تشير معدات التحكم الآبار إلى مجموعة كاملة من المعدات والأجهزة والأدوات الخاصة المثبتة لتنفيذ تقنية التحكم في الضغط لآبار النفط والغاز والمياه. وهو الجهاز الأساسي لمنع ومراقبة والتحكم والتعامل مع حوادث الانفجار. مع معدات التحكم الآبار، يمكن تحقيق تشغيل محكم: يمكن تقليل الضرر في تشكيلات النفط والغاز، وحماية الأغلفة، ومنع الانفجار والانفجار غير المنضبط، وتحقيق التشغيل الآمن.
من وجهة نظر العملية، تحل معدات التحكم في البئر بشكل رئيسي ثلاث مشاكل أساسية. الأول هو الختم: عندما يغلق البئر بسبب الارتباك أو الانفجار أثناء العمليات في قاع البئر، يجب إغلاق الأنبوب وحلقة غلاف الأنبوب دون تسرب خارجي. الثانية هي تثبيت الضغط: أثناء تشغيل وسحب سلسلة الأنبوب، عندما تتجاوز القوة الصاعدة التي يمارسونها ضغط البئر على الأنبوب وزن الأنبوب، يجب التحكم في حركة الأنبوب للأعلى. الثالث هو الخنق والقتل: خلال العمليات في البئر، يجب أن تكون عمليات القتل الناجحة ممكنة تحت ظروف تشغيل مختلفة.
تتكون معدات التحكم الآبار بشكل رئيسي من ثلاثة أجزاء: معدات الكشف، معدات التحكم، ومعدات المناولة. تشمل معدات الكشف معدات قياس الغاز، وأجهزة قياس مستوى السائل، ومقاييس الكثافة، واللزجات الدقيقة. تشمل معدات التحكم وسائل منع الانفجار، وأدوات منع الانفجار الداخلية، وأشجار عيد الميلاد المصنوعة من الزيت أو الغاز. تشمل معدات المناولة مجمع الاختناق، مشعب قتل البئر، مزيل الغاز، معدات التحويل والتدفق المرتد، معدات الضغط السطحي وغيرها من المعدات المساعدة.
1. وظيفة ومعنى نموذج معدات رأس الآبار
1. مفهوم معدات رأس الآبار
معدات رأس البئر هي المعدات الرئيسية المثبتة في أعلى بئر النفط أو الغاز للتحكم في إنتاج النفط والغاز.
2. وظيفة معدات رأس الآبار
(1) توصيل كل سلسلة تغليف في البئر وإغلاق الفراغ الحلقي بين خيوط الغلاف.
(2) إغلاق حلقة غلاف الأنابيب وتعليق سلسلة الأنبوب في البئر.
(3) التحكم في الإنتاج من آبار النفط والغاز، بحيث يدخل السائل في البئر إلى الفاصلة وخط التدفق عبر خط أنابيب مخرج النفط المحدد.
(4) تنظيم والتحكم في معدل تدفق واتجاه سائل القتل أثناء عملية التخلص من الآبار.
(5) إجراء تنظيف البارافين وتسجيل البيانات أثناء الإنتاج العادي في آبار النفط.
3. تسمية نموذج لمعدات رأس البئر
طريقة تعيين النماذج لمعدات رؤوس الآبار هي كما يلي:
1. عدد التعديلات أو التصاميم المعدلة، المعبر عنها بالأرقام العربية.
2. رمز المصنع، المعبر عنه بحروف بينيين صينية.
3. القطر الاسمي، مم.
4. أقصى ضغط عمل، MPa.
5. رمز المنتج، معبرا عنه بالبينيين الصيني.
KY - معدات رؤوس آبار إنتاج النفط؛ KQ - معدات رؤوس آبار إنتاج الغاز؛ KZ - معدات رأس الآبار بحقن المياه؛ KR - معدات رؤوس الآبار للاسترداد الحراري؛ KS - معدات رؤوس الآبار التي تختبر بجيدا؛ كينغ لول - معدات رؤوس الآبار للتكسير والتحمض الكهربائي.
مثال: KYS35/65DQ. يشير KYS إلى شجرة عيد الميلاد، ويشير 35 إلى أن أقصى ضغط عمل هو 35 ميغاباسكال، و65 يشير إلى أن الأسطوانة الاسمية هي 65 مم، ويشير DQ إلى أن وحدة التصميم هي حقل نفط داتشينغ.
2. تركيب معدات رأس الآبار
تتكون معدات رأس البئر من ثلاثة أجزاء: شجرة عيد الميلاد للنفط أو الغاز، رأس الأنابيب، ورأس الغلاف. تشمل أشكال الاتصال الخاصة به التوصيل الملولب، واتصال الحافة، واتصال المشبك. يظهر الشكل 1 مجموعة معدات رأس البئر المتصلة بالمشبك مع رأس غلاف من مرحلتين.
الشكل 1. معدات رأس الآبار
1. شجرة عيد الميلاد؛ 2. رأس الأنابيب؛ 3 و4. رؤوس التغطية.
1. رأس الأنابيب
يتم تركيب رأس الأنبوب بين شجرة عيد الميلاد ورأس الغلاف. عادة ما يتكون من جزأين: علاقة الأنابيب وصليب الغلاف، المعروف أيضا بجسم رأس الأنبوب. يستخدم مستوى الحافة العلوية كمستوى مرجعي لحساب ارتفاع رأس الأنابيب وبيانات عمق الأنبوب.
(1) الوظيفة. الوظيفة الرئيسية لرأس الأنبوب هي دعم وزن الأنبوب في البئر، والعمل مع علاقة الأنابيب لإغلاق الفراغ الحلقي بين الأنبوب والصبر، وتوفير الانتقال من رأس الغلاف السفلي إلى شجرة عيد الميلاد العلوية، وإكمال عمليات مثل حقن سائل التوازن وغسل البئر عبر المخرجين الجانبيين على تقاطع رأس الأنبوب. تستخدم علاقة الأنابيب لتعليق الأنبوب داخل البئر.
(2) الهيكل. تشمل هياكل رؤوس الأنابيب الشائعة رأس أنبوب الحافة المفتوحة، رأس أنبوب الحافة الأحادي المدبب، ورأس الأنبوب ذو الحافة المدببة ذات الحافة المدببة، كما هو موضح في الأشكال 2 و3 و4.
الشكل 2. رأس أنبوب الحافة المفتوحة
1. تقاطع الغلاف؛ 2. خاتم الختم؛ 3. حافة تثبيت اللولب; 4. علاقة الأنابيب; 5. الحلقة العلوية؛ 6. الحلقة الفولاذية.
الشكل 3. رأس أنبوب أحادي الحافة ذو الشماعة المخروطية
1. شفة غلاف الإنتاج؛ 2. مسمار تثبيت مضاد للرفع؛ 3. علاقة الأنابيب؛ 4. خاتم الخاتم؛ 5. حافة التي؛ 6. جرو الأنابيب.
الشكل 4. رأس أنبوب مزدوج الحافة ذو علاقة مدببة
1. علاقة الأنابيب؛ 2. مسمار ثبت؛ 3. حلقة ختم؛ 4. تقاطع الغلاف.
رأس الأنبوب ذو الحافة المائلة المدببة يجمع بين رأس الأنبوب ورأس الغلاف لصنع سلسلة غلاف واحدة. الميزة الهيكلية هي أن الأنبوب يتصل بالخيط إلى علاقة الأنبوب عبر أنبوب تناسل، ثم يوضع داخل حافة الغلاف، مما يضغط حلقة الختم ويختم الفراغ الحلقي لغلاف الأنبوب. يتم شدها وضغطها بأربع براغي.
رأس الأنبوب ذو الحافة المزدوجة ذات الطابع المدبب يضع علاقة الأنبوب وحافة التثبيت بين الحافة العلوية لصليب الغلاف وفتحة الحافة السفلية لرأس الأنبوب الأصلي. يتم ختم الطرفين العلوي والسفلي بحلقات ومسامير فولاذية. يمنع مسمار التثبيت دفع الأنبوب للخارج عندما يكون ضغط البئر مرتفعا جدا.
2. رأس الغلاف
رأس الغلاف هو مكون يربط الغلاف بمعدات رأس البئر المختلفة. يتم تركيبه في أدنى نقطة من مجموعة معدات رأس البئر بالكامل، ويتكون عادة من الجسم، وغطاء الغلاف، ومكونات الختم.
(1) الوظيفة. الوظائف الرئيسية لرأس الغلاف هي دعم وزن الغلاف الوسيط وتغليف الإنتاج، وختم الفراغ الحلقي بين سلاسل الغلاف، وتوفير اتصال انتقالي لتركيب موانع الانفجار، ورؤوس الأنابيب، وأشجار عيد الميلاد، وغيرها من معدات رأس البئر العلوي، والسماح بتثبيت الأسمنت الضغطي، وحقن سائل الموازنة، وعمليات أخرى عبر المخرجين الجانبيين على جسم رأس الغلاف.
(2) الهيكل. وفقا لعدد سلاسل التغليف المعلقة، تقسم رؤوس التغليف إلى رأس غلاف أحادي المرحلة، رأس غلاف ثنائي المرحلة، ورأس غلاف ثلاثي المراحل. تظهر هياكلها المحددة في الأشكال 5 و6 و7.
الشكل 5. رأس غلاف أحادي المرحلة
1. جسم رأس الأنابيب؛ 2. الجسم؛ 3. علاقة الغلاف، نوع الانزلاق؛ 4. غلاف معلق؛ 5. غلاف الاتصال.
الشكل 6. رأس غلاف ثنائي المرحلتين
1. الجزء العلوي من الجسم; 2. الجزء السفلي من الجسم؛ 3. جسم رأس الأنابيب؛ 4. علاقة علوية للغلاف من نوع الانزلاق؛ 5. الغلاف المعلق العلوي؛ 6. علاقة غلاف سفلي، نوع انزلاق؛ 7. غلاف معلق سفلي؛ 8. غلاف الاتصال.
الشكل 7. رأس غلاف ثلاثي المراحل
1. جسم رأس الأنابيب؛ 2. الجزء العلوي من الجسم; 3. الجسم الأوسط؛ 4. الجزء السفلي من الجسم؛ 5. علاقة غلاف علوية؛ 6. غلاف علوي معلق؛ 7. علاقة غلاف وسطى; 8. غلاف معلق في الوسط؛ 9. علاقة غلاف سفلي؛ 10. غلاف معلق سفلي؛ 11. غلاف الاتصال.
3. شجرة عيد الميلاد
في معدات رأس البئر، يسمى الجزء فوق رأس الأنبوب شجرة عيد الميلاد.
(1) تصنيف أشجار عيد الميلاد. وفقا لأنواع التوصيلات المختلفة، يمكن تقسيم أشجار عيد الميلاد إلى أشجار عيد ميلاد متصلة بالشفاش، وأشجار عيد الميلاد الملولبة، وأشجار عيد الميلاد المتصلة بالمشابك. أشجار عيد الميلاد الخيطية نادرا ما ترى الآن. الأنواع المحددة موضحة في الشكلين 8 و9.
الشكل 8. شجرة عيد الميلاد المتصلة بالحافة
1 و5. صمام خنق؛ 2. العرض; 3. مقياس الضغط؛ 4. صمام الإغلاق؛ 6. صمام البوابة الرئيسية.
الشكل 9. شجرة عيد الميلاد المتصلة بالمشبك
1. صمام الإغلاق؛ 2. مقياس الضغط؛ 3. كروس؛ 4. صمام بوابة تنظيف البارافين؛ 5. صمام خنق؛ 6. صمام البوابة الرئيسية.
(2) هيكل شجرة عيد الميلاد. تتكون شجرة عيد الميلاد بشكل رئيسي من صمام البوابة الرئيسي، صمام بوابة الإنتاج، صمام بوابة تنظيف البارافين، وبوابات أخرى، وتيرات، وصلبان، وحواف، وجرعات وأجزاء ذات صلبة.
1. صمام البوابة الرئيسية. يتم تركيب صمام البوابة الرئيسية فوق رأس الأنبوب وهو الممر الرئيسي الذي يتحكم في تدفق النفط والغاز إلى شجرة عيد الميلاد. خلال الإنتاج العادي، يبقى صمام البوابة الرئيسية مفتوحا عادة ولا يغلق إلا عند الحاجة إلى إغلاق طويل الأمد أو حالة خاصة أخرى. نظرا لأن القسم أسفل صمام البوابة الرئيسية وداخل صمام بوابة الغلاف غير مسيطر عليه، يمكن إجراء الإصلاح أو الاستبدال فقط بعد توقف البئر. لذلك، في الإدارة اليومية، لا ينبغي عادة تشغيل صمام البوابة الرئيسية وصمام بوابة الغلاف بشكل غير رسمي.
2. صمام بوابة الإنتاج. يتم تركيب صمام بوابة الإنتاج على جانب الأنبوب المتقاطع أو التي. وظيفته هي التحكم في تدفق النفط والغاز إلى خط أنابيب المخرج. خلال الإنتاج العادي، يبقى صمام بوابة الإنتاج مفتوحا ومغلقا عند استبدال أو فحص حبة الخنق أو عند إغلاق بئر الزيت.
3. صمام البوابة بتنظيف البارافين، أو صمام البوابة المختبر جيدا. تم تركيب صمامات بوابة تنظيف البارافين كصمامين متماثلين في أعلى شجرة عيد الميلاد. يمكن توصيل مزلق لتنظيف البرافين أو اختبار الآبار فوقها. يتم فتحها أثناء تنظيف البارافين وأثناء تشغيل أجهزة اختبار أخرى، وتغلق بعد الانتهاء من تنظيف واختبار البارافين.
4. تقاطع الأنبوب، أو تي. ويسمى أيضا صليب صغير، ويتصل صعودا وهبوطا بصمام البوابة الرئيسية وصمام البوابة النظيف أو الاختبار جيدا، ويتصل جانباه، أو جانب واحد، بصمام بوابة الإنتاج. هو مكون اتصال وممر لتدفق النفط والغاز وأجهزة قاع البئر.
5. صمام خنق. تسمى صمام خنق أيضا حبة الخنق. وظيفته هي التحكم المباشر في فرق ضغط الإنتاج المعقول في الخزان أثناء الإنتاج وتنظيم مخرجات آبار النفط. وهو الجهاز الرئيسي لضبط والتحكم في التشغيل المعقول للآبار المتدفقة وآبار المضخات الكهربائية. عادة ما يتم تركيب حبة الخنق في حامل حبوب الاختناق على جانب واحد من شجرة عيد الميلاد، وقد يتم تركيبها أيضا في أسفل البئر أو قبل فاصل القياس في المحطة. يبلغ قطر فتحة تدفق الزيت في حبوب الاختناق عادة حوالي 1.5 إلى 30 مم، ويمكن اختيار القطر المناسب وفقا لجداول التشغيل المختلفة. هيكل حبوب الخانق موضح في الشكل 10.
الشكل 10. مخطط بنية حبوب الخنق
(أ) حبة خنق خيوطية؛ (ب) فاصوليا خنقية قابلة للسباكة.
6. صمام بوابة العينة. يتم تركيب صمام بوابة العينات على خط مخرج الزيت خلف حبة الخنق ويستخدم لأخذ العينات أو للتهوية عند فحص أو استبدال حبة الشوك بين.
7. صمام بوابة الضغط العكسي، أو صمام بوابة زيت العودة. يتم تركيب صمام بوابة الضغط العكسي على خط مخرج الزيت خلف خنق الحبة. وظيفته هي منع تدفق السائل في خط التجميع إلى الخلف عند فحص أو استبدال حبة الشوك بين، أو إصلاح صمام بوابة الإنتاج، أو إجراء عمليات داخل البئر. بعض آبار النفط أيضا تركب صمام عدم رجوع عالي الضغط في هذا الموقع بدلا من صمام بوابة الضغط العكسي.
8. مقياس الضغط. يستخدم مقياس الضغط لمراقبة وتسجيل ضغط الزيت وضغط الغلاف.
3. أقصى ضغط عمل لمعدات رأس الآبار
يجب تحديد أقصى ضغط عمل لمكونات معدات رأس البئر بواسطة أقصى ضغط عمل لاتصال الطرف أو المخرج. عندما تختلف الضغوط القصوى لعمل الطرف وتوصيلات المخرج، يجب استخدام قيمة الضغط المنخفضة.
يتم عرض أقصى ضغط عمل ونوع اتصال لمعدات رأس البئر في الجدول 1.
الجدول 1. أقصى ضغط عمل ونوع اتصال لمعدات رأس الآبار
| نوع الاتصال | أقصى ضغط عمل | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 21 | 35 | 70 | 105 | 140 | |
| الحافة | △ | △ | △ | △ | △ | △ |
| المشبك | △ | △ | △ | |||
ملاحظة: "△" يشير إلى أقصى ضغط عمل يجب أن يكون متاحا لمعدات رؤوس الآبار ذات أنواع الاتصال المختلفة.
4. عدة أنواع شائعة من معدات رأس الآبار
تظهر الأشكال 11 و12 عدة أنواع شائعة من معدات رؤوس الآبار. الشكل 13 هو مخطط تخطيطي لهيكل رأس بئر غير مركزي لاختبار حلقات آبار الضخ.
الشكل 11. معدات رأس الآبار KYS15/62DQ
1. سدادة عمياء؛ 2. صمام بوابة تنظيف البارافين؛ 3. الحافة (flange); 4. تي-تي؛ 5. قلب صمام البوابة الرئيسي؛ 6. المشبك؛ 7. رأس الأنابيب؛ 8. مسمار ثبت؛ 9. جرو الأنابيب؛ 10. جرو الغلاف الداخلي؛ 11. مقياس الضغط؛ 12. قلب صمام بوابة الغلاف؛ 13. قلب صمام بوابة الأنبوب؛ 14. وصلة مطرقية.
الشكل 12. معدات رأس البئر KY250/65
1. مقياس ضغط الأنابيب؛ 2. مقياس ضغط الغلاف؛ 3. مشبك؛ 4. صمام تحكم بمقياس الضغط؛ 5. تقاطع الأنابيب؛ 6. صمام بوابة الإنتاج؛ 7. حاملة حبوب الخنق; 8. صمام البوابة الرئيسية؛ 9. صمام بوابة الغلاف؛ 10. رأس الأنابيب؛ 11. الحافة العلوية لرأس الأنبوب؛ 12. حافة الغلاف؛ 13. جهاز ختم القضبان المصقولة؛ 14. حافة تثبيت بالمسمار; 15. سيجارة.
الشكل 13. مخطط هيكل رأس البئر الغريب المركز بدوران واحد
1. حافة الغلاف؛ 2. الحد من القشرة الواقية؛ 3. الحافة العلوية؛ 4. علاقة أنابيب غريبة؛ 5. الاتحاد المشترك; 6. نقطة مخرج الزيت؛ 7. موصل دوار؛ 8. ميناء اختبار؛ 9. كرات محملة؛ 10. حلقة فولاذية.
