-2020

Schlagwörter

  • Gestängetiefpumpe
  • Knickverhalten
  • SRABS
  • Zylinderventil
  • Ringventil
  • Pumpgestänge
  • Untertage Dynamometermessung
  • Diagnose des Pumpverhaltens
  • Vorhersage des Pumpverhaltens

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