तेल क्षेत्रों में तेल उत्पादन
कुओं में नियंत्रण रेखाएँ कैसे कार्य करती हैं?
नियंत्रण रेखाएं संकेतों के प्रसारण को सक्षम बनाती हैं, डाउनहोल डेटा अधिग्रहण की अनुमति देती हैं, और डाउनहोल उपकरणों के नियंत्रण और सक्रियण की अनुमति देती हैं।
कमांड और नियंत्रण सिग्नल सतह पर एक स्थान से वेलबोर में डाउनहोल टूल तक भेजे जा सकते हैं।डाउनहोल सेंसर से डेटा को कुछ अच्छी तरह से संचालन में मूल्यांकन या उपयोग के लिए सतह प्रणालियों में भेजा जा सकता है।
डाउनहोल सुरक्षा वाल्व (डीएचएसवी) सतह नियंत्रित उप-सतह सुरक्षा वाल्व (एससीएसएसवी) हैं जो सतह पर एक नियंत्रण कक्ष से हाइड्रॉलिक रूप से संचालित होते हैं।जब नियंत्रण रेखा पर हाइड्रोलिक दबाव डाला जाता है, तो दबाव वाल्व के भीतर एक स्लीव को नीचे खिसकने के लिए मजबूर करता है, जिससे वाल्व खुल जाता है।हाइड्रोलिक दबाव जारी करने पर, वाल्व बंद हो जाता है।
मीलोंग ट्यूब की डाउनहोल हाइड्रोलिक लाइनों का उपयोग मुख्य रूप से तेल, गैस और पानी-इंजेक्शन कुओं में हाइड्रॉलिक रूप से संचालित डाउनहोल उपकरणों के लिए संचार नाली के रूप में किया जाता है, जहां चरम स्थितियों के लिए स्थायित्व और प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।इन पंक्तियों को विभिन्न अनुप्रयोगों और डाउनहोल घटकों के लिए कस्टम कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
सभी एन्कैप्सुलेटेड सामग्रियां हाइड्रोलाइटिक रूप से स्थिर हैं और उच्च दबाव वाली गैस सहित सभी विशिष्ट कुएं पूरा करने वाले तरल पदार्थों के साथ संगत हैं।सामग्री का चयन विभिन्न मानदंडों पर आधारित है, जिसमें बॉटमहोल तापमान, कठोरता, तन्यता और आंसू ताकत, जल अवशोषण और गैस पारगम्यता, ऑक्सीकरण, और घर्षण और रासायनिक प्रतिरोध शामिल हैं।
नियंत्रण रेखाओं का व्यापक विकास हुआ है, जिसमें क्रश परीक्षण और उच्च दबाव आटोक्लेव वेल सिमुलेशन शामिल है।प्रयोगशाला क्रश परीक्षणों ने बढ़ी हुई लोडिंग का प्रदर्शन किया है जिसके तहत एन्कैप्सुलेटेड टयूबिंग कार्यात्मक अखंडता बनाए रख सकती है, खासकर जहां तार-स्ट्रैंड "बम्पर तार" का उपयोग किया जाता है।
नियंत्रण रेखाओं का उपयोग कहाँ किया जाता है?
★ बुद्धिमान कुओं को दूरस्थ प्रवाह-नियंत्रण उपकरणों की कार्यक्षमता और जलाशय प्रबंधन लाभों की आवश्यकता होती है क्योंकि हस्तक्षेप की लागत या जोखिम या दूरस्थ स्थान में आवश्यक सतह के बुनियादी ढांचे का समर्थन करने में असमर्थता होती है।
★ भूमि, मंच, या समुद्र के अंदर का वातावरण।
भूतापीय विद्युत उत्पादन
पौधों के प्रकार
बिजली पैदा करने के लिए मूल रूप से तीन प्रकार के भूतापीय संयंत्रों का उपयोग किया जाता है।पौधे का प्रकार मुख्य रूप से साइट पर भूतापीय संसाधन की प्रकृति से निर्धारित होता है।
तथाकथित प्रत्यक्ष भाप भूतापीय संयंत्र तब लागू किया जाता है जब भूतापीय संसाधन सीधे कुएं से भाप पैदा करता है।भाप, विभाजकों (जो छोटे रेत और चट्टान के कणों को हटाते हैं) से गुजरने के बाद टरबाइन को भेजी जाती है।ये इटली और अमेरिका में विकसित सबसे शुरुआती प्रकार के पौधे थे। दुर्भाग्य से, भाप संसाधन सभी भूतापीय संसाधनों में सबसे दुर्लभ हैं और दुनिया में केवल कुछ ही स्थानों पर मौजूद हैं।जाहिर तौर पर भाप संयंत्रों को कम तापमान वाले संसाधनों पर लागू नहीं किया जाएगा।
फ्लैश स्टीम प्लांट उन मामलों में नियोजित होते हैं जहां भू-तापीय संसाधन उच्च तापमान वाले गर्म पानी या भाप और गर्म पानी के संयोजन का उत्पादन करते हैं।कुएं से तरल पदार्थ को एक फ्लैश टैंक में पहुंचाया जाता है जहां पानी का एक हिस्सा भाप में बदल जाता है और टरबाइन की ओर निर्देशित होता है।शेष पानी को निपटान (आमतौर पर इंजेक्शन) के लिए निर्देशित किया जाता है।संसाधन के तापमान के आधार पर फ्लैश टैंक के दो चरणों का उपयोग करना संभव हो सकता है।इस मामले में, पहले चरण के टैंक में अलग किए गए पानी को दूसरे चरण के फ्लैश टैंक में निर्देशित किया जाता है जहां अधिक (लेकिन कम दबाव) भाप अलग हो जाती है।फिर दूसरे चरण के टैंक से बचा हुआ पानी निपटान के लिए निर्देशित किया जाता है।तथाकथित डबल फ्लैश प्लांट टरबाइन को दो अलग-अलग दबावों पर भाप पहुंचाता है।फिर, इस प्रकार के पौधे को कम तापमान वाले संसाधनों पर लागू नहीं किया जा सकता है।
तीसरे प्रकार के भूतापीय विद्युत संयंत्र को बाइनरी प्लांट कहा जाता है।यह नाम इस तथ्य से लिया गया है कि टरबाइन को संचालित करने के लिए भू-तापीय भाप के बजाय एक बंद चक्र में दूसरे तरल पदार्थ का उपयोग किया जाता है।चित्र 1 एक द्विआधारी प्रकार के भूतापीय संयंत्र का सरलीकृत आरेख प्रस्तुत करता है।भू-तापीय द्रव को एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पारित किया जाता है जिसे बॉयलर या वेपोराइज़र कहा जाता है (कुछ पौधों में, श्रृंखला में दो हीट एक्सचेंजर होते हैं पहला प्रीहीटर और दूसरा वेपोराइज़र) जहां भू-तापीय द्रव में गर्मी को काम कर रहे तरल पदार्थ में स्थानांतरित किया जाता है जिससे यह उबलने लगता है .कम तापमान वाले बाइनरी संयंत्रों में पिछले काम करने वाले तरल पदार्थ सीएफसी (फ़्रीऑन प्रकार) रेफ्रिजरेंट थे।वर्तमान मशीनें भूतापीय संसाधन तापमान से मेल खाने के लिए चुने गए विशिष्ट तरल पदार्थ के साथ एचएफसी प्रकार के रेफ्रिजरेंट के हाइड्रोकार्बन (आइसोब्यूटेन, पेंटेन आदि) का उपयोग करती हैं।
चित्र 1. बाइनरी भूतापीय विद्युत संयंत्र
कार्यशील द्रव वाष्प को टरबाइन में भेजा जाता है जहां इसकी ऊर्जा सामग्री को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है और शाफ्ट के माध्यम से जनरेटर तक पहुंचाया जाता है।वाष्प टरबाइन से निकलकर कंडेनसर में जाता है जहां यह वापस तरल में परिवर्तित हो जाता है।अधिकांश पौधों में, वातावरण में इस गर्मी को अस्वीकार करने के लिए कंडेनसर और कूलिंग टॉवर के बीच ठंडा पानी प्रसारित किया जाता है।एक विकल्प तथाकथित "ड्राई कूलर" या एयर कूल्ड कंडेनसर का उपयोग करना है जो ठंडे पानी की आवश्यकता के बिना गर्मी को सीधे हवा में अस्वीकार कर देता है।यह डिज़ाइन अनिवार्य रूप से शीतलन के लिए संयंत्र द्वारा पानी के किसी भी उपभोगात्मक उपयोग को समाप्त करता है।ड्राई कूलिंग, क्योंकि यह कूलिंग टावरों की तुलना में उच्च तापमान (विशेष रूप से प्रमुख गर्मी के मौसम में) पर संचालित होता है, जिसके परिणामस्वरूप संयंत्र की दक्षता कम हो जाती है।चक्र को दोहराने के लिए कंडेनसर से तरल कार्यशील द्रव को फीड पंप द्वारा उच्च दबाव वाले प्रीहीटर/वेपोराइज़र में वापस पंप किया जाता है।
बाइनरी चक्र एक प्रकार का पौधा है जिसका उपयोग कम तापमान वाले भू-तापीय अनुप्रयोगों के लिए किया जाएगा।वर्तमान में, ऑफ-द-शेल्फ बाइनरी उपकरण 200 से 1,000 किलोवाट के मॉड्यूल में उपलब्ध है।
विद्युत संयंत्र की बुनियादी बातें
पावर प्लांट घटक
कम तापमान वाले भूतापीय ताप स्रोत (या पारंपरिक बिजली संयंत्र में भाप से) से बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में एक प्रक्रिया शामिल होती है जिसे इंजीनियर रैंकिन चक्र के रूप में संदर्भित करते हैं।एक पारंपरिक बिजली संयंत्र में, चक्र, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, में एक बॉयलर, टरबाइन, जनरेटर, कंडेनसर, फीड वॉटर पंप, कूलिंग टॉवर और कूलिंग वॉटर पंप शामिल हैं।बॉयलर में ईंधन (कोयला, तेल, गैस या यूरेनियम) जलाने से भाप उत्पन्न होती है।भाप को टरबाइन में भेजा जाता है, जहां टरबाइन ब्लेड के विरुद्ध विस्तार में, भाप में ऊष्मा ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे टरबाइन घूमता है।इस यांत्रिक गति को एक शाफ्ट के माध्यम से जनरेटर तक स्थानांतरित किया जाता है जहां इसे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।टरबाइन से गुजरने के बाद भाप बिजली संयंत्र के कंडेनसर में वापस तरल पानी में परिवर्तित हो जाती है।संघनन की प्रक्रिया के माध्यम से, टरबाइन द्वारा उपयोग नहीं की गई गर्मी को ठंडे पानी में छोड़ दिया जाता है।ठंडा पानी, कूलिंग टॉवर तक पहुंचाया जाता है जहां चक्र से "अपशिष्ट गर्मी" वायुमंडल में खारिज कर दी जाती है।प्रक्रिया को दोहराने के लिए स्टीम कंडेनसेट को फीड पंप द्वारा बॉयलर तक पहुंचाया जाता है।
संक्षेप में, एक बिजली संयंत्र बस एक चक्र है जो ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करने की सुविधा प्रदान करता है।इस मामले में ईंधन में रासायनिक ऊर्जा गर्मी (बॉयलर में), और फिर यांत्रिक ऊर्जा (टरबाइन में) और अंत में विद्युत ऊर्जा (जनरेटर में) में परिवर्तित हो जाती है।यद्यपि अंतिम उत्पाद, बिजली की ऊर्जा सामग्री, आम तौर पर वाट-घंटे या किलोवाट-घंटे (1000 वाट-घंटे या 1 किलोवाट-घंटा) की इकाइयों में व्यक्त की जाती है, संयंत्र के प्रदर्शन की गणना अक्सर बीटीयू की इकाइयों में की जाती है।यह याद रखना सुविधाजनक है कि 1 किलोवाट-घंटा 3413 बीटीयू के बराबर ऊर्जा है।किसी बिजली संयंत्र के बारे में सबसे महत्वपूर्ण निर्धारणों में से एक यह है कि किसी दिए गए विद्युत उत्पादन का उत्पादन करने के लिए कितना ऊर्जा इनपुट (ईंधन) आवश्यक है।
सबसी अम्बिलिकल्स
मुख्य कार्य
समुद्र के भीतर नियंत्रण प्रणालियों, जैसे वाल्व खोलने/बंद करने के लिए हाइड्रोलिक पावर प्रदान करें
समुद्र के भीतर नियंत्रण प्रणालियों को विद्युत शक्ति और नियंत्रण संकेत प्रदान करना
पेड़ या डाउनहोल पर समुद्र के अंदर इंजेक्शन के लिए उत्पादन रसायन वितरित करें
गैस लिफ्ट संचालन के लिए गैस वितरित करें
इन कार्यों को वितरित करने के लिए, एक गहरे पानी की नाल को शामिल किया जा सकता है
रासायनिक इंजेक्शन ट्यूब
हाइड्रोलिक आपूर्ति ट्यूब
विद्युत नियंत्रण सिग्नल केबल
विद्युत शक्ति केबल
फाइबर ऑप्टिक सिग्नल
गैस लिफ्ट के लिए बड़ी ट्यूब
एक उपसमुद्र नाभि हाइड्रोलिक होसेस का एक संयोजन है जिसमें विद्युत केबल या ऑप्टिक फाइबर भी शामिल हो सकते हैं, जिसका उपयोग एक अपतटीय प्लेटफ़ॉर्म या एक तैरते जहाज से उपसमुद्र संरचनाओं को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।यह समुद्र के अंदर उत्पादन प्रणाली का एक अनिवार्य हिस्सा है, जिसके बिना निरंतर किफायती समुद्री पेट्रोलियम उत्पादन संभव नहीं है।
ज़रूरी भाग
टॉपसाइड अम्बिलिकल टर्मिनेशन असेंबली (TUTA)
टॉपसाइड अम्बिलिकल टर्मिनेशन असेंबली (TUTA) मुख्य नाभि और टॉपसाइड नियंत्रण उपकरण के बीच इंटरफ़ेस प्रदान करती है।इकाई एक स्वतंत्र रूप से खड़ा हुआ घेरा है जिसे शीर्ष सुविधा पर खतरनाक उजागर वातावरण में गर्भनाल हैंग-ऑफ के नजदीक किसी स्थान पर बोल्ट या वेल्ड किया जा सकता है।ये इकाइयाँ आमतौर पर हाइड्रोलिक, वायवीय, पावर, सिग्नल, फाइबर ऑप्टिक और सामग्री चयन की दृष्टि से ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुरूप बनाई जाती हैं।
TUTA आमतौर पर विद्युत शक्ति और संचार केबलों के लिए विद्युत जंक्शन बक्से, साथ ही उपयुक्त हाइड्रोलिक और रासायनिक आपूर्ति के लिए ट्यूब कार्य, गेज और ब्लॉक और ब्लीड वाल्व को शामिल करता है।
(सब्सिया) अम्बिलिकल टर्मिनेशन असेंबली (UTA)
यूटीए, एक मिट्टी के पैड के ऊपर बैठा हुआ, एक मल्टी-प्लेक्स्ड इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक सिस्टम है जो कई उप-समुद्र नियंत्रण मॉड्यूल को एक ही संचार, विद्युत और हाइड्रोलिक आपूर्ति लाइनों से जोड़ने की अनुमति देता है।नतीजा यह है कि एक नाभि के माध्यम से कई कुओं को नियंत्रित किया जा सकता है।यूटीए से, व्यक्तिगत कुओं और एससीएम से कनेक्शन जम्पर असेंबली के साथ बनाए जाते हैं।
स्टील फ्लाइंग लीड्स (एसएफएल)
फ्लाइंग लीड यूटीए से व्यक्तिगत पेड़ों/नियंत्रण पॉड्स तक विद्युत/हाइड्रोलिक/रासायनिक कनेक्शन प्रदान करते हैं।वे उपसमुद्र वितरण प्रणाली का हिस्सा हैं जो उनके इच्छित सेवा लक्ष्यों के लिए गर्भनाल कार्यात्मकताओं को वितरित करता है।वे आम तौर पर नाभि के बाद स्थापित होते हैं और आरओवी द्वारा जुड़े होते हैं।
गर्भनाल सामग्री
आवेदन के प्रकार के आधार पर, निम्नलिखित सामग्रियां आम तौर पर उपलब्ध होती हैं:
थर्माप्लास्टिक
पेशेवर: यह सस्ता, तेज़ डिलीवरी और थकान प्रतिरोधी है
विपक्ष: गहरे पानी के लिए उपयुक्त नहीं;रासायनिक अनुकूलता समस्या;उम्र बढ़ना, आदि
जिंक लेपित नाइट्रोनिक 19डी डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील
पेशेवर:
सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (एसडीएसएस) की तुलना में कम लागत
316L की तुलना में अधिक उपज क्षमता
आंतरिक संक्षारण प्रतिरोध
हाइड्रोलिक और अधिकांश रासायनिक इंजेक्शन सेवा के लिए संगत
गतिशील सेवा के लिए योग्य
दोष:
बाहरी संक्षारण संरक्षण की आवश्यकता - एक्सट्रूडेड जिंक
कुछ आकारों में सीम वेल्ड की विश्वसनीयता के बारे में चिंताएँ
ट्यूब समतुल्य एसडीएसएस से भारी और बड़ी हैं - रुकना और स्थापना संबंधी चिंताएँ
स्टेनलेस स्टील 316L
पेशेवर:
कम लागत
छोटी अवधि के लिए कम या कोई कैथोडिक सुरक्षा की आवश्यकता नहीं है
कम उपज शक्ति
कम दबाव, उथले पानी के टाईबैक के लिए थर्मोप्लास्टिक के साथ प्रतिस्पर्धी - छोटे क्षेत्र के जीवन के लिए सस्ता
दोष:
गतिशील सेवा के लिए योग्य नहीं है
क्लोराइड पिटिंग अतिसंवेदनशील
सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य - PRE >40)
पेशेवर:
उच्च शक्ति का अर्थ है छोटा व्यास, स्थापना के लिए हल्का वजन और लटकाना।
क्लोराइड वातावरण में तनाव संक्षारण क्रैकिंग के लिए उच्च प्रतिरोध (पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य> 40) का मतलब है कि किसी कोटिंग या सीपी की आवश्यकता नहीं है।
एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का मतलब है कि सीम वेल्ड का निरीक्षण करना मुश्किल नहीं है।
दोष:
निर्माण और वेल्डिंग के दौरान अंतर-धात्विक चरण (सिग्मा) के गठन को नियंत्रित किया जाना चाहिए।
गर्भनाल ट्यूबों के लिए उपयोग की जाने वाली स्टील्स की उच्चतम लागत, सबसे लंबा संचालन समय
जिंक लेपित कार्बन स्टील (ZCCS)
पेशेवर:
एसडीएसएस के सापेक्ष कम लागत
गतिशील सेवा के लिए योग्य
दोष:
सीवन वेल्डेड
19D से कम आंतरिक संक्षारण प्रतिरोध
एसडीएसएस की तुलना में भारी और बड़ा व्यास
अम्बिलिकल कमीशनिंग
नई स्थापित नाभि में आमतौर पर तरल पदार्थ का भंडारण होता है।उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने से पहले भंडारण तरल पदार्थों को इच्छित उत्पादों द्वारा विस्थापित करने की आवश्यकता होती है।संभावित असंगतता समस्याओं पर ध्यान देने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए जिसके परिणामस्वरूप अवक्षेप हो सकता है और नाभि नलिकाएं बंद हो सकती हैं।यदि असंगति अपेक्षित हो तो एक उचित बफर द्रव की आवश्यकता होती है।उदाहरण के लिए, डामर अवरोधक लाइन को चालू करने के लिए, डामर अवरोधक और भंडारण तरल पदार्थ के बीच बफर प्रदान करने के लिए ईजीएमबीई जैसे पारस्परिक विलायक की आवश्यकता होती है क्योंकि वे आम तौर पर असंगत होते हैं।