Od svedra do proizvodnega drevesa: razkrivamo 17 ključnih faz pri vrtanju vodnjaka

Vrtanje in dokončanje naftne ali plinske vrtine je kompleksen sistematičen inženirski projekt. Od začetne zasnove do končne proizvodnje vključuje postopek tri glavne faze: pred-konstrukcijo vrtanja, vrtanje in dokončanje vrtine. Podroben pregled iz industrijskega vira "Geology & Drilling" razdeli celotno pot na 17 kritičnih korakov in podrobno opisuje bistveno opremo, ki to omogoča.

Faza I: Pred-priprava za brizganje

• Določitev lokacije vodnjaka:Prvi in ​​najbolj temeljni korak. Geologi in inženirji rezervoarjev natančno določijo lokacijo na površini na podlagi seizmičnih podatkov in podzemnih geoloških kart.
• Pregled poti:Za pripravo na premik težke opreme se izvede temeljit pregled cest in poti od baze do nove lokacije.
• Priprava lokacije in gradnja temeljev:Mesto vodnjaka je izravnano in razvrščeno. Za glavne komponente ploščadi (kot so podkonstrukcija in motorji) se vlijejo betonski temelji, da se zagotovi, da ostanejo popolnoma ravni in stabilni med delovanjem, kar preprečuje ugrezanje ali premikanje.

Faza II: Vrtanje

• Premik naprave:Vsa oprema za vrtanje, orodje in prostori za kampiranje se razstavijo, prepeljejo in prestavijo na novo, pripravljeno lokacijo.
• Naprava-:Prepeljana oprema se ponovno sestavi na novi lokaciji in ustvari popolnoma funkcionalen sistem vrtalne naprave.
• Vrtanje lukenj za prevodnike:Za prevodno cev se izvrta luknja-velikega premera. V nekaterih regijah se ta cev namesto z vrtanjem zabije v zemljo s pomočjo zabijača (kladiva).
• Vbrizgavanje-(površinska luknja):To pomeni uradni začetek vrtanja. Velik sveder izvrta površinsko luknjo do vnaprej določene globine.
• Tekanje in cementiranje površinskega ohišja:Jekleno ohišje se napelje v površinsko luknjo in cement se črpa v obroč. To zavaruje vrtino, ščiti sladkovodne vodonosnike in zagotavlja temelj za Blowout Preventer (BOP).
• Naslednje faze vrtanja (2. do 5.):Po cementiranju vsakega niza ohišja se z manjšim svedrom izvrta naslednji odsek luknje. To zaporedje se ponavlja, dokler ni dosežena ciljna globina, pri čemer je vsak odsek po potrebi obložen in cementiran.
• Vrtanje (izdelava luknje):Neprekinjen proces vrtenja svedra in uporabe teže za lomljenje kamnine in poglabljanje vrtine.
• Izklop (izvlecite iz luknje - POOH):Postopek umika celotnega vrtalnega niza iz vrtine, običajno za zamenjavo obrabljenega svedra ali za merjenje hlodov.
• Sprememba bitov:Stari sveder se odvije in na spodnji-sklop izvrtine se namesti nov, oster.
• Spotaknitev (Run In Hole - RIH):Postopek zagona novega vrtalnega niza in svedra nazaj do dna za nadaljevanje vrtanja.
• Sečnja blata:Neprekinjena-analiza kamnin (odrezkov) in parametrov vrtalne tekočine na površini v realnem času. To zagotavlja bistvene informacije o formacijah, ki se vrtajo, in nakazuje prisotnost nafte ali plina.
• Žično beleženje:Ko dosežejo celotno globino (ali vmesno točko ohišja), se specializirani senzorji spustijo v luknjo na kablu za merjenje fizikalnih lastnosti kamninskih formacij (upornost, poroznost, gostota itd.).
• Tekanje in cementiranje proizvodnega ohišja:Končni niz ohišja se izvede do celotne globine in na mestu zacementira. To izolira proizvodno cono(-e) in ustvari trajen, stabilen kanal za prihodnjo proizvodnjo.

Faza III: Zaključek vodnjaka

• Zaključne operacije:To je zadnja faza, ki preoblikuje izvrtano vrtino v proizvodno. Vključuje perforiranje ohišja in cementa za povezavo z rezervoarjem, potencialno spodbujanje formacije (zakisljevanje, lomljenje), zagon proizvodnih cevi, namestitev ustja vrtine in božičnega drevesa ter končno pretakanje vrtine za testiranje (testiranje vrtine), da se oceni njen potencial.

Celotno delovanje poganja vrtalna naprava, kompleksen sklop sistemov, ki delujejo v harmoniji.

1. Napajalni sistem
Srce ploščadi, ki zagotavlja energijo za dvigovanje, vrtenje in kroženje. Običajno je sestavljen iz:

• Glavni pobudniki:Več velikih dizelskih motorjev (pogosto 3-4), ki zagotavljajo neposredno mehansko moč (za mehanske ploščadi).
• Generatorji:Generatorji-na dizelski pogon (2-3), ki oskrbujejo z elektriko celotno ploščad in bivalne prostore.
• Sistemi za nadzor moči:Za električne naprave to vključujeSCR (Silicon Controlled Rectifier) ​​sistemiki pretvarjajo izmenični tok iz generatorjev v enosmerni tok za pogon glavnih enosmernih motorjev za vlečne naprave, vrtljivo mizo in črpalke za blato. AnMCC (Center za nadzor motorja)upravlja in distribuira AC napajanje vso pomožno opremo in razsvetljavo.

2. Dvižni sistem
"Žerjav" ploščadi, ki se uporablja za dvigovanje in spuščanje vrtalne vrvice in ohišja.

• Derrick/jambor:Visoka jeklena konstrukcija (pogosto več kot 40 metrov), ki podpira dvižno opremo.
• Podkonstrukcija:Podnožje, ki podpira dvigalo, vrtljivo mizo in območje odmika.
• risbe:Glavni vitel ploščadi in njegova osrednja komponenta. Navija žično vrv, da dvigne breme, in nadzoruje hitrost spuščanja vrvice, pri čemer se nastavek obremenjuje. Sodobne ploščadi uporabljajo napredne zavorne sisteme (kolutne ali tračne zavore s pomožnimi zavorami, kot so elektromagnetne zavore) namesto starejših vodnih zavor.
• Kronski blok in potovalni blok:Sistem jermenic (vrvic). Kronski blok je pritrjen na vrhu, potovalni blok se premika gor in dol.
• Kavelj:Obešen na potovalni blok nosi nihaj in celotno težo vrtalne verige.
• Žična linija (vrtalna linija):Debela jeklena vrv, ki je bila navita skozi krono in potovalne bloke, je povezala vlečne naprave s kavljem.

3. Vrtljivi sistem
Zagotavlja navor za vrtenje svedra.

• Vrtljiva miza:Gnana miza na tleh ploščadi s kvadratno ali šesterokotno odprtino, ki obrača kelly.
• Kelly:Kvadratni ali šesterokotni cevasti del, ki se prilega skozi vrtljivo mizo in obrača celotno vrtalno niz.
• Zgornji pogon (sodobni standard):Revolucionarni kos opreme, ki nadomešča vrtljivo mizo, kelly in vrtljivo mizo. Obešen na kavelj lahko vrti vrtalno nitko in kroži blato med premikanjem navzgor ali navzdol po dvigalu, kar znatno izboljša učinkovitost in varnost.
• Vrtljiva:Obešen na kavelj podpira težo vrtljive vrtalne verige, obenem pa ji omogoča obračanje in zagotavlja visoko{0}}tlačno tesnilo za črpanje blata v niz.

4. Krožni sistem
Sistem, ki črpa in kondicionira vrtalno tekočino (blato), kar je bistveno za čiščenje vrtine, hlajenje svedra in vzdrževanje tlaka v vrtini.

• Blatne črpalke:Visokotlačne batne črpalke velike-prostornine (pogosto tripleksne), ki krožijo blato iz jam po vrtalnem nizu.
• Blatne jame/cisterne:Jekleni rezervoarji, kjer je vrtalna tekočina shranjena, mešana in kondicionirana.
• Oprema za nadzor trdnih snovi:Serija naprav, ki čistijo blato, ki se vrača iz luknje, tako da odstranijo izvrtane ostanke.
• Shake Shakerji:Prva stopnja, vibracijska sita, ki odstranjujejo velike kamnite odrezke.
• Odplinjevalec:Odstranjuje vneseni plin iz blata, ohranja njegovo gostoto in preprečuje udarce plina.
• Desender & Desilter:Hidrocikloni, ki odstranjujejo drobne delce peska in mulja (peskalnik odstrani 60-100 µm, odstranjevalec mulja 10-30 µm).
• Centrifuga:Visoko{0}}vrteča naprava, ki odstrani najfinejše delce (do 2 µm) in lahko pridobi tudi dragoceni barit za ponovno-uporabo.

5. Drugi kritični sistemi

• Nadzorni sistem vodnjaka:TheSklad za preprečevanje izbruha (BOP)., komplet težkih-ventili na ustju vodnjaka za tesnjenje vodnjaka v sili.
• Instrumentacijski in nadzorni sistemi:Merilniki in senzorji za spremljanje ključnih parametrov, kot so pretok blata, prostornina jame, obremenitev kljuke, rotacijski navor in nivoji plina.

Ustvarjanje naftne ali plinske vrtine je mojstrski tečaj industrijske koordinacije. Napreduje skozi natančno načrtovan niz stopenj, od lociranja lokacije do končnega zaključka. Vsaka stopnja se opira na specializirano zbirko opreme-od ogromne moči vlečnih naprav in črpalk do natančnosti sistema za nadzor trdnih snovi in ​​občutljivosti orodij za sečnjo. Razumevanje te popolne slike, od prve lopate v zemljo do postavitve božičnega drevesa, je temeljnega pomena za cenitev kompleksnosti in inženirske moči za vsakim sodom proizvedene nafte. Za podrobnejše informacije se obrnite na ekipo Vigor za podrobnejše informacije o izdelku.