Proizvodnja nafte u naftnim poljima
Kako kontrolne linije rade u bušotinama?
Upravljački vodovi omogućuju prijenos signala, prikupljanje podataka u bušotini te kontrolu i aktivaciju instrumenata u bušotini.
Naredbeni i kontrolni signali mogu se poslati s mjesta na površini do alata u bušotini u bušotini.Podaci sa senzora u bušotini mogu se slati površinskim sustavima za procjenu ili upotrebu u određenim operacijama na bušotinama.
Sigurnosni ventili u bušotini (DHSV) su površinski kontrolirani ispodpovršinski sigurnosni ventili (SCSSV) kojima se upravlja hidraulički s upravljačke ploče na površini.Kada se hidraulički tlak primijeni niz kontrolni vod, pritisak prisiljava rukavac unutar ventila da klizne prema dolje, otvarajući ventil.Nakon otpuštanja hidrauličkog tlaka, ventil se zatvara.
Meilong Tube hidraulični vodovi u bušotinama prvenstveno se koriste kao komunikacijski vodovi za hidraulički upravljane uređaje u bušotinama u bušotinama za utiskivanje nafte, plina i vode, gdje se zahtijeva trajnost i otpornost na ekstremne uvjete.Ove linije mogu se konfigurirati po narudžbi za različite primjene i komponente u bušotini.
Svi inkapsulirani materijali su hidrolitički stabilni i kompatibilni sa svim tipičnim tekućinama za završetak bušotina, uključujući plin pod visokim tlakom.Odabir materijala temelji se na različitim kriterijima, uključujući temperaturu na dnu bušotine, tvrdoću, vlačnu čvrstoću i čvrstoću na kidanje, upijanje vode i propusnost plina, oksidaciju i otpornost na abraziju i kemijsku otpornost.
Kontrolne linije su prošle kroz opsežan razvoj, uključujući ispitivanje lomljenja i simulaciju bunara u autoklavu pod visokim pritiskom.Laboratorijski testovi na lomljenje pokazali su povećano opterećenje pod kojim inkapsulirane cijevi mogu održati funkcionalni integritet, osobito tamo gdje se koriste žičane "odbojne žice".
Gdje se koriste kontrolne linije?
★ Inteligentne bušotine koje zahtijevaju prednosti funkcionalnosti i upravljanja ležištima uređaja za daljinsku kontrolu protoka zbog troškova ili rizika intervencija ili nemogućnosti podržavanja površinske infrastrukture potrebne na udaljenoj lokaciji.
★ Kopnena, platformska ili podmorska okruženja.
Geotermalna proizvodnja energije
Vrste biljaka
U osnovi postoje tri vrste geotermalnih postrojenja koja se koriste za proizvodnju električne energije.Tip postrojenja prvenstveno je određen prirodom geotermalnog izvora na lokaciji.
Geotermalno postrojenje s izravnom parom primjenjuje se kada geotermalni izvor proizvodi paru izravno iz bušotine.Para se nakon prolaska kroz separatore (koji uklanjaju sitne čestice pijeska i kamenja) dovodi u turbinu.Ovo su bile najranije vrste postrojenja razvijene u Italiji i SAD-u. Nažalost, izvori pare su najrjeđi od svih geotermalnih resursa i postoje samo na nekoliko mjesta u svijetu.Očito se parna postrojenja ne bi primjenjivala na niskotemperaturne resurse.
Postrojenja na brzu paru koriste se u slučajevima kada geotermalni izvor proizvodi toplu vodu visoke temperature ili kombinaciju pare i tople vode.Tekućina iz bušotine isporučuje se u spremnik za ispiranje gdje se dio vode pretvara u paru i usmjerava u turbinu.Preostala voda se usmjerava na odlaganje (obično ubrizgavanje).Ovisno o temperaturi resursa, moguće je koristiti dva stupnja spremnika za ispiranje.U ovom slučaju, voda odvojena u spremniku prvog stupnja usmjerava se u spremnik za ispiranje drugog stupnja gdje se odvaja više (ali nižeg tlaka) pare.Preostala voda iz spremnika drugog stupnja zatim se usmjerava na odlaganje.Takozvano postrojenje s dvostrukim bljeskom isporučuje turbinu paru pod dva različita tlaka.Opet, ova vrsta postrojenja ne može se primijeniti na niskotemperaturne izvore.
Treća vrsta geotermalne elektrane naziva se binarna elektrana.Naziv proizlazi iz činjenice da se drugi fluid u zatvorenom ciklusu koristi za rad turbine, a ne geotermalne pare.Slika 1. prikazuje pojednostavljeni dijagram geotermalnog postrojenja binarnog tipa.Geotermalni fluid prolazi kroz izmjenjivač topline koji se naziva kotao ili isparivač (u nekim postrojenjima, dva izmjenjivača topline u nizu, prvi je predgrijač, a drugi isparivač) gdje se toplina u geotermalnom fluidu prenosi na radni fluid uzrokujući njegovo ključanje. .Dosadašnji radni fluidi u niskotemperaturnim binarnim postrojenjima bili su CFC (freonski tip) rashladni fluidi.Sadašnji strojevi koriste ugljikovodike (izobutan, pentan itd.) rashladnih sredstava tipa HFC sa specifičnom tekućinom odabranom da odgovara temperaturi geotermalnog izvora.
Slika 1. Binarna geotermalna elektrana
Para radnog fluida se prenosi u turbinu gdje se njen energetski sadržaj pretvara u mehaničku energiju i predaje, kroz osovinu, generatoru.Para izlazi iz turbine u kondenzator gdje se pretvara natrag u tekućinu.U većini postrojenja rashladna voda cirkulira između kondenzatora i rashladnog tornja kako bi se ova toplina odvela u atmosferu.Alternativa je korištenje takozvanih "suhih hladnjaka" ili zrakom hlađenih kondenzatora koji odbijaju toplinu izravno u zrak bez potrebe za rashladnom vodom.Ovaj dizajn u biti eliminira potrošnju vode u postrojenju za hlađenje.Suho hlađenje, jer radi na višim temperaturama (osobito u ključnoj ljetnoj sezoni) od rashladnih tornjeva, rezultira nižom učinkovitošću postrojenja.Tekuća radna tekućina iz kondenzatora pumpa se natrag u predgrijač/isparivač višeg tlaka pomoću napojne pumpe za ponavljanje ciklusa.
Binarni ciklus je vrsta postrojenja koja bi se koristila za niske temperaturne geotermalne primjene.Trenutno je gotova binarna oprema dostupna u modulima od 200 do 1000 kW.
OSNOVE ELEKTRANE
Komponente elektrane
Proces proizvodnje električne energije iz geotermalnog izvora topline niske temperature (ili iz pare u konvencionalnoj elektrani) uključuje proces koji inženjeri nazivaju Rankineovim ciklusom.U konvencionalnoj elektrani, ciklus, kao što je prikazano na slici 1, uključuje kotao, turbinu, generator, kondenzator, pumpu napojne vode, rashladni toranj i pumpu rashladne vode.Para nastaje u kotlu izgaranjem goriva (ugljen, nafta, plin ili uran).Para se prenosi u turbinu gdje se, šireći na lopatice turbine, toplinska energija u pari pretvara u mehaničku energiju koja uzrokuje rotaciju turbine.Ovo mehaničko gibanje prenosi se, kroz osovinu, do generatora gdje se pretvara u električnu energiju.Nakon prolaska kroz turbinu para se pretvara natrag u tekuću vodu u kondenzatoru elektrane.Kroz proces kondenzacije, toplina koju turbina ne iskoristi ispušta se u rashladnu vodu.Rashladna voda se isporučuje u rashladni toranj gdje se "otpadna toplina" iz ciklusa odbacuje u atmosferu.Parni kondenzat se isporučuje u kotao pomoću napojne pumpe za ponavljanje procesa.
Ukratko, elektrana je jednostavno ciklus koji olakšava pretvorbu energije iz jednog oblika u drugi.U tom se slučaju kemijska energija u gorivu pretvara u toplinsku (u kotlu), zatim u mehaničku (u turbini) i na kraju u električnu (u generatoru).Iako se energetski sadržaj konačnog proizvoda, električne energije, obično izražava u jedinicama vat-sati ili kilovat-sati (1000 vat-sati ili 1kW-hr), izračuni performansi postrojenja često se rade u jedinicama BTU.Zgodno je zapamtiti da je 1 kilovat-sat energetski ekvivalent 3413 BTU.Jedna od najvažnijih odredbi o elektrani je koliko je energije (goriva) potrebno za proizvodnju određene električne energije.
Podmorski pupkovine
Glavne funkcije
Omogućuje hidrauličku energiju podvodnim sustavima upravljanja, kao što je otvaranje/zatvaranje ventila
Omogućuje električnu energiju i upravljačke signale podmorskim kontrolnim sustavima
Isporuka proizvodnih kemikalija za podmorsko ubrizgavanje u drvo ili u bušotinu
Isporuka plina za rad plinskog lifta
Za isporuku ovih funkcija može uključivati dubokovodni pupak
Cijevi za ubrizgavanje kemikalija
Cijevi za dovod hidraulike
Električni upravljački signalni kabeli
Kablovi za električnu energiju
Svjetlovodni signal
Velike cijevi za plinski lift
Podmorski pupak je sklop hidrauličkih crijeva koji također može uključivati električne kabele ili optička vlakna, koji se koriste za upravljanje podmorskim strukturama s platforme na moru ili plutajućeg plovila.To je bitan dio podmorskog proizvodnog sustava, bez kojeg održiva ekonomična podmorska proizvodnja nafte nije moguća.
Ključne komponente
Gornji umbilikalni završni sklop (TUTA)
Gornji umbilikalni završni sklop (TUTA) osigurava sučelje između glavnog pupka i gornje upravljačke opreme.Jedinica je slobodno stojeće kućište koje se može pričvrstiti vijcima ili zavariti na mjestu u blizini pupčane spojnice u opasnom izloženom okruženju na gornjoj strani objekta.Ove jedinice obično se izrađuju prema zahtjevima kupaca s obzirom na odabir hidraulike, pneumatike, snage, signala, optičkih vlakana i materijala.
TUTA obično uključuje električne razvodne kutije za električne i komunikacijske kabele, kao i cijevi, mjerače te blokadne i odzračne ventile za odgovarajuću hidrauličku i kemijsku opskrbu.
(Podvodni) pupčani završni sklop (UTA)
UTA, koji se nalazi na vrhu blatne podloge, višeslojni je elektro-hidraulički sustav koji omogućuje spajanje mnogih podvodnih kontrolnih modula na iste komunikacijske, električne i hidraulične opskrbne vodove.Rezultat je da se više bunara može kontrolirati putem jednog umbilika.Od UTA, veze s pojedinačnim bunarima i SCM-ovima izrađuju se sklopovima premosnika.
Čelične leteće žice (SFL)
Leteći vodovi osiguravaju električne/hidrauličke/kemijske veze od UTA do pojedinačnih stabala/kontrolnih mahuna.Oni su dio podvodnog distribucijskog sustava koji distribuira umbilikalne funkcije do svojih ciljanih usluga.Obično se postavljaju nakon pupčanika i spajaju pomoću ROV-a.
Umbilikalni materijali
Ovisno o vrsti primjene, obično su dostupni sljedeći materijali:
Termoplastični
Prednosti: Jeftin je, brza isporuka i otporan na umor
Protiv: nije pogodan za duboku vodu;problem kemijske kompatibilnosti;starenje itd.
Nitronic 19D duplex nehrđajući čelik presvučen cinkom
Prednosti:
Niža cijena u usporedbi sa super duplex nehrđajućim čelikom (SDSS)
Veća granica razvlačenja u usporedbi s 316L
Unutarnja otpornost na koroziju
Kompatibilan za hidrauličko i većinu kemijskih usluga ubrizgavanja
Kvalificiran za dinamičnu uslugu
Protiv:
Potrebna vanjska zaštita od korozije – ekstrudirani cink
Zabrinutost oko pouzdanosti zavarenih spojeva u nekim veličinama
Cijevi su teže i veće od ekvivalentnog SDSS-a – problemi s visinjem i instalacijom
Nehrđajući čelik 316L
Prednosti:
Niska cijena
Potrebno je malo ili nimalo katodne zaštite za kratko vrijeme
Niska granica razvlačenja
Konkurentan termoplastici za niskotlačne spojeve za plitku vodu – jeftinije za kratak vijek trajanja
Protiv:
Nije kvalificiran za dinamičku uslugu
podložan jamičastom kloridu
Super Duplex nehrđajući čelik (Ekvivalent otpornosti na rupičastu pojavu - PRE >40)
Prednosti:
Visoka čvrstoća znači mali promjer, malu težinu za ugradnju i kačenje.
Visoka otpornost na pucanje uslijed korozije pod naponom u kloridnim okruženjima (ekvivalent otpornosti na piting > 40) znači da nije potreban premaz ili CP.
Proces ekstruzije znači da nema zavarenih spojeva koje je teško pregledati.
Protiv:
Stvaranje međumetalne faze (sigma) tijekom proizvodnje i zavarivanja mora se kontrolirati.
Najviša cijena, najdulje vrijeme isporuke čelika koji se koriste za umbilikalne cijevi
Ugljični čelik presvučen cinkom (ZCCS)
Prednosti:
Niska cijena u odnosu na SDSS
Kvalificiran za dinamičnu uslugu
Protiv:
Šav zavaren
Manja unutarnja otpornost na koroziju od 19D
Težak i velikog promjera u usporedbi sa SDSS-om
Umbilikalno puštanje u rad
Novougrađeni pupkovi obično imaju tekućine za skladištenje u sebi.Tekućine za skladištenje moraju biti istisnute predviđenim proizvodima prije nego što se iskoriste za proizvodnju.Mora se obratiti pažnja na moguće probleme s nekompatibilnošću koji mogu rezultirati talogom i uzrokovati začepljenje pupkovine.Ako se očekuje nekompatibilnost, potrebna je odgovarajuća puferska tekućina.Na primjer, za puštanje u rad linije inhibitora asfaltena, potrebno je zajedničko otapalo kao što je EGMBE kako bi se osigurao pufer između inhibitora asfaltena i tekućine za skladištenje budući da su obično nekompatibilni.