Analiza echipamentelor de pădure de petrol și gaze: funcția și structura bobinei de carcasă, a tricourilor și a crucilor

Introducere

Echipamentele cu puțuri de petrol și gaze sunt un butuc important care leagă puțurile subterane și sistemul de producție de suprafață. Este responsabil pentru rezistența la presiunea ridicată, la temperatură ridicată și la lichidul coroziv din subteran, asigurând în același timp operațiuni de control sigur și de deviere. În echipamentele de puțuri, bobina de carcasă, tricourile și crucile joacă un rol cheie. Acestea nu sunt doar componentele echipamentelor de cap, ci și miezul pentru a asigura siguranța și eficiența operațiunilor.

1. Funcția și structura bobinei de carcasă

Funcția bobinei de carcasă
Bobină de carcasă este o componentă importantă care poartă presiune în dispozitivul Wellhead. De obicei, este instalat în partea de jos a capului de puț, între cuierul cu carcasă (cuier de carcasă) și prevenitorul de explozie (BOP) și are următoarele funcții:
Purtând greutatea carcasei: în timpul procesului de foraj, fiecare strat de carcasă este susținut de bobina de carcasă pentru a -și suporta greutatea și greutatea echipamentului auxiliar.
Realizarea etanșării presiunii: Există multiple anulări ale carcasei (carcasă annulus) la cap. Bobina de carcasă realizează sigilarea independentă a annulelor carcasei la fiecare nivel prin instalarea unui cuier și a unui dispozitiv de etanșare pentru a preveni fluxul de transversare a uleiului și a gazului.
Oferind o interfață pentru operațiuni inelare: Ieșirea laterală a bobinei de carcasă poate fi conectată la o supapă de scurgere și la un dispozitiv de monitorizare a presiunii, care este convenabil pentru operațiunile de ponderare, drenaj sau monitorizare inelară.
Caracteristici structurale
Corpul principal: forjat cu oțel din aliaj de înaltă rezistență (material comun AISI 4130), are rezistență la presiune ridicată și rezistență la impact. Presiunea de lucru este de obicei între 2.000 psi și 15.000 psi.
Dispozitiv de agățare: Cuier de carcasă este instalat în interior pentru a repara șirul de carcasă coborât.
Sistemul de etanșare: Formele comune de etanșare includ garnituri de metal, garnituri de cauciuc sau garnituri combinate pentru a asigura performanța de etanșare a presiunii înalte a anulului.
Ieșirea laterală: În general, două sau patru prize laterale sunt configurate pentru instalarea supapelor, a indicatoarelor de presiune și a dispozitivelor de drenaj. Standardul de interfață respectă de obicei specificația de conexiune a flanșei API 6A.

2. Funcția și structura teelor și crucilor

Prezentare generală a funcției
Tees -urile și crucile sunt componente importante ale sistemelor de cap și galerie. Acestea sunt adesea instalate în galerie de sufocare, conducte de fracturare sau dispozitive de testare. Principalele funcții includ:
Diversiunea fluidelor și confluența: Ghidul de puț a produs fluid în direcții diferite, cum ar fi supapele de sufocare, fracturarea pompelor, echipamentele de testare etc. sau îmbinați mai multe fluide și transportați -le către sisteme de procesare ulterioare.
Monitorizarea și controlul presiunii: Instalați un manometru sau un senzor prin portul lateral pentru a obține monitorizarea presiunii în timp real și pentru a asigura siguranța operațională.
Conectați mai multe echipamente de operare: în condiții de lucru complexe, cum ar fi fracturarea, acidizarea și repararea puțurilor, TEE-urile și crucile pot fi configurate flexibil pentru a răspunde nevoilor operațiunilor paralele cu mai multe drumuri.
Diferențe între tee și cruci
TEE (TEE): au o intrare și două puncte de vânzare, într-o formă „T”, potrivită pentru devierea sau injecția fluidelor cu o singură ramură.
Cruci (în patru sensuri): au o intrare și trei puncte de vânzare, într-o formă „încrucișată”, potrivită pentru condiții de lucru paralele cu mai multe drumuri, cum ar fi conectarea accelerației, fracturarea și conductele de presiune din spate în același timp.
Caracteristici structurale și de design
Procesul de fabricație: Se utilizează oțel forjat cu rezistență ridicată, tratat la căldură pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și rezistența la impact, iar suprafața este de obicei tratată cu acoperire anticorroziune.
Metoda conexiunii: Metodele de conectare comune includ conexiunea flanșă API, conexiunea filetată sau conexiunea rapidă a clemei, care este convenabilă pentru instalarea rapidă și demontarea la fața locului.
Proiectarea cavității interioare: canalul de flux intern este optimizat pentru a reduce rezistența la flux și eroziunea și pentru a crește durata de viață a serviciului. Pentru condițiile de fracturare, peretele interior poate fi pulverizat cu materiale rezistente la uzură pentru a rezista eroziunii nisipului.
Nivelul de presiune: Nivelurile comune de presiune sunt de 5.000 psi, 10.000 psi și 15.000 psi, care pot satisface cerințe de presiune a capului de puț.

3.. Sinergia celor trei în sistemul Wellhead

Bobina de carcasă, tricourile și crucile nu funcționează în mod independent, ci lucrează împreună în operațiuni de cap:
Bobina de carcasă oferă rulment și etanșare de bază: constituie „scheletul” structurii de puț, susține echipamentul superior și izolează presiuni inelare diferite.
TEE-urile și traversele complete alocarea fluidelor și controlul presiunii: prin proiectarea lor multi-ieșire, pot realiza devierea fluidelor de cap, detectarea presiunii și accesul echipamentelor externe.
Siguranța și flexibilitatea sistemului general: acest design modular face ca capul să fie foarte adaptabil pentru a satisface diferite cerințe operaționale, cum ar fi forajul, fracturarea, reparația și testarea puțurilor.

4. Standarde, materiale și recomandări de selecție

Specificații standard
API 6A: „Echipamente cu puțuri și copaci de Crăciun” este principalul standard internațional pentru proiectarea, fabricarea și testarea echipamentelor de puț.
ISO 10423: Un standard internațional echivalent cu API 6A, aplicabil industriei globale de petrol și gaze.
NACE MR0175: Cerințe materiale pentru condiții H₂S pentru a preveni fisurarea tensiunii de sulfură de hidrogen.
Selectarea materialelor
Condiții normale: AISI 4130 oțel forjat, cu rezistență ridicată și o duritate bună.
Condiții acre: Utilizați CRA (aliaj rezistent la coroziune) sau oțel inoxidabil, cum ar fi 410SS, 17-4PH, pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune.
Condiții de înaltă presiune și temperatură ridicată (HPHT): este necesar oțel special din aliaj sau aliaj pe bază de nichel pentru a asigura stabilitatea pe termen lung.
Puncte de selecție
Selectați nivelul de presiune adecvat (2.000 psi ~ 15.000 psi) în funcție de presiunea capului de puț.
Selectați materialul în funcție de condițiile de muncă (medii corozive, temperatură, abrazivitate).
Luați în considerare standardele de interfață și compatibilitatea sistemului Wellhead (dimensiunea flanșei API 6A).

5. Tendințe viitoare

Adaptabilitatea de înaltă presiune și la temperaturi ridicate: odată cu dezvoltarea de petrol și gaze neconvenționale, echipamentele de cap de puț trebuie să aibă o capacitate de presiune de peste 20.000 psi.
Coroziunea îmbunătățită și rezistența la uzură: utilizați materiale avansate și procese de acoperire pentru a crește durata de viață a echipamentului.
Dezvoltare inteligentă: senzori integrați de monitorizare a presiunii pentru a obține colectarea datelor în timp real și telecomandă la cap de puț, îmbunătățind nivelul de siguranță și automatizare.