電動水中ポンプ（ESP）を完成させるたびに、高電圧電源ケーブルを生産用パッカーに通す必要があるため、シールの完全性、導体疲労、環状ガスの移動が集中する永続的な弱点が生じます。{0}現場データでは、時期尚早の ESP 改修で故障する最初のコンポーネントとしてペネトレータ ゾーンが一貫して特定されており、多くの場合、高温坑井ではポンプ寿命の最初の 400 日以内に故障します。-したがって、信頼できる ESP パッカーが成功するか失敗するかは、ケーブル フィードスルー、通気ポート、シール要素が個別のアドオンではなく 1 つの統合システムとしてどのように設計されるかによって決まります。-
ケーブル フィードスルー構成オプション-
2 つのペネトレータ アーキテクチャが最新の ESP パッカー設計を支配しています。 1 つ目は、製造中にパッカー本体に接着される成形一体型ペネトレータで、現場での組み立てエラーを排除し、連続的な圧力バリアを提供します。 2 つ目は、ドロップイン フィードスルー ペネトレータです。これは、ストリングを通す前にリグの床に設置されます。これは、ケーブルの絶縁が劣化したときにパッカーを解除することなく回収して交換できます。ペネトレータ インターフェース上のユニバーサル 1.900- インチ API NU 接続により、業界標準のケーブル パックオフ デバイスの大部分との互換性が保証され、-事業者は複数のケーブル システム サプライヤー間で 1 つのパッカー本体を標準化できます。
一体成形ペネトレータ: 単一ピース構造、フィールドスプライシングなし、400 °F までの連続定格
ドロップインペネトレータ: -現場で交換可能、導体の絶縁が劣化した場合の作業時間を短縮します-
双方向スリップおよび金属バックアップ設計
ESP パッカー全体の差圧は、ポンプ吐出圧力がエレメントの上に作用するか下に作用するかに応じて、どちらの方向からも発生する可能性があります。 -双方向のバレル スリップ構造がケーシング壁を上向きと下向きの両方でグリップし、生産に必要な最大の内部ボアを維持しながら、あらゆる発生源からの圧力サージに対してパッカーを固定します。パッキング要素を取り囲む金属製のバックアップ リングは、圧縮下で半径方向に拡張し、エラストマーが環状の隙間に押し出されるのを防ぎます。これは、底穴の温度が 300 度を超えると、主なシール破損メカニズムとなります。このスリップ要素-のスリップ荷重経路は、ポンプの周期的な振動中にマンドレルを安定させ、時間の経過とともに従来のシングル スリップ アンカーが緩みます。-
材料およびエラストマー工学
マンドレル本体は、L80 13Cr 合金または AISI 4340 焼入れ-および焼き戻し鋼から機械加工され、最小降伏 110,000 psi で、同じ完成ストリング内で耐食性と引張荷重容量のバランスが取れています。シーリング要素の場合、ダウンホールの条件によってコンパウンドが決まります。HNBR トリムは標準ニトリルよりも著しく優れた引き裂き抵抗を備え、華氏 350 度での継続的な油と水の暴露に耐えます。一方、FKM は刺激性の高い流体に対応し、AFLAS (FEPM) は増進石油回収プロジェクトで一般的な蒸気、酸、アミン環境での耐用年数を延長します。シールの認定は API ISO 14310 V0 要件に従い、ガスが存在する状態で温度サイクルを繰り返した後、エレメントは両方向で定格圧力を保持する必要があります。
油圧設定および回収機構
設定は、パッカーの下にある栓抜き装置に対してチューブ紐を通常 3,500 ～ 4,500 psi で加圧することによって行われ、これによりピストンがストロークし、エレメントが圧縮され、スリップが機械的にロックされます。表面圧力が抜けた後もパッカーはロックされた状態を維持し、閉じ込められた作動油に頼ることなくシールを保持します。回収オプションには、40,000 ポンド付近で調整可能なリリース値を備えたストレート-プルせん断リリース、またはオーバープルがチューブの強度によって制限されている場合に設計セクションをせん断するカットツーリリース バリアントが含まれます。これは、パッカーの深さで最大の引き上げ能力を発揮できない深部偏向井にとってますます重要なオプションです。
実際のゾーン分離
大容量の人工揚水井では、ESP パッカーは生産シール、安全バリア、給水管として同時に機能します。パッカー本体に機械加工された複数のポートにより、一次シールを損なうことなく、環状の圧力排出、化学薬品注入、および計器ワイヤへのアクセスが可能になり、パッカーを受動的なバリアからインテリジェントな完成設計の能動的な要素に変換する機能が備わっています。事業者が非在来型貯水池で 1,000 日を超える稼働寿命目標を押し上げる中、このケーブル管理、双方向固定、認定エラストマーの組み合わせによって、完成品が経済的な設計寿命に達するか早期に故障するかが決まります。
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