Minimum clearance between the ESP and production casing

ESP deployment during workover operations. Discuss rig floor safety, cable protection during RIH, and coordination between field technicians and rig crews
sderengovskiy
User avatar
Posts: 2
Joined: Sat Feb 09, 2019 10:53 pm

Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by sderengovskiy »

Good day, colleagues.

For several calculations when running an ESP, in particular maximum assembly length, people use a "clearance" - the difference between ESP motor OD and production-casing ID. The formulas are awkward to type, and they are not really needed here. The question is how that clearance should be taken.

On the internet I found wording like: "The minimum allowable clearance that guarantees trouble-free running and pulling of the equipment was found and justified by a large number of experiments and field practice, which shows that the minimum clearance may be taken as 6 mm." That is probably citing L.G. Chicherov's textbook "Calculation and Design of Oilfield Equipment."

I need which documents fix this figure (or other figures). A pointer to a specific RD, GOST, regulation, or company instruction would help.

It is not only ESP. There may be anti-stuck / anti-sand-in requirements when running other tools: DST tools, valves, mandrels, and so on.

Regards, Sergey.
Original topic
Добрый день, коллеги!

Для ряда расчетов при спуске ЭЦН, в частности максимальной длины сборки, используется величина "зазора", т.е. разницы между наружным диаметром ПЭД и внутренним диаметром ОК. Формулы проблематично набрать на клаве, да они тут в принципе не нужны. Потому что интересует, как нужно брать величину этого самого "зазора".

В интернете нашел примерно такие фразы: "Минимально допустимый зазор, гарантирующий безаварийный спуск и подьем оборудования, был найден и обоснован при помощи большого числа экспериментов и результатов практики, которая показывает, что минимальный зазор может быть принят 6 мм." Скорее всего, это ссылки на учебник Л.Г.Чичерова "Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования".

Меня интересует, в каких документах эта цифра (или другие) может быть закреплена. Буду благодарен на ссылку на конкретный РД, ГОСТ, Регламент, ведомственную инструкцию.

Дело не обязательно касается УЭЦН, возможно есть требования к предупреждению аварий (заклинивание, присыпание и т.п.) при спуске других типов оборудования: КИИ, клапанов, мандрелей и т.п.

С уважением, Сергей.
ALEngineer
Site Admin
User avatar
Posts: 530
Joined: Wed Mar 18, 2026 2:51 pm

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by ALEngineer »

This is in the OEM requirements. You have to ask the ESP maker. For a 117 mm ESP motor, in practice they run a solid 122 mm drift not shorter than 10 m (depends on ESP length) to setting depth. Or, by agreement with the plant, a so-called "garland" not shorter than 30 m. The drift must go through with no hang-up and certainly with no "set-downs" - you do not shove it into the well. In general these questions are settled with the ESP OEM, and maybe with them on location, because if the string takes mechanical damage the plant will deny warranty.
Original reply
Это прописано в требованиях завода изготовителя, нужно запрашивать у производителя УЭЦН, для 117 ПЭД например, по практике, спускают сплошной шаблон 122мм не короче 10 м (зависит от длины УЭЦН), на всю глубину спуска. Либо, по договоренности с заводом, так называемую "гирлянду", длиной не менее 30м. Шаблон должен пройти без подклинивания и тем более без "разгрузок", т.е. его "запихивать" в скважину не надо. Но вообще, все эти вопросы решаются с представителями завода изготовителя УЭЦН и, возможно при их участии, потому что получив мех.повреждение, завод откажет в гарантии.
ALEngineer
Site Admin
User avatar
Posts: 530
Joined: Wed Mar 18, 2026 2:51 pm

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by ALEngineer »

Here is an example of Novomet equipment-selection requirements:

Scan / image text translation (original scan kept as attachment below):

Motor diameter depends on the production-casing inner diameter and on the pump size (Table 3.1).

Table 3.1 Unit size

Code: Select all

+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| Size   | Pump OD, mm  | Motor OD, mm   | Max unit OD, mm  | Min casing ID, mm  | Min casing ID,   |
|        |              |                |                  |                    | in               |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 3      | 81           | 81             | 96.5             | 100                | 3.94             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 4      | 86           | 96             | 105              | 112.5              | 4.43             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 5      | 92           | 103            | 112.8            | 121.7              | 4.79             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 5      | 92           | 117            | 119.3            | 123.5              | 4.86             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 5A     | 103          | 103            | 120.4            | 127.3              | 5.01             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 5A     | 103          | 117            | 124.8            | 130                | 5.12             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 6      | 114          | 130            | 135              | 143                | 5.63             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 6A     | 123          | 130            | 145              | 154                | 6.06             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 7      | 130          | 130            | 150              | 159                | 6.26             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 7A     | 136          | 130            | 156              | 165                | 6.5              |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
| 8A     | 172          | 185            | 204              | 212.5              | 8.37             |
+--------+--------------+----------------+------------------+--------------------+------------------+
Novomet ESP series vs casing table.jpg
Original reply
Вот пример Новометовских требований по подбору оборудования:
Novomet ESP series vs casing table.jpg
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
sderengovskiy
User avatar
Posts: 2
Joined: Sat Feb 09, 2019 10:53 pm

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by sderengovskiy »

Thanks.

Nice table, but I did not find the value I need. The pump is Novomet, and they insist on running with a 140 mm OD shroud, otherwise it will overheat. The casing is 6 5/8 in with 12.06 mm wall. Nominal ID 144 mm, drift 141 mm. We built a homemade drift 18 m long, OD about 140 mm - it did not go. We drifted the well with the same shroud - it went with no hang-ups, and we are about to start the run. Even if the run goes, I worry we will not get that shroud back out - a little sand-in or wall deposit is enough.

On nearby diameters the table shows 8-9 mm diametral clearance. We have 4 mm on paper, maybe less in the hole. Hope it works out.
Original reply
Спасибо!
Хорошая табличка, но нужного значения не нашел. Насос как раз новометовский, но они настаивают на спуске с кожухом -140 мм диаметром, иначе будет греться. А колонна 6 5/8 дюйма с толщиной стенки 12,06 мм. Итого номинал внутреннего диаметра 144 мм, а дрифт вообще 141. Сделали самодельный шаблон длиной общей 18 м, диаметр вроде 140 - не пошел. Отшаблонировали скважину этим же кожухом - прошел без посадок, скоро начнем спуск. Но есть опасения даже при удачном спуске, ТТТ, не выдрать этот кожух потом обратно - достаточно слегка присыпать или какие-то отложения на стенке получить.
По табличке на близких диаметрах диаметральный зазор -8-9 мм. У нас теоретически 4 мм, реально может быть меньше. Дай бог, чтобы все обошлось..
ALEngineer
Site Admin
User avatar
Posts: 530
Joined: Wed Mar 18, 2026 2:51 pm

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by ALEngineer »

With that casing and wall, ID is 141.5 mm. Clearance 0.75 mm. With that gap, even if the drift passed, if the casing is damaged you will definitely get stuck - if not now, later. Knowing your well stock (paraffin, sand), that is the likely outcome.
Original reply
При такой колонне и стенке, внутренний диаметр 141,5мм. Итого зазор 0,75мм. С таким зазором, даже если шаблон прошел, если имеются повреждения по колонне, вы однозначно поимеете прихват, не сейчас, так в будущем. А зная ваш фонд скважин (АСПО, песок), скорее всего так и будет.
farikl
User avatar
Posts: 1
Joined: Wed Mar 27, 2019 11:55 pm

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by farikl »

Good day.

http://docs.cntd.ru/document/1200128305

Table 5
GOST R 56830-2015 ESP general requirements p2.pdf
GOST R 56830-2015 ESP general requirements p1.pdf
GOST R 56830-2015 ESP general requirements.pdf
Original reply
Добрый день,

http://docs.cntd.ru/document/1200128305

Таблица 5
GOST R 56830-2015 ESP general requirements p2.pdf
GOST R 56830-2015 ESP general requirements p1.pdf
GOST R 56830-2015 ESP general requirements.pdf
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Serden
User avatar
Posts: 20
Joined: Wed Feb 08, 2017 4:45 am

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by Serden »

Casing ID (D_cas) data for RIH/POOH with shrouds is in the attachment.

3.10.5. Minimum recommended clearance between the equipment with a Motor Lead Extension (MLE, flat-cable extension) and the ID of the production casing is 8 mm. If the clearance is reduced, the chance of damaging the MLE while running the unit rises sharply.
Shroud RIH casing ID data.rar
Original reply
Данные по Dэк при СПО с Кожухами во вложении.
3.10.5. Минимально рекомендуемый зазор между оборудованием с удлинителем плоского кабеля и внутренней стенкой эксплуатационной колонны 8 мм. При уменьшении зазора резко возрастет вероятность повреждения удлинителя кабеля при спуске установки.
Shroud RIH casing ID data.rar
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
Rabotnick
User avatar
Posts: 1
Joined: Sun May 29, 2022 4:11 am

Re: Minimum clearance between the ESP and production casing

Post by Rabotnick »

sderengovskiy, how did that story end?
Original reply
sderengovskiy, чем закончилась история?