Phân tích các thiết bị đầu giếng dầu: chức năng và cấu trúc của bộ đệm, tees và chéo

Giới thiệu

Thiết bị đầu tư dầu khí là một trung tâm quan trọng kết nối hệ thống sản xuất bề mặt và giếng nước dưới lòng đất. Nó chịu trách nhiệm chịu được áp suất cao, nhiệt độ cao và chất lỏng ăn mòn từ dưới lòng đất, đồng thời đảm bảo kiểm soát và chuyển hướng an toàn. Trong các thiết bị đầu tốt, ống chỉ, tees và chéo đóng một vai trò quan trọng. Chúng không chỉ là các thành phần của thiết bị đầu giếng, mà còn là cốt lõi để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả của các hoạt động.

1. Chức năng và cấu trúc của bộ đệm vỏ bọc

Chức năng của ống chỉ
CASING CHIA SẺ là một thành phần chịu áp lực quan trọng trong thiết bị đầu giếng. Nó thường được cài đặt ở dưới cùng của đầu giếng, giữa móc áo (móc áo vỏ) và bộ ngăn chặn thổi (BOP) và có các chức năng sau:
Mang trọng lượng của vỏ: Trong quá trình khoan, mỗi lớp vỏ được hỗ trợ bởi các ống chỉ để chịu trọng lượng của nó và trọng lượng của thiết bị phụ trợ.
Đạt được niêm phong áp lực: Có nhiều vỏ annuli (vỏ bọc) ở đầu giếng. Các ống chỉ đạt được sự niêm phong độc lập của vỏ bọc ở mỗi cấp bằng cách lắp đặt móc áo và thiết bị niêm phong để ngăn chặn dòng dầu khí.
Cung cấp một giao diện cho các hoạt động hình khuyên: ổ cắm bên của ống chỉ có thể được kết nối với van thoát nước và thiết bị giám sát áp suất, thuận tiện cho các hoạt động trọng lượng hình khuyên, thoát nước hoặc giám sát.
Tính năng cấu trúc
Cơ thể chính: Được rèn bằng thép hợp kim cường độ cao (vật liệu phổ biến AISI 4130), nó có khả năng chống áp suất cao và khả năng chống va đập. Áp lực làm việc thường nằm trong khoảng từ 2.000 psi đến 15.000 psi.
Thiết bị treo: móc treo vỏ được cài đặt bên trong để sửa chuỗi vỏ được hạ thấp.
Hệ thống niêm phong: Các hình thức niêm phong phổ biến bao gồm niêm phong kim loại, niêm phong cao su hoặc con dấu kết hợp để đảm bảo hiệu suất niêm phong áp suất cao của annulus.
Đầu ra bên: Nói chung, hai hoặc bốn ổ cắm bên được cấu hình để lắp đặt van, đồng hồ đo áp suất và thiết bị thoát nước. Tiêu chuẩn giao diện thường tuân thủ thông số kỹ thuật kết nối mặt bích API 6A.

2. Chức năng và cấu trúc của tees và chéo

Tổng quan về chức năng
Tees và chéo là các thành phần quan trọng của các hệ thống đầu giếng và đa dạng. Chúng thường được cài đặt trong các đa tạp choke, đường ống gãy hoặc thiết bị thử nghiệm. Các chức năng chính bao gồm:
Chuyển hướng chất lỏng và hợp lưu: Hướng dẫn đầu giếng tạo ra chất lỏng theo các hướng khác nhau như van sặc, bơm gãy, thiết bị thử nghiệm, v.v. hoặc hợp nhất nhiều chất lỏng và vận chuyển chúng đến các hệ thống xử lý tiếp theo.
Giám sát và kiểm soát áp suất: Lắp đặt máy đo áp suất hoặc cảm biến thông qua cổng bên để đạt được giám sát áp suất thời gian thực và đảm bảo an toàn hoạt động.
Kết nối nhiều thiết bị vận hành: Trong các điều kiện làm việc phức tạp như gãy xương, axit hóa và sửa chữa tốt, tees và chéo có thể được cấu hình linh hoạt để đáp ứng nhu cầu của các hoạt động song song nhiều chiều.
Sự khác biệt giữa tees và chéo
TEE (TEES): Có một đầu vào và hai cửa hàng, theo hình "T", phù hợp cho chuyển hướng chất lỏng đơn hoặc tiêm.
Ngã tư (bốn chiều): Có một đầu vào và ba cửa hàng, trong hình dạng "chéo", phù hợp cho các điều kiện làm việc song song nhiều chiều, như kết nối điều chỉnh, gãy xương và đường ống áp suất ngược cùng một lúc.
Các tính năng cấu trúc và thiết kế
Quy trình sản xuất: Thép rèn cường độ cao được sử dụng, được xử lý nhiệt để cải thiện khả năng chống mài mòn và khả năng chống va đập, và bề mặt thường được xử lý bằng lớp phủ chống ăn mòn.
Phương thức kết nối: Các phương thức kết nối phổ biến bao gồm kết nối mặt bích API, kết nối luồng hoặc kết nối kẹp nhanh, thuận tiện cho việc cài đặt và tháo gỡ nhanh chóng trên trang web.
Thiết kế khoang bên trong: Kênh dòng chảy bên trong được tối ưu hóa để giảm sức cản và xói mòn dòng chảy và tăng tuổi thọ dịch vụ. Đối với điều kiện gãy, tường bên trong có thể được phun các vật liệu chống mài mòn để chống xói mòn cát.
Mức áp suất: Mức áp suất phổ biến là 5.000 psi, 10.000 psi và 15.000 psi, có thể đáp ứng các yêu cầu áp suất đầu tốt khác nhau.

3. Synergy của ba người trong hệ thống đầu giếng

CASING CHIA SẺ, TEES VÀ CROSSES KHÔNG HOẠT ĐỘNG ĐỘC QUYỀN, nhưng làm việc cùng nhau trong các hoạt động đầu giếng:
CASING SPOOL cung cấp ổ trục và niêm phong cơ bản: nó tạo thành "bộ xương" của cấu trúc đầu giếng, hỗ trợ các thiết bị trên và phân lập các áp lực hình khuyên khác nhau.
Tees và vượt qua phân bổ chất lỏng hoàn chỉnh và kiểm soát áp suất: thông qua thiết kế đa cửa hàng của họ, họ có thể đạt được sự phân tán chất lỏng đầu tốt, phát hiện áp lực và truy cập thiết bị bên ngoài.
An toàn và tính linh hoạt của hệ thống tổng thể: Thiết kế mô -đun này làm cho đầu giếng thích ứng cao để đáp ứng các yêu cầu hoạt động khác nhau như khoan, bẻ gãy, sửa chữa tốt và thử nghiệm.

4. Tiêu chuẩn, tài liệu và khuyến nghị lựa chọn

Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn
API 6A: "Thiết bị đầu tốt và cây Giáng sinh" là tiêu chuẩn quốc tế chính cho thiết kế, sản xuất và thử nghiệm các thiết bị đầu giếng.
ISO 10423: Một tiêu chuẩn quốc tế tương đương với API 6A, áp dụng cho ngành dầu khí toàn cầu.
NACE MR0175: Yêu cầu vật liệu đối với các điều kiện H₂s để ngăn chặn vết nứt ứng suất hydro sunfua.
Lựa chọn vật chất
Điều kiện bình thường: Thép giả mạo AISI 4130, với độ bền cao và độ bền tốt.
Điều kiện chua: Sử dụng CRA (hợp kim chống ăn mòn) hoặc thép không gỉ, chẳng hạn như 410SS, 17-4ph, để cải thiện khả năng chống ăn mòn.
Áp suất cao và điều kiện nhiệt độ cao (HPHT): Hợp kim hợp kim đặc biệt hoặc hợp kim dựa trên niken là cần thiết để đảm bảo sự ổn định lâu dài.
Điểm lựa chọn
Chọn mức áp suất thích hợp (2.000 psi ~ 15.000 psi) theo áp suất đầu giếng.
Chọn vật liệu theo các điều kiện làm việc (phương tiện ăn mòn, nhiệt độ, độ mài mòn).
Xem xét các tiêu chuẩn giao diện và khả năng tương thích hệ thống đầu giếng (kích thước mặt bích API 6A).

5. Xu hướng tương lai

Khả năng thích ứng cao và nhiệt độ cao: Với sự phát triển của dầu khí độc đáo, thiết bị đầu giếng phải có khả năng chịu áp lực hơn 20.000 psi.
Cải thiện sự ăn mòn và kháng mòn: Sử dụng các vật liệu tiên tiến và các quy trình lớp phủ để tăng tuổi thọ của thiết bị.
Phát triển thông minh: Cảm biến giám sát áp lực tích hợp để đạt được việc thu thập dữ liệu thời gian thực và kiểm soát từ xa ở đầu giếng, cải thiện mức độ an toàn và tự động hóa.