Нефтегазовый сектор сегодня является одной из крупнейших отраслей в мире. Используя высокотехнологичное оборудование, государственные и частные нефтяные компании могут строить и обслуживать нефтеперерабатывающие заводы, на которых сырая нефть перерабатывается в пригодные для использования моторные масла и газ.
Помимо нефти и газа, из сырой нефти можно получить множество побочных продуктов. Тем не менее, все эти продукты требуют различных типов оборудования и процессов, чтобы гарантировать, что они соответствуют требованиям, некоторые из которых включают дизельное топливо, асфальтовую основу, сжиженный нефтяной газ (LPG), фармацевтическое сырье, парафин.
Ключевые слова : буровая установка, противовыбросовый превентор (ПВО), буровой насос, буровое долото
Введение
Нефтегазовая промышленность в значительной степени зависит от различных инструментов и оборудования для разведки, бурения, добычи и транспортировки нефтегазовых ресурсов. Эти инструменты и оборудование являются специализированными и предназначены для работы в суровых условиях и сложных условиях, в которых они работают.
Методология
Добыча нефти и газа требует использования различных инструментов и оборудования из-за разных стадий и процессов. Однако правильный выбор оборудования позволит вам масштабировать свой бизнес с точки зрения обслуживания и продолжительности жизни.
Большая часть оборудования, необходимого для добычи нефти и газа, изготовлена из стали, и качество используемой стали играет большую роль в ограничении утечек нефти и газа. Однако качество конечного продукта зависит исключительно от оборудования, используемого в процессе фильтрации. Ниже приведены последствия правильного выбора нефтегазового оборудования.
A . Инструменты
1. Вибрационное сито
Наиболее важной частью системы контроля и отделения твердых частиц на буровой установке являются вибрационные сита, отделяющие крупные твердые частицы от буровых растворов. После отделения бурового раствора он используется для охлаждения бурового долота. В идеале эти жидкости можно использовать повторно более одного раза. Эта сепарация перед помогает снизить затраты на бурение и воздействие на окружающую среду. Надлежащее управление буровым раствором напрямую связано с эффективностью другого контрольного оборудования на более позднем этапе процесса.
2. Дегазаторы
После отделения буровых растворов от крупных твердых частиц необходимо удалить воздух и газ, попавшие в растворы. Дегазаторы используются для удаления метана, двуокиси углерода и сероводорода, а также других газов. Это повышает безопасность на нефтяном месторождении за счет снижения риска взрыва газа.
Дегазаторы бывают двух типов, за счет снижения давления внутри сосуда вакуумные дегазаторы способны отделять газы от бурового раствора. Атмосферные дегазаторы используют пропеллер для распределения жидкости по большей площади поверхности, что облегчает выпуск захваченных газов.
3. Очистители грязи
Как упоминалось выше, буровой раствор, отделенный от шлама, используется для охлаждения бурового долота. Однако, прежде чем попасть в бур, важно, чтобы буровой раствор был как можно более чистым. Густая грязь может остановить сверло, что приведет к простою.
Очиститель грязи представляет собой сетку с мельчайшими отверстиями, препятствующими попаданию твердых частиц в грязь. Это происходит сразу после прохождения бурового раствора через гидроциклон. Поскольку барит можно использовать в более густых буровых растворах, очиститель бурового раствора не только помогает бурению, но и помогает повторно использовать ресурсы для будущих проектов.
4. Песчаные насосы
В то время как в процессе бурения нефтяных скважин используются различные насосы, насосы для песка предназначены для удаления отложений с места бурения. Песчаные насосы чаще всего размещают в резервуарах для масла или другой жидкости, заполненных песком. В этих насосах используется диск с канавками, который вращается вокруг центральной оси.
Любые частицы, которые соприкасаются с этой рифленой поверхностью, будут удалены. Затем эти частицы будут вынесены за пределы объекта по системе трубопроводов. Хотя их называют насосами для песка, они также используются для перемещения других материалов. В дополнение к очистке и обслуживанию резервуаров песочные насосы заменяют использование ручного труда или другого оборудования для удаления частиц с нефтяного месторождения.
5. Направляющие
Неправильная центровка бурильных труб во время бурения может привести к простою из-за повреждения трубы. Направляющие используются для совмещения штифтов с резьбой для точного соединения без повреждений. В более интенсивных отраслях промышленности, таких как бурение нефтяных скважин, направляющие также могут защитить от ударов, коррозии и экстремальных температур.
Безопасность труб также повышается за счет снижения риска повреждения трубной резьбы, скоб или одношарнирных элеваторов, что может привести к падению предметов с башни.
Важно отметить, что эти буровые инструменты для нефтяных месторождений не являются взаимоисключающими. Бурение на нефтяных месторождениях требует, чтобы эти инструменты, наряду со многими другими, были интегрированы в единый рабочий процесс. Бурение может быть продолжено только в том случае, если очищенные жидкости будут возвращены на буровую установку.
Б. Оборудование
1. Буровое оборудование:
Бурение — важный процесс, выполняемый для извлечения ресурсов из-под земли. Это делается путем проделывания отверстий в земной коре длинным долотом, прикрепленным к бурильной колонне. Долото имеет несколько диаметров от 5 до 50 дюймов. После каждого этапа бурения вставляется стальная труба, размер которой намного меньше диаметра, а пустоты заполняются цементом. Ниже приведены некоторые из оборудования, необходимого для бурения.
2. Бурильная колонна и долото
Бурильная колонна представляет собой набор бурильных труб, соединенных между собой. Это оборудование позволяет передавать вращение, вес и жидкость на забой пробуренной нефтяной скважины. С другой стороны, буровое долото облегчает разрушение породы при бурении нефтяных скважин.
3. Буровая вышка
Вышкой называется набор рам, которые сооружаются над нефтяной скважиной, чтобы позволить бурильным трубам вталкиваться в скважину. Вышка обычно имеет пирамидальную форму и должна быть достаточно высокой, чтобы проталкивать секции бурильных труб на большую глубину. Он состоит из стрелы и самонесущей башни.
Башня управляется с помощью трех или четырех тросов, прикрепленных к самой вершине мачты, чтобы облегчить движение в стороны, а также подъем и опускание.
4. Противовыбросовый превентор
Противовыбросовый превентор представляет собой большой клапан, специально разработанный для установки над нефтяными скважинами во время и после процесса бурения. Единственной функцией этого оборудования является управление потоком жидкости, которая может втекать и вытекать из скважины. Во время бурения может возникнуть гидроудар. Когда это происходит, в скважину начинает поступать соленая вода, нефтяные или газовые флюиды. Для предотвращения этого следует использовать надежные масляные и газовые клапаны.
5. Верхний привод
Это двигатель, который подвешен к мачте. Он отвечает за направление бурильной колонны и инструмента во время бурения скважины. Это компонент буровой установки, отвечающий за движение мачты вверх и вниз. Он позволяет сверлить более длинные трубы и может служить альтернативой поворотному кругу.
6. Устьевое оборудование, используемое в нефтегазовой отрасли.
Устьевое оборудование представляет собой устройство, которое крепится к обсадной колонне для подвешивания колонны и герметизации ствола скважины. Это оборудование используется для соединения НКТ и обсадных труб с нефте- или газопроводом. Они установлены в стволе скважины для сдерживания давления и предотвращения обрушения.
7. Головка обсадной колонны
Головка обсадной колонны служит в качестве оборудования, используемого для соединения обсадной трубы с устьем скважины. Головка обсадной колонны оснащена прямоточным кожухом с посадочным кольцом 45 C для предотвращения определенных повреждений, которые могут возникнуть при приложении избыточного давления.
8. Катушка обсадной колонны
Это выступающая часть устья скважины, которая часто соединяется с обсадной трубой на поверхности скважины. Облегчает подвешивание и укладку следующей обсадной колонны, а также поддерживает противовыбросовый превентор в процессе бурения.
9. Головки обсадной колонны
Это фактически верхний виток в устьевом пласте скважины. Это оборудование крепится к катушке обсадной колонны для правильного подвешивания труб и скрытия кольцевого пространства между обсадной колонной и ее трубопроводом
10. Нефтеперерабатывающее оборудование, используемое в нефтегазовой отрасли
Нефтегазоперерабатывающий завод — это промышленное предприятие, включающее в себя широкий спектр оборудования, используемого для переработки или преобразования сырой нефти в различные нефтепродукты, т. е. дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ (СНГ), керосин и т. д. Это вторая ступень цикла добычи нефти и газа после процесса добычи.
Этот процесс требует огромных капиталовложений для приобретения необходимого оборудования, о котором речь пойдет ниже.
11. Теплообменник
Теплообменник — это часть оборудования, используемого в крекинговых установках для разделения масла и воды. Теплообменник используется для передачи тепла от одной жидкости к другой. Он выполняет функции обогрева и охлаждения в зависимости от ситуации.
Существует несколько типов теплообменников, и они классифицируются в зависимости от направления потока жидкости. Это параллельные пути, перекрестные пути и противоточные пути. На параллельном пути обе жидкости движутся в одном направлении. В поперечном направлении жидкости текут в перпендикулярном направлении, а в противоточном направлении жидкости движутся в противоположном направлении.
12. Система трубопроводов
На любом нефтеперерабатывающем заводе система трубопроводов является наиболее важной частью оборудования для транспортировки нефти и газа на перерабатывающий завод. Это связано с тем, что эффективность завода зависит от того, насколько легко компоненты нефти и газа могут быть перемещены через этапы обработки, смешивания и добавления стоимости.
13. Компрессор
Компрессор — это устройство, которое производит выбросы в атмосферу при добыче, переработке, хранении и транспортировке нефти и газа. Компрессор помогает повысить давление природного газа и позволяет транспортировать его с производственной площадки во все желаемые места.
Компрессор требует постоянного обслуживания, потому что выбросы начинают увеличиваться. Это оборудование может применяться ко всем аспектам разработки природного газа. На этапе бурения можно также использовать устьевой компрессор для сжатия удаляемой жидкости.
Производство нефтегазового оборудования
Процесс добычи нефти и газа начинается с подготовки буровой площадки перед бурением нефти и природного газа под земной корой. И, наконец, перемещение их на объект, где они обрабатываются и разделяются для различных целей. Ниже приведены некоторые из необходимого оборудования.
Сосуд высокого давления и дистилляционная колонна
Сосуд высокого давления представляет собой форму ресивера, в котором химические и физические процессы осуществляются при высоком давлении и температуре. Это цилиндрические герметичные емкости с двумя головками, в которых хранится нефть или газ.
Между тем, дистилляционная колонна представляет собой форму сосуда под давлением, но в основном она используется при перегонке жидких смесей для их разделения на основе их компонентов, фракций и разницы в летучести. Смеси сильно нагревают для испарения одного или нескольких компонентов в целях сбора.
Водонагреватель
Водонагреватель необходим для добычи нефти и газа, потому что он помогает производить большое количество пара. Пар очень важен, так как он необходим для питания некоторых процессов, таких как вакуумная дистилляция, паровая дистилляция, десорбция и технологический нагрев. Это оборудование действует как закрытый сосуд, используемый для преобразования воды в пар путем химического сжигания.
Аккумулятор
Аккумулятор предназначен для мониторинга, герметизации и контроля нефтяных скважин, чтобы предотвратить утечку сырой нефти и природного газа под высоким давлением. Он устанавливается в гидравлическую систему для хранения и перемещения компонентов до тех пор, пока они не потребуются для выполнения задач.
Другие термины, которые следует учитывать в секторе добычи нефти и газа
Наземные буровые установки
Наземные буровые установки строятся специально для создания скважин, позволяющих добывать нефть или природный газ на суше. Их также можно использовать для определения геологических коллекторов, подлежащих бурению. После бурения нефтяной скважины наземная буровая установка будет перемещена в другое место для бурения. Его заменит сервисная установка (меньшая по размеру), целью которой является завершение процесса бурения и активация скважины.
Морские буровые установки
Морская буровая установка представляет собой специально построенное на воде сооружение, оснащенное оборудованием для бурения, добычи и переработки нефти и природного газа. Этот объект достаточно велик, чтобы вместить рабочих и хранить достаточно продукции, пока ее можно будет отправить за границу для продажи и распространения. Морские буровые установки во многом похожи на наземные буровые установки, но имеют ряд особенностей, делающих их устойчивыми в океане.
Буровое оборудование
Процесс бурения нефтяных скважин, также относящийся к этапу разведки и добычи, требует наличия большого количества оборудования, обеспечивающего извлечение и передачу на переработку газа и сырой нефти. Оборудование, используемое на этом этапе, требует больших капиталовложений. Некоторые из них включают противовыбросовый превентор, буровую установку, бурильную колонну, долото и т. д.
Оборудование для добычи нефти и газа
Оборудование для добычи нефти и газа включает в себя все инструменты, используемые на этапах добычи, переработки и переработки. Второй этап— это когда продукты транспортируются на нефтеперерабатывающие заводы, а третий этап отвечает за переработку и продажу продуктов.
Аварийное оборудование
Аварийное оборудование — это оборудование, изготовленное с единственной целью извлечения потерянных или поврежденных инструментов из скважины. Поврежденный инструмент должен быть удален из скважины как можно скорее, чтобы сократить время простоя. Некоторые из соответствующих инструментов включают скребки для обсадных труб, корзины для мусора, магниты и т.д
Вспомогательное оборудование
Это часть оборудования, предназначенная для обеспечения специальной поддержки время производства. Они могут служить рамами, опорными системами и подъемниками. Они формируются путем сборки металлоконструкций на высоту, достаточную для выполнения работы. Они состоят из самонесущей башни и стрелы в основании для шарнирного сочленения.
Трубное оборудование
Трубное оборудование — это оборудование, которое используется для работы с системой трубопроводов при добыче нефти и газа. Это оборудование подходит как для береговых, так и для морских применений. Примерами могут служить инструмент для горизонтальной прокладки труб, перемычка, обсадный инструмент и многое другое.
Электрическое оборудование
Большинство электроинструментов при добыче нефти и газа в основном необходимы в процессе нефтепереработки. Это оборудование полностью или частично используется для рекуперации электроэнергии. Их устанавливают для преобразования и хранения электрической энергии. К ним относятся силовой трансформатор, аккумуляторная система постоянного тока, распределительное устройство среднего напряжения, распределительное устройство низкого напряжения и т. д.
Оборудование для контроля давления
Оборудование для контроля давления — это приспособление, которое используется для поддержания оптимального уровня давления на различных стадиях добычи нефти и газа. Поэтому это оборудование сконструировано таким образом, чтобы выдерживать суровые условия эксплуатации. Они изготавливаются с учетом стандартов качества.
Оборудование для управления буровым раствором
Это оборудование в основном используется в процессе бурения. При бурении нефтяных скважин для облегчения процесса бурения добавляется специальное масло. Этот процесс помогает удерживать во взвешенном состоянии фрагменты породы, обеспечивать плавучесть и контролировать внутрискважинное давление.
Задвижки и фланцы
Задвижки и фланцы — это оборудование для производства эфирных масел, используемое для соединения и управления системой трубопроводов завода. Фланцы соединены между собой болтами, а задвижки иногда снабжены резьбой.
Нефтепромысловые грузовики
Существует несколько типов нефтепромысловых грузовиков. Они обладают различными характеристиками, которые позволяют им хорошо работать на нефтяных вышках и других этапах добычи нефти и газа. Несмотря на разные характеристики, все нефтепромысловые самосвалы должны иметь схожие характеристики, такие как прочность, надежность и мощность.
Нефтепромысловые прицепы
Большинство оборудования и материалов, используемых при строительстве нефтяных месторождений, в основном состоят из тяжелых металлов. Поэтому для перевозки этих материалов с производственной площадки на месторождение требуются нефтепромысловые прицепы, где они собираются для выполнения своих задач. Прицепы для нефтяных месторождений построены и испытаны на долговечность.
Грузовики и краны
В нефтяной и газовой промышленности некоторые грузовики предназначены специально для использования в качестве кранов. Кран установлен в задней части грузовика, чтобы облегчить подъем тяжелых материалов в другие грузовики для транспортировки. Некоторые из этих грузовиков предназначены для движения на максимальной скорости как по бездорожью, так и по шоссе.
Строительство нефтяных месторождений
Строительство нефтяного месторождения всегда доверяют специалистам из-за сложных материалов и оборудования, которые необходимо собрать. При строительстве для выполнения работ используется как человеческий, так и машинный труд.
Заключение
Нефтегазовая отрасль занимает очень большую часть мирового рынка. По этой причине производители нефти и газа, а также производители промышленной арматуры по всему миру тратят огромное количество ресурсов на сборку сложного оборудования для бурения, транспортировки и переработки нефти. Большая часть оборудования, используемого в нефтегазовой отрасли, закреплена за специалистами, имеющими достаточный опыт и знания для качественного выполнения работы.
Литература:
- 5 Самых важных нефтепромысловых инструментов. — Текст: электронный // keystoneenergytools: [сайт]. — URL: https://info.keystoneenergytools.com/blog/5-most-important-oilfield-tools (дата обращения: 13.05.2023).
- 5 самых важных инструментов на нефтяном месторождении. — Текст: электронный // hartenergy: [сайт]. — URL: https://www.hartenergy.com/opinions/5-most-important-tools-oilfield-122555 (дата обращения: 13.05.2023).
- Обзор промышленного оборудования, используемого в нефтегазовой промышленности. — Текст: электронный // plantautomation-technology: [сайт]. — URL: https://www.plantautomation-technology.com/articles/an-overview-of-industrial-equipment-used-in-oil-and-gas-industry (дата обращения: 13.05.2023).
- Фред, У. Г. Справочник инженера-нефтяника / У. Г. Фред. —: Общество инженеров-нефтяников, 1987. — 1500 c. — Текст: непосредственный.
