Design of a New Pump Jack for Continuous Sucker Rod Pumping Systems

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Das Verwenden von Tiefpumpen/Pferdekopfpumpen ist die am weitesten verbreitetste künstliche Fördermethode für Erdöl- und Erdgasbohrungen. Eine der Komponenten an der Oberfläche dieser Baueinheit ist der Pferdekopf, welcher verwendet wird um die Pendelbewegung auf die Kolbenstange und das Pumpengestänge zu übertragen. Jedoch wird die traditionelle Trägereinheit einem Überdrehmoment und einer strukturellen Belastung unterworfen, was sich drastisch schädigend auswirken kann. Desweitern stellen konventionelle Pferdeköpfe in Bezug auf Energieverbrauch, großer Standfläche, Hublänge und Geschwindigkeitskontrolle eine große Herausforderung dar. Folglich können hydraulische Pump-Einheiten als Alternative zu traditionellen Pferdeköpfen betrachtet werden, da diese den Förderbetrieb verbessern sowie Energieanforderungen und HSE-Bedenken reduzieren können. In dieser Arbeit werden zunächst unterschiedliche Fördereinheiten untersucht und in weiterer Folge analysiert. Angeregt von diesen Technologien wurde eine weitere „energiesparende“ hydraulische Einheit mithilfe von MatLab/Simulink entworfen. Verschiedene von einander unabhängige Einheiten wurden entworfen, um die Leistung zu optimieren und den Energieverbrauch zu reduzieren. Die Einheit wurde danach simuliert um sowohl eine Seilzugstange als auch ein konventionelles Pumpengestänge zu aktivieren. Deren Leistung wurde im Anschluss mit einem äquivalenten Szenarium, das einen konventionellen Pferdekopf beinhaltet, verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass die entworfene Einheit eine genauere Steuerung des Förderkreislaufes hinsichtlich der Fördergeschwindigkeit, des SPM und der Hublänge zulässt. Der Energieverbrauch der Einheit führt, trotz der höheren Förderaktivität bzw. Pumpentätigkeit und der größeren Produktivität, ebenfalls, verglichen mit konventionellen Tiefpumpen/Pferdekopfpumpen, die den gleichen Bohrlochbedingungen ausgesetzt sind, zu deutlich besseren Ergebnissen.

Details

Titel in ÜbersetzungEin neuer Entwurf des Pferdekopfes für laufende Tiefpumpen-Systeme
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung29 Juni 2018
StatusVeröffentlicht - 2018