Nafta tootmine naftaväljadel
Kuidas kontrollliinid kaevudes töötavad?
Juhtliinid võimaldavad edastada signaale, võimaldavad koguda puurkaevu andmeid ning juhtida ja aktiveerida puurkaevu instrumente.
Käsu- ja juhtimissignaale saab saata pinnapealsest kohast puuraugus olevasse puuraugu tööriista.Puurauguandurite andmeid saab saata pinnasüsteemidesse hindamiseks või kasutamiseks teatud puurkaevude toimingutes.
Puuraugu kaitseklapid (DHSV-d) on pinnapealsed maa-alused kaitseklapid (SCSSV), mida juhitakse hüdrauliliselt pinnal asuvalt juhtpaneelilt.Kui hüdraulilist survet rakendatakse mööda juhttoru, sunnib rõhk klapi sees olevat hülsi alla libisema, avades klapi.Hüdraulilise rõhu vabastamisel klapp sulgub.
Meilong Tube'i puuraukude hüdroliine kasutatakse peamiselt sidekanalitena hüdrauliliselt käitatavate puurkaevude jaoks nafta-, gaasi- ja veesissepritsekaevude juures, kus on nõutav vastupidavus ja vastupidavus ekstreemsetele tingimustele.Neid liine saab kohandada konfigureerida mitmesuguste rakenduste ja aukude komponentide jaoks.
Kõik kapseldatud materjalid on hüdrolüütiliselt stabiilsed ja ühilduvad kõigi tüüpiliste puurkaevu lõpetavate vedelikega, sealhulgas kõrgsurvegaasiga.Materjali valik põhineb erinevatel kriteeriumidel, sealhulgas põhjaaugu temperatuur, kõvadus, tõmbe- ja rebenemistugevus, veeimavus ja gaasi läbilaskvus, oksüdatsioon ning kulumis- ja kemikaalikindlus.
Juhtliinid on läbinud ulatusliku arenduse, sealhulgas muljumistesti ja kõrgsurve autoklaavi kaevu simulatsiooni.Laboratoorsed muljumiskatsed on näidanud suurenenud koormust, mille all kapseldatud torud suudavad säilitada funktsionaalse terviklikkuse, eriti kui kasutatakse traadist põrkeraua.
Kus kasutatakse juhtliine?
★ Intelligentsed kaevud, mis nõuavad voolu kaugjuhtimisseadmete funktsionaalsust ja reservuaaride haldamise eeliseid, kuna sekkumiskulud või riskid on seotud või ei ole võimalik toetada kauges asukohas vajalikku pinnainfrastruktuuri.
★ Maa-, platvorm- või veealune keskkond.
Geotermiline elektrienergia tootmine
Taimede tüübid
Põhimõtteliselt kasutatakse elektri tootmiseks kolme tüüpi maasoojusjaamu.Käitise tüübi määrab eelkõige kohapealse geotermilise ressursi iseloom.
Nn otseauru geotermiline jaam rakendatakse siis, kui geotermiline ressurss toodab auru otse kaevust.Aur juhitakse pärast separaatorite (mis eemaldavad väikesed liiva- ja kiviosakesed) läbimist turbiini.Need olid varaseimad Itaalias ja USA-s välja töötatud taimetüübid. Kahjuks on auruvarud kõigist geotermilistest ressurssidest kõige haruldasemad ja neid leidub maailmas vaid vähestes kohtades.Ilmselgelt ei kasutataks aurutehaseid madala temperatuuriga ressursside jaoks.
Kiir-aurujaamu kasutatakse juhtudel, kui geotermiline ressurss toodab kõrge temperatuuriga kuuma vett või auru ja kuuma vee kombinatsiooni.Kaevust olev vedelik juhitakse kiirpaaki, kus osa veest hakkab auruks ja suunatakse turbiini.Ülejäänud vesi suunatakse utiliseerimiseks (tavaliselt süstimiseks).Olenevalt ressursi temperatuurist võib olla võimalik kasutada kaheastmelisi välgupaake.Sel juhul suunatakse esimese astme paagis eraldatud vesi teise astme kiirpaaki, kus eraldatakse rohkem (kuid madalama rõhuga) auru.Ülejäänud vesi teise etapi paagist suunatakse seejärel kõrvaldamisse.Niinimetatud topeltkiirtejaam toimetab turbiini kahe erineva rõhuga auru.Jällegi ei saa seda tüüpi tehaseid kasutada madala temperatuuriga ressursside jaoks.
Kolmandat tüüpi geotermilisi elektrijaamu nimetatakse binaarjaamadeks.Nimetus tuleneb asjaolust, et turbiini töötamiseks kasutatakse suletud tsüklis teist vedelikku, mitte geotermilist auru.Joonisel 1 on toodud binaarset tüüpi geotermilise jaama lihtsustatud diagramm.Geotermiline vedelik juhitakse läbi soojusvaheti, mida nimetatakse boileriks või aurustiks (mõnes tehases on kaks järjestikust soojusvahetit, millest esimene on eelsoojendi ja teine aurusti), kus geotermilises vedelikus sisalduv soojus kantakse üle töövedelikule, põhjustades selle keemise. .Varasemad töövedelikud madala temperatuuriga kahekomponentsetes tehastes olid CFC (freoon-tüüpi) külmutusagensid.Praegused masinad kasutavad HFC-tüüpi külmutusagensi süsivesinikke (isobutaan, pentaan jne) koos geotermilise ressursi temperatuuriga sobiva vedelikuga.
Joonis 1. Binaarne geotermiline elektrijaam
Töövedeliku aur suunatakse turbiini, kus selle energiasisaldus muudetakse mehaaniliseks energiaks ja suunatakse võlli kaudu generaatorisse.Aur väljub turbiinist kondensaatorisse, kus see muundatakse tagasi vedelikuks.Enamikus tehastes tsirkuleeritakse jahutusvett kondensaatori ja jahutustorni vahel, et see soojus atmosfääri tõrjuda.Alternatiiviks on kasutada nn kuivjahuteid või õhkjahutusega kondensaatoreid, mis suunavad soojuse otse õhku, ilma et oleks vaja jahutusvett.See disain välistab sisuliselt igasuguse vee tarbimise tehase poolt jahutamiseks.Kuivjahutus, kuna see töötab kõrgematel temperatuuridel (eriti suvehooajal) kui jahutustornid, vähendab tehase efektiivsust.Vedel töövedelik kondensaatorist pumbatakse toitepumba abil tsükli kordamiseks tagasi kõrgema rõhuga eelsoojendisse/aurustisse.
Binaarne tsükkel on tehase tüüp, mida kasutatakse madala temperatuuriga geotermilistes rakendustes.Praegu on müügil olevad binaarseadmed saadaval moodulitena võimsusega 200 kuni 1000 kW.
ELEKTRIJAAMA ALUSED
Elektrijaama komponendid
Madala temperatuuriga geotermilisest soojusallikast (või aurust tavalises elektrijaamas) elektri tootmise protsessis osalevad protsessiinsenerid, mida nimetatakse Rankine'i tsükliks.Tavalises elektrijaamas sisaldab tsükkel, nagu on näidatud joonisel 1, boilerit, turbiini, generaatorit, kondensaatorit, toiteveepumpa, jahutustorni ja jahutusveepumpa.Aur tekib katlas kütuse (kivisüsi, nafta, gaasi või uraani) põletamisel.Aur juhitakse turbiini, kus paisumisel vastu turbiini labasid muundatakse aurus olev soojusenergia mehaaniliseks energiaks, mis põhjustab turbiini pöörlemist.See mehaaniline liikumine kantakse võlli kaudu generaatorisse, kus see muundatakse elektrienergiaks.Pärast turbiini läbimist muudetakse aur elektrijaama kondensaatoris tagasi vedelaks veeks.Kondensatsiooniprotsessi käigus eraldub turbiini poolt kasutamata soojus jahutusvette.Jahutusvesi juhitakse jahutustorni, kus tsüklist tekkiv "jääksoojus" suunatakse atmosfääri.Protsessi kordamiseks juhitakse toitepumba abil aurukondensaat katlasse.
Kokkuvõttes on elektrijaam lihtsalt tsükkel, mis hõlbustab energia muundamist ühest vormist teise.Sel juhul muundatakse kütuses sisalduv keemiline energia soojuseks (katlas), seejärel mehaaniliseks energiaks (turbiinis) ja lõpuks elektrienergiaks (generaatoris).Kuigi lõpptoote, elektrienergia, energiasisaldust väljendatakse tavaliselt vatt-tundide või kilovatt-tundide ühikutes (1000 vatt-tundi või 1 kW-h), tehakse tehase jõudluse arvutused sageli BTU-de ühikutes.Mugav on meeles pidada, et 1 kilovatt-tund on energiaekvivalent 3413 BTU-le.Elektrijaama üks olulisemaid määratlusi on see, kui palju energiasisendit (kütust) on vaja antud elektriväljundi tootmiseks.
Merealused nabad
Peamised funktsioonid
Varustage hüdraulilist toidet veealustele juhtimissüsteemidele, näiteks ventiilide avamiseks/sulgemiseks
Andke veealustele juhtimissüsteemidele elektritoide ja juhtsignaalid
Tootmiskemikaalide tarnimine veealusesse puusse või auku süstimiseks
Tarnige gaas gaasitõstuki tööks
Nende funktsioonide täitmiseks võib süvavee naba sisaldada
Keemilised süstimistorud
Hüdraulilised toitetorud
Elektrilised juhtsignaali kaablid
Elektrilised toitekaablid
Fiiberoptiline signaal
Suured torud gaasitõstuki jaoks
Veealune naba on hüdrovoolikute komplekt, mis võib sisaldada ka elektrikaableid või optilisi kiude, mida kasutatakse merealuste konstruktsioonide juhtimiseks avamereplatvormilt või ujuvlaevalt.See on merealuse tootmissüsteemi oluline osa, ilma milleta ei ole jätkusuutlik ökonoomne merealune naftatootmine võimalik.
Põhikomponendid
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA)
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) loob liidese peamise naba ja ülaosa juhtseadmete vahel.Seade on eraldiseisev ümbris, mille saab poltidega või keevitada nabanööri rippumiskoha kõrval asuvas ohtlikus keskkonnas ülemise rajatise pardal.Need seadmed on tavaliselt kohandatud kliendi vajadustele, pidades silmas hüdraulilist, pneumaatilist, toite-, signaali-, fiiberoptilist ja materjali valikut.
TUTA sisaldab tavaliselt elektrilisi harukarpe elektri- ja sidekaablite jaoks, samuti torusid, mõõdikuid ning ploki- ja õhutusventiile sobivate hüdraulika- ja keemiliste tarvikute jaoks.
(veealune) nabalõksu assamblee (UTA)
Mudapadja peal istuv UTA on multipleksiline elektrohüdrauliline süsteem, mis võimaldab ühendada palju veealuseid juhtimismooduleid samade side-, elektri- ja hüdraulika toiteliinidega.Tulemuseks on see, et ühe naba abil saab juhtida paljusid kaevu.UTA-st tehakse ühendused üksikute kaevude ja SCM-idega hüppajasõlmedega.
Terasest lendavad juhtmed (SFL)
Lendavad juhtmed pakuvad elektrilisi/hüdraulilisi/keemilisi ühendusi UTA-st üksikute puude/kontrollkaunadega.Need on osa veealusest jaotussüsteemist, mis jagab nabafunktsioone nende kavandatud teenuse sihtmärkidele.Tavaliselt paigaldatakse need pärast naba ja ühendatakse ROV-iga.
Naba materjalid
Olenevalt kasutusviisist on tavaliselt saadaval järgmised materjalid:
Termoplast
Plussid: see on odav, kiire kohaletoimetamine ja väsimuskindel
Miinused: ei sobi sügavasse vette;keemilise ühilduvuse probleem;vananemine jne.
Tsingiga kaetud Nitronic 19D dupleks roostevaba teras
Plussid:
Madalam hind võrreldes superdupleksse roostevaba terasega (SDSS)
Kõrgem voolavuspiir võrreldes 316L-ga
Sisemine korrosioonikindlus
Ühildub hüdraulilise ja enamiku keemiliste sissepritseteenustega
Kvalifitseeritud dünaamilise teeninduse jaoks
Miinused:
Vajalik väline korrosioonikaitse – pressitud tsink
Mure mõnes suuruses keevisõmbluste töökindluse pärast
Torud on raskemad ja suuremad kui samaväärsed SDSS-id – riputage ja paigaldage
Roostevaba teras 316L
Plussid:
Odav
Vajab lühiajaliselt katoodkaitset vähe või üldse mitte
Madal voolavuspiir
Konkurentsivõimeline termoplastiga madala rõhu jaoks, madalas vees olevad sidemed – odavam lühikese kasutusea jaoks
Miinused:
Pole dünaamilise teenuse jaoks kvalifitseeritud
vastuvõtlik kloriidide tekkele
Super Duplex roostevaba teras (täppide sissetungimise ekvivalent – PRE >40)
Plussid:
Suur tugevus tähendab väikest läbimõõtu, kerget kaalu paigaldamiseks ja riputamiseks.
Kõrge vastupidavus pingekorrosioonipragunemisele kloriidikeskkonnas (täppimiskindluse ekvivalent > 40) tähendab, et katmist või CP-d pole vaja.
Ekstrusiooniprotsess tähendab, et pole raskesti kontrollitavaid õmbluse keevisõmblusi.
Miinused:
Metallidevahelise faasi (sigma) moodustumist tootmise ja keevitamise ajal tuleb kontrollida.
Nabatorude jaoks kasutatavate teraste kõrgeim hind, pikim tarneaeg
Tsingitud süsinikteras (ZCCS)
Plussid:
Madal hind võrreldes SDSS-iga
Kvalifitseeritud dünaamilise teeninduse jaoks
Miinused:
Õmblus keevitatud
Väiksem sisemine korrosioonikindlus kui 19D
Raske ja suure läbimõõduga võrreldes SDSS-iga
Naba kasutuselevõtt
Äsja paigaldatud nabadel on tavaliselt säilitusvedelikud.Säilitusvedelikud tuleb ettenähtud toodetega välja tõrjuda, enne kui neid tootmiseks kasutatakse.Tuleb hoolikalt jälgida võimalikke kokkusobimatuse probleeme, mis võivad põhjustada sadet ja põhjustada nabatorude ummistumist.Kui eeldatakse kokkusobimatust, on vaja korralikku puhvervedelikku.Näiteks asfalteeni inhibiitori liini kasutuselevõtmiseks on vaja vastastikust lahustit nagu EGMBE, et tagada puhver asfalteeni inhibiitori ja säilitusvedeliku vahel, kuna need on tavaliselt kokkusobimatud.