Ylöspäin suuntautuva prosessi: Poraus

Porauslautta

Porauslautat ovat hyvin erikokoisia ja sijaitsevat joko merellä tai maalla, ja ne vaihtelevat pienikokoisista siirrettävistä yksiköistä pilvenpiirtäjän kokoisiin pysyviin rakennelmiin. Pyörivä pöytä tai vaihtoehtoisesti ylävaihteisto pyörittää koko porausketjua, ja poranterä on porausketjun alaosassa. Riippumatta öljynporauslauttojen koosta, sijainnista tai tyypistä näillä koneilla on yksi tarkoitus: porautua syvälle öljykenttien säiliöihin hiilivetyjen talteenottoa varten.

Turvallisen ja tehokkaan toiminnan varmistamiseksi jokainen porauslautta tarvitsee lukemattomia antureita. Ne vaihtelevat kruunulohkon kokoonpanossa olevista lämpötilakompensoiduista veto-/puristusvoiman antureista porausnesteen laitteiston tasoantureihin ja paineantureihin. Vastuslämpömittarit, joiden ohutkalvotekniikka kestää voimakasta tärinää ja sykintää, auttavat valvomaan monien pumppujen ja moottoreiden kuntoa, jotka mahdollistavat porauskaivon porauksen.

Mutapumppu

Kun poranterä ja poraputki kaivautuvat maan läpi, yksi tai useampi mutapumppu lähettää lietteen porausreikään erittäin korkealla paineella - yli 7 000 psi (483 bar) syvien reikien porauksessa. Tällä porauslietteellä on useita tehtäviä:

• Voitelee ja jäähdyttää poranterän
• Huuhtelee kaivon porausjätteistä
• Tarjoaa tasauspaineen, joka estää muodostuman nesteiden pääsyn reikään

Tämä porausneste palaa sitten pintaan rengastilaa eli porausnarun ja porausreiän välistä tilaa pitkin.

Mutapumpussa on moottorilla varustettu voimanlähdepää ja nesteellä varustettu pää, jossa on portit. Vasaraliitoksen painelähetin, jossa on paksu korroosionkestävä mittauselementti, on yhdistetty IS-sulkuun (luonnostaan turvallinen) prosessipaineen valvomiseksi imu- ja poistoaukoissa. Painevälittimellä varustettu painemittari antaa myös paikallisen merkin pumpun poistopaineesta. Joissakin mutapumppukokoonpanoissa käytetään painemittaria koneen laakereita ja tiivisteitä voitelevan öljyn paineen seurantaan.

Puhalluksenestolaite ja BOP-sulkuyksikkö

Puhallukset (Blowouts) ovat tilanteita, joissa muodostuman nesteet, mukaan lukien helposti syttyvät hiilivedyt, virtaavat hallitsemattomasti ulos porausreiästä. Puhallusventtiilit (BOP:t) ja BOP-sulkemisyksiköt estävät tämän vaarallisen tilanteen.

BOP-paineventtiili, joka on asennettu turvallisesti kaivon päälle, on venttiilipino, joka on suunniteltu ohjaamaan ja tarvittaessa sulkemaan öljy- ja kaasulähde, jos porausreikään pääsee yllättäen nesteitä. Painemittarit sekä luonnostaan vaarattomat tai räjähdyssuojatut painelähettimet ovat keskeinen osa tätä kaivon valvontajärjestelmää.

Sulkemisyksikkö käyttää esiladattuja typpirakkojen akkupulloja, hydrauliikkanestettä sekä sähkö- ja ilmapohjaisia pumppuja paineen tuottamiseen BOP-pinon useiden toimintojen käyttämiseksi. Painemittareiden, painelähettimien ja pinta-antureiden avulla varmistetaan, että tämä turvamekanismi toimii asianmukaisesti, kun sitä tarvitaan.

Sementointiyksikkö

Sementoinnilla on tärkeä rooli porauksessa. Kun haluttu syvyys on saavutettu, porausputkisto poistetaan ja suojaputkisto asetetaan paikalleen. Ensisijainen sementointi sulkee eri muodostumisvyöhykkeet - öljyn, kaasun ja veden - porausreiästä. Se täyttää myös rengastilan pitääkseen suojaputken tukevasti paikallaan, estää sen korroosion ja suojaa sitä maanalaiselta paineelta. Toissijaisella sementoinnilla korjataan tai korjataan ensisijaista sementointityötä tai tukitaan tyhjentynyt kaivo.

Porauslaitteiston sementointiyksikkö, joka on asennettu joko jalustalle tai puoliperävaunuun, vastaanottaa vettä, kuivaa sementtiä, mutaa ja erityisiä lisäaineita varastosäiliöistä. Sen jälkeen se sekoittaa komponentit lyijylietteeksi ja loppulietteeksi, minkä jälkeen ne ruiskutetaan suojaputkeen ja sieltä rengastilaan. Sementointiyksikön ohjauspaneelin avulla käyttäjä voi säätää lietteiden virtausta ja tiheyttä, valvoa painetta ja muita parametreja. Painevalvontaan kuuluu olennaisena osana vasaraliitoksen painelähetin, joka on suunniteltu erittäin korkeille paineille ja joka kestää sementtiseoksen hankaavaa laatua.

Mutasäiliö

Mutasäiliöt ovat suuria moniosaisia säiliöitä, joissa käsitellään, sekoitetaan ja varastoidaan räätälöityä nestettä, jota mutapumppu kierrättää porauskaivoon ja sieltä ulos porauksen aikana. Pinnalle palattuaan käytetty muta pumpataan aktiivisäiliön eri osastojen läpi:

• 1. Imusäiliö odottamaan suodatusta
• 2. Kiintoaineen valvontajärjestelmä porausjätteiden (kivimurska, hiekka jne.) erottamiseksi
• 3. Kaasunpoistolaite, jolla poistetaan ilmat ja maakaasu
• 4. Kemikaalisäiliö lisäkäsittelyä varten tarvittaessa
• 5. Sekoitin seoksen uudelleen homogenisoimiseksi

Puhdistuksen jälkeen porausliete on valmis uudelleenkäyttöön. Varasäiliöihin varastoidaan ylimääräistä lietettä ja raskasta lietettä potkuja ja muita hätätilanteita varten.

Tasoantureiden avulla käyttäjät voivat seurata nesteen määrää kussakin osastossa. Mikä tärkeämpää, tasomittaus voi paljastaa ongelmat porauksen aikana:

• Tilavuuden lisääntyminen osoittaa, että kaivoon pääsee vettä tai muodostuman nesteitä (öljyä, kaasua).
• Tilavuuden väheneminen osoittaa, että porausliete pääsee muodostumaan halkeamien kautta.

Muta-altaissa käytettävän pinta-anturin on sovelluttava räjähdysvaarallisiin tiloihin. Laitteen on myös oltava kestävä, sillä porausliete on usein syövyttävää, viskoosista ja hiovaa, ja siinä on kiintoaineita. Mutasäiliöissä voidaan käyttää monenlaisia pinta-antureita, mutta kestävin ja huoltovapaa vaihtoehto on luontaisesti turvallinen uppoasennettava painelähetin, jolla voidaan mitata sekä nesteen tiheyttä että hydrostaattista painetta. Tukkeutumisen estävä kiinnitys antaa vakautta ja lisäsuojaa lietettä, turbulenssia ja fyysisiä vaurioita vastaan.

Vesisäiliöt

Porauspaikalla mutapumppu ruiskuttaa nestettä porausreikään voidellakseen ja jäähdyttääkseen poranterän, huuhdellakseen porausjätteitä kaivosta ja tuottaakseen tasauspaineen, joka estää muodostuman nesteiden pääsyn kaivoon. Tämä erikoisseos on joko vesi- tai öljypohjainen riippuen geologisesta muodostumasta, taloudellisista näkökohdista, ympäristömääräyksistä, mudan halutusta käyttötarkoituksesta ja muista tekijöistä.

Riippumatta siitä, mitä nestettä käytetään jatkuvana faasina, vesi on lähes aina porauslietteen komponentti - vaihtelevin prosenttiosuuksin. Vesi varastoidaan massiivisiin säiliöihin, jotka ovat valmiina johdettavaksi mutasäiliöihin ja sekoitettavaksi muiden komponenttien kanssa.

Upotettavat paineanturit mittaavat tarkasti ja luotettavasti porauspaikan vesisäiliöiden tason ja varmistavat, ettei vesi pääse valumaan yli eikä säiliö pääse kuivumaan. WIKA LevelGuard^TM tarjoaa paineanturille lisävakautta ja suojaa laitetta turbulenssilta ja rasitukselta.

Kuristimen jakoputki

Kuristimet ovat tärkeä osa porauslaitteiston porauskaivon ohjausjärjestelmää. Potkun aikana räjäytyksenestolaite (BOP) suljetaan, kun rengasreiästä virtaava muodostumisneste ja porausliete ohjataan kuristuslinjaan ja putkien, liitososien ja venttiilien muodostaman putkiston läpi. Kuristimen jakotukki tyhjentää kevyemmän porausmudan, jotta se pysyy MAASP-arvon (suurin sallittu rengaspaine) alapuolella, kun taas raskas muta pumpataan varamutasäiliöstä reikään, jotta porauskaivon hallinta saadaan takaisin. Kuristuskaapin vaihtoehtoiset reitit antavat käyttäjille mahdollisuuden ohjata virtausta tarpeen mukaan sulkemalla ja avaamalla venttiilejä. Joitakin kuristimia käytetään manuaalisesti, kun taas toisia ohjataan hydraulisesti (kauko-ohjatusti).

Painemittarit ja painelähettimet, jotka ovat olennainen osa kuristimen jakeluputkijärjestelmää, sijaitsevat useissa paikoissa, kuten:

• Kuristusjohdon ja jakoputken yhtymäkohta (yksi johto)
• Kun jakotukki johtaa nesteitä kuoppaan ja/tai lietesäiliöön (useita linjoja)

Luotettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi kuristimen jakeluputkeen asennettujen paineantureiden on täytettävä seuraavat vaatimukset:

• Korkea tarkkuus ja minimaalinen vasteaika
• Korroosion- ja kulutuskestävyys
• Korkea sääsuojaus (IP-luokitus)
• Hyväksyntä räjähdysvaarallisille alueille (luonnostaan turvallinen, räjähdyssuojattu jne.)