Olajtermelés az olajmezőkön
Hogyan működnek a szabályozó vezetékek a kutakban?
A vezérlővonalak lehetővé teszik a jelek továbbítását, lehetővé teszik a fúrólyuk adatgyűjtését, valamint a fúrólyuk műszerek vezérlését és aktiválását.
A parancs- és vezérlőjelek a felszínen lévő helyről küldhetők a fúrólyukban lévő fúrószerszámhoz.A fúrólyuk érzékelőktől származó adatok a felszíni rendszerekbe küldhetők kiértékelés vagy bizonyos kútműveletek során történő felhasználás céljából.
A fúrólyuk biztonsági szelepek (DHSV) felületvezérelt felszín alatti biztonsági szelepek (SCSSV), amelyeket hidraulikusan működtetnek a felületen lévő vezérlőpanelről.Ha a hidraulikus nyomást egy vezérlővezetéken keresztül vezetik le, a nyomás a szelepen belüli hüvelyt lecsúszásra kényszeríti, és kinyitja a szelepet.A hidraulikus nyomás felengedésekor a szelep zár.
A Meilong Tube fúrólyuk hidraulika vezetékeit elsősorban kommunikációs vezetékként használják olaj-, gáz- és vízbefecskendező kutak hidraulikus működtetésű fúróberendezéseihez, ahol a tartósság és a szélsőséges körülményekkel szembeni ellenállás megköveteli.Ezek a vonalak egyedileg konfigurálhatók különféle alkalmazásokhoz és fúrólyuk alkatrészekhez.
Minden kapszulázott anyag hidrolitikusan stabil, és kompatibilis az összes tipikus kútkiegészítő folyadékkal, beleértve a nagynyomású gázt is.Az anyagválasztás különböző kritériumokon alapul, beleértve a fenéklyuk hőmérsékletét, keménységét, szakító- és szakítószilárdságát, vízfelvételét és gázáteresztő képességét, oxidációját, kopásállóságát és vegyszerállóságát.
A vezérlővonalak kiterjedt fejlesztésen mentek keresztül, beleértve a töréstesztet és a nagynyomású autoklávkút szimulációját.A laboratóriumi ütési tesztek kimutatták, hogy a tokozott csövek megnövekedett terhelés mellett képesek megőrizni a funkcionális integritást, különösen ott, ahol huzalszálú „lökhárítóhuzalokat” használnak.
Hol használják a vezérlővezetékeket?
★ Intelligens kutak, amelyek a távoli áramlásszabályozó eszközök funkcionalitását és tározókezelési előnyeit igénylik a beavatkozások költségei vagy kockázatai miatt, vagy a távoli helyen szükséges felszíni infrastruktúra támogatásának hiánya miatt.
★ Szárazföldi, platform vagy tenger alatti környezet.
Geotermikus energiatermelés
Növénytípusok
Alapvetően háromféle geotermikus erőművet használnak villamos energia előállítására.Az üzem típusát elsősorban a telephelyen található geotermikus erőforrás jellege határozza meg.
Az úgynevezett közvetlen gőzgeotermikus erőművet akkor alkalmazzák, amikor a geotermikus erőforrás közvetlenül a kútból termel gőzt.A gőz, miután áthaladt a szeparátorokon (amelyek eltávolítják a kis homokot és kőzetrészecskéket), a turbinába táplálják.Ezek voltak a legkorábbi üzemtípusok, amelyeket Olaszországban és az Egyesült Államokban fejlesztettek ki. Sajnos a gőzforrások a legritkábbak a geotermikus erőforrások közül, és csak néhány helyen léteznek a világon.Nyilvánvaló, hogy a gőzerőműveket nem alkalmaznák alacsony hőmérsékletű erőforrásokhoz.
A gyors gőzerőműveket olyan esetekben alkalmazzák, amikor a geotermikus erőforrás magas hőmérsékletű meleg vizet vagy gőz és meleg víz kombinációját állítja elő.A kútból a folyadékot egy tartályba juttatják, ahol a víz egy része gőzzé válik, és a turbinához irányítják.A fennmaradó vizet ártalmatlanításra (általában befecskendezésre) irányítják.Az erőforrás hőmérsékletétől függően lehetséges, hogy két fokozatú flash tartályt használjunk.Ebben az esetben az első fokozatú tartályban leválasztott víz egy második fokozatú tartályba kerül, ahol több (de alacsonyabb nyomású) gőzt választanak le.A második szakasz tartályából visszamaradó vizet ezután ártalmatlanításra irányítják.Az úgynevezett double flash üzem két különböző nyomáson szállít gőzt a turbinához.Ismétlem, ez a fajta üzem nem alkalmazható alacsony hőmérsékletű erőforrásokhoz.
A geotermikus erőművek harmadik típusát bináris erőműnek nevezik.Az elnevezés onnan ered, hogy egy zárt ciklusban egy második folyadékot használnak a turbina működtetésére, nem pedig geotermikus gőzt.Az 1. ábra egy bináris típusú geotermikus erőmű egyszerűsített diagramját mutatja be.A geotermikus folyadékot egy kazánnak vagy párologtatónak nevezett hőcserélőn vezetik át (egyes üzemekben két hőcserélő sorba kapcsolva, az első egy előmelegítő, a második pedig egy párologtató), ahol a geotermikus folyadékban lévő hő átadódik a munkaközegnek, aminek következtében az felforr. .Az alacsony hőmérsékletű bináris üzemekben a korábbi munkafolyadékok CFC (freon típusú) hűtőközegek voltak.A jelenlegi gépek szénhidrogéneket (izobután, pentán stb.) HFC típusú hűtőközegeket használnak a geotermikus erőforrás hőmérsékletéhez igazodó speciális folyadékkal.
1. ábra Bináris geotermikus erőmű
A munkaközeg gőze a turbinába kerül, ahol energiatartalma mechanikai energiává alakul, és a tengelyen keresztül a generátorba kerül.A gőz kilép a turbinából a kondenzátorba, ahol visszaalakul folyadékká.A legtöbb üzemben hűtővíz kering a kondenzátor és a hűtőtorony között, hogy ezt a hőt a légkörbe vezesse.Alternatív megoldás az úgynevezett „száraz hűtők” vagy léghűtéses kondenzátorok használata, amelyek a hőt közvetlenül a levegőbe engedik, anélkül, hogy hűtővízre lenne szükség.Ez a kialakítás lényegében kiküszöböli a vízfogyasztást az üzemben a hűtésre.Száraz hűtés, mivel magasabb hőmérsékleten működik (főleg a kulcsfontosságú nyári szezonban), mint a hűtőtornyok, alacsonyabb üzemi hatékonyságot eredményez.A kondenzátorból a folyékony munkafolyadékot a tápszivattyú visszaszivattyúzza a nagyobb nyomású előmelegítőbe/párologtatóba, hogy megismételje a ciklust.
A bináris ciklus az az üzemtípus, amelyet alacsony hőmérsékletű geotermikus alkalmazásokhoz használnak.Jelenleg a kész bináris berendezések 200 és 1000 kW közötti modulokban állnak rendelkezésre.
ERŐMŰ ALAPOK
Erőmű alkatrészek
Az alacsony hőmérsékletű geotermikus hőforrásból (vagy egy hagyományos erőműben gőzből) történő villamosenergia-termelés során a folyamatmérnökök Rankine-ciklusnak nevezik.Egy hagyományos erőműben a ciklus, amint az 1. ábrán látható, egy kazánt, turbinát, generátort, kondenzátort, tápvíz-szivattyút, hűtőtornyot és hűtővíz-szivattyút tartalmaz.A kazánban tüzelőanyag (szén, olaj, gáz vagy urán) elégetésével gőz keletkezik.A gőzt a turbinába vezetik, ahol a turbinalapátokkal szemben tágulva a gőzben lévő hőenergia mechanikai energiává alakul, ami a turbina forgását okozza.Ez a mechanikai mozgás egy tengelyen keresztül a generátorba kerül, ahol elektromos energiává alakul át.A turbinán való áthaladás után a gőz az erőmű kondenzátorában folyékony vízzé alakul vissza.A kondenzációs folyamat során a turbina által fel nem használt hő a hűtővízbe kerül.A hűtővíz a hűtőtoronyba kerül, ahol a ciklusból származó „hulladékhő” visszakerül a légkörbe.A gőzkondenzátumot a betápláló szivattyú szállítja a kazánba, hogy megismételje a folyamatot.
Összefoglalva, az erőmű egyszerűen egy körfolyamat, amely megkönnyíti az energia egyik formából a másikba való átalakulását.Ebben az esetben a tüzelőanyagban lévő kémiai energia hővé alakul (a kazánnál), majd mechanikai energiává (a turbinában), végül elektromos energiává (a generátorban).Bár a végtermék, a villamos energia energiatartalmát általában wattóra vagy kilowattóra egységben (1000 wattóra vagy 1kW-óra) fejezik ki, az üzem teljesítményére vonatkozó számításokat gyakran BTU egységekben végzik.Érdemes megjegyezni, hogy 1 kilowattóra 3413 BTU energiaegyenértéke.Egy erőművel kapcsolatban az egyik legfontosabb meghatározás az, hogy egy adott villamos teljesítmény előállításához mennyi energiabevitelre (tüzelőanyagra) van szükség.
Tenger alatti köldök
Fő funkciók
Biztosítson hidraulikus energiát a tenger alatti vezérlőrendszereknek, például a szelepek nyitásához/zárásához
Adjon elektromos áramot és vezérlőjeleket a tenger alatti vezérlőrendszerekhez
Szállítson termelési vegyszereket a fákba vagy a fúvókába történő befecskendezéshez
Szállítson gázt a gázlift működéséhez
Ezeknek a funkcióknak a végrehajtásához egy mélyvízi köldök is tartozhat
Vegyi injekciós csövek
Hidraulikus ellátó csövek
Elektromos vezérlő jelkábelek
Elektromos tápkábelek
Száloptikai jel
Nagy csövek a gázemelőhöz
A tenger alatti köldökcső olyan hidraulikus tömlők összeállítása, amelyek elektromos kábeleket vagy optikai szálakat is tartalmazhatnak, és amelyeket tenger alatti szerkezetek vezérlésére használnak tengeri platformról vagy úszóhajóról.A tenger alatti termelési rendszer elengedhetetlen része, amely nélkül nem lehetséges a tartósan gazdaságos tenger alatti kőolajtermelés.
Kulcs összetevők
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA)
A Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) interfészt biztosít a fő köldök és a felső vezérlőberendezés között.Az egység egy szabadon álló burkolat, amely csavarozható vagy hegeszthető a köldökcsonk-leakasztás melletti helyen, veszélyesnek kitett környezetben a felső létesítmény fedélzetén.Ezeket az egységeket általában az ügyfelek igényei szerint alakítják ki, tekintettel a hidraulikus, pneumatikus, teljesítmény-, jel-, száloptikai és anyagválasztásra.
A TUTA rendszerint elektromos csatlakozódobozokat tartalmaz az elektromos táp- és kommunikációs kábelekhez, valamint csővezetékeket, mérőeszközöket, valamint blokk- és légtelenítő szelepeket a megfelelő hidraulikus és vegyi ellátáshoz.
(Tengeralatti) Köldöklezáró szerelvény (UTA)
Az UTA, amely egy sárpárna tetején ül, egy többszörösen összekapcsolt elektrohidraulikus rendszer, amely lehetővé teszi számos tenger alatti vezérlőmodul csatlakoztatását ugyanahhoz a kommunikációs, elektromos és hidraulikus tápvezetékhez.Az eredmény az, hogy sok kút vezérelhető egyetlen köldökön keresztül.Az UTA-tól az egyes kutakhoz és az SCM-ekhez való csatlakozások áthidaló szerelvényekkel készülnek.
Acél repülő vezetékek (SFL)
A repülő vezetékek elektromos/hidraulikus/kémiai összeköttetéseket biztosítanak az UTA-tól az egyes fákig/kontrolldobozokhoz.Részei a tenger alatti elosztórendszernek, amely elosztja a köldökfunkciókat a tervezett szolgáltatási célokhoz.Általában köldökcsont után vannak felszerelve, és ROV-val vannak összekötve.
Köldök anyagok
Az alkalmazás típusától függően általában a következő anyagok állnak rendelkezésre:
Hőre lágyuló
Előnyök: Olcsó, gyors szállítás és fáradtságálló
Hátrányok: Nem alkalmas mélyvízhez;kémiai kompatibilitási probléma;öregedés stb.
Horganyzott Nitronic 19D duplex rozsdamentes acél
Előnyök:
Alacsonyabb költség a szuperduplex rozsdamentes acélhoz (SDSS) képest
Magasabb folyáshatár a 316 literhez képest
Belső korrózióállóság
Kompatibilis a hidraulikus és a legtöbb vegyszer-befecskendező szolgáltatással
Dinamikus szolgáltatásra képesített
Hátrányok:
Külső korrózióvédelem szükséges – extrudált cink
Aggodalomra ad okot egyes méreteknél a varrathegesztések megbízhatósága miatt
A csövek nehezebbek és nagyobbak, mint az ezzel egyenértékű SDSS - akadás és telepítési gondok
Rozsdamentes acél 316L
Előnyök:
Alacsony költségű
Rövid ideig kevés vagy egyáltalán nem igényel katódos védelmet
Alacsony folyáshatár
Versenyképes a hőre lágyuló műanyaggal az alacsony nyomású, sekély vizű kötésekhez – olcsóbb a rövid szántóföldi élettartam érdekében
Hátrányok:
Nem alkalmas dinamikus szolgáltatásra
klorid gödrösödésre érzékeny
Super Duplex rozsdamentes acél (pontosodási ellenállás egyenértékű - PRE >40)
Előnyök:
A nagy szilárdság kis átmérőt, könnyű telepítést és leakasztást jelent.
A feszültségi korróziós repedésekkel szembeni nagy ellenállás kloridos környezetben (pontosodási ellenállás > 40) azt jelenti, hogy nincs szükség bevonatra vagy CP-re.
Az extrudálási eljárás azt jelenti, hogy nincsenek nehezen ellenőrizhető varratok.
Hátrányok:
A gyártás és hegesztés során a fémközi fázis (szigma) képződését ellenőrizni kell.
A köldökcsövekhez használt acélok legmagasabb költsége, leghosszabb átfutási ideje
Horganyzott szénacél (ZCCS)
Előnyök:
Alacsony költség az SDSS-hez képest
Dinamikus szolgáltatásra képesített
Hátrányok:
Varrat hegesztett
Kisebb belső korrózióállóság, mint 19D
Nehéz és nagy átmérőjű az SDSS-hez képest
Köldök beüzemelés
Az újonnan behelyezett köldökcsontokban jellemzően tárolófolyadék található.A tárolófolyadékokat a kívánt termékekkel ki kell szorítani, mielőtt gyártásra kerülnének.Ügyelni kell az esetleges összeférhetetlenségi problémákra, amelyek csapadékot okozhatnak, és a köldökcsövek eltömődését okozhatják.Megfelelő pufferfolyadékra van szükség, ha inkompatibilitás várható.Például egy aszfaltén inhibitor sorozat üzembe helyezéséhez közös oldószerre, például EGMBE-re van szükség, hogy puffert biztosítson az aszfaltén inhibitor és a tárolófolyadék között, mivel ezek általában nem kompatibilisek.