La teneur en sable augmente, la salinité s'accroît et les conditions de récupération thermique deviennent plus fréquentes à mesure que les anciens gisements pétroliers atteignent les phases intermédiaires et avancées de leur développement. Ces changements soumettent les systèmes de remontée de fond de puits à rude épreuve. Dans ces cas, les pompes traditionnelles sont sujettes au blocage par le sable, s'usent rapidement et nécessitent des interventions fréquentes sur les puits. Si vous modifiez la configuration, l'une des premières choses auxquelles un ingénieur de terrain pensera probablement est… pompe de contrôle de sable à piston longqui peuvent mieux gérer les fluides complexes et ainsi prolonger leur durée de vie opérationnelle sans apporter de modifications majeures à l'équipement de tête de puits.
La structure à entrée latérale modifie la direction des particules de sable
Lorsque la production de sable est importante, la durée de vie de l'équipement dépend principalement de la manière dont le fluide transporte le sable dans la chambre de la pompe. Grâce à une structure à entrée latérale, le fluide pénètre dans la chambre de travail de manière circonférentielle, évitant ainsi l'accumulation de particules de sable entre le piston et le cylindre, principale cause de blocage. Le tuyau de récupération du sable à l'extrémité de la pompe offre une zone tampon pour les puits à faible production de sable, permettant aux impuretés de se déposer au fond de la pompe plutôt que d'être directement abrasées sur les joints, ce qui est avantageux pour une production continue.
La conception à longue course s'adapte bien aux fluctuations de production.
Dans les situations où la production quotidienne de fluide fluctue de 5 à 200 m³, il devient très important d'obtenir la bonne combinaison entre le diamètre de la pompe et la course.Pompes de contrôle de sable à piston longOn obtient une course plus importante grâce à un cylindre plus long. Cela permet de générer un déplacement plus important en une seule course, tout en maintenant une aspiration stable. Le diamètre de l'orifice de la pompe varie de 32 à 70 mm, ce qui permet d'adapter les modèles au niveau de production et, par conséquent, de réduire la fréquence de remplacement de l'ensemble du système de pompage. Ceci est particulièrement avantageux pour les blocs présentant des conditions de puits instables.
Utiliser des matériaux résistants à l'usure pour surmonter les défis liés à la forte minéralisation et à la récupération thermique
Les couches de saumure fortement minéralisées et les puits à vapeur imposent des exigences plus strictes aux corps de pompe et aux pistons que les autres composants. L'usure due aux milieux sableux peut être efficacement ralentie par l'application d'une couche de chromage d'une épaisseur supérieure à 0,15 mm, en fonction du niveau de dureté requis (HV 800 à 1000). Selon les conditions de fonctionnement, les fabricants optent également pour des corps de pompe en acier inoxydable Cr13 ou 420, des pistons revêtus de Ni60 ou de tungstène et des cylindres en acier cémenté ou nitruré. La température dans les puits de récupération thermique pouvant atteindre 150 °C, un revêtement résistant à l'érosion de surface doit être appliqué par projection thermique à haute vitesse (HVOF) ou par d'autres techniques similaires.
La structure détermine la stabilité opérationnelle
Le tubage extérieur est conçu pour supporter la charge de pression globale, tandis que la précision d'usinage du cylindre influe fortement sur l'étanchéité. Le joint d'étanchéité entre le piston et le corps de pompe est l'élément principal responsable de l'efficacité de la remontée. Les vannes de débit et d'admission régulent l'entrée et la sortie des fluides de puits ; un mauvais choix de matériau peut facilement entraîner un reflux ou une diminution du débit de la pompe suite à l'érosion. La combinaison d'un cylindre de grande taille et de pièces modulaires permet de remplacer uniquement les pièces usées au lieu de changer la pompe entière, ce qui est particulièrement avantageux lorsque le puits est profond ou que la teneur en sable est élevée.
La surveillance basée sur les données devient la base de la configuration.
Après étalonnage, la constante de la pompe (valeur K) peut être connectée au système SCADA du champ pétrolier pour la surveillance en temps réel du débit de la pompe. Pour les puits de production présentant des variations de production soudaines, cette information permet aux ingénieurs de déterminer, à partir des données, s'il est nécessaire de modifier le diamètre, la course ou la fréquence de la pompe, passant ainsi d'une prise de décision basée sur l'expérience à une analyse fondée sur les données. Pompes de contrôle de sable à piston long À cet égard, ils sont plus faciles à intégrer aux systèmes de surveillance existants.
Quoi qu'il en soit, la sélection doit tenir compte des normes API et des systèmes de matériaux.
Les fabricants chinois de pompes à tiges respectent généralement les normes API 11AX et API 11B, mais les méthodes de fabrication et de contrôle varient considérablement d'un fournisseur à l'autre. Lors de l'achat d'équipements à l'étranger, il est courant d'exiger les marquages API, des rapports métallurgiques d'un organisme tiers, des essais de bille de soupape, ainsi que les résultats des contrôles de rectitude du corps et de rugosité de surface interne. L'adéquation des matériaux aux conditions du puits est une étape cruciale pour éviter les défaillances prématurées des pièces.
Dans les blocs sableux, fortement minéralisés et présentant un potentiel de récupération thermique, un seul type de pompe ne peut couvrir toutes les conditions de fonctionnement. Grâce à une chambre d'entrée latérale, une longue course, l'utilisation de matériaux résistants à l'usure et une surveillance en ligne,pompes à sable à piston longAinsi, cela offre au champ pétrolier une méthode plus flexible pour reconfigurer le puits en fonction de l'évolution des conditions. Généralement, pour les opérateurs, une réduction du nombre d'interventions sur les puits et une augmentation du temps d'exploitation continue sont plus avantageuses qu'un investissement initial important.