Мұнай кен орындарының гидравликасындағы аса жоғары қысым көрсеткіштерін түсіну

Қысымның нақты көрсеткіштеріне кіріспес бұрын, мұнай кен орындарына қызмет көрсету тұрғысынан «өте жоғары қысым» дегеннің не екенін және қысым деңгейін таңдаудың қауіпсіздік, пайдалану және қаржылық тұрғыдан маңызды салдарға әкелетін шешім екенін түсіну маңызды.

Дәстүрлі өнеркәсіптік гидравликалық жүйелер әдетте 35 МПа (5000 psi) дейінгі қысымда жұмыс істейді. Жоғары қысымды ұңғымаларға қызмет көрсету жабдықтары 70-105 МПа (10 000-15 000 psi) диапазонында жұмыс істей алады. Мұнай кен орны жағдайында анықталғандай, аса жоғары қысым шамамен 140 МПа (20 000 psi)-ден басталып, одан әрі 250 МПа (36 000 psi) және одан жоғары қысымға ие жүйелерге дейін созылады. Бұл қысым деңгейлерінде материалтану, компоненттерді өндіру сапасы және жүйені жобалау тәртібі стандартты гидравликалық тәжірибеден айтарлықтай ерекшеленеді.

ӨйткеніГидравликалық жүйеде сақталған энергия жұмыс қысымының квадратымен масштабталады, 250 МПа жүйесі бірдей ағын жылдамдығында 140 МПа жүйенің бірлік көлеміне шамамен үш есе көп энергияны сақтайды. Бұл сақталған энергия UHP жабдығын ұңғымадағы күрделі міндеттерді орындауға қабілетті етеді, бірақ сонымен бірге қысымды бағалау қателіктерін апатты түрде қауіпті етеді. 140 МПа-ға есептелген құбыр, фитинг немесе тығыздағыш кездейсоқ 200 МПа-ға ұшыраған кезде қатты жарылып, персонал мен жабдыққа елеулі қауіп төндіреді.

Қысым рейтингі 1: 140 МПа (20 000 psi) — Бастапқы деңгейдегі UHP стандарты

140 МПа сорғылардың типтік қолданылуы

140 МПа (20 000 psi) қысымға ие сорғылар шынайы аса жоғары қысымды мұнай кен орнында пайдалануға арналған бастапқы шекті мәнді білдіреді. Олар әдетте келесі мақсаттарға арналған:

• Ұңғыма басы мен шырша клапанын іске қосу— Ұңғыма сағасының көптеген клапан конструкциялары сенімді апаттық өшіруді іске қосу үшін 70–140 МПа диапазонындағы гидравликалық қысымды талап етеді. 140 МПа номиналды сорғы бұл талаптардан жеткілікті жоғары маржаны қамтамасыз етеді.
• Сым майлағышының қысымын сынау— Сым майлағыштары әрбір орналастыру алдында құжатталған мәндерге дейін (әдетте ұңғыма діңіндегі максималды күтілетін қысымның 1,5 есесі) қысыммен тексерілуі керек. Бұл мақсатта орташа қысым көрсеткіштері бар ұңғымаларда 140 МПа сорғылар жиі қолданылады.
• Беттік стимуляцияны жуу алдындағы операциялар— Кейбір қышқылдандыру және матрицаны ынталандыру алдындағы жуу сатыларында, әсіресе өткізгіштігі төмен қабаттарда, шамамен 120 МПа дейінгі қысымды қажет етеді. 140 МПа номиналды сорғы қажетті жұмыс шегі бар.
• Гидравликалық реттеу құралдары (орташа диапазон)— Таяз және орташа тереңдіктегі ұңғымалардағы пакерлерге, көпір тығындарына және ұңғыма манометрлеріне арналған орнату құралдары көбінесе 140 МПа іске қосу қысымына есептеледі.
• BOP аккумуляторын алдын ала зарядтау сынағы— Су асты және жер үсті BOP аккумулятор бөтелкелері гидравликалық сынақ сорғыларын пайдаланып, алдын ала зарядтау қысымының тұтастығын мезгіл-мезгіл тексеріп отыруы керек.

140 МПа сорғылардың техникалық сипаттамалары

140 МПа жұмыс істеуге арналған гидравликалық сорғылар әдетте осьтік поршеньді немесе радиалды поршеньді конструкциялы болып табылады, жоғары қысымды жұмыстың эрозиясына және шаршау әсеріне төтеп беру үшін беттік беріктендіру өңдеулері (мысалы, корпусты беріктендіру немесе азоттау) бар жоғары легирленген болат бөшкелер мен поршеньдерді пайдаланады. Бұл қысым деңгейіндегі тығыздау технологиясы әдетте Parker, Seal罎 немесе баламалы өндірушінің PTFE немесе 140 МПа үздіксіз жұмыс істеуге арналған құрама тығыздағыштарын қамтиды. Vicks Hydraulic'sсорғы өнімдерінің толық ауқымымұнай кен орындарына қызмет көрсету қолданбалары үшін барлық жалпы қысым көрсеткіштерін қамтиды.

Өйткені140 МПа гидравликалық компоненттер – бекітілген өндірістік процестерді қолдана отырып, дәл өңделген компоненттердің мүмкіндіктеріне кіреді, бұл кластағы сорғылар, әдетте, коммерциялық тұрғыдан қолжетімді, жеткізу мерзімі қысқа және жоғары рейтингті баламаларға қарағанда кеңірек қызмет көрсету желілерімен қамтамасыз етіледі. 140 МПа гидравликалық компоненттердің – фитингтердің, шлангтардың, адаптерлердің және тығыздағыштардың – жаһандық жеткізу тізбегі жетілген және жақсы қормен қамтамасыз етілген.

140 МПа қашан таңдау керек

Ұңғымадағы максималды күтілетін қысым (MEWP) шамамен 95 МПа-дан аспаған және ұңғыма астындағы құралдың қысым көрсеткіштері осы диапазонда болған кезде 140 МПа ультра жоғары қысымды сорғыны таңдаңыз. 140 МПа рейтингі әдеттегі максималды жұмыс қысымынан 1,4–1,5 есе қауіпсіздік коэффициентін қамтамасыз етеді, бұл көптеген операциялық компаниялардың ұңғымаларды басқару процедураларының қауіпсіздік шегі талаптарын қанағаттандырады. Егер сіздің жұмысыңыз ЕҚ, ҚТ және ҚОҚ талаптарын қамтыса, ...API стандарттары, 140 МПа сорғы - UHP ұңғымаларына араласу жұмыстары үшін ең төменгі сипаттама.

Қысым рейтингі 2: 175 МПа (25 400 psi) — Жоғары қысымды ұңғымаларға арналған орта деңгейлі жұмыс құралы

175 МПа сорғылардың типтік қолданылуы

175 МПа (25 400 psi) сорғылар ультра жоғары қысымды мұнай кен орнының қызмет көрсетуінің орта деңгейінде орналасқан және заманауи ұңғымаларды аралау парктері үшін ең әмбебап сипаттама болып табылады. Олар әдетте келесі мақсаттарда қолданылады:

• Гидравликалық сыну (жоғары қысымды сыну)— Дәстүрлі емес тақтатас газы мен тығыз мұнай қабаттарында сызат қысымы көбінесе бетінде 70–140 МПа-ға жетеді, ал түпкі қысым 140 МПа-дан асады. 175 МПа номиналды сорғы орташа тереңдіктегі дәстүрлі емес ұңғымаларда (әдетте 3000–5500 метрлік TVD) мақсатты сызат қысымына жету үшін қажетті шекті қамтамасыз етеді.
• Қосу және тастау (P&A) операциялары— Ұңғыманы тығындау және тастау үшін цемент тығындары мен механикалық тосқауылдарды белгілі бір тереңдікте орналастыру қажет. Кейбір P&A араласу құралдары, соның ішінде механикалық тығын орнату құралдары мен винттік жүйелер, 160 МПа дейінгі іске қосу қысымын қажет етеді, бұл 175 МПа сорғының тиісті рейтингісін құрайды.
• Оқшауланған құбырларды ұңғыманы тазалау— Жоғары қысымды ағынды құралдарды пайдаланып ұңғымалардағы қақты, құмды және қоқысты кетіру үшін тереңдіктегі ұңғымадағы қысымды жеңе алатын және тиімді тазалау үшін жеткілікті ағынды күш беретін сорғы қысымының көрсеткіштері қажет. 175 МПа - CT тазалау сорғыларының жалпы сипаттамасы.
• Су асты гидравликалық қуат блогын (HPU) күшейту— Су асты BOP және ағаш жүйелері кіндік желілері арқылы жеткізілетін жер үсті HPU гидравликалық сұйықтығымен жұмыс істейді. Ұзын кіндік желілеріндегі үйкеліс шығындары су асты құралындағы тиімді қысымды төмендетуі мүмкін. 175 МПа номиналды сорғы бұл шығындарды өтей алады, сонымен қатар шамамен 3000 метр су тереңдігіне дейінгі тереңдікте құралдың жеткілікті іске қосу қысымын сақтай алады.
• Жоғары қысымды цементтеу тығынын босату— Жоғары жарықшақтық градиенттері бар ұңғымаларда цементтеу операциялары айналымның жоғалуын болдырмау үшін дәл қысымды бақылауды қажет етеді. 175 МПа сорғылар қиын қабаттарда цементтеу басын іске қосуға арналған.

175 МПа сорғылардың техникалық сипаттамалары

175 МПа қысыммен жұмыс істейтін сорғылар 140 МПа қондырғыларына қарағанда әлдеқайда күрделі компоненттерді жобалауды қажет етеді. Бұл қысым деңгейінде стандартты API арматуралары мен компоненттері енді жеткіліксіз — жүйе меншікті ультра жоғары қысымды қосылыстарды (мысалы, Autoclave Engineers компаниясының конус тәрізді және бұрандалы немесе баламасы), қатаң NDT (бұзбайтын сынақ) құжаттамасы бар тапсырыс бойынша жасалған жоғары қысымды құбырларды және мамандандырылған тығыздау технологияларын пайдалануы керек.

Өйткені175 МПа жұмыс істеу үшін өндірістік төзімділік қатаңырақ және экзотикалық материалдар (суперқорытпалар, жауын-шашынмен қатайтылған тот баспайтын болаттар) қажет, 140 МПа-дан асатын жабдықтың құны әдетте 40-60% құрайды. Дегенмен, кең қысым конверті 175 МПа сорғыларды ұңғымалардың кең ауқымына жарамды етеді, бұл көбінесе әртүрлі активтер портфельдерінде жұмыс істейтін қызмет көрсету компаниялары үшін инвестицияны ақтайды.

175 МПа қашан таңдау керек

Егер сіздің жұмысыңыз 110–150 МПа диапазонындағы түптік қысымы бар ұңғымаларды қамтыса; қызмет көрсету паркіңіз жабдықты жаңартпай дәстүрлі және дәстүрлі емес ұңғыма түрлерін өңдей алуы керек болса; немесе сіздің ұңғылық құралдарыңыздың қорында 160 МПа дейінгі интервенциялық құралдар болса, 175 МПа ультра жоғары қысымды сорғыны көрсетіңіз. 175 МПа рейтингі ұңғымаларды интервенциялау және ынталандыру қызметтері үшін салалық жұмыс күші ретінде кеңінен танылған және бүкіл әлемде өндірушілердің қолдауына, бөлшектердің қолжетімділігіне және үшінші тараптың техникалық қызмет көрсету инфрақұрылымына ие.

Қысым рейтингі 3: 250 МПа (36 000 psi) — Экстремалды қысым маманы

250 МПа сорғылардың типтік қолданылуы

250 МПа (36 000 psi) номиналды сорғылар - ең қиын ұңғыма жағдайлары үшін қолданылатын арнайы құралдар - терең сулы, аса терең сулы және геологиялық тұрғыдан күрделі коллекторлар, мұнда дәстүрлі UHP жабдықтары тиімді ұңғыма діңіне араласу немесе қабатты ынталандыру үшін қажетті қысымға жете алмайды. Негізгі қолданыстарға мыналар кіреді:

• Ультра терең судағы гидравликалық сыну— 5500 метрден асатын терең және аса терең сулы ұңғымалар гидростатикалық ұңғыма діңінің қысымының, құбырлы үйкеліс шығындарының және тереңдіктегі қабат сыну градиентінің біріккен әсерлерін жеңу үшін өте жоғары беттік өңдеу қысымын қажет етеді. Бұл коллекторларда қажетті 180–230 МПа тереңдіктегі өңдеу қысымына жету үшін 250 МПа сорғылар қажет.
• HPHT (жоғары қысымды жоғары температуралы) ұңғымаларына араласу— Резервуарлық қысымы 140 МПа-дан асатын және температурасы 150°C-тан жоғары ұңғымалар жабдықтар мен персонал үшін өте қиын міндеттер туғызады. Мұндай жағдайларда ұңғымаларды өңдеу үшін мамандандырылған жоғары температуралы тығыздағыштары мен металлургиясы бар 250 МПа номиналды жабдық қолайлы таңдау болып табылады.
• Су асты кіндік гидравликалық күшейту— Терең су асты операцияларында ұзын кіндіктер арқылы жер бетінен жеткізілетін гидравликалық қысым айтарлықтай үйкеліс шығындарына ұшырайды. Су асты тарату рамасындағы 250 МПа номиналды күшейткіш сорғылар бұл шығындарды өтейді және құралда жеткілікті гидравликалық қысымды ұстап тұрады.
• Жетілдірілген перфорациялық жүйелер— Кейбір терең ұңғымаларды тесуге арналған жүйелер сенімді жұмыс істеу үшін аса жоғары қысымды қажет ететін гидравликалық жетектелген тасымалдаушы жүйелерді пайдаланады. 250 МПа номиналды сорғылар бұл мамандандырылған құралдар үшін кепілдендірілген қысымды қамтамасыз етеді.
• Қышқыл ұңғымаларға арналған ұңғыма тұтастығын сынау— Қышқыл (H₂S бар) ұңғымалар ұңғыма сағасының, шыршаның және ұңғыманың аяқталуының механикалық тұтастығын растайтын қысымға дейін мерзімді тұтастығын тексеруді қажет етеді. 250 МПа сынақ сорғылары ең қиын қышқыл қызмет көрсету орталарында қысымды қамтитын қабықты тексереді.

250 МПа сорғылардың техникалық сипаттамалары

250 МПа номиналды гидравликалық сорғы - компоненттерді жобалаудың, материалдарды таңдаудың, өндіріс дәлдігінің және сапаны қамтамасыз етудің ең жоғары стандарттарын талап ететін инженерлік жетістік. 250 МПа кезінде 10 мм ішкі диаметрлі жоғары қысымды желідегі сақина кернеуі шамамен 625 МПа-ға жетеді - бұл супер дуплексті тот баспайтын болатты, Inconel 625 немесе титан қорытпасынан жасалған түтіктерді пайдалануды, зауыт сынақтарының есептерін және әрбір дәнекерлеудің 100% NDT тексеруін қажет етеді.

Сорғының сұйықтық ұшының компоненттері — цилиндрлер, клапандар, орындықтар және поршеньдер — әдетте соғылған суперқорытпа дайындамаларынан өңделеді және осы қысымда сенімді тығыздау үшін қажетті микрон деңгейіндегі төзімділікке қол жеткізу үшін кең көлемді термиялық өңдеуден, бетінің қатайтылуынан және әрлеуден өтеді.ӨйткеніЖоғары кернеулі аймақтағы кез келген микроскопиялық ақау циклдік жүктеме кезінде таралуы мүмкін, 250 МПа жабдық гидравликалық жабдықтың кез келген басқа класына қарағанда қатаң тексеру және сынау хаттамаларына жатады, соның ішінде 1,25 × номиналды қысымға дейін гидростатикалық төзімділік сынағы және маңызды дәнекерлеулердің акустикалық эмиссия сынағы.

250 МПа қашан таңдау керек

250 МПа ультра жоғары қысымды сорғыны тек ұңғыманың немесе араласу құралының техникалық талаптары талап еткен кезде ғана көрсетіңіз — атап айтқанда, ұңғыма түбіндегі қысым 175 МПа-дан асады деп күтілгенде немесе су асты гидравликалық жүйелері 2500 метрден асатын су тереңдігінде кіндік үйкеліс шығындарын еңсеру үшін 200 МПа-дан жоғары күшейту қысымын қажет еткенде. 250 МПа жабдықтың пайдалану және қаржылық құны — жоғары сатып алу құны, мамандандырылған техникалық қызмет көрсету талаптары, шектеулі өңдеу процедуралары және бөлшектер мен қызмет көрсетудің әлемдік қолжетімділігінің шектеулі болуы — оны ешқашан жалпы мақсаттағы «спецификациядан тыс» таңдау ретінде көрсетпеу керектігін білдіреді. 175 МПа-дан асатын 250 МПа сыйымдылық үшін үстемеақы әдетте 80–120% құрайды, ал мамандандырылған техниктер мен NDT тексеру талаптарын қоса алғанда, меншіктің жалпы құны пропорционалды түрде одан да жоғары болуы мүмкін.

Қысым рейтингін қатар салыстыру

Мұнай кен орнын пайдалану үшін дұрыс қысым рейтингін қалай анықтауға болады

1-қадам — Ұңғымадағы максималды күтілетін қысымды (MEWP) анықтау

Кез келген UHP сорғысының қысымын таңдаудың бастапқы нүктесі - жоспарланған жұмыстың барлық кезеңдерінде ұңғымадағы максималды күтілетін қысымды қатаң анықтау. Бұл мақсатты тереңдіктегі коллекторлық қысымды, сұйықтық бағанының гидростатикалық қысымын, сынуды бастау немесе араласуды орындау үшін қажетті қысымды және динамикалық операциялар кезінде, мысалы, жағындымен тазалау, кернеуді арттыру немесе қысыммен тексерілген құралды іске қосу кезінде пайда болуы мүмкін кез келген қысымның күрт көтерілуін ескеруі керек. MEWP әрбір нақты ұңғыма үшін есептелуі немесе бағалануы керек - UHP жұмыс деңгейлерінде жалпы ережелер қабылданбайды.

2-қадам — Қажетті қауіпсіздік факторын қолданыңыз

Көптеген ірі мұнай компанияларының ұңғымаларды басқару стандарттары сорғының номиналды қысымы мен жоспарланған максималды жұмыс қысымы арасында кемінде 1,25 × қауіпсіздік коэффициентін талап етеді. Сонымен қатар, көптеген жұмыс процедуралары сорғының MEWP-ны тек нөлдік ағынмен ғана емес, жұмыс талабына сай келетін ағын жылдамдығымен бере алатындығын талап етеді. Сорғының жоспарланған ағын жылдамдығындағы қысым-ағын қисығы MEWP-дан жеткілікті шекпен қамтамасыз ететінін әрқашан тексеріңіз.

3-қадам — Ұңғыма астындағы құралдар тізімдемесімен сәйкестендіру

Сорғыны таңдамас бұрын, ұңғыма астындағы құралдардың қорын тексеріп, пайдалану жинағыңыздағы ең жоғары қысымды құралды анықтаңыз. Сорғы бұл құралды тек атмосфералық ұңғыма жағдайында ғана емес, құрал қолданылатын ең жоғары күтілетін ұңғыма қысымында да іске қоса алуы керек.ӨйткеніҚұралдың тиімді іске қосу қысымына қойылатын талаптар ұңғыма қысымымен артады (құрал ауысу үшін ұңғыма қысымын жеңуі керек), сорғының номиналды қуаты ұңғыма қысымы мен құралдың іске қосу қысымы айырмашылығының қосындысынан асып кетуі керек.

4-қадам — Қызмет көрсету ауқымыңызды және активтер портфолиоңызды қарастырыңыз

Егер сіздің мұнай кен орнына қызмет көрсету компанияңыз әртүрлі қысым профильдерін қамтитын ұңғымалар портфолиосында жұмыс істесе, сорғы сипаттамасы туралы шешім қабылдау кезінде сол портфолионың кеңдігін ескеру қажет. Тек таяз дәстүрлі ұңғымаларда жұмыс істейтін компания ешқашан 250 МПа қуаттылықты талап етпеуі мүмкін. Дегенмен, кейде терең сулы немесе HPHT ұңғымаларына келісімшарттар алатын компания 175 МПа флоттың икемділігі - кейде жалға алу немесе 250 МПа жағдайлары үшін мамандандырылған қолдау көрсету арқылы - уақытының көп бөлігін номиналды қуатынан әлдеқайда төмен жұмыс істейтін 250 МПа сорғыны сатып алуға қарағанда инвестициядан жақсы кіріс әкелетінін анықтауы мүмкін.

Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)

Қорытынды: Сорғыны құдыққа сәйкестендіріңіз, керісінше емес

Сіздің аса жоғары қысымды гидравликалық сорғыңыздың қысым көрсеткіші сорғыны таңдау процесіндегі ең маңызды сипаттама болып табылады. Шамадан тыс сипаттама беру қажетсіз шығындар мен күрделілікті арттырады; жеткіліксіз сипаттама беру қауіпсіздік қауіптері мен пайдалану ақауларын тудырады. Дұрыс тәсіл - мақсатты қолдану үшін күтілетін ең жоғары ұңғыма қысымын анықтау, қажетті қауіпсіздік коэффициентін қолдану, ұңғыма астындағы құралдар қорымен үйлесімділікті растау және жеткілікті маржаны қамтамасыз ететін ең төменгі номиналды сорғыны таңдау - артық емес, кем емес. UHP сорғы жүйеңізге қатысты бағыттаушы клапандар мен гидравликалық құралдарды көрсеткен кезде, сорғыдан клапанға және жетек механизміне дейінгі бүкіл гидравликалық тізбектің интеграцияланған жүйе ретінде бағаланғанына және сертификатталғанына көз жеткізіңіз. UHP мұнай кен орнының қызмет көрсету қолданбаларымен үйлесімді қысым көрсеткіштерін қамтиды және аса жоғары қысымды гидравликалық тізбектерге арналған арнайы өнім желілерін қамтиды.

Викс Гидравликажылына 80 000-нан астам қалақшалы сорғылар шығаратын алты әлемдік деңгейдегі өндіріс желілерінде теңіз, әскери, өнеркәсіптік автоматика және мұнай кен орындарына қызмет көрсететін, 140 МПа-дан 250 МПа-ға дейінгі ультра жоғары қысымды гидравликалық сорғыларды шығарады. Нақты өнім серияларына мыналар кіреді:ABT сериялы бір сорғыларорташа қысымды қолданбалар үшін жәнеPV2R сериясыжоғары сұранысқа ие өнеркәсіптік қолданбалар үшін. Барлық Vicks Hydraulic өнімдері CCS, DNV, ABS, BV және LR сертификаттарына ие, ал компанияның техникалық тобы сіздің нақты ұңғыма параметрлері мен пайдалану талаптарыңызға негізделген сорғыны таңдауға көмектесе алады.