Hlava plynového vrtu je bariéra povrchového tlaku, ktorá spája každý reťazec plášťa do jedného utesneného zväzku, nesie zaťaženie plášťa a dáva vianočnému stromčeku prírubu, na ktorú môže pristáť. Vyberá sa pred spustením prvého spoja plášťa a potom sa len zriedka mení, takže jedna nesprávna veľkosť výtoku alebo zmeškaná požiadavka na kyslú prevádzku môže nasledovať po celú dobu jeho životnosti.
Praktický test sa skladá z troch otázok: dokáže zostava udržať maximálny predpokladaný povrchový tlak, dokáže utesniť každý prstenec nezávisle a dá sa na nej prevádzkovať BOP, testovacia zástrčka alebo káblové vedenie bez adaptérov, ktoré nikto nemá na sklade? Ak je niektorá odpoveď nie, ústie vrtu je nedostatočne špecifikované, nech je oceľ akokoľvek dobrá.
Nasleduje práca, ktorú vykonáva ústie plynového vrtu v prevádzke, ako sa jeho časti ukladajú, prečo je daň za plyn ťažšia ako daň z ropy, ako čítať hodnotenia a kontroly, ktoré rozhodujú o tom, či nákup na vrtnej plošine funguje.
Čo vlastne plynový vrt robí
Hlava plynového vrtu vykonáva štyri úlohy súčasne a každá z nich má tendenciu zlyhať vlastným spôsobom.
- Pozastavenie. Závesy plášťa prenášajú hmotnosť plášťa, často niekoľko stoviek ton, do hlavy plášťa a odtiaľ do vodiča a podlahy pivnice.
- Tesnenie prstenca. Každý reťazec plášťa je utesnený od nasledujúceho, takže tlak môže byť monitorovaný a odvzdušnený na prstenec namiesto migrácie za potrubie.
- Tlaková izolácia. Stoh, jeho príruby, čapy a vývody tvoria primárnu povrchovú bariéru počas vŕtania, kompletizácie a výroby.
- Rozhranie. Rozmery misy a horné príruby rozhodujú o tom, ktorý BOP, ktorý záves na hadicu a ktorý strom sa hodí, čo robí z ústia vrtu mechanické rozhranie rovnako ako tlakovú nádobu.
Počas vŕtania je ústie vrtu spodnou polovicou riadiaceho komína vrtu s prírubou BOP navrchu. Po dokončení strom preberá riadenie toku a ústie vrtu sa stáva trvalým základom pod ním. Daň za plyn tieto úlohy nemení; zvyšuje to štandard tesnenia, ktorý musia spĺňať.
Komponenty plynového vrtu, zdola nahor
Bežné ústie plynového vrtu sa skladá v pevnom poradí: pažnicová hlava, vešiak pažnice, cievka pažnicovej hlavy, hlavová cievka trubice, vešiak trubice a potom strom s ventilmi a adaptérmi, ktoré vyplňujú medzery medzi nimi.
Hlava puzdra je základom zostavy. Je privarený alebo naskrutkovaný na povrchový plášť, nesie prvý záves a poskytuje výstupy pre prístup ku prstencu a monitorovanie tlaku. Pretože je zabetónovaný skoro, jeho počet výstupov a veľkosť príruby sú najťažšie rozhodnutie, ktoré sa neskôr zvráti.
Hlava krytu pre zostavu základne vrtu Základný komponent ústia vrtu, ktorý nesie prvý záves plášťa a poskytuje medzikružný prístup a výstupy na monitorovanie tlaku. Zobraziť produkt → Vešiak na puzdro robí dve veci naraz: zviera a podopiera šnúru puzdra a utesňuje okolo neho prstenec. Závesy s posuvným typom sú rýchlejšie na pristátie a opätovné pristátie; tŕňové závesy sú často preferované tam, kde tesnenie musí byť overiteľné a zaťaženie predvídateľné. Cievky puzdra nad nimi pridávajú závesné body a ďalšie vývody, keď sa dovnútra dostane viac šnúrok.
Cievka hadicovej hlavy označuje prechod od vŕtania k dokončeniu a záves hadičiek v nej zavesuje hadičku a utesňuje výrobný prstenec. Protitlakový ventil zaskrutkovaný do závesu umožňuje vytiahnutie BOP, zatiaľ čo studňa zostáva izolovaná zhora, čo si posádky príslušenstva všimnú najviac, keď chýba.
| Komponent | Primárna práca | Čo rozhoduje o vhodnosti |
|---|---|---|
| Hlava puzdra | Pripája ústie vrtu k povrchovému plášťu, nesie prvý záves | Veľkosť a hmotnosť puzdra, zvarové alebo závitové pripojenie, počet vývodov a veľkosť |
| Vešiak na puzdro | Zavesí šnúru puzdra a utesní jej prstenec | Posuvný alebo tŕňový typ, typ plášťa, elastomérové alebo kovové tesnenie |
| Hlava puzdra spool | Pridáva kapacitu pre zavesenie a ďalšie vývody medzikružia | Koľko strún zostáva, usporiadanie vývodov, celková výška |
| Cievka s hadicovou hlavou | Prechody od vŕtania po dokončenie | Horná príruba, ktorá musí zodpovedať BOP aj neskoršiemu stromu |
| Vešiak na hadičky | Zavesí hadičku a utesní výrobný prstenec | Veľkosť a závit hadice, jednoduchá alebo dvojitá šnúrka, vôľa ESP |
| Spätný ventil | Izoluje jamku zhora, kým sa odstráni BOP | Profil závitu v závese, pracovný tlak, vyťahovacie nástroje |
| Hrotový kríž a adaptér | Smeruje tok a prispôsobuje prírubu rozhraniam závitov | Vzor čapov, typ príruby, tolerancia výšky stohu |
Pomáha porovnávať celý rad skôr ako jednotlivé diely, pretože zostavy ústia vrtu sú len také dobré ako rozhrania medzi nimi. Dištančná cievka, ktorá je krátka 30 mm, bude stáť viac času na montáž ako samotný diel.
Prečo je daň z plynu na ústí vrtu ťažšia ako daň z ropy
Plyn je oveľa menej zhovievavý ako ropa, takže ústie plynového vrtu sa posudzuje v prvom rade podľa tesnosti tesnenia a ako druhého stupňa tlaku.
Plyn má nízku viskozitu a nízke povrchové napätie, takže prejde cez cestu úniku, ktorú by surový materiál upchal voskom alebo emulziou. Škrabance cez tesniaci otvor, ktorý zadržiava kvapalinu, môže plyn neustále vytekať roky. Pretože plyn tiež silne expanduje pri poklese tlaku, veľmi malý únik hmoty sa stáva veľkým objemom na povrchu, a preto je správnym jazykom špecifikácie plynotesnosť, nie iba tlaková.
- Teplota. Pokles tlaku cez tlmivku prudko ochladzuje stranu po prúde a teplotnú triedu určuje najchladnejší kov, nie teplota zásobníka. Začína tam krehnutie za studena a tvrdené elastoméry.
- Kyslá služba. Aj mierny obsah sírovodíka môže zatlačiť materiál do kyslej prevádzky, čo prináša limity tvrdosti, certifikovanú chémiu a inú triedu materiálu.
- Jazda na bicykli. Studne, ktoré sú zatvorené a reštartované často opakovane nakladajú a vyberajú tesnenia; to je odlišná požiadavka od studne vyrábanej nepretržite po celé desaťročie.
- Hydratuje. Mokrý plyn plus studený výstup môžu vytvárať hydráty v malých prstencových ventiloch a prístrojových potrubiach, čo je skôr konštrukčná otázka než prevádzková chyba.
Praktickým dôsledkom je, že tesnenia ústia plynových vrtov sú zvyčajne kov na kov alebo sú podložené kovovým prvkom a elastomérové tesnenia sa vyberajú podľa zloženia plynu, a nie zo všeobecnej tabuľky.
Čítanie hodnotení: tlak, teplota, materiál a úroveň špecifikácie
Štyri čísla určujú väčšinu špecifikácií ústia plynového vrtu: menovitý pracovný tlak, teplotnú triedu, triedu materiálu a úroveň špecifikácie produktu.
Menovitý pracovný tlak je strop pre zostavu, nie pre zásobník. Zásobník 5 000 psi na studni, ktorý dokáže vytvoriť uzatvárací tlak 8 000 psi, nemá vôbec žiadnu rezervu a hydrostatické kolísanie počas životnosti vrtu túto medzeru zriedka zmenšuje. Pre plynové vrty je 10 000 psi bežnou pracovnou platformou a 15 000 psi sa objavuje tam, kde sú tlaky aj teploty vysoké.
| Parameter | Typické možnosti | Čo sa mení na mieste |
|---|---|---|
| Pracovný tlak | 2 000 až 20 000 psi v štandardných krokoch | Hrúbka steny, typ príruby, veľkosť čapu, hmotnosť celého stohu |
| Teplotná trieda | Od mierneho servisu cez rozšírené studené a vysokoteplotné triedy | Húževnatosť materiálu, tesniaca zmes, prijateľné skúšobné teploty |
| Materiálová trieda | Všeobecná služba prostredníctvom tried prísnych kyslých služieb | Materiál orezania, limity tvrdosti, certifikačná záťaž |
| Úroveň špecifikácie | Úrovne 1 až 4 | Množstvo nedeštruktívneho testovania, sledovateľnosť a dokumentácia |
| Požiadavka na výkon | Štandardná alebo vyššia cyklistická trieda | Či je tesnenie preukázané opakovanými tlakovými a teplotnými cyklami |
Dve zostavy môžu vyzerať identicky a môžu sa líšiť o tisíce dolárov čisto v úrovni špecifikácie. Tento rozdiel sa prejavuje v certifikátoch mlyna, sledovateľnosti každého dielu obsahujúceho tlak a koľko položiek bolo skutočne testovaných namiesto vizuálnej kontroly.
Studňa a vianočný stromček: Kde jeden končí a druhý začína
Ústie vrtu je trvalý základ; vianočný stromček je ventilový zásobník, ktorý riadi prietok nad ním.
Hlava vrtu je inštalovaná pri vŕtaní studne a zostáva na mieste počas životnosti poľa. Strom je nainštalovaný po dokončení a môže byť odstránený, nahradený alebo inovovaný počas pracovného procesu. Strom nesie hlavné ventily, krídlové ventily, sýtič a meradlá; ústie vrtu nesie zaťaženie plášťa a potrubia a tesnenia medzikružia. Zámena týchto dvoch vedie ku klasickej obstarávacej chybe nákupu stromu so správnym menovitým tlakom a nesprávnou hornou prírubou.
Plynové studne s dvoma hadicami potrebujú strom s dvojitým otvorom a vešiak, cievka a strom musia byť objednané ako jedna sada a nie zostavené z troch zdrojov.
Dvojrúrkový vianočný strom na výrobu plynových studní Vianočný strom s dvojitým vývrtom pre plynové vrty s dvoma rúrkami, vyrobený podľa API Spec 6A s menovitými tlakmi od 2000 do 20000 PSI. Zobraziť produkt → Inštalácia je tam, kde začína väčšina problémov
Väčšina únikov z ústia vrtu má pôvod v inštalácii a nie v zariadení a takmer všetky pochádzajú z niekoľkých opakovaných príčin.
- Utesnite otvory zanechané štrkom, farbou alebo škrabancami od reťazových klieští; tesniace plochy pracujú v tisícinách palca.
- Závesy pristáli bez kontroly zarovnania, takže tesnenie sa napája nerovnomerne a náklad sedí na jednej strane.
- Čapy uťahované podľa pocitu namiesto kalibrovaného zariadenia a zdokumentovanej postupnosti.
- Žiadna individuálna tlaková skúška medzikružia pred odvŕtaním topánky, čo eliminuje možnosť lacno opraviť netesnosť.
- Výška stohovania BOP nie je skontrolovaná voči cievke, takže posledná príruba sa nevyrovná.
Cievka hadicovej hlavy je miestom, kde sa tieto detaily zbiehajú, pretože musí akceptovať BOP počas dokončovania a strom potom na rovnakom rozhraní.
Cievka s hadicovou hlavou na dokončenie a rozhranie stromu Cievka s hadicovou hlavou, ktorá prijíma BOP počas dokončenia a strom potom, s variantmi pre ESP a nastavenia s dvoma hadicami. Zobraziť produkt → Skúšobná zátka, ktorá sa nachádza v závese hadičky, plus opotrebiteľná objímka držaná na mieste, kým sú nástroje v otvore, bránia dvom najbežnejším formám poškodenia pri novej inštalácii.
Špecifikácia a nákup plynového vrtu: praktický kontrolný zoznam
Nakupujte od vrtného plánu smerom von, nie z katalógu smerom dovnútra, a rozhrania dohodnite pred cenou.
- Tlaková obálka. Maximálny predpokladaný povrchový tlak plus uvedená rezerva, nie aktuálny tlak v zásobníku.
- Teplotná obálka. Teplota zásobníka pre horný koniec, chladenie sýtiča a podmienky okolia pre spodný koniec.
- Spojenia. Veľkosti a hmotnosti puzdra, zvarová alebo závitová základňa, veľkosti výstupov a prispôsobenie k BOP a prírubám stromu.
- Materiálna a kyslá obsluha. Najprv zloženie plynu, potom trieda materiálu, limity tvrdosti a akékoľvek požiadavky na certifikovanú chémiu.
- Filozofia pečate. Primárne tesnenie kov na kov s elastomérovou zálohou je obvyklou voľbou pre plyn; opýtajte sa, ako bola pečať kvalifikovaná.
- Dokumentácia. Materiálové certifikáty, sledovateľnosť častí obsahujúcich tlak a či sa monogram používa na základe licencie.
- Náradie a náhradné diely. Spätné ventily, zberné nástroje, testovacie zátky, opotrebiteľné puzdrá a súpravy tesnení by sa mali uvádzať spolu so stohom, nie po jeho pristátí.
- Servis a dodacia lehota. Kto sa zúčastní prvého líčenia a ako rýchlo sa náhradný vešiak dostane na vzdialené miesto.
Údržba a monitorovanie
Ústie plynového vrtu si vyžaduje malú pozornosť, ale to, čo potrebuje, je skôr špecifické a naplánované ako reaktívne.
Tlaky v prstenci by sa mali pravidelne zaznamenávať, pretože pomalé stúpanie na vonkajšom prstenci je často prvým viditeľným znakom problému s tesnením. Funkčné testy a mazanie ventilov sa riadia intervalmi výrobcu a prírubové čapy si zaslúžia kontrolu krútiaceho momentu po prvom tepelnom cykle a potom pravidelne. Tam, kde sú studne vzdialené alebo bez posádky, monitorovanie ústia vrtu v reálnom čase premení tieto manuálne kolá na trendovú čiaru, ktorá spustí alarm dlho predtým, ako sa nárast tlaku stane nebezpečenstvom.
Často kladené otázky
Aký je rozdiel medzi ústím vrtu a plášťovou hlavou?
Hlava pažnice je spodná časť ústia vrtu, spojená s povrchovou pažnicou a nesúca prvý záves. Hlava vrtu je kompletná zostava, od hlavy puzdra cez cievky a závesy až po hornú prírubu, kde strom pristáva.
Aký tlak by mal mať ústie plynového vrtu?
Priraďte hodnotenie k maximálnemu očakávanému povrchovému tlaku so zdokumentovanou rezervou. Plynové vrty bežne používajú zariadenie s tlakom 10 000 psi, pričom tlak a teplota sa pohybujú na 15 000 psi, kde sú tlak aj teplota vysoké a nižšie hodnotenie len tam, kde je uzatvárací tlak skutočne obmedzený.
Je možné opraviť ústie plynového vrtu bez zabitia vrtu?
Niektoré práce je možné vykonávať naživo, ako je napríklad výmena ventilu na výstupe z krídla alebo inštalácia protitlakového ventilu na izoláciu studne zhora. Čokoľvek zahŕňajúce tesnenie závesu alebo medzikružia puzdra zvyčajne vyžaduje, aby bola studňa najskôr zabitá alebo izolovaná.
Prečo sa pri plynárenstve uprednostňuje tesnenie kov na kov?
Pretože plyn prechádza cez nedokonalosti elastoméru, ktoré kvapaliny nie, a pretože kovové tesnenia lepšie držia tepelné cykly a dlhú životnosť. Elastomérové tesnenia majú stále svoju úlohu, ale zvyčajne skôr ako sekundárna bariéra ako primárna.
Ako často by sa mali testovať ventily ústia vrtu?
Testovacie intervaly sa riadia skôr miestnymi predpismi a zásadami prevádzkovateľa než jediným globálnym pravidlom. Praktickým pravidlom je, že interval by mal byť dostatočne krátky na to, aby zachytil netesný hlavný ventil skôr, ako sa stane jedinou prekážkou.
Ústie plynového vrtu je jednoducho vyzerajúci zväzok ocele s nezvyčajne dlhou pamäťou. Každé rozhodnutie urobené vo fáze špecifikácie, od veľkosti výstupu cez typ tesnenia až po úroveň špecifikácie, je stále viditeľné v studni o desať alebo dvadsať rokov neskôr a zvyčajne v najmenej vhodnom okamihu. Získanie rozhraní, filozofie tesnenia a dokumentácie hneď na začiatku je oveľa lacnejšie ako ich oprava počas práce.
