Analyse av olje- og gassbrønnhodeutstyr: Funksjon og struktur av foringsrør, tees og kryss

Introduksjon

Olje- og gassbrønnhodeutstyr er et viktig knutepunkt som forbinder underjordisk brønner og overflateproduksjonssystem. Det er ansvarlig for å motstå høyt trykk, høy temperatur og etsende væske fra undergrunnen, samtidig som den sikrer sikker kontroll og avledningsoperasjoner. I brønnhodeutstyr spiller Foringsrør, Tees og Crosses en nøkkelrolle. De er ikke bare komponentene i brønnhodeutstyr, men også kjernen for å sikre sikkerhet og effektivitet i driften.

1. Funksjon og struktur av foringsrør

Funksjon av foringsrørspole
Casing Spool er en viktig trykkbærende komponent i brønnhodetheten. Det er vanligvis installert i bunnen av brønnhodet, mellom Casing Hanger (Casing Hanger) og Blowout Preventver (BOP), og har følgende funksjoner:
Bærer vekten av foringsrøret: Under boreprosessen støttes hvert lag med foringsrør av foringsrøret for å bære vekten og vekten på hjelpeutstyret.
Å oppnå trykkforsegling: Det er flere foringsrør (foringsrør) ved brønnhodet. Foringsrøret oppnår uavhengig forsegling av foringsrøret på hvert nivå ved å installere en henger og en tetningsanordning for å forhindre olje og gass -kryssstrøm.
Tilveiebringe et grensesnitt for ringformede operasjoner: Sideutløpet til foringsrøret kan kobles til en avløpsventil og en trykkovervåkingsenhet, noe som er praktisk for ringformet vekting, drenering eller overvåkningsoperasjoner.
Strukturelle funksjoner
Hovedkropp: Foret med høy styrke-legeringsstål (vanlig materiale AISI 4130), har den høytrykksmotstand og påvirkningsmotstand. Arbeidstrykket er vanligvis mellom 2000 psi og 15.000 psi.
Hanging Device: Casing Hanger er installert inni for å fikse den senkede foringsrørstrengen.
Tetningssystem: Vanlige tetningsformer inkluderer metallforseglinger, gummipakninger eller kombinerte tetninger for å sikre høytrykksforseglingsytelsen til annulus.
Sideutløp: Generelt er to eller fire sideruttak konfigurert for installasjonsventiler, trykkmålere og dreneringsanordninger. Grensesnittstandarden er vanligvis i samsvar med API 6A Flens -tilkoblingsspesifikasjonen.

2. Funksjon og struktur av tees og kryss

Funksjonsoversikt
Tees og kryss er viktige komponenter i brønnhode- og manifoldsystemer. De er ofte installert i choke -mangfold, bruddrørledninger eller testenheter. Hovedfunksjonene inkluderer:
Væskeavledning og sammenløp: Veiled brønnhodet produserte væske til forskjellige retninger som choke -ventiler, bruddpumper, testutstyr, etc., eller slå sammen flere væsker og transporter dem til påfølgende prosesseringssystemer.
Trykkovervåking og kontroll: Installer en trykkmåler eller sensor gjennom sideporten for å oppnå sanntids trykkovervåking og sikre driftssikkerhet.
Koble til flere driftsutstyr: Under komplekse arbeidsforhold som brudd, surisering og brønnreparasjon, kan tees og kryss fleksibelt konfigureres for å imøtekomme behovene til parallelle operasjoner med flere veier.
Forskjeller mellom tees og kryss
Tees (tees): Ha ett innløp og to utsalgssteder, i en "T" -form, egnet for avledning eller injeksjon med enkeltbanchvæske.
Kors (fireveis): Ha ett innløp og tre utsalgssteder, i en "kryss" form, egnet for flerveis parallelle arbeidsforhold, for eksempel tilkobling av gass, brudd og baktrykksrørledninger samtidig.
Strukturelle og designfunksjoner
Produksjonsprosess: Midlet stål med høy styrke brukes, varmebehandlet for å forbedre slitasje motstand og påvirkningsmotstand, og overflaten behandles vanligvis med antikorrosjonsbelegg.
Tilkoblingsmetode: Vanlige tilkoblingsmetoder inkluderer API -flensforbindelse, gjenget tilkobling eller hurtigklemmeforbindelse, noe som er praktisk for rask installasjon og demontering på stedet.
Indre hulromsdesign: Den interne strømningskanalen er optimalisert for å redusere strømningsmotstand og erosjon og øke levetiden. For bruddforhold kan den indre veggen sprayes med slitasje-resistente materialer for å motstå sanderosjon.
Trykknivå: Vanlige trykknivåer er 5000 psi, 10.000 psi og 15.000 psi, som kan oppfylle forskjellige krav til brønnhodetrykk.

3. Synergien til de tre i brønnhodssystemet

Foringsrør, tees og kryss fungerer ikke uavhengig, men jobber sammen i brønnhodeoperasjoner:
Foringsrør gir grunnleggende lager og forsegling: Det utgjør "skjelettet" i brønnhodestrukturen, støtter det øvre utstyret og isolerer forskjellige ringformet trykk.
Tees og krysser komplett væskenildeling og trykkkontroll: Gjennom deres multi-outlet design kan de oppnå avledning av brønnvæske, trykkdeteksjon og tilgang til eksternt utstyr.
Sikkerhet og fleksibilitet i det generelle systemet: Denne modulære designen gjør brønnhodet svært tilpasningsdyktig for å oppfylle forskjellige driftskrav som boring, brudd, brønnreparasjon og testing.

4. Standarder, materialer og utvelgelsesanbefalinger

Standard spesifikasjoner
API 6A: "Wellhead Equipment and Christmas Trees" er den viktigste internasjonale standarden for design, produksjon og testing av brønnhodeutstyr.
ISO 10423: En internasjonal standard som tilsvarer API 6A, som gjelder den globale olje- og gassindustrien.
NACE MR0175: Materialkrav for H₂s forhold for å forhindre hydrogensulfidspenningsprekker.
Materiell valg
Normale forhold: AISI 4130 smidd stål, med høy styrke og god seighet.
Surforhold: Bruk CRA (korrosjonsbestandig legering) eller rustfritt stål, for eksempel 410SS, 17-4PH, for å forbedre korrosjonsmotstanden.
Høyt trykk og høye temperatur (HPHT) forhold: Spesiell legeringsstål eller nikkelbasert legering er nødvendig for å sikre langsiktig stabilitet.
Utvalgspoeng
Velg riktig trykknivå (2000 psi ~ 15.000 psi) i henhold til brønnhodetrykket.
Velg materialet i henhold til arbeidsbetingelsene (etsende medier, temperatur, slimhinne).
Vurder grensesnittstandarder og kompatibilitet i brønnhodet (API 6A flensstørrelse).

5. Fremtidige trender

Høytrykk og tilpasningsevne med høy temperatur: Med utvikling av ukonvensjonell olje og gass, må brønnhodeutstyr ha en trykkbærende kapasitet på mer enn 20 000 psi.
Forbedret korrosjon og slitestyrke: Bruk avanserte materialer og beleggprosesser for å øke levetiden.
Intelligent utvikling: Integrerte trykkovervåkningssensorer for å oppnå datainnsamling i sanntid og fjernkontroll ved brønnhodet, forbedre sikkerhets- og automatiseringsnivåene.