Zařízení pro provoz vrtů plynovým výtahem

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Produkci ropných a plynových zdrojů plynovým výtahem lze považovat za progresivnější alternativu k tradičnímu způsobu rozvoje tekoucích vrtů. Vyznačuje se prvky pasivní těžby cílových materiálů, která je usnadněna energií plynu. Tato vlastnost provozu vrtů s plynovým výtahem určuje specifika technické organizace výrobního procesu, což se přímo odráží ve vlastnostech použitého zařízení.

Principy výroby v plynových výtahových vrtech

Technologie zahrnuje zvedání formační vody nebo ropy z kanálu v důsledku přetlaku ve vrtu, který je vytvářen plyny. Současně je také nutné připojit aktivní směsi - zejména sdružený plyn stlačovaný kompresorem. V některých ložiskách působí jako aktivní látka i vzduch pod přirozeným tlakem. Kompresor je volitelný. Jeho úvod do technologieproces do značné míry závisí na požadavcích na objem výroby a kapacitě použitého zařízení. V každém případě je hlavním funkčním principem metody plynového výtahu provozu studny zajistit proces plynování kapalného zdroje. Tlak ve vrtu se bude s narůstajícím zplyňováním snižovat, takže ke zvýšení tlaku může být zapotřebí umělé (kompresorové) stlačení směsi. Objem přítoku na hladinu přímo závisí na aktuálních parametrech plynového výtahu, které lze upravit pracovním zařízením.

Rozdíly od provozu průtočných vrtů

Vzhledem k tomu, gas lift je stejná metoda výroby plynu, ale s dodatečným stimulátorem proudění. Aktivní plyn je směrován z povrchu podél vrtu do boty, kde dochází k obohacovacímu efektu, čímž se snižuje úsilí potřebné ke zvednutí zdroje. Je zřejmé, že takové řešení potřebuje připojit další kapacity - včetně funkce čerpacího zařízení. Kromě toho je v některých konfiguracích také vyžadováno uspořádání samostatného kanálu pro přívod plynu. Existují však také základní faktory, za kterých je nemožné provozovat studnu plynule. Výrobní metoda gas-lift je ne alternativní náhradou za průtokovou metodu v následujících případech:

• Když je teplota kapaliny vysoká.
• Když je obsah plynu ve vytěženém zdroji vysoký.
• Pokud je v obličeji písek.
• V přítomnosti usazenin soli a parafínu.

Jinými slovy, všechnokomplikuje provoz čerpacího zařízení při údržbě studní v různé míře, způsobuje potřebu dodatečné stimulace vzestupu kapalného zdroje.

Technologie pro použití směsí plynu a vzduchu

Zavedení vzduchu do studny s kapalinou přispívá k vytvoření stabilní emulze, ale to nestačí pro následné operace se zdrojem. Obvykle se povrchově aktivní látky přidávají v kombinaci pro zahřívání a udržování kalu. Během separačního procesu, již na povrchu po odstranění roztoku, jsou vytvořeny podmínky pro zabránění požáru, protože emulze plyn-vzduch jsou vysoce hořlavé. Co se týče plynové složky, nejčastěji se používají uhlovodíkové směsi. Toto rozhodnutí je opodstatněné z ekonomického i technologického hlediska. Faktem je, že provoz plynového výtahu vrtů s uhlovodíkovými inkluzemi vyžaduje méně zdrojů k zajištění procesů stratifikace a separace. Na povrchu se samotná obohacená kapalina odděluje na upravený čistý olej a plyn, což se vysvětluje nevýznamným obsahem kyslíku ve směsi. Vyhořelý uhlovodík je následně shromažďován ve speciální rezervě a likvidován. V závislosti na kvalitě tohoto plynu jej lze použít k výrobě nestabilního benzínu.

Design použitého zařízení

Infrastrukturální základ provozu studní tvoří mezikruží zařízení, přímo potrubí a čerpadla. Tento systém poskytujemožnost proudění tekutiny uvnitř hlavně a její další stoupání. Zvednutý sloupec kapaliny je regulován uzavíracími ventily s ventily v několika úrovních. Ovládáním tohoto zařízení může obsluha snížit nebo zvýšit výkon průtoku v závislosti na aktuálních parametrech zplyňování zdroje, které přirozeně ovlivňují intenzitu zdvihu. Při provozu průtočných a plynových vrtů lze využít i zařízení pro měření výkonových ukazatelů. Zejména tlakoměry se používají pro stanovení tlaku a multifunkční zařízení pro záznam hydrostatických a teplotních ukazatelů. Ve větší míře je přítomnost těchto zařízení diktována bezpečnostními ohledy, ale znalost hodnoty tlaku je nezbytná jako faktor v regulačním procesu. V systémech s automatickým řízením mohou tlakoměry ovlivnit změnu parametrů pohybu proudění bez účasti obsluhy. Takové schéma se používá v podmínkách high-tech průmyslového rozvoje ložisek, kde jsou také povinné záznamy o produkci.

Příprava vybavení pro práci

Potrubí a ventily s přidruženým zařízením mohou pracovat v procesu, který je v zásadě schopen provozu za podmínek projektovaného tlaku. Například ventily podle výsledků předběžného výpočtu procházejí speciálními zkouškami na stojanech, kde se hodnotí přesnost jejich chodu a odolnost proti mechanickému zatížení. Všechna technologická zařízení jsou podrobena hydraulickým zkouškám se zátěží, při které budou provozovány plynové vrty se specifickýmivlastnosti. V této fázi přípravy je hlavním parametrem zkoušky těsnost zařízení.

Organizace operačního procesu

Po úspěšném testování je zařízení odesláno do vrtu. Na přírubě hlavy sloupu je upevněn příčník montážního kování. Dále jsou do kufru ponořeny následující komponenty technické infrastruktury:

• Balík s bradavkou.
• Vsuvka přímo.
• Spodní kamera (kompletní s ventily).
• Izolační ventily.

V závěrečné fázi se instalují zemní armatury se zařízením pro tlakové zkoušky a zařízením pro separaci a odvod plynů. Po připojení čerpadla je uvedena do provozu studna plynového výtahu s následnou dodávkou pracovního prostředku. Od tohoto okamžiku začíná neustálé sledování stavu ventilů a tlaku v komorách studní. Když kapalina vystoupá k prvnímu pracovnímu ventilu, zařízení se automaticky převede do režimu ustálené výroby.

Stropní kamera a její druhy

Toto funkční zařízení je svařovaná konstrukce obsahující bradavku, košili, vodicí prvky a kapsu. Jeho základem je oválná trubka s okénkem, ke kterému je přivařena kapsa. Ve stejné části jsou i vodítka pro přepad. Vsuvka, která je umístěna uvnitř horního konce pláště, je určena k fixaci směru plynové zvedací kapsy pomocí ventilu. Vv provozním systému plynového výtahu se komora nachází pod potrubím - je bodově umístěna pod aktuální hladinu kapaliny. V praxi se používají kamery různých typů, které se liší svým designem, způsobem instalace a přítomností dodatečného regulačního vybavení.

Ovládání hloubkové kamery

Před vstupem do pracovního procesu je kamera zkontrolována a zkontrolována těsnost vstupů. V některých konfiguracích je toto zařízení předem opatřeno vrtnými trubkami prostřednictvím závitových spojů. Pro přívod plynu přes komoru jsou k bočním otvorům na těle připojeny speciální odbočné trubky s ventily. Při provozu zařízení pro plynové vrty je pomocí instalovaných trysek a měchů ropný zdroj provzdušňován již na úrovni dna na požadovaný koeficient. Jak kapalina stoupá, rychlost přívodu plynu lze měnit nastavením polohy ventilů. V případě havárie nebo po úplném zastavení zplyňování oleje je v kapsách komory namontována záslepka.

Uspořádání plynového zdvihového ventilu

V tomto případě ventil funguje jako centrální řídicí článek, který zajišťuje funkci regulace procesu obohacování kapaliny plynem. Konstrukce tohoto prvku je poměrně jednoduchá - jeho základ tvoří kombinace představec-sedák a spojovací prvek. U metody plynového výtahu provozování ropných vrtů lze použít i zpětný ventil. Tentoúprava obsahuje v provedení pouzdro a uzavírací hrot určený k úplnému zastavení průtoku. Na rozdíl od zátky nemění zpětný ventil svou polohu a v závislosti na aktuální potřebě jej lze otevřít, aby se obrátil tok tekutiny.

Princip činnosti plynových zdvihových ventilů

V normálním stavu ventil udržuje výstupní otvory komory, přičemž je neustále pod tlakem směsi plynu a kapaliny o určité hodnotě. Jakmile zatížení měchu stoupne na nastavenou hodnotu, ventil se automaticky otevře. Uvolňuje hmotu pracovního činidla do kapaliny a udržuje tento režim, dokud zatížení opět neklesne na zamýšlenou úroveň. Také funkci ventilů při provozu ropných vrtů s plynovým výtahem lze regulovat tlakem vstřikovacího plynu ze zadní strany. V takovém systému se používá nevyvážené schéma řízených uzavíracích ventilů.

Závěr

Použití tradiční metody výroby tekoucích vrtů je považováno za nejlepší řešení ve většině případů vývoje v terénu. Jeho technická organizace nevyžaduje připojení složitých zařízení, ale v podmínkách systematické výroby na velkých ložiskách je tento systém iracionální. Produkce v plynových vrtech s periodickým provozem zase prokazuje technickou a ekonomickou efektivitu v oborech, kde dochází k poklesu těžby na úrovni méně než 50 tun za den. Důvodem pro použití této metody jepokročilejší systém pro regulaci výroby řízením intenzity obnovy zdrojů. Schopnost řídit toky vyžaduje velké technické a energetické investice, ale i při zvýšených organizačních nákladech se plynové vrty ukazují jako efektivnější.