Incremental plunger force evaluation for predicting sucker rod buckling

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Knicken ist ein unerwünschtes Phänomen, das beim Fördern mittels Gestängetiefpumpen auftritt. Es hängt hauptsächlich von der Kolbenkraft als Funktion der Zeit ab, welche schwierig zu messen ist. Deshalb wurde ein Diagnose-Programm entwickelt, um die Gestängespannungen im Bohrloch und daraus die Anfälligkeit des Gestänges für Knicken zu bestimmen. Dies wird durch die Ausführung einer dynamischen Finite Elemente Simulation an einem ausgewählten Bohrloch erreicht. Das Grundprinzip besteht aus der inkrementellen Bestimmung der Kolbenkraft, welche durch hintereinandergeschaltete Restart-Simulationen jedes einzelnen Zeitschritts erfolgt. Dieses Restart-Verfahren ist vollständig in einem Skript automatisiert. Die Genauigkeit des Verfahrens kann vom Benutzer eingestellt werden und liegt überlicherweise im Bereich von ±1kN. Ein großer Vorteil dieses Diagnose-Programms im Vergleich zu anderen kommerziellen Software-Paketen liegt darin, dass keine Interpolationen oder Korrekturfaktoren benötigt werden und die tatsächliche Bohrlochtrajektorie vollständig implementiert werden kann. Bei Vorgabe exakter Reibungsbeiwerte an allen relevanten Kontaktpunkten entspricht die ermittelte Kolbenkraft den "Downhole Dynamometer Sensor"-Messungen, welche vom Lehrstuhl für "Petroleum and Geothermal Energy Recovery" durchgeführt wurden. Mit der vorgestellten Methodik ist es nun möglich, für jedes Bohrloch zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt während des Abwärtshubes am Kolben Druckspannungen vorherrschen.

Details

Titel in ÜbersetzungInkrementelle Bestimmung der Kolbenkraft zur Vorhersage des Ausknickverhaltens des Pumpgestänges
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung26 Juni 2015
StatusVeröffentlicht - 2015