การผลิตน้ำมันในบ่อน้ำมัน
สายควบคุมทำงานอย่างไรในหลุม?
สายควบคุมเปิดใช้งานการส่งสัญญาณ อนุญาตการรับข้อมูลในหลุมลึก และอนุญาตให้มีการควบคุมและเปิดใช้งานเครื่องมือในหลุมลึก
สัญญาณคำสั่งและการควบคุมสามารถส่งจากตำแหน่งบนพื้นผิวไปยังเครื่องมือเจาะรูในหลุมเจาะข้อมูลจากเซ็นเซอร์ใต้หลุมสามารถส่งไปยังระบบพื้นผิวเพื่อการประเมินหรือใช้ในการดำเนินงานหลุมเจาะบางหลุมได้
วาล์วนิรภัยใต้พื้นผิว (DHSV) เป็นวาล์วนิรภัยใต้พื้นผิวแบบควบคุมพื้นผิว (SCSSV) ที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกจากแผงควบคุมบนพื้นผิวเมื่อใช้แรงดันไฮดรอลิกลงไปตามสายควบคุม แรงดันจะบังคับให้ปลอกภายในวาล์วเลื่อนลงเพื่อเปิดวาล์วเมื่อปล่อยแรงดันไฮดรอลิก วาล์วจะปิด
สายไฮดรอลิกใต้หลุมเจาะของ Meilong Tube ใช้เป็นหลักเป็นท่อสื่อสารสำหรับอุปกรณ์ลงหลุมที่ทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกในบ่อน้ำมัน ก๊าซ และน้ำฉีด ซึ่งต้องการความทนทานและทนต่อสภาวะที่รุนแรงบรรทัดเหล่านี้สามารถกำหนดค่าได้เองสำหรับแอพพลิเคชั่นและคอมโพเนนต์ downhole ที่หลากหลาย
วัสดุห่อหุ้มทั้งหมดมีความเสถียรทางไฮโดรไลติกและเข้ากันได้กับของไหลสำหรับเติมหลุมทั่วไปทั้งหมด รวมถึงก๊าซแรงดันสูงการเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับเกณฑ์ต่างๆ ได้แก่ อุณหภูมิก้นหลุม ความแข็ง ความต้านทานแรงดึงและแรงฉีกขาด การดูดซึมน้ำและการซึมผ่านของก๊าซ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ความทนทานต่อการขีดข่วนและสารเคมี
สายควบคุมได้รับการพัฒนาอย่างกว้างขวาง รวมถึงการทดสอบแรงกดทับและการจำลองบ่อนึ่งความดันสูงการทดสอบแรงกดในห้องปฏิบัติการได้แสดงให้เห็นถึงภาระที่เพิ่มขึ้นภายใต้ท่อห่อหุ้มที่สามารถรักษาความสมบูรณ์ของการทำงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ "สายกันชน" แบบเส้นลวด
ใช้เส้นควบคุมที่ไหน?
★ หลุมอัจฉริยะที่ต้องการฟังก์ชันการทำงานและประโยชน์ในการจัดการอ่างเก็บน้ำของอุปกรณ์ควบคุมการไหลระยะไกล เนื่องจากต้นทุนหรือความเสี่ยงของการแทรกแซงหรือการไม่สามารถรองรับโครงสร้างพื้นฐานพื้นผิวที่จำเป็นในสถานที่ห่างไกล
★ สภาพแวดล้อมบนบก ชานชาลา หรือใต้ทะเล
การผลิตไฟฟ้าจากความร้อนใต้พิภพ
ประเภทพืช
โดยทั่วไปมีพืชความร้อนใต้พิภพสามประเภทที่ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าประเภทของพืชถูกกำหนดโดยธรรมชาติของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ณ ไซต์เป็นหลัก
ที่เรียกว่าโรงงานความร้อนใต้พิภพไอน้ำโดยตรงจะถูกนำไปใช้เมื่อทรัพยากรความร้อนใต้พิภพผลิตไอน้ำโดยตรงจากบ่อน้ำไอน้ำหลังจากผ่านตัวแยก (ซึ่งขจัดอนุภาคทรายและหินขนาดเล็ก) จะถูกส่งไปยังกังหันพืชเหล่านี้เป็นพืชประเภทแรกสุดที่พัฒนาขึ้นในอิตาลีและในสหรัฐอเมริกา น่าเสียดายที่ทรัพยากรไอน้ำเป็นทรัพยากรที่หายากที่สุดในบรรดาทรัพยากรความร้อนใต้พิภพทั้งหมด และมีอยู่เพียงไม่กี่แห่งในโลกเห็นได้ชัดว่าระบบไอน้ำจะไม่ถูกนำไปใช้กับทรัพยากรที่มีอุณหภูมิต่ำ
โรงอบไอน้ำแบบแฟลชจะใช้ในกรณีที่ทรัพยากรความร้อนใต้พิภพผลิตน้ำร้อนอุณหภูมิสูงหรือไอน้ำและน้ำร้อนผสมกันของไหลจากบ่อจะถูกส่งไปยังถังเก็บน้ำ (flash tank) ซึ่งน้ำส่วนหนึ่งจะระเหยเป็นไอน้ำและถูกส่งไปยังกังหันน้ำที่เหลือถูกนำไปทิ้ง (โดยปกติคือการฉีด)ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของทรัพยากร อาจใช้แฟลชแท็งค์สองระดับได้ในกรณีนี้ น้ำที่แยกจากถังขั้นที่หนึ่งจะถูกส่งไปยังถังแฟลชขั้นที่สองซึ่งมีไอน้ำมากกว่า (แต่ความดันต่ำกว่า) ถูกแยกออกจากกันจากนั้นน้ำที่เหลือจากถังขั้นที่สองจะถูกส่งไปกำจัดโรงงานดับเบิ้ลแฟลชส่งไอน้ำที่ความดันต่างกันสองแบบไปยังกังหันอีกครั้ง พืชประเภทนี้ไม่สามารถใช้กับทรัพยากรที่มีอุณหภูมิต่ำได้
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพประเภทที่สามเรียกว่าโรงงานไบนารีชื่อนี้ได้มาจากความจริงที่ว่าของเหลวที่สองในวงจรปิดถูกใช้เพื่อควบคุมกังหันแทนที่จะเป็นไอน้ำจากความร้อนใต้พิภพรูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมอย่างง่ายของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพประเภทไบนารีของเหลวความร้อนใต้พิภพจะถูกส่งผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่เรียกว่าหม้อต้มหรือเครื่องสร้างไอระเหย (ในโรงงานบางแห่ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสองเครื่องในอนุกรมกัน เครื่องแรกคือเครื่องอุ่นล่วงหน้าและเครื่องที่สองเป็นเครื่องระเหย) ซึ่งความร้อนในของไหลความร้อนใต้พิภพถูกถ่ายโอนไปยังของไหลทำงานทำให้มันเดือด .ของเหลวที่ใช้ในโรงงานไบนารีอุณหภูมิต่ำที่ผ่านมาคือสารทำความเย็น CFC (ชนิดฟรีออน)เครื่องจักรปัจจุบันใช้ไฮโดรคาร์บอน (ไอโซบิวเทน เพนเทน ฯลฯ) ของสารทำความเย็นประเภท HFC กับของไหลเฉพาะที่เลือกให้ตรงกับอุณหภูมิของแหล่งความร้อนใต้พิภพ
รูปที่ 1 โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพแบบไบนารี
ไอของของไหลทำงานจะถูกส่งต่อไปยังกังหันซึ่งปริมาณพลังงานของมันจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลและส่งผ่านเพลาไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอระเหยออกจากกังหันไปยังคอนเดนเซอร์ซึ่งจะเปลี่ยนกลับไปเป็นของเหลวในโรงงานส่วนใหญ่ น้ำหล่อเย็นจะหมุนเวียนระหว่างคอนเดนเซอร์และหอหล่อเย็นเพื่อปฏิเสธความร้อนนี้สู่ชั้นบรรยากาศอีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้ที่เรียกว่า "เครื่องทำความเย็นแบบแห้ง" หรือคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ ซึ่งจะปฏิเสธความร้อนโดยตรงกับอากาศโดยไม่ต้องใช้น้ำหล่อเย็นการออกแบบนี้ช่วยลดการใช้น้ำโดยสิ้นเปลืองของโรงงานเพื่อระบายความร้อนการทำความเย็นแบบแห้งเนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า (โดยเฉพาะในฤดูร้อนที่สำคัญ) กว่าหอทำความเย็น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของโรงงานลดลงของไหลทำงานที่เป็นของเหลวจากคอนเดนเซอร์จะถูกปั๊มกลับไปที่เครื่องอุ่นล่วงหน้า/เครื่องระเหยความดันสูงโดยปั๊มป้อนเพื่อทำซ้ำรอบ
วัฏจักรไบนารีคือประเภทของพืชที่จะใช้สำหรับการใช้งานความร้อนใต้พิภพที่อุณหภูมิต่ำปัจจุบัน อุปกรณ์ไบนารีที่มีอยู่ทั่วไปมีจำหน่ายในโมดูลขนาด 200 ถึง 1,000 กิโลวัตต์
ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโรงไฟฟ้า
ส่วนประกอบของโรงไฟฟ้า
กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งความร้อนใต้พิภพที่มีอุณหภูมิต่ำ (หรือจากไอน้ำในโรงไฟฟ้าทั่วไป) เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่วิศวกรเรียกว่าวัฏจักรแรงคินในโรงไฟฟ้าทั่วไป วงจรดังที่แสดงในรูปที่ 1 ประกอบด้วยหม้อต้มน้ำ กังหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า คอนเดนเซอร์ ปั๊มน้ำป้อน หอหล่อเย็น และปั๊มน้ำหล่อเย็นไอน้ำถูกสร้างขึ้นในหม้อไอน้ำโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิง (ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซ หรือยูเรเนียม)ไอน้ำจะถูกส่งต่อไปยังกังหัน โดยเมื่อขยายตัวเข้าหาใบพัด พลังงานความร้อนในไอน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลที่ทำให้เกิดการหมุนของกังหันการเคลื่อนที่เชิงกลนี้จะถูกส่งผ่านเพลาไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าหลังจากผ่านกังหันแล้ว ไอน้ำจะถูกเปลี่ยนกลับไปเป็นน้ำของเหลวในคอนเดนเซอร์ของโรงไฟฟ้าผ่านกระบวนการควบแน่น ความร้อนที่กังหันไม่ได้ใช้จะถูกปล่อยออกสู่น้ำหล่อเย็นน้ำหล่อเย็นจะถูกส่งไปยังหอหล่อเย็น ซึ่ง "ความร้อนทิ้ง" จากวัฏจักรถูกปฏิเสธสู่ชั้นบรรยากาศไอน้ำคอนเดนเสทถูกส่งไปยังหม้อไอน้ำโดยปั๊มฟีดเพื่อทำซ้ำขั้นตอนนี้
โดยสรุปแล้ว โรงไฟฟ้าเป็นเพียงวัฏจักรที่อำนวยความสะดวกในการแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปสู่อีกรูปแบบหนึ่งในกรณีนี้ พลังงานเคมีในเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นความร้อน (ที่หม้อต้มน้ำ) แล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานกล (ในกังหัน) และสุดท้ายเป็นพลังงานไฟฟ้า (ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า)แม้ว่าปริมาณพลังงานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายคือไฟฟ้า โดยปกติจะแสดงเป็นหน่วยวัตต์-ชั่วโมงหรือกิโลวัตต์-ชั่วโมง (1000 วัตต์-ชั่วโมง หรือ 1kW-ชม.) แต่การคำนวณประสิทธิภาพของโรงงานมักจะทำในหน่วย BTUสะดวกที่จะจำไว้ว่า 1 กิโลวัตต์-ชั่วโมงเทียบเท่ากับพลังงาน 3413 BTUการพิจารณาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าคือปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ (เชื้อเพลิง) ในการผลิตไฟฟ้าที่ออกมา
สะดือทะเล
ฟังก์ชั่นหลัก
ให้พลังงานไฮดรอลิกแก่ระบบควบคุมใต้ทะเล เช่น การเปิด/ปิดวาล์ว
จัดหาพลังงานไฟฟ้าและสัญญาณควบคุมให้กับระบบควบคุมใต้ทะเล
ส่งสารเคมีการผลิตสำหรับฉีดใต้ทะเลที่ต้นไม้หรือใต้หลุม
ส่งแก๊สสำหรับการทำงานของลิฟท์แก๊ส
ในการส่งมอบฟังก์ชันเหล่านี้ อาจรวมถึงสายสะดือน้ำลึก
ท่อฉีดเคมี
ท่อจ่ายไฮดรอลิก
สายสัญญาณควบคุมไฟฟ้า
สายไฟฟ้า
สัญญาณไฟเบอร์ออปติก
ท่อขนาดใหญ่สำหรับยกแก๊ส
สายสะดือใต้ทะเลเป็นการประกอบท่อไฮดรอลิกซึ่งอาจรวมถึงสายไฟฟ้าหรือใยแก้วนำแสง ซึ่งใช้ในการควบคุมโครงสร้างใต้ทะเลจากแท่นนอกชายฝั่งหรือเรือลอยน้ำเป็นส่วนสำคัญของระบบการผลิตใต้ทะเล หากไม่มีการผลิตปิโตรเลียมใต้ทะเลแบบประหยัดอย่างยั่งยืนก็เป็นไปไม่ได้
ส่วนประกอบสำคัญ
ชุดประกอบสายสะดือด้านบน (TUTA)
Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) มีส่วนต่อประสานระหว่างสะดือหลักและอุปกรณ์ควบคุมด้านบนหน่วยเป็นตู้ยืนอิสระที่สามารถสลักเกลียวหรือเชื่อมในตำแหน่งที่อยู่ติดกับสายสะดือในสภาพแวดล้อมที่เปิดเผยที่เป็นอันตรายบนสิ่งอำนวยความสะดวกด้านบนหน่วยเหล่านี้มักจะได้รับการปรับแต่งตามความต้องการของลูกค้าโดยคำนึงถึงระบบไฮดรอลิก นิวแมติก พลังงาน สัญญาณ ใยแก้วนำแสง และการเลือกวัสดุ
โดยปกติแล้ว TUTA จะรวมเอากล่องรวมสัญญาณไฟฟ้าสำหรับพลังงานไฟฟ้าและสายสื่อสาร ตลอดจนงานท่อ เกจ และบล็อกและวาล์วไล่ลมสำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิกและสารเคมีที่เหมาะสม
(ใต้ทะเล) Umbilical Termination Assembly (UTA)
UTA ซึ่งอยู่บนแผ่นกันโคลนเป็นระบบอิเล็กโทร-ไฮดรอลิคแบบมัลติเพล็กซ์ ช่วยให้โมดูลควบคุมใต้ทะเลจำนวนมากสามารถเชื่อมต่อกับการสื่อสาร ไฟฟ้า และสายจ่ายไฮดรอลิกเดียวกันผลที่ได้คือสามารถควบคุมหลุมจำนวนมากผ่านสายสะดือเดียวจาก UTA การเชื่อมต่อกับแต่ละหลุมและ SCM จะทำโดยใช้ชุดจัมเปอร์
ลีดบินเหล็ก (SFL)
สายบินให้การเชื่อมต่อไฟฟ้า/ไฮดรอลิก/สารเคมีจาก UTA ไปยังต้นไม้/ฝักควบคุมแต่ละต้นพวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของระบบกระจายใต้ทะเลที่กระจายฟังก์ชันสายสะดือไปยังเป้าหมายบริการที่ตั้งใจไว้โดยทั่วไปจะติดตั้งหลังจาก umbilical และเชื่อมต่อด้วย ROV
วัสดุสะดือ
ขึ้นอยู่กับประเภทของการใช้งาน โดยทั่วไปจะมีวัสดุดังต่อไปนี้:
เทอร์โมพลาสติก
ข้อดี: ราคาถูก จัดส่งรวดเร็ว และทนทานต่อความเมื่อยล้า
จุดด้อย: ไม่เหมาะสำหรับน้ำลึกปัญหาความเข้ากันได้ทางเคมีแก่ก่อนวัย ฯลฯ
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ Nitronic 19D เคลือบสังกะสี
ข้อดี:
ต้นทุนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ (SDSS)
ความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่าเมื่อเทียบกับ 316L
ความต้านทานการกัดกร่อนภายใน
ใช้ได้กับงานฉีดไฮดรอลิคและงานฉีดเคมีส่วนใหญ่
มีคุณสมบัติสำหรับบริการแบบไดนามิก
จุดด้อย:
ต้องการการป้องกันการกัดกร่อนภายนอก – สังกะสีอัดขึ้นรูป
ข้อกังวลเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของรอยเชื่อมตะเข็บในบางขนาด
ท่อหนักและใหญ่กว่า SDSS ที่เทียบเท่า - ไม่ต้องกังวลเรื่องการติดตั้ง
สแตนเลส 316L
ข้อดี:
ราคาถูก
ต้องการการป้องกัน cathodic เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในระยะเวลาสั้นๆ
ความแข็งแรงของผลผลิตต่ำ
แข่งขันกับเทอร์โมพลาสติกสำหรับสายรัดน้ำตื้นแรงดันต่ำ – ถูกกว่าสำหรับอายุการใช้งานภาคสนามสั้น
จุดด้อย:
ไม่ผ่านเกณฑ์สำหรับบริการไดนามิก
คลอไรด์บ่อที่อ่อนแอ
เหล็กกล้าไร้สนิม Super Duplex (ความต้านทานรูพรุนเทียบเท่า - PRE >40)
ข้อดี:
ความแข็งแรงสูงหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก น้ำหนักเบา สำหรับติดตั้งและแขวน
ทนทานสูงต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ (เทียบเท่าความต้านทานรูพรุน > 40) หมายความว่าไม่ต้องใช้สารเคลือบหรือ CP
กระบวนการอัดขึ้นรูปทำให้ไม่มีรอยเชื่อมที่ยากต่อการตรวจสอบ
จุดด้อย:
ต้องมีการควบคุมการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะ (ซิกมา) ในระหว่างการผลิตและการเชื่อม
ต้นทุนสูงสุด เวลานำที่ยาวที่สุดของเหล็กที่ใช้สำหรับท่อสะดือ
เหล็กกล้าคาร์บอนเคลือบสังกะสี (ZCCS)
ข้อดี:
ต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับ SDSS
มีคุณสมบัติสำหรับบริการแบบไดนามิก
จุดด้อย:
รอยตะเข็บ
ความต้านทานการกัดกร่อนภายในน้อยกว่า 19D
เส้นผ่านศูนย์กลางหนักและใหญ่เมื่อเทียบกับ SDSS
การว่าจ้างสายสะดือ
สะดือที่ติดตั้งใหม่มักมีของเหลวกักเก็บอยู่ภายในของเหลวในการจัดเก็บจำเป็นต้องถูกแทนที่โดยผลิตภัณฑ์ที่ต้องการก่อนที่จะนำไปใช้ในการผลิตต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อมองหาปัญหาความไม่ลงรอยกันที่อาจส่งผลให้เกิดการตกตะกอนและทำให้สายสะดืออุดตันจำเป็นต้องใช้ของเหลวบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมหากคาดว่าจะเข้ากันไม่ได้ตัวอย่างเช่น ในการดำเนินการกับสายสารยับยั้งแอสฟัลต์ทีน จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายร่วมกัน เช่น EGMBE เพื่อให้บัฟเฟอร์ระหว่างสารยับยั้งแอสฟัลต์ทีนและของไหลกักเก็บ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วพวกมันเข้ากันไม่ได้