Öljy- ja kaasukaivolaitteiden analyysi: Kolun, paidan ja ristien toiminta ja rakenne

Esittely

Öljy- ja kaasukäytäntölaitteet ovat tärkeä napa, joka yhdistää maanalaisen kairan ja pintatuotantojärjestelmän. Se on vastuussa korkean paineen, korkean lämpötilan ja syövyttävän nesteen kestämisestä maanalaisesta, samalla kun varmistetaan turvallinen hallinta- ja ohjaustoimenpiteet. Wellhead -laitteissa kotelokela, paidat ja ristit ovat avainasemassa. Ne eivät ole vain Wellhead -laitteiden komponentteja, vaan myös ydin, jotta varmistetaan toiminnan turvallisuus ja tehokkuus.

1. Kotelon kelan toiminta ja rakenne

Kotelon kela
Kotelo on tärkeä painetta kantava komponentti kaivopäälaitteessa. Se asennetaan yleensä kaivonpäätä, kotelon ripustimen (kotelon ripustin) ja räjähdyksen estäjän (BOP) väliin, ja siinä on seuraavat toiminnot:
Kotelon painon kantaminen: Porausprosessin aikana kotelokela tukee jokaista kotelon kerrosta sen painon ja apuvälineiden painon kantamiseksi.
Painetiivistymisen saavuttaminen: kaivopäässä on useita koteloita (kotelo rengas). Kotelokelo saavuttaa kotelon välisyn riippumattoman tiivistyksen jokaisella tasolla asentamalla ripustin ja tiivistyslaite öljyn ja kaasun ristinkulun estämiseksi.
Rajapinnan tarjoaminen rengasmaisiin operaatioihin: Kotelon reunan sivupoisto voidaan kytkeä tyhjennysventtiiliin ja paineenvalvontalaitteeseen, joka on kätevä rengasmaiseen painotukseen, viemäröinti- tai valvontatoimintoihin.
Rakenteelliset piirteet
PÄÄ RUNKO: Takana korkea luja seosteräksellä (yleinen materiaali AISI 4130), sillä on korkea painekestävyys ja iskunkestävyys. Työpaine on yleensä välillä 2000 psi - 15 000 psi.
Ripustava laite: Kotelon ripustin on asennettu sisälle, jotta voidaan korjata alempi kotelon merkkijono.
Tiivistysjärjestelmä: Yleisiä tiivistysmuotoja ovat metallitiivisteet, kumitiivisteet tai yhdistetyt tiivisteet renkaan korkean paineen tiivistystehoon.
Sivupiste: Yleensä kaksi tai neljä sivupistettä on määritetty venttiilien, painimittarien ja viemärilaitteiden asentamiseksi. Liitäntästandardi noudattaa yleensä API 6A -laipan yhteysmääritystä.

2. TEES- ja RISSION TOIMINNA JA RAKENNUS

Toimintokatsaus
Tees ja ristit ovat tärkeitä komponentteja kaivojen ja monien järjestelmien kanssa. Ne asennetaan usein kuristimien jakoputkiin, murtumisputkiin tai testilaitteisiin. Päätoimintoihin kuuluu:
Nesteen siirtäminen ja konfluenssi: Ohjaa kaivopää tuotettua nestettä eri suuntiin, kuten kuristusventtiilit, murtuvat pumput, testilaitteet jne., Tai yhdistä useita nesteitä ja kuljettaa ne seuraaviin prosessointijärjestelmiin.
Paineenvalvonta ja hallinta: Asenna painimittari tai anturi sivuportin läpi reaaliaikaisen paineen seurannan saavuttamiseksi ja toiminnan turvallisuuden varmistamiseksi.
Kytke useita käyttölaitteita: monimutkaisissa työolosuhteissa, kuten murtuminen, happamointi ja hyvin korjaus, tees ja ristit voidaan määrittää joustavasti vastaamaan monisuuntaisten rinnakkaisoperaatioiden tarpeita.
TEES: n ja ristien väliset erot
TEES (TEES): Onko yksi sisääntulo ja kaksi poistoa "T" -muodossa, joka sopii yhden haaran nesteen ohjaamiseen tai injektioon.
Ristit (nelisuuntainen): Pidä yksi sisääntulo ja kolme poistoa, "risti" -muodossa, joka sopii monien suuntaisiin rinnakkaisiin työoloihin, kuten kaatamisen, murtumisen ja takapaineputkien yhdistämiseen samanaikaisesti.
Rakenne- ja suunnitteluominaisuudet
Valmistusprosessi: Käytetään voimakkaan taottu teräs, lämpökäsitetään kulunkestävyyden ja iskunkestävyyden parantamiseksi, ja pinta käsitellään yleensä korroosion vastaisella pinnoitteella.
Yhteysmenetelmä: Yleiset yhteysmenetelmät sisältävät API -laippayhteyden, kierteitellyn yhteyden tai nopean kiinnitysyhteyden, mikä on kätevää nopeaa asennusta ja purkamista paikan päällä.
Sisäontelon suunnittelu: Sisäinen virtauskanava on optimoitu vähentämään virtausvastuksen ja eroosion ja pidentämään käyttöiän käyttöikää. Murtumisolosuhteissa sisäseinä voidaan ruiskuttaa kulutuskestävällä materiaalilla hiekan eroosion kestämiseksi.
Painetaso: Yleiset painetasot ovat 5000 psi, 10 000 psi ja 15 000 psi, jotka voivat täyttää erilaiset kaivojen paineen vaatimukset.

3. Kolmen synergia kaivojen järjestelmässä

Kotelokelo, paidat ja ristit eivät toimi itsenäisesti, vaan työskentelevät yhdessä Wellhead -operaatioissa:
Kotelokelo tarjoaa peruslaakerin ja tiivistymisen: Se muodostaa kaivopäiden rakenteen "luuranko", tukee ylempiä laitteita ja eristää erilaisia rengasmaisia paineita.
Tees ja ristit täydellisen nesteen allokoinnin ja paineenhallinnan: moni-poistosuunnittelunsa avulla he voivat saavuttaa kaivojen nesteen siirtämisen, paineen havaitsemisen ja ulkoisten laitteiden pääsyn.
Kokonaisjärjestelmän turvallisuus ja joustavuus: Tämä modulaarinen muotoilu tekee kaivopäätä erittäin mukautuvan vastaamaan erilaisia toimintavaatimuksia, kuten poraus, murtuminen, hyvin korjaus ja testaus.

4. standardit, materiaalit ja valintasuositukset

Standardi eritelmät
API 6A: "Wellhead -laitteet ja joulukuuset" on Wellhead -laitteiden suunnittelun, valmistuksen ja testauksen tärkein kansainvälinen standardi.
ISO 10423: Kansainvälinen standardi, joka vastaa API 6A: ta, jota voidaan soveltaa globaaliin öljy- ja kaasuteollisuuteen.
NACE MR0175: Materiaalivaatimukset H₂S -olosuhteille rikkivirheen rasitushalkeilun estämiseksi.
Materiaalivalinta
Normaaliolosuhteet: AISI 4130 Tottunut teräs, jolla on suuri lujuus ja hyvä sitkeys.
Hapan olosuhteet: Käytä CRA: ta (korroosiokestävä seos) tai ruostumattomasta teräksestä, kuten 410SS, 17-4PH, korroosionkestävyyden parantamiseksi.
Korkeapaine- ja korkean lämpötilan (HPHT) olosuhteet: Erityinen seosteräs- tai nikkelipohjainen seos tarvitaan pitkäaikaisen vakauden varmistamiseksi.
Valintapisteet
Valitse sopiva painetaso (2 000 psi ~ 15 000 psi) kaivojen paineen mukaan.
Valitse materiaali työolosuhteiden (syövyttävät väliaineet, lämpötila, hankaavuus) mukaan.
Harkitse käyttöliittymästandardeja ja kaivojen järjestelmän yhteensopivuutta (API 6A -laipan koko).

5. Tulevat trendit

Korkeapaineen ja korkean lämpötilan sopeutumiskyky: Epätavanomaisen öljyn ja kaasun kehittymisen myötä kaivojen päälaitteiden on oltava yli 20 000 psi: n painepitoisuus.
Parannettu korroosio- ja kulutuskestävyys: Käytä edistyneitä materiaaleja ja pinnoitusprosesseja laitteiden käyttöiän pidentämiseksi.
Älykäs kehitys: integroidut paineenvalvonta-anturit reaaliaikaisen tiedonkeruun ja kaukosäätimen saavuttamiseksi Wellheadissa, turvallisuus- ja automaatiotasojen parantamiseksi.