Energy Efficiency Evaluation of a Sucker Rod Pumping System

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Diese Arbeit ist Teil einer langfristigen Studie zur Untersuchung und Verbesserung von Gestängetiefpumpen und umfasst die Installation des Messsystems, die Datenverarbeitung und die Effizienzbestimmung einer ausgewählten Ölsonde. Der Pumpenbock wurde mit Sensorik zur elektronischen Leistungsmessung und Rotationsbestimmung an mehreren drehenden Bauteilen ausgestattet. Zunächst wird mit Hilfe der gemessenen Bewegung ein Vergleich zu einem veröffentlichten, kinematischen Modell zur Berechnung der Pumpbewegung gezogen. Darauf aufbauend, wird die Ausbalancierung des Systems untersucht und optimiert. Durch das Verknüpfen der neu eingebauten Sensorik mit vorhandener Druckmessung am Sondenkopf und Lastmessung an der Polierstange wird die elektrische, mechanische und hydraulische Leistung des Systems berechnet. Durch die Untersuchung der Momente, die durch das Gegengewicht und die Polierstangenlast am Kurbelarm zusammentreffen, ist es möglich, das wirkende Moment am Getriebe auf ein Minimum zu senken. Zusätzlich kann mit Hilfe der Drehgeber auch die Umdrehungsgeschwindigkeit und damit der Schlupf des Keilriemenantriebs bestimmt werden, der sich letzten Endes mit Werten aus der Literatur deckt. Durch die Bestimmung der einzelnen Leistungen wurde herausgefunden, dass die Gesamteffizienz des Pumpsystems vergleichsweise niedrig ist. Da auch die Effizienz einzelnen Baugruppen untersucht wurde, konnte der Grund für den niedrigen Wirkungsgrad vor allem im Bereich der untertage eingebauten Pumpe lokalisiert werden. Da keine Gasproduktion vorhanden ist und ein Abschöpfverhalten ausgeschlossen werden kann, wird als Grund für den niedrigen Wirkungsgrad eine erhöhte Leckrate zwischen Kolben und Zylinder der Pumpe angenommen. Die Ergebnisse dieser Arbeit können nicht nur zur Behebung des niedrigen Systemwirkungsgrades der aktuellen Ölsonde verwendet werden, sondern sollen auch als Anleitung für weitere Effizienzbestimmungen an Gestängetiefpumpen verstanden werden.

Details

Titel in ÜbersetzungBestimmung der Energieeffizienz einer Gestängetiefpumpe
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Okt. 2017
StatusVeröffentlicht - 2017