Alyvos gamybos dujų pakėlimo būdas: aprašymas ir charakteristikos

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Angliavandenilių gamybos naftos ir dujų telkiniuose gabenimo oru metodų grupė jau seniai naudojama vidaus pramonėje kaip alternatyva tekančių gręžinių plėtrai. Ši technologija, esant tam tikroms taikymo sąlygoms, suteikia didelių ekonominių ir techninių pranašumų, tačiau reikalauja ir papildomų išteklių prijungimo. Optimalus sprendimas daugeliu atvejų yra naftos gavybos dujų pakėlimo metodas, kai dujų mišinys naudojamas kaip aktyvi kėlimo terpė. Toks sprendimas pasiteisina dėl didelio našumo, tačiau kelia ir papildomų organizacinių saugumo reikalavimų. Dėl šios priežasties šį metodą dažniausiai naudoja didelės organizacijos, turinčios pakankamai išteklių.

Bendrosios naftos gavybos dujų pakėlimo metodo charakteristikos

Oro transportavimo principai, tai yra požeminio telkinio šulinio išteklių pakėlimo technologija, pirmą kartą panaudoti XVIII amžiaus pabaigoje. Šio metodo idėja atsirado dėl spartaus kasybos technologijų vystymosi, tačiau ilgą laiką jo visišką panaudojimą ribojo pakankamai išvystytos kompresorinės įrangos trūkumas. Naftos gavybos dujų pakėlimo metodo autorius yra vokiečių inžinierius Karlas Loscheris, kuris pateikė bendrą išteklių surinkimo naudojant oro mišinių energiją schemą. Ateityje technika buvo ne kartą optimizuojama, modernizuojama ir tobulinama tam tikrais veiklos aspektais. Pramoniniu mastu orlaivį pradėti praktiškai naudoti sukūrus teorinį pagrindą jo techniniam įgyvendinimui tik XX a. Naftos telkiniuose pirmoji dujų lifto naudojimo patirtis datuojama 1985 m.

Mūsų laikais dujinio pakėlimo technologijos naudojimas yra pateisinamas daugiausia šuliniuose su dideliu debitu. Be to, esant dideliam priemaišų kiekiui, dujinis pakėlimas yra ekonomiškiausias sprendimas iškelti išteklius į paviršių. Tai visų pirma taikoma aliejaus mišiniams, kuriuose yra druskų, dervų ir parafinų, dėl kurių sunku pakelti mases. Palyginus su oro transportu, galima teigti, kad naftos gavybos dujinis pakėlimo būdas yra bendros dirbtinio skysčių kėlimo technologijos tąsa. Tik jei klasikiniame oro kelyje kaip aktyvioji terpė naudojamas oro mišinys, tai dujų keltuvui naudojamos anglies turinčios medžiagos. Dėl šios priežasties vienas iš pagrindinių veiklostechnologijos charakteristikos atsižvelgia į specifinį dujų suvartojimą. Skaičiuojant dujinio lifto naudojimo sąnaudas, energijos sąnaudos dujų mišinių priežiūrai ir tiekimui sudaro apie 30 % visų projektų išlaidų.

Naftos gavybos dujinio pakėlimo metodo taikymo sritis

Didelio našumo šulinys su dideliu slėgiu dugno angoje yra tikslinė vieta dujotiekio įvedimui. Tokie telkiniai iš esmės yra palanki terpė organizuoti oro transportą. Tačiau naftos gavybos metodų ribojimo praktika taip pat lemia daugybę sąlygų, kurioms esant dujų pakėlimas tampa vieninteliu įmanomu būdu dirbti gręžinyje. Bent jau bendra naftos gavybos dujinio pakėlimo metodo charakteristika, kaip labiausiai pritaikyta dinamiškai nesubalansuotai hidraulinei aplinkai, leidžia jį naudoti dugno duobėse su mažu prisotinimo slėgiu ir smėlio gręžiniuose su sunkiai pasiekiamomis įrengimo sąlygomis techninei pagalbai.. Pavyzdžiui, dujinė lifto sistema gali būti naudojama potvynio sąlygomis, pelkėtose vietose arba ten, kur yra potvynio pavojus. Slėgio indikatoriai, beje, gali būti dirbtinai išlyginti kompresorinės įrangos pagalba – nors kilimas priklauso nuo šulinio dujų energijos rodiklių, tačiau jį galima gana pritaikyti prie esamų poreikių.

Kita vertus, jei nėra centralizuoto techninių ir dujų tiekimo su aukštu gamybos proceso mechanizavimo lygiu, geriau naudoti tradicinę fontano schemąkasyba. Kaip ir orlaivio atveju, naftos gavybos dujinis lifto metodas yra tekančio metodo technologijos tąsa, tačiau papildyta versija. Būtent technologinis gamybinės infrastruktūros išplėtimas neleidžia šio metodo taikyti mažiems gręžiniams, kurių eksploatacija skaičiuojama trumpiems laikotarpiams.

Technologinis gamybos procesas

Sukūrus šulinį paviršiuje susidaro struktūrinis antgalio pagrindas, kuris vėliau atlieka pagrindinio darbo procesų organizavimo pagrindą. Šulinio nišoje įrengtas uždaras tunelis su kameromis ir pereinamaisiais vožtuvais, kurie veikia kaip išteklių srauto reguliatorius. Pagaminto skysčio judėjimas kanalu aukštyn yra pagrindinis veikimo procesas, kurį palaiko dujofikuota terpė apatinėje angoje. Siekiant užtikrinti dujofikavimą, kamera su antgaliu aktyviam mišiniui tiekti nuleidžiama žemyn lygiagrečiai kanalui išilgai izoliuotos grandinės. Tiesą sakant, naftos gavybos dujų pakėlimo metodo principas yra sumažintas iki dujų krypties į tikslinio resurso skystą terpę, po kurios turi vykti pakėlimo procesas. Svarbu pažymėti, kad sodrinimas dujų-oro mišiniais savaime neužtikrina skysčio kilimo. Šiai operacijai naudojami specialūs siurbliai. Kėlimo jėga priklauso ir nuo dujofikacijos laipsnio, ir nuo siurblio galios – abu gali būti reguliuojami. Sudėtingam slėgio indikatorių valdymui grandinėje naudojamas kompresoriaus blokas, esantis ant paviršiaus.

Gamybos intensyvumasišteklius gali būti valdomas rankine mechanika arba automatinėmis sistemomis su elektroniniais jutikliais. Darbo parametrai nustatomi pagal priimančios įrangos galimybes. Naftos gavybos dujinio pakėlimo metodo ypatybė yra specialus apdorojimas išgavus išteklius. Kadangi skystis pakyla kartu su dujų mišiniu, reikalingas specialus atskyrimas, po kurio jau išvalyta alyva siunčiama į specialų karterį. Be to, kadangi dujinis keltuvas dažnai naudojamas aplinkoje, kurioje yra daug srutų užterštumo, gali prireikti kelių etapų šiurkščiavilnių filtravimo priemonių, kol ištekliai patenka į laikinojo saugojimo baką.

Taikomoji įranga

Visą techninę infrastruktūrą sudaro dvi įrangos grupės – universalūs įrenginiai ir įrenginiai gręžinių priežiūros procesams organizuoti bei specialūs įrenginiai, kurie naudojami eksploatuojant dujinį liftą. Pirmajai grupei gali būti priskirta siurbimo cirkuliacinė įranga, korpuso įranga, tvirtinimo detalės, metaliniai vamzdžiai siurbimui ir kt. Paprastai tiek tekančio, tiek dujinio pakėlimo naftos gamybos metodai yra sukurti naudojant šią įrangą su nedideliais struktūriniais skirtumais.

Kalbant apie specialius techninius elementus, skirtus naftos pakėlimui iš dujų energijos, jie apima:

• Kompresorius. Įrenginys optimaliam slėgiui palaikyti įpurškiant suspaustą orą. Dažniausiai naudojami pramoniniai didelės galios įrenginiai,galintis reguliuoti darbinės vertės parametrus plačiame diapazone.
• Dujų pakėlimo kamera. Galima sakyti, kad tai yra dujinio lifto alyvos gamybos infrastruktūros branduolys, kuriame vyksta pagrindiniai dujų ir oro mišinių srauto nukreipimo, paskirstymo ir tiekimo procesai. Tai metalinė konstrukcija su atšakančiais vamzdžiais ir išleidimo kanalais, kurių veikimą reguliuoja uždarymo vožtuvai.
• Vožtuvai. Šioje sistemoje vožtuvas atlieka ne tik skystos terpės cirkuliacijos blokavimo funkciją, bet ir veikia kaip srauto reguliatorius. Dujų pakėlimo vožtuvai naudojami skirtinguose šulinio lygiuose, todėl galima tiksliau valdyti gamybos greitį. Pagrindinė tokių vožtuvų konstrukcijos ypatybė gali būti vadinama jautrių elementų buvimu, kurie labai tiksliai fiksuoja slėgio indikatorius ir keičia jų būseną priklausomai nuo smūgio jėgos valdymo srityje.

Dujų keltuvas

Šiuo atveju lifto sąvoka atspindi sudėtingą dujinio keltuvo, panardinto į šulinį, infrastruktūrą. Jo koncepcijoje yra du kanalai - dujų įpurškimui ir tikslinio skysčio ištekliui pakelti. Abu kanalai organizuojami naudojant metalinius vamzdžius, tačiau jie neturi būti sujungti vienas su kitu lygiagrečiai. Be to, kartais yra numatyta kampinė dujų tiekimo vamzdžio kryptis, kurią lemia siurbimo įrenginio prijungimo specifika. Vamzdžių išdėstymo konfigūracija priklauso nuo sąlygų, kuriomis organizuojamas naftos gavybos dujų pakėlimo būdas. Žemiau esančioje nuotraukoje pavaizduotos šiuolaikinės technologijos.kombinuotos įpurškimo ir atkūrimo stygos naudojimas vienoje grandinėje, kurios skersmuo nuo 90 iki 140 mm. Šiuo atveju, nepaisant kanalų krypties konfigūracijos, tiek iš viršutinės dalies ties galva, tiek apatinėje bato srityje, jei įmanoma, yra numatytas standus konstrukcijos fiksavimas. Vamzdžiuose taip pat gali būti technologinių skylių (perforacijų), skirtų smėliui ir kitoms pašalinėms dalelėms išleisti.

Dujų pakėlimo veikimas be kompresoriaus

Dujų tiekimas ir slėgio indikatorių reguliavimas iš esmės nebūtinai turi būti atliekami naudojant kompresorinę įrangą. Jei dujų ir naftos telkiniai yra toje pačioje eksploatavimo vietoje, gręžinį dujų keltuvą galima organizuoti naudojant savo energetinį palaikymą be kompresoriaus. Tačiau net ir šiuo atveju tekančio ir dujinio lifto alyvos gamybos technologijos skirsis, nes reguliavimo suslėgtu oru iš išorės pašalinimas neatmeta ir slėgio indikatorių valdymo iš gamtinių dujų. Be to, tokiomis sąlygomis galima atlikti gręžinių džiovinimą ir išankstinį resurso valymą, o tai sumažina technologinio proceso sąnaudas.

Dujų pakėlimo proceso valdikliai

Visų pirma verta pabrėžti, kad dujiniam keltuvui reikia naudoti daugybę matavimo prietaisų, kurie leidžia kontroliuoti svarbius veikimo rodiklius. Tai apima slėgį, temperatūrą, drėgmę ir dujų srautą. Tiesioginis naftos gavybos valdymas dujinio pakėlimo metodu vykdomas naudojant minėtus vožtuvus iruždarymo vožtuvai su pavaros sistemomis, maitinamomis generatoriais ant paviršiaus. Pažangesnės gamyklos veikia valdomos automatinio valdymo, nedalyvaujant operatoriams, koreguojant dujinimo parametrus ir išteklių atgavimo greitį.

Technologijos pranašumai

Kalbant apie techninį įgyvendinimą, metodas yra gana sunkus ir brangus, tačiau jis turi daug teigiamų savybių, kurios pateisina jo naudojimą:

• Didelis našumas.
• Platios galimybės pritaikyti konstrukciją prie išorinių eksploatavimo sąlygų ir šulinių parametrų.
• Kasybos proceso patikimumas ir sauga.
• Lankstumas. Ši savybė atspindi tiek naftos gavybos dujų kėlimo metodo privalumus, tiek trūkumus, kurie pasireiškia įvairiais jo taikymo aspektais. Pavyzdžiui, kvalifikuoto operatoriaus požiūriu, pats valdymo procesas yra gana paprastas ir praktiškai nereikalaujantis fizinių pastangų. Tačiau techninės priežiūros darbuotojai dirba su sudėtingomis mašinomis, kurioms išlaikyti reikia daug darbo ir išlaidų.
• Dauguma kritinės įrangos yra paviršiuje.
• Metodo universalumas.

Technologijos trūkumai

Tačiau šio metodo negalima pavadinti optimaliai tinkamu visoms sritims, jei atsižvelgsime į veiklos veiksnių visumą, taip pat į aplinkosaugos ir ekonominius aspektus. Prie neigiamų dujų kėlimo metodo naudojimo aspektųnaftos gavyba apima:

• Didelės energijos išteklių sąnaudos. Kalbame apie pramoninių tūrių dujų įpurškimą ir kuro sąnaudas generatoriams, kurie atlieka siurblinės įrangos su kompresoriais funkcijas.
• Investicijos gali neatitikti išgautų naftos ir dujų medžiagų vertės – ypač atsižvelgiant į papildomų proceso valymo ir atskyrimo procesų išlaidas.
• Kadangi naudojami dideli telkiniai, gamybos apimtys mažėja, o organizacinės ir techninės pagalbos lygis turėtų išlikti toks pat.

Išvada

Naftą ir dujas išgaunančių įmonių patirtis rodo, kad apie pusę telkinių plėtros ir eksploatavimo projektų sąnaudų tenka techninės infrastruktūros organizavimui su palaikymu papildomoms darbo eigoms. Atrodytų, kad pramonės plėtros tendencijos turėtų nukreipti pažangą link tokių įvykių struktūrinio optimizavimo, tačiau dujų kėlimo metodas įrodo priešingai. Kaip siūlė naftos gavybos dujinio pakėlimo metodo autorius Karlas Locheris, pagalbinių energijos š altinių prijungimas kėlimo metu sumažina energijos sąnaudas darbo operacijai, bet ne viso renginio organizavimui. Bet kokiu atveju, kėlimo stygos įranga ne tiek suteikia naudos, kai prijungiamas dujofikavimo kanalas, bet atveria daugiau galimybių kontroliuoti gamybos proceso parametrus. Ir šis pranašumas yra būtent galimybė sukurti dujinį keltuvą kaip būdą tai padarytigali išplėsti galimybes sujungti kelis plėtros rezervuarus į vieną didelio pajėgumo gamybos įrenginį.