Рождественская елка (нефтяная скважина)

При нефти и природного газа добыче рождественская елка или елка представляет собой совокупность клапанов, обсадных труб и фитингов, используемых для регулирования потока труб в нефтяной скважине , газовой скважине , водонагнетательной скважине , водоотводящей скважине, закачке газа. колодец, конденсатный колодец и другие типы колодцев.

Обзор

Первая примитивная рождественская елка была использована братьями Хэмилл, чтобы взять Спиндлтоп под контроль . Он состоял из Т-образного клапана с 6-дюймовым (150 мм) и 8-дюймовым (200 мм) клапаном на вертикальной трубе и 6-дюймовым клапаном на горизонтальной трубе. Сначала закрывался вертикальный клапан, а затем клапан горизонтальной трубы. ^[1]^[2]

Рождественские елки используются как на надводных, так и на подводных скважинах. Тип дерева обычно определяют как «подводное дерево» или «надводное дерево». Каждая из этих классификаций имеет ряд разновидностей. Примеры подводных елок включают обычные, двухстворчатые, одностворчатые, TFL (сквозной трубопровод), горизонтальные, донные, донные горизонтальные, с боковым клапаном и TBT (сквозная елка). Самая глубокая подводная елка находится в Мексиканском заливе на высоте примерно 9000 футов (2700 м). Текущие технические ограничения составляют примерно до 3000 метров, рабочие температуры от -50 до 350 ° F (от -46 до 177 ° C) и давление до 15 000 фунтов на квадратный дюйм (100 МПа).

Основная функция дерева — контролировать поток нефти или газа из скважины. (Дерево также можно использовать для контроля закачки газа или воды в непроизводящую скважину с целью повышения дебита нефти из других скважин.) Когда скважина и оборудование готовы к добыче и приему нефти или газа, дерево клапаны открываются, и пластовые флюиды проходят через выкидную линию. Это ведет к перерабатывающему комплексу, складу хранения и/или другому трубопроводу, который в конечном итоге ведет к нефтеперерабатывающему заводу или распределительному центру (для газа). Выкидные линии на подводных скважинах обычно ведут к стационарной или плавучей добывающей платформе или к судну-хранилищу или барже, известному как плавучее судно-хранилище-разгрузчик (FSO), или плавучая технологическая установка (FPU), или плавучее судно для добычи, хранения и разгрузки ( ФПСО).

Дерево часто обеспечивает множество дополнительных функций, включая точки закачки химикатов, средства вмешательства в скважину, средства сброса давления, точки мониторинга (такие как давление, температура, коррозия, эрозия, обнаружение песка, расход, состав потока, обратная связь по положению клапана и дроссельной заслонки ), и точки подключения таких устройств, как скважинные датчики давления и температуры (DHPT). В добывающие скважины можно закачивать химикаты, спирты или нефтяные дистилляты, чтобы предотвратить проблемы с добычей (например, засоры).

Функциональность можно расширить за счет использования системы управления на подводной елке для мониторинга, измерения и реагирования на выходные сигналы датчиков на елке или даже в стволе скважины. Система управления, прикрепленная к елке, управляет скважинным предохранительным клапаном (СКССВ, ДХСВ, СССВ), а елка действует как средство крепления и трубопровода системы управления к скважинному предохранительному клапану.

Сложность деревьев возросла за последние несколько десятилетий. Они часто изготавливаются из стальных блоков, содержащих несколько клапанов, а не собираются из отдельных фланцевых компонентов. Это особенно актуально для подводных применений, где сходство с рождественскими елками больше не существует, учитывая раму и системы поддержки, в которые встроен главный блок клапанов.

Обратите внимание, что елка и устье скважины — это отдельные части оборудования, которые не следует путать с одной и той же деталью. Рождественская елка устанавливается на вершине устья скважины. Устье скважины используется без рождественской елки во время буровых работ, а также в ситуациях, когда елка устанавливается на вершине стояка. В скважинах, добываемых штанговыми насосами (домкратами, качающимися ослами, кузнечиками и т. д.), часто не используется дерево из-за отсутствия требований по сдерживанию давления.

Клапаны

Подводные и надводные елки имеют большое разнообразие конфигураций клапанов и комбинаций клапанов с ручным и/или приводом (гидравлическим или пневматическим). Примеры указаны в спецификациях API 6A и 17D.

Базовая наземная елка состоит из двух или трех ручных клапанов (обычно задвижек из-за их характеристик потока, т.е. низкого ограничения потока жидкости при полностью открытом положении).

Типичная сложная накладная елка будет иметь как минимум четыре или пять створок, обычно расположенных в виде распятия (отсюда и термин «рождественская елка»). Два нижних клапана называются главными клапанами (верхний и нижний соответственно). Главные клапаны обычно находятся в полностью открытом положении и никогда не открываются и не закрываются, когда скважина течет (за исключением аварийных ситуаций), чтобы предотвратить эрозию уплотнительных поверхностей клапана. Нижний главный клапан обычно управляется вручную, тогда как верхний главный клапан часто приводится в действие гидравлически, что позволяет использовать его в качестве средства дистанционного закрытия скважины в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Приводной крыльевой клапан обычно используется для закрытия скважины во время притока, таким образом сохраняя главные клапаны для принудительного закрытия в целях технического обслуживания. Крыльчатые клапаны с гидравлическим приводом обычно сконструированы так, чтобы быть безопасно закрытыми, то есть им требуется активное гидравлическое давление, чтобы оставаться открытыми. Эта функция означает, что в случае выхода из строя управляющей жидкости скважина автоматически закроется без каких-либо действий оператора.

Правый клапан часто называют крыльевым клапаном потока или эксплуатационным крыльевым клапаном, поскольку он находится на пути потока углеводородов к производственным объектам (или на пути воды или газа от добычи к скважине в случае нагнетательных скважин). .

Левый клапан часто называют глушителем (KWV). В основном он используется для закачки таких жидкостей, как ингибиторы коррозии или метанол, для предотвращения образования гидратов. В Северном море его называют неактивным боковым рукавом (НАСА). Обычно он управляется вручную.

Клапан наверху называется тамбурным клапаном и находится на пути, используемом для проведения работ в скважинах, таких как канатные и гибкие насосно-компрессорные трубы . Для таких операций на верхушку дерева устанавливается лубрикатор, а проволока или катушка опускается через лубрикатор мимо тампонного клапана в скважину. Обычно этот клапан управляется вручную.

У некоторых деревьев есть второй тампонный клапан, оба расположены один над другим. Цель состоит в том, чтобы позволить смонтировать оборудование с вершины дерева при работающем колодце, сохраняя при этом правило двух барьеров . При наличии только одного тампонного клапана верхний главный клапан обычно закрывается, действуя в качестве второго барьера, вынуждая скважину закрывать на день во время операций по спуску буровой установки. Однако избежание задержки производства на один день обычно является слишком маленькой выгодой, чтобы оправдать дополнительные расходы на приобретение рождественской елки со вторым тампонным клапаном.

Подводные елки доступны как в вертикальной, так и в горизонтальной конфигурациях, а также доступны дополнительные специальные исполнения, такие как двухстворчатые, одноствольные, концентрические, сквозные, донные, без направляющих или направляющие. Подводные деревья могут варьироваться по размеру и весу от нескольких тонн до примерно 70 тонн для применения под высоким давлением и на большой глубине (глубже более 3000 футов или 910 м) без каких-либо указаний. Подводные елки содержат множество дополнительных клапанов и аксессуаров по сравнению с надводными елки. Обычно подводная елка имеет дроссельный клапан (позволяет контролировать поток), интерфейс подключения выкидной линии (ступица, фланец или другое соединение), подводный интерфейс управления (гидравлический, электрогидравлический или электрический) и датчики для сбора данных, например такие как давление, температура, поток песка, эрозия, многофазный поток и однофазный поток, такой как вода или газ.

Изображения надводной и подводной рождественской елки

См. также

Завершение – Последняя операция на нефтяных и газовых скважинах.
Нефтяное месторождение — подземный бассейн углеводородов.
Нефтяная скважина – скважина, пробуренная для добычи сырой нефти и/или газа.

Ссылки

^ Олиен, Диана; Олиен, Роджер (2002). Нефть в Техасе, эпоха фонтанирующих фонтанов, 1895–1945 гг . Остин: Издательство Техасского университета. п. 31. ISBN 0292760566 .
^ Линсли, Джудит; Риенстрад, Эллен; Стайлз, Джо (2002). Гигант под холмом, История открытия нефтяного месторождения Спиндлтоп в Бомонте, штат Техас, в 1901 году . Остин: Историческая ассоциация штата Техас. стр. 121–126. ISBN 9780876112366 .

Спецификации API 6A и 17D.
GE Oil & Gas XT
ISO 10423:2009 Нефтяная и газовая промышленность. Буровое и производственное оборудование. Устьевое и елочное оборудование.
NORSOK STANDARD D-010, Целостность скважин при бурении и эксплуатации скважин , Ред. 3, август 2004 г.

[oo-1] Олиен, Диана; Олиен, Роджер (2002). Нефть в Техасе, эпоха фонтанирующих фонтанов, 1895–1945 гг . Остин: Издательство Техасского университета. п. 31. ISBN 0292760566 .

[jl-2] Линсли, Джудит; Риенстрад, Эллен; Стайлз, Джо (2002). Гигант под холмом, История открытия нефтяного месторождения Спиндлтоп в Бомонте, штат Техас, в 1901 году . Остин: Историческая ассоциация штата Техас. стр. 121–126. ISBN 9780876112366 .

[1]

[2]