Õlitootmise gaasitõstemeetod: kirjeldus ja omadused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Nafta- ja gaasimaardlates süsivesinike tootmiseks kasutatavate õhutranspordimeetodite rühma on kodumaine tööstus juba pikka aega kasutanud alternatiivina voolavate kaevude arendamisele. See tehnoloogia annab teatud kasutustingimustel olulisi majanduslikke ja tehnilisi eeliseid, kuid nõuab ka täiendavate ressursside ühendamist. Optimaalseks lahenduseks on enamikul juhtudel õlitootmise gaaslift meetod, mille puhul kasutatakse aktiivse tõstevahendina gaasisegu. Selline lahendus õigustab end kõrge jõudluse tõttu, kuid seab turvalisuse osas ka organisatsioonilisi lisanõudeid. Sel põhjusel kasutavad meetodit enamasti suured organisatsioonid, millel on piisav ressursibaas.

Õlitootmise gaasitõstemeetodi üldised omadused

Õhutranspordi põhimõtteid ehk maa-aluse maardla kaevuressursside tõstmise tehnoloogiat hakati kasutama 18. sajandi lõpus. Selle meetodi idee tekkimine oli tingitud kaevandustehnoloogiate kiirest arengust, kuid pikka aega piiras selle täielikku kasutamist piisav alt arenenud kompressorseadmete puudumine. Õlitootmise gaasitõstemeetodi autor on Saksa insener Karl Loscher, kes pakkus välja üldise skeemi ressursside hankimiseks õhusegude energia abil. Tulevikus optimeeriti, moderniseeriti ja täiustati tehnikat korduv alt teatud tööaspektides. Õhutranspordi praktiline kasutamine tööstuslikus mastaabis koos selle tehniliseks teostuseks teoreetilise baasi loomisega algas alles 20. sajandil. Naftaväljadel on esimene gaasitõstuki kasutamise kogemus aastast 1985.

Meie ajal õigustab gaasitõstetehnoloogia kasutamine end peamiselt suure vooluhulgaga kaevudes. Samuti on kõrge lisandisisaldusega tingimustes gaasilift kõige ökonoomsem lahendus ressursi pinnale tõstmiseks. See puudutab eelkõige õlisegusid, mis sisaldavad masside tõstmist raskendavaid sooli, vaiku ja parafiine. Võrdluse kohta õhuliftiga kui sellisega võib öelda, et naftatootmise gaaslift meetod on jätk üldisele vedelike kunstliku tõstmise tehnoloogiale. Ainult siis, kui klassikalises õhutranspordis kasutatakse aktiivse keskkonnana õhusegu, siis gaasiliftis kasutatakse süsinikku sisaldavaid aineid. Sel põhjusel on üks peamisi töökorrastehnoloogia omadused arvestavad konkreetse gaasikulu. Gaasilifti kasutamise maksumuse arvestuses moodustavad gaasisegude hoolduse ja tarnimise energiakulud ligikaudu 30% projektide kogumaksumusest.

Õlitootmise gaasitõstemeetodi kohaldamisala

Kõrge tootlusega kaev, millel on kõrge põhjaaugu surve, on sihtkoht gaasitõstuki kasutuselevõtuks. Sellised maardlad on põhimõtteliselt soodne keskkond õhutranspordi korraldamiseks. Kuid naftatootmise voolumeetodite piiramise praktika määrab ka mitmed tingimused, mille korral gaasitõstuk muutub ainsaks võimalikuks kaevu töötamise meetodiks. Vähem alt võimaldab naftatootmise gaasitõstemeetodi kui dünaamiliselt tasakaalustamata hüdrauliliste keskkondadega kõige paremini kohandatud meetodi üldine omadus kasutada seda madala küllastusrõhuga põhjaaukudes ja raskesti ligipääsetavate paigaldustingimustega liivapuurkaevu tehnilise toe jaoks.. Näiteks gaasitõstuki süsteemi saab kasutada üleujutustingimustes, soistes piirkondades või seal, kus on üleujutusoht. Rõhunäitajaid, muide, saab kunstlikult võrdsustada kompressorseadmete abil - kuigi tõus oleneb kaevu gaasi energianäitajatest, saab seda hetkevajadustele üsnagi kohandada.

Teisest küljest, kui puudub tehniliste ja gaasimaterjalide tsentraliseeritud tarnimine koos tootmisprotsessi kõrge mehhaniseerimisega, on parem kasutada traditsioonilist purskkaevu skeemi.kaevandamine. Nagu õhulifti puhul, on naftatootmise gaaslift meetod jätk voolava meetodi tehnoloogiale, kuid täiendatud versioonis. Just tootmistaristu tehnoloogiline laiendamine ei võimalda seda meetodit rakendada väikestele kaevudele, mille töö on arvestatud lühiajaliselt.

Tehnoloogiline tootmisprotsess

Pärast kaevu väljatöötamist moodustub pinnale otsa struktuurne alus, mis hiljem toimib platvormina põhiliste tööprotsesside korraldamisel. Puuraugu niššis on suletud tunnel kambrite ja üleminekuventiilidega, mis toimivad ressursivoolu regulaatorina. Tekkiva vedeliku liikumine mööda kanalit üles on peamine tööprotsess, mida toetab põhjaavas olev gaasistatud keskkond. Gaasistamise tagamiseks lastakse kanaliga paralleelselt mööda isoleeritud vooluringi alla kamber koos düüsiga aktiivse segu varustamiseks. Tegelikult taandatakse naftatootmise gaasitõstemeetodi põhimõte gaasi suunamiseni sihtressursi vedelasse keskkonda, misjärel peab toimuma tõsteprotsess. Oluline on märkida, et gaasi-õhu segudega rikastamine iseenesest ei taga vedeliku tõusu. Selle toimingu jaoks kasutatakse spetsiaalseid pumpasid. Tõstejõud sõltub nii gaasistamise astmest kui ka pumba võimsusest, mida saab mõlemat reguleerida. Rõhuindikaatorite kompleksseks juhtimiseks ahelas kasutatakse pinnal asuvat kompressoriüksust.

Tootmise intensiivsusressurssi saab juhtida käsitsi mehaanika või elektrooniliste anduritega automaatsete süsteemide abil. Tööparameetrid määratakse vastav alt vastuvõtuseadmete võimalustele. Naftatootmise gaasitõstemeetodi eripäraks on eritöötlus pärast ressursi kaevandamist. Kuna vedelik tõuseb koos gaasiseguga üles, on vaja spetsiaalset eraldamist, mille järel suunatakse juba puhastatud õli spetsiaalsesse süvendisse. Lisaks, kuna gaasitõstukit kasutatakse sageli kõrge lägasaastega keskkondades, võib enne ressursi ajutisse säilitusmahutisse sisenemist vaja minna mitmeastmelist jämedat filtreerimist.

Rakendusseadmed

Kogu tehniline infrastruktuur koosneb kahest seadmete rühmast - universaalsed seadmed ja seadmed kaevude hooldusprotsesside korraldamiseks ning spetsiaalsed paigaldised, mida kasutatakse gaasilifti töös. Esimesse rühma võivad kuuluda pumpamise tsirkulatsiooniseadmed, korpuse seadmed, kinnitusdetailid, metalltorud pumpamiseks jne. Reeglina on sellele seadmele üles ehitatud nii voolav kui ka gaasitõstuk õlitootmise meetodid, millel on väikesed struktuurilised erinevused.

Mis puudutab spetsiaalseid tehnilisi elemente, mis on ette nähtud nafta gaasienergia tõstmiseks, siis need hõlmavad järgmist:

• Kompressor. Paigaldus optimaalse rõhu säilitamiseks suruõhu sissepritsega. Enamasti kasutatakse tööstuslikke suure võimsusega seadmeid,võimeline reguleerima tööväärtuse parameetreid laias vahemikus.
• Gaasi tõstekamber. Võib öelda, et see on gaasiliftõli tootmise taristu tuum, milles toimuvad gaasi-õhu segude voolu suunamise, jaotamise ja tarnimise peamised protsessid. See on hargnevate torude ja väljalaskekanalitega metallkonstruktsioon, mille tööd reguleerivad sulgeventiilid.
• Klapid. Selles süsteemis ei täida klapp mitte ainult vedela keskkonna ringluse blokeerimise funktsiooni, vaid toimib ka vooluregulaatorina. Gaasitõsteventiile kasutatakse puuraugu erinevatel tasanditel, mis võimaldab tootmiskiirust täpsem alt juhtida. Selliste ventiilide peamiseks konstruktsiooniomaduseks võib nimetada tundlike elementide olemasolu, mis salvestavad rõhuindikaatoreid suure täpsusega ja muudavad nende olekut sõltuv alt löögijõust kontrollpiirkonnas.

Gaasitõstuk

Sel juhul peegeldab lifti mõiste kaevu sukeldatud gaasilifti keerulist infrastruktuuri. Selle kontseptsioon sisaldab kahte kanalit - gaasi sissepritse ja sihtmärgi vedela ressursi tõstmiseks. Mõlemad kanalid on korraldatud metalltorude abil, kuid neid ei pea paralleelselt üksteisega ühendama. Lisaks on mõnikord ette nähtud gaasivarustustoru nurk, mille määrab pumbaseadme ühendamise eripära. Torude paigutuse konfiguratsioon sõltub naftatootmise gaasitõstemeetodi korraldamise tingimustest. Allolev foto illustreerib kaasaegset tehnoloogiat.kombineeritud süstimis- ja taastamisnööri kasutamine ühes ahelas läbimõõduga 90–140 mm. Sel juhul, olenemata kanalite suuna konfiguratsioonist, tagatakse võimalusel konstruktsiooni jäik fikseerimine nii pea ülaosast kui ka jalatsi alumises piirkonnas. Torudel võivad olla ka tehnoloogilised augud (perforatsioon) liiva ja muude võõrosakeste vabastamiseks.

Gaasitõste töö ilma kompressorita

Gaasi tarnimine ja rõhunäitajate reguleerimine ei pea põhimõtteliselt toimuma kompressorseadmete toel. Kui gaasi- ja naftamaardlad asuvad samas töökohas, saab puurkaevugaasitõstuki korraldada omal energiatoel ilma kompressorita. Kuid isegi sel juhul lahknevad voolava ja gaasitõstuki õli tootmise tehnoloogiad, kuna väljastpoolt suruõhuga reguleerimise välistamine ei välista maagaasi rõhuindikaatorite juhtimist. Veelgi enam, sellistel tingimustel on võimalik läbi viia puuraukude kuivatamine ja ressursi eelpuhastus, mis vähendab tehnoloogilise protsessi maksumust.

Gaasitõste protsessi juhtelemendid

Esiteks tasub rõhutada, et gaasitõstuk eeldab laia valiku mõõteseadmete kasutamist, mis võimaldavad olulisi jõudlusnäitajaid kontrolli all hoida. Nende hulka kuuluvad rõhk, temperatuur, niiskus ja gaasivool. Õlitootmise otsene juhtimine gaasitõstemeetodil toimub ülalnimetatud ventiilide jasulgventiilid, mille ajamisüsteemid töötavad pinnal generaatoritega. Täiustatud tehased töötavad automaatse kontrolli all, ilma operaatorite osaluseta, reguleerides gaasistamise parameetreid ja ressursside taaskasutamise kiirust.

Tehnoloogia eelised

Tehnilise teostuse osas on meetod üsna töömahukas ja kulukas, kuid sellel on mitmeid positiivseid omadusi, mis selle kasutamist õigustavad:

• Suure jõudlus.
• Laiad võimalused struktuuri kohandamiseks väliste töötingimuste ja kaevu parameetritega.
• Kaevandusprotsessi töökindlus ja ohutus.
• Paindlikkus. See omadus peegeldab nii naftatootmise gaasitõstemeetodi eeliseid kui ka puudusi, mis avalduvad selle rakendamise erinevates aspektides. Näiteks kvalifitseeritud operaatori seisukohast on juhtimisprotsess ise üsna lihtne ega nõua praktiliselt füüsilist pingutust. Kuid hoolduspersonal tegeleb keerukate masinatega, mille hooldamine nõuab palju tööjõudu ja kulusid.
• Enamik kriitilistest seadmetest asub pinnal.
• Meetodi universaalsus.

Tehnoloogilised vead

Samas ei saa seda meetodit nimetada optimaalselt sobivaks kõikidele valdkondadele, kui võtta arvesse tegevustegurite kogumikku ning ka keskkonna- ja majanduslikke aspekte. Gaaslifti meetodi kasutamise negatiivsete külgede juurdenaftatootmise hulka kuuluvad:

• Energiaressursside kõrge hind. Me räägime gaasi sissepritsest tööstuslikus mahus ja kütusekulust generaatoritele, mis tagavad kompressoritega pumpamisseadmete funktsioone.
• Investeering ei pruugi ühtida taaskasutatud nafta- ja gaasimaterjalide väärtusega – eriti arvestades protsessi täiendava puhastamise ja eraldamise kulusid.
• Suurte maardlate ärakasutamise tõttu tootmismahud vähenevad, samas kui organisatsioonilise ja tehnilise toe tase peaks jääma samaks.

Järeldus

Nafta ja gaasi tootvate ettevõtete kogemused näitavad, et ligikaudu pool maardlate arendamise ja käitamise projektide kuludest langeb tehnilise infrastruktuuri korraldamisele koos täiendavate töövoogude toega. Näib, et tööstuse arengusuundumused peaksid liikuma selliste sündmuste struktuurilise optimeerimise suunas, kuid gaasitõstuki meetod tõestab vastupidist. Nagu pakkus välja õlitootmise gaaslift-meetodi autor Karl Locher, vähendab tõstmise ajal abienergiaallikate ühendamine tööoperatsiooni energiakulu, aga mitte ürituse korraldust tervikuna. Igal juhul ei anna tõstuki seadmed mitte niivõrd eeliseid gaasistamiskanali ühendamise näol, vaid avavad rohkem võimalusi tootmisprotsessi parameetrite kontrollimisel. Ja see eelis seisneb just nimelt selles, et gaasitõstuk on välja töötatud selleksvõib laiendada võimalusi ühendada mitu arendusmahutit üheks suure võimsusega tootmisüksuseks.