Öljyntuotannon kaasunostomenetelmä: kuvaus ja ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Kotimainen teollisuus on pitkään käyttänyt öljy- ja kaasukenttien hiilivetyjen tuotannon ilmakuljetusmenetelmiä vaihtoehtona virtaavan kaivon kehittämiselle. Tämä tekniikka tarjoaa tietyissä käyttöolosuhteissa merkittäviä taloudellisia ja teknisiä etuja, mutta vaatii myös lisäresurssien kytkemistä. Optimaalinen ratkaisu useimmissa tapauksissa on öljyntuotannon kaasunostomenetelmä, jossa aktiivisena nostoväliaineena käytetään kaasuseosta. Tällainen ratkaisu oikeuttaa itsensä korkean suorituskyvyn vuoksi, mutta asettaa myös organisaatiolle lisävaatimuksia turvallisuuden kann alta. Tästä syystä menetelmää käyttävät enimmäkseen suuret organisaatiot, joilla on riittävä resurssipohja.

Öljyntuotannon kaasunostomenetelmän yleiset ominaisuudet

Lentokuljetuksen periaatteita eli tekniikkaa maanalaisen esiintymän kaivoresurssien nostamiseksi käytettiin ensimmäisen kerran 1700-luvun lopulla. Tämän menetelmän idean syntyminen johtui kaivosteknologian nopeasta kehityksestä, mutta pitkään sen täysimääräistä käyttöä rajoitti riittävän kehittyneiden kompressorilaitteiden puute. Öljyntuotannon kaasunostomenetelmän kirjoittaja on saksalainen insinööri Karl Loscher, joka esitti yleisen suunnitelman resurssien hankkimiseksi käyttämällä ilmaseosten energiaa. Tulevaisuudessa tekniikkaa optimoitiin, modernisoitiin ja parannettiin toistuvasti tietyillä toiminnan osa-alueilla. Lentohissin käytännön käyttö teollisessa mittakaavassa ja sen teknisen toteutuksen teoreettinen perusta alkoi vasta 1900-luvulla. Öljykentillä ensimmäinen kokemus kaasuhissin käytöstä on vuodelta 1985.

Meidän aikanamme kaasunostintekniikan käyttö on perusteltua pääasiassa kaivoissa, joissa virtausnopeus on suuri. Myös korkean epäpuhtauspitoisuuden olosuhteissa kaasunosto on taloudellisin ratkaisu resurssin nostamiseen pintaan. Tämä koskee ensisijaisesti öljyseoksia, jotka sisältävät suoloja, hartseja ja parafiineja, jotka vaikeuttavat massojen nostamista. Vertailusta ilmakuljetukseen sinänsä voidaan sanoa, että öljyntuotannon kaasunostomenetelmä on jatkoa yleiselle nesteiden keinotekoisen noston tekniikalle. Vain jos ilmaseosta käytetään aktiivisena väliaineena klassisessa ilmakuljetuksessa, niin kaasunostin käyttää hiiltä sisältäviä aineita. Tästä syystä yksi tärkeimmistä toiminnallisistatekniikan ominaisuudet huomioivat ominaiskaasunkulutuksen. Kaasuhissin käyttökustannuslaskelmassa kaasuseosten huollon ja toimituksen energiakustannukset ovat noin 30 % projektien kokonaiskustannuksista.

Öljyntuotannon kaasunostomenetelmän soveltamisala

Tuottoinen kaivo, jossa on korkea pohjareiän paine, on kohdepaikka kaasunostimen käyttöönotolle. Tällaiset esiintymät ovat periaatteessa suotuisa ympäristö lentoliikenteen järjestämiselle. Mutta öljyntuotannon virtausmenetelmien rajoittamisen käytäntö määrittää myös joukon ehtoja, joissa kaasunnostimesta tulee ainoa mahdollinen tapa työskennellä kaivossa. Ainakin öljyntuotannon kaasunostomenetelmän yleinen ominaisuus dynaamisesti epätasapainoisiin hydraulisiin ympäristöihin parhaiten soveltuvana ominaisuus mahdollistaa sen käytön pohjarei'issä, joissa kyllästyspaine on alhainen, ja hiekkakaivoissa, joissa on vaikeapääsyiset asennusolosuhteet tekniseen tukeen.. Esimerkiksi kaasunosturijärjestelmää voidaan käyttää tulvaolosuhteissa, suoisilla alueilla tai siellä, missä on tulvavaara. Paineindikaattoreita voi muuten keinotekoisesti tasata kompressorilaitteiston avulla - vaikka nousu riippuu kaivon kaasun energia-indikaattoreista, se voidaan mukauttaa melkoisesti tämän hetken tarpeisiin.

Toisa alta, jos ei ole keskitettyä teknisten ja kaasumateriaalien toimitusta, jolla on korkea tuotantoprosessin koneistus, on parempi käyttää perinteistä suihkulähdejärjestelmääkaivostoimintaa. Kuten ilmakuljetuksessa, myös öljyntuotannon kaasunostomenetelmä on jatkoa virtaavan menetelmän teknologialle, mutta lisättynä versiona. Juuri tuotantoinfrastruktuurin teknologinen laajentaminen ei salli tämän menetelmän soveltamista pieniin kaivoihin, joiden toiminta on laskettu lyhyiksi ajanjaksoiksi.

Teknologinen tuotantoprosessi

Kaivon kehittämisen jälkeen pintaan muodostuu kärjen rakenteellinen pohja, joka toimii myöhemmin alustana päätyöprosessien organisoinnissa. Kaivon syvennykseen on järjestetty suljettu tunneli kammioilla ja siirtymäventtiileillä, jotka toimivat resurssien virtauksen säätäjänä. Tuotetun nesteen liikkuminen kanavaa ylöspäin on tärkein toimintaprosessi, jota tukee pohjareiässä oleva kaasutettu väliaine. Kaasutuksen varmistamiseksi kammio, jossa on suutin aktiivisen seoksen syöttämiseksi, lasketaan alas kanavan suuntaisesti eristettyä piiriä pitkin. Itse asiassa öljyntuotannon kaasunostomenetelmän periaate on pelkistetty kaasun suunnaksi kohderesurssin nestemäiseen väliaineeseen, jonka jälkeen nostoprosessi on suoritettava. On tärkeää huomata, että rikastaminen kaasu-ilma-seoksilla ei itsessään takaa nesteen nousua. Tätä toimintaa varten käytetään erityisiä pumppuja. Nostovoima riippuu sekä kaasutusasteesta että pumpun tehosta, joita molempia voidaan säätää. Piirin paineilmaisimien monimutkaiseen ohjaukseen käytetään pinnalla olevaa kompressoriyksikköä.

Tuotantointensiteettiresurssia voidaan ohjata manuaalisella mekaniikalla tai automaattisilla järjestelmillä elektronisilla antureilla. Toimintaparametrit asetetaan vastaanottavan laitteen ominaisuuksien mukaan. Öljyntuotannon kaasunostomenetelmän ominaisuus on erikoiskäsittely resurssin louhinnan jälkeen. Koska neste nousee kaasuseoksen mukana, tarvitaan erityinen erotus, jonka jälkeen jo puhdistettu öljy lähetetään erityiseen pohjaan. Lisäksi, koska kaasunosturia käytetään usein ympäristöissä, joissa on runsaasti lietekontaminaatiota, monivaiheinen karkeasuodatus saattaa olla tarpeen ennen kuin resurssi saapuu väliaikaiseen varastosäiliöön.

Soveltuvat laitteet

Koko tekninen infrastruktuuri muodostuu kahdesta laiteryhmästä - yleislaitteista ja kaivon kunnossapitoprosessien organisointilaitteista sekä erikoisasennuksesta, joita käytetään kaasuhissin toiminnassa. Ensimmäiseen ryhmään voivat kuulua pumppauskiertolaitteet, kotelolaitteet, asennustarvikkeet, metalliputket pumppaamiseen jne. Pääsääntöisesti sekä virtaus- että kaasunostomenetelmät öljyntuotannossa on rakennettu tälle laitteelle pienin rakenteellisin eroin.

Mitä tulee erityisiin teknisiin elementteihin öljyn nostamisen toteuttamiseksi kaasuvoimalla, ne sisältävät seuraavat:

• Kompressori. Asennus optimaalisen paineen ylläpitämiseksi ruiskuttamalla paineilmaa. Enimmäkseen käytetään teollisia suuritehoisia yksiköitä,pystyy säätämään työarvon parametreja laajalla alueella.
• Kaasunostokammio. Voidaan sanoa, että se on kaasuhissin öljyntuotannon infrastruktuurin ydin, jossa tapahtuvat kaasu-ilma-seosten virtauksen, jakelun ja toimituksen pääprosessit. Tämä on metallirakenne, jossa on haaraputket ja poistokanavat, joiden toimintaa säätelevät sulkuventtiilit.
• Venttiilit. Tässä järjestelmässä venttiili ei vain suorita nestemäisen väliaineen kierron estämistä, vaan toimii myös virtauksen säätäjänä. Kaasunnostoventtiilejä käytetään kaivon eri tasoilla, mikä mahdollistaa tuotantonopeuden tarkemman ohjauksen. Tällaisten venttiilien tärkein suunnitteluominaisuus voidaan kutsua herkkien elementtien läsnäoloksi, jotka tallentavat paineilmaisimet suurella tarkkuudella ja muuttavat niiden tilaa riippuen iskuvoimasta ohjausalueella.

Kaasunnostin

Tässä tapauksessa hissin käsite heijastaa kaivoon upotetun kaasuhissin monimutkaista infrastruktuuria. Sen konsepti sisältää kaksi kanavaa - kaasun ruiskutukseen ja kohdenesteresurssin nostamiseen. Molemmat kanavat on järjestetty metalliputkilla, mutta niitä ei tarvitse liittää toisiinsa rinnakkain. Lisäksi joskus tarjotaan kaasunsyöttöputken kulmasuunta, joka määräytyy pumppuyksikön liittämisen erityispiirteiden mukaan. Putkien sijoittelun kokoonpano riippuu olosuhteista, joissa öljyntuotannon kaasunostomenetelmä on järjestetty. Alla oleva kuva havainnollistaa nykyaikaista tekniikkaa.yhdistetyn ruiskutus- ja palautusnauhan käyttö yhdessä piirissä, jonka halkaisija on 90–140 mm. Tässä tapauksessa, riippumatta kanavien suunnan konfiguraatiosta, sekä pään yläosasta että kengän alaosasta, rakenteen jäykkä kiinnitys on mahdollisuuksien mukaan järjestetty. Putkissa voi olla myös teknisiä reikiä (rei'itys) hiekan ja muiden vieraiden hiukkasten poistamiseksi.

Kaasunnoston toiminta ilman kompressoria

Kaasun syöttöä ja paineilmaisimien säätöä ei periaatteessa tarvitse suorittaa kompressorilaitteiden tuella. Jos kaasu- ja öljykentät sijaitsevat samalla käyttöpaikalla, niin porauskaasunosturi voidaan järjestää omalla energiatuella ilman kompressoria. Mutta myös tässä tapauksessa virtaus- ja kaasunostoöljyn tuotannon tekniikat eroavat toisistaan, koska paineilman säätelyn poissulkeminen ulkopuolelta ei sulje pois paineilmaisimien ohjausta maakaasusta. Lisäksi tällaisissa olosuhteissa on mahdollista suorittaa pohjareikien kuivaus ja resurssin esipuhdistus, mikä vähentää teknologisen prosessin kustannuksia.

Kaasunnoston prosessiohjaimet

Ensinnäkin on syytä korostaa, että kaasunostin vaatii laajan valikoiman mittalaitteita, joiden avulla voit pitää tärkeät suorituskykymittarit hallinnassa. Näitä ovat paine, lämpötila, kosteus ja kaasuvirta. Öljyntuotannon suora ohjaus kaasunostomenetelmässä tapahtuu edellä mainituilla venttiileillä jasulkuventtiilit, joiden pinnalla on generaattoreista saatava käyttöjärjestelmä. Edistyneemmät laitokset toimivat automaattisten ohjausten ohjauksessa ilman toimijoiden osallistumista säätämällä kaasutusparametreja ja resurssien t alteenottonopeutta.

Teknologian edut

Teknisen toteutuksen kann alta menetelmä on melko työläs ja kallis, mutta sillä on useita myönteisiä ominaisuuksia, jotka oikeuttavat sen käytön:

• Suuri suorituskyky.
• Laajat mahdollisuudet rakenteelliseen mukauttamiseen ulkoisiin käyttöolosuhteisiin ja kaivon parametreihin.
• Louhintaprosessin luotettavuus ja turvallisuus.
• Joustavuus. Tämä ominaisuus heijastaa sekä öljyntuotannon kaasunostomenetelmän etuja että haittoja, jotka ilmenevät sen soveltamisen eri näkökohdista. Esimerkiksi pätevän käyttäjän näkökulmasta itse ohjausprosessi on melko yksinkertainen eikä käytännössä vaadi fyysistä vaivaa. Mutta huoltohenkilöstö käsittelee monimutkaisia koneita, joiden ylläpito vaatii paljon työtä ja kustannuksia.
• Suurin osa kriittisistä laitteista sijaitsee pinnalla.
• Menetelmän yleismaailmallisuus.

Teknologian puutteet

Tätä menetelmää ei kuitenkaan voida kutsua optimaalisesti sopivaksi kaikille aloille, jos otetaan huomioon toiminnallisten tekijöiden kokonaisuus sekä ympäristö- ja talousnäkökohdat. Kaasunostomenetelmän käytön negatiivisiin puoliinöljyn tuotanto sisältää:

• Energiaresurssien korkeat kustannukset. Puhumme kaasun ruiskutuksesta teollisissa määrissä ja polttoainekustannuksista generaattoreille, jotka tarjoavat pumppauslaitteiden toimintoja kompressoreilla.
• Investoinnit eivät välttämättä vastaa t alteen otettujen öljy- ja kaasumateriaalien arvoa – varsinkin kun otetaan huomioon prosessien lisäpuhdistus- ja erotusprosessit.
• Kun suuria esiintymiä hyödynnetään, tuotantomäärät vähenevät, kun taas organisatorisen ja teknisen tuen tason pitäisi pysyä ennallaan.

Johtopäätös

Öljyä ja kaasua tuottavien yritysten kokemukset osoittavat, että noin puolet kenttien kehittämiseen ja käyttöön liittyvien hankkeiden kustannuksista kohdistuu teknisen infrastruktuurin järjestämiseen lisätyönkulkujen tuella. Näyttäisi siltä, että teollisuuden kehitystrendien pitäisi viedä kehitystä kohti tällaisten tapahtumien rakenteellista optimointia, mutta kaasunnostusmenetelmä osoittaa päinvastaista. Kuten öljyntuotannon kaasunostomenetelmän kirjoittaja Karl Locher ehdotti, apuenergialähteiden kytkeminen noston aikana vähentää työoperaation energiankulutusta, mutta ei koko tapahtuman järjestämistä. Joka tapauksessa nostonauhan laitteisto ei niinkään tarjoa etuja kaasutuskanavan yhdistämisen muodossa, vaan avaa enemmän mahdollisuuksia tuotantoprosessin parametrien ohjaamiseen. Ja tämä etu on nimenomaan mahdollisuus kehittää kaasuhissi keinonavoi laajentaa mahdollisuuksia yhdistää useita kehityssäiliöitä yhdeksi suuren kapasiteetin tuotantolaitokseksi.