Upstream-prosessi: Tuotanto

Öljynporauskaivon huoltolaitteet

Käytännölliset ja monipuoliset kierrettyihin putkiin asennettavat yksiköt (CTU) ovat eräänlaisia porauslaitteita, joilla on monia sovelluksia:

• Mekaaniset ja kemialliset puhdistukset ja tyhjennykset
• Poraus ja jyrsintä
• Sementointi
• Laukaisu (porausjohdon osan irrottaminen ja vaihtaminen)
• Kalastus (esineiden hakeminen porausreiästä)
• Hydraulinen murtaminen ja uudelleenmurtaminen
• Tuotannon käynnistäminen tai uudelleen stimulointi

Hydrauliset aggregaatit tuottavat tarvittavan tehon nostolaitteiden (nosturi, hanhenkaula) ohjaamiseen, putken irrottamiseen, sen työntämiseen porausreikään injektorikokoonpanon avulla ja putken uudelleen kelaamiseen. Ohjaamosta käsin operaattorit ohjaavat mekaanisia ja paineenvalvontalaitteita (PCE). CTU:n mittauslaitteisiin kuuluvat hydraulisen tehoyksikön paine- ja lämpötila-anturit, injektoripään voima-anturit ja ohjaamon painemittarit.

Kaivonpää ja joulukuusi

Porauskaivon pää on putkiliitosten, kelojen ja sovittimien järjestelmä, josta vaippajohto on ripustettu ja josta raakaöljy/kaasu virtaa. Tällä laitteella, joka tunnetaan myös nimellä putkipää, on toinenkin tärkeä tehtävä: se pitää sisällään paineistetun kaivonesteen (jäteveden).

Venttiilien, liitososien ja kuristimien järjestely on yleensä asennettu porauskaivon päähän. Joulukuuseksi kutsuttu venttiili- ja liitinrakennelma on saanut nimensä haarautuvasta rakenteestaan, ja se toimii monimutkaisena virtausjärjestelmänä, jonka avulla tuotantoa voidaan ohjata putkistoihin ja säiliöihin.

Raskaat mekaaniset painemittarit valvovat painetta kotelossa, putkistossa, virtausputkessa ja muissa laitteiston kohdissa. Kaivonpäälaitteissa käytettävien elektronisten paine- ja prosessilähettimien on oltava hyväksyttyjä itsestään turvallisiksi tai räjähdyssuojatuiksi, jotta tuotantopaikka pysyy turvallisena.

Imupumppujärjestelmä

Keinupumput (sucker rod -pumput) ovat yleinen näky öljyä tuottavilla alueilla. Mekanismi on yksinkertainen ja tehokas: Käynnistimen (sähkömoottorin) käyttämä kampi liikuttaa vipuvarren - joka koostuu kävelypalkista ja sen toisessa päässä olevasta hevosenpäästä - ylös ja alas. Kiillotettu imutanko, joka on kiinnitetty hevosen päähän ja kierretty kantopalkin läpi, työnnetään porausreiän läpi ja putken pituutta pitkin. (Mitä syvemmällä kaivo on, sitä pidempi on tämä tankojohto ja sitä suurempi on öljyhevonen.) Imutanko imee hitaasti kaivonestettä ylöspäin tankojohdon päässä ja suojaputken alapäässä olevien avautuvien ja sulkeutuvien venttiilien avulla. Kaivon alkupäässä neste ohjataan virtausputkeen ja johdetaan sitten varastosäiliöön myöhempää kuljetusta varten.

Kaivon päässä olevan painemittarin ja virtausputkessa olevan painelähettimen avulla operaattorit voivat valvoa ja ohjata pumpattua jätevettä. Kävelypalkissa oleva kaltevuusanturi seuraa kiillotetun tangon liikettä ja asentoa, kun taas kantopalkissa oleva erityisesti suunniteltu kuorma-anturi valvoo voimaa, jonka kiillotettu tanko kokee ylöspäin suuntautuvien liikkeiden aikana. Näitä dynamometrikortteihin kirjattuja tietoja hyödynnetään analysoitaessa pumppausolosuhteita ja imutankoyksikön tehokkuutta.

Mäntänostojärjestelmä

Tuotannon väheneminen on osa kaivon luonnollista kiertokulkua, mutta useat tekijät voivat nopeuttaa laskua. Yksi näistä tekijöistä on nestekuormitus. Kaivoneste on maakaasun ja nesteen yhdistelmä. Kaasun kriittinen virtausnopeus (CFR) on vähimmäisnopeus, jolla kaasun on kuljettava nesteen nostamiseksi takaisin. CFR:n alapuolella kaivo alkaa latautua. Jos reiän alla olevaa nestettä ei poisteta, tuotanto vähenee ja lopulta loppuu kokonaan.

Mäntänostin, joka asennetaan mieluiten ennen kuin kuormitus on vakava ongelma, on edullinen ratkaisu pystysuoriin kaivoihin. Tämän mekaanisen järjestelmän tarvitsema ainoa teho voi tulla pienestä aurinkopaneelista. Asennus aloitetaan sijoittamalla puskurijousi kierukkaputkiyksikön avulla pystysuoran kaivoputken alaosaan; kaivonpään yläosassa on voitelulaite, jossa on vapaasti toimiva mäntä. Kun elektroninen ohjain havaitsee kuormituksen, se sulkee moottoriventtiilin pysäyttääkseen virtauksen putkessa. Tämä vapauttaa männän, joka putoaa nestekerroksen läpi ja jää puskurin päälle. Koska kaivo on nyt suljettu, paine nousee sisälle; kun paine saavuttaa ennalta määritellyn tason, moottoriventtiili avautuu uudelleen. Tämä äkillinen paineenmuutos nostaa mäntää, joka työntää luodin ylös ja ulos kaivosta. Tämän jälkeen mäntä palaa takaisin voitelulaitteeseen, jolloin saapumisanturi avaa moottoriventtiilin, joka päästää kaasun jälleen virtaamaan. Sykli toistuu automaattisesti aina, kun ohjain havaitsee, että kuormaus on käynnissä.

Mäntänostojärjestelmät perustuvat paineantureihin ja -mittareihin, joilla havaitaan maakaasun paineen määrä putkistossa, jotta mäntä voidaan käyttää optimaalisesti. Räjähdysvaarallisten kaasuhöyryjen vuoksi on käytettävä luonnostaan turvallisia tai räjähdyssuojattuja paineantureita.

Progressiivinen ontelopumppujärjestelmä

Lähes kaikki öljy- ja kaasulähteet voivat tarvita pientä lisäpotkua, erityisesti kypsät öljylähteet, joiden virtaus on hiipumassa. Yksi tapa lisätä tuottavuutta pystysuorassa tai poikkeavassa kaivossa on käyttää progressiivista ontelopumppua (PCP).

Tämä keinotekoinen nostojärjestelmä koostuu spiraalinmuotoisesta metalliroottorista (positiivinen tila), joka on asennettu elastomeerista valmistettuun staattoriin (negatiivinen tila). Roottori, joka on kuin sisäinen hammaspyörä, pyörii paikallaan olevan staattorin sisällä, joka toimii kuin kiinteä ulompi hammaspyörä. Kaivoneste tulee imupäähän ja täyttää roottorin ja staattorin välisen tilan. Pumpun toiminnan aikana roottorin lohko osuu staattorin lohkoon muodostaen jokaisella kierroksella suljetun ontelon. Näin neste nostetaan asteittain pintaan porauskaivon pään kautta. Onteloiden ansiosta PCP-järjestelmät pystyvät käsittelemään viskoosista öljyä, hiekkaa ja muita hydraulisessa murtamisessa yleisiä kiinteitä materiaaleja.

Pinnan seuranta ja valvonta, joka tapahtuu painemittareilla ja luonnostaan turvallisilla tai räjähdyssuojattuilla painelähettimillä, antaa käyttäjille mahdollisuuden optimoida tämä keinotekoinen nostojärjestelmä.

Kaasunostinjärjestelmä

Joissakin tuotantokaivoissa virtaus on hidasta nestekuormituksen vuoksi. Pystysuorassa porauskaivossa tämä nestemäinen lätäkkö voidaan poistaa mekaanisesti; huonosti virtaavissa vaakasuorissa kaivoissa voidaan käyttää kaasupohjaista keinotekoista nostojärjestelmää.

Kaasunostojärjestelmä jäljittelee luonnollista nostoa täydentämällä muodostumakaasua ulkoisella kaasulähteellä. Ensin asennetaan sarja venttiileillä varustettuja karoja (onttoja sylintereitä) putkijohdon ulkopuolelle eri syvyyksiin. Sitten kompressoripaketista tuleva korkeapaineinen kaasu ruiskutetaan reikään rengastilaan (sisemmän putkijohdon ja ulomman vaippajohdon väliseen tilaan). Kun tämä ruiskutuskaasu kohtaa kunkin karan, sylinterin venttiili aukeaa, jotta se pääsee putkistoon; samaan aikaan sitä edeltävä venttiili sulkeutuu. Sisään päästyään kaasu sekoittuu nestemäiseen räjähdysaineeseen - vähentäen sen tiheyttä - ja "kuplii" kaivonestettä ylöspäin. Kun emulsio on saavuttanut pinnan, yksikkö erottaa nestemäisen osan, puristaa jäljelle jäävän kaasun ja ruiskuttaa sen uudelleen kaivoon, kunnes noste on saavutettu - jolloin nostettu kaasu ohjataan myyntiin.

Kaasunostolaitteisto koostuu imu- ja poistoaukoista, moottorista, pesureista, jotka poistavat kaasun jäännöskosteuden, ja puristussylintereistä. Pesureissa olevien painemittareiden, painelähettimien ja vastuslämpömittareiden avulla käyttäjät voivat seurata ja valvoa puristusvaiheita. Pintamittarit ilmaisevat öljyn ja veden nestetason säiliössä, kun taas magneettinen uimurikytkin valvoo nesteiden pinnankorkeutta näissä pesureissa.

3-vaiheiset erottimet

Kaivoveden kolme pääkomponenttia - vesi, öljy ja maakaasu - laskeutuvat luonnollisesti itsestään, sillä vesi on raskaampaa kuin öljy, joka on raskaampaa kuin kaasu. Kolmivaiheisen erottimen tehtävänä on nopeuttaa ja hallita tätä prosessia niin, että vesi voidaan poistaa emulsiosta ja erotetut hiilivedyt voidaan kuljettaa putkistoissa omiin kohteisiinsa ja myydä.

Kolmivaiheisia erottimia on useita eri tyyppejä, ja jokaisessa on erilaiset sisäiset komponentit erottelua ja rajapinnan ohjausta varten. Yleisesti ottaen, olipa kyseessä vaaka- tai pystysuora erotin, emulsio tulee säiliöön ja osuu tuloerottimeen; tämä toiminta rikkoo nesteen pintajännityksen ja auttaa kaasun vapautumista. Nestemäinen osa laskeutuu sitten säiliön alaosaan, jossa se erottuu luonnollisesti öljyksi ja vedeksi. Nesteen ja nesteen rajapinnassa oleva pinnankorkeuden säädin antaa tyhjennysventtiilille signaalin, joka vapauttaa vettä tarpeen mukaan, jotta rajapinnan korkeus pysyy oikeana. Toinen öljytason säädin kertoo öljynpoistoventtiilille, milloin sen on avattava ja suljettava oikean öljytason ylläpitämiseksi. Samalla kaasu nousee säiliön yläosaan, kulkee huurteenpoistimen läpi ja poistuu säiliön yläosan säätöventtiilin kautta, joka myös ylläpitää säiliön vakiopaineen. Yksi sisääntulo, kolme ulostuloa.

Öljyn ja veden sekä öljyn ja kaasun rajapinnoilla olevat pinta-anturit avaavat ja sulkevat tyhjennysventtiilit. Painemittarit mittaavat öljyn painetta, kun se poistuu erottimesta ja tulee putkistoon, ja räjähdyssuojatut tai räjähdyssuojatut painelähettimet ohjaavat kaasun poistoventtiiliä. Bimetallilämpömittareiden ja RTD-antureiden avulla käyttäjät voivat valvoa säiliön ja kaasun ulostulolinjan lämpötilaa. Äänirajoitusaukkoja käytetään suojaamaan venttiileitä kaasun paineenalennuksen aikana.

Kemiallisten lisäaineiden säiliöt

Tuotantovaiheessa kemikaaleja lisätään reiän alla, porausreiän päässä, ennen erottelua tai erottelun aikana sekä varastosäiliöissä. Kaivonesteen ja raakaöljyn käsittelyyn on monia syitä:

• Estää hilseilyä ja kerrostumia
• Jäteveden demulsifiointi
• Vähentää vaahtoamista
• Edistää öljypisaroiden flokkulaatiota
• Estää korroosiota ja jäätymistä
• Tappaa levät, sienet ja bakteerit
• Parantaa viskoosisten hiilivetyjen (parafiini, asfaltti jne.) virtausta.
• Vähentää putkistojen vetovastusta

Kemiallisten lisäaineiden säiliöt vaativat järjestelmän, jossa on pinnankorkeuden osoittimia, pinta-antureita, painemittareita ja painelähettimiä. Nämä raskaan sarjan laitteet auttavat öljy- ja kaasuntuottajia valvomaan alusten ja putkien sisäisiä olosuhteita tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

Tuotantosäiliöt

Tuotantosäiliöt ovat öljy- ja kaasuprosessin viimeinen vaihe. Kun kaivon jätevesi on kulkenut kolmivaiheisen erottimen läpi, pääkomponentit johdetaan massiivisiin varastosäiliöihin odottamaan joko käsittelyä ja hävittämistä (tuotetun veden osalta) tai myyntiä keskivaiheen yrityksille (öljyn ja maakaasun osalta).

Näissä öljyn ja veden varastointisäiliöissä on tärkeää mitata pinnankorkeutta, jotta voidaan valvoa tilavuutta:

• Varaston määrittäminen ja hallinta
• Kuljetustarpeiden laskeminen
• Estää ylivuoto-olosuhteet

Uppopainelähettimien avulla tuottajat voivat seurata tarkasti myytävien resurssiensa tasoja. Luonnostaan vaarattomat anturit tarjoavat lisäsuojaa vaarallisissa sovelluksissa, ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu kotelo, jossa on korkea suojaus sisäänpääsyltä, takaa laitteen pitkäaikaisen luotettavuuden. Lisävakautta ja suojaa turbulenssilta ja tukkeutumiselta käyttämällä upotettavan paineanturin kanssa WIKA LevelGuard^TM-suojaa.

Soihdutustorni

Tuotannon aikana tavoitteena on saada talteen ja myydä mahdollisimman paljon luonnonvaroja. Turvallisuussyistä ja logistisista syistä osa louhitusta kaasusta on kuitenkin käsiteltävä muilla tavoin. Yksi tapa vähentää laitteisiin toisinaan muodostuvaa ylipainetta on tuuletus, mutta se aiheuttaa ilmansaasteita. Soihduttaminen eli savukaasun sisältämän metaanin ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC-yhdisteiden) hallittu polttaminen on paljon parempi vaihtoehto kuin ilmanpoisto, sillä siinä metaanista ja VOC-yhdisteistä tuhoutuu ≥ 98 prosenttia ennen niiden pääsyä ilmakehään.

Soihdutustorni on suhteellisen yksinkertainen järjestelmä. Jätekaasuvirta tulee tyrmäysrumpuun, jolloin syntyy painehäviö, joka poistaa kaasusta kosteuden ja kondensaatit; tämä vaihe on välttämätön, koska nestemäisten hiilivetyjen palaminen aiheuttaa vaarallisen tilanteen ihmisille, laitteille ja ympäristölle. Tämän jälkeen purkautunut kaasu johdetaan soihdutusputkeen ja kapeaan soihdutuspiippuun. Yläosassa on soihdunkärki, jonka alla on sytytin, joka sytyttää savukaasun.

Kaasusoihtujärjestelmät tarvitsevat erilaisia antureita toimiakseen turvallisesti ja tehokkaasti. Tyhjennystynnyreissä olevat pintamittarit ja uimurikytkimet ohjaavat ja valvovat astioissa olevien nesteiden määrää. Termoelementit, suojataskut (myös sellaiset, joissa on ScrutonWell® suunnittelu), ja soihdutuspiipun pohjalla ja kärjessä olevat lämpötilalähettimet auttavat varmistamaan, että kaasu ja liekki ovat riittävän kuumia jäljellä olevien hiilivetyjen muuttamiseksi kokonaan vedeksi ja hiilidioksidiksi. Massavirran mittaus ultraääni virtausmittarilla on mahdollista myös silloin, kun kaasun koostumus muuttuu käytön aikana. Virtausmittarin runko voidaan räätälöidä sovellettavan putkistoluokan mukaisesti.

Kalibrointipalvelut ja kalibrointitekniikka

Etsitkö sovelluksiisi sopivia kalibrointilaitteita? Tutustu laajaan kalibraattorivalikoimaamme. Käytä kalibrointipalveluamme paineen, lämpötilan, voiman, virtauksen ja sähköisten mittalaitteiden sekä SF₆-mittalaitteiden kalibrointiin. Kalibroimme referenssi- ja testilaitteesi valmistajista riippumatta ISO 17025 -akkreditoiduissa kalibrointilaboratorioissamme tai suoraan tiloissasi. Maailmanlaajuisen kokeneen tiimimme avulla olemme lähelläsi. Jos laite vioittuu, autamme mielellämme korjausasiantuntemuksellamme ja saamme laitteesi jälleen toimimaan.

Asennuspalvelut

Pätevä henkilökuntamme tukee sinua mittalaitteidesi asennuksessa ja käyttöönotossa paikan päällä sekä on pätevä ja käytettävissä oleva huoltokumppani. Tähän sisältyy valvonta, asennus, hitsaustyöt, vianmääritys, korjaus, analysointi ja tarkastus. Olemme oikea yhteyshenkilö sekä uusissa hankkeissa että kunnossapitotoimenpiteissä seisokkien aikana ja suunnittelemattomien keskeytysten yhteydessä. Maailmanlaajuinen tiimimme voi esimerkiksi tukea sinua lämpötilan mittauslaitteiden asennuksessa.

Painevälitinjärjestelmien huolto: vaihto-, korjaus- ja optimointipalvelut

WIKA:n painevälittimien korjauspalvelun avulla painevälitinjärjestelmän kokonaiskustannuksia voidaan alentaa merkittävästi. Tätä palvelua tarjotaan sekä WIKA-painevälitinjärjestelmille että muiden tunnustettujen valmistajien painevälitinjärjestelmille. Sovellustapauksesta riippuen prosessilähettimen käyttöikä on pidempi kuin kostutettujen osien käyttöikä. Sen vuoksi vain harvoissa tapauksissa vialliset painevälitinjärjestelmät ovat vaihdettava kokonaan, toisin sanoen myös prosessilähetin. Käyttämällä prosessilähetintä uudelleen WIKA tarjoaa palvelupaketin, joka tuo selviä kustannussäästöjä.

...monia muita palveluja

WIKA:n asiantuntevien ja kokeneiden huoltokeskusten avulla tuemme mielellämme erilaisilla lisäpalveluilla, kuten koulutuksilla. Ota yhteyttä alueesi vastaavaan yhteyshenkilöön.