Gręžimo gręžinių įrankiai: penki „sargai“, saugantys naftos ir dujų gavybą

Naftos ir gamtinių dujų gavyboje gręžimo operacijos yra didelės rizikos ir labai techniškas pagrindinis procesas. Gręžimo gręžinio galvutės, kaip svarbiausio mazgo, jungiančio požeminius naftos ir dujų telkinius su paviršinėmis sistemomis, saugumas ir stabilumas tiesiogiai lemia operacijų sėkmę ar nesėkmę. Gręžinio galvutės įrankiai, kaip pagrindinė šios srities įranga, atlieka daugybę užduočių, tokių kaip slėgio kontrolė, skysčių valdymas ir saugos užtikrinimas. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama penkiems nepakeičiamiems gręžimo gręžinio galvutės darbams skirtiems įrankiams – išmetimo prevencijos įrenginiui (BOP), korpuso galvutei, Kalėdų eglutei, užsklandos ir žudymo kolektoriui bei nukreipikliui – siekiant atskleisti jų funkcijas ir technines paslaptis.

.

I. Išsiveržimo prevencijos įtaisas (BOP): gręžinių valdymo saugos „pagrindinė gynybos linija“

Funkcija: Išmetimo prevencijos įtaisas yra svarbiausias gręžimo operacijų saugos įtaisas, kurio pagrindinė užduotis – užkirsti kelią išmetimams (nekontroliuojamam požeminių aukšto slėgio skysčių išmetimui). Esant nenormaliam slėgiui gręžinio gręžinyje arba avarinėms situacijoms, BOP gali greitai uždaryti gręžinio galvutę ir suformuoti sandarinimo barjerą.

Struktūra ir tipai

• Žiedinis BOP: Pasiekia dinaminį sandarinimą (sandarinimą gręžimo vamzdžiui sukant) žiediniu guminės šerdies suspaudimu, prisitaikydamas prie skirtingų dydžių gręžimo įrankių.
• Štangos hidraulinis cilindras: aprūpintas šlyties cilindrais (galinčiais pjauti gręžimo vamzdžius) ir aklaisiais cilindrais (visiškai užsandarinančiais gręžinį), naudojamas kietam uždarymui ekstremaliose situacijose.

Taikymo scenarijai: Didelės rizikos scenarijuose, tokiuose kaip giliavandenis gręžimas ir aukšto slėgio dujų gręžiniai, BOP krūva paprastai susideda iš kelių BOP rinkinių, sudėtų kartu ir veikiančių su hidrauline valdymo sistema, kad būtų pasiektas greitas reagavimas.

II. Apsauginis dangtis: gręžinio konstrukcijos „nešantis pamatas“

Funkcija: Ant paviršinio korpuso sumontuota korpuso galvutė atlieka dvi pagrindines užduotis:

1. Vėlesnių vamzdžių eilių svorio išlaikymas: daugiasluoksniai vamzdžiai (paviršinis vamzdžiai, tarpiniai vamzdžiai, gamybiniai vamzdžiai) palaipsniui pakabinami per vamzdžio galvutę, kad būtų suformuota stabili gręžinio konstrukcija.
2. Žiedinio sandarinimo slėgis: slėgio sąveikos tarp skirtingų apvalkalo sluoksnių prevencija, siekiant užtikrinti gręžinio gręžinio vientisumą.

Dizaino ypatybės

• Paprastai jungiamos flanšais arba spaustukais, kad būtų lengva montuoti ir prižiūrėti.
• Įrengti vidiniais sandarinimo mazgais ir slėgio bandymo angomis, kad būtų galima reguliariai tikrinti sandarumo veikimą.

Tipai

Klasifikuojama į vientisas ir kombinuotas korpuso galvutes pagal gręžinio gylį ir formavimo sąlygas.

III. Kalėdų eglutė: „išmanusis jungiklis“ naftos ir dujų gavybai

Funkcija: Kalėdų eglutė yra valdymo įtaisas, įrengiamas gręžinio galvutėje po gręžinio išgavimo, naudojamas naftos ir dujų gavybai reguliuoti, gręžinio gręžimo operacijoms atlikti (pvz., dujų įpurškimui, parūgštinimui) ir gręžinio būklei stebėti.

Pagrindiniai komponentai

• Pagrindinis vožtuvas: kontroliuoja pagrindinio skysčio kanalo atidarymą ir uždarymą.
• Droselinis vožtuvas: reguliuoja srautą ir slėgį, kad būtų išvengta vamzdžių erozijos.
• Apsauginis vožtuvas: automatiškai išjungia skysčio tiekimą avariniu atveju.
• Slėgio matuokliai ir jutikliai: perduoda duomenis iš gręžinio galvutės realiuoju laiku.

Klasifikacija

Pagal slėgio įvertinimą klasifikuojamos į žemo slėgio Kalėdų eglutes (<35 MPa) ir aukšto slėgio Kalėdų eglutes (>70 MPa). Giliavandenėms Kalėdų eglutėms taip pat reikalingos atsparios korozijai ir aukštam slėgiui savybės.

IV. Uždusinimo ir žudymo kolektorius: „tikslusis tinklas“ slėgio reguliavimui

Funkcija: Naudodamas droselinių vožtuvų ir vamzdynų derinį, jis atlieka dvi pagrindines operacijas:

1. Užspringimas: reguliuoja priešslėgį gręžinio valdymo operacijų metu, kad subalansuotų formacijos slėgį.
2. Žudymas: Į gręžinį pumpuojamas didelio tankio gręžimo skystis, kad būtų slopinami smūgiai ar sprogimai.

Techniniai akcentai

• Pritaiko daugiapakopę droselinio vožtuvo konstrukciją, kad prisitaikytų prie skirtingų srauto ir slėgio reikalavimų.
• Įrengta nuotolinio valdymo sistema, siekiant sumažinti rankinio valdymo riziką.
• Kolektoriaus išdėstymas turi atitikti API standartus, kad būtų užtikrintas efektyvus reagavimas į avarines situacijas.

V. Nukreiptuvas: „Greitasis išbėgimo kanalas“ sekliam gręžimui

Funkcija: Paviršinio gręžimo metu (prieš įrengiant BOP), nukreipiklis gali greitai nukreipti gręžinio perpildymą į saugią vietą (pvz., degimo duobę), kad būtų išvengta nelaimingų atsitikimų, kuriuos sukelia staigus negilių dujų išsiskyrimas.

Veikimo principas

• Įgalina įprastas gręžimo operacijas naudojant rotacinį sandarinimo įtaisą, tuo pačiu išlaikant nukreipimo kanalą paruoštą naudoti.
• Aptikus perpildymą, hidraulinė sistema nedelsiant įsijungia ir atidaro nukreipimo vožtuvą.

Taikymo scenarijai: jūrinės gręžimo platformos, pelkėtos teritorijos ir kitos aplinkai jautrios teritorijos.

Technologinė evoliucija ir ateities tendencijos

Naftos ir dujų žvalgybai plečiantis į sudėtingus telkinius, tokius kaip itin gilūs gręžiniai, skalūnų dujos ir gamtinių dujų hidratai, gręžinių galvučių įrankiai tobulėja, siekiant išmanesnių, atsparesnių dideliam slėgiui (> 140 MPa) ir aukštai temperatūrai (> 200 ℃). Pavyzdžiai:

• Skaitmeninis BOP: integruotas su slėgio jutikliais ir dirbtinio intelekto algoritmais, kad būtų galima automatiškai iš anksto įspėti ir uždaryti gręžinį.
• Lengvas kompozitinis korpuso galvutės paviršius: sumažina svorį ir padidina atsparumą korozijai.
• Visiškai elektrinė Kalėdų eglutė: pakeičia tradicinį hidraulinį valdymą, kad prisitaikytų prie giliavandenės ir Arkties aplinkos.

Kontaktas: Jessie Zhou

Mobilusis telefonas / „WhatsApp“: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com