تجزیه و تحلیل تجهیزات چاه نفت و گاز: عملکرد و ساختار قرقره پوشش ، Tees و صلیب

مقدمه

تجهیزات چاه نفت و گاز یک مرکز مهم است که سیستم تولید سطح چاه و سطح زیرزمینی را به هم وصل می کند. این مسئولیت تحمل فشار زیاد ، دمای بالا و مایع خورنده از زیرزمینی است ، در حالی که از کنترل ایمن و عملیات انحرافی اطمینان حاصل می کند. در تجهیزات Wellhead ، قرقره های پوشش ، Tees و Crosses نقش اساسی دارند. آنها نه تنها مؤلفه های تجهیزات چاه ، بلکه هسته اصلی برای اطمینان از ایمنی و کارآیی عملیات هستند.

1. عملکرد و ساختار قرقره پوشش

عملکرد قرقره پوشش
قرقره یک مؤلفه مهم فشار در دستگاه چاه است. معمولاً در قسمت پایین چاه ، بین چوب لباسی پوشش (چوب لباسی) و پیشگیری از انفجار (BOP) نصب می شود و عملکردهای زیر را دارد:
حمل وزن پوشش: در طی فرآیند حفاری ، هر لایه پوشش توسط قرقره پوشش برای تحمل وزن و وزن تجهیزات کمکی پشتیبانی می شود.
دستیابی به آب بندی فشار: در چاه چاه های متعدد (Annuli Casing) وجود دارد. قرقره محفظه با نصب یک چوب لباسی و یک دستگاه آب بندی برای جلوگیری از جریان روغن و گاز ، به آب بندی مستقل از محفظه پوشش در هر سطح می رسد.
ارائه رابط کاربری برای عملیات حلقوی: خروجی جانبی قرقره پوشش می تواند به یک شیر تخلیه و یک دستگاه نظارت بر فشار وصل شود که برای عملیات وزن حلقوی ، زهکشی یا نظارت مناسب است.
ویژگی های ساختاری
بدنه اصلی: جعلی با فولاد آلیاژ با استحکام بالا (مواد مشترک AISI 4130) ، از مقاومت فشار بالا و مقاومت در برابر ضربه برخوردار است. فشار کار معمولاً بین 2000 psi و 15000 psi است.
دستگاه حلق آویز: چوب لباسی در داخل نصب شده است تا رشته پوشش پایین را برطرف کند.
سیستم آب بندی: فرم های آب بندی رایج شامل مهر و موم های فلزی ، مهر و موم های لاستیکی یا مهر و موم های ترکیبی برای اطمینان از عملکرد آب بندی فشار بالا از آنیلول است.
خروجی جانبی: به طور کلی ، دو یا چهار رسانه جانبی برای نصب دریچه ها ، فشار فشار و دستگاه های زهکشی پیکربندی شده اند. استاندارد رابط معمولاً با مشخصات اتصال فلنج API 6A مطابقت دارد.

2. عملکرد و ساختار Tees و صلیب

نمای کلی
Tees و صلیب اجزای مهم سیستم های چاه و منیفولد هستند. آنها اغلب در منیفولدهای خفگی ، خطوط لوله یا دستگاه های آزمایشی نصب می شوند. کارکردهای اصلی شامل موارد زیر است:
انحراف مایعات و تلاقی: راهنمای مایع تولید شده چاه را به جهات مختلفی مانند دریچه های خفگی ، پمپ های شکستگی ، تجهیزات تست و غیره هدایت کنید ، یا چندین مایعات را ادغام کرده و آنها را به سیستم های پردازش بعدی منتقل کنید.
نظارت و کنترل فشار: برای دستیابی به نظارت بر فشار در زمان واقعی و اطمینان از ایمنی عملیاتی ، یک سنج یا سنسور فشار را از طریق درگاه جانبی نصب کنید.
اتصال چند تجهیزات عملیاتی: در شرایط کار پیچیده مانند شکستگی ، اسیدی کردن و ترمیم چاه ، Tees و Crosses می توانند به طور انعطاف پذیر برای پاسخگویی به نیازهای عملیات موازی چند طرفه تنظیم شوند.
تفاوت بین tees و صلیب
TEES (TEES): یک ورودی و دو خروجی به شکل "T" داشته باشید ، مناسب برای انحراف مایع یک شاخه یا تزریق.
Crosses (چهار طرفه): یک ورودی و سه خروجی ، به شکل "صلیب" ، مناسب برای شرایط کار موازی چند راه ، مانند اتصال خطوط لوله فشار ، شکستگی و فشار پشتی به طور همزمان.
ویژگی های ساختاری و طراحی
فرآیند تولید: از فولاد جعلی با استحکام بالا استفاده می شود ، برای بهبود مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه ، از گرما استفاده می شود و سطح آن معمولاً با پوشش ضد خوردگی درمان می شود.
روش اتصال: روشهای اتصال متداول شامل اتصال فلنج API ، اتصال نخ یا اتصال سریع گیره است که برای نصب سریع و جداسازی آن در سایت مناسب است.
طراحی حفره داخلی: کانال جریان داخلی برای کاهش مقاومت جریان و فرسایش و افزایش عمر خدمات بهینه شده است. برای شرایط شکستگی ، دیواره داخلی را می توان با مواد مقاوم در برابر سایش اسپری کرد تا در برابر فرسایش شن و ماسه مقاومت کند.
سطح فشار: سطح فشار متداول 5000 psi ، 10،000 psi و 15،000 psi است که می تواند نیازهای مختلف فشار چاه را برآورده کند.

3. هم افزایی این سه در سیستم Wellhead

قرقره ، Tees و صلیب به طور مستقل کار نمی کنند ، اما در عملیات Wellhead با هم کار می کنند:
قرقره پوشش ، تحمل و آب بندی اساسی را فراهم می کند: این "اسکلت" ساختار چاه را تشکیل می دهد ، از تجهیزات فوقانی پشتیبانی می کند و فشارهای حلقوی مختلفی را جدا می کند.
TEES و عبور از تخصیص کامل سیال و کنترل فشار: از طریق طراحی چند رسانه ای آنها ، می توانند به انحراف سیال چاه ، تشخیص فشار و دسترسی به تجهیزات خارجی دست یابند.
ایمنی و انعطاف پذیری سیستم کلی: این طراحی مدولار باعث می شود که چاه بسیار سازگار باشد تا نیازهای عملیاتی مختلف مانند حفاری ، شکستگی ، ترمیم و آزمایش را برآورده کند.

4. استانداردها ، مواد و توصیه های انتخاب

مشخصات استاندارد
API 6A: "تجهیزات چاه و درختان کریسمس" اصلی ترین استاندارد بین المللی برای طراحی ، ساخت و آزمایش تجهیزات چاه است.
ISO 10423: یک استاندارد بین المللی معادل API 6A ، که برای صنعت جهانی نفت و گاز قابل اجرا است.
NACE MR0175: الزامات مواد برای شرایط H₂S برای جلوگیری از ترک خوردگی استرس سولفید هیدروژن.
انتخاب مواد
شرایط عادی: AISI 4130 فولاد جعلی ، با استحکام بالا و سختی خوب.
شرایط ترش: از CRA (آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی) یا فولاد ضد زنگ مانند 410SS ، 17-4PH استفاده کنید تا مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشید.
شرایط فشار بالا و درجه حرارت بالا (HPHT) شرایط: برای اطمینان از ثبات طولانی مدت ، از فولاد آلیاژ ویژه یا آلیاژ مبتنی بر نیکل لازم است.
نقاط انتخاب
با توجه به فشار چاه ، سطح فشار مناسب (2،000 psi 15،000 psi) را انتخاب کنید.
مواد را با توجه به شرایط کار (رسانه خورنده ، دما ، ساینده بودن) انتخاب کنید.
استانداردهای رابط و سازگاری سیستم چاه (اندازه فلنج API 6A) را در نظر بگیرید.

5. روندهای آینده

سازگاری با فشار بالا و درجه حرارت بالا: با توسعه نفت و گاز غیر متعارف ، تجهیزات چاه باید ظرفیت فشار بیش از 20،000 psi داشته باشند.
خوردگی و مقاومت در برابر سایش بهبود یافته: از مواد پیشرفته و فرآیندهای پوشش برای افزایش عمر تجهیزات استفاده کنید.
توسعه هوشمند: سنسورهای نظارت بر فشار یکپارچه برای دستیابی به جمع آوری داده های در زمان واقعی و کنترل از راه دور در چاه ، بهبود سطح ایمنی و اتوماسیون. $ $