Наземное оборудование
Наземное оборудование | Surface equipment |
Если вам случалось проезжать мимо нефтяного месторождения, вы, несомненно, обращали внимание на многообразие оборудования, расположенного на нефтепромысле. | If you have ever driven by an oil field, you have no doubt noticed the many kinds of equipment spaced around the lease. |
Оно называется наземным оборудованием и большая его часть предназначена для регулирования нормы отбора нефти из скважин и для очистки углеводородов по мере их подъема на поверхность. | This is called surface equipment, and much of it has to do with controlling the production rate of the wells and cleaning the hydrocarbons as they rise to the surface. |
Рассмотрим это оборудование и узнаем, где его применяют. | Let’s take a look at this equipment and learn about its role. |
Устье скважины |
The wellhead |
Устье скважины представляет собой систему труб из чугуна или стали на верху скважины, которая с поверхности регулирует давление в скважине (рис. 11.1). | The wellhead is the cast or forged steel configuration of pipes at the top of a wellbore that controls the well’s pressure at the surface (Fig. 11-1). |
Детали специально обрабатывают для обеспечения очень плотной подгонки, поэтому они образуют герметичные соединения, исключающие протечки или прорывы скважинных жидкостей на поверхность. | It is purposely machined for a very close fit so it forms a tight seal to prevent well fluids from leaking or blowing at the surface. |
Некоторые из самых тяжелых фитингов на устье скважины рассчитаны на давление до 30 000 psi (215 МПа). | Some of the heaviest fittings on the wellhead are constructed to hold pressures as high as 30,000 psi. |
Прочее оборудование устья скважины представляет собой опорную конструкцию для насосно-компрессорной колонны в скважине и не рассчитано на такое высокое давление. | Other wellheads simply support the tubing in the well and may not be built to contain pressures that high. |
Устье скважины состоит из разных узлов, среди которых головка обсадной колонны, головка насосно-компрессорной колонны и фонтанная арматура (рис. 11.2). |
The wellhead is composed of various parts, some of which are the casing head, the tubing head, and the christmas trees (Fig, 11-2). |
Головка обсадной колонны |
The casing head |
По мере бурения и введения каждого звена обсадной колонны в скважину на поверхности необходимо устанавливать тяжелые фитинги для присоединения обсадной колонны. | As the well is drilled and each string of casing is run into the hole heavy fitting must be installed at the surface for the casing to be attached to. |
Оборудование, предназначенное для этой цели, называется головкой обсадной колонны. | The casing head is the equipment that serves this function. |
Она снабжена клиньями или другими захватами для удерживания веса обсадной колонны. | It is equipped with slips or other gripping devices to support the weight of the casing. |
Все устройство уплотняет обсадную колонну и таким образом предотвращает прорыв или утечку флюидов из скважины. | The entire assembly seals the casing and thus prevents the flow or escape of fluids from the well. |
Обычно предусматриваются спускные газовые клапаны, чтобы снизить давление газов, которые могли бы скапливаться между или внутри секций обсадной колонны. | Gas outlets are usually provided to reduce gas pressure that may collect between or within the strings of casing. |
Эти клапаны могут быть (иногда) использованы при добыче по обсадной колонне. | These outlets may sometimes be used when producing the well through the casing. |
При бурении и капитальном ремонте скважины головка обсадной колонны служит для крепежа устройств для контроля давления. | During drilling and workover operations, the casing head is used to anchor thepressure control equipment. |
С помощью адаптеров, регуляторов дебита и фланцев присоединяют все более тонкие обсадные трубы в процессе бурения и установки дополнительных секций. | Adaptors, packoffs, and flanges are used to accommodate progressively smaller casing sizes as drilling continuesand additional strings are set. |
Это значит, что противовыбросовое устройство надо снимать и ставить на место каждый раз, когда в скважину устанавливается новая секция обсадной колонны. | This means the BOPs must be removed and reinstalled each time a new string of casing is run into the well. |
По мере установки новых фланцев и втулок они становятся неотъемлемой частью постоянного оборудования устья скважины. | As more flanges and spools are installed, they form an integral part of the permanent wellhead. |
Головка насосно-компрессорной колонны |
The tubinghead |
Головка насосно-компрессорной колонны выполняет три функции: | The tubinghead is designed for three purposes: |
|
|
|
|
|
|
Головка насосно-компрессорной колонны опирается на головку обсадной колонны. | The tubinghead is supported by the casing head. |
Головки насосно-компрессорных (рабочих) колонн в зависимости от давления различаются по конструкции. | Tubingheads vary in construction, depending on pressure. |
Для облегчения обслуживания скважины многие виды головок рабочих колонн легко разбираются и собираются. | To help during well servicing, many styles of tubingheads are designed to be easily disassembled and reassembled. |
Фонтанная арматура |
The christmas tree |
Если на скважине предполагается высокое давление, то перед заканчиванием скважины головка обсадной или насосно-компрессорной колонны оборудуется специальными мощными клапанами и контрольно-измерительной аппаратурой. | Wells that are expected to have high pressures are equipped with special heavy valves and control equipment at the casing head or tubinghead before the well is completed. |
Данные клапаны регулируют поток нефти и газа из скважины и называются фонтанной арматурой. | These valves control the flow or oil and gas from the well and are commonly called the christmas tree. |
Манометры входят в состав оборудования устья скважины и фонтанной арматуры и предназначены для измерения давления в обсадной трубе и насосно-компрессорной колонне, что позволяет разработчику лучше управлять продуктивностью скважины. | Pressure gauges are part of the wellhead and christmas tree assembly and are used to measure the casing and tubing pressures. Knowledge of these pressures allows the operator to control the well’s production better. |
Иногда вместе со скважинными жидкостями выносится песок. | Sand is sometimes produced with the well fluids. |
Тонкие абразивные частицы могут истачивать краны, фитинги и дроссели. | The abrasive fine particles can cut valves, linings, and chokes. |
Главная задвижка служит ключом для перекрывания скважины в аварийных ситуациях, поэтому она всегда должна быть в хорошем, надежном состоянии. | The master valve is the key to closing the well in an emergency, so it must be kept in good, dependable condition. |
Принято пользоваться ею, только когда это абсолютно необходимо, чтобы она не повреждалась частицами песка. | The accepted practice is to use it only when absolutely necessary to keep it from being abraded by sand particles. |
Методы разделения |
Separation methods |
Скважинные флюиды представляют собой смесь жидких углеводородов, газа, воды и некоторых примесей. | Well fluids are a complex mixture of liquid hydrocarbons, gas, water, and some impurities. |
Вода и примеси должны быть удалены прежде, чем углеводороды поступят в хранилище, в трубопровод и в продажу. | The water and impurities must be removed before the hydro-carbons are stored, transported, and sold. |
Жидкие углеводороды и нежелательные примеси должны быть также удалены из природного газа до того, как он поступит в трубопровод. | Liquid hydrocarbons and objectionable impurities must also be removed from natural gas before the gas goes to a sales line. |
Наличие почти всех примесей вызывает эксплуатационные проблемы того или иного типа. | Nearly all of the impurities cause various types of operating problems. |
Существуют различные методы разделения природного газа, жидких углеводородов и воды в полевых условиях. | Natural gas, liquid hydrocarbons, and hydrocarbons are separated by various field processing methods. |
В этих методах используют время, химикаты, силу тяжести, тепловую обработку, механические или электрические процессы, а также их сочетания. | These methods include time, chemicals, gravity, heat, mechanical or electrical processes, and combinations of these. |
Сепараторы |
Separators |
Сепаратор — это установка, используемая для разделения попутного газа и свободных жидкостей. | A separator is a piece of equipment used to separate well stream gas from free liquids. |
Размер сепаратора зависит от скорости потока природного газа и/или жидкостей, втекающих в емкость. | The size of the separator depends on the rate of natural gas flow and/or liquids going into the vessel. |
Рабочее давление емкости зависит от давления в газопроводе товарного газа, выкидного давления скважины и эксплуатационного давления, определяемого разработчиком месторождения. | The operating pressure of the vessel depends on the pressure of the gas sales line, the flowing pressure of the well, and the operating pressure that the lease operator wants. |
Сепараторы бывают различных конструкций, в том числе вертикальные, горизонтальные и сферические. | Separators are build in various designs, including vertical, horizontal, and spherical. |
Некоторые сепараторы являются двухфазными, т.е. разделяют добытые продукты на сырую нефть и нефтяной газ (рис. 11.3). | Some separators are two-phase types, which means they divide the produced materials into crude and natural gas (Fig. 11-3). |
Другие сепараторы относятся к трехфазному типу, т.е. делят добытые материалы на газ, сырую нефть и свободную воду. | Other separators are three-phase types, which means they divide the produced materials into oil, crude, and free water. |
Иногда предпочтительно использовать более одной ступени сепарации для увеличения отдачи флюида. | Sometimes it is more desirable to use more than one stage of separation to increase fluid recovery. |
Хотя природный газ, покидающий сепаратор, больше не содержит свободных жидкостей, в нем могут присутствовать значительные количества водяного пара. | While natural gas leaving the separator no longer contains free liquids, the gas may contain significant amounts of water vapor. |
Водяной пар в газе при высоком давлении может создать серьезные эксплуатационные проблемы из-за образования газовых гидратов — осадка, похожего на лед. | Water vapor in gas at high pressure can cause serious operating problems by forming gas hydrates—an ice-like sludge. |
Если гидраты образуются в газосборных или распределительных трубах, может произойти полная или частичная закупорка трубопровода. | When hydrates form in a gas-gathering or distribution line, total or partial blockage of the pipeline may result. |
Методы обработки |
Treatment methods |
Осушка природного газа |
Dehydrating natural gas |
Предотвратить образование гидратов в газопроводе могут несколько приемов: | Several methods can help prevent hydrates from forming in a gas line: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Большая часть обезвоженного газа, попадающего в товарный газопровод, содержит водяных паров не более 1,1кг на 1000 куб. м газа. | Most dehydrated gas that goes to a sales line contains no more than 7 lbs of water vapor pet million cubic feet of gas (MMcf). |
Другие нежелательные примеси — сероводород и диоксид углерода. | Other objectionable impurities that are found are hydrogen sulfide and carbon dioxide. |
Эти примеси можно удалить химической очисткой физическим растворением или поглощением. | These impurities may be removed using chemical reactions, physical solutions, or absorption. |
Применяемая методика зависит от того, насколько чистым от примесей должен быть газ, прежде чем газовая компания купит его. | The technique used depends on flow tree of impurities the gas must be before a gas company will purchase it. |
Подготовка нефти |
Oil treating |
Добываемая сырая нефть содержит различные количества газа, воды и других примесей. | Crude oil is produced with various quantities of gas, water, and other impurities mixed with the oil. |
Каждая из этих примесей должна быть отделена прежде, чем нефть можно будет продать. | Each of these impurities must be separated out before the oil can he sold. |
Этот процесс называется подготовкой нефти, а системы подготовки нефти являются важной частью оборудования нефтедобывающего участка. | This process is known as oil treating, and oil treating systems are important parts of lease equipment. |
Вид системы подготовки выбирается на основании следующих факторов: | The kind of treatment system chosen depends oil several factors: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эмульсии представляют собой смести жидкостей. | Emulsions are mixtures of fluids. |
Обычно они относятся к типу вода в масле, это так называемые обратные эмульсии, чтобы разрушить эмульсию сырой нефти и отделить чистую нефть, нужно удалить эмульгатор и его пленку. | Usually they are water in oil; however, some are oil in water, or «reverse emulsions.» To break a crude oil emulsion to separate the clean oil, yon must displace the emulsifier and its film. |
После этого частицы воды смогут собраться в более крупные капли, которые способны отделиться от нефти. | This allows the water to coalesce into heavier droplets so they can drop out of the oil. |
Установка для обработки воды |
Water treaters |
Один из наиболее обычных типов установок для обработки воды – установка тепловой обработки (рис. 11.4). | One of the most common types of water treaters is the heater treater (Fig. 11-4). |
Такие установки используют тепловые, гравитационные, механические и иногда химические и/или электрические методы для разрушения эмульсий. | Heater treaters use thermal, gravity, mechanical, and sometimes chemical and/or electrical methods to break emulsions. |
Бывают вертикальные горизонтальные тепловые установки, а их размеры зависят от перерабатываемого объема воды и нефти. | Heater treaters can be vertical or horizontal, and their size depends on the volume of water and oil to be handled. |
Их главная функция заключается в подогреве воды, что помогает разрушить эмульсию. | Their main function is to heat the water, which helps break up the emulsion. |
Другие виды установок, оборудованные электродами, Иногда называют электростатическими коалесцерами или химико-электрическими установками. | Other kinds of treaters are those equipped with electrodes, sometimes called electrostatic coalescers or chem-electric treaters. |
Такие типы установок хороши, поскольку они функционируют при более низких температурах, сберегая топливо и сохраняя плотность нефти. | These kinds of treaters are good because they treat a lower temperature, saving fuel and oil gravity. |
Ловушка свободной воды |
Free-water knockout (FWKO) |
Ловушка свободной воды (ЛСВ) используется для отделения свободного газа и свободной воды от свободной нефти и эмульсий (рис. 11.5). | This vessel is used to separate free gas and free water from free oil and emulsions (Fig. 11-5). |
Ее размеры зависят от требуемого времени пребывания в установке и дневного объема воды, подлежащей обработке. | Its size depends on the desired retention time and the volume of water per day tobe handled. |
При использовании ЛСВ для ускорения разделения необходимы время, сила тяжести, механические, а иногда химические методы. | Time, gravity, mechanical, and sometimes chemical methods are used to hasten separation when FWKOs are used. |
Если тепло применяется для разрушения эмульсии, ЛСВ может существенно сэкономить топливный газ. | When heat must be used to break an emulsion, significant fuel gas can he saved by using the FWKG. |
Отстойник |
Gun barrel |
Иногда водно-нефтяная эмульсия бывает нестабильной. | Sometimes an oil-water emulsion is not stable. |
Если ей предоставить достаточно времени, чтобы отстояться, то вода осядет на дно резервуара, а нефть поднимется наверх. | Given enough time, the water will settle to the bottom of a tank and the oil will rise to the top. |
Такой осаждающий резервуар называется промывочным баком или отстойником (рис. 11.6). | The setting vessel used for this kind of separation method is called a gun barrel or wash tank (Fig. 11-6). |
Несмотря на существование разных конструкций отстойников, обычно они достаточно высоки, чтобы обеспечить поступление чистой нефти самотеком под действием собственного веса в складской резервуар, вода спускается по водяному колену из днища бака. | Although there are various designs of gun barrels, usually they must be tall enough to allow the clean oil to gravity flow into the stock tanks. The water is drawn off through the water leg at the bottom of the tank. |
Складские резервуары |
Storage tanks |
Когда нефть достаточно очищена и соответствует требованиям транспортировки по трубопроводу, она перекачивается в резервуары-хранилища, иногда называемые складскими резервуарами. | Once the oil is clean enough to meet pipeline specifications, it is flowed into storage tanks, sometimes called stock tanks. |
Все разделительное оборудование, устройства для подготовки и резервуары называют резервуарным парком. | This entire configuration of separating equipment, treating equipment, and storage facilities is called the tank battery. |
Существует два основных типа складских резервуаров: стальные на болтах и сварные. | There are two basic types of stock tanks: bolted steel and welded steel. |
Резервуары на болтах обычно имеют объем 500 баррелей и больше; их собирают непосредственно на месте. | Bolted steel tanks are usually 500 bbl or larger and are assembled on location. |
Сварные резервуары имеют размер от 90 до нескольких тысяч баррелей, свариваются в заводских условиях и затем перевозятся на место целиком. | Welded steel stock tanks range in size from 90 bbl to several thousand bbl and are welded in a shop and then transported as a complete unit to the site. |
Сварные резервуары имеют внутреннее антикоррозионное покрытие, а резервуары на болтах — внутреннюю облицовку либо гальваническое покрытие для защиты от коррозии. | Wielded tanks can be internally coated to protect them from corrosion, and bolted tanks offer the option of internal lining or galvanized construction for corrosion protection. |
Система улавливания паров |
Vapor recovery system |
Когда нефть проходит подготовку при повышенном давлении, а затем поступает в складской резервуар при давлении, близком к атмосферному, часть жидких углеводородов мгновенно испаряется, т.е. превращается в газ. | When oil is treated under pressure and then goes to a stock tank at near atmospheric pressure pressure, some of the liquid hydrocarbons flash, or convert, to gas. |
Раньше мгновенно выделяющийся газ или пар выпускали в атмосферу. | In past years, flash gas or vapors vented to the atmosphere. |
Теперь власти настаивают на том, что пары необходимо улавливать для прекращения загрязнения воздуха. | Government agencies now insist on vapor recovery in order to reduce air pollution. |
Ловушка паров состоит из контрольной линии, устанавливаемой на резервуаре для управления компрессором, скруббера для предотвращения попадания жидких углеводородов в компрессор, компрессора и панели управления. | A vapor recovery unit consists of a control pilot mounted on a tank for compressor control, a scrubber to keep the liquid hydrocarbons out of the compressor, a compressor, and a control panel. |
Чтобы включить компрессор с электроприводом, достаточно давления, равного 1 унции, а выключается он автоматически при давлении газа около 1/4 унции. | Only one ounce of gas pressure is needed to start the electric motor-driven compressor, and it shuts off automatically at about 1/4ounce gas pressure. |
Измерение объема добычи |
Gauging and metering production |
Разработчик месторождения должен правильно замерять количество добытых из скважин нефти или газа, чтобы контролировать доход с промысла. | A lease operator must measure the proper amount of oil or gas from the wells on a lease to see that proper credit is given for oil and gas delivered from the lease. |
Для наилучшего контроля объемы извлекаемых нефти, газа и соленой воды обычно измеряются разработчиком месторождения или замерщиком в течение 24-часового периода. | For the best control, volumes of oil, gas, and salt water produced are usually checked or measured by the lease operator or gauger during a 24-hr period. |
Когда полный резервуар нефти отгружается или сливается в трубопровод, железнодорожную цистерну или автоцистерну, количество нефти регистрируется посредством замера по уровнемерам уровня нефти в складском резервуаре до и после отгрузки. | When a tankful of oil is delivered or «run» to a pipeline, tank car, or tank truck, the oil is measured by gauging the height of oil in the stock tank before and after delivery. |
Обязательно измеряется плотность нефти, поскольку ценность сырых нефтей зависит от плотности. | The oil is tested to determine its gravity because the value of crude varies with the gravity specification. |
Определяются также температура нефти и содержание нефтегрязевого отстоя и воды. | The temperature of the oil and its BS&W content of sediment and water also are determined. |
Иногда для тестирования скважин используется расходомер. | Sometimes an oil meter is used rather than a tank for testing the well. |
Таким образом, нефтедобыча из всех скважин на промысле может измеряться в промысловом нефтесборном резервуаре, в то время как индивидуальные скважины контролируются при помощи расходомера или контрольного резервуара. | This way, oil production from all wells on a lease can be measured in the lease tank while one well is individually tested using an oil meter or test lank. |
Органы государственного надзора требуют периодически проводить контрольные измерения. | State regulatory agencies require periodic tests. |
Разработчик использует их как руководство для поддержания эффективной эксплуатации скважин и подземного коллектора. | The operator uses them as a guide to maintain efficient operation of the wells and the underground reservoir. |
Обмер резервуара |
Tank strapping |
Перед введением резервуарного парка в эксплуатацию складские резервуары обмеряют. | Before a tank battery is put into service, the storage tanks are strapped. |
Это значит, что замеряют каждый резервуар и рассчитывают количество нефти которое может содержаться на каждом уровне резервуара’. | This means the tanks are measured, and the volume of oil that can be contained in each interval of tank is computed. |
Емкость в баррелях, в зависимости от уровня жидкости в резервуаре, сводится в таблицы, которые называются таблицами вместимости резервуара. | The capacity in barrels, according to the height of the liquid in the tank, is prepared in tabular form known as a tank table. |
Измерения |
Gauging |
Когда газ проходит через нефтегазовый сепаратор, он измеряется диафрагменным расходомером. | When gas passes through the oil-gas separator, it is measured through an orifice meter. |
Сырая нефть течет отдельно в один из резервуаров, где техник замеряет ее уровень. | The crude oil flows a separate direction into one of the tanks-where the operator measures the height of oil. |
Чтобы измерить уровень нефти в резервуаре, замерщик опускает в него стальную ленту со свинцовым грузилом на конце, пока она не коснется дна. | To measure or gauge the level of oil in a tank, the gauger lowers a steel tape with a plumb bob on the end into the tank until it touches the tank bottom. |
Затем ленту вытаскивают и по верхней точке, смоченной нефтью, определяют уровень или высоту нефти в резервуаре. | The tape is then withdrawn. The highest point where oil wets the tape shows the level or height of oil in the tank. |
Сличая полученное значение с таблицей вместимости, замерщик может определить объем нефти (или нефти с водой) в баррелях. | When this value is compared to the tank table, the gauger can determine the volume of oil (or oil and water) in barrels. |
Еще одно измерительное устройство—автоматический резервуарный уровнемер. | Another gauging device is an automatic tank gauge. |
Это приспособление представляет собой стальной тросик в кожухе с поплавком на конце, лежащим на поверхности нефти в резервуаре. | This device is a steel gauge line contained in a housing with a float on the end of the line, resting in the surface of the oil in the tank. |
Тросик выведен через верх резервуара и спущен вниз в кожух с окном. | The line extends over the top of the tank and down the outside through a reading box. |
Тросик размечен так, чтобы показывать уровень нефти в резервуаре, который можно считать через окно. | The line is marked to show the height of the oil in the tank, and it can be read through a glass window in the box. |
Окончательный замер складского резервуара проводится приемщиком трубопровода перед спуском нефти из резервуара в трубопровод. | Final gauging, or top gauging, the stock tank is made by a pipeline ganger before running the oil from the tank into the pipeline. |
Промысловый техник контролирует замеры и проверки нефти приемщиком трубопровода, чтобы убедиться, что замеры точны. | The lease operator is responsible for watching the gauging and testing of the oil by the pipeline gauger to be certain the measurements are accurate. |
При прохождении по трубопроводу измеряются объем сырой нефти, содержание водогрязевого отстоя, температура и плотность по API. | The pipeline measures the volume of crude, the BS&W content, the temperature, and the API gravity. |
Результаты этих измерений вносятся в накладную,указывающую количество и качество сданной нефти, которую подписывают обе стороны. | These measurements are written up on the pipeline runticket, which is signed by both parties. |
Автоматическая отгрузка нефти |
Lease automatic custody transfer (LACT) units |
Установка автоматической отгрузки нефти (LACT) представляет собой дозатор, отмеряющий нефть для продажи и перекачки в трубопровод. | LACT units, as they are commonly called, are automatic measuring devices where oil is measured for sale and transfer to the pipeline. |
Она заменяет большую часть работы замерщика; тем не менее замерщик должен периодически калибровать приборы и проводить техническое обслуживание. | This eliminates much of the pipeline gauger’s job; however, the gauger must calibrate the units periodically and check on maintenance. |
Кроме установок LACT для контроля и наблюдения за добычей широко применяются другие электронные устройства: системы автоматического контроля скважины, системы надежности, сенсоры, таймеры и сигнальные устройства. | In addition to LACT units, other electronically controlled devices are widely used to control and monitor production. These include automatic well test systems, fail-safe devices, sensors, time clocks, and alarm devices. |
При должной настройке и обслуживании автоматические системы могут увеличить производительность наземного оборудования. | When properly checked and maintained, automatic systems can increase the productivity of surface equipment systems. |
Оставить сообщение