Producția de petrol în câmpurile petroliere
Cum funcționează liniile de control în puțuri?
Liniile de control permit transmiterea semnalelor, permit achiziționarea de date din foră și permit controlul și activarea instrumentelor de foraj.
Semnalele de comandă și control pot fi trimise dintr-o locație de pe suprafață către instrumentul de foraj din sondă.Datele de la senzorii din fundul puțului pot fi trimise la sistemele de suprafață pentru evaluare sau utilizare în anumite operațiuni de sondă.
Supapele de siguranță de fund (DHSV) sunt supape de siguranță sub suprafață controlate de suprafață (SCSSV) acționate hidraulic de la un panou de control de la suprafață.Când presiunea hidraulică este aplicată pe o linie de control, presiunea forțează un manșon din supapă să alunece în jos, deschizând supapa.La eliberarea presiunii hidraulice, supapa se închide.
Liniile hidraulice de fund Meilong Tube sunt utilizate în principal ca conducte de comunicație pentru dispozitivele de foraj acționate hidraulic în puțurile de injecție de petrol, gaz și apă, unde sunt necesare durabilitate și rezistență la condiții extreme.Aceste linii pot fi configurate personalizat pentru o varietate de aplicații și componente de foraj.
Toate materialele încapsulate sunt stabile hidrolitic și sunt compatibile cu toate fluidele tipice de completare a puțurilor, inclusiv cu gazul de înaltă presiune.Selectarea materialului se bazează pe diferite criterii, inclusiv temperatura fundului, duritatea, rezistența la rupere și la rupere, absorbția de apă și permeabilitatea la gaz, oxidare și rezistență la abraziune și chimică.
Liniile de control au suferit o dezvoltare extinsă, inclusiv testarea la zdrobire și simularea puțurilor de autoclave de înaltă presiune.Testele de strivire de laborator au demonstrat încărcarea crescută sub care tubulatura încapsulată poate menține integritatea funcțională, în special acolo unde sunt utilizate „firele de protecție” cu fire de sârmă.
Unde sunt folosite liniile de control?
★ Sonde inteligente care necesită funcționalitatea și beneficiile de gestionare a rezervorului ale dispozitivelor de control al debitului de la distanță din cauza costurilor sau riscurilor intervențiilor sau a incapacității de a susține infrastructura de suprafață necesară într-o locație îndepărtată.
★ Medii terestre, platforme sau submarine.
Generare de energie geotermală
Tipuri de plante
Există, practic, trei tipuri de centrale geotermale folosite pentru a genera energie electrică.Tipul de instalație este determinat în primul rând de natura resursei geotermale de pe amplasament.
Așa-numita centrală geotermală cu abur direct se aplică atunci când resursa geotermală produce abur direct din puț.Aburul, după trecerea prin separatoare (care îndepărtează micile particule de nisip și rocă) este alimentat la turbină.Acestea au fost primele tipuri de plante dezvoltate în Italia și în SUA. Din păcate, resursele de abur sunt cele mai rare dintre toate resursele geotermale și există doar în câteva locuri din lume.Evident, instalațiile cu abur nu s-ar aplica resurselor de temperatură scăzută.
Instalațiile cu abur rapid sunt utilizate în cazurile în care resursa geotermală produce apă caldă la temperatură ridicată sau o combinație de abur și apă caldă.Fluidul din puț este livrat într-un rezervor de fulger, unde o parte din apă se transformă în abur și este direcționată către turbină.Apa rămasă este direcționată către eliminare (de obicei, prin injecție).În funcție de temperatura resursei, este posibil să se utilizeze două trepte de rezervoare flash.În acest caz, apa separată la rezervorul din prima etapă este direcționată către un rezervor flash de a doua etapă, unde este separat mai mult (dar presiune mai mică) abur.Apa rămasă din rezervorul din a doua etapă este apoi direcționată către eliminare.Așa-numita instalație cu dublă fulgere furnizează abur la două presiuni diferite către turbină.Din nou, acest tip de plantă nu poate fi aplicat resurselor cu temperatură scăzută.
Al treilea tip de centrală geotermală se numește centrală binară.Denumirea derivă din faptul că un al doilea fluid într-un ciclu închis este folosit pentru a opera turbina, mai degrabă decât aburul geotermal.Figura 1 prezintă o diagramă simplificată a unei centrale geotermale de tip binar.Fluidul geotermal este trecut printr-un schimbător de căldură numit boiler sau vaporizator (în unele instalații, două schimbătoare de căldură în serie, primul un preîncălzitor și al doilea un vaporizator) unde căldura din fluidul geotermal este transferată fluidului de lucru determinând fierberea acestuia. .Fluidele de lucru anterioare din instalațiile binare de joasă temperatură erau agenți frigorifici CFC (tip freon).Mașinile actuale folosesc hidrocarburi (izobutan, pentan etc) de agenți frigorifici de tip HFC cu fluidul specific ales pentru a se potrivi cu temperatura resursei geotermale.
Figura 1. Centrală geotermală binară
Vaporii fluidului de lucru sunt trecuți la turbină unde conținutul său de energie este convertit în energie mecanică și livrat, prin arbore, către generator.Vaporii ies din turbină în condensator unde sunt transformați înapoi într-un lichid.În majoritatea instalațiilor, apa de răcire este circulată între condensator și un turn de răcire pentru a respinge această căldură în atmosferă.O alternativă este utilizarea așa-numitelor „răcitoare uscate” sau condensatoare răcite cu aer, care resping căldura direct în aer, fără a fi nevoie de apă de răcire.Acest design elimină în esență orice utilizare consumativă a apei de către instalație pentru răcire.Răcirea uscată, deoarece funcționează la temperaturi mai ridicate (mai ales în sezonul cheie de vară) decât turnurile de răcire are ca rezultat o eficiență mai scăzută a instalației.Lichidul de lucru lichid din condensator este pompat înapoi la preîncălzitorul/vaporizatorul cu presiune mai mare de către pompa de alimentare pentru a repeta ciclul.
Ciclul binar este tipul de instalație care ar fi utilizată pentru aplicații geotermale la temperaturi scăzute.În prezent, echipamentele binare standard sunt disponibile în module de la 200 la 1.000 kW.
FUNDAMENTELE CENTRALE ELECTRICE
Componentele centralei electrice
Procesul de generare a energiei electrice dintr-o sursă de căldură geotermală cu temperatură joasă (sau din abur într-o centrală electrică convențională) implică un proces numit de ingineri ciclu Rankine.Într-o centrală electrică convențională, ciclul, așa cum este ilustrat în figura 1, include un cazan, turbină, generator, condensator, pompă de alimentare cu apă, turn de răcire și pompă de apă de răcire.Aburul este generat în cazan prin arderea unui combustibil (cărbune, petrol, gaz sau uraniu).Aburul este trecut la turbină unde, în expansiunea împotriva palelor turbinei, energia termică din abur este convertită în energie mecanică determinând rotația turbinei.Această mișcare mecanică este transferată, printr-un arbore, la generator unde este transformată în energie electrică.După trecerea prin turbină, aburul este transformat înapoi în apă lichidă în condensatorul centralei electrice.Prin procesul de condensare, căldura neutilizată de turbină este eliberată în apa de răcire.Apa de răcire este livrată în turnul de răcire unde „căldura reziduală” din ciclu este respinsă în atmosferă.Condensul de abur este livrat la cazan de către pompa de alimentare pentru a repeta procesul.
Pe scurt, o centrală electrică este pur și simplu un ciclu care facilitează conversia energiei dintr-o formă în alta.În acest caz, energia chimică din combustibil este transformată în căldură (la cazan), apoi în energie mecanică (în turbină) și în final în energie electrică (în generator).Deși conținutul de energie al produsului final, electricitatea, este exprimat în mod normal în unități de wați-oră sau kilowați-oră (1000 de wați-oră sau 1 kW-oră), calculele performanței centralei sunt adesea efectuate în unități de BTU.Este convenabil să ne amintim că 1 kilowatt-oră este echivalentul energetic a 3413 BTU.Una dintre cele mai importante determinări despre o centrală electrică este cantitatea de energie (combustibil) necesară pentru a produce o anumită ieșire electrică.
Ombilicale submarine
Functii principale
Furnizați energie hidraulică sistemelor de control submarin, cum ar fi deschiderea/închiderea supapelor
Furnizați energie electrică și semnale de control sistemelor de control submarin
Furnizați substanțe chimice de producție pentru injectare submarină în copac sau în foraj
Livrați gaz pentru funcționarea ridicării cu gaz
Pentru a furniza aceste funcții, un ombilical de apă adâncă poate include
Tuburi de injecție chimică
Tuburi de alimentare hidraulice
Cabluri electrice de semnal de control
Cabluri de putere electrică
Semnal cu fibră optică
Tuburi mari pentru ridicare cu gaz
Un ombilical submarin este un ansamblu de furtunuri hidraulice care poate include, de asemenea, cabluri electrice sau fibre optice, utilizate pentru a controla structurile submarine de pe o platformă offshore sau o navă plutitoare.Este o parte esențială a sistemului de producție submarin, fără de care producția economică susținută de petrol submarin nu este posibilă.
Componente cheie
Ansamblu de terminație ombilical în partea superioară (TUTA)
Ansamblul de terminație ombilical de sus (TUTA) asigură interfața dintre echipamentul de control ombilical principal și partea de sus.Unitatea este o carcasă de sine stătătoare care poate fi înșurubat sau sudat într-o locație adiacentă suportului ombilical într-un mediu expus periculos de la bordul unității de sus.Aceste unități sunt de obicei adaptate cerințelor clienților, în vederea selectării hidraulice, pneumatice, de putere, semnal, fibră optică și materiale.
TUTA încorporează, de obicei, cutii de joncțiune electrice pentru cablurile de energie electrică și de comunicații, precum și tuburi, manometre și supape de blocare și de purjare pentru sursele hidraulice și chimice adecvate.
Ansamblu de terminație ombilicală (submarin) (UTA)
UTA, așezat deasupra unei plăci de noroi, este un sistem electro-hidraulic multiplexat care permite ca multe module de control submarin să fie conectate la aceleași linii de comunicații, electrice și hidraulice.Rezultatul este că multe sonde pot fi controlate printr-un singur ombilical.Din UTA, conexiunile la puțurile individuale și la SCM-uri sunt realizate cu ansambluri jumper.
Cabluri zburătoare din oțel (SFL)
Cablurile zburătoare asigură conexiuni electrice/hidraulice/chimice de la UTA la copaci individuali/păstăi de control.Ele fac parte din sistemul de distribuție submarin care distribuie funcționalități ombilicale către țintele lor de servicii vizate.Acestea sunt de obicei instalate după ombilical și conectate prin ROV.
Materiale ombilicale
În funcție de tipurile de aplicație, sunt disponibile de obicei următoarele materiale:
Termoplastic
Pro: Este ieftin, livrare rapidă și rezistent la oboseală
Contra: Nu este potrivit pentru ape adânci;problemă de compatibilitate chimică;îmbătrânirea etc.
Oțel inoxidabil duplex Nitronic 19D acoperit cu zinc
Pro:
Cost mai mic comparativ cu oțelul inoxidabil super duplex (SDSS)
Limita de curgere mai mare comparativ cu 316L
Rezistenta la coroziune interna
Compatibil pentru serviciile de injecție hidraulice și cele mai multe produse chimice
Calificat pentru servicii dinamice
Contra:
Este necesară protecție externă împotriva coroziunii – zinc extrudat
Preocupări cu privire la fiabilitatea sudurilor cu cusături la unele dimensiuni
Tuburile sunt mai grele și mai mari decât echivalentul SDSS - probleme legate de instalare
Oțel inoxidabil 316L
Pro:
Cost scăzut
Necesita putina sau deloc protectie catodica pentru o durata scurta
Rezistenta de curgere scazuta
Competitiv cu termoplastic pentru presiune joasă, dispozitive de legătură pentru apă puțin adâncă – mai ieftine pentru o durată scurtă de viață pe câmp
Contra:
Nu este calificat pentru service dinamic
susceptibil la pitting clorură
Oțel inoxidabil super duplex (echivalent cu rezistență la pitting - PRE >40)
Pro:
Rezistență ridicată înseamnă diametru mic, greutate redusă pentru instalare și suspendare.
Rezistență ridicată la fisurarea prin coroziune sub tensiune în medii cu clorură (echivalentul rezistenței la pitting > 40) înseamnă că nu este necesară acoperirea sau CP.
Procesul de extrudare înseamnă că nu există suduri dificil de inspectat.
Contra:
Formarea fazei intermetalice (sigma) în timpul producției și sudării trebuie controlată.
Cel mai mare cost, cel mai lung timp de livrare pentru oțelurile utilizate pentru tuburile ombilicale
Oțel carbon acoperit cu zinc (ZCCS)
Pro:
Cost scăzut în comparație cu SDSS
Calificat pentru servicii dinamice
Contra:
Cusătură sudată
Rezistență la coroziune internă mai mică decât 19D
Diametru mare și mare în comparație cu SDSS
Punerea în funcțiune ombilicală
Ombilicalele nou instalate au de obicei fluide de stocare în ele.Fluidele de depozitare trebuie să fie îndepărtate de produsele prevăzute înainte de a fi utilizate pentru producție.Trebuie să se acorde atenție problemelor potențiale de incompatibilitate care pot duce la precipitate și pot provoca obturarea tuburilor ombilicale.Este necesar un lichid tampon adecvat dacă este de așteptat o incompatibilitate.De exemplu, pentru a pune în funcțiune o linie de inhibitor de asfaltenă, este necesar un solvent comun precum EGMBE pentru a asigura tampon între inhibitorul de asfalten și fluidul de stocare, deoarece acestea sunt de obicei incompatibile.