Добив на нефт в нефтени находища
Как работят контролните линии в кладенци?
Контролните линии позволяват предаването на сигнали, позволяват събиране на данни в сондажа и позволяват контрол и активиране на инструментите в сондажа.
Командните и контролните сигнали могат да бъдат изпратени от място на повърхността до инструмента в сондажа.Данните от сондажните сензори могат да се изпращат до повърхностните системи за оценка или използване при определени операции в сондажи.
Предпазните клапани в дупки (DHSV) са повърхностно контролирани подповърхностни предпазни клапани (SCSSV), управлявани хидравлично от контролен панел на повърхността.Когато се приложи хидравлично налягане надолу по контролна линия, налягането принуждава втулка във вентила да се плъзне надолу, отваряйки клапана.При освобождаване на хидравличното налягане клапанът се затваря.
Хидравличните линии на Meilong Tube в дупки се използват предимно като комуникационни тръбопроводи за хидравлично управлявани сондажни устройства в нефтени, газови и водоинжекционни кладенци, където се изисква издръжливост и устойчивост на екстремни условия.Тези линии могат да бъдат конфигурирани по поръчка за различни приложения и компоненти в сондажа.
Всички капсулирани материали са хидролитично стабилни и са съвместими с всички типични течности за завършване на кладенци, включително газ под високо налягане.Изборът на материал се основава на различни критерии, включително температура на дъното на дупката, твърдост, якост на опън и разкъсване, водопоглъщане и газопропускливост, окисление и абразия и химическа устойчивост.
Контролните линии са претърпели обширно развитие, включително тестове за смачкване и симулация на кладенци в автоклав с високо налягане.Лабораторните тестове за смачкване показаха увеличеното натоварване, при което капсулованите тръби могат да запазят функционалната цялост, особено когато се използват жични жици с нишки.
Къде се използват контролните линии?
★ Интелигентни кладенци, изискващи предимствата на функционалността и управлението на резервоара на устройствата за дистанционен контрол на потока поради разходите или рисковете от интервенции или невъзможността да се поддържа повърхностната инфраструктура, необходима на отдалечено място.
★ Суша, платформа или подводна среда.
Геотермално производство на енергия
Видове растения
Има основно три вида геотермални централи, използвани за производство на електричество.Типът на централата се определя основно от естеството на геотермалния ресурс на мястото.
Така наречената геотермална инсталация с директна пара се прилага, когато геотермалния ресурс произвежда пара директно от кладенеца.Парата, след преминаване през сепаратори (които отстраняват малки пясъчни и скални частици) се подава към турбината.Това са най-ранните видове инсталации, разработени в Италия и в САЩ. За съжаление парните ресурси са най-редките от всички геотермални ресурси и съществуват само на няколко места в света.Очевидно парните инсталации няма да се прилагат за нискотемпературни ресурси.
Инсталациите за бърза пара се използват в случаите, когато геотермалния ресурс произвежда гореща вода с висока температура или комбинация от пара и гореща вода.Течността от кладенеца се доставя до флаш резервоар, където част от водата се превръща в пара и се насочва към турбината.Останалата вода се насочва към изхвърляне (обикновено инжектиране).В зависимост от температурата на ресурса може да е възможно да се използват два етапа на флаш резервоари.В този случай водата, отделена в резервоара за първи етап, се насочва към резервоар за изпаряване от втори етап, където се отделя повече (но с по-ниско налягане) пара.След това останалата вода от втория етап се насочва към изхвърляне.Така наречената инсталация с двойно изпаряване доставя пара при две различни налягания към турбината.Отново, този тип растения не могат да се прилагат за нискотемпературни ресурси.
Третият вид геотермална електроцентрала се нарича бинарна централа.Името произлиза от факта, че втори флуид в затворен цикъл се използва за работа на турбината, а не геотермална пара.Фигура 1 представя опростена диаграма на геотермална централа от бинарен тип.Геотермалният флуид преминава през топлообменник, наречен бойлер или изпарител (в някои инсталации два топлообменника последователно, първият е подгревател, а вторият е изпарител), където топлината в геотермалния флуид се прехвърля към работния флуид, причинявайки кипенето му .Предишни работни течности в нискотемпературни бинарни инсталации бяха хладилни агенти CFC (тип фреон).Настоящите машини използват въглеводороди (изобутан, пентан и т.н.) от хладилни агенти тип HFC със специфичен флуид, избран да съответства на температурата на геотермалния ресурс.
Фигура 1. Бинарна геотермална електроцентрала
Парите на работната течност се предават на турбината, където нейното енергийно съдържание се преобразува в механична енергия и се доставя през вала към генератора.Парата излиза от турбината към кондензатора, където се превръща обратно в течност.В повечето инсталации охлаждащата вода циркулира между кондензатора и охладителната кула, за да отхвърли тази топлина в атмосферата.Алтернатива е използването на така наречените „сухи охладители“ или кондензатори с въздушно охлаждане, които отвеждат топлината директно във въздуха, без да е необходима охлаждаща вода.Този дизайн по същество елиминира потреблението на вода от инсталацията за охлаждане.Сухото охлаждане, тъй като работи при по-високи температури (особено през ключовия летен сезон), отколкото охладителните кули, води до по-ниска ефективност на инсталацията.Течната работна течност от кондензатора се изпомпва обратно към подгревателя/изпарителя с по-високо налягане от захранващата помпа, за да се повтори цикълът.
Бинарният цикъл е типът инсталация, която би се използвала за нискотемпературни геотермални приложения.В момента готовото бинарно оборудване се предлага в модули от 200 до 1000 kW.
ОСНОВИ НА ЕЛЕКТРОЦЕНТРАЛАТА
Компоненти за електроцентрали
Процесът на генериране на електричество от нискотемпературен геотермален източник на топлина (или от пара в конвенционална електроцентрала) включва процес, който инженерите наричат цикъл на Ранкин.В конвенционална електроцентрала цикълът, както е показано на фигура 1, включва котел, турбина, генератор, кондензатор, помпа за захранваща вода, охладителна кула и помпа за охлаждаща вода.Парата се генерира в котела чрез изгаряне на гориво (въглища, нефт, газ или уран).Парата преминава към турбината, където при разширяване срещу лопатките на турбината топлинната енергия в парата се преобразува в механична енергия, причиняваща въртене на турбината.Това механично движение се прехвърля през вал към генератора, където се преобразува в електрическа енергия.След преминаване през турбината парата се превръща обратно в течна вода в кондензатора на електроцентралата.Чрез процеса на кондензация топлината, която не е използвана от турбината, се отделя към охлаждащата вода.Охлаждащата вода се доставя в охладителната кула, където „отпадъчната топлина“ от цикъла се отхвърля в атмосферата.Парният кондензат се доставя в котела от захранващата помпа, за да се повтори процесът.
В обобщение, електроцентралата е просто цикъл, който улеснява преобразуването на енергия от една форма в друга.В този случай химическата енергия в горивото се преобразува в топлина (в котела), след това в механична енергия (в турбината) и накрая в електрическа енергия (в генератора).Въпреки че енергийното съдържание на крайния продукт, електричеството, обикновено се изразява в единици ват-часове или киловат-часове (1000 ват-часа или 1kW-час), изчисленията на производителността на инсталацията често се правят в единици BTU.Удобно е да запомните, че 1 киловатчас е енергийният еквивалент на 3413 BTU.Едно от най-важните определения за една електроцентрала е колко вложена енергия (гориво) е необходима за производството на дадена електрическа мощност.
Подводни пъпни
Основни функции
Осигурете хидравлична мощност на подводни системи за управление, като например за отваряне/затваряне на клапани
Осигурете електричество и управляващи сигнали за подводни системи за управление
Доставяйте производствени химикали за подводно инжектиране на дърво или в дупка
Доставете газ за работа на газлифт
За да се изпълнят тези функции, може да се включи пъпна тръба с дълбока вода
Тръби за химически инжекции
Хидравлични захранващи тръби
Електрически управляващи сигнални кабели
Електрически захранващи кабели
Оптичен сигнал
Големи тръби за газлифт
Подводният пъпен канал е комплект от хидравлични маркучи, който може също да включва електрически кабели или оптични влакна, използвани за управление на подводни конструкции от офшорна платформа или плаващ кораб.Това е съществена част от подводната производствена система, без която не е възможно устойчиво икономично подводно производство на петрол.
Ключови компоненти
Горен комплект за пъпна връзка (TUTA)
Монтажът за завършване на горния пъпен канал (TUTA) осигурява интерфейса между главния пъпен канал и горното контролно оборудване.Устройството е свободно стоящ корпус, който може да бъде закрепен с болтове или заварен на място в съседство с пъпната част в опасна открита среда на борда на горното съоръжение.Тези модули обикновено се изработват според изискванията на клиента с оглед на избор на хидравлика, пневматика, мощност, сигнал, оптични влакна и материал.
TUTA обикновено включва електрически съединителни кутии за електрически захранващи и комуникационни кабели, както и тръбна работа, габарити и блокиращи и изпускателни вентили за подходящите хидравлични и химически доставки.
(Подводен) монтаж на пъпна връзка (UTA)
UTA, разположена върху кална подложка, е мултиплексна електрохидравлична система, която позволява много подводни контролни модули да бъдат свързани към едни и същи комуникационни, електрически и хидравлични захранващи линии.Резултатът е, че много кладенци могат да се контролират чрез един пъпен канал.От UTA, връзките към отделните кладенци и SCM се правят с джъмперни възли.
Стоманени летящи кабели (SFL)
Летящите проводници осигуряват електрически/хидравлични/химически връзки от UTA към отделни дървета/контролни капсули.Те са част от подводната разпределителна система, която разпределя пъпната функционалност към предвидените за целите на услугата.Те обикновено се монтират след пъпна тръба и се свързват с ROV.
Пъпни материали
В зависимост от видовете приложение обикновено се предлагат следните материали:
Термопластични
Плюсове: Евтин е, доставя се бързо и е устойчив на умора
Минуси: Не е подходящ за дълбоки води;проблем с химическата съвместимост;стареене и др.
Поцинкована дуплексна неръждаема стомана Nitronic 19D
Професионалисти:
По-ниска цена в сравнение със супердуплексна неръждаема стомана (SDSS)
По-висока граница на провлачване в сравнение с 316L
Вътрешна устойчивост на корозия
Съвместим за хидравлични и повечето химически инжекционни услуги
Квалифициран за динамично обслужване
Минуси:
Необходима е външна антикорозионна защита – екструдиран цинк
Притеснения относно надеждността на шевните заварки при някои размери
Тръбите са по-тежки и по-големи от еквивалентния SDSS – проблеми с висенето и инсталирането
Неръждаема стомана 316L
Професионалисти:
Ниска цена
Нуждае се от малка или никаква катодна защита за кратко време
Ниска граница на провлачане
Конкурентен с термопластмаса за ниско налягане, връзки за плитка вода – по-евтино за кратък живот на полето
Минуси:
Не е квалифициран за динамична услуга
податливи на хл
Супер дуплексна неръждаема стомана (еквивалент на устойчивост на питинг - PRE >40)
Професионалисти:
Високата якост означава малък диаметър, леко тегло за монтаж и окачване.
Високата устойчивост на корозионно напукване под напрежение в хлоридни среди (еквивалент на устойчивост на питинг > 40) означава, че не е необходимо покритие или CP.
Процесът на екструдиране означава липса на трудни за проверка шевове.
Минуси:
Образуването на интерметална фаза (сигма) по време на производството и заваряването трябва да се контролира.
Най-висока цена, най-дълги срокове за изпълнение на стомани, използвани за пъпни тръби
Поцинкована въглеродна стомана (ZCCS)
Професионалисти:
Ниска цена спрямо SDSS
Квалифициран за динамично обслужване
Минуси:
Шев заварен
По-малка устойчивост на вътрешна корозия от 19D
Тежки и с голям диаметър в сравнение със SDSS
Пускане в експлоатация на пъпа
Новоинсталираните пъпни тръби обикновено имат течности за съхранение в тях.Течностите за съхранение трябва да бъдат изместени от предвидените продукти, преди да бъдат използвани за производство.Трябва да се внимава за потенциални проблеми с несъвместимостта, които могат да доведат до утайка и да причинят запушване на пъпната тръба.Необходима е подходяща буферна течност, ако се очаква несъвместимост.Например, за да се пусне в експлоатация линия за асфалтенов инхибитор, е необходим общ разтворител като EGMBE, за да се осигури буфер между асфалтеновия инхибитор и течността за съхранение, тъй като те обикновено са несъвместими.