Analiza opreme za naftu i plin: Funkcija i struktura kalema za kućište, majice i križevi

Uvod

Oprema za naftu i plin je važno središte koje povezuje podzemni sustav bušotine i površinske proizvodnje. Odgovoran je za izdržavanje visokog tlaka, visoke temperature i korozivne tekućine iz podzemlja, istovremeno osiguravajući sigurnu kontrolu i skretanje. U opremi za bušotinu, kalem za kućište, majice i križevi igraju ključnu ulogu. Oni nisu samo komponente opreme bušotine, već i jezgra koja osigurava sigurnost i učinkovitost poslovanja.

1. Funkcija i struktura kalema za kućište

Funkcija kalema za kućište
Kalem je važna komponenta pritiska u uređaju za bušotine. Obično se instalira na dnu bušotine, između vješalice za kućište (vješalica za kućište) i puhanja za sprečavanje puhanja (BOP) i ima sljedeće funkcije:
Nošenje težine kućišta: Tijekom postupka bušenja, svaki sloj kućišta podržava kalem za kućište kako bi nosio njegovu težinu i težinu pomoćne opreme.
Postizanje zapečaćenja pritiska: na glavi bunara postoje višestruki annuli kućišta (anulus kućišta). Spool za kućište postiže neovisno brtvljenje anuli za kućište na svakoj razini instaliranjem vješalice i uređaja za brtvljenje kako bi se spriječio protok nafte i plina.
Pružanje sučelja za prstenaste operacije: bočni izlaz kalema za kućište može se povezati s odvodnim ventilom i uređajem za praćenje tlaka, koji je prikladan za prstenaste ponderiranja, odvodnje ili praćenja.
Strukturne značajke
Glavno tijelo: kovano sa leguranim čelikom visoke čvrstoće (uobičajeni materijal AISI 4130), ima otpornost na visoki tlak i otpornost na udarce. Radni tlak je obično između 2.000 psi i 15 000 psi.
Uređaj za visenje: Unutra je instalirana vješala za popravljanje spuštenog niza kućišta.
Sustav brtvljenja: Uobičajeni oblici za brtvljenje uključuju metalne brtve, gumene brtve ili kombinirane brtve kako bi se osiguralo performanse brtvljenja visokog pritiska anulusa.
Bočno izlaz: Općenito, dvije ili četiri bočne utičnice konfigurirane su za ugradnju ventila, mjerača tlaka i uređaja za odvodnju. Standard sučelja obično u skladu s specifikacijom prirubnice API 6A prirubnice.

2. Funkcija i struktura majice i križeva

Pregled funkcije
Teas i križevi važni su komponente sustava bušotine i razvodnika. Često se instaliraju u prigušnice, plinovode za lomljenje ili testne uređaje. Glavne funkcije uključuju:
Preusmjeravanje tekućine i spajanje: Vodite bušotinu proizvedenu tekućinu u različitim smjerovima kao što su ventili za prigušnice, pumpe za lomljenje, ispitna oprema itd. Ili spajajte više tekućine i prevodite ih u sljedeće sustave za obradu.
Nadgledanje tlaka i kontrola: Ugradite mjerač tlaka ili senzor kroz bočni priključak kako biste postigli praćenje tlaka u stvarnom vremenu i osigurali operativnu sigurnost.
Spojite više radne opreme: U složenim radnim uvjetima kao što su lomljenje, zakiseljavanje i popravak bušotine, majice i križevi mogu se fleksibilno konfigurirati kako bi zadovoljili potrebe višestrukih paralelnih operacija.
Razlike između tinejdžera i križeva
Tees (tinejdžeri): imaju jedan ulaz i dva utičnice, u oblika "T", pogodno za preusmjeravanje ili ubrizgavanje tekućine s jednim granom.
Križevi (četveronožni): imaju jedan ulaz i tri utičnice, u "križnom" obliku, pogodnom za višestruke paralelne radne uvjete, poput povezivanja plinovoda za gas, lomljenja i povratnog tlaka.
Strukturne i dizajnerske značajke
Proces proizvodnje: Koristi se kovani čelik visoke čvrstoće, toplinski obrađen za poboljšanje otpornosti na habanje i otpornost na udarce, a površina se obično tretira antikorozijskim premazom.
Metoda povezivanja: Uobičajene metode povezivanja uključuju API prirubnicu, navodni priključak ili brzu vezu stezanja, što je prikladno za brzu instalaciju i rastavljanje na licu mjesta.
Dizajn unutarnje šupljine: Kanal unutarnjeg protoka optimiziran je za smanjenje otpornosti na protok i erozije i povećanje radnog vijeka. Za uvjete lomljenja, unutarnji zid može se prskati materijalima otpornim na habanje kako bi se otporno na eroziju pijeska.
Razina tlaka: Uobičajena razina tlaka je 5000 psi, 10 000 psi i 15 000 psi, što može udovoljiti različitim zahtjevima tlaka u bušotini.

3. Sinergija trojice u sustavu bušotine

Spool, majice i križevi ne djeluju samostalno, već rade zajedno u operacijama bušotine:
Spool za kućište pruža osnovni ležaj i brtvljenje: čini "kostur" strukture bušotine, podržava gornju opremu i izolira različite prstenaste pritiske.
Tees i prelazi potpunu raspodjelu tekućine i kontrolu tlaka: kroz njihov višestruki dizajn mogu postići preusmjeravanje tekućine, otkrivanje tlaka i pristup vanjskoj opremi.
Sigurnost i fleksibilnost cjelokupnog sustava: Ovaj modularni dizajn čini bušotinu vrlo prilagodljivim kako bi se zadovoljile različite operativne zahtjeve kao što su bušenje, lomljenje, popravak bunara i testiranje.

4. Standardi, materijali i preporuke za odabir

Standardne specifikacije
API 6A: "Oprema za bunar i božićna drvca" glavni je međunarodni standard za dizajn, proizvodnju i testiranje opreme za bušotinu.
ISO 10423: Međunarodni standard ekvivalent API 6A, primjenjiv na globalnu industriju nafte i plina.
NACE MR0175: materijalni zahtjevi za H₂S uvjetima kako bi se spriječilo pucanje hidrogen sulfida.
Odabir materijala
Normalni uvjeti: AISI 4130 kovani čelik, s velikom čvrstoćom i dobrom žilavošću.
Kiseri uvjeti: Koristite CRA (legura otporne na koroziju) ili nehrđajući čelik, poput 410SS, 17-4ph, za poboljšanje otpornosti na koroziju.
Uvjeti visokog tlaka i visoke temperature (HPHT): Potrebni su legura na bazi čelika ili nikla za osiguranje dugoročne stabilnosti.
Točke odabira
Odaberite odgovarajuću razinu tlaka (2.000 psi ~ 15 000 psi) prema tlaku bušotine.
Odaberite materijal prema radnim uvjetima (korozivni mediji, temperatura, abrazivnost).
Razmotrite standarde sučelja i kompatibilnost sustava bušotine (API 6A veličina prirubnice).

5. Budući trendovi

Prilagodljivost visokog tlaka i visoke temperature: s razvojem nekonvencionalnog nafte i plina, oprema za bušotinu mora imati kapacitet koji nosi pritisak više od 20 000 psi.
Poboljšana otpornost na koroziju i habanje: Upotrijebite napredne materijale i procese premaza za povećanje vijeka opreme.
Inteligentni razvoj: Integrirani senzori praćenja tlaka radi postizanja prikupljanja podataka u stvarnom vremenu i daljinskog upravljanja na bušotini, poboljšavajući razinu sigurnosti i automatizacije.