Produkce ropy v ropných polích
Jak fungují kontrolní linky ve studních?
Řídicí vedení umožňují přenos signálů, umožňují sběr dat z vrtů a umožňují ovládání a aktivaci hlubinných přístrojů.
Povelové a řídicí signály mohou být poslány z místa na povrchu do hlubinného nástroje ve vrtu.Data ze hlubinných senzorů mohou být poslána do povrchových systémů pro vyhodnocení nebo použití v určitých vrtných operacích.
Pojistné ventily v hloubce (DHSV) jsou povrchově ovládané podpovrchové pojistné ventily (SCSSV) ovládané hydraulicky z ovládacího panelu na povrchu.Když je hydraulický tlak aplikován v řídicím vedení, tlak nutí manžetu ve ventilu sklouznout dolů, čímž se ventil otevře.Po uvolnění hydraulického tlaku se ventil uzavře.
Spádová hydraulická vedení Meilong Tube se používají především jako komunikační vedení pro hydraulicky ovládaná spádová zařízení v ropných, plynových a vstřikovacích vrtech, kde je vyžadována trvanlivost a odolnost vůči extrémním podmínkám.Tyto linky mohou být na zakázku konfigurovány pro různé aplikace a svislé komponenty.
Všechny zapouzdřené materiály jsou hydrolyticky stabilní a jsou kompatibilní se všemi typickými kapalinami pro kompletaci vrtů, včetně vysokotlakého plynu.Výběr materiálu je založen na různých kritériích, včetně teploty dna, tvrdosti, pevnosti v tahu a roztržení, absorpce vody a propustnosti plynů, oxidace a odolnosti proti otěru a chemikáliím.
Kontrolní linky prošly rozsáhlým vývojem, včetně tlakového testování a simulace vysokotlakého autoklávu.Laboratorní tlakové testy prokázaly zvýšené zatížení, při kterém si zapouzdřené hadičky mohou zachovat funkční integritu, zejména tam, kde se používají „nárazníkové dráty“ s drátěným pramenem.
Kde se používají kontrolní linky?
★ Inteligentní vrty vyžadující funkčnost a výhody správy rezervoáru zařízeními pro vzdálenou kontrolu toku kvůli nákladům nebo rizikům zásahů nebo neschopnosti podporovat povrchovou infrastrukturu požadovanou na vzdáleném místě.
★ Pozemní, plošinové nebo podmořské prostředí.
Výroba geotermální energie
Typy rostlin
V zásadě existují tři typy geotermálních elektráren používaných k výrobě elektřiny.Typ zařízení je určen především povahou geotermálního zdroje v místě.
Takzvaná přímá parní geotermální elektrárna se používá, když geotermální zdroj vyrábí páru přímo z vrtu.Pára je po průchodu separátory (které odstraňují drobné částice písku a horniny) přiváděna do turbíny.Jednalo se o nejstarší typy elektráren vyvinuté v Itálii a v USA Bohužel zdroje páry jsou nejvzácnější ze všech geotermálních zdrojů a existují pouze na několika místech na světě.Parní elektrárny by se samozřejmě nepoužívaly na nízkoteplotní zdroje.
Flash parní elektrárny se používají v případech, kdy geotermální zdroj produkuje horkou vodu o vysoké teplotě nebo kombinaci páry a horké vody.Tekutina z vrtu je dodávána do flash nádrže, kde se část vody promění v páru a je směrována do turbíny.Zbývající voda je směrována k likvidaci (obvykle vstřikováním).V závislosti na teplotě zdroje může být možné použít dva stupně flash tanků.V tomto případě je voda oddělená v nádrži prvního stupně nasměrována do odpalovací nádrže druhého stupně, kde se oddělí více páry (ale s nižším tlakem).Zbývající voda z nádrže druhého stupně je pak směrována k likvidaci.Takzvané zařízení s dvojitým zábleskem dodává do turbíny páru o dvou různých tlacích.Opět platí, že tento typ rostlin nelze aplikovat na nízkoteplotní zdroje.
Třetí typ geotermální elektrárny se nazývá binární elektrárna.Název pochází ze skutečnosti, že druhá tekutina v uzavřeném cyklu se používá k provozu turbíny spíše než geotermální pára.Obrázek 1 představuje zjednodušené schéma geotermální elektrárny binárního typu.Geotermální kapalina prochází výměníkem tepla nazývaným kotel nebo odpařovač (v některých závodech dva výměníky tepla za sebou, první je předehřívač a druhý výparník), kde se teplo v geotermální kapalině přenáší do pracovní kapaliny a způsobuje její var. .Minulé pracovní kapaliny v nízkoteplotních binárních zařízeních byly chladiva CFC (freonového typu).Současné stroje používají uhlovodíky (isobutan, pentan atd.) chladiva typu HFC se specifickou tekutinou zvolenou tak, aby odpovídala teplotě geotermálních zdrojů.
Obrázek 1. Binární geotermální elektrárna
Pára pracovní tekutiny je vedena do turbíny, kde je její energetický obsah přeměněn na mechanickou energii a dodáván přes hřídel do generátoru.Pára vystupuje z turbíny do kondenzátoru, kde se přeměňuje zpět na kapalinu.Ve většině zařízení cirkuluje chladicí voda mezi kondenzátorem a chladicí věží, aby odváděla toto teplo do atmosféry.Alternativou je použití tzv. „suchých chladičů“ nebo vzduchem chlazených kondenzátorů, které odvádějí teplo přímo do vzduchu bez potřeby chladicí vody.Tato konstrukce v podstatě eliminuje jakoukoli spotřebu vody zařízením pro chlazení.Suché chlazení, protože funguje při vyšších teplotách (zejména v klíčovém letním období) než chladicí věže, má za následek nižší účinnost zařízení.Kapalná pracovní kapalina z kondenzátoru je čerpána zpět do vysokotlakého předehřívače/výparníku pomocí napájecího čerpadla, aby se cyklus opakoval.
Binární cyklus je typ elektrárny, který by byl použit pro nízkoteplotní geotermální aplikace.V současné době je standardní binární zařízení k dispozici v modulech od 200 do 1 000 kW.
ZÁKLADY ELEKTRÁRNY
Součásti elektrárny
Proces výroby elektřiny z nízkoteplotního geotermálního zdroje tepla (nebo z páry v konvenční elektrárně) zahrnuje procesní inženýry označovaný jako Rankinův cyklus.V běžné elektrárně cyklus, jak je znázorněno na obrázku 1, zahrnuje kotel, turbínu, generátor, kondenzátor, čerpadlo napájecí vody, chladicí věž a čerpadlo chladicí vody.Pára vzniká v kotli spalováním paliva (uhlí, olej, plyn nebo uran).Pára je vedena do turbíny, kde se při expanzi proti lopatkám turbíny tepelná energie v páře přeměňuje na mechanickou energii způsobující rotaci turbíny.Tento mechanický pohyb je přenášen přes hřídel do generátoru, kde je přeměněn na elektrickou energii.Po průchodu turbínou se pára v kondenzátoru elektrárny přemění zpět na kapalnou vodu.Procesem kondenzace se teplo nevyužité turbínou uvolňuje do chladicí vody.Chladicí voda je dodávána do chladicí věže, kde je „odpadní teplo“ z cyklu odváděno do atmosféry.Parní kondenzát je přiváděn do kotle pomocí napájecího čerpadla, aby se proces opakoval.
Stručně řečeno, elektrárna je jednoduše cyklus, který usnadňuje přeměnu energie z jedné formy na druhou.V tomto případě se chemická energie v palivu přeměňuje na teplo (u kotle), dále na mechanickou energii (v turbíně) a nakonec na elektrickou energii (v generátoru).Přestože se energetický obsah konečného produktu, elektřiny, běžně vyjadřuje v jednotkách watthodin nebo kilowatthodin (1000 watthodin nebo 1kWh), výpočty výkonu zařízení se často provádějí v jednotkách BTU.Je vhodné si zapamatovat, že 1 kilowatthodina je energetický ekvivalent 3413 BTU.Jedním z nejdůležitějších zjištění o elektrárně je, kolik energie (paliva) je potřeba k výrobě daného elektrického výkonu.
Subsea Umbilicals
Hlavní funkce
Zajistěte hydraulickou energii do podmořských řídicích systémů, jako je otevírání/zavírání ventilů
Poskytujte elektrickou energii a řídicí signály podmořským řídicím systémům
Dodávejte výrobní chemikálie pro podmořskou injektáž u stromu nebo v hlubině
Dodejte plyn pro provoz plynového výtahu
K zajištění těchto funkcí může zahrnovat hlubokovodní pupeční zařízení
Chemické injekční trubky
Hydraulické přívodní trubky
Elektrické řídicí signální kabely
Elektrické napájecí kabely
Signál z optických vláken
Velké trubky pro plynový výtah
Podmořský umbilikál je sestava hydraulických hadic, která může také zahrnovat elektrické kabely nebo optická vlákna, používaná k ovládání podmořských struktur z pobřežní plošiny nebo plovoucího plavidla.Je nezbytnou součástí podmořského těžebního systému, bez kterého není možná trvalá ekonomická podmořská těžba ropy.
Klíčové komponenty
Vrchní sestava pupeční koncovky (TUTA)
Sestava horního umbilikálního zakončení (TUTA) poskytuje rozhraní mezi hlavním umbilikálním a horním ovládacím zařízením.Jednotka je volně stojící kryt, který může být přišroubován nebo svařen v místě sousedícím s umbilikálním závěsem v nebezpečném exponovaném prostředí na palubě zařízení na horní straně.Tyto jednotky jsou obvykle vyráběny na míru požadavkům zákazníka s ohledem na výběr hydraulických, pneumatických, silových, signálních, optických a materiálů.
TUTA obvykle obsahuje elektrické spojovací krabice pro elektrické napájecí a komunikační kabely, stejně jako potrubí, měřidla a blokovací a odvzdušňovací ventily pro příslušné hydraulické a chemické dodávky.
(Podmořské) shromáždění pro ukončení pupečníku (UTA)
UTA, sedící na horní části bahenního polštáře, je multiplexní elektrohydraulický systém, který umožňuje připojení mnoha podmořských řídicích modulů ke stejným komunikačním, elektrickým a hydraulickým napájecím linkám.Výsledkem je, že mnoho studní může být řízeno přes jeden pupečník.Z UTA jsou připojení k jednotlivým jímkám a SCM provedena pomocí sestav propojek.
Ocelová létající vodítka (SFL)
Létající vedení zajišťují elektrické/hydraulické/chemické spojení z UTA k jednotlivým stromům/kontrolním modulům.Jsou součástí podmořského distribučního systému, který distribuuje pupeční funkce k jejich zamýšleným cílům služeb.Obvykle se instalují za umbilikální a propojují se pomocí ROV.
Pupeční materiály
V závislosti na typu aplikace jsou obvykle k dispozici následující materiály:
Termoplast
Pro: Je levný, rychlý a odolný proti únavě
Nevýhody: Nevhodné pro hlubokou vodu;problém chemické kompatibility;stárnutí atd.
Pozinkovaná duplexní nerezová ocel Nitronic 19D
Klady:
Nižší náklady ve srovnání se super duplexní nerezovou ocelí (SDSS)
Vyšší mez kluzu ve srovnání s 316L
Vnitřní odolnost proti korozi
Kompatibilní pro hydraulické a většinu chemických vstřikovacích služeb
Kvalifikace pro dynamickou službu
Nevýhody:
Nutná vnější antikorozní ochrana – extrudovaný zinek
Obavy o spolehlivost švových svarů u některých velikostí
Trubky jsou těžší a větší než ekvivalentní SDSS – zavěšování a instalace
Nerezová ocel 316L
Klady:
Nízké náklady
Po krátkou dobu potřebuje malou nebo žádnou katodickou ochranu
Nízká mez kluzu
Konkurenceschopný s termoplastem pro nízký tlak, mělké vodní ukotvení – levnější pro krátkou životnost na poli
Nevýhody:
Není kvalifikováno pro dynamický servis
náchylný k tvorbě chloridů
Super duplexní nerezová ocel (ekvivalent odolnosti proti důlkové korozi – PRE >40)
Klady:
Vysoká pevnost znamená malý průměr, nízkou hmotnost pro instalaci a zavěšení.
Vysoká odolnost proti koroznímu praskání pod napětím v chloridových prostředích (ekvivalent odolnosti proti důlkové korozi > 40) znamená, že není potřeba žádný povlak nebo CP.
Proces vytlačování znamená žádné obtížně kontrolovatelné švové svary.
Nevýhody:
Tvorba intermetalické fáze (sigma) během výroby a svařování musí být kontrolována.
Nejvyšší cena a nejdelší dodací lhůty ocelí používaných pro pupeční trubky
Pozinkovaná uhlíková ocel (ZCCS)
Klady:
Nízká cena ve srovnání s SDSS
Kvalifikace pro dynamickou službu
Nevýhody:
Švy svařeny
Menší odolnost proti vnitřní korozi než 19D
Těžký a velký průměr ve srovnání s SDSS
Pupeční uvedení do provozu
Nově instalované umbilikály obvykle obsahují zásobní tekutiny.Zásobní tekutiny musí být vytlačeny zamýšlenými produkty před tím, než jsou použity pro výrobu.Je třeba věnovat pozornost potenciálním problémům s nekompatibilitou, které mohou vést ke vzniku sraženin a způsobit ucpání pupeční trubice.Pokud se očekává nekompatibilita, je vyžadována vhodná pufrovací kapalina.Například pro uvedení linky inhibitoru asfaltenu do provozu je zapotřebí vzájemné rozpouštědlo, jako je EGMBE, aby poskytlo pufr mezi inhibitorem asfaltenu a zásobní tekutinou, protože jsou typicky nekompatibilní.