Nafta ja gaasi puurimine on keerukas tööstusprotsess, mis põhineb suurel hulgal spetsiaalsetel seadmetel, alustades pinnapuurplatvormist ja lõpetades süsivesinikke ekstraheerivate puuraukudega. Iga komponendi funktsioonide mõistmine on nafta- ja puurimisinseneride jaoks hädavajalik. See artikkel annab põhjaliku ülevaate puurimisseadmetest, peamistest puurimisseadmetest, tavalistest puuriistadest ning maal ja avamerel kasutatavatest puurimisplatvormide klassifikatsioonidest.
Mis on puurimine?
Puurimine on protsess, mille käigus luuakse maapinnale puurauk (puurauk), et pääseda ligi maa-alustele nafta- või maagaasivarudele. See saavutatakse spetsiaalse konstruktsiooni abil, mida nimetatakse puurimisseadmeks ja mis pöörleb puuri, et tungida kivimi- ja pinnasekihtidesse. Otsik on ühendatud platvormiga pika metalltoruga, mida tuntakse puurtoruna, mis tsirkuleerib ka puurimisvedelikku, et viia kiviraiud tagasi pinnale.
Mis on naftapuurimisseade?
Naftapuurplatvorm on suur ehitis, mis on varustatud rajatistega nafta ja gaasi ammutamiseks ja töötlemiseks sügaval maapinna all ning mis asub sageli ookeanides või suurtes veekogudes (avamereplatvormid). See koosneb sammastele või ujukitele ehitatud platvormist, varustusest ja personalist. Puurimisseadmed asuvad kõrges tornis, mida nimetatakse torniks, ja pikk metalltoru (puurimisnöör) sisestatakse maasse süsivesinike eraldamiseks maa-alustest reservuaaridest.
Peamised süsteemid puurimisseadmetes
Puurimisseadme põhisüsteemide mõistmine on selle üldise funktsiooni mõistmiseks ülioluline.
- Tõstesüsteem ja tõmbetööd:Vastutab puurnööri ja muude tööriistade puuraugusse tõstmise ja langetamise eest. Tõmbemehhanism koosneb suurest puurimisnööriga keritud poolist ning kiiruse ja liikumise kontrollimiseks mõeldud pidurite komplektist.
- Pöörlemissüsteem:Annab puurnöörile ja puurile augu põhjas pöörleva liikumise. See süsteem sisaldab tavaliselt pöördlauda või ülemist ajamit, mis tagab vajaliku pöördemomendi, samuti kelly- või ülemise ajamisüsteemi, mis suunab pöörlemise seadmelt puurnöörile.
- Ringlussüsteem:Vajalik puurimisvedeliku (muda) pumpamiseks mööda puurnööri alla ja tagasi pinnale. See sisaldab mudapumpasid, mis juhivad vedeliku mudaaukudest puurnööridesse, ja mudapaake, mis hoiavad ja töötlevad vedelikku enne selle auku pumpamist. Erinevad ventiilid ja kollektorid juhivad vedeliku voolu.
- Toitesüsteem:Pakub energiat, mis on vajalik kõigi platvormi komponentide käitamiseks. Tavaliselt hõlmab see diiselmootoreid või elektrimootoreid, mis toidavad tõmbeseadmeid, mudapumpasid ja muid seadmeid. Generaatorid varustavad elektrit valgustuse, kütte ja muude platvormil asuvate elektrisüsteemide jaoks.
- Ohutus- ja kaevude juhtimissüsteem (väljavoolu vältimine):Hoiab ära õli või gaasi kontrollimatu lekke kaevust. See süsteem sisaldab kaevu pähe paigaldatud suuri ventiile, mis sulgevad kaevu löögi või väljapuhke korral,-lisaks alarmid, andurid ja hädaseiskamisseadmed.
Levinud puurkaevude tööriistad ja komponendid
Järgnev on loetelu puurimis- ja tootmistööriistadest, mida kasutatakse kaevutöödel ja millest igaüks täidab teatud funktsiooni:
| Tööriist/komponent | Funktsioon |
|---|---|
| Valjad | Toetab ja jaotab poleeritud varda raskust, vähendades pinnavarustusele avalduvat pinget. |
| Poleeritud vardaklamber | Kinnitab poleeritud varda, et vältida liikumist töö ajal. |
| Juhtvarras | Hoiab poleeritud varda ja imivarda joondatud, et tagada sujuv ja tõhus töö. |
| Poleeritud varras | Pikk sile varras, mis ühendab pinnapumpamisseadme puuraugupumbaga, edastades jõudu. |
| Täitekarp | Tihendid vastu poleeritud varda, et vältida kaevuvedelike lekkimist pinnale. |
| Vabastusklapp | Vabastab tihendikarbist ülerõhu, vältides seadme kahjustamist. |
| Voolujoon | Toru, mis transpordib toodetud vedelikke kaevupeast tootmishoonetesse. |
| Torupea | Korpuse pea kohale paigaldatud komponent, mis pakub torudele kaitsvat korpust ja tihendab toru{0}}korpuse rõngast. |
| Korpuse pea | Paigaldatakse kaevu korpuse peale, kinnitades ja tihendades korpuse puuraugus. |
| Poleeritud varda ühendus | Ühendab poleeritud varda imemisvarda nööriga, edastades pinnavõimsuse süvisepumbale. |
| Pinnapealne toru | Pinnale paigaldatud toruosa, mis pakub kaevupea seadmete konstruktsioonilist tuge. |
| Toru string | Torujuhe, mida kasutatakse õli transportimiseks reservuaarist pinnale. |
| Imemisvarras | Pikk keermestatud varras, mis edastab pumpamise liikumise pinnalt süvisepumbale. |
| Torud | Omavahel ühendatud torud, mis juhivad vedelikku süvispumbast pinnale. |
| Tünniühendus | Ühendus, mida kasutatakse torude või imivarraste kahe osa ühendamiseks. |
| Imevarraste ühendus | Liitmik, mida kasutatakse kahe imivarraste sektsiooni ühendamiseks. |
| Rändav klapp | Pumba silindri sees olev ventiil, mis liigub üles ja alla, võimaldades vedelikul siseneda üles- ja väljuda allakäigu ajal. |
| Pumba tünn | Pumba silindriline osa, kus kolb liigub üles ja alla, et tekitada imemine ja tõsta vedelikku. |
| Metallist kolb | Tugev varras, mis liigub pumba silindri sees üles ja alla, tekitades imemise ja tõstes vedeliku pinnale. |
| Seisuventiil | Asub pumba silindri allosas, võimaldades vedelikul pumpa siseneda üleskäigu ajal. |
| Istumisnippel | Torustrisse paigaldatud komponent, mis tagab seisva klapi tugipesa. |
| Perforeeritud nippel | Torukujuline konstruktsioon puuritud aukudega, mis võimaldavad vedelikul ümbritsevast formatsioonist stringi siseneda. |
| Gaasi ankur | Eraldab gaasi torujuhtmes olevast vedelikust, vältides gaasi lukustumist ja parandades pumba efektiivsust. |
| Mudaankur | Eraldab muda või tahked ained torujuhtmes olevast vedelikust, vältides torude ummistumist ja pumba kahjustamist. |
| Bull Plug | Keermestatud pistik, mida kasutatakse toru või korpuse nööri otsa tihendamiseks. |
Viis peamist avamere puurimisplatvormide tüüpi
Avamere puurimisplatvormid on mõeldud erinevate veesügavuste ja keskkondade jaoks.
- Siseveepraam (madal vesi)Töötab väga madalas vees, tavaliselt alla 20 jala. Praam kere asetub pärast asukohta pukseerimist merepõhja, pakkudes stabiilset puurimisplatvormi.
- SukelaparaatKasutatakse 50–70 jala sügavuses vees, kus praamid ei saa töötada. Sambad või sambad sukeldatakse ja ballastitakse teatud kõrgusele, kusjuures ülalpool on puurimisseade, mis juhib sukelpuurseadet.
- Tungi{0}}up RigMobiilne platvorm, mida saab pukseerida asukohta ja seejärel jalad alla merepõhja "tungida", et tõsta platvorm veest kõrgemale. Sobib madalasse vette kuni umbes 400 jalga. Variatsioonid hõlmavad konsool- ja võtme{3}}pesa kujundust.
- Platvorm (fikseeritud struktuurid) Fikseeritud platvorm:Valmistatud terasest või tsemendist, konstrueeritud merepõhja ankurdatud püsiva konstruktsioonina. Mahutab suuri rajatisi ja personali, mis toetab kuni viie miili suundpuurimist. Sobib kuni 1700 jala sügavusele.Nõuetele vastav torn:Kõrge kitsas teras/betoonkonstruktsioon, mis paindub lainete ja tuulega, sobib sügavusele 1500 kuni 4900 jalga.
- Ujuvplatvormid (ujuvlaevad)
- Pool{0}}sukeldatav:Tekk hõljub veepiiri kohal, samal ajal kui suur osa massist on stabiilsuse tagamiseks vee all. Sobib kuni 12 000 jala sügavusele. Sisaldab Sea Stari ja Spari platvormi variante.
- Puurlaev:Puurimisseadmed paigaldatakse otse laeva tekile, kaev puuritakse läbi "kuubasseini" (kere keskne ava). Säilitab positsiooni, kasutades dünaamilist positsioneerimist.
Puurplatvormide klassifikatsioon ajami tüübi, keskkonna ja tehnoloogia järgi
Draivi tüübi järgi:
| Tüüp | Tüüpiline mudel | Omadused | Rakendus |
|---|---|---|---|
| Mehaaniline ajam | ZJ20 | Diisli mehaaniline jõuülekanne, lihtne struktuur, vähe hooldust | Madalad kuni keskmise sügavusega{0}}kaevud, tavapärased maismaaväljad |
| Elektriajam | ZJ70D | AC-DC-AC muutuva sagedusega ajam, kõrge automatiseeritus, madal energiatarve | Sügavad/ülisügavad{0}}kaevud, keerulised moodustised, ebatavalised loodusvarad |
| Hüdrauliline ajam | NOV hüdrauliline seade | Täishüdraulikasüsteem, kompaktne, mobiilne | Linna- või ökoloogiliselt tundlikud ruumipiirangutega alad |
Töökeskkonna järgi:
| Tüüp | Mudeli näide | Põhifunktsioon | Rakendus |
|---|---|---|---|
| maismaa (üli{0}}sügavus) | ZJ120/9000 | Max konksu koormus 9000 kN, puurimissügavus 12000 m | Tarimi jõgikond, Sichuan{0}}Chongqingi ülisügavad veehoidlad- |
| Arktika (polaarne) | HZJ40L | Madalat-temperatuuri talub -50 kraadi, külmumisvastane hüdraulika | Siber, polaarjoone piirkonnad |
| Avamere (Jack{0}}up) | HYSY981 | Veesügavus 3000 m, puurimissügavus 10 000 m | Lõuna-Hiina meri, Ida-Hiina mere süvaveeväljad |
| Avamere (pool{0}}sukeldatav) | Transocean Deepwater Horizon | Kahekordne nool, tugev lainetakistus | Ultra{0}}süvaveeoperatsioonid |
Tehnoloogia taseme järgi:
| Tüüp | Mudeli näide | Tehnoloogia esiletõstmised | Rakendus |
|---|---|---|---|
| Tavapärane | Daqing 130 | Mehaaniline ajam, kõrge käsitsijuhtimine | Madala-keerukusega naftaväljad (asendatakse järk-järgult) |
| Automatiseeritud | Schlumberger PRIME™ Rig | Integreeritud automaat{0}}puur, reaalajas-jälgimine, 30% tõhususe suurenemine | Horisontaalsed kaevud, mitmed{0}}külgmised kaevud, ülitäpsed{1}}tööd |
| Arukas | NOV Cyberbase® | AI-optimeeritud puurimisparameetrid, kaugjuhtimispult, rikete ennustamine | Digitaalsed naftaväljad, mehitamata platvormid |
Erifunktsiooniga seadmed:
| Tüüp | Mudeli näide | Omadused | Rakendus |
|---|---|---|---|
| Rulltorustiku seade | Halliburton CTU 1500 | Pidev torustik, torude vahetus puudub | Kaevude töö, õhuke{0}}aukude puurimine, purustamine |
| Modulaarne seade | National Oilwell Varco FastRig® | Modulaarne disain, 20% madalam hind, kiire transport | Kaugpiirkonnad, kiire{0}}reageerimisprojektid |
Puurimisplatvormide peamised valikutegurid
Puurimisseadme valimisel arvestavad operaatorid:
- Geoloogilised tingimused:Kõva kivi jaoks on vaja suure{0}}pöördemomendiga platvorme; süvavesi nõuab kõrgrõhu{1}}korrosiooni-kindlaid konstruktsioone.
- Tegevuseesmärgid:Uurimiskaevud soodustavad paindlikkust; tootmiskaevud vajavad pikaajalist{0}}stabiilsust.
- Keskkonnanõuded:Ökoloogiliselt tundlikud piirkonnad eelistavad madala{0}}müraga ja emissioonivabad{1}}elektriplatvorme.
Puurimisplatvormide mudelite mitmekesisus peegeldab laia valikut tehnilisi nõudeid ja tööstsenaariume nafta ja gaasi uurimisel ja arenduses. Traditsioonilistest mehaanilistest platvormidest intelligentsete tehisintellektiga juhitud -süsteemideni – tehnoloogiline areng parandab jätkuvalt puurimise tõhusust ja ohutust. Õige valik -geoloogiliste tingimuste, töökeskkonna ja majanduslike tegurite integreerimine-on oluline ressursside arendamise tulude maksimeerimiseks. Täpsema teabe saamiseks võtke palun ühendust Vigori meeskonnaga, et saada täpsemat teavet toote kohta.
