SYSTÉMY UMELEJ VÝROBY: METÓDY A VÝBER - VEDA - 2026

Tieto výrobné umelé systémy sú procesy používané v ropných vrtoch pre zvýšenie tlaku vnútri zásobníka a podporujú tak olej stúpa k povrchu.

Ak prirodzená impulzná energia nádrže nie je dostatočne silná na to, aby tlačila olej na povrch, na získanie väčšieho množstva materiálu sa použije umelý systém.

Zdroj: pixabay.com

Zatiaľ čo niektoré studne obsahujú dostatočný tlak na to, aby olej stúpal na povrch bez toho, aby musel vykonávať akúkoľvek stimuláciu, väčšina z nich nevyžaduje umelý systém.

Z približne 1 milióna ropných a plynových vrtov vyprodukovaných na svete iba 5% tečie prirodzene, takže takmer celá svetová produkcia ropy a plynu je závislá od efektívnych operácií systémov umelej výroby.

Dokonca aj pre tie studne, ktoré majú spočiatku prirodzený tok na povrch, sa tento tlak časom znižuje. Vyžaduje sa tiež použitie umelého systému.

metódy

Aj keď existuje niekoľko metód na dosiahnutie umelej výroby, dva hlavné typy umelých systémov sú čerpadlové systémy a systémy plynových výťahov.

Napríklad v Spojených štátoch používa 82% vrtov mechanické kolískové zariadenie, 10% plynový výťah, 4% elektrické ponorné čerpadlá a 2% hydraulické čerpadlá.

Čerpacie systémy

Mechanický čerpací systém

Tento systém používa zariadenie na povrchu a pod ním na zvýšenie tlaku a tlačenie uhľovodíkov smerom k zemi. Mechanické čerpadlá sú dobre známe kolískové ramená viditeľné v ropných vrtoch na pevnine.

Na povrchu sa kolíska otáča tam a späť. Je spojená s reťazou prútov nazývaných sacie tyče, ktoré sa ponoria do studne.

Prísavky sú spojené s čerpadlom prísavky, ktoré je nainštalované ako súčasť potrubí blízko spodku studne.

Keď kolíska osciluje, ovláda sa tyčová kladka, sacia tyč a čerpadlo sacej tyče, ktoré pracujú podobným spôsobom ako piesty vo valci.

Čerpadlo sacej tyče zdvíha olej zo spodku vrtu na povrch. Čerpacie jednotky sú spravidla poháňané elektronicky alebo pomocou benzínového motora, ktorý sa nazýva hlavný pohon.

Na správne fungovanie čerpacieho systému sa používa reduktor rýchlosti, aby sa zaistilo, že sa čerpacia jednotka pohybuje rovnomerne.

Hydraulický čerpací systém

Tento čerpací systém používa hydraulické čerpadlo zo spodku vrtu namiesto sacích tyčí, aby priviedol olej na povrch. Výroba je tlačená proti piestom, čo spôsobuje, že tlak a piesty zdvíhajú tekutiny na povrch.

Podobne ako vo fyzike aplikovanej na vodné kolesá, ktoré poháňajú starobylé mlyny, prírodná energia sa používa vo vrte tak, aby produkovala povrch.

Hydraulické čerpadlá sa zvyčajne skladajú z dvoch piestov, jedného na druhom, spojených tyčou, ktorá sa pohybuje v čerpadle nahor a nadol.

Povrchové hydraulické čerpadlá aj podzemné hydraulické čerpadlá sú poháňané čistým olejom, ktorý bol predtým extrahovaný zo studne.

Čerpadlo na povrchu posiela čistý olej cez potrubia do hydraulického čerpadla inštalovaného pod zemou v najnižšej časti potrubného reťazca. Zásobné kvapaliny sú na povrch privádzané druhou paralelnou reťazou rúrok.

Elektrický ponorný čerpací systém

Elektrické ponorné čerpacie systémy využívajú odstredivé čerpadlo pod hladinou tekutín v nádrži. Čerpadlo je spojené s dlhým elektrickým motorom a pozostáva z niekoľkých obežných kolies alebo lopatiek, ktoré pohybujú tekutinami v studni.

Celý systém je nainštalovaný na spodnej časti potrubnej reťaze. Elektrický kábel vedie dĺžku studne a spája čerpadlo so zdrojom elektriny na povrchu.

Elektrické ponorné čerpadlo aplikuje umelú výrobu otáčaním obežných kolies na hriadeli čerpadla, ktoré vyvíjajú tlak na okolité tekutiny a nútia ich stúpať na povrch.

Elektrické ponorné čerpadlá sú veľkí výrobcovia a môžu denne zdvíhať viac ako 25 000 barelov tekutín.

Plynový výťahový systém

Ako vznikajúci systém umelej výroby plynový výťah vstrekuje stlačený plyn do studne, aby sa obnovil tlak a tým sa vyrobí. Aj keď studňa tečie bez umelého zdvihu, často používa prirodzenú formu plynového zdvihu.

Vstrekovaný plyn, hlavne dusík, znižuje tlak na dne studne znížením viskozity tekutín v studni. To zase uľahčuje prúdenie tekutín na povrch. Obvykle je vstrekovaným plynom rovnaký recyklovaný plyn, ktorý sa vytvára v ropnej vrte.

Aj keď má na povrchu veľmi málo jednotiek, tento systém je optimálnou voľbou pre aplikácie na otvorenom mori. Do trubicového prstenca sa vstrekuje stlačený plyn, ktorý vstupuje do vrtu mnohými prístupovými bodmi nazývanými plynové zdvíhacie ventily.

Keď plyn vstupuje do trubice v týchto rôznych stupňoch, vytvára bubliny, uvoľňuje tekutiny a znižuje tlak.

Výber systému umelej výroby

Na získanie maximálneho potenciálu rozvoja z akejkoľvek ropnej alebo plynovej vrty sa musí zvoliť najúčinnejší systém umelej výroby. Kritériá použité pri výbere umelého systému pre konkrétnu studňu historicky sa v priemysle značne líšia:

- Skúsenosti operátora.

- Aké umelé systémy sú k dispozícii pre inštalácie v určitých oblastiach sveta.

- Umelý systém, ktorý funguje v priľahlých alebo podobných studniach.

- Určite, ktoré systémy sa budú implementovať pri požadovanej rýchlosti az požadovaných hĺbok.

- Vyhodnotiť zoznam výhod a nevýhod.

- Expertné systémy na likvidáciu a výber systémov.

- Vyhodnotenie počiatočných nákladov, prevádzkových nákladov, výrobných kapacít atď. s využitím ekonómie ako nástroja výberu, spravidla na základe súčasnej hodnoty.

Vo väčšine prípadov slúži ako kritérium výberu umelý výrobný systém, ktorý dosiahol najlepšie výsledky v podobných oblastiach. Dostupné vybavenie a služby môžu navyše ľahko určiť, ktorý systém umelej výroby sa bude uplatňovať.

Ak by si však časť scenára vyžadovala značné náklady na udržanie vysokej miery produkcie v studniach, je rozumné zvážiť väčšinu dostupných metód hodnotenia a výberu.

Referencie

1. Rigzone (2019). Ako funguje umelý výťah? Prevzaté z: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Základy systémov umelej výroby. Prevzaté z: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Umelý výťah. Prevzaté z: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Umelý výťah. Prevzaté z: petrowiki.org.
5. Wikipedia, bezplatná encyklopédia (2019). Umelý výťah. Prevzaté z: en.wikipedia.org.