Analiza sprzętu na głowica oleju i gazu: funkcja i struktura szpuli obudowy, koszulki i krzyżów

Wstęp

Sprzęt do odwiertu naftowego i gazowego jest ważnym piastem łączącym podziemny odwiert i system produkcji powierzchni. Odpowiada za wytrzymanie wysokiego ciśnienia, płynu o wysokiej temperaturze i korozyjnym z podziemi, zapewniając jednocześnie bezpieczną kontrolę i operacje przekierowania. W Wellhead Equipment odgrywają kluczową rolę szpulę, koszulki i krzyże. Są to nie tylko elementy urządzeń odwiertu, ale także rdzeń w celu zapewnienia bezpieczeństwa i wydajności operacji.

1. Funkcja i struktura szpuli obudowy

Funkcja szpuli obudowy
Szpula w obudowie jest ważnym elementem zawierającym ciśnienie w urządzeniu odwierni. Zazwyczaj jest instalowany na dnie odwiertu, między wieszakiem obudowy (wieszak obudowy) a zapobieganiem wybuchu (BOP) i ma następujące funkcje:
Noszenie ciężaru obudowy: Podczas procesu wiercenia każda warstwa obudowy jest wspierana przez szpulę obudowy w celu ponoszenia jej wagi i ciężaru sprzętu pomocniczego.
Osiągnięcie uszczelnienia ciśnieniowego: w Wellhead znajduje się wiele pierścienia obudowy (obudowa). Szwala obudowy osiąga niezależne uszczelnienie pierścienia obudowy na każdym poziomie, instalując wieszak i urządzenie uszczelniające, aby zapobiec przepływowi ropy i gazu.
Dostarczanie interfejsu do operacji pierścieniowych: Bojowy gniazdko szpuli można podłączyć do zaworu odpływowego i urządzenia do monitorowania ciśnienia, co jest wygodne dla operacji pierścienia, drenażu lub monitorowania.
Cechy strukturalne
Główny korpus: Wykute ze stali stopowej o wysokiej wytrzymałości (wspólny materiał AISI 4130), ma oporność na wysoką ciśnienie i odporność na uderzenie. Presja robocza wynosi zwykle od 2000 psi do 15 000 psi.
Urządzenie wiszące: wieszak obudowy jest instalowany w środku, aby naprawić obniżoną obudowę.
System uszczelniający: Wspólne formy uszczelniające obejmują metalowe uszczelki, gumowe uszczelki lub połączone uszczelki, aby zapewnić wydajność uszczelnienia pod wysokim ciśnieniem w pierścieniu.
Ujazd boczny: Zasadniczo konfigurowane są dwa lub cztery punkty boczne do instalowania zaworów, wskaźników ciśnienia i urządzeń drenażowych. Standard interfejsu zwykle jest zgodny ze specyfikacją połączenia kołnierza API 6A.

2. Funkcja i struktura koszul i krzyżów

Przegląd funkcji
Koszulki i krzyże są ważnymi elementami systemów odwiertu i kolektora. Często są one instalowane w kolektorach dławiki, rurociągach szczelinowania lub urządzeniach testowych. Główne funkcje obejmują:
Pierwianie i zbieżność płynów: Poprowadź płyn wytwarzany przez odwiert do różnych kierunków, takich jak zawory dławika, pompy szczelinowania, sprzęt testowy itp. Lub scal wiele płynów i przenieś je do kolejnych systemów przetwarzania.
Monitorowanie i sterowanie ciśnieniem: Zainstaluj manometr lub czujnik przez port boczny, aby osiągnąć monitorowanie ciśnienia w czasie rzeczywistym i zapewnić bezpieczeństwo operacyjne.
Połącz wiele urządzeń operacyjnych: w złożonych warunkach pracy, takich jak szczelinowanie, zakwaszanie i naprawa studzienki, tee i krzyże mogą być elastycznie skonfigurowane w celu zaspokojenia potrzeb równoległych z wieloma drogami.
Różnice między koszulami i krzyżami
Koszulki (koszulki): mieć jeden wlot i dwa gniazda, w kształcie „t”, odpowiedni do przekierowania lub wstrzyknięcia płynów z pojedynczą gałęzi.
Krzyże (czterokierunkowe): mają jeden wlot i trzy gniazda, w kształcie „krzyżowym”, odpowiednie dla wielojejskich równoległych warunków pracy, takich jak jednocześnie łączenie przepustnicy, szczelinowanie i ciśnienie pleców.
Funkcje konstrukcyjne i projektowe
Proces produkcyjny: Stalowa stal o wysokiej wytrzymałości, traktowana ciepłem w celu poprawy odporności na zużycie i odporności na uderzenie, a powierzchnia jest zwykle traktowana powłoką antykorozyjną.
Metoda połączenia: Wspólne metody połączenia obejmują połączenie kołnierza API, połączenie z wątkiem lub szybkie połączenie zaciskowe, które jest wygodne do szybkiej instalacji i demontażu na miejscu.
Projektowanie wnęki wewnętrznej: wewnętrzny kanał przepływu jest zoptymalizowany w celu zmniejszenia odporności na przepływ i erozji oraz zwiększenia żywotności usług. W warunkach szczelinowania ścianę wewnętrzną można spryskiwać materiałami odpornymi na zużycie, aby odpierać erozję piasku.
Poziom ciśnienia: Wspólne poziomy ciśnienia wynoszą 5000 psi, 10 000 psi i 15 000 psi, które mogą spełniać różne wymagania ciśnienia na głowie.

3. Synergia trzech w systemie Wellhead

Szwalenie, koszulki i krzyże nie działają niezależnie, ale współpracują w operacjach Wellhead:
Spolowanie obudowy zapewnia podstawowe łożysko i uszczelnienie: stanowi „szkielet” konstrukcji głowicy, obsługuje górny sprzęt i izoluje różne ciśnienia pierścieniowe.
Tie i krzyżowanie Całkowicie alokacja i kontrola ciśnienia: dzięki ich wielofunkcyjnej konstrukcji mogą osiągnąć dywersję płynów, wykrywanie ciśnienia i dostęp do sprzętu zewnętrznego.
Bezpieczeństwo i elastyczność ogólnego systemu: Ta modułowa konstrukcja sprawia, że Wellhead jest wysoce elastyczny, aby spełnić różne wymagania operacyjne, takie jak wiercenie, szczelinowanie, naprawa studni i testowanie.

4. Standardy, materiały i zalecenia dotyczące selekcji

Standardowe specyfikacje
API 6A: „Wellhead Equipment and Christmase Trees” jest głównym międzynarodowym standardem projektowania, produkcji i testowania sprzętu Wellhead.
ISO 10423: Międzynarodowy standard API 6A, mający zastosowanie do globalnego przemysłu naftowego i gazowego.
NACE MR0175: Wymagania materiałowe dla warunków H₂s w celu zapobiegania pęknięciu naprężenia siarczku wodoru.
Wybór materiału
Normalne warunki: Stalowa stal AISI 4130 o wysokiej wytrzymałości i dobrej wytrzymałości.
Warunki kwaśne: Użyj CRA (stop odporny na korozję) lub stali nierdzewnej, takiej jak 410SS, 17-4ph, w celu poprawy odporności na korozję.
Warunki wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HPHT): Wymagane są specjalne stali stopowe lub stop na bazie niklu, aby zapewnić długoterminową stabilność.
Punkty wyboru
Wybierz odpowiedni poziom ciśnienia (2000 psi ~ 15 000 psi) zgodnie z ciśnieniem na głowie.
Wybierz materiał zgodnie z warunkami pracy (media korozyjne, temperatura, ścierność).
Rozważ standardy interfejsu i kompatybilność systemu Wellhead (rozmiar kołnierza API 6A).

5. Przyszłe trendy

Wysokie ciśnienia i wysokiej temperatury zdolności adaptacyjne: Wraz z rozwojem niekonwencjonalnego ropy i gazu sprzęt głowicy Wellhead musi mieć pojemność wynoszącą ponad 20 000 psi.
Poprawiona odporność na korozję i zużycie: Użyj zaawansowanych materiałów i procesów powlekania, aby zwiększyć żywotność sprzętu.
Inteligentny rozwój: Zintegrowane czujniki monitorowania ciśnienia w celu osiągnięcia gromadzenia danych w czasie rzeczywistym i zdalnym sterowaniem na głowicy, poprawie poziomów bezpieczeństwa i automatyzacji.