Van an toàn dưới bề mặt điều khiển bằng bề mặt (SCSSV)

Dòng điều khiển

Một đường thủy lực có đường kính nhỏ được sử dụng để vận hành thiết bị hoàn thiện hạ cấp như van an toàn dưới bề mặt được kiểm soát bằng bề mặt (SCSSV).Hầu hết các hệ thống vận hành bằng đường điều khiển hoạt động trên cơ sở không an toàn.Ở chế độ này, dòng điều khiển luôn được điều áp.Bất kỳ rò rỉ hoặc hỏng hóc nào đều dẫn đến mất áp suất đường điều khiển, tác động đóng van an toàn và làm cho giếng an toàn.

Van an toàn dưới bề mặt điều khiển bằng bề mặt (SCSSV)

Một van an toàn hạ cấp được vận hành từ các cơ sở bề mặt thông qua một dây điều khiển được buộc vào bề mặt bên ngoài của ống sản xuất.Hai loại SCSSV cơ bản là phổ biến: có thể truy xuất bằng dây, theo đó các thành phần van an toàn chính có thể được chạy và truy xuất trên đường trơn và loại có thể truy xuất bằng đường ống, trong đó toàn bộ cụm van an toàn được lắp đặt cùng với chuỗi ống.Hệ thống điều khiển hoạt động ở chế độ không an toàn, với áp suất điều khiển thủy lực được sử dụng để giữ mở một quả bóng hoặc cụm nắp van sẽ đóng lại nếu áp suất điều khiển bị mất.

Van an toàn Downhole (Dsv)

Một thiết bị hạ cấp cách ly áp suất và chất lỏng trong giếng trong trường hợp xảy ra sự cố khẩn cấp hoặc thảm khốc đối với thiết bị bề mặt.Các hệ thống điều khiển liên quan đến van an toàn thường được đặt ở chế độ không an toàn, sao cho bất kỳ sự gián đoạn hoặc trục trặc nào của hệ thống sẽ dẫn đến việc đóng van an toàn để đảm bảo an toàn cho giếng.Van an toàn cho lỗ xuống được lắp ở hầu hết các giếng và thường phải tuân theo các yêu cầu pháp lý nghiêm ngặt của địa phương hoặc khu vực.

Chuỗi sản xuất

Ống dẫn chính thông qua đó chất lỏng hồ chứa được tạo ra trên bề mặt.Chuỗi sản xuất thường được lắp ráp với ống và các bộ phận hoàn thiện theo cấu hình phù hợp với điều kiện lỗ khoan và phương pháp sản xuất.Một chức năng quan trọng của dây chuyền sản xuất là bảo vệ các ống giếng chính, bao gồm vỏ và lớp lót, khỏi bị ăn mòn hoặc xói mòn bởi chất lỏng của bể chứa.

Van an toàn dưới bề mặt (Sssv)

Một thiết bị an toàn được lắp đặt ở phần trên của giếng để cung cấp khả năng đóng khẩn cấp các ống dẫn sản xuất trong trường hợp khẩn cấp.Có hai loại van an toàn dưới bề mặt: kiểm soát bề mặt và kiểm soát dưới bề mặt.Trong mỗi trường hợp, hệ thống van an toàn được thiết kế để đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố, do đó giếng khoan được cách ly trong trường hợp có bất kỳ lỗi hệ thống nào hoặc hư hỏng đối với các cơ sở kiểm soát sản xuất trên bề mặt.

Áp lực:Lực phân bố trên một bề mặt, thường được đo bằng lực pound trên inch vuông, hoặc lbf/in2, hoặc psi, theo đơn vị mỏ dầu của Hoa Kỳ.Đơn vị hệ mét của lực là pascal (Pa) và các biến thể của nó: megapascal (MPa) và kilopascal (kPa).

ống sản xuất

Một ống giếng khoan được sử dụng để sản xuất chất lỏng hồ chứa.Ống sản xuất được lắp ráp với các bộ phận hoàn thiện khác để tạo nên dây chuyền sản xuất.Ống sản xuất được chọn cho bất kỳ phần hoàn thiện nào phải tương thích với hình dạng giếng khoan, đặc điểm sản xuất của hồ chứa và chất lỏng của hồ chứa.

vỏ bọc

Đường ống có đường kính lớn được hạ xuống lỗ hở và được trám xi măng tại chỗ.Người thiết kế giếng phải thiết kế vỏ giếng để chịu được nhiều lực khác nhau, chẳng hạn như sự sụp đổ, vỡ và sự cố do kéo, cũng như nước muối ăn mòn về mặt hóa học.Hầu hết các khớp nối vỏ được chế tạo bằng ren đực ở mỗi đầu và các khớp nối vỏ ngắn có ren cái được sử dụng để nối các khớp riêng lẻ của vỏ với nhau, hoặc các mối nối vỏ có thể được chế tạo bằng ren đực ở một đầu và ren cái ở một đầu. khác.Vỏ bọc được vận hành để bảo vệ các thành tạo nước ngọt, cách ly khu vực mất khả năng hồi lưu hoặc cô lập các thành tạo có chênh lệch áp suất khác nhau đáng kể.Hoạt động trong đó ống chống được đưa vào giếng thường được gọi là "đường ống đang chạy".Vỏ thường được sản xuất từ ​​thép cacbon trơn được xử lý nhiệt ở các cường độ khác nhau nhưng có thể được chế tạo đặc biệt bằng thép không gỉ, nhôm, titan, sợi thủy tinh và các vật liệu khác.

Nhà đóng gói sản xuất:Một thiết bị được sử dụng để cách ly vòng khuyên và neo hoặc cố định phần dưới của chuỗi ống sản xuất.Một loạt các thiết kế đóng gói sản xuất có sẵn để phù hợp với hình dạng giếng khoan và đặc điểm sản xuất của chất lỏng hồ chứa.

Máy đóng gói thủy lực:Một loại máy đóng gói được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng sản xuất.Một bộ đóng gói thủy lực thường được thiết lập bằng cách sử dụng áp suất thủy lực tác dụng qua dây ống thay vì lực cơ học được tác dụng bằng cách điều khiển dây ống.

Máy đóng gói Sealbore

Một loại máy đóng gói sản xuất kết hợp một lỗ làm kín chấp nhận cụm làm kín được lắp vào đáy của ống sản xuất.Trình đóng gói sealbore thường được đặt trên đường dây để cho phép tương quan độ sâu chính xác.Đối với các ứng dụng dự kiến ​​sẽ có chuyển động lớn của ống, có thể là do giãn nở nhiệt, bộ đóng gói có lỗ làm kín và cụm làm kín hoạt động như một khớp trượt.

Vỏ khớp:Chiều dài của ống thép, thường dài khoảng 40 ft [13 m] với mối nối bằng ren ở mỗi đầu.Các mối nối vỏ được lắp ráp để tạo thành một chuỗi vỏ có độ dài và thông số kỹ thuật chính xác cho giếng mà nó được lắp đặt.

lớp vỏ

Một hệ thống xác định và phân loại độ bền của vật liệu vỏ.Do hầu hết vỏ bọc mỏ dầu có cùng thành phần hóa học (thường là thép) và chỉ khác nhau ở cách xử lý nhiệt được áp dụng, nên hệ thống phân loại cung cấp độ bền tiêu chuẩn của vỏ bọc được sản xuất và sử dụng trong giếng khoan.Phần đầu tiên của danh pháp, một chữ cái, đề cập đến độ bền kéo.Phần thứ hai của ký hiệu, một con số, đề cập đến cường độ chảy tối thiểu của kim loại (sau khi xử lý nhiệt) ở 1.000 psi [6895 KPa].Ví dụ, loại vỏ J-55 có giới hạn chảy tối thiểu là 55.000 psi [379.211 KPa].Lớp vỏ bọc P-110 chỉ định ống có độ bền cao hơn với cường độ chảy tối thiểu là 110.000 psi [758.422 KPa].Loại vỏ thích hợp cho bất kỳ ứng dụng nào thường dựa trên các yêu cầu về áp suất và ăn mòn.Do nhà thiết kế giếng quan tâm đến khả năng chảy của đường ống trong các điều kiện tải trọng khác nhau nên cấp độ ống vách là con số được sử dụng trong hầu hết các tính toán.Vật liệu làm vỏ có độ bền cao đắt hơn, do đó, một chuỗi vỏ có thể kết hợp hai hoặc nhiều loại vỏ để tối ưu hóa chi phí trong khi vẫn duy trì hiệu suất cơ học phù hợp trên toàn bộ chiều dài của chuỗi.Cũng cần lưu ý rằng, nói chung, cường độ chảy càng cao thì vỏ càng dễ bị nứt do ứng suất sunfua (nứt do H2S gây ra).Do đó, nếu H2S được dự đoán trước, người thiết kế giếng có thể không sử dụng được các ống có độ bền cao như họ mong muốn.

Khớp nối: Bề mặt bị vỡ, nứt hoặc tách rời trong đá mà dọc theo đó không có chuyển động song song với mặt phẳng xác định.Cách dùng của một số tác giả có thể cụ thể hơn: Khi các thành của ổ gãy chỉ di chuyển bình thường với nhau thì ổ gãy được gọi là khớp.

Khớp nối trượt: Một khớp nối dạng ống lồng trên bề mặt trong các hoạt động nổi ngoài khơi cho phép tàu nâng lên (chuyển động thẳng đứng) trong khi vẫn duy trì ống đứng xuống đáy biển.Khi tàu nâng lên, khớp trượt dịch chuyển vào hoặc ra với cùng một lượng sao cho ống đứng bên dưới khớp trượt tương đối không bị ảnh hưởng bởi chuyển động của tàu.

Đường dây: Liên quan đến bất kỳ khía cạnh nào của việc khai thác sử dụng cáp điện để hạ công cụ vào lỗ khoan và truyền dữ liệu.Ghi nhật ký bằng dây khác với ghi nhật ký đo lường trong khi khoan (MWD) và khai thác bùn.

Drill Riser: Một đường ống có đường kính lớn nối giàn BOP dưới đáy biển với một giàn khoan nổi trên mặt nước để đưa bùn trở lại bề mặt.Nếu không có ống nâng, bùn sẽ tràn ra khỏi đỉnh của ngăn xếp xuống đáy biển.Ống đứng có thể được coi một cách đại thể là phần mở rộng tạm thời của giếng khoan lên bề mặt.

BOP

Một van lớn trên đỉnh giếng có thể đóng lại nếu đội khoan mất kiểm soát chất lỏng hình thành.Bằng cách đóng van này (thường được vận hành từ xa thông qua bộ truyền động thủy lực), đội khoan thường lấy lại quyền kiểm soát hồ chứa và sau đó có thể bắt đầu các quy trình để tăng mật độ bùn cho đến khi có thể mở BOP và duy trì kiểm soát áp suất của hệ tầng.

BOP có nhiều kiểu dáng, kích cỡ và xếp hạng áp suất.

Một số có thể đóng một cách hiệu quả trên một giếng mở.

Một số được thiết kế để bịt kín xung quanh các bộ phận dạng ống trong giếng (ống khoan, vỏ hoặc ống).

Những loại khác được trang bị bề mặt cắt bằng thép cứng có thể thực sự cắt xuyên qua ống khoan.

Vì BOP cực kỳ quan trọng đối với sự an toàn của thủy thủ đoàn, giàn khoan và bản thân giếng nên BOP được kiểm tra, thử nghiệm và tân trang định kỳ được xác định bằng sự kết hợp giữa đánh giá rủi ro, thông lệ địa phương, loại giếng và các yêu cầu pháp lý.Thử nghiệm BOP thay đổi từ thử nghiệm chức năng hàng ngày đối với các giếng quan trọng đến thử nghiệm hàng tháng hoặc ít thường xuyên hơn đối với các giếng được cho là có khả năng xảy ra sự cố kiểm soát giếng thấp.

Độ bền kéo: Lực trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang cần thiết để kéo một chất ra xa nhau.

Năng suất: Thể tích chiếm bởi một bao xi măng khô sau khi trộn với nước và phụ gia để tạo thành vữa có độ đặc mong muốn.Năng suất thường được biểu thị bằng các đơn vị của Hoa Kỳ dưới dạng feet khối trên mỗi bao (ft3/sk).

Cracking ứng suất sunfua

Một loại phá hủy giòn tự phát trong thép và các hợp kim có độ bền cao khác khi chúng tiếp xúc với hydro sunfua ẩm và các môi trường sunfua khác.Các mối nối dụng cụ, các bộ phận cứng của bộ phận ngăn xả khí và phần trang trí van đặc biệt dễ bị ảnh hưởng.Vì lý do này, cùng với nguy cơ độc tính của khí hydro sunfua, điều cần thiết là bùn nước phải được giữ hoàn toàn không có sunfua hòa tan và đặc biệt là hydro sunfua ở độ pH thấp.Nứt ứng suất sunfua còn được gọi là nứt hydro sunfua, nứt sunfua, nứt ăn mòn sunfua và nứt ăn mòn ứng suất sunfua.Sự thay đổi của tên là do sự thiếu thống nhất trong cơ chế thất bại.Một số nhà nghiên cứu coi crackinh ứng suất sulfua là một loại nứt ứng suất ăn mòn, trong khi những người khác coi nó là một loại giòn hydro.

Hydro Sunfua

[H2S] Một loại khí cực độc có công thức phân tử là H2S.Ở nồng độ thấp, H2S có mùi trứng thối, nhưng ở nồng độ cao hơn, gây chết người, nó không có mùi.H2S nguy hiểm cho công nhân và một vài giây tiếp xúc ở nồng độ tương đối thấp có thể gây chết người, nhưng tiếp xúc với nồng độ thấp hơn cũng có thể gây hại.Ảnh hưởng của H2S phụ thuộc vào thời gian, tần suất và cường độ tiếp xúc cũng như tính nhạy cảm của từng cá nhân.Hydrogen sulfide là một nguy cơ nghiêm trọng và có khả năng gây chết người, vì vậy nhận thức, phát hiện và giám sát H2S là điều cần thiết.Vì khí hydro sunfua có mặt trong một số thành tạo dưới bề mặt nên các đội khoan và các đội vận hành khác phải được chuẩn bị để sử dụng thiết bị phát hiện, thiết bị bảo hộ cá nhân, quy trình đào tạo và dự phòng thích hợp ở các khu vực dễ bị H2S.Hydro sunfua được tạo ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ và xảy ra với hydrocacbon ở một số khu vực.Nó xâm nhập vào bùn khoan từ các thành tạo dưới bề mặt và cũng có thể được tạo ra bởi vi khuẩn khử sunfat trong bùn được lưu trữ.H2S có thể gây nứt kim loại do ứng suất sunfua-ăn mòn kim loại.Vì nó có tính ăn mòn nên việc sản xuất H2S có thể yêu cầu các thiết bị sản xuất đặc biệt đắt tiền như ống thép không gỉ.Sunfua có thể được kết tủa một cách vô hại từ bùn nước hoặc bùn dầu bằng cách xử lý bằng chất tẩy sunfua thích hợp.H2S là một axit yếu, tặng hai ion hydro trong các phản ứng trung hòa, tạo thành các ion HS- và S-2.Trong nước hoặc bùn gốc nước, ba loại sunfua, các ion H2S và HS- và S-2, ở trạng thái cân bằng động với nước và các ion H+ và OH-.Sự phân bố phần trăm giữa ba loài sulfua phụ thuộc vào độ pH.H2S chiếm ưu thế ở pH thấp, ion HS- chiếm ưu thế ở pH trung bình và ion S2 chiếm ưu thế ở pH cao.Ở trạng thái cân bằng này, các ion sunfua trở lại thành H2S nếu độ pH giảm.Sunfua trong bùn nước và bùn dầu có thể được đo định lượng bằng Garrett Gas Train theo quy trình do API đặt ra.

chuỗi vỏ

Chiều dài lắp ráp của ống thép được cấu hình để phù hợp với một giếng khoan cụ thể.Các đoạn ống được nối và hạ xuống giếng, sau đó được trám xi măng tại chỗ.Các mối nối ống thường có chiều dài khoảng 40 ft [12 m], có ren đực ở mỗi đầu và được nối với các đoạn ống có ren đôi có chiều dài ngắn được gọi là khớp nối.Các dây có vỏ dài có thể yêu cầu vật liệu có độ bền cao hơn ở phần trên của dây để chịu được tải trọng của dây.Các phần dưới của dây có thể được lắp ráp với vỏ có độ dày thành lớn hơn để chịu được áp suất cực lớn có thể xảy ra ở độ sâu.Vỏ được chạy để bảo vệ hoặc cô lập các thành tạo liền kề với giếng.