Proizvodnja nafte u naftnim poljima
Kako funkcionišu kontrolne linije u bunarima?
Upravljačke linije omogućavaju prijenos signala, omogućavaju prikupljanje podataka u bušotini i omogućavaju kontrolu i aktiviranje instrumenata u bušotini.
Komandni i kontrolni signali se mogu slati sa lokacije na površini do alata u bušotini u bušotini.Podaci sa senzora u bušotini mogu se poslati u površinske sisteme radi procjene ili upotrebe u određenim operacijama bušotine.
Sigurnosni ventili u otvoru (DHSV) su površinski kontrolirani podzemni sigurnosni ventili (SCSSV) kojima se hidraulički upravlja s kontrolne ploče na površini.Kada se hidraulički pritisak primeni niz kontrolni vod, pritisak tera čahuru unutar ventila da klizi prema dole, otvarajući ventil.Po oslobađanju hidrauličkog pritiska, ventil se zatvara.
Hidraulički vodovi Meilong Tubea koriste se prvenstveno kao komunikacioni kanali za hidraulički upravljane uređaje u bušotinama za ubrizgavanje nafte, gasa i vode, gde se zahteva izdržljivost i otpornost na ekstremne uslove.Ove linije se mogu konfigurirati po narudžbi za razne primjene i komponente u bušotini.
Svi kapsulirani materijali su hidrolitički stabilni i kompatibilni su sa svim tipičnim tekućinama za završetak bušotine, uključujući plin pod visokim pritiskom.Odabir materijala temelji se na različitim kriterijima, uključujući temperaturu na dnu rupe, tvrdoću, vlačnu čvrstoću i čvrstoću na kidanje, upijanje vode i plinopropusnost, oksidaciju i otpornost na abraziju i kemikalije.
Kontrolne linije su podvrgnute opsežnom razvoju, uključujući ispitivanje prignječenja i simulaciju autoklavnog bunara pod visokim pritiskom.Laboratorijski testovi prignječenja su pokazali povećano opterećenje pod kojim inkapsulirane cijevi mogu održati funkcionalni integritet, posebno tamo gdje se koriste "branik žice" od žice.
Gdje se koriste kontrolne linije?
★ Inteligentne bušotine koje zahtijevaju funkcionalnost i prednosti upravljanja rezervoarom uređaja za daljinsku kontrolu protoka zbog troškova ili rizika intervencija ili nemogućnosti podrške površinskoj infrastrukturi koja je potrebna na udaljenoj lokaciji.
★ Kopneno, platformsko ili podmorsko okruženje.
Geotermalna proizvodnja energije
Biljne vrste
U osnovi postoje tri vrste geotermalnih elektrana koje se koriste za proizvodnju električne energije.Vrsta postrojenja je prvenstveno određena prirodom geotermalnih resursa na lokaciji.
Takozvana direktna parna geotermalna elektrana se primjenjuje kada geotermalni resurs proizvodi paru direktno 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 Nažalost, izvori pare su najrjeđi od svih geotermalnih resursa i postoje na samo nekoliko mjesta u svijetu.Očigledno je da se parna postrojenja ne bi primjenjivala na resurse niskih temperatura.
Postrojenja na brzu paru se koriste u slučajevima kada geotermalni resurs proizvodi toplu vodu visoke temperature ili kombinaciju pare i tople vode.Fluid iz bunara se isporučuje u fleš rezervoar gde se deo vode ispari i usmerava u turbinu.Preostala voda se usmjerava na odlaganje (obično ubrizgavanje).U zavisnosti od temperature resursa moguće je koristiti dve faze fleš rezervoara.U ovom slučaju, voda odvojena u rezervoaru prvog stepena se usmerava u drugi stepen fleš rezervoara gde se odvaja više (ali niži pritisak) pare.Preostala voda iz rezervoara drugog stepena se zatim usmerava na odlaganje.Takozvana dvostruka elektrana isporučuje paru pod dva različita pritiska u turbinu.Opet, ova vrsta biljke se ne može primijeniti na resurse niske temperature.
Treći tip geotermalne elektrane naziva se binarno postrojenje.Naziv potiče od činjenice da se drugi fluid u zatvorenom ciklusu koristi za rad turbine, a ne geotermalna para.Slika 1 predstavlja 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 geotermalnog fluida prenosi na radni fluid uzrokujući njegovo ključanje. .Raniji radni fluidi u niskotemperaturnim binarnim postrojenjima bili su rashladna sredstva CFC (freonski tip).Trenutne mašine koriste ugljovodonike (izobutan, pentan itd.) rashladnih sredstava tipa HFC sa specifičnim fluidom odabranim da odgovara temperaturi geotermalnog resursa.
Slika 1. Binarna geotermalna elektrana
Para radnog fluida prolazi do turbine gde se njen energetski sadržaj pretvara u mehaničku energiju i isporučuje, kroz osovinu do generatora.Para izlazi iz turbine u kondenzator gdje se ponovo pretvara u tečnost.U većini postrojenja, rashladna voda cirkuliše između kondenzatora i rashladnog tornja kako bi se ova toplota odbila u atmosferu.Alternativa je korištenje tzv. “suhih hladnjaka” ili zračno hlađenih kondenzatora koji odbijaju toplinu direktno u zrak bez potrebe za rashladnom vodom.Ovaj dizajn u suštini eliminiše bilo kakvu potrošnju vode od strane postrojenja za hlađenje.Suvo hlađenje, jer radi na višim temperaturama (posebno u ključnoj ljetnoj sezoni) od rashladnih tornjeva, rezultira manjom efikasnošću postrojenja.Tečni radni fluid iz kondenzatora se pumpa nazad u predgrejač/isparivač visokog pritiska pomoću pumpe za napajanje da bi se ciklus ponovio.
Binarni ciklus je tip postrojenja koji bi se koristio za geotermalne primjene niskih temperatura.Trenutno je gotova binarna oprema dostupna u modulima od 200 do 1.000 kW.
OSNOVE ELEKTRANE
Komponente elektrane
Proces proizvodnje električne energije iz geotermalnog izvora toplote niske temperature (ili iz pare u konvencionalnoj elektrani) uključuje procesni inženjeri koji 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 sagorevanjem goriva (uglja, nafte, gasa ili uranijuma).Para se prenosi do turbine gdje se, šireći se prema lopaticama turbine, toplinska energija u pari pretvara u mehaničku energiju koja uzrokuje rotaciju turbine.Ovo mehaničko kretanje se prenosi preko osovine do generatora gdje se pretvara u električnu energiju.Nakon prolaska kroz turbinu, para se ponovo pretvara u tečnu vodu u kondenzatoru elektrane.Kroz proces kondenzacije, toplina koju turbina ne koristi ispušta se u rashladnu vodu.Rashladna voda se isporučuje u rashladni toranj gde se „otpadna toplota“ iz ciklusa odbacuje u atmosferu.Kondenzat pare se isporučuje u kotao pomoću napojne pumpe kako bi se proces ponovio.
Ukratko, elektrana je jednostavno ciklus koji olakšava konverziju energije iz jednog oblika u drugi.U ovom slučaju hemijska energija u gorivu se pretvara u toplotu (kod kotla), a zatim u mehaničku energiju (u turbini) i na kraju u električnu energiju (u generatoru).Iako se energetski sadržaj konačnog proizvoda, električne energije, obično izražava u jedinicama vat-sati ili kilovat-sati (1000 vat-sati ili 1kW-h), proračuni performansi postrojenja se često rade u jedinicama BTU-a.Zgodno je zapamtiti da je 1 kilovat-sat energetski ekvivalent 3413 BTU.Jedna od najvažnijih odrednica o elektrani je koliko je energije (goriva) potrebno za proizvodnju date električne proizvodnje.
Subsea Umbiicals
Glavne funkcije
Osigurajte hidrauličku snagu za podmorske kontrolne sisteme, kao što su otvaranje/zatvaranje ventila
Osiguravaju električnu energiju i kontrolne signale podmorskim kontrolnim sistemima
Isporučite proizvodne hemikalije za podmorsko ubrizgavanje na drvo ili u bušotinu
Isporučite plin za rad gas lifta
Za isporuku ove funkcije, može uključivati dubokovodni pupčanin
Cijevi za ubrizgavanje kemikalija
Hidraulične dovodne cijevi
Električni upravljački signalni kablovi
Električni kablovi
Optički signal
Velike cijevi za gas lift
Podmorski umbilik je sklop hidrauličnih crijeva koji također mogu uključivati električne kablove ili optička vlakna, koji se koriste za kontrolu podmorskih struktura s podvodne platforme ili plutajućeg plovila.To je suštinski dio podmorskog proizvodnog sistema, bez kojeg nije moguća održiva ekonomična podmorska proizvodnja nafte.
Ključne komponente
Gornji sklop pupčanog prekida (TUTA)
Gornji sklop pupčanika (TUTA) pruža sučelje između glavne pupčane i gornje kontrolne opreme.Jedinica je slobodno stojeće kućište koje se može pričvrstiti ili zavariti na lokaciji u blizini pupčane spojnice u opasnom izloženom okruženju na gornjoj strani objekta.Ove jedinice su obično prilagođene zahtjevima kupaca s ciljem odabira hidrauličkih, pneumatskih, energetskih, signalnih, optičkih vlakana i materijala.
TUTA obično uključuje električne razvodne kutije za električnu energiju i komunikacijske kablove, kao i cijevi, mjerače i ventile za blokiranje i odzračivanje za odgovarajuće hidrauličke i kemijske zalihe.
(Podmorski) sklop pupčanog prekida (UTA)
UTA, koji se nalazi na vrhu blatobrana, je višestruki elektro-hidraulički sistem koji omogućava povezivanje mnogih podmorskih kontrolnih modula na iste komunikacione, električne i hidraulične vodove za napajanje.Rezultat je da se više bunara može kontrolirati preko jedne pupčane cijevi.Od UTA-e, priključci na pojedinačne bunare i SCM-ove se izvode pomoću sklopova kratkospojnika.
Čelični leteći provodnici (SFL)
Leteći vodovi pružaju električne/hidraulične/hemijske veze od UTA do pojedinačnih stabala/kontrolnih čaura.Oni su dio podmorskog distributivnog sistema koji distribuira pupčane funkcionalnosti prema njihovim ciljanim uslugama.Obično se instaliraju nakon pupčane cijevi i povezuju pomoću ROV-a.
Pupčani materijali
Ovisno o vrsti primjene, obično su dostupni sljedeći materijali:
Thermoplastic
Prednosti: Jeftin je, brza isporuka i otporan na zamor
Protiv: Nije pogodno za duboke vode;problem hemijske kompatibilnosti;starenje itd.
Pocinkovani Nitronic 19D duplex nerđajući čelik
Pros:
Niža cijena u usporedbi sa super duplex nehrđajućim čelikom (SDSS)
Veća granica tečenja u poređenju sa 316L
Otpornost na unutrašnju koroziju
Kompatibilan za hidraulične i većinu hemijskih ubrizgavanja
Kvalificiran za dinamičku uslugu
Protiv:
Potrebna vanjska zaštita od korozije – ekstrudirani cink
Zabrinutost oko pouzdanosti šavnih zavara u nekim veličinama
Cijevi su teže i veće od ekvivalentnih SDSS-a – problemi su vezani za vješanje i instalaciju
Nerđajući čelik 316L
Pros:
Jeftino
Treba malo ili nimalo katodne zaštite za kratko vrijeme
Niska granica popuštanja
Konkurentan termoplasti za niske pritiske, plitke vode – jeftinije za kratak vijek trajanja
Protiv:
Nije kvalificiran za dinamičku uslugu
osjetljiv na hloridne rupice
Super Duplex nerđajući čelik (ekvivalent otpornosti na pitting - PRE >40)
Pros:
Visoka čvrstoća znači mali prečnik, mala težina za ugradnju i kačenje.
Visoka otpornost na pucanje od korozije pod naponom u hloridnim sredinama (ekvivalent otpornosti na točenje > 40) znači da nije potreban premaz ili CP.
Proces ekstruzije znači da nema zavarenih šavova koje je teško pregledati.
Protiv:
Formiranje intermetalne faze (sigma) tokom proizvodnje i zavarivanja mora se kontrolisati.
Najveća cijena, najduže vrijeme isporuke čelika koji se koristi za pupčane cijevi
Ugljični čelik presvučen cinkom (ZCCS)
Pros:
Niska cijena u odnosu na SDSS
Kvalificiran za dinamičku uslugu
Protiv:
Zavareni šavovi
Manja otpornost na unutrašnju koroziju od 19D
Težak i veliki prečnik u odnosu na SDSS
Pupčano puštanje u rad
Novoinstalirani pupkovi obično imaju tečnosti za skladištenje u sebi.Tečnosti za skladištenje treba da budu istisnute od strane predviđenih proizvoda pre nego što se koriste za proizvodnju.Mora se voditi računa o potencijalnim problemima nekompatibilnosti koji mogu dovesti do taloga i uzrokovati začepljenje pupčane cijevi.Potrebna je odgovarajuća puferna tečnost ako se očekuje nekompatibilnost.Na primjer, da bi se pustila u rad linija inhibitora asfaltena, potreban je zajednički rastvarač kao što je EGMBE da bi se osigurao pufer između inhibitora asfaltena i tekućine za skladištenje jer su obično nekompatibilni.