Öljyntuotanto öljykentillä
Miten ohjauslinjat toimivat kaivoissa?
Ohjauslinjat mahdollistavat signaalien siirron, mahdollistavat porausreiän tiedonkeruun ja mahdollistavat porausreikien instrumenttien ohjauksen ja aktivoinnin.
Komento- ja ohjaussignaalit voidaan lähettää pinnalla olevasta paikasta porausreiässä olevaan poraustyökaluun.Reiän antureiden tiedot voidaan lähettää pintajärjestelmiin arvioitavaksi tai käytettäväksi tietyissä kaivotoiminnoissa.
Poistoreiän varoventtiilit (DHSV) ovat pintaohjattuja maanalaisia varoventtiilejä (SCSSV), joita ohjataan hydraulisesti pinnalla olevasta ohjauspaneelista.Kun hydraulista painetta kohdistetaan ohjauslinjaa pitkin, paine pakottaa venttiilissä olevan holkin liukumaan alas ja avaa venttiilin.Kun hydraulipaine vapautetaan, venttiili sulkeutuu.
Meilong Tuben porausreikien hydraulilinjoja käytetään ensisijaisesti tietoliikennekanavina hydraulisesti toimiville porauslaitteille öljyn, kaasun ja veden ruiskutuskaivoissa, joissa vaaditaan kestävyyttä ja kestävyyttä ääriolosuhteissa.Nämä linjat voidaan räätälöidä erilaisille sovelluksille ja porausreikien komponenteille.
Kaikki kapseloidut materiaalit ovat hydrolyyttisesti stabiileja ja yhteensopivia kaikkien tyypillisten kaivonvalmistusnesteiden kanssa, mukaan lukien korkeapainekaasu.Materiaalin valinta perustuu erilaisiin kriteereihin, mukaan lukien pohjareiän lämpötila, kovuus, veto- ja repäisylujuus, veden imeytyminen ja kaasunläpäisevyys, hapettuminen sekä hankaus- ja kemikaalinkestävyys.
Ohjauslinjoja on kehitetty laajasti, mukaan lukien murskaustestit ja korkeapaineautoklaavikaivon simulaatiot.Laboratoriotestit ovat osoittaneet lisääntyneen kuormituksen, jonka alaisena kapseloitu letku voi säilyttää toiminnallisen eheyden, erityisesti silloin, kun käytetään lankasäikeisiä "puskurilankoja".
Missä ohjauslinjoja käytetään?
★ Älykkäät kaivot, jotka edellyttävät virtauksen etäohjauksen laitteiden toimivuutta ja säiliönhallinnan etuja, koska toimenpiteistä aiheutuu kustannuksia tai riskejä tai ei pystytä tukemaan etäpaikassa tarvittavaa pintainfrastruktuuria.
★ Maa-, laituri- tai vedenalaiset ympäristöt.
Geoterminen sähköntuotanto
Kasvityypit
Sähkön tuottamiseen käytetään periaatteessa kolmenlaisia geotermisiä laitoksia.Laitostyyppi määräytyy ensisijaisesti paikan geotermisen luonnonvaran luonteen mukaan.
Niin sanottua suorahöyrygeotermistä laitosta sovelletaan, kun geoterminen resurssi tuottaa höyryä suoraan kaivosta.Höyry, joka on kulkenut erottimien läpi (jotka poistavat pieniä hiekka- ja kivihiukkasia), syötetään turbiiniin.Nämä olivat varhaisimmat Italiassa ja Yhdysvalloissa kehitetyt kasvityypit. Valitettavasti höyryvarat ovat kaikista geotermisistä luonnonvaroista harvinaisimpia ja niitä on vain harvoissa paikoissa maailmassa.Ilmeisesti höyrylaitoksia ei sovellettaisi matalan lämpötilan resursseihin.
Flash-höyrylaitoksia käytetään tapauksissa, joissa geoterminen resurssi tuottaa korkean lämpötilan kuumaa vettä tai höyryn ja kuuman veden yhdistelmää.Kaivosta tuleva neste johdetaan leimahdussäiliöön, jossa osa vedestä leimahtaa höyryksi ja ohjataan turbiiniin.Jäljelle jäävä vesi ohjataan hävitettäväksi (yleensä ruiskutukseen).Resurssin lämpötilasta riippuen voi olla mahdollista käyttää kaksivaiheista paisuntasäiliötä.Tässä tapauksessa ensimmäisen vaiheen säiliössä erotettu vesi ohjataan toisen vaiheen paisuntasäiliöön, jossa erotetaan enemmän (mutta alhaisemmalla paineella) höyryä.Jäljellä oleva vesi toisen vaiheen säiliöstä ohjataan sitten hävitettäväksi.Ns. double flash -laitos toimittaa höyryä kahdella eri paineella turbiiniin.Jälleen tämäntyyppisiä laitoksia ei voida soveltaa matalan lämpötilan resursseihin.
Kolmannen geotermisen voimalaitoksen tyyppiä kutsutaan binäärivoimaloksi.Nimi juontaa juurensa siitä tosiasiasta, että toista nestettä suljetussa syklissä käytetään turbiinin käyttämiseen geotermisen höyryn sijaan.Kuvassa 1 on yksinkertaistettu kaavio binäärityyppisestä geotermisestä laitoksesta.Geoterminen neste johdetaan lämmönvaihtimen läpi, jota kutsutaan kattilaksi tai höyrystimeksi (joissakin laitoksissa kaksi lämmönvaihdinta sarjassa, ensimmäinen esilämmitin ja toinen höyrystin), jossa geotermisen nesteen lämpö siirtyy käyttönesteeseen, jolloin se kiehuu. .Aiemmat työnesteet matalan lämpötilan binäärilaitoksissa olivat CFC-kylmäaineita (Freon-tyyppinen).Nykyiset koneet käyttävät hiilivetyjä (isobutaania, pentaania jne.) HFC-tyyppisistä kylmäaineista tietyn nesteen kanssa, joka on valittu sopimaan geotermisen resurssin lämpötilaan.
Kuva 1. Binäärinen geoterminen voimalaitos
Käyttönesteen höyry johdetaan turbiiniin, jossa sen energiasisältö muunnetaan mekaaniseksi energiaksi ja toimitetaan akselin kautta generaattoriin.Höyry poistuu turbiinista lauhduttimeen, jossa se muuttuu takaisin nesteeksi.Useimmissa laitoksissa jäähdytysvettä kierrätetään lauhduttimen ja jäähdytystornin välillä tämän lämmön hylkäämiseksi ilmakehään.Vaihtoehtona on käyttää niin sanottuja "kuivajäähdyttimiä" tai ilmajäähdytteisiä lauhduttimia, jotka hylkäävät lämmön suoraan ilmaan ilman jäähdytysvettä.Tämä rakenne eliminoi käytännössä kaiken kuluttavan veden käytön laitoksessa jäähdytykseen.Kuivajäähdytys, koska se toimii korkeammissa lämpötiloissa (etenkin tärkeimpänä kesäkaudella) kuin jäähdytystornit, heikentää laitoksen tehokkuutta.Nestemäinen käyttöneste lauhduttimesta pumpataan takaisin korkeapaineiseen esilämmittimeen/höyrystimeen syöttöpumpulla syklin toistamiseksi.
Binäärisykli on laitostyyppi, jota käytettäisiin matalan lämpötilan geotermisissä sovelluksissa.Tällä hetkellä valmiita binäärilaitteita on saatavilla 200-1000 kW moduuleina.
VOIMALAITOSTEN PERUSTEET
Voimalan komponentit
Prosessi sähkön tuottamiseksi matalan lämpötilan geotermisestä lämmönlähteestä (tai höyrystä tavanomaisessa voimalaitoksessa) sisältää prosessiinsinöörit, joita kutsutaan Rankinen sykliksi.Perinteisessä voimalaitoksessa sykli, kuten kuvassa 1 on esitetty, sisältää kattilan, turbiinin, generaattorin, lauhduttimen, syöttövesipumpun, jäähdytystornin ja jäähdytysvesipumpun.Kattilassa syntyy höyryä polttamalla polttoainetta (hiiltä, öljyä, kaasua tai uraania).Höyry johdetaan turbiiniin, jossa turbiinin siipiä vasten laajennettaessa höyryssä oleva lämpöenergia muuttuu mekaaniseksi energiaksi, mikä aiheuttaa turbiinin pyörimisen.Tämä mekaaninen liike siirretään akselin kautta generaattoriin, jossa se muunnetaan sähköenergiaksi.Turbiinin läpi kulkemisen jälkeen höyry muutetaan takaisin nestemäiseksi vedeksi voimalaitoksen lauhduttimessa.Kondensaatioprosessin kautta lämpöä, jota turbiini ei käytä, vapautuu jäähdytysveteen.Jäähdytysvesi toimitetaan jäähdytystorniin, jossa kierron "hukkalämpö" hylätään ilmakehään.Syöttöpumppu toimittaa höyrylauhteen kattilaan prosessin toistamiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että voimalaitos on yksinkertaisesti sykli, joka helpottaa energian muuntamista muodosta toiseen.Tällöin polttoaineen kemiallinen energia muunnetaan lämmöksi (kattilassa) ja sitten mekaaniseksi energiaksi (turbiinissa) ja lopuksi sähköenergiaksi (generaattorissa).Vaikka lopputuotteen, sähkön, energiasisältö ilmaistaan tavallisesti wattituntien tai kilowattituntien yksiköissä (1000 wattituntia tai 1kW-tuntia), laitoksen suorituskykyä koskevat laskelmat tehdään usein BTU-yksiköissä.On kätevää muistaa, että 1 kilowattitunti vastaa energiaa 3413 BTU:ta.Yksi voimalaitoksen tärkeimmistä määritelmistä on se, kuinka paljon energiaa (polttoainetta) tarvitaan tietyn sähkötehon tuottamiseen.
Merenalainen navanvarsi
Päätoiminnot
Tarjoa hydraulivirtaa vedenalaisille ohjausjärjestelmille, kuten venttiilien avaamiseen/sulkemiseen
Tarjoa sähkötehoa ja ohjaussignaaleja vedenalaisille ohjausjärjestelmille
Toimita tuotantokemikaaleja vedenalaiseen ruiskutukseen puuhun tai kaivoon
Toimita kaasua kaasunostimen toimintaa varten
Näiden toimintojen suorittamiseksi syvävesinapa voi sisältää
Kemialliset injektioputket
Hydrauliset syöttöputket
Sähköiset ohjaussignaalikaapelit
Sähkövirtakaapelit
Kuituoptinen signaali
Suuret putket kaasunostimeen
Merenalainen napaputki on hydrauliletkujen kokoonpano, joka voi sisältää myös sähkökaapeleita tai optisia kuituja ja jota käytetään ohjaamaan merenalaisia rakenteita offshore-alustalta tai kelluvasta aluksesta.Se on olennainen osa merenalaista tuotantojärjestelmää, jota ilman kestävä ja taloudellinen vedenalainen öljyntuotanto ei ole mahdollista.
Tärkeimmät komponentit
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA)
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) tarjoaa liitännän päänavan ja yläpuolen ohjauslaitteiston välille.Yksikkö on vapaasti seisova kotelo, joka voidaan pultata tai hitsata navan kiinnityskohdan viereiseen paikkaan vaarallisessa alttiina ympäristössä yläpuolen laitoksessa.Nämä yksiköt räätälöidään yleensä asiakkaan tarpeiden mukaan hydrauliikan, pneumaattisen, tehon, signaalin, kuituoptiikan ja materiaalin valintaa silmällä pitäen.
TUTA sisältää yleensä sähköliitäntärasiat sähkö- ja tietoliikennekaapeleita varten sekä putkityöt, mittarit sekä sulku- ja ilmausventtiilit sopivia hydrauli- ja kemiallisia tarvikkeita varten.
(Subsea) Umbilical Termination Assembly (UTA)
UTA, istuu mutatyynyn päällä, on monikerroksinen sähköhydraulinen järjestelmä, jonka avulla monet merenalaiset ohjausmoduulit voidaan kytkeä samoihin tietoliikenne-, sähkö- ja hydraulisyöttölinjoihin.Tuloksena on, että useita kaivoja voidaan ohjata yhdellä napaputkella.UTA:sta kytkennät yksittäisiin kaivoihin ja SCM:eihin tehdään jumpperikokoonpanoilla.
Teräksiset lentävät johdot (SFL)
Lentävät johdot tarjoavat sähköiset/hydrauliset/kemialliset liitännät UTA:sta yksittäisiin puihin/kontrollipaloihin.Ne ovat osa merenalaista jakelujärjestelmää, joka jakaa umbikaalisia toimintoja niille tarkoitettuihin palvelukohteisiin.Ne asennetaan tyypillisesti navan jälkeen ja liitetään ROV:lla.
Napapuun materiaalit
Sovellustyypeistä riippuen seuraavat materiaalit ovat yleensä saatavilla:
Termoplastinen
Plussat: Se on halpa, nopea toimitus ja väsymätön
Miinukset: Ei sovellu syvään veteen;kemiallinen yhteensopivuusongelma;ikääntyminen jne.
Sinkkipinnoitettua Nitronic 19D duplex ruostumatonta terästä
Plussat:
Pienemmät kustannukset verrattuna ruostumattomaan superduplex-teräkseen (SDSS)
Korkeampi myötöraja verrattuna 316 litraan
Sisäinen korroosionkestävyys
Yhteensopiva hydraulisiin ja useimpiin kemikaalien ruiskutuspalveluihin
Pätevä dynaamiseen palveluun
Haittoja:
Tarvitaan ulkoinen korroosiosuojaus – suulakepuristettua sinkkiä
Huoli saumaliitosten luotettavuudesta joissakin kooissa
Putket ovat painavampia ja suurempia kuin vastaavat SDSS-putket – jumiudu ja asennus on huolestuttavaa
Ruostumaton teräs 316L
Plussat:
Halpa
Tarvitsee vain vähän tai ei ollenkaan katodisuojaa lyhyen ajan
Matala myötöraja
Kilpailukykyinen kestomuovin kanssa matalapaineisiin, matalaan veteen tarkoitettuihin sidoksiin – halvempaa lyhyeen kenttäkäyttöön
Haittoja:
Ei pätevä dynaamiseen palveluun
altis kloridipisteille
Super Duplex ruostumaton teräs (syöpymisvastuksen ekvivalentti - PRE >40)
Plussat:
Suuri lujuus tarkoittaa pientä halkaisijaa, kevyttä asennusta ja ripustamista.
Korkea kestävyys jännityskorroosiohalkeilua vastaan kloridiympäristöissä (pisteresistanssi ekvivalentti > 40) tarkoittaa, että pinnoitetta tai CP:tä ei tarvita.
Suulakepuristusprosessi tarkoittaa, että saumahitsauksia ei ole vaikea tarkastaa.
Haittoja:
Metallien välinen faasi (sigma) muodostumista valmistuksen ja hitsauksen aikana on valvottava.
Napaputkiin käytettyjen terästen korkeimmat kustannukset, pisimmät läpimenoajat
Sinkkipinnoitettu hiiliteräs (ZCCS)
Plussat:
Alhaiset kustannukset verrattuna SDSS:ään
Pätevä dynaamiseen palveluun
Haittoja:
Sauma hitsattu
Pienempi sisäinen korroosionkestävyys kuin 19D
Raskas ja suuri halkaisija verrattuna SDSS:ään
Napavarren käyttöönotto
Äskettäin asennetuissa napoissa on yleensä säilytysnesteitä.Varastointinesteet on syrjäytettävä tarkoitetuilla tuotteilla ennen kuin ne voidaan käyttää tuotantoon.On varottava mahdollisia yhteensopivuusongelmia, jotka voivat aiheuttaa saostumia ja aiheuttaa napaputkien tukkeutumisen.Asianmukaista puskurinestettä tarvitaan, jos yhteensopimattomuus on odotettavissa.Esimerkiksi asfalteeni-inhibiittorilinjan käyttöönottamiseksi tarvitaan yhteistä liuotinta, kuten EGMBE:tä, puskurin aikaansaamiseksi asfalteeni-inhibiittorin ja varastonesteen välille, koska ne ovat tyypillisesti yhteensopimattomia.