ESP artificial lift systems overview

Technical analysis of multistage centrifugal pump sections. Discuss stage geometry, head and flow performance curves, and material selection for ESP systems
ALEngineer
Site Admin
User avatar
Posts: 530
Joined: Wed Mar 18, 2026 2:51 pm

ESP artificial lift systems overview

Post by ALEngineer »

ESP (electric submersible pump) artificial lift systems - in general they consist of:

- downhole centrifugal pump (including check and drain valves, pump sections, intake module or lower section depending on order);
- sand / solids trap (ordered separately);
- gas separator (ordered separately; if the unit is built with a gas separator that has an intake screen, the intake module is not supplied);
- slotted filter - intake module (ordered separately; if built with a slotted-intake (ZHNSHA-type) intake, the intake module is not supplied);
- protector (seal section);
- ESP motor;
- cable line;
- surface electrical gear (VSD / ESP control panel, transformer, etc.);
- downhole monitoring system (downhole monitoring system (TMS));
- tools, accessories, install kits;
- spare parts (ordered separately).

Units were developed to a modern level by leading institutes in Russia and the CIS. Design is based on world-class technology, and materials developed specifically for downhole equipment (including defense and aerospace practice) are used in manufacture. Units can lift formation fluid at rates from 10 to 1375 m3/d from depths up to 3600 m depending on configuration. Any configuration can be supplied so the customer can match almost any well.

Formation fluid - a mix of oil, produced water, and associated gas - should meet:

- max produced-water cut, % - 99
- produced-water pH - 5.0-8.5
- max fluid density, kg/m3 - 1400
- max kinematic viscosity of single-phase fluid for pump operation without head / efficiency change, mm2/s - 1
- max solids mass concentration, g/l (%):
standard - 0.1 (0.01);
corrosion-resistant - 0.2 (0.02);
abrasion-resistant / corrosion-abrasion - 0.5 (0.05);
enhanced corrosion-abrasion - 1.0 (0.10);
with fine filter on the pump - 3.0 (0.30)
- Mohs microhardness of particles:
standard / corrosion-resistant - 5;
enhanced corrosion-abrasion / abrasion / corrosion-abrasion - 7
- max free gas at pump intake - 25% by volume; with gas separator - 55%; with gas-separator-disperser - 65%; with dispersing intake module - 30%
- max H2S, g/l (%):
standard / abrasion-resistant - 0.01 (0.001);
corrosion-resistant / corrosion-abrasion / enhanced - 1.25 (0.125)
- max pumped fluid temperature, C - 150
- max hydrostatic pressure at setting depth, MPa - 40
- aggressive components, not more than: CO2 - 0.15 g/l, HCO3 - 1 g/l, Cl- - 20 g/l, Ca2+ - 2 g/l (when using enhanced corrosion-abrasion / corrosion-abrasion / corrosion-resistant pumps).

Wells must satisfy:
- max dogleg severity - 2 deg per 10 m

(Diagram attached.)
5555.png
Original topic
УЭЦН – это установки погружных центробежных насосов (УЭЦНА) для добычи нефти, в общем случае состоящие из:
• погружного центробежного насоса (в т.ч. обратного и спускного клапанов, секций насоса, модуля входного или нижней секции в зависимости от заказа);
• шламоуловителя (при заказе оговаривается отдельно);
• газосепаратора (при заказе оговаривается отдельно, при комплектовании установки газосепаратором с приемной сеткой модуль входной не поставляется);
• фильтра щелевого – модуля входного (при заказе оговаривается отдельно, при комплектовании установки ЖНША модуль входной не поставляется);
• гидрозащиты;
• погружного электродвигателя;
• кабельной линии;
• наземного электрооборудования (станция управления, трансформатор и др.);
• системы телеметрии;
• инструмента, принадлежностей, комплектов для монтажа;
• запасных частей (при заказе оговаривается отдельно).
Установки разработаны на самом современном уровне ведущими институтами России и стран СНГ. Конструкция установок базируется на технологии мирового уровня
и при ее изготовлении используются материалы, разработанные специально для погружного оборудования и применяемые в оборонной и космической технике. Установки позволяют откачивать пластовую жидкость
с производительностью от 10 до 1375 м3/сут. с глубины до 3600 м зависимости от комплектации установки. Установки поставляются в любой комплектации, что позволяет потребителю иметь оборудование, подходящее к любой скважине.
Пластовая жидкость – смесь нефти, попутной воды и попутного газа – должна иметь следующие характеристики:
• максимальное содержание попутной воды, % – 99
• водородный показатель попутной воды, рН – 5,0-8,5
• максимальная плотность жидкости, кг/м3 – 1400
• максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой
• обеспечивается работа насоса без изменения напора и КПД, мм2/с – 1
• максимальная массовая концентрация твердых частиц для насосов, г/л (%): обычного исполнения – 0,1 (0,01)
коррозионностойкого исполнения – 0,2 (0,02)
износостойкого, коррозионноизносостойкого исполнения – 0,5 (0,05) повышенной коррозионноизносостойкости – 1,0 (0,10)
при комплектации насосов фильтром тонкой очистки – 3,0 (0,30)
• микротвердость частиц по Моосу для насосов, баллов
обычного, коррозионностойкого исполнения – 5
повышенной коррозионноизносостойкости, износостойкого, коррозионноизносостойкого исполнения – 7
• максимальное содержание свободного газа на приеме насоса -25% по объему, с применением газосепаратора в составе установки -55%, с применением газосепаратора-диспергатора -65%, с применением модуля входного диспергирующего в составе установки -30%;
• максимальная концентрация сероводорода для насосов, г/л (%):
обычного, износостойкого исполнения – 0,01 (0,001) коррозионностойкого, коррозионноизносостойкого
исполнения, повышенной коррозионноизносостойкости – 1,25 (0,125)
• максимальная температура откачиваемой жидкости, оС – 150
• максимальное гидростатическое давление в зоне подвески установки, МПа – 40;
• количество агрессивных компонентов, не более: СО2 – 0,15 г/л, НСО3 – 1 г/л, Cl- – 20 г/л, Ca2+ – 2 г/л (при применении насосов повышенной коррозионноизносостойкости, коррозионноизносостойкого, коррозионностойкого исполнения).
Скважины, в которых эксплуатируются установки, должны удовлетворять следующим условиям:
• максимальный темп набора кривизны ствола скважины – 2° на 10 м

5555.png
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.