Сондирането за нефт и газ е сложен промишлен процес, който разчита на широка гама от специализирано оборудване, от самата повърхностна платформа до сондажните инструменти, които извличат въглеводороди. Разбирането на функциите на всеки компонент е от съществено значение за петролните и сондажните инженери. Тази статия предоставя изчерпателен преглед на сондажното оборудване, основните сондажни системи, общите инструменти за сондажи и различните класификации на сондажните платформи, използвани на сушата и в морето.
Какво е сондиране?
Сондажът е процес на създаване на сондаж (кладенец) в земната повърхност за достъп до подземни запаси от нефт или природен газ. Това се постига с помощта на специализирана структура, наречена сондажна платформа, която върти свредло, за да проникне в слоевете скала и почва. Свредлото е свързано със съоръжението чрез дълга метална тръба, известна като сондажна тръба, която също циркулира сондажна течност, за да пренася скални отломки обратно на повърхността.
Какво е нефтена сондажна платформа?
Сондажната платформа за нефт е голяма структура, оборудвана със съоръжения за добив и обработка на нефт и газ от дълбоко под земната повърхност, често разположена в океани или големи водни тела (офшорни платформи). Състои се от платформа, изградена върху стълбове или поплавъци, жилищно оборудване и персонал. Висока кула, наречена дерик, помещава сондажното оборудване, а дълга метална тръба (сондажна колона) се вкарва в земята за извличане на въглеводороди от подземни резервоари.
Основни системи в сондажното оборудване
Разбирането на ключовите системи на една сондажна платформа е от основно значение за разбирането на нейната цялостна функция.
- Подемна система и тегличи:Отговаря за повдигане и спускане на сондажната колона и други инструменти в сондажа. Тегличът се състои от голяма макара, навита с линия за пробиване, плюс комплект спирачки за контролиране на скоростта и движението.
- Въртяща се система:Осигурява въртеливо движение на сондажната колона и свредлото на дъното на отвора. Тази система обикновено включва въртяща се маса или горно задвижване, което доставя необходимия въртящ момент, както и система за въртене или горно задвижване за прехвърляне на въртенето от платформата към сондажната колона.
- Циркулационна система:От съществено значение за изпомпване на сондажна течност (кал) надолу по сондажната колона и обратно към повърхността. Той включва кални помпи, които преместват течност от кални ями в сондажната колона, и кални резервоари, които съхраняват и обработват течността, преди да бъде изпомпвана в сондажа. Различни клапани и колектори контролират потока на течността.
- Захранваща система:Осигурява енергията, необходима за работата на всички компоненти на платформата. Обикновено включва дизелови двигатели или електрически двигатели, които захранват тегличите, калните помпи и друго оборудване. Генераторите доставят електричество за осветление, отопление и други електрически системи на платформата.
- Система за безопасност и контрол на кладенеца (предотвратяване на издухване):Предотвратява неконтролирани течове на нефт или газ от кладенеца. Тази система включва устройства за предотвратяване на изригване (BOPs)-големи клапани, инсталирани на устието на кладенеца, за да запечатат кладенеца в случай на удар или издухване-плюс аларми, сензори и устройства за аварийно изключване.
Общи инструменти и компоненти за спускане в дупка
Следва списък на обичайните инструменти за сондиране и производство, използвани при операции на кладенци, всеки от които изпълнява специфична функция:
| Инструмент/компонент | функция |
|---|---|
| Юзда | Поддържа и разпределя тежестта на полираната пръчка, намалявайки напрежението върху повърхностното оборудване. |
| Полирана скоба за прът | Фиксира полираната пръчка, за да предотврати движение по време на работа. |
| Пътеводител | Поддържа полираната и смукателната щанга подравнени за гладка и ефективна работа. |
| Полиран прът | Дълъг, гладък прът, свързващ повърхностния помпен агрегат с помпата в сондажа, предаващ мощност. |
| Пълнежна кутия | Уплътнява се срещу полираната пръчка, за да предотврати изтичането на течности от кладенеца на повърхността. |
| Предпазен клапан | Освобождава излишното налягане от салниковата кутия, предотвратявайки повреда на оборудването. |
| Поточна линия | Тръба, транспортираща произведените течности от устието на кладенеца до производствените съоръжения. |
| Тръбна глава | Компонент, монтиран над главата на корпуса, осигуряващ защитен корпус за тръбите и уплътняващ пръстена на-корпуса на тръбите. |
| Глава на корпуса | Монтира се отгоре на корпуса на кладенеца, закрепва и уплътнява корпуса в отвора на кладенеца. |
| Полиран прът съединител | Свързва полирания прът към колоната на смукателния прът, предавайки повърхностна мощност към помпата в сондажа. |
| Повърхностна тръба | Секция от тръба, монтирана на повърхността, за да осигури структурна опора за оборудването на кладенеца. |
| Тръбен низ | Тръбна нишка, използвана за пренасяне на нефт от резервоара до повърхността. |
| Смукателна щанга | Дълъг прът с резба, който предава изпомпващото движение от повърхността към помпата в сондажа. |
| тръби | Взаимосвързани тръби, които пренасят течност от помпата в сондажа до повърхността. |
| Варелен съединител | Съединител, използван за свързване на две секции от тръби или смукателни пръти. |
| Съединител на смукателна щанга | Фитинг, използван за свързване на две секции от смукателни пръти. |
| Пътуващ клапан | Клапан вътре в цилиндъра на помпата, който се движи нагоре и надолу, позволявайки на течността да влезе по време на хода нагоре и да излезе по време на хода надолу. |
| Барел на помпата | Цилиндричната част на помпата, където буталото се движи нагоре и надолу, за да създаде засмукваща и повдигаща течност. |
| Метално бутало | Твърд прът, който се движи нагоре и надолу в цевта на помпата, създавайки засмукване и повдигане на течност към повърхността. |
| Стоящ вентил | Намира се в долната част на цевта на помпата, позволявайки течността да навлезе в помпата по време на движение нагоре. |
| Нипел за сядане | Компонент, монтиран в тръбния низ, който осигурява опорно гнездо за стоящия клапан. |
| Перфорирано зърно | Тръбна структура с пробити отвори, които позволяват течността да навлезе от заобикалящата формация в низа. |
| Газова котва | Разделя газа от течността в тръбния низ, предотвратявайки блокиране на газ и подобрявайки ефективността на помпата. |
| Кална котва | Отделя калта или твърдите частици от течността в тръбния низ, предотвратявайки блокиране на тръбата и повреда на помпата. |
| Bull Plug | Запушалка с резба, използвана за уплътняване на края на тръбна или обсадна колона. |
Пет основни типа офшорни сондажни платформи
Офшорните сондажни платформи са проектирани за различни водни дълбочини и среди.
- Вътрешен шлеп (плитка вода)Работи в много плитки води, обикновено по-малко от 20 фута. Корпусът на шлепа се установява на морското дъно, след като бъде изтеглен до мястото, осигурявайки стабилна платформа за сондиране.
- Потопяема платформаИзползва се във водни дълбочини между 50 и 70 фута, където шлеповете не могат да работят. Колоните или стълбовете се потапят и баластират до определена височина, като сондажното оборудване над тях задвижва потопения сондажен агрегат.
- Jack{0}}up RigМобилна платформа, която може да бъде изтеглена до определено място и след това да "повдигне" краката си надолу към морското дъно, за да повдигне платформата над водата. Подходящ за плитки води до приблизително 400 фута. Вариантите включват конзолни и ключови -слотове.
- Платформа (фиксирани конструкции) Фиксирана платформа:Изработена от стомана или цимент, проектирана като постоянна конструкция, закотвена към морското дъно. Може да разполага с големи съоръжения и персонал, поддържайки насочено сондиране до пет мили. Подходящ за дълбочини до 1700 фута.Съвместима кула:Висока, тясна конструкция от стомана/бетон, която се огъва от вълни и вятър, подходяща за дълбочини от 1500 до 4900 фута.
- Плаващи съоръжения (плаващи съдове)
- Полу{0}}потопяеми:Палубата се носи над водолинията, докато голяма част от масата е потопена за стабилност. Подходящ за дълбочини до 12 000 фута. Включва варианти на платформа Sea Star и Spar.
- Сондажен кораб:Сондажното оборудване е монтирано директно на палубата на кораба, като кладенецът се пробива през „лунен басейн“ (централен отвор в корпуса). Поддържа позиция с помощта на динамично позициониране.
Класификация на сондажните платформи по тип задвижване, среда и технология
По тип устройство:
| Тип | Типичен модел | Характеристики | Приложение |
|---|---|---|---|
| Механично задвижване | ZJ20 | Дизелова механична трансмисия, проста структура, лесна поддръжка | Плитки до средно{0}}дълбоки кладенци, конвенционални находища на сушата |
| Електрическо задвижване | ZJ70D | AC-DC-AC задвижване с променлива честота, висока автоматизация, ниска консумация на енергия | Дълбоки/свръх{0}}дълбоки кладенци, сложни образувания, неконвенционални ресурси |
| Хидравлично задвижване | NOV Хидравлична платформа | Пълна хидравлична система, компактен, мобилен | Градски или екологично чувствителни райони с пространствени ограничения |
По работна среда:
| Тип | Примерен модел | Ключова характеристика | Приложение |
|---|---|---|---|
| Onland (свръх-дълбоко) | ZJ120/9000 | Максимално натоварване на куката 9 000 kN, дълбочина на пробиване 12 000 m | Tarim Basin, Съчуан-Chongqing ултра{1}}дълбоки резервоари |
| Арктика (полярна) | HZJ40L | Ниска{0}}температурна устойчивост до -50 градуса, хидравлика против замръзване | Сибир, райони на Арктическия кръг |
| Офшорни (Jack{0}}up) | HYSY981 | 3000 m дълбочина на водата, 10 000 m дълбочина на сондиране | Южнокитайско море, дълбоководни полета в Източнокитайско море |
| Офшорни (полу{0}}потопяеми) | Трансокеански дълбоководен хоризонт | Двойна дерик, силна устойчивост на вълни | Свръх{0}}дълбоководни операции |
По технологично ниво:
| Тип | Примерен модел | Технологични акценти | Приложение |
|---|---|---|---|
| Конвенционален | Дакинг 130 | Механично задвижване, високо ръчно управление | Ниско{0}}сложни нефтени полета (постепенно се заменят) |
| Автоматизирано | Schlumberger PRIME™ Риг | Интегрирана автоматична-пробивна машина,-наблюдение в реално време, 30% увеличение на ефективността | Хоризонтални кладенци, много{0}}странични кладенци, високо{1}}прецизни работи |
| Интелигентен | NOV Cyberbase® | AI-оптимизирани параметри на пробиване, дистанционно управление, прогнозиране на грешки | Цифрови нефтени полета, безпилотни платформи |
Специални функционални съоръжения:
| Тип | Примерен модел | Характеристики | Приложение |
|---|---|---|---|
| Съоръжение за бобини тръби | Халибъртън CTU 1500 | Непрекъснати тръби, без смяна на тръби | Ремонт на кладенец, сондиране-на малки дупки, разбиване |
| Модулно оборудване | National Oilwell Varco FastRig® | Модулен дизайн, 20% по-ниска цена, бърз транспорт | Отдалечени райони, проекти за-бърза реакция |
Ключови фактори за избор на сондажни платформи
При избора на сондажна платформа операторите вземат предвид:
- Геоложки условия:Твърдите скали изискват съоръжения с висок{0}}въртящ момент; дълбоките води изискват конструкции, устойчиви на-корозия под високо{2}}налягане.
- Оперативни цели:Проучвателните кладенци благоприятстват гъвкавостта; производствените кладенци се нуждаят-от дългосрочна стабилност.
- Екологични изисквания:Екологично чувствителните райони дават приоритет на ниско{0}}шумни и нулеви-емисии електрически съоръжения.
Разнообразието от модели сондажни платформи отразява широката гама от технически изисквания и сценарии за работа при проучването и разработването на нефт и газ. От традиционните механични платформи до интелигентни,-управлявани системи, технологичната еволюция продължава да подобрява ефективността и безопасността на сондирането. Правилният подбор-интегриране на геоложки условия, работна среда и икономически фактори-е от съществено значение за максимизиране на възвръщаемостта от разработването на ресурси. За по-подробна информация, моля, не се колебайте да се свържете с екипа на Vigor за по-подробна информация за продукта.
