Pruduzzione di petroliu in i campi petroliferi
Cumu funziona e linee di cuntrollu in i pozzi?
E linee di cuntrollu permettenu a trasmissione di segnali, permettenu l'acquisizione di dati di u fondu, è permettenu u cuntrollu è l'attivazione di strumenti di fondu.
I signali di cumandamentu è di cuntrollu ponu esse mandati da un locu nantu à a superficia à l'uttellu di fondu in u pozzu.I dati da i sensori di u pozzu pò esse mandati à i sistemi di a superficia per a valutazione o l'usu in certe operazioni di pozzu.
I valvule di sicurezza di u fondu (DHSV) sò valvule di sicurezza sottu à a superficia cuntrullata in superficia (SCSSV) operate idraulicamente da un pannellu di cuntrollu nantu à a superficia.Quandu a pressione idraulica hè appiicata in una linea di cuntrollu, a pressione forza una manica in a valvula à scorri, aprendu a valvula.Quandu si libera a pressione idraulica, a valvula si chjude.
E linee idrauliche di Meilong Tube sò aduprate principarmenti cum'è cundutti di cumunicazione per i dispositi di funziunamentu idraulicu in pozzi d'oliu, gasu è iniezione d'acqua, induve a durabilità è a resistenza à e cundizioni estremi sò richieste.Queste linee ponu esse cunfigurate persunalizati per una varietà di applicazioni è cumpunenti di fondu.
Tutti i materiali incapsulati sò idroliticamente stabili è sò cumpatibili cù tutti i fluidi tipici di cumpletamentu di pozzu, cumpresu u gasu d'alta pressione.A selezzione di u materiale hè basatu annantu à diversi criterii, cumpresi a temperatura di u fondu, a durezza, a forza di tensione è di lacrime, l'assorbimentu di l'acqua è a permeabilità di gas, l'ossidazione è a resistenza à l'abrasione è chimica.
E linee di cuntrollu anu subitu un sviluppu estensivu, cumprese teste di schiacciamentu è simulazione di pozzi d'autoclave à alta pressione.I testi di sfracitura di laboratoriu anu dimustratu a carica aumentata sottu a quale i tubi incapsulati ponu mantene l'integrità funziunale, in particulare induve sò usati "fili di paraurti" di filu di filu.
Induve sò usati e linee di cuntrollu?
★ Pozzi intelligenti chì necessitanu a funziunalità è i benefici di a gestione di u reservoir di i dispositi di cuntrollu di flussu remoti per via di i costi o risichi di intervenzioni o una incapacità di sustene l'infrastruttura di superficia necessaria in un locu remotu.
★ Terre, piattaforma, o ambienti sottumarini.
Generazione di energia geotermica
Tipi di piante
Ci sò basicamente trè tippi di impianti geotermali usati per generà electricità.U tipu di pianta hè determinata principarmenti da a natura di a risorsa geotermale in u situ.
A pianta geotermica di u vapore direttu chjamatu hè appiicata quandu a risorsa geotermica produce steam direttamente da u pozzu.U vapuri, dopu à passà per i separatori (chì sguassate picculi particelle di sabbia è roccia) hè alimentatu à a turbina.Quessi eranu i primi tipi di piante sviluppati in Italia è in i Stati Uniti Sfurtunatamente, i risorsi di vapore sò i più rari di tutti i risorse geotermali è esistenu solu in pochi posti in u mondu.Ovviamente i pianti di vapore ùn anu micca esse appiicati à risorse di bassa temperatura.
E piante di vapore flash sò impiegati in i casi induve a risorsa geotermica produce acqua calda à alta temperatura o una cumminazione di vapore è acqua calda.U fluidu da u pozzu hè mandatu à un cisterna di lampu induve una parte di l'acqua lampeghja à steam è hè diretta à a turbina.L'acqua restante hè diretta à a dispusizione (in solitu iniezione).Sicondu a temperatura di a risorsa, pò esse pussibule di utilizà dui tappe di tanki flash.In questu casu, l'acqua siparata in u tank di u primu stadiu hè diretta à una seconda tappa flash tank induve più (ma pressione più bassa) vapore hè siparatu.L'acqua restante da u cisterna di a seconda tappa hè poi diretta à a dispusizione.A pianta chjamata doppia flash furnisce vapore à duie pressioni differenti à a turbina.In novu, stu tipu di pianta ùn pò esse appiicata à risorse di bassa temperatura.
U terzu tipu di centrale geotermica hè chjamata pianta binaria.U nome deriva da u fattu chì un secondu fluidu in un ciculu chjusu hè utilizatu per operà a turbina in quantu à u vapore geotermicu.A Figura 1 presenta un schema simplificatu di una pianta geotermica di tipu binari.U fluidu geotermicu hè passatu per un scambiatore di calore chjamatu caldaia o vaporizzatore (in certi pianti, dui scambiatori di calore in serie u primu un preriscaldatore è u sicondu un vaporizzatore) induve u calore in u fluidu geotermalu hè trasferitu à u fluidu di travagliu facendu bollire. .I fluidi di travagliu passati in i pianti binari di bassa temperatura eranu refrigeranti CFC (tipu Freon).I machini attuali utilizanu idrocarburi (isobutane, pentanu, etc.) di refrigeranti di tipu HFC cù u fluidu specificu sceltu per currisponde à a temperatura di a risorsa geotermale.
Figura 1. Centrale geotermica binaria
U vapore di u fluidu di travagliu hè passatu à a turbina induve u so cuntenutu di l'energia hè cunvertitu in energia meccanica è furnita, attraversu l'arbulu à u generatore.U vapore esce da a turbina à u condensatore induve hè cunvertitu in un liquidu.In a maiò parte di e piante, l'acqua di rinfrescante hè circulata trà u condensatore è una torre di rinfrescante per rifiutà stu calore à l'atmosfera.Un'alternativa hè di utilizà i cosiddetti "refrigeratori secchi" o condensatori raffreddati à l'aria chì rifiutanu u calore direttamente à l'aria senza bisognu di acqua di rinfrescante.Stu disignu elimina essenzialmente ogni usu cunsumu di l'acqua da a pianta per rinfriscà.U rinfrescante seccu, perchè opera à e temperature più altu (in particulare in a stagione di l'estate chjave) chì e torre di rinfrescante risulta in una efficienza più bassa di a pianta.U fluidu di travagliu liquidu da u condensatore hè pompatu torna à u preriscaldatore / vaporizzatore di pressione più altu da a pompa di alimentazione per ripetiri u ciculu.
U ciculu binariu hè u tipu di pianta chì seria utilizatu per l'applicazioni geotermale di bassa temperatura.Attualmente, l'equipaggiu binari off-the-shelf hè dispunibule in moduli da 200 à 1000 kW.
FUNDAMENTI DI PLANTA ELÉTRICA
Cumpunenti di a centrale elettrica
U prucessu di generazione di l'electricità da una fonte di calore geotermale à bassa temperatura (o da u vapore in una centrale elettrica convenzionale) implica un ingegneri di prucessu si riferiscenu à u Ciclu Rankine.In una centrale elettrica convenzionale, u ciculu, cum'è illustratu in a figura 1, include una caldaia, una turbina, un generatore, un condensatore, una pompa d'acqua di alimentazione, una torre di rinfrescante è una pompa d'acqua di rinfrescante.U vapore hè generatu in a caldaia brusgiando un carburante (carbone, oliu, gasu o uraniu).U vapore hè passatu à a turbina induve, in espansione contr'à e pale di turbine, l'energia di u calore in u vapore hè cunvertita in energia meccanica chì causa a rotazione di a turbina.Stu muvimentu meccanicu hè trasferitu, attraversu un fustu à u generatore induve hè cunvertitu in energia elettrica.Dopu avè passatu per a turbina, u vapore hè cunvertitu in acqua liquida in u condensatore di a centrale elettrica.Per mezu di u prucessu di condensazione, u calore micca utilizatu da a turbina hè liberatu à l'acqua di rinfrescante.L'acqua di rinfrescante, hè mandata à a torre di rinfrescante induve u "calore residuale" da u ciculu hè rifiutatu à l'atmosfera.U condensatu di vapore hè mandatu à a caldaia da a pompa di alimentazione per ripetiri u prucessu.
In sintesi, una centrale elettrica hè solu un ciculu chì facilita a cunversione di l'energia da una forma à l'altru.In questu casu, l'energia chimica in u carburante hè cunvertita in calore (à a caldaia), è dopu in energia meccanica (in a turbina) è infine in energia elettrica (in u generatore).Ancu s'è u cuntenutu energeticu di u pruduttu finali, l'electricità, hè nurmalmente spressione in unità di watt-ora o kilowatt-ora (1000 watt-ora o 1kW-hr), i calculi di u rendiment di a pianta sò spessu fatti in unità di BTU.Hè cunvenutu di ricurdà chì 1 kilowatt-ora hè l'equivalente energeticu di 3413 BTU.Una di e determinazioni più impurtanti nantu à una centrale elettrica hè a quantità di energia (carburante) necessaria per pruduce una determinata pruduzzione elettrica.
Ombilicali sottumarini
Funzioni principali
Fornite l'energia idraulica à i sistemi di cuntrollu sottumarini, cum'è per apre / chjude valvole
Furnisce energia elettrica è segnali di cuntrollu à i sistemi di cuntrollu sottumarini
Consegna chimichi di pruduzzione per l'iniezione sottumarina à l'arbulu o in fondu
Fornite gas per l'operazione di ascensore di gas
Per furnisce queste funzioni, un umbilicale d'acqua profonda pò include
Tubi di iniezione chimica
Tubi di alimentazione idraulica
Cavi di signali di cuntrollu elettricu
Cavi di energia elettrica
Segnale di fibra ottica
Grandi tubi per l'elevatore di gas
Un umbilicale sottumarinu hè un assemblatu di tubi idraulichi chì ponu ancu include cavi elettrici o fibre ottiche, utilizati per cuntrullà strutture sottumarine da una piattaforma offshore o un vasu flottante.Hè una parte essenziale di u sistema di pruduzzione sottumarina, senza chì a produzzione di petroliu ecunomica sustinuta ùn hè micca pussibule.
Cumpunenti chjave
Assemblea di Terminazione Ombilicale Topside (TUTA)
U Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) furnisce l'interfaccia trà l'equipaggiu di cuntrollu umbilicale principale è u topside.L'unità hè un recintu indipendente chì pò esse bullonatu o saldatu in un locu adiacente à l'impugnatura umbilicale in un ambiente esposizione periculosu à bordu di a facilità superiore.Queste unità sò generalmente adattate à i bisogni di i clienti in vista di selezzione idraulica, pneumatica, putenza, signale, fibra ottica è materiale.
U TUTA generalmente incorpora scatuli di giunzione elettrica per l'energia elettrica è i cavi di cumunicazione, è ancu u travagliu di tubi, calibri, è valvole di bloccu è purga per l'approvvigionamentu idraulicu è chimicu adattatu.
(Subsea) Assemblea di Terminazione Ombilicale (UTA)
UTA, pusatu nantu à un pad di fangu, hè un sistema elettro-idraulicu multi-plexed chì permette à parechji moduli di cuntrollu sottumarini à esse cunnessi à e listessi cumunicazioni, linee di furnimentu elettricu è idraulicu.U risultatu hè chì parechji pozzi ponu esse cuntrullati via un umbilical.Da l'UTA, e cunnessione à i pozzi individuali è SCM sò fatti cù assemblee jumper.
Fili volanti d'acciaio (SFL)
I cavi volanti furniscenu cunnessione elettrica / idraulica / chimica da l'UTA à arburi individuali / pods di cuntrollu.Sò parti di u sistema di distribuzione sottumarina chì distribuisce e funziunalità umbilicale à i so scopi di serviziu destinati.Sò tipicamente installati dopu umbilicale è cunnessi da ROV.
Materiali umbilicale
Sicondu i tipi di applicazione, i seguenti materiali sò tipicamente dispunibili:
Termoplastica
Pros: Hè prezzu, consegna rapida, è resistente à a fatigue
Cons: Ùn hè micca adattatu per l'acqua prufonda;prublema di cumpatibilità chimica;anziane, ecc.
Acciaio inox duplex Nitronic 19D zincatu
Pro:
Costu più bassu cumparatu cù l'acciaio inox super duplex (SDSS)
Forza di rendiment più altu paragunatu à 316L
Resistenza à a corrosione interna
Compatibile per i servizii di iniezione idraulica è più chimica
Qualificatu per un serviziu dinamicu
Cons:
A prutezzione di a corrosione esterna hè necessaria - zincu estrusu
Preoccupazioni per l'affidabilità di saldatura di cucitura in certi dimensioni
I tubi sò più pesanti è più grande di l'equivalenti SDSS - appiccà è preoccupazioni di stallazione
Acciaio inossidabile 316L
Pro:
Low cost
Necessita pocu o nisuna prutezzione catodica per una corta durata
Forza di rendiment bassu
Cumpetitivu cù u termoplasticu per a bassa pressione, i tiebacks d'acqua bassa - più prezzu per una vita di campu curta
Cons:
Ùn hè micca qualificatu per u serviziu dinamicu
suscettibile di pitting di cloruru
Acciaio inossidabile Super Duplex (Equivalente di Resistenza à Pitting - PRE >40)
Pro:
L'alta forza significa un diametru chjucu, un pesu ligeru per a stallazione è appende.
L'elevata resistenza à u cracking di corrusione di stress in ambienti di cloruri (equivalente di resistenza di pitting > 40) significa chì ùn hè micca necessariu un rivestimentu o CP.
U prucessu di estrusione ùn significa micca saldature di cucitura difficili da inspeccionà.
Cons:
A furmazione di fase inter-metallica (sigma) durante a fabricazione è a saldatura deve esse cuntrullata.
U costu più altu, i tempi più longu di l'acciai utilizati per i tubi umbilical
Acier carboniu zincatu (ZCCS)
Pro:
Low cost relative à SDSS
Qualificatu per un serviziu dinamicu
Cons:
Cucitura saldata
Meno resistenza à a corrosione interna chè 19D
Diametru pisanti è grande cumparatu cù SDSS
Cummissione umbilicale
Umbilicali di novu stallati sò tipicamente fluidi di almacenamento in elli.I fluidi di almacenamentu anu da esse spustatu da i prudutti destinati prima di esse utilizati per a produzzione.A cura deve esse presa per guardà i prublemi di incompatibilità potenziale chì ponu risultatu in precipitati è pruvucarà i tubi umbilical per esse tappati.Un fluidu tampone propiu hè necessariu se l'incompatibilità hè prevista.Per esempiu, per cumannà una linea d'inhibitori di asfaltenu, un solvente mutuale cum'è EGMBE hè necessariu per furnisce un buffer trà l'inhibitore di l'asfaltenu è u fluidu di almacenamentu postu chì sò tipicamente incompatibili.