Giải thích về đầu giếng khí: Các thành phần, xếp hạng áp suất và mẹo lựa chọn

Đầu giếng khí là rào cản áp suất bề mặt buộc mọi dây vỏ thành một ngăn xếp kín, mang tải trọng vỏ và tạo cho cây Giáng sinh một mặt bích để hạ cánh. Nó được chọn trước khi vận hành khớp nối ống đầu tiên và hiếm khi được thay đổi sau đó, do đó, một kích thước đầu ra sai hoặc một yêu cầu dịch vụ chua bị bỏ sót có thể xảy ra trong suốt thời gian sản xuất của giếng.

Thử nghiệm thực tế bao gồm ba câu hỏi: liệu cụm lắp ráp có thể giữ được áp suất bề mặt dự đoán tối đa không, nó có thể bịt kín từng vòng một cách độc lập hay không và liệu BOP, phích cắm thử nghiệm hoặc công việc đường dây có thể được chạy trên đó mà không cần bộ điều hợp không có sẵn không? Nếu bất kỳ câu trả lời nào là không thì đầu giếng chưa được xác định rõ ràng, cho dù thép có tốt đến đâu.

Phần tiếp theo đề cập đến các công việc mà một đầu giếng khí đốt thực hiện trong quá trình hoạt động, các bộ phận của nó được xếp chồng lên nhau như thế nào, tại sao thuế khí đốt lại khó hơn thuế dầu, cách đọc xếp hạng và các hoạt động kiểm tra quyết định xem việc mua hàng có diễn ra tại địa điểm giàn khoan hay không.

Đầu giếng khí thực sự làm được những gì

Một đầu giếng khí thực hiện bốn công việc cùng một lúc và mỗi công việc có xu hướng thất bại theo cách riêng của mình.

• Đình chỉ. Móc treo vỏ chuyển trọng lượng của dây vỏ, thường vài trăm tấn, vào đầu vỏ và từ đó vào dây dẫn và sàn hầm.
• Niêm phong vòng. Mỗi dây vỏ được bịt kín với dây tiếp theo để có thể theo dõi áp suất và xả máu theo hình khuyên thay vì di chuyển lên phía sau đường ống.
• Ngăn chặn áp lực. Ngăn xếp, mặt bích, đinh tán và đầu ra của nó tạo thành rào cản bề mặt chính trong quá trình khoan, hoàn thiện và sản xuất.
• Giao diện. Kích thước của bát và mặt bích trên cùng quyết định BOP nào, móc treo ống nào và cây nào sẽ phù hợp, điều này làm cho đầu giếng trở thành một giao diện cơ học giống như một bình chịu áp lực.

Trong quá trình khoan, đầu giếng là nửa dưới của ống điều khiển giếng với mặt bích BOP ở trên. Sau khi hoàn thành, cây sẽ đảm nhận việc kiểm soát dòng chảy và đầu giếng sẽ trở thành nền móng vĩnh viễn bên dưới nó. Nhiệm vụ về xăng không thay đổi những vai trò đó; nó nâng cao tiêu chuẩn niêm phong mà họ phải đáp ứng.

Các thành phần đầu giếng khí, từ dưới lên trên

Đầu giếng khí thông thường sắp xếp theo một thứ tự cố định: đầu vỏ, móc treo vỏ, ống đầu vỏ, ống đầu ống, móc treo ống, sau đó là cây, với các van và bộ điều hợp lấp đầy các khoảng trống ở giữa.

Đầu vỏ là đế của cụm lắp ráp. Nó được hàn hoặc ren vào vỏ bề mặt, mang móc treo đầu tiên và cung cấp các đầu ra để tiếp cận vòng xuyến và theo dõi áp suất. Bởi vì nó được đặt trong bê tông sớm nên số lượng đầu ra và kích thước mặt bích của nó là quyết định khó đảo ngược nhất sau này.

Đầu vỏ cho lắp ráp đầu giếng Bộ phận đầu giếng cơ sở mang móc treo vỏ đầu tiên và cung cấp khả năng tiếp cận hình khuyên và các đầu ra theo dõi áp suất. Xem sản phẩm →

Móc treo vỏ làm hai việc cùng một lúc: nó kẹp và đỡ dây vỏ, đồng thời bịt kín vòng khuyên xung quanh nó. Móc treo loại trượt nhanh hơn để hạ cánh và hạ cánh lại; Giá treo trục gá thường được ưu tiên khi độ kín phải được kiểm chứng và tải trọng có thể dự đoán được. Phía trên chúng, ống cuộn đầu vỏ có thêm điểm treo và ổ cắm bổ sung khi có nhiều dây đi vào hơn.

Ống đầu ống đánh dấu quá trình chuyển đổi từ khoan sang hoàn thiện, và móc treo ống bên trong nó sẽ treo ống và bịt kín vòng sản xuất. Một van áp suất ngược được vặn vào móc treo cho phép BOP thoát ra trong khi giếng vẫn cách ly với phía trên, đây là điều mà đội phụ kiện chú ý nhất khi nó bị thiếu.

Nó giúp so sánh toàn bộ phạm vi thay vì các phần riêng lẻ, bởi vì cụm đầu giếng chỉ tốt như các giao diện giữa chúng. Một ống đệm ngắn 30 mm sẽ tốn nhiều thời gian lắp đặt hơn so với bản thân bộ phận đó.

Tại sao thuế khí đốt ở đầu giếng lại khó hơn thuế dầu

Khí kém ổn định hơn nhiều so với dầu, vì vậy đầu giếng khí được đánh giá dựa trên độ kín đầu tiên và xếp hạng áp suất thứ hai.

Khí có độ nhớt thấp và sức căng bề mặt thấp, do đó nó sẽ đi qua đường rò rỉ mà dầu thô có thể bịt lại bằng sáp hoặc nhũ tương. Một vết xước trên lỗ làm kín chứa chất lỏng có thể khiến khí thoát ra đều đặn trong nhiều năm. Bởi vì khí cũng giãn nở mạnh khi áp suất giảm, nên khối lượng rò rỉ rất nhỏ sẽ trở thành thể tích lớn trên bề mặt, đó là lý do tại sao kín khí thay vì chỉ kín áp suất là ngôn ngữ đặc tả phù hợp.

• Nhiệt độ. Áp suất giảm qua cuộn cảm làm nguội mạnh phía hạ lưu và kim loại lạnh nhất, không phải nhiệt độ bể chứa, sẽ chi phối cấp nhiệt độ. Tính giòn lạnh và chất đàn hồi cứng đều bắt đầu từ đó.
• Dịch vụ chua chát. Ngay cả hàm lượng hydro sunfua khiêm tốn cũng có thể đẩy vật liệu vào trạng thái chua, mang lại các giới hạn về độ cứng, chứng nhận hóa học và một loại vật liệu khác.
• Đạp xe. Các giếng bị đóng và khởi động lại thường xuyên nạp và dỡ các phớt liên tục; đó là một yêu cầu khác với một giếng được sản xuất ổn định trong một thập kỷ.
• Hydrat. Khí ướt cộng với lối thoát lạnh có thể tạo thành hydrat trong các van hình khuyên nhỏ và đường ống dụng cụ, đây là một vấn đề về thiết kế chứ không phải là một lỗi vận hành.

Hậu quả thực tế là các vòng bịt đầu giếng khí thường là kim loại với kim loại hoặc được hỗ trợ bởi một phần tử kim loại, và các vòng bịt bằng chất đàn hồi được chọn với thành phần khí có trong tay thay vì từ một bảng chung.

Đọc xếp hạng: Áp suất, nhiệt độ, vật liệu và cấp độ thông số kỹ thuật

Bốn con số quyết định hầu hết các thông số kỹ thuật của đầu giếng khí: áp suất làm việc định mức, cấp nhiệt độ, cấp vật liệu và cấp thông số kỹ thuật của sản phẩm.

Áp suất làm việc định mức là mức trần cho cụm lắp ráp, không phải cho bình chứa. Một ống khói 5.000 psi trên một giếng có thể tạo ra áp suất đóng 8.000 psi không có biên độ nào cả và sự biến đổi thủy tĩnh trong suốt vòng đời của giếng hiếm khi làm cho khoảng cách đó nhỏ hơn. Đối với giếng khí, 10.000 psi là nền tảng làm việc phổ biến và 15.000 psi xuất hiện ở những nơi có áp suất và nhiệt độ cao.

Hai cụm lắp ráp có thể trông giống hệt nhau và khác nhau hàng nghìn đô la hoàn toàn về mức độ thông số kỹ thuật. Sự khác biệt đó thể hiện trong giấy chứng nhận của nhà máy, khả năng truy xuất nguồn gốc của mọi bộ phận chịu áp lực và số lượng mặt hàng đã được kiểm tra thực tế thay vì kiểm tra bằng mắt.

Đầu giếng và cây thông Noel: Nơi cái này kết thúc và cái kia bắt đầu

Đầu giếng là nền móng vĩnh viễn; cây Giáng sinh là ngăn xếp van điều khiển dòng chảy phía trên nó.

Đầu giếng được lắp đặt khi giếng được khoan và giữ nguyên vị trí trong suốt thời gian sử dụng mỏ. Cây được cài đặt khi hoàn thành và có thể được gỡ bỏ, thay thế hoặc nâng cấp trong quá trình sửa chữa. Cây mang các van chủ, van cánh, cuộn cảm và đồng hồ đo; đầu giếng chịu tải trọng của vỏ và ống cũng như các vòng đệm hình khuyên. Việc nhầm lẫn cả hai dẫn đến lỗi mua sắm cổ điển khi mua cây có mức áp suất phù hợp và mặt bích trên sai.

Giếng khí có hai dây ống cần có cây khoan kép và móc treo, ống cuộn và cây phải được đặt hàng thành một bộ thay vì lắp ráp từ ba nguồn.

Cây X-mas ống kép để sản xuất giếng khí Cây X-mas hai lỗ khoan dành cho giếng khí hai chuỗi ống, được xây dựng theo API Spec 6A với mức áp suất từ 2000 đến 20000 PSI. Xem sản phẩm →

Cài đặt là nơi bắt đầu của hầu hết các vấn đề

Hầu hết các rò rỉ ở đầu giếng đều bắt nguồn từ việc lắp đặt hơn là do thiết bị và gần như tất cả chúng đều xuất phát từ một số nguyên nhân lặp đi lặp lại.

• Bịt kín các lỗ khoan còn sót lại bằng sạn, sơn hoặc vết xước do kẹp xích; bề mặt niêm phong hoạt động trong một phần nghìn inch.
• Các móc treo hạ cánh mà không kiểm tra độ thẳng hàng, do đó vòng đệm hoạt động không đều và tải trọng nằm ở một bên.
• Các nghiên cứu được điều khiển bằng cảm giác thay vì bằng thiết bị đã được hiệu chỉnh và trình tự được ghi lại.
• Không có thử nghiệm áp lực hình khuyên riêng lẻ trước khi khoan giày, điều này làm mất đi cơ hội khắc phục rò rỉ với chi phí thấp.
• Chiều cao xếp chồng BOP không được kiểm tra so với ống cuộn, vì vậy mặt bích cuối cùng sẽ không bù đắp được.

Ống đầu ống là nơi các chi tiết này hội tụ, vì nó phải chấp nhận BOP trong quá trình hoàn thiện và cây sau đó, trên cùng một giao diện.

Ống đầu ống để hoàn thiện và giao diện cây Ống đầu ống chấp nhận BOP trong quá trình hoàn thiện và cây sau đó, với các biến thể cho thiết lập ESP và ống kép. Xem sản phẩm →

Chạy thử phích cắm trong giá treo ống, cộng với ống lót chống mòn được giữ cố định trong khi dụng cụ ở trong lỗ, ngăn ngừa hai dạng hư hỏng phổ biến nhất khi lắp đặt mới.

Chỉ định và mua đầu giếng khí: Danh sách kiểm tra thực tế

Mua từ kế hoạch tốt ra bên ngoài, không phải từ danh mục hướng vào trong và giải quyết các giao diện trước giá cả.

1. Phong bì áp lực. Áp suất bề mặt dự đoán tối đa cộng với một giới hạn đã nêu, không phải áp suất vỉa hiện tại.
2. Phong bì nhiệt độ. Nhiệt độ hồ chứa cho phần trên, làm mát cuộn cảm và điều kiện môi trường xung quanh cho phần dưới.
3. Kết nối. Kích thước và trọng lượng của vỏ, đế hàn hoặc ren, kích thước đầu ra và khớp với BOP và mặt bích cây.
4. Chất liệu và dịch vụ chua. Thành phần khí đầu tiên, sau đó là loại vật liệu, giới hạn độ cứng và bất kỳ yêu cầu nào đối với hóa chất được chứng nhận.
5. Triết lý con dấu. Việc bịt kín sơ cấp từ kim loại sang kim loại với chất đàn hồi dự phòng là lựa chọn thông thường cho khí đốt; hỏi làm thế nào con dấu có đủ điều kiện.
6. Tài liệu. Giấy chứng nhận vật liệu, khả năng truy xuất nguồn gốc của các bộ phận chịu áp lực và liệu chữ lồng có được áp dụng theo giấy phép hay không.
7. Dụng cụ và phụ tùng. Van áp suất ngược, dụng cụ thu hồi, phích cắm kiểm tra, ống lót chống mòn và bộ bịt kín phải được trích dẫn cùng với ngăn xếp chứ không phải sau khi nó hạ cánh.
8. Dịch vụ và thời gian dẫn. Ai tham gia buổi trang điểm đầu tiên và móc treo dự phòng có thể đến địa điểm ở xa nhanh như thế nào.

Bảo trì và giám sát

Đầu giếng khí ít cần được chú ý nhưng những gì nó cần là cụ thể và được lên kế hoạch thay vì phản ứng.

Áp suất vòng van phải được ghi lại thường xuyên, vì vòng van bên ngoài tăng chậm thường là dấu hiệu rõ ràng đầu tiên của vấn đề vòng đệm. Việc kiểm tra chức năng van và bôi trơn tuân theo khoảng thời gian của nhà sản xuất và các đinh tán mặt bích cần được kiểm tra mô-men xoắn sau chu kỳ nhiệt đầu tiên và định kỳ sau đó. Ở những nơi có giếng ở xa hoặc không có người điều khiển, giám sát đầu giếng theo thời gian thực biến các vòng thủ công đó thành đường xu hướng đưa ra cảnh báo từ lâu trước khi áp suất tăng trở thành mối nguy hiểm.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa đầu giếng và đầu vỏ là gì?

Đầu ống vách là phần dưới cùng của đầu giếng, nối với ống vách bề mặt và mang móc treo đầu tiên. Đầu giếng là một cụm hoàn chỉnh, từ đầu ống vách đi lên qua các ống cuốn và móc treo đến mặt bích trên cùng nơi cây tiếp đất.

Đầu giếng khí nên có mức áp suất nào?

So khớp mức đánh giá với áp suất bề mặt dự đoán tối đa với biên độ được ghi lại. Các giếng khí thường sử dụng thiết bị 10.000 psi, chuyển sang 15.000 psi khi áp suất và nhiệt độ đều cao và chỉ định mức thấp hơn khi áp suất đóng thực sự bị hạn chế.

Có thể sửa chữa đầu giếng khí mà không làm chết giếng không?

Một số công việc có thể được thực hiện trực tiếp, chẳng hạn như thay van trên ổ cắm cánh hoặc lắp đặt van áp suất ngược để cách ly giếng từ phía trên. Bất cứ điều gì liên quan đến vòng đệm treo hoặc vòng bao thường yêu cầu giếng phải bị đóng hoặc cách ly trước.

Tại sao con dấu kim loại với kim loại được ưa chuộng cho dịch vụ gas?

Bởi vì khí vượt qua những khiếm khuyết của chất đàn hồi mà chất lỏng không làm được, và vì các vòng đệm kim loại giữ tốt hơn trong chu kỳ nhiệt và thời gian sử dụng lâu dài. Phớt đàn hồi vẫn có vai trò, nhưng thường là rào cản thứ cấp chứ không phải là rào cản chính.

Bao lâu nên kiểm tra van đầu giếng?

Khoảng thời gian kiểm tra tuân theo quy định của địa phương và chính sách của nhà điều hành thay vì một quy tắc toàn cầu duy nhất. Nguyên tắc thực tế là khoảng thời gian phải đủ ngắn để chặn van chính bị rò rỉ trước khi nó trở thành rào cản duy nhất.

Đầu giếng khí là một khối thép trông đơn giản nhưng có tuổi thọ dài bất thường. Mọi quyết định được đưa ra ở giai đoạn thông số kỹ thuật, từ kích thước đầu ra, loại bịt kín đến mức thông số kỹ thuật, vẫn có thể nhìn thấy được ở giếng mười hoặc hai mươi năm sau và thường là vào thời điểm ít thuận tiện nhất. Có được các giao diện, triết lý niêm phong và tài liệu ngay từ đầu sẽ rẻ hơn nhiều so với việc sửa chúng trong quá trình xử lý.