Proizvodnja nafte na naftnih poljih
Kako delujejo krmilne linije v vodnjakih?
Krmilne linije omogočajo prenos signalov, zajemanje podatkov v vrtini ter nadzor in aktiviranje instrumentov v vrtini.
Ukazne in nadzorne signale je mogoče poslati z lokacije na površju do orodja v vrtini v vrtini.Podatki iz senzorjev v vrtini se lahko pošljejo površinskim sistemom za oceno ali uporabo pri določenih operacijah vrtin.
Varnostni ventili v vrtini (DHSV) so površinsko nadzorovani podpovršinski varnostni ventili (SCSSV), ki se hidravlično upravljajo z nadzorne plošče na površini.Ko se hidravlični tlak izvaja po krmilnem vodu, pritisk prisili tulec v ventilu, da zdrsne navzdol in odpre ventil.Ko se hidravlični tlak sprosti, se ventil zapre.
Hidravlični vodi Meilong Tube v vrtini se uporabljajo predvsem kot komunikacijski vodi za hidravlično upravljane naprave v vrtini v vrtinah za vbrizgavanje nafte, plina in vode, kjer se zahtevata vzdržljivost in odpornost na ekstremne pogoje.Te linije je mogoče konfigurirati po meri za različne aplikacije in komponente v vrtini.
Vsi inkapsulirani materiali so hidrolitsko stabilni in združljivi z vsemi tipičnimi tekočinami za zaključevanje vrtin, vključno s plinom pod visokim tlakom.Izbira materiala temelji na različnih merilih, vključno s temperaturo na dnu vrtine, trdoto, natezno in trgajočo trdnostjo, absorpcijo vode in prepustnostjo plinov, oksidacijo ter odpornostjo proti obrabi in kemikalijam.
Krmilne linije so bile podvržene obsežnemu razvoju, vključno s testiranjem zrušitve in simulacijo vodnjakov v visokotlačnem avtoklavu.Laboratorijski preskusi zbijanja so pokazali povečano obremenitev, pod katero lahko zaprte cevi ohranijo funkcionalno celovitost, zlasti tam, kjer se uporabljajo "odbojne žice" iz žičnih vrv.
Kje se uporabljajo krmilne linije?
★ Inteligentne vrtine, ki zahtevajo funkcionalnost in prednosti upravljanja rezervoarja naprav za nadzor pretoka na daljavo zaradi stroškov ali tveganj posegov ali nezmožnosti podpore površinske infrastrukture, potrebne na oddaljeni lokaciji.
★ Kopno, ploščad ali podmorska okolja.
Geotermalna proizvodnja električne energije
Vrste rastlin
V bistvu obstajajo tri vrste geotermalnih elektrarn, ki se uporabljajo za proizvodnjo električne energije.Vrsto obrata določa predvsem narava geotermalnega vira na lokaciji.
Tako imenovana direktna parna geotermalna naprava se uporablja, ko geotermalni vir proizvaja paro neposredno iz vrtine.Para se po prehodu skozi separatorje (ki odstranijo majhne delce peska in kamenja) dovaja v turbino.To so bile najzgodnejše vrste rastlin, razvite v Italiji in ZDA. Na žalost so viri pare najredkejši od vseh geotermalnih virov in obstajajo le na nekaj mestih na svetu.Očitno se parne naprave ne bi uporabljale za nizkotemperaturne vire.
Naprave za hitro paro se uporabljajo v primerih, ko geotermalni vir proizvaja vročo vodo z visoko temperaturo ali kombinacijo pare in vroče vode.Tekočina iz vrtine se dovaja v bliskovni rezervoar, kjer se del vode pretvori v paro in se usmeri v turbino.Preostala voda se usmeri v odlaganje (običajno vbrizgavanje).Odvisno od temperature vira je morda mogoče uporabiti dve stopnji bliskovnih rezervoarjev.V tem primeru se voda, izločena v rezervoarju prve stopnje, usmeri v bliskovni rezervoar druge stopnje, kjer se izloči več (vendar nižjega tlaka) pare.Preostala voda iz rezervoarja druge stopnje se nato usmeri na odlaganje.Tako imenovana naprava z dvojnim bliskom dovaja paro pri dveh različnih tlakih v turbino.Še enkrat, te vrste rastlin ni mogoče uporabiti za nizkotemperaturne vire.
Tretja vrsta geotermalne elektrarne se imenuje binarna elektrarna.Ime izhaja iz dejstva, da se za delovanje turbine uporablja druga tekočina v zaprtem ciklu in ne geotermalna para.Slika 1 predstavlja poenostavljen diagram geotermalne elektrarne binarnega tipa.Geotermalna tekočina prehaja skozi toplotni izmenjevalnik, imenovan kotel ali uparjalnik (v nekaterih obratih dva izmenjevalnika toplote v seriji, prvi je predgrelnik in drugi uparjalnik), kjer se toplota v geotermalni tekočini prenese na delovno tekočino, ki povzroči, da zavre. .Pretekle delovne tekočine v nizkotemperaturnih binarnih obratih so bila hladilna sredstva CFC (vrsta freona).Trenutni stroji uporabljajo ogljikovodike (izobutan, pentan itd.) hladilnih sredstev tipa HFC s posebno tekočino, izbrano tako, da ustreza temperaturi geotermalnega vira.
Slika 1. Binarna geotermalna elektrarna
Hlapi delovne tekočine se prenesejo v turbino, kjer se njena vsebnost energije pretvori v mehansko energijo in se skozi gred dostavi generatorju.Hlapi izstopijo iz turbine v kondenzator, kjer se pretvorijo nazaj v tekočino.V večini obratov hladilna voda kroži med kondenzatorjem in hladilnim stolpom, da to toploto odvaja v ozračje.Alternativa je uporaba tako imenovanih "suhih hladilnikov" ali zračno hlajenih kondenzatorjev, ki odbijajo toploto neposredno v zrak brez potrebe po hladilni vodi.Ta zasnova v bistvu odpravlja kakršno koli porabo vode za hlajenje naprave.Suho hlajenje, ker deluje pri višjih temperaturah (zlasti v ključni poletni sezoni) kot hladilni stolpi, povzroči nižjo učinkovitost naprave.Tekočo delovno tekočino iz kondenzatorja dovodna črpalka črpa nazaj v visokotlačni predgrelnik/uparjalnik, da se cikel ponovi.
Binarni cikel je vrsta naprave, ki bi se uporabljala za nizkotemperaturne geotermalne aplikacije.Trenutno je standardna binarna oprema na voljo v modulih od 200 do 1000 kW.
OSNOVE ELEKTRARNE
Komponente elektrarne
Postopek pridobivanja električne energije iz nizkotemperaturnega geotermalnega vira toplote (ali iz pare v običajni elektrarni) vključuje procesni inženirji, ki ga imenujejo Rankinov cikel.V običajni elektrarni cikel, kot je prikazano na sliki 1, vključuje kotel, turbino, generator, kondenzator, črpalko napajalne vode, hladilni stolp in črpalko hladilne vode.Para nastaja v kotlu z zgorevanjem goriva (premoga, nafte, plina ali urana).Para se prenaša v turbino, kjer se pri raztezanju proti lopatkam turbine toplotna energija v pari pretvori v mehansko energijo, ki povzroči vrtenje turbine.To mehansko gibanje se preko gredi prenese na generator, kjer se pretvori v električno energijo.Po prehodu skozi turbino se para pretvori nazaj v tekočo vodo v kondenzatorju elektrarne.S procesom kondenzacije se toplota, ki je turbina ne porabi, odda hladilni vodi.Hladilna voda se dovaja v hladilni stolp, kjer se "odpadna toplota" iz cikla zavrne v ozračje.Parni kondenzat dovaja dovodna črpalka v kotel, da se postopek ponovi.
Če povzamemo, je elektrarna preprosto cikel, ki omogoča pretvorbo energije iz ene oblike v drugo.V tem primeru se kemična energija v gorivu pretvori v toploto (pri kotlu), nato v mehansko energijo (v turbini) in nazadnje v električno energijo (v generatorju).Čeprav je energetska vsebnost končnega izdelka, električne energije, običajno izražena v enotah vatnih ur ali kilovatnih ur (1000 vatnih ur ali 1 kW-h), se izračuni zmogljivosti naprave pogosto izvajajo v enotah BTU.Priročno si je zapomniti, da je 1 kilovatna ura energijski ekvivalent 3413 BTU.Ena najpomembnejših določitev o elektrarni je, koliko vložene energije (goriva) je potrebno za proizvodnjo določene električne energije.
Podvodne popkovine
Glavne funkcije
Zagotavljanje hidravlične energije podmorskim krmilnim sistemom, na primer za odpiranje/zapiranje ventilov
Zagotavlja električno energijo in krmilne signale podmorskim nadzornim sistemom
Dobava proizvodnih kemikalij za podvodno vbrizgavanje na drevo ali v vrtino
Dobava plina za plinsko dvigalo
Za zagotavljanje teh funkcij lahko vključuje globokomorski popkovnik
Cevi za vbrizgavanje kemikalij
Hidravlične dovodne cevi
Električni krmilni signalni kabli
Električni napajalni kabli
Signal iz optičnih vlaken
Velike cevi za plinski dvig
Podmorski popkovina je sklop hidravličnih cevi, ki lahko vključuje tudi električne kable ali optična vlakna, ki se uporabljajo za nadzor podvodnih struktur z morske ploščadi ali plavajočega plovila.Je bistveni del podmorskega proizvodnega sistema, brez katerega trajnostna gospodarna podmorska proizvodnja nafte ni mogoča.
Ključne komponente
Zgornji sklop popkovine (TUTA)
Zgornji priključni priključni sklop (TUTA) zagotavlja vmesnik med glavnim popkovim in zgornjo nadzorno opremo.Enota je prosto stoječe ohišje, ki ga je mogoče pritrditi z vijaki ali zvariti na mestu, ki meji na popkovino, v nevarnem izpostavljenem okolju na krovu objekta.Te enote so običajno prilagojene zahtevam kupca z namenom izbire hidravlike, pnevmatike, moči, signala, optičnih vlaken in materiala.
TUTA običajno vključuje električne spojne omarice za električne napajalne in komunikacijske kable, kot tudi cevne napeljave, merilnike ter blokirne in odzračevalne ventile za ustrezne hidravlične in kemične oskrbe.
(Podvodni) zaključni sklop (UTA)
UTA, ki sedi na vrhu blatne blazine, je multi-pleksni elektrohidravlični sistem, ki omogoča povezavo številnih podvodnih nadzornih modulov z istimi komunikacijskimi, električnimi in hidravličnimi napajalnimi vodi.Rezultat tega je, da je mogoče več vodnjakov nadzorovati prek enega popkovine.Od UTA so povezave do posameznih vodnjakov in SCM izvedene z mostičnimi sklopi.
Jekleni leteči kabli (SFL)
Leteči vodi zagotavljajo električne/hidravlične/kemične povezave od UTA do posameznih dreves/krmilnih enot.So del podvodnega distribucijskega sistema, ki razdeljuje popkovnične funkcije svojim predvidenim ciljem storitev.Običajno so nameščeni za popkovino in povezani z ROV.
Umbilikalni materiali
Glede na vrsto uporabe so običajno na voljo naslednji materiali:
Termoplast
Za: Je poceni, hitra dostava in odporen na utrujenost
Proti: Ni primeren za globoko vodo;problem kemične združljivosti;staranje itd.
Dupleksno nerjaveče jeklo Nitronic 19D, prevlečeno s cinkom
Prednosti:
Nižji stroški v primerjavi s super dupleksnim nerjavnim jeklom (SDSS)
Višja meja tečenja v primerjavi s 316L
Notranja odpornost proti koroziji
Združljivo za hidravlično in večino kemičnih storitev vbrizgavanja
Usposobljen za dinamično storitev
Slabosti:
Potrebna zunanja protikorozijska zaščita – ekstrudirani cink
Pomisleki glede zanesljivosti šivnih zvarov pri nekaterih velikostih
Cevi so težje in večje od enakovrednega SDSS – težave z obešanjem in namestitvijo
Nerjaveče jeklo 316L
Prednosti:
Poceni
Potrebuje malo ali nič katodne zaščite za kratek čas
Nizka meja tečenja
Konkurenčen termoplasti za nizek tlak, vezi za plitvo vodo – cenejši za kratko življenjsko dobo
Slabosti:
Niso kvalificirani za dinamično storitev
dovzeten za kloridno luknjičasto luknjičasto točenje
Super Duplex nerjaveče jeklo (Ekvivalent odpornosti proti luknjam - PRE >40)
Prednosti:
Visoka trdnost pomeni majhen premer, majhno težo za namestitev in obešanje.
Visoka odpornost na napetostno korozijsko razpokanje v kloridnih okoljih (ekvivalent odpornosti proti luknjičastim luknjam > 40) pomeni, da ni potreben premaz ali CP.
Postopek ekstrudiranja pomeni, da ni zvarov, ki jih je težko pregledati.
Slabosti:
Nastajanje intermetalne faze (sigma) med proizvodnjo in varjenjem mora biti nadzorovano.
Najvišji stroški, najdaljši časi dobave jekel, ki se uporabljajo za popkovne cevi
Pocinkano ogljikovo jeklo (ZCCS)
Prednosti:
Nizki stroški glede na SDSS
Usposobljen za dinamično storitev
Slabosti:
Varjen šiv
Manjša notranja odpornost proti koroziji kot 19D
Težka in velik premer v primerjavi s SDSS
Zagon popka
Novo nameščene popkovine imajo običajno v sebi tekočine za shranjevanje.Skladiščne tekočine morajo izpodriniti predvideni izdelki, preden se uporabijo za proizvodnjo.Paziti je treba na morebitne težave z nekompatibilnostjo, ki lahko povzročijo oborino in povzročijo zamašitev popkovine.Če se pričakuje nezdružljivost, je potrebna ustrezna puferska tekočina.Na primer, za zagon linije za zaviranje asfaltenov je potrebno vzajemno topilo, kot je EGMBE, ki zagotavlja pufer med zaviralcem za asfalte in skladiščno tekočino, ker sta običajno nezdružljiva.