Að skilja öfgaháa þrýstingsmat í vökvakerfi olíusvæða

Áður en kafað er ofan í sérstakar þrýstistærðir er mikilvægt að skilja hvað „mjög hár þrýstingur“ þýðir í samhengi við þjónustu á olíusvæðum og hvers vegna val á þrýstistærð er ákvörðun sem hefur í för með sér verulegar öryggis-, rekstrar- og fjárhagslegar afleiðingar.

Hefðbundin iðnaðarvökvakerfi starfa yfirleitt við þrýsting allt að 35 MPa (5.000 psi). Háþrýstibúnaður fyrir brunnaþjónustu gæti starfað á bilinu 70–105 MPa (10.000–15.000 psi). Ofurhár þrýstingur, eins og hann er skilgreindur í olíuvinnslu, byrjar við um það bil 140 MPa (20.000 psi) og nær langt út fyrir það — í kerfi sem eru metin á 250 MPa (36.000 psi) og hærra. Við þessi þrýstingsstig eru efnisfræði, gæði íhlutaframleiðslu og kerfishönnunarreglur gjörólíkar hefðbundnum vökvakerfum.

Vegna þess aðOrkan sem geymd er í vökvakerfi eykst með öðru veldi rekstrarþrýstingsins, en 250 MPa kerfi geymir um það bil þrisvar sinnum meiri orku á rúmmálseiningu en 140 MPa kerfi við sama rennslishraða. Þessi geymda orka er það sem gerir UHP búnað færan um að framkvæma krefjandi verkefni í borholum - en það er líka það sem gerir villur í þrýstingsmati stórhættulegar. Pípa, tengi eða þéttiefni sem eru metin fyrir 140 MPa sem verða fyrir slysni fyrir 200 MPa mun springa harkalega og skapa alvarlega hættu fyrir starfsfólk og búnað.

Þrýstingsflokkur 1: 140 MPa (20.000 psi) — UHP staðallinn fyrir byrjendur

Dæmigert notkunarsvið fyrir 140 MPa dælur

Dælur með þrýsting upp á 140 MPa (20.000 psi) eru upphafspunktur fyrir ósvikna þjónustu á olíusviði við ofurháan þrýsting. Þær eru almennt tilgreindar fyrir:

• Virkjun á brunnshaus og jólatrésloka— Margar hönnunarloka fyrir brunnshaus krefjast vökvaþrýstings á bilinu 70–140 MPa til að tryggja áreiðanlega neyðarlokun. Dælan sem er með 140 MPa afkastagetu býður upp á nægilegt svigrúm umfram þessar kröfur.
• Þrýstiprófun á smurbúnaði fyrir vírlínur— Smurtæki fyrir vírlínur verða að vera þrýstiprófuð með skjalfestum gildum (venjulega 1,5 sinnum hámarks væntanlegur þrýstingur í borholu) fyrir hverja uppsetningu. 140 MPa dælur eru almennt notaðar í þessu tilviki í borholum með miðlungs þrýstingsgildi.
• Forskolun fyrir yfirborðsörvun— Sum forskolunarstig fyrir sýrumyndun og örvun á grunnefnum, sérstaklega í myndunum með litla gegndræpi, krefjast þrýstings allt að um það bil 120 MPa. Dæla sem er metin á 140 MPa veitir nauðsynlegt vinnusvið.
• Vökvastillitæki (miðlungs)— Stillingarverkfæri fyrir pakkningar, brúartappa og mælitæki niðri í borholum í grunnum til meðaldjúpum borholum eru oft metin fyrir 140 MPa virkjunarþrýsting.
• Forhleðsluprófun á BOP-safnara— Fyrir neðansjávar- og yfirborðsflöskur af gerðinni BOP verður að sannreyna reglulega hvort þrýstingur fyrir hleðslu sé réttur með vökvadælum.

Tæknilegar eiginleikar 140 MPa dælna

Vökvadælur sem eru metnar fyrir 140 MPa notkun eru yfirleitt með ás- eða geislalaga stimplahönnun, úr tunnum og stimplum úr háblönduðu stáli með yfirborðsherðingu (eins og málmherðingu eða nítríðun) til að standast rof og þreytuáhrif háþrýstingsnotkunar. Þéttitæknin við þetta þrýstingsstig felur venjulega í sér Parker, Seal罎 eða sambærilegan framleiðanda PTFE eða samsetta þéttiefni sem eru metin fyrir 140 MPa samfellda notkun. Vicks Hydraulicallt úrval dælnaNær yfir allar algengar þrýstigildi fyrir olíuvinnslu.

Vegna þess að140 MPa er innan afkastagetu nákvæmnisframleiddra íhluta með viðurkenndum framleiðsluferlum, en dælur í þessum flokki eru almennt fáanlegar á markaðnum, hafa styttri afhendingartíma og eru studdar af breiðara neti þjónustustöðva en betri valkostir. Alþjóðlega framboðskeðjan fyrir 140 MPa vökvaíhluti - tengi, slöngur, millistykki og þétti - er þroskuð og vel birgðað.

Hvenær á að velja 140 MPa

Veldu 140 MPa ofurháþrýstidælu þegar hámarks væntanlegur þrýstingur í borholunni (MEWP) fer ekki yfir um það bil 95 MPa og þrýstingsmat á verkfærum niðri í borholunni er innan þessa bils. 140 MPa matið veitir 1,4–1,5 falda öryggisstuðul umfram dæmigerðan hámarksrekstrarþrýsting, sem uppfyllir kröfur um öryggismörk flestra borholustjórnunarfyrirtækja. Ef starfsemi þín felur í sér HSE kröfur sem stjórnast afAPI staðlar, 140 MPa dæla er lágmarkskröfur um íhlutunarvinnu í holur með mikilli hitauppstreymi.

Þrýstingsflokkur 2: 175 MPa (25.400 psi) — Vinnuhestur meðalstórs fyrir háþrýstibrunna

Dæmigert notkunarsvið fyrir 175 MPa dælur

175 MPa (25.400 psi) dælur eru meðal þjónustuflokks olíusvæða á mjög háum þrýstingi og eru fjölhæfasta forskriftin fyrir nútíma flota brunnsíhlutunar. Þær eru almennt notaðar fyrir:

• Vökvabrotnun (háþrýstingsbrotnun)— Í óhefðbundnum skifergas- og olíumyndunum nær sprunguþrýstingur oft 70–140 MPa við yfirborð, en þrýstingur á botni holunnar fer yfir 140 MPa. Dælan sem getur geymt 175 MPa veitir þá svigrúm sem þarf til að ná markþrýstingi í sprungum í meðaldjúpum óhefðbundnum borholum (venjulega 3.000–5.500 metra dýpi).
• Aðgerðir við að taka í notkun og yfirgefa kerfið (P&A)— Til að loka og hætta notkun borholu þarf að setja sementstappa og vélrænar hindranir á ákveðnu dýpi niðri í borholunni. Sum verkfæri til að setja tappa og hreyfla — þar á meðal verkfæri til að setja tappa og snúningsfestingar — þurfa allt að 160 MPa virkjunarþrýsting, sem gerir 175 MPa að viðeigandi dæluþrýstingi.
• Hreinsun á borholu með spíralrörum— Til að fjarlægja kalk, sand og rusl úr borholum með háþrýstiþotu þarf dæluþrýsting sem getur yfirstigið þrýsting í borholunni á dýpi og veitir jafnframt nægilegt þotukraft fyrir skilvirka hreinsun. 175 MPa er algeng forskrift fyrir CT-hreinsunardælupakka.
• Örvun fyrir neðansjávarvökvaaflseininguna (HPU)— Kafbáts BOP og trékerfi eru knúin af yfirborðs HPU vökva sem dreifður er í gegnum naflastrengi. Núningstap í löngum naflastrengjum getur dregið úr virkum þrýstingi á neðansjávarverkfærinu. Dæla með 175 MPa afkastagetu getur bætt upp fyrir þetta tap og viðhaldið nægilegum þrýstingi á verkfærinu á dýpi allt að um það bil 3.000 metra vatnsdýpi.
• Losun á sementstöppum með háþrýstingi— Sementsaðgerðir í borholum með miklum sprunguhalla krefjast nákvæmrar þrýstistýringar til að koma í veg fyrir tap á blóðrás. 175 MPa dælur eru hannaðar fyrir sementsþrýsting í krefjandi myndunum.

Tæknilegar eiginleikar 175 MPa dælna

Dælur sem starfa við 175 MPa þurfa mun flóknari íhlutaverkfræði en 140 MPa einingar. Við þetta þrýstingsstig eru staðlaðar API-tengingar og íhlutir ekki lengur fullnægjandi — kerfið verður að nota sérhannaðar tengingar fyrir ofurháan þrýsting (eins og Coned-and-Threaded frá Autoclave Engineers eða sambærilegar), sérsmíðaðar háþrýstileiðslur með ströngum NDT-prófunum (ekki eyðileggjandi prófunum) og sérhæfða þéttitækni.

Vegna þess að175 MPa rekstur krefst strangari framleiðsluvikmarka og fleiri framandi efna (ofurmálmblöndur, úrkomuhert ryðfrítt stál), en kostnaðarálagið umfram 140 MPa búnað er yfirleitt 40–60%. Hins vegar gerir breiðara þrýstingsumhverfið 175 MPa dælur hentugar fyrir fjölbreyttari brunnaaðstæður, sem réttlætir oft fjárfestingu fyrir þjónustufyrirtæki sem starfa á fjölbreyttum eignasöfnum.

Hvenær á að velja 175 MPa

Tilgreinið 175 MPa ofurháþrýstidælu þegar starfsemi ykkar nær yfir borholur með botnþrýsting á bilinu 110–150 MPa; þegar þjónustuflotinn ykkar verður að geta meðhöndlað bæði hefðbundnar og óhefðbundnar gerðir borhola án þess að uppfæra búnað; eða þegar verkfærabirgðir ykkar fyrir borholur innihalda íhlutunarverkfæri allt að 160 MPa. 175 MPa dælan er almennt viðurkennd sem besti vinnuhestur greinarinnar fyrir íhlutun og örvunarþjónustu fyrir borholur og nýtur sterks stuðnings frá framleiðendum, framboðs á varahlutum og viðhaldsinnviða frá þriðja aðila um allan heim.

Þrýstingsflokkur 3: 250 MPa (36.000 psi) — Sérfræðingurinn í öfgaþrýstingi

Dæmigert notkunarsvið fyrir 250 MPa dælur

Dælur með þrýstingi upp á 250 MPa (36.000 psi) eru sérhæfð tæki sem notuð eru við krefjandi aðstæður í borholum — djúpsjávar, ofurdjúpsjávar og jarðfræðilega krefjandi uppistöðulón þar sem hefðbundinn UHP-búnaður nær ekki þeim þrýstingi sem þarf til að grípa inn í borholur á skilvirkan hátt eða örva myndun. Helstu notkunarsvið eru meðal annars:

• Vökvabrotun á mjög djúpu vatni— Djúpvatns- og ofurdjúpvatnsbrunna með TVD sem er meira en 5.500 metrar krefjast afar mikils yfirborðsmeðhöndlunarþrýstings til að vinna bug á samanlögðum áhrifum vatnsþrýstings í borholunni, núningstaps í rörlaga rörum og sprunguhalla í mynduninni á dýpi. 250 MPa dælur eru nauðsynlegar til að ná 180–230 MPa botnþrýstingnum sem þarf í þessum lónum.
• Inngrip í HPHT (háþrýstings- og háhitaholur)— Brunnar með þrýsting í lónunum yfir 140 MPa og hitastig yfir 150°C skapa miklar áskoranir fyrir bæði búnað og starfsfólk. Búnaður sem er metinn á 250 MPa með sérhæfðum háhitaþéttingum og málmblöndu er viðeigandi kostur fyrir brunninngrip við þessar aðstæður.
• Vatnsaukning á naflastrengjum neðansjávar— Í djúpsjávaraðgerðum verður vökvaþrýstingur sem dreifður er frá yfirborði í gegnum langar naflastrengi fyrir verulegu núningstapi. 250 MPa dælur við neðansjávardreifirammann bæta upp fyrir þetta tap og viðhalda nægilegum vökvaþrýstingi við tólið.
• Háþróuð götunarkerfi— Sum djúpholukerfi nota vökvaknúin burðarkerfi sem krefjast afar mikils þrýstings til að tryggja áreiðanlega notkun. Dælur með 250 MPa afkastagetu tryggja tryggðan þrýsting fyrir þessi sérhæfðu verkfæri.
• Prófun á heilleika brunna fyrir súrar þjónustubrunna— Súrar brunnar (sem innihalda H₂S) þurfa reglubundnar þrýstingsprófanir sem staðfesta vélrænan heilleika brunnshaussins, jólatrésins og frágangs niðri í borholunni. 250 MPa prófunardælur staðfesta þrýstingsumhverfið í krefjandi súrum umhverfi.

Tæknilegar eiginleikar 250 MPa dælna

250 MPa vökvadæla er verkfræðilegt afrek sem krefst ströngustu gæðastaðla í íhlutahönnun, efnisvali, nákvæmni í framleiðslu og gæðatryggingu. Við 250 MPa nær hringspennan í háþrýstileiðslu með 10 mm innra þvermál um það bil 625 MPa — sem krefst notkunar á rörum úr ofur-tvíhliða ryðfríu stáli, Inconel 625 eða títanblöndu með prófunarskýrslum frá fræsivél og 100% NDT skoðun á hverri suðu.

Vökvaendaíhlutir dælunnar — tunnur, lokar, sæti og stimplar — eru venjulega smíðaðir úr smíðuðum ofurálblöndum og fá mikla hitameðferð, yfirborðsherðingu og frágangsslípun til að ná þeim míkronvikmörkum sem krafist er fyrir áreiðanlega þéttingu við þennan þrýsting.Vegna þess aðSérhver smásæ galli á svæði með miklu álagi getur breiðst út við lotubundna álagi, 250 MPa búnaður er háður strangari skoðunar- og prófunarferlum en nokkur annar flokkur vökvabúnaðar, þar á meðal vatnsstöðugleikaprófun upp í 1,25× nafnþrýsting og hljóðeinangrunprófun á mikilvægum suðusöfnum.

Hvenær á að velja 250 MPa

Tilgreinið aðeins 250 MPa ofurháþrýstidælu þegar tæknilegar kröfur brunnsins eða íhlutunartólsins krefjast þess — sérstaklega þegar búist er við að þrýstingur á botni holunnar fari yfir 175 MPa eða þegar neðansjávarvökvakerfi þurfa þrýsting yfir 200 MPa til að vinna bug á núningstapi í naflastreng á vatnsdýpi yfir 2.500 metra. Rekstrar- og fjárhagslegur kostnaður við 250 MPa búnað — hærri kaupkostnaður, sérhæfð viðhaldskröfur, strangari meðhöndlunarferli og takmarkað framboð á varahlutum og þjónustustuðningi um allan heim — þýðir að hann ætti aldrei að vera tilgreindur sem almennur „ofur-spec“ valkostur. Álagið fyrir 250 MPa afkastagetu yfir 175 MPa er venjulega 80–120% og heildarkostnaður við eignarhald, þar með taldar sérhæfðar tæknimenn og NDT skoðunarkröfur, getur verið enn hærri hlutfallslega.

Samanburður á þrýstingsmati hlið við hlið

Hvernig á að ákvarða rétta þrýstingsmat fyrir olíuvinnslu á olíusvæðinu þínu

Skref 1 — Ákvarða hámarks væntanlegan þrýsting í borholu (MEWP)

Upphafspunktur allrar þrýstingsvals á UHP-dælu er nákvæm ákvörðun á hámarks væntanlegum borholuþrýstingi á öllum stigum fyrirhugaðrar aðgerðar. Þetta verður að taka tillit til þrýstings í geyminum á markdýpi, vatnsþrýstings í vökvasúlunni, þrýstingsins sem þarf til að hefja sprungu eða framkvæma íhlutunina og allra þrýstingssveifla sem geta komið fram við kraftmiklar aðgerðir eins og þrýstiprófun, sókn eða þrýstingsprófun á verkfærum. Reikna verður eða áætla hámarksþrýsting í borholu fyrir hvern einstakan brunn - almennar þumalputtareglur eru ekki ásættanlegar á UHP-rekstrarstigum.

Skref 2 — Beittu nauðsynlegum öryggisþætti

Flestir helstu staðlar olíufyrirtækja um stjórnun brunna krefjast lágmarks 1,25 falda öryggisstuðuls milli nafnþrýstings dælunnar og hámarks áætlaðs rekstrarþrýstings. Að auki krefjast margar rekstraraðferðir þess að dælan geti afhent háþrýstiloftsbúnaðinn (MEWP) við rennslishraða sem uppfyllir rekstrarkröfur — ekki bara við núllrennsli. Gakktu alltaf úr skugga um að þrýstings-rennslisferill dælunnar við áætlaðan rennslishraða veiti enn nægilegt svigrúm fyrir ofan háþrýstiloftsbúnaðinn.

Skref 3 — Samræma verkfæri við birgðir þínar fyrir borholur

Áður en þú tilgreinir dælu skaltu fara yfir birgðir þínar af borholutólum og finna það tól í rekstrarbúnaðinum sem er með hæsta þrýstingsþol. Dælan verður að geta virkjað þetta tól við hámarks væntanlegan borholuþrýsting sem tólið verður notað við — ekki bara við andrúmsloftsaðstæður í borholu.Vegna þess aðVirkur virkjunarþrýstingur verkfæris eykst með þrýstingi í borholunni (verkfærið verður að yfirstíga þrýsting í borholunni til að færa sig), afköst dælunnar verða að vera meiri en summa borholuþrýstingsins og virkjunarþrýstingsmismunar verkfærisins.

Skref 4 — Íhugaðu þjónustuumfang þitt og eignasafnið

Ef þjónustufyrirtækið þitt fyrir olíusvæði starfar á safni borhola sem spanna fjölbreytt þrýstiprófíl, ætti ákvörðun um forskrift dælunnar að taka mið af breidd þess safns. Fyrirtæki sem starfar eingöngu í grunnum hefðbundnum borholum gæti aldrei þurft 250 MPa afkastagetu. Hins vegar gæti fyrirtæki sem stundum fær samninga um djúpsjávar- eða háþrýstingsborholur komist að því að sveigjanleiki 175 MPa flota - með einstaka leigu eða sérhæfðri aðstoð fyrir 250 MPa aðstæður - skilar betri ávöxtun fjárfestingarinnar en að kaupa 250 MPa dælu sem eyðir mestum tíma sínum í að starfa langt undir áætluðum afkastagetu.

Algengar spurningar (FAQ)

Niðurstaða: Paraðu dæluna við brunninn, ekki öfugt

Þrýstingsgildi ofurháþrýstidælunnar þinnar er mikilvægasta forskriftin í dæluvalsferlinu. Of mikil forskrift bætir við óþarfa kostnaði og flækjustigi; van mikil forskrift skapar öryggishættu og rekstrarbilanir. Rétta aðferðin er að ákvarða hámarks væntanlegan borholuþrýsting fyrir tiltekna notkun, beita nauðsynlegum öryggisþætti, staðfesta samhæfni við birgðir þínar af borholutólum og velja dæluna með lægstu einkunn sem veitir fullnægjandi framlegð - hvorki meira né minna. Þegar þú tilgreinir tengda stefnustýringarloka og vökvaverkfæri fyrir ofurháþrýstidælukerfið þitt skaltu ganga úr skugga um að öll vökvarásin - frá dælu til loka til stýribúnaðar - sé metin og vottuð sem samþætt kerfi. Nær yfir þrýstigildi sem eru samhæf við ofurháþrýstidæluþjónustu á olíusvæðum og inniheldur sérstakar vörulínur sem eru hannaðar fyrir ofurháþrýstidælur.

Vicks vökvakerfiframleiðir afarháþrýstidælur frá 140 MPa upp í 250 MPa, sem þjóna skipum, hernaði, iðnaðarsjálfvirkni og olíuvinnslu á sex framleiðslulínum í heimsklassa með árlega afkastagetu upp á yfir 80.000 blöðudælur. Sérstakar vörulínur eru meðal annarsABT serían stakar dælurfyrir meðalþrýstingsnotkun ogPV2R seríanfyrir iðnaðarnotkun með mikilli eftirspurn. Allar vörur frá Vicks Hydraulic eru með CCS, DNV, ABS, BV og LR vottun og tækniteymi fyrirtækisins getur aðstoðað við val á dælu út frá þínum sérstökum brunnsbreytum og rekstrarkröfum.