Խողովակաշարի գլխի կծիկ ընդդեմ. Պատյանների կծիկ – Հիմնական տարբերություններ, որոնք պետք է իմանա նավթահանքի յուրաքանչյուր ինժեներ

Հորատանցքերի ճարտարապետության մեջ կծիկի կոնֆիգուրացիաների սխալ ճշգրտումը կարող է հանգեցնել ճնշման հսկողության կրիտիկական կորուստների, հորատման ընթացքում ոչ արտադրողական ժամանակի (NPT) կամ արտադրության փուլում հորատանցքերի ամբողջականության խախտման: Դուք չեք կարող ձեզ թույլ տալ երկիմաստություն այս կարևոր խոչընդոտներն ընտրելիս: Եթե ​​դուք ընտրում եք սխալ ճնշման վարկանիշ կամ անհամատեղելի ներքին պրոֆիլներ, դուք վտանգի տակ եք դնում աղետալի ձախողումներ:

Թեև երկու բաղադրիչներն էլ գործում են որպես API 6A-ով կառավարվող ճնշում պարունակող անոթներ, դրանց տեղադրման ժամկետները, կրող պրոֆիլները և ներքին կնքման մեխանիզմները ծառայում են ջրհորի կյանքի ցիկլի միանգամայն տարբեր փուլերին: Նրանք նման են սխեմայի, բայց նրանք կատարում են շատ տարբեր ինժեներական առաջադրանքներ: Մենք պետք է գնահատենք դրանք՝ ելնելով իրենց յուրահատուկ գործառնական պահանջներից։

Այս հոդվածը տրամադրում է տեխնիկայի խիստ վերլուծություն Խողովակների գլխի կծիկ և պատյաններ: Մենք կօգնենք հորատման և ավարտական ​​աշխատանքների ինժեներին գնահատել, ճշտել և ձեռք բերել հորատանցքերի ճիշտ ակտիվները: Դուք կսովորեք այս բաղադրիչները կատարելապես համապատասխանեցնել ակնկալվող ճնշումներին, հեղուկի պրոֆիլներին և ավարտական ​​նախագծերին:

Հիմնական Takeaways

• Դիրքը կույտում. պատյանների կծիկները միջանկյալ բաղադրամասեր են, որոնք տեղադրվում են հորատման փուլում, մինչդեռ խողովակի գլխի կծիկը ամենավերին աղբյուրն է, որը տեղադրված է մինչև ավարտը:

• Բեռնվածություն և գործառույթ. պատյանների կծիկները կասեցնում են միջանկյալ կամ արտադրական պատյանների թելերը; խողովակի գլխի կծիկները կախում են խողովակի շարանը և ապահովում տոնածառի ամրացման հիմքը:

• Ճնշման կառավարման .

• Ստանդարտացում. երկուսն էլ պետք է համապատասխանեն API 6A-ին և NACE MR0175-ին (թթու սպասարկման համար), սակայն դրանց արտադրանքի բնութագրերի մակարդակները (PSL) կարող են տարբերվել՝ ելնելով համապատասխան ազդեցության ռիսկերից:

Կառուցվածքային հիերարխիա. Պաշտոնը Wellhead ժողովում

Հորատանցքերի գլխիկները հասկանալու համար մենք նախ պետք է ստեղծենք ելակետային հիմքը: Պատյանների գլուխը ծառայում է որպես մշտական, եռակցված խարիսխ ամբողջ հավաքի համար: Դուք զոդում եք կամ պարուրում եք այն ուղղակիորեն մակերեսի պատյանին: Այն կրում է սկզբնական մեխանիկական բեռը և ապահովում է ելակետ բոլոր հետագա բուրգերի հավելումների համար:

Պատյանների կծիկը ներս է մտնում՝ մոդուլային դեր խաղալու համար: Դուք այն կցեք անմիջապես պատյանի գլխի վերին մասում: Եթե ​​հորատման համար պահանջվում են մի քանի պատյաններ, դուք կարող եք մի քանի պատյաններ շարել միմյանց վրա: Յուրաքանչյուր կծիկ թույլ է տալիս հորատանցքին ուղղահայաց աճեցնել, երբ դուք ավելի խորը անցքերի հատվածներ եք փորում և անցնում պատյանների հետագա թելերը: Նրանք բեմադրում են ջրհորի ճարտարապետությունը:

Վերջապես, Tubing Head Spool-ը գործում է որպես հորատանցքի անցումային պսակ: Դուք ամրացնում եք այն անմիջապես պատյանների ամենավերին կծիկի վրա: Այն ավարտում է հորատման փուլի հավաքումը և ծառայում է որպես արտադրության տոնածառի կառուցվածքային հիմք: Այս բաղադրիչը կամրջում է պատյանների ծրագրի և արտադրության փուլի միջև եղած բացը:

Դույզը պատկերացնելը բացահայտում է տրամաբանական առաջընթացը հորատումից մինչև ավարտ: Դուք սկսում եք ներքևից և կառուցում դեպի վեր: Քանի որ հորատանցքի ներքին չափերը փոքրանում են, քանի որ ջրհորը խորանում է, այս կծիկները չեն կարող տեղադրվել հերթականությամբ: Յուրաքանչյուր բաղադրիչ հենվում է իր տակ գտնվողի երկրաչափական սահմանափակումների վրա:

Հիմնական ֆունկցիոնալ ճարտարագիտություն. աջակցություն, կնքում և օղակաձև մուտք

Պատյաններ Spool գործառույթները

Հորատման փուլում պատյանների կծիկները բեռնաթափում են հսկայական մեխանիկական և հիդրավլիկ բեռներ: Նրանք կատարում են երեք հիմնական ինժեներական գործառույթներ.

• Աջակցում. Ներքին ամանի մեջ տեղադրվում են սայթաքման կամ մանդրելի պատյանների կախիչներ: Այս կախիչները կասեցնում են միջանկյալ և արտադրական պատյանների թելերի հսկայական քաշը:

• Կնքումը. Ներքևի եզրին պատված են փաթեթավորող հավաքույթներ: Այս երկրորդական կնիքները մեկուսացնում են պատյանների օղակը՝ կանխելով հեղուկների ներգաղթը դեպի վերև եզրային միացում:

• Մուտք. կծիկն ունի եզրագծերով կամ գամասեղներով կողային վարդակներ: Ինժեներներն օգտագործում են դրանք՝ վերահսկելու պատյանների կայուն ճնշումը (SCP) կամ ներարկելու սպանիչ հեղուկներ հորատանցքերի հսկողության միջոցառումների ժամանակ:

Խողովակների գլխի կծիկի գործառույթները

Հենց որ հասնեք ընդհանուր խորությանը, ֆունկցիոնալ պահանջները հորատման աջակցությունից տեղափոխվում են արտադրության հսկողություն: Ամենավերին կծիկը կառավարում է այս անցումը:

• Աջակցություն. Այն առանձնանում է մասնագիտացված ուղիղ կամ կոնաձև փորվածքով: Այս ճշգրիտ մշակված պրոֆիլը ընդունում է խողովակի կախիչը, որն ապահովում է արտադրական խողովակի ողջ քաշը:

• Կնքում և կառավարում. Դուք կգտնեք փակող պտուտակներ (հաճախ կոչվում են կապող պտուտակներ), որոնք թափանցում են վերին եզր: Դրանք ապահովում են խողովակի կախիչը ծայրահեղ ջերմային ընդարձակումից և վերև ճնշման մղումներից:

• Անցում. Այն գործում է որպես ճնշման վերջնական խոչընդոտ: Այն ապահով կերպով մեկուսացնում է արտաքին պատյան օղակը բարձր ճնշման տակ գտնվող ջրամբարի հեղուկներից, որոնք հոսում են դեպի խողովակի լարը:

Հստակեցման չափանիշներ. API 6A ստանդարտներ և ճնշման վարկանիշներ

Հուսալի հորի ճարտարագիտությունը պահանջում է API 6A ստանդարտների խստիվ պահպանում: Ճնշման գնահատականները թելադրում են յուրաքանչյուր կծիկի ֆիզիկական զանգվածը և ներքին երկրաչափությունը: Այս գնահատականները տատանվում են 2,000 psi-ից մինչև 20,000 psi, բայց դուք դրանք հաշվարկում եք տարբեր կերպ՝ կախված կծիկի տեսակից:

Պատյանների կծիկի ճնշման գնահատականները ուղղակիորեն համապատասխանում են հատուկ պատյանների պարանի ճեղքման ճնշմանը, որը նրանք աջակցում են: Երբ դուք ավելի խորը փորում եք, ներքին ճնշումը բարձրանում է, ինչը պահանջում է ավելի ծանր պատյան և ավելի բարձր վարկանիշ ունեցող պտուտակներ: Այնուամենայնիվ, ի Tubing Head Spool-ը կանգնած է շատ ավելի դաժան իրականության հետ: Այն պետք է գնահատվի արտադրող ջրամբարի առավելագույն ակնկալվող մակերևութային ճնշման (MASP) համար: Հետևաբար, այս ամենավերին կծիկը հաճախ պահանջում է ավելի բարձր API 6A ճնշման դաս, քան դրա տակ գտնվող միջանկյալ բաղադրիչները:

Կցաշուրթերի և միջադիրների ճարտարագիտությունը նույնպես զարգանում է, քանի որ ճնշումները մեծանում են: Մինչև 5000 psi կիրառումների համար ինժեներները սովորաբար նշում են API 6B եզրեր՝ օգտագործելով R կամ RX օղակային միջադիրներ: Երբ հորերի գլխի ճնշումը գերազանցում է 10,000 psi-ն, համակարգը անցնում է API 6BX ֆլանզներին: Այս բարձր ճնշման միացումները պահանջում են BX օղակաձև միջադիրներ: BX միջադիրները սնուցվում են ճնշման տակ: Հորատանցքի ներքին ճնշումը մեծանալով, այն ստիպում է միջադիրը ամրացնել եզրի ակոսին, ակտիվորեն բարելավելով կնիքի ամբողջականությունը:

Մետալուրգիան և հեղուկ միջավայրերը թելադրում են նյութի դասի ընտրությունը: Եթե ​​ջրհորն արտադրում է ջրածնի սուլֆիդ (H2S) կամ ածխածնի երկօքսիդ (CO2), ապա թրջված բոլոր բաղադրիչները պետք է համապատասխանեն NACE MR0175 ստանդարտներին՝ կանխելու սուլֆիդային սթրեսի ճեղքումը: Ջերմաստիճանի դասերը նույնպես փոխում են ներքին դիզայնը: Ստանդարտ էլաստոմերային կնիքները ձախողվում են ջերմային ծայրահեղ միջավայրում: Գործառնությունների համար, ինչպիսին է Steam Assisted Gravity Drainage-ը (SAGD), որտեղ ջերմաստիճանը տատանվում է -50°F-ից մինչև +650°F, դուք պետք է նշեք մետաղից մետաղ կամ գրաֆիտ կնքման առաջադեմ մեխանիզմներ:

Կողք-կողքի գնահատում

Այս երկու բաղադրիչների միջև ճշգրիտ տարբերությունների ըմբռնումը կանխում է ծախսատար ճշգրտման սխալները: Ստորև բերված գծապատկերը տրամադրում է սկանավորվող որոշման մատրիցա՝ քարտեզագրելով դրանց հստակ բնութագրերը:

Ինժեներական առանձնահատկություն	Պատյաններ կծիկ	Խողովակների գլխի կծիկ
Տեղադրման փուլ	Հորատման փուլ. Տեղադրվում է կրկնվող, քանի որ նոր անցքերի հատվածները փորվում են:	Ավարտման փուլ. Տեղադրվել է հորատման ավարտից հետո:
Ներքին անցքի ձևավորում	Ստանդարտ ամանի ձևավորում՝ հարմարեցված սայթաքուն կամ մանդրելի պատյան կախիչների համար:	Խիստ մշակված ուղիղ կամ կոնաձև հորատանցքեր՝ բարդ կախիչների համար հավասարեցված գնդերով:
Վերին եզրի կոնֆիգուրացիա	Ստանդարտ եզր: Ընդհանրապես բացակայում են պատյանների կախիչները փակող պտուտակներ:	Առանձնանում է անբաժանելի փակող պտուտակներ, որոնք կանխում են խողովակի կախիչի անկումը:
BOP փոխազդեցություն	Ապահովում է BOP-ի մոնտաժման կետը հաջորդ անցքի հատվածում:	Ապահովում է BOP-ի մոնտաժման կետը ավարտական ​​գործողությունների ընթացքում:

Մատրիցը ամփոփելու համար.

• Դուք պատվիրում եք պատյաններ՝ պատյանների փուլային ծրագիրը կառավարելու համար: Նրանք պահում են ստատիկ կշիռներ:

• Դուք պատվիրում եք խողովակի գլուխ՝ ջրամբարի դինամիկ ուժերը կառավարելու համար: Այն պահանջում է արգելափակման մեխանիզմներ և ճշգրիտ հավասարեցման կապում, հատկապես, երբ աշխատում են երկակի ավարտումներ:

• Դուք բազմիցս օգտագործում եք պատյանների կծիկը որպես BOP հիմք: Դուք միայն օգտագործում եք խողովակի գլուխը որպես BOP հիմք, նախքան տոնածառը բարձրացնելը:

Իրականացման ռիսկերը, մաշվածության գործոնները և ձախողման ռեժիմները

Դաշտային տեղակայանքները այս կծիկները ենթարկում են խիստ մեխանիկական և շրջակա միջավայրի սթրեսի: Ընդհանուր ձախողման ռեժիմների հայտնաբերումը թույլ է տալիս կանխարգելիչ կերպով նվազեցնել ռիսկերը:

Հորատման մաշվածությունը մեծ վտանգ է ներկայացնում պատյանների կծիկների համար: Երբ հորատման պարանը պտտվում է և դուրս է գալիս անցքի մեջ, շփումը հեշտությամբ կարող է ջարդել ներքին կծիկի պրոֆիլը: Նախքան հորատումը վերսկսելը, դուք պետք է մաշված թփեր տեղադրեք կծիկի ներսում: Այս զոհաբերական թևերը պաշտպանում են կրիտիկական կնքման տարածքները և ամանի երկրաչափությունները: Մաշված ծածկույթ չօգտագործելը երաշխավորում է կնիքի ձախողումը, երբ ի վերջո վայրէջք կատարեք կախիչը:

Ջերմային ընդլայնումը և ճնշման բարձրացումը սպառնում են ամենաբարձր բաղադրիչներին: Արտադրված հեղուկները տաքացնում են խողովակի շարանը՝ առաջացնելով դրա երկարացում: Եթե ​​ջրհորը փակվում է, հսկա վերընթաց ուժերը հարվածում են խողովակի կախիչին: Եթե ​​տեխնիկները սխալ պտտում են կողպեքի պտուտակները Խողովակի գլխի կծիկ , կախիչը կթուլանա: Սա խախտում է առաջնային կնիքը և հեղեղում է օղակը արտադրական ճնշմամբ:

Կնիքի երկրորդական ամբողջականությունը տեղադրման ընթացքում կատարելություն է պահանջում: Երկու կծիկները ունեն երկրորդական կնիքներ իրենց ստորին եզրերում: Տեղադրվելուց հետո այս ներքևի փաթեթների վերազինումը կամ վերանորոգումը աներևակայելի դժվար և վտանգավոր է: Շեշտադրեք որակի խիստ հսկողությունը սարքավորման ժամանակ: Նախքան աշխատանքը վերսկսելը, դուք պետք է հիդրոստատիկ փորձարկում կատարեք այս եզրային միացումների վրա գնահատված աշխատանքային ճնշումից 1,5 անգամ ավելի:

Ի վերջո, մենք պետք է ընդունենք առաջացող ռիսկերը: Ծայրահեղ կիրառությունները, ինչպիսիք են ջրածնի ստորգետնյա պահեստավորումը, առաջ են բերում ավանդական հորատանցքերի մետալուրգիան իր սահմաններին: Ստանդարտ պողպատե համաձուլվածքները վտանգի տակ են դնում ջրածնի փխրունությունը: Քանի որ ջրածնի մոլեկուլները անսահման փոքր են, նրանք շրջանցում են ստանդարտ էլաստոմերները։ Երկարաժամկետ ամբողջականությունը պահպանելու համար այս հորատանցքերը պահանջում են ցածր թափանցող կնիքի համակարգեր և մասնագիտացված էկզոտիկ համաձուլվածքներ:

Գնումների տրամաբանություն. նշելով ձեր ջրհորի ծրագրի ճիշտ պտույտները

Ինժեներները կանգնած են մշտական ​​ընտրության առաջ ստանդարտացման և հարմարեցման միջև: Պայմանական գլանափաթեթները հիանալի կերպով աշխատում են ստանդարտ ցամաքային բարձիկների համար: Նրանք մատչելի են և ապացուցված: Այնուամենայնիվ, օֆշորային հարթակները կամ տիեզերական սահմանափակ սարքավորումները հաճախ պահանջում են ինժեներական մաքսային լուծումներ: Այս դեպքերում դուք կարող եք նշել կոմպակտ կծիկ համակարգեր: Կոմպակտ համակարգերը միավորում են կծիկի մի քանի փուլերը մեկ բնակարանի մեջ՝ խնայելով ուղղահայաց տարածությունը և վերացնելով արտահոսքի բազմաթիվ ուղիները:

Դուք պետք է մանրակրկիտ համապատասխանեցնեք կախիչները փորվածքների հետ: Մի ենթադրեք համընդհանուր համատեղելիություն: Համոզվեք, որ ընտրված հորատանցքը կատարելապես ընդունում է ձեր նախատեսված ավարտական ​​խողովակի կախիչը: Ժամանակակից լրացումները հաճախ օգտագործում են անցքերի անվտանգության փականներ (DHSVs) կամ խելացի ջրաչափեր: Կծիկը պետք է տեղավորի անհրաժեշտ հսկիչ գծի ներթափանցումները: Եթե ​​հավասարեցման ցողունները չեն համապատասխանում կախիչի կողմնորոշմանը, տեղադրման ժամանակ դուք կփշրեք կառավարման գծերը:

Վաճառողի պատշաճ ուսումնասիրությունը ավարտում է գնումների գործընթացը: Միշտ ստուգեք Ապրանքի Տեխնիկական մակարդակի (PSL) փաստաթղթերը: API 6A-ն սահմանում է PSL 1-ից 4-ը: Ցածր ճնշման ջրի ներարկման ջրհորը կարող է ապահով կերպով օգտագործել PSL-1 կամ PSL-2: Այնուամենայնիվ, բնակեցված տարածքների մոտ գտնվող բարձր ճնշման գազի հորերը պահանջում են PSL-3 կամ PSL-4 բաղադրիչներ: Արտադրողից պահանջեք նյութերի համապարփակ հետագծելիություն: Ձեզ անհրաժեշտ են փաստաթղթեր՝ կանոնակարգային համապատասխանությունն ապացուցելու և ակտիվների երկարաժամկետ ամբողջականությունն ապահովելու համար:

Եզրակացություն

1. Համառոտ. Թեև սխեմայի վրա տեսողականորեն նման են, այս երկու կծիկները ծառայում են բաժանված նպատակների: Պատյանների կծիկները կառավարում են կառուցվածքային բեմադրությունը և օղակաձև մեկուսացումը հորատման ընթացքում: Խողովակների գլխի կծիկը գործում է որպես ճնշման վերահսկման վերջնական դարպաս՝ ջրամբարների արտադրության համար:

2. Եզրափակիչ դատավճիռ. ինժեներական պատշաճ տեխնիկական բնութագրերում ներդրումներ կատարելը կանխում է հորատանցքերի հսկողության աղետալի միջադեպերը: Դուք պետք է խստորեն գնահատեք ձեր MASP-ի, NACE-ի համապատասխանության կարիքները և ակնկալվող ջերմային գնահատականները՝ նախքան ապրանք ընտրելը:

3. Հաջորդ գործողություն. Մենք խրախուսում ենք հորատման և ավարտման ինժեներներին ուղղակիորեն խորհրդակցել API 6A-ով հավաստագրված հորատանցքերի արտադրողների հետ: Միասին վերանայեք ձեր ավարտման սխեմաները և կատարեք կյանքի ցիկլի ծանրաբեռնվածության համապարփակ հաշվարկներ՝ նախքան գնման պատվերներ տալը:

ՀՏՀ

Հարց. Կարո՞ղ է պատյանների կծիկն օգտագործել որպես խողովակի գլխի կծիկ:

Պատասխան. Ոչ: Նրանք չունեն հատուկ ներքին անցքի պրոֆիլ, հավասարեցման մեխանիզմներ և վերին եզրի փակման պտուտակներ, որոնք անհրաժեշտ են արտադրական խողովակի կախիչը դեպի վեր մղումներից անվտանգ կասեցնելու և ապահովելու համար:

Հարց. Ինչո՞ւ է խողովակի գլխի կծիկը հաճախ ավելի բարձր ճնշման ցուցանիշ ունի, քան դրա տակ գտնվող պատյան:

A: Խողովակի գլուխը ուղղակիորեն ենթարկվում է ջրամբարի առավելագույն ակնկալվող մակերեսային ճնշմանը (MASP) խողովակի պարանի միջոցով: Ստորին պատյանների կծիկները կառավարում են միայն ավելի մակերեսային, ավելի ցածր ճնշման գոյացությունների հիդրոստատիկ կամ օղակաձև ճնշումը:

Հարց: Ո՞րն է երկրորդական կնիքի գործառույթը կծիկի ստորին եզրում:

A: Այն մեկուսացնում է եզրային կապը հորատանցքի ճնշումից: Այն նաև փակում է ներքևի հատվածից դուրս ցցված պատյանների կոճղը: Այս մեկուսացումը կանխում է պատյանների կայուն ճնշման (SCP) տեղափոխումը դեպի վեր տարբեր օղակաձև տարածությունների միջև: