SYSTÉMY UMĚLÉ VÝROBY: METODY A VÝBĚR - VĚDA - 2025

Tyto výrobní umělé systémy jsou procesy používané v ropných vrtech pro zvýšení tlaku uvnitř zásobníku a podporují tak olej stoupá k povrchu.

Když přirozená impulsní energie nádrže není dostatečně silná, aby tlačila olej na povrch, použije se umělý systém k získání více materiálu.

Zdroj: pixabay.com

Zatímco některé studny obsahují dostatečný tlak, aby olej vystoupil na povrch, aniž by musel provádět jakoukoli stimulaci, většina z nich nevyžaduje umělý systém.

Z přibližně 1 milionu ropných a plynových vrtů vyprodukovaných na světě proudí přirozeně jen 5%, což téměř všechny světové produkce ropy a plynu závisí na efektivních operacích systémů umělé výroby.

Dokonce i pro ty studny, které mají zpočátku přirozený tok na povrch, se tento tlak časem snižuje. Pro ně je také nutné použití umělého systému.

Metody

Ačkoli existuje několik metod pro dosažení umělé výroby, dvěma hlavními typy umělých systémů jsou systémy čerpadel a systémy plynových výtahů.

Například ve Spojených státech používá 82% vrtů mechanické kolébky, 10% používá plynový výtah, 4% používá elektrická ponorná čerpadla a 2% používá hydraulická čerpadla.

Čerpací systémy

Mechanický čerpací systém

Tento systém používá zařízení na povrchu a pod ním ke zvýšení tlaku a tlačení uhlovodíků k zemi. Mechanická čerpadla jsou známá kolébková ramena, která jsou vidět v ropných vrtech na pevnině.

Na povrchu se houpačka otáčí tam a zpět. Je spojena s řetězem prutů nazývaných sací pruty, které se ponoří do studny.

Sací tyče jsou připojeny k čerpadlu přísavkových tyčí, které je instalováno jako součást potrubí poblíž dna studny.

Když kolébka osciluje, pracuje to s tyčovým řetězem, přísavkou a pumpičkou s přísavkou, která pracuje podobně jako písty ve válci.

Čerpadlo přísavek zvedá olej ze dna studny na povrch. Čerpací jednotky jsou obvykle poháněny elektronicky nebo pomocí benzínového motoru, který se nazývá hlavní tahač.

Aby čerpací systém správně fungoval, používá se reduktor rychlosti, aby se zajistilo, že se čerpací jednotka pohybuje rovnoměrně.

Hydraulický čerpací systém

Tento čerpací systém používá hydraulické čerpadlo ze dna studny namísto přísavek, aby olej přivedl na povrch. Výroba je tlačena proti pístům, což způsobuje, že tlak a písty zvedají tekutiny na povrch.

Podobně jako fyzika aplikovaná na vodní kola, která pohánějí starověké mlýny, je ve studně využívána přírodní energie, aby se produkce dostala na povrch.

Hydraulická čerpadla jsou obvykle tvořena dvěma písty, jeden na druhém, spojenými tyčinkou, která se pohybuje uvnitř čerpadla.

Jak povrchová hydraulická čerpadla, tak podzemní hydraulická čerpadla jsou poháněna čistým olejem, dříve extrahovaným ze studny.

Čerpadlo na povrchu posílá čistý olej potrubím do hydraulického čerpadla instalovaného pod zemí v nejnižší části potrubí. Kapaliny rezervoáru jsou posílány na povrch pomocí druhé paralelní řetězce trubek.

Elektrický ponorný čerpací systém

Elektrické ponorné čerpací systémy používají odstředivé čerpadlo pod hladinou tekutin v nádrži. Čerpadlo je připojeno k dlouhému elektrickému motoru a skládá se z několika oběžných kol nebo lopatek, které pohybují tekutiny uvnitř studny.

Celý systém je nainstalován ve spodní části potrubí. Elektrický kabel vede délku studny a připojuje čerpadlo ke zdroji elektřiny na povrchu.

Elektrické ponorné čerpadlo aplikuje umělou výrobu otáčením oběžných kol na hřídeli čerpadla, které vyvíjí tlak na okolní tekutiny a nutí je stoupat na povrch.

Elektrická ponorná čerpadla jsou hromadní výrobci a mohou zvedat více než 25 000 barelů tekutin denně.

Plynový výtahový systém

Jako nově vznikající systém umělé výroby vstřikuje plynový výtlak stlačený plyn do studny, aby se obnovil tlak, čímž se vytvoří. I když studna teče bez umělého zdvihu, často používá přirozenou formu plynového výtahu.

Vstřikovaný plyn, zejména dusík, snižuje tlak na dně studny snížením viskozity tekutin v studni. To zase způsobuje snadnější proudění tekutin na povrch. Obvykle je vstřikovaný plyn stejný recyklovaný plyn, který je produkován v ropné vrtu.

Přestože má na povrchu velmi málo jednotek, je tento systém optimální volbou pro aplikace na moři. Do otvoru trubice se vstřikuje stlačený plyn, který vstupuje do studny prostřednictvím mnoha přístupových bodů nazývaných plynové zvedací ventily.

Když plyn vstupuje do trubice v těchto různých fázích, vytváří bubliny, uvolňuje tekutiny a snižuje tlak.

Výběr systému umělé výroby

Pro získání maximálního vývojového potenciálu ze všech ropných nebo plynových vrstev musí být vybrán nejúčinnější systém umělé výroby. Kritéria použitá historicky pro výběr umělého systému pro konkrétní studnu se v průmyslu značně liší:

- Zkušenosti obsluhy.

- Jaké umělé systémy jsou k dispozici pro instalace v určitých částech světa.

- Umělý systém, který pracuje v přilehlých nebo podobných studnách.

- Určete, které systémy budou implementovány požadovanou rychlostí az požadovaných hloubek.

- Vyhodnoťte seznam výhod a nevýhod.

- Expertní systémy pro likvidaci a výběr systémů.

- Vyhodnocení počátečních nákladů, provozních nákladů, výrobních kapacit atd. s využitím ekonomie jako nástroje výběru, obecně na základě současné hodnoty.

Ve většině případů slouží jako kritérium výběru umělý produkční systém, který se v podobných oborech choval nejlépe. Dostupné vybavení a služby mohou navíc snadno určit, který systém umělé výroby bude použit.

Pokud by však část scénáře vyžadovala značné náklady, aby se udržela vysoká míra produkce v jamkách, je rozumné zvážit většinu dostupných metod hodnocení a výběru.

Reference

1. Rigzone (2019). Jak funguje umělý výtah? Převzato z: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Základy systémů umělé výroby. Převzato z: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Umělý výtah. Převzato z: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Umělý výtah. Převzato z: petrowiki.org.
5. Wikipedia, encyklopedie zdarma (2019). Umělý výtah. Převzato z: en.wikipedia.org.