Through-wall corrosion of ESP motor housings

[SV]

Gentlemen, I am sure you have seen ESP motor housing corrosion like this. I would be grateful if you can share.

Look at the photos - maybe you will recognize your own failures.

P1110493.jpg

Original topic

Господа! Я уверен что Вы сталкивались подобными случаями. Был бы премного благодарен если бы вы смогли поделится информацией.
Взгляните на приложенные фото, может быть узнаете и свои отказы...

P1110493.jpg

[ALEngineer]

Looks like H2S (aggressive fluid). You need a reagent (corrosion inhibitor, if I remember the name - I am not a chemist, I may have that wrong), or they hang a copper (I think) sacrificial slug below the motor. Then the slug corrodes and the housing stays whole.

Original reply

Похоже на сероводород (агрессивная среда), требуется реагент (ингибитор коррозии, если правильно запомнил название), в химии не особо силен, может что и наврал, либо подвешивают ниже движка медную (по моему) болванку, в таком случае корродирует болванка, а корпус остается целым.

[SV]

The catch is this is not H2S. Pumping inhibitor without a chemical-injection cable (SPKU) and a dosing unit is useless for a simple reason: the ESP motor sits below the intake module.

When H2S is working, corrosion is general - it does not spare the end pieces either.

What I am after: does anyone have failures classed as aggressive fluid with through-wall corrosion that ate the motor housing while everything else was OK - protector and pump with no corrosion and no embrittlement?

P1110491.jpg

Original reply

Вся фишка в том что это не сероводород! И подача ингибиторов без СПКУ и КДПР бесполезно по той простой причине что ПЭД ниже приемного модуля...
И когда работает сероводород коррозия сплошная, не щадит и концевые детали.
Я это к чему, может есть у кого отказы которые классифицированы как агрессивная среда со сквозной коррозией, с разъеданием корпуса ПЭД при условии что остальное все в норме- тоесть ГЗ,ЭЦН без коррозии и охрупчивания?

P1110491.jpg

[ALEngineer]

On aggressive fluid you order a lab analysis of the produced fluid. There is also electrolytic corrosion: insulation is leaking somewhere (does not matter where - MLE or motor), and at the closest approach to casing the metal starts to disappear. Insulation resistance does not drop. We had cases like that - it ate fasteners, and in another case the motor housing (I think). The call was electrolytic corrosion.

To treat the motor you pump reagent through a dosing tube. There is a 4-core cable where the fourth core is empty (no copper) - a tube - and you pump reagent to any point on the ESP. And nobody stops you from just bolting a copper slug on the lower motor housing. Corrosion will leave the string alone until the slug is gone.

Original reply

Насчет агрессивной среды, это у химиков анализ заказывать добываемой жидкости. Есть еще такое явление как электрокоррозия, где то изоляция плавает (не важно где, внизу в удлинителе или в ПЭД), и в месте максимального приближения к колонне начинает съедать металл. При чем сопротивление изоляции НЕ снижается. У нас были подобные случаи, ело метизы, а во втором случае корпус ПЭД (по моему). Было решено, что это электрокоррозия.
Подача реагента для защиты ПЭД от коррозии осуществляется через дозаторную трубку, есть такая конструкция кабеля, в котором 4ре жилы и четвертая пустая (без меди), получается трубка, по которой качают реагент в какую угодно точку УЭЦН. И опять же, просто прикрутить медную болванку в нижней части корпуса ПЭД ни кто не мешал, тогда коррозия установку не тронет, пока полностью не скорродирует болванка.

[SV]

That 4-core cable is what I meant - SPKU. Fluid analysis is in spec.

And the slug they hang is zinc or aluminum-magnesium.

The problem is a bit different, not the fluid. It is electrochemical corrosion - that is probably clear by now.

I want to compare failures on motors above 90 kW with run life under a year and housing corrosion, across as many fields as possible. Photos welcome. I am trying to write a mitigation plan and my head is already spinning.

1.jpg

Original reply

Про 4-х жильный кабель я и говорил, СПКУ он называется. Анализ в пределах нормы.
И болванку подвешивают цинковую или алюминиево-магниевую.
Тут проблема чуть в другом не в жидкости, коррозия электрохимическая, уже наверно понятно.
Мне бы хотелось провести аналогию по отказам ПЭД мощностью выше 90кВт и наработкой до года с коррозией корпуса по как можно большему количеству месторождений!
Фото приветствуются. Пытаюсь разработать мероприятия, голова пухнет уже...

1.jpg

[ALEngineer]

You started from a long way out. If I tear down failures like this I will share. Usually nobody really digs into corrosion - they hang it on whoever owns the anti-corrosion program.

I looked at the previous photo more carefully. Am I imagining it, or is the corrosion only on one housing joint (one tube eaten, the next one not)? If so, that is a pipe-material question.

Original reply

Как вы из далека то начали Если буду разбирать подобные отказы обязательно поделюсь информацией. Обычно коррозию серьезно не разбирают, вешают на организацию которая антикоррозийными мероприятиями занимается.
Предыдущее фото рассмотрел внимательнее, мне показалось или на самом деле коррозия присутствует только на одной части корпуса (одна труба корродирована, а вторая нет)? Если так, то это уже вопрос к качеству материала трубы.

[SV]

The pipe meets GOST. Oddly, only the housing corrodes - head and base do not.

I have a couple of ideas. I need other operators to confirm.

Motors from some OEMs corrode and others do not - in the same well. No change in rate or fluid - and a failure from 100 days. A real mess.

I will calm you down: BENZ does not corrode. If you are interested, talk to their quality deputy - he is in the loop.

Original reply

Материал трубы соответствует ГОСТ, корродирует только корпус как ни странно-головки и основания нет!
Есть пара мыслей, нужны подтверждения догадок от других эксплуатирующих компаний.
Дело в том что ПЭД одних производителей корродирует а других нет в одной и той же скважине! Никакой смены режима и состава жидкости- а отказ от 100 суток... Беда прям какая то.
Успокою сразу- БЭНЗ не корродирует! Если интересно поговори с зам по качеству, он в курсе!

[SV]

Back to the failures and the cause.

Housings went through-wall on only one OEM, analysis showed. Motors from other plants run fine in the same wells.

Here is the point: when that OEM makes up the end pieces they use anti-seize with high electrical resistance.

Picture the ESP motor in section: the housing only has electrical bridges to the tubing string through the end pieces, because the rotor hangs on a hydro-wedge of MDPN-S oil with breakdown not less than 30 kV. So the stator in the housing is a separate electrical element with plenty of induced voltage from the windings inside it.

Add static from the fluid flow...

And there it is - a programmed failure. When potential leaves the housing to casing you get metal transfer at the lowest-resistance spots, and then corrosion pits.

For anyone already putting boots on to kick me: during the work-up we hung a 140 kW 117 mm single-section motor, and between the housing and the head we lit a 6 V 5 W lamp.

Original reply

Вернусь к описанию отказов и их причины!
Корпуса корродировали насквозь только у одного производителя, как показал анализ. ПЭДы других заводов прекрасно отрабатывают в тех же скважинах!
Суть в следующем: при завороте концевых деталей данный производитель использует противозадирную смазку с высоким электрическим сопротивлением!
Включаем воображение и начинаем представлять ПЭД в разрезе: корпус ПЭД имеет "мостики"(эл.контакт) с подвеской НКТ только через концевые детали так как ротор получается подвешен на "гидроклине" из МДПНс которое имеет имеет пробивное не менее 30кВ. Получается статор в корпусе является отдельным электрическим элементом имеющим не малые наводки от обмоток внутри него!
Добавим статическое электричество от потока жидкости...
И вот он! Запрограммированный отказ! При сходе потенциала с корпуса на колонну получаем перенос металла в местах наименьшего сопротивления и как следствие коррозионные язвы!
Кстати для тех кто уже одевает бутсы чтобы пинать меня сообщаю!: При изысканиях был подвешен ПЭД 140 -117 односекционного исполнения и между корпусом и головкой была зажжена 6-и вольтовая лампа 5 Вт...

[SV]

Photos of the end pieces, the grease, and the housing made up with the end piece.

P1110422.jpg

P1110860.jpg

Original reply

Вот фото концевых,смазки и корпуса в сборе с концевой.

P1110422.jpg

P1110860.jpg

[U-stas68]

Good afternoon.

What could this be (see photos)? We have been losing stators. Failures like this started in 2017. End-piece unscrew is ruled out (we blamed that at first). Several motors came out with a crack along the whole stator. This only happens in one place - Komi. Run life a little over 100 days. Pipe vendors were different - we changed those too, blaming bad metal or mill defects.

IMG-0dc3d7089b6f67ab03bec3090c795c60-V.jpg

IMG-623110adba8e9c37c4c86a9ab4b9de9c-V.jpg

Original reply

Добрый день.
Подскажите, что может быть(см.фото)? Сталкиваемся с потерей статоров. С 2017г. пошли такие отказы. Отвороты статора по резьбе-исключены (сначала грешили на это). Но несколько двигателей было поднято с трещиной вдоль всего статора. Происходит такие вещи только в одном месте-Коми. Наработки чуть борльше 100 суток. Поставщики труб разные- тоже стали менять их-грешили на некачественный металл или огрехи при производстве.

IMG-0dc3d7089b6f67ab03bec3090c795c60-V.jpg

IMG-623110adba8e9c37c4c86a9ab4b9de9c-V.jpg