Oljeproduksjon i oljefelt
Hvordan fungerer kontrolllinjer i brønner?
Kontrolllinjer muliggjør overføring av signaler, tillater datainnsamling nedihulls, og tillater kontroll og aktivering av nedihullsinstrumenter.
Kommando- og kontrollsignalene kan sendes fra et sted på overflaten til nedihullsverktøyet i borehullet.Data fra nedihullssensorer kan sendes til overflatesystemene for evaluering eller bruk i visse brønnoperasjoner.
Nedihulls sikkerhetsventiler (DHSV) er overflatekontrollerte underjordiske sikkerhetsventiler (SCSSV) hydraulisk betjent fra et kontrollpanel på overflaten.Når hydraulisk trykk påføres ned en kontrolllinje, tvinger trykket en hylse inne i ventilen til å gli ned og åpne ventilen.Når det hydrauliske trykket slippes, lukkes ventilen.
Meilong Tubes hydraulikkledninger nedihulls brukes primært som kommunikasjonsrør for hydraulisk drevne nedihullsanordninger i olje-, gass- og vanninjeksjonsbrønner, hvor holdbarhet og motstand mot ekstreme forhold er nødvendig.Disse linjene kan spesialkonfigureres for en rekke applikasjoner og nedihullskomponenter.
Alle innkapslede materialer er hydrolytisk stabile og er kompatible med alle typiske brønnkompletteringsvæsker, inkludert høytrykksgass.Materialvalget er basert på ulike kriterier, inkludert bunnhullstemperatur, hardhet, strekk- og rivestyrke, vannabsorpsjon og gasspermeabilitet, oksidasjon og slitasje- og kjemisk motstand.
Kontrolllinjer har gjennomgått omfattende utvikling, inkludert knusetesting og høytrykksautoklavbrønnsimulering.Laboratorietester har vist den økte belastningen som innkapslet rør kan opprettholde funksjonell integritet under, spesielt der "støtfangertråder" brukes.
Hvor brukes kontrolllinjer?
★ Intelligente brønner som krever funksjonaliteten og reservoarstyringsfordelene til fjernstrømningskontrollenheter på grunn av kostnadene eller risikoen for intervensjoner eller manglende evne til å støtte overflateinfrastrukturen som kreves på et avsidesliggende sted.
★ Land-, plattform- eller undervannsmiljøer.
Geotermisk kraftproduksjon
Plantetyper
Det er i hovedsak tre typer geotermiske anlegg som brukes til å generere elektrisitet.Anleggstypen bestemmes først og fremst av arten av den geotermiske ressursen på stedet.
Det såkalte geotermiske anlegget med direkte damp brukes når den geotermiske ressursen produserer damp direkte fra brønnen.Dampen, etter å ha passert gjennom separatorer (som fjerner små sand- og steinpartikler) føres til turbinen.Dette var de tidligste typene anlegg utviklet i Italia og i USA. Dessverre er dampressurser de sjeldneste av alle geotermiske ressurser og finnes bare noen få steder i verden.Åpenbart vil dampanlegg ikke bli brukt på lavtemperaturressurser.
Flash-dampanlegg brukes i tilfeller der den geotermiske ressursen produserer varmtvann med høy temperatur eller en kombinasjon av damp og varmt vann.Væsken fra brønnen leveres til en flashtank hvor en del av vannet blinker til damp og ledes til turbinen.Det gjenværende vannet ledes til deponering (vanligvis injeksjon).Avhengig av temperaturen på ressursen kan det være mulig å bruke to trinn av flashtanker.I dette tilfellet ledes vannet fra første trinns tank til en andre trinns flashtank hvor mer (men lavere trykk) damp skilles ut.Resterende vann fra andretrinnstanken ledes deretter til deponering.Det såkalte double flash-anlegget leverer damp ved to forskjellige trykk til turbinen.Igjen, denne typen anlegg kan ikke brukes på lavtemperaturressurser.
Den tredje typen geotermisk kraftverk kalles binæranlegget.Navnet stammer fra det faktum at en andre væske i en lukket syklus brukes til å drive turbinen i stedet for geotermisk damp.Figur 1 viser et forenklet diagram av et geotermisk anlegg av binær type.Geotermisk væske føres gjennom en varmeveksler kalt en kjele eller fordamper (i noen anlegg, to varmevekslere i serie, den første en forvarmer og den andre en fordamper) hvor varmen i den geotermiske væsken overføres til arbeidsvæsken og får den til å koke .Tidligere arbeidsvæsker i lavtemperatur binære anlegg var CFC (Freon type) kjølemidler.Nåværende maskiner bruker hydrokarboner (isobutan, pentan osv.) av kjølemedier av HFC-typen med den spesifikke væsken valgt for å matche den geotermiske ressurstemperaturen.
Figur 1. Binært geotermisk kraftverk
Arbeidsvæskedampen føres til turbinen hvor energiinnholdet omdannes til mekanisk energi og leveres gjennom akselen til generatoren.Dampen går ut av turbinen til kondensatoren hvor den omdannes tilbake til en væske.I de fleste anlegg sirkuleres kjølevann mellom kondensatoren og et kjøletårn for å avvise denne varmen til atmosfæren.Et alternativ er å bruke såkalte "tørrkjølere" eller luftkjølte kondensatorer som avviser varme direkte til luften uten behov for kjølevann.Denne designen eliminerer i hovedsak all forbruk av vann fra anlegget til kjøling.Tørrkjøling, fordi den opererer ved høyere temperaturer (spesielt i den viktigste sommersesongen) enn kjøletårn resulterer i lavere anleggseffektivitet.Flytende arbeidsvæske fra kondensatoren pumpes tilbake til forvarmeren/fordamperen med høyere trykk av matepumpen for å gjenta syklusen.
Den binære syklusen er den typen anlegg som vil bli brukt til geotermiske applikasjoner med lav temperatur.For tiden er hyllevare binært utstyr tilgjengelig i moduler på 200 til 1000 kW.
GRUNNLEGGENDE KRAFTVERK
Kraftverkskomponenter
Prosessen med å generere elektrisitet fra en lavtemperatur geotermisk varmekilde (eller fra damp i et konvensjonelt kraftverk) involverer en prosessingeniører refererer til som en Rankine Cycle.I et konvensjonelt kraftverk inkluderer syklusen, som vist i figur 1, en kjele, turbin, generator, kondensator, matevannspumpe, kjøletårn og kjølevannspumpe.Damp genereres i kjelen ved å brenne et brensel (kull, olje, gass eller uran).Dampen ledes til turbinen hvor, ved ekspansjon mot turbinbladene, varmeenergien i dampen omdannes til mekanisk energi som forårsaker rotasjon av turbinen.Denne mekaniske bevegelsen overføres gjennom en aksel til generatoren hvor den omdannes til elektrisk energi.Etter å ha passert gjennom turbinen omdannes dampen tilbake til flytende vann i kondensatoren til kraftverket.Gjennom kondenseringsprosessen frigjøres varme som ikke brukes av turbinen til kjølevannet.Kjølevannet leveres til kjøletårnet hvor "spillvarmen" fra kretsløpet avvises til atmosfæren.Dampkondensat leveres til kjelen av matepumpen for å gjenta prosessen.
Oppsummert er et kraftverk ganske enkelt en syklus som letter omdannelsen av energi fra en form til en annen.I dette tilfellet omdannes den kjemiske energien i drivstoffet til varme (ved kjelen), og deretter til mekanisk energi (i turbinen) og til slutt til elektrisk energi (i generatoren).Selv om energiinnholdet i sluttproduktet, elektrisitet, vanligvis uttrykkes i enheter av watt-timer eller kilowatt-timer (1000 watt-timer eller 1 kW-t), er beregninger av anleggets ytelse ofte gjort i enheter av BTU-er.Det er praktisk å huske at 1 kilowatt-time er energiekvivalenten til 3413 BTU.En av de viktigste bestemmelsene om et kraftverk er hvor mye energitilførsel (drivstoff) som kreves for å produsere en gitt elektrisk effekt.
Subsea Umbilicals
Hovedfunksjoner
Gi hydraulisk kraft til undervannskontrollsystemer, for eksempel for å åpne/lukke ventiler
Gi elektrisk kraft og kontrollsignaler til undervannskontrollsystemer
Levere produksjonskjemikalier for undervannsinjeksjon ved treet eller nede i hullet
Levere gass for gassløftdrift
For å levere disse funksjonene kan en navlestreng på dypt vann inkludere
Kjemiske injeksjonsrør
Hydrauliske tilførselsrør
Elektriske styresignalkabler
Elektriske strømkabler
Fiberoptisk signal
Store rør for gassløft
En undersjøisk umbilical er en sammenstilling av hydrauliske slanger som også kan inkludere elektriske kabler eller optiske fibre, som brukes til å kontrollere undervannskonstruksjoner fra en offshoreplattform eller et flytende fartøy.Det er en viktig del av undervannsproduksjonssystemet, uten hvilket vedvarende økonomisk undersjøisk petroleumsproduksjon ikke er mulig.
Nøkkelkomponenter
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA)
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) gir grensesnittet mellom hovednavlestrengen og toppsidekontrollutstyret.Enheten er et frittstående kabinett som kan boltes eller sveises på et sted ved siden av navlestrengen i et farlig eksponert miljø ombord på oversideanlegget.Disse enhetene er vanligvis skreddersydd etter kundens behov med tanke på hydraulikk, pneumatisk, kraft, signal, fiberoptikk og materialvalg.
TUTA inkluderer vanligvis elektriske koblingsbokser for de elektriske kraft- og kommunikasjonskablene, samt rørarbeid, målere og blokkerings- og lufteventiler for passende hydrauliske og kjemiske forsyninger.
(Subsea) Umbilical Termination Assembly (UTA)
UTA, som sitter på toppen av en gjørmepute, er et multi-pleks elektrohydraulisk system som lar mange undervannskontrollmoduler kobles til de samme kommunikasjons-, elektriske og hydrauliske forsyningslinjene.Resultatet er at mange brønner kan kontrolleres via én navlestreng.Fra UTA gjøres koblingene til de individuelle brønnene og SCM-ene med jumpersammenstillinger.
Steel Flying Leads (SFL)
Flyvende ledninger gir elektriske/hydrauliske/kjemiske forbindelser fra UTA til individuelle trær/kontrollkapsler.De er en del av undervannsdistribusjonssystemet som distribuerer navlestrengfunksjonalitet til deres tiltenkte tjenestemål.De er vanligvis installert etter umbilical og koblet sammen med ROV.
Umbilical materialer
Avhengig av applikasjonstypene er følgende materialer vanligvis tilgjengelige:
Termoplast
Fordeler: Det er billig, rask levering og tretthetsbestandig
Ulemper: Ikke egnet for dypt vann;kjemisk kompatibilitetsproblem;aldring, etc.
Sinkbelagt Nitronic 19D dupleks rustfritt stål
Fordeler:
Lavere kostnad sammenlignet med super dupleks rustfritt stål (SDSS)
Høyere flytegrense sammenlignet med 316L
Innvendig korrosjonsmotstand
Kompatibel for hydraulisk og mest kjemisk injeksjonstjeneste
Kvalifisert for dynamisk service
Ulemper:
Ekstern korrosjonsbeskyttelse kreves – ekstrudert sink
Bekymringer om påliteligheten til sømsveisinger i enkelte størrelser
Rørene er tyngre og større enn tilsvarende SDSS – heng av og bekymringer om installasjon
Rustfritt stål 316L
Fordeler:
Lav kostnad
Trenger liten eller ingen katodisk beskyttelse over kort tid
Lav flytegrense
Konkurransedyktig med termoplast for lavt trykk, grunt vann tiebacks – billigere for kort levetid
Ulemper:
Ikke kvalifisert for dynamisk tjeneste
mottakelig for kloridgroper
Super Duplex rustfritt stål (Pitting Resistance Equivalent - PRE >40)
Fordeler:
Høy styrke betyr liten diameter, lett vekt for installasjon og henge av.
Høy motstand mot spenningskorrosjonssprekker i kloridmiljøer (motstandsmotstand > 40) betyr at det ikke kreves belegg eller CP.
Ekstruderingsprosessen betyr ingen vanskelig å inspisere søm sveiser.
Ulemper:
Formasjon av intermetallisk fase (sigma) under produksjon og sveising må kontrolleres.
Høyeste kostnad, lengste ledetider for stål som brukes til navlestrengsrør
Sinkbelagt karbonstål (ZCCS)
Fordeler:
Lave kostnader i forhold til SDSS
Kvalifisert for dynamisk service
Ulemper:
Søm sveiset
Mindre indre korrosjonsmotstand enn 19D
Tung og stor diameter sammenlignet med SDSS
Umbilical commissioning
Nyinstallerte umbilicals har vanligvis lagringsvæsker i seg.Lagringsvæskene må fortrenges av de tiltenkte produktene før de brukes til produksjon.Man må passe på å se etter potensielle inkompatibilitetsproblemer som kan resultere i utfellinger og føre til at navlestrengene tettes.En skikkelig buffervæske er nødvendig hvis inkompatibilitet forventes.For å sette i gang en asfalteninhibitorlinje, er det for eksempel nødvendig med et gjensidig løsningsmiddel som EGMBE for å gi buffer mellom asfalteninhibitoren og lagringsvæsken siden de vanligvis er uforenlige.