Czym jest zawór choinkowy?

Zintegrowana choinka to skonsolidowana jednostka, w której dolny zawór główny, górny zawór główny i zawór spłukujący są połączone w jeden zespół. Oszczędza to czas operatorów podczas instalacji.

Głowica studnii choinka

Głowica odwiertu to element znajdujący się na powierzchni odwiertu ropy naftowej lub gazu, zapewniający wsparcie konstrukcyjne oraz interfejs ograniczający ciśnienie dla sprzętu wiertniczego i produkcyjnego.

Podstawową funkcją głowicy odwiertu jest zapewnienie punktu podparcia i urządzenia uszczelniającego pod ciśnieniem dla ciągu rur okładzinowych rozciągającego się od dna odwiertu do powierzchniowego sprzętu kontrolującego ciśnienie.

Podczas wiercenia odwiertu ciśnienie powierzchniowe jest kontrolowane przez zawór przeciwwybuchowy (BOP). Jeśli ciśnienie nie jest kontrolowane przez kolumnę płynu wiertniczego podczas wiercenia, otwór wiertniczy, głowica odwiertu i zawór BOP mogą pęknąć, co może doprowadzić do wybuchu.

Po zakończeniu wiercenia przeprowadzane są prace wykończeniowe w celu nawiązania połączenia ze skałą zbiornikową i utworzenia kanału przepływu płynu wiertniczego. Choinka zainstalowana na szczycie głowicy odwiertu umożliwia kontrolę ciśnienia powierzchniowego, a zawory odcinające i dławiki regulują przepływ płynu wiertniczego podczas produkcji.

Głowica odwiertu jest zazwyczaj przyspawana do pierwszego ciągu rur okładzinowych i zamocowana na miejscu podczas wiercenia, tworząc kompletną konstrukcję odwiertu. W przypadku odwiertów poszukiwawczych, które zostaną później zamknięte, głowicę odwiertu można odzyskać, zregenerować i ponownie wykorzystać.

Na morzu głowice odwiertów zlokalizowane na platformach produkcyjnych nazywane są odwiertami powierzchniowymi; jeżeli są zlokalizowane pod wodą, nazywane są odwiertami podmorskimi lub odwiertami mułowymi.

Specyfikacje projektu

Specyfikacje branżowe dla systemów głowic wiertniczych (w tym materiały, wymiary, procedury testowe i parametry ciśnienia) są następujące:

API 6A: Specyfikacja dla głowic wiertniczych i urządzeń do drzew

ISO 10423: Norma dotycząca urządzeń do głowic wiertniczych i drzew

Czym jest zawór choinkowy?

Zawór choinkowy to system składający się z zaworów, dławików, rurociągów i oprzyrządowania, nazwany tak ze względu na podobieństwo do udekorowanej choinki. Należy podkreślić, że zawór choinkowy jest oddzielony od głowicy odwiertu; pełni on funkcję pomostu między warunkami w odwiercie a warunkami na powierzchni. Po rozpoczęciu produkcji zawory te są instalowane na głowicy odwiertu, aby kierować i kontrolować przepływ wydobywanych płynów na zewnątrz.

Zawory te służą wielu innym celom, takim jak redukcja ciśnienia, wtrysk chemikaliów, monitorowanie urządzeń bezpieczeństwa oraz interfejsy elektryczne systemów sterowania. Są powszechnie stosowane zarówno w podmorskich odwiertach naftowych na platformach wiertniczych, jak i w odwiertach powierzchniowych. Ta seria komponentów jest niezbędna do bezpiecznego wydobycia ropy naftowej, gazu ziemnego i innych paliw głęboko pod ziemią, zapewniając kluczowe punkty połączeń dla wszystkich aspektów odwiertu.

Zdjęcie powyżej przedstawia prostą choinkę z pięcioma zaworami, ale rzeczywiste systemy zaworów choinkowych są często znacznie bardziej złożone. Większość zaworów choinkowych jest produkowana na zamówienie, co utrudnia wyjaśnienie szczegółowych zasad działania każdego z nich.

Dolny zawór główny

Dolny zawór główny to zawór służący do sterowania przepływem z głowicy odwiertu do zespołu wiertniczego. W większości przypadków jest on obsługiwany ręcznie i pozostaje w stanie ograniczonym, częściowo otwartym podczas produkcji.

Górny zawór główny

Górny zawór główny to urządzenie zabezpieczające stosowane w przypadku awarii dolnego zaworu głównego lub podczas konserwacji choinki. Zazwyczaj jest to zdalnie sterowany zawór, który automatycznie zamyka się po otrzymaniu sygnału bezpieczeństwa, odcinając dopływ wody do choinki.

Zawór Kill Wing

Zawór Kill Valve to kolejny zawór obsługiwany ręcznie, który służy jako punkt podłączenia do wtrysku. Przez ten zawór można wtryskiwać płyny takie jak inhibitory korozji, metanol i preparaty odwadniające. Są one również znane jako zawory boczne lub wtórne zawory skrzydełkowe.

Zawór skrzydełkowy produkcyjny + zawór odcinający

Zawór skrzydłowy produkcyjny (Production Wing Valve) jest zazwyczaj umieszczony 180 stopni naprzeciwko zaworu skrzydłowego (Kill Wing Valve). Jest to automatycznie sterowany element, który wymaga dodatniego ciśnienia hydraulicznego, aby pozostać otwartym. W sytuacjach awaryjnych lub podczas konserwacji zapobiega on wtryskowi/przepływowi do odwiertu i zazwyczaj jest połączony z dławikiem, aby kontrolować przepływ i ciśnienie w odwiercie. Ten dławik jest uważany za „kurek” przepływu paliwa, co sprawia, że ​​kontrola przepływu jest kluczowa dla tego elementu.

Zawór wymazowy + nasadka i wskaźnik

Zawór do wymazów to kolejny zawór obsługiwany ręcznie, zapewniający bezpośrednią pionową drogę przepływu dla operacji w odwiercie. Nakrętka T-Cap i manometr służą jako wizualne wskaźniki otwarcia zaworu; na przykład, jeśli zawór odcinający jest otwarty, a zawór do wymazów jest zamknięty, manometr powinien wskazywać 0 psi (brak ciśnienia), natomiast jeśli zawór produkcyjny jest otwarty, a zawór do wymazów jest również otwarty, manometr powinien wskazywać wartość określoną przez operatora odwiertu. Mogą one również obejmować cyfrowe zawory temperaturowe i inne systemy monitorujące, aby zapewnić bezpieczeństwo odwiertu, ponieważ nadmierna liczba zaworów ręcznych sprzyja błędom ludzkim.

Streszczenie

Wybór zaworu choinkowego to nie tylko zakup odpowiedniej marki lub rozmiaru. Zawory choinkowe to specjalnie zaprojektowane urządzenia, które muszą pasować do wszystkich innych systemów stosowanych w wierceniu, w tym pomp, systemów sterowania, urządzeń bezpieczeństwa i innych elementów odwiertu.

Głowica studni czy choinka? Jaka jest różnica?

W branży naftowej i gazowej terminy „głowica odwiertu” i „choinka” są często używane zamiennie. Jednak głowica odwiertu i choinka to zupełnie różne urządzenia. Oba są kluczowe dla wydobycia ropy naftowej i gazu i są wyposażone w zawory oraz inne urządzenia, które pomagają kontrolować i kierować przepływem materiału.

Głowica odwiertu kontroluje ciśnienie podczas wiercenia i eksploatacji. Znajduje się na powierzchni odwiertu, pomiędzy obudową a dnem platformy wiertniczej, zapewniając bezpieczny i kontrolowany dostęp do czynnego odwiertu. Głowica odwiertu podtrzymuje obudowę i zapewnia uszczelnienie ciśnieniowe przewodu rurowego. Podczas wiercenia podtrzymuje ona przeciwwybuchowy element przeciwwybuchowy (BOP); podczas zakończenia – głowicę szczelinującą; a po zakończeniu – system wydobywczy. Głowica odwiertu jest obecna podczas wiercenia, zakończenia i eksploatacji.

Głównym celem choinki jest kontrola dopływu i odpływu surowców (zazwyczaj ropy naftowej lub gazu) z odwiertu podczas produkcji. Po zakończeniu wiercenia choinka jest transportowana na miejsce i instalowana na głowicy odwiertu. Choinka składa się z szeregu zaworów, nypli, oprzyrządowania i dławików.

Typowy zestaw choinkowy składa się w sumie z pięciu zaworów, z których każdy pełni określoną funkcję:

Zawór bezpieczeństwa:Ten zawór wtłacza do odwiertu płyny, takie jak płuczka wiertnicza lub solanka, w celu kontrolowania ciśnienia. Jest powszechnie stosowany podczas prac inwazyjnych i konserwacyjnych w odwiercie, aby „zamknąć” odwiert, tj. kontrolować ciśnienie i zatrzymać przepływ płynu.

Zawór wymazowy:Zawór wymazowy, umieszczony na szczycie choinki, zapewnia dostęp do studni w celu przeprowadzenia prac z użyciem rur przewodowych lub spiralnych. Umożliwia to interwencję w studni, konserwację lub pomiary geofizyczne bez uszkadzania studni. Odgrywa on kluczową rolę w pracach konserwacyjnych i rozwiązywaniu problemów.

Zawór skrzydełkowy produkcyjny:Ten zawór kontroluje przepływ ropy naftowej i gazu z odwiertu do instalacji produkcyjnych. Można go otwierać lub zamykać, aby rozpocząć lub zatrzymać produkcję, a także służy do regulacji przepływu w celu optymalizacji produkcji lub rozwiązania potencjalnych problemów, takich jak wydobycie piasku.

Górny zawór główny:Zawór główny górny to jeden z głównych zaworów odcinających, zdolny do całkowitego odcięcia przepływu z odwiertu. Jest on zazwyczaj stosowany w sytuacjach awaryjnych do szybkiego i skutecznego zatrzymania przepływu ropy i gazu, zapewniając krytyczną ochronę dla bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Dolny zawór główny:Dolny zawór główny to kolejny główny zawór odcinający, działający podobnie do górnego zaworu głównego. Zapewnia redundancję, zapewniając dostępność zaworu zapasowego w odwiercie w przypadku awarii górnego zaworu głównego z dowolnego powodu. Posiadanie zarówno górnego, jak i dolnego zaworu głównego zapewnia operatorom większą elastyczność i lepsze środki bezpieczeństwa.

Komponenty te współpracują ze sobą, regulując ciśnienie, kontrolując przepływ i zapewniając dostęp do odwiertu podczas prac wykończeniowych i produkcyjnych. Nazwa pochodzi od podobieństwa do udekorowanej choinki. Ten krytyczny sprzęt odgrywa istotną rolę w operacjach wiertniczych, redukcji ciśnienia, iniekcji chemikaliów, monitorowaniu odwiertu, składu i natężenia przepływu oraz sprzężeniu zwrotnym położenia zaworów i dławików.

Jak stosuje się uszczelnienia typu S i FS w głowicach odwiertów i choinkach bożonarodzeniowych?

Precyzyjnie formowane uszczelnienia typu S i FS produkowane przez CDI posiadają sprężyny antyekstruzyjne, odpowiednie do pracy w wysokich ciśnieniach i szerokich zakresach temperatur. Uszczelnienia typu S i FS zapewniają maksymalną odporność na ekstruzję w wymagających warunkach uszczelnień wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych (HPHT). Nasze uszczelnienia typu S to zaawansowane zamienniki tradycyjnych trzyczęściowych uszczelnień typu T lub pierścieni uszczelniających typu O z podkładkami. Metalowe sprężyny pierścieniowe są zintegrowane z unikalnie zaprojektowanymi elastomerowymi elementami uszczelniającymi. Dzięki temu wytrzymują one duże szczeliny ekstruzyjne (do 0,125 cala). Uszczelnienia typu FS są stosowane w aplikacjach z większymi szczelinami ekstruzyjnymi lub w miejscach, gdzie średnice urządzeń mogą być nierównomierne, stanowiąc alternatywę dla uszczelnień typu S. Uszczelnienia typu FS łączą metalowe sprężyny pierścieniowe z unikalnie zaprojektowanymi elastomerowymi elementami uszczelniającymi. Ta konstrukcja umożliwia uszczelnienie obszarów wymagających dużego ugięcia uszczelki w celu kompensacji wahań rur, obudów lub elementów o dużej średnicy. Uszczelnienie FS to uszczelnienie o średnicy wewnętrznej i większym przekroju poprzecznym, stosowane w przypadku większych szczelin wytłaczania i bardziej chropowatych powierzchni obudowy.

Firma CDI produkuje wysokiej jakości uszczelnienia typu S i typu FS o standardowych i niestandardowych rozmiarach, wykorzystując materiały z kauczuku nitrylowego (NBR), kauczuku nitrylowego uwodornionego (HNBR) i fluoroelastomeru (FKM), aby sprostać wyjątkowym potrzebom klientów w zakresie uszczelnień, dostarczając je szybko w całym cyklu biznesowym.

Choinka czy montaż na studni?

Choinka to zespół zaworów, złączek i armatury stosowany w odwiertach naftowych, gazowych, do zatłaczania wody, odwiertach utylizacyjnych, do zatłaczania gazu, odwiertach kondensatu i innych rodzajach odwiertów. Swoją nazwę zawdzięcza podobieństwu do udekorowanej choinki.

Często terminy „głowica odwiertu” i „choinka” są używane zamiennie; jednak są to zupełnie różne urządzenia. Aby użyć choinki, musi istnieć głowica odwiertu; jednak podczas wierceń głowica odwiertu może istnieć bez choinki. W przypadku odwiertów powierzchniowych, które wymagają pomp (agregatów pompowych, kiwających się osiołków itp.), zazwyczaj nie stosuje się choinki, ponieważ nie ma potrzeby uszczelniania ciśnieniowego.

W ciągu ostatnich kilku dekad wzrosła złożoność rozdzielaczy typu „drzewnego”. Zazwyczaj są one produkowane ze stalowych bloków zawierających wiele zaworów, a nie montowane z wielu zaworów kołnierzowych.

Podstawową funkcją drzewa jest kontrolowanie dopływu i odpływu płynów, zazwyczaj ropy naftowej lub gazu.

Choinki bożonarodzeniowe często pełnią różne dodatkowe funkcje, w tym punkty wtrysku chemikaliów, środki do operacji wiertniczych, środki odciążające ciśnienie (takie jak odpowietrzanie pierścienia) oraz punkty połączeń do monitorowania choinki i odwiertu (np. połączenia z urządzeniami mierzącymi ciśnienie, temperaturę, korozję, erozję, wykrywającymi piasek, przepływ, skład płynu, informacje zwrotne o położeniu zaworów i dławików, czujniki ciśnienia i temperatury w odwiercie (DHPT) itp.).

Jaki jest cel zespołu głowicy odwiertu?

W odwiertach eksploatacyjnych, chemikalia, alkohole lub destylaty ropy naftowej mogą być wstrzykiwane w celu zapobiegania i/lub rozwiązywania problemów produkcyjnych (takich jak zatory). Zespół głowicy odwiertu służy również do sterowania wtryskiem gazu lub wody do odwiertów eksploatacyjnych i nieprodukcyjnych, aby utrzymać ekonomiczny poziom „produkcji” dla innych odwiertów w tym obszarze (pola naftowego). System sterowania podłączony do zespołu głowicy odwiertu steruje zaworem bezpieczeństwa w otworze wiertniczym (SCSSV), a zespół głowicy odwiertu służy jako połączenie i kanał komunikacyjny między systemem sterowania a zaworem SCSSV.

Jak widać, nawet na tym schemacie choinki, zaworów jest pięć. Są to: zawór motylkowy dławiący, zawór wychwytowy, zawór motylkowy produkcyjny, górny zawór główny i dolny zawór główny. Gdy operatorzy, odwiert i obiekty są gotowe do wydobycia i odbioru ropy naftowej lub gazu, zawory otwierają się, umożliwiając przepływ płynów złożowych do i przez rurociągi. Zrozumienie lokalizacji tych zaworów i ich roli w transporcie gazu ziemnego z odwiertu do klienta jest kluczowe.

Definicje komponentów

Dwa dolne zawory nazywane są zaworami głównymi (górnym i dolnym), ponieważ znajdują się na drodze przepływu, którą muszą pokonać płyny studzienne, aby dotrzeć do powierzchni.

Dolny zawór główny jest zazwyczaj obsługiwany ręcznie, natomiast górny zawór główny jest często uruchamiany hydraulicznie.

Hydrauliczne zawory skrzydełkowe typu Christmas Tree są zwykle projektowane jako zamykane w sposób bezpieczny, co oznacza, że ​​wymagają ciągłego ciśnienia hydraulicznego, aby pozostać otwarte.

Zawór po prawej stronie jest zwykle nazywany zaworem skrzydełkowym produkcyjnym lub zaworem skrzydełkowym przepływowym, ponieważ znajduje się na ścieżce przepływu prowadzącej do obiektów produkcyjnych.

Zawór po lewej stronie jest zwykle nazywany zaworem motylkowym. Służy głównie do wtryskiwania płynów, takich jak inhibitory korozji lub metanol, w celu zapobiegania tworzeniu się hydratów.

Górny zawór nazywany jest zaworem wymazowym i znajduje się na ścieżce wykorzystywanej do operacji wiertniczych, takich jak operacje z użyciem rur stalowych i rur zwijanych. „Czujnik” to urządzenie, które może być stałe lub regulowane i służy do:

Kontrolowanie przepływu gazu, znanego również jako objętość; lub

Wytwarzanie ciśnienia wstecznego, zwanego również ciśnieniem wstecznym.

Mamy nadzieję, że to pomoże Państwu lepiej zrozumieć różnicę między głowicą studni a choinką. W razie pytań prosimy o kontakt.

Kontakt: Jessie Zhou

Telefon komórkowy/WhatsApp: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com