Indústrias que atendemos

Produção de Petróleo em Campos Petrolíferos

Como funcionam as linhas de controle em poços?

As linhas de controle permitem a transmissão de sinais, permitem a aquisição de dados de fundo de poço e permitem o controle e ativação de instrumentos de fundo de poço.

Os sinais de comando e controle podem ser enviados de um local na superfície para a ferramenta de fundo de poço no poço.Dados de sensores de fundo de poço podem ser enviados para os sistemas de superfície para avaliação ou uso em certas operações de poço.

As válvulas de segurança de fundo de poço (DHSVs) são válvulas de segurança de subsuperfície controladas pela superfície (SCSSV) operadas hidraulicamente a partir de um painel de controle na superfície.Quando a pressão hidráulica é aplicada em uma linha de controle, a pressão força uma luva dentro da válvula a deslizar para baixo, abrindo a válvula.Ao liberar a pressão hidráulica, a válvula fecha.

As linhas hidráulicas de fundo de poço da Meilong Tube são usadas principalmente como conduítes de comunicação para dispositivos de fundo de poço operados hidraulicamente em poços de injeção de petróleo, gás e água, onde são necessárias durabilidade e resistência a condições extremas.Essas linhas podem ser configuradas de forma personalizada para uma variedade de aplicações e componentes de fundo de poço.

Todos os materiais encapsulados são hidroliticamente estáveis ​​e compatíveis com todos os fluidos típicos de completação de poços, incluindo gás de alta pressão.A seleção do material é baseada em vários critérios, incluindo temperatura do fundo do poço, dureza, resistência à tração e ao rasgo, absorção de água e permeabilidade ao gás, oxidação e resistência à abrasão e química.

As linhas de controle passaram por um extenso desenvolvimento, incluindo testes de esmagamento e simulação de poço em autoclave de alta pressão.Testes de esmagamento de laboratório demonstraram o aumento da carga sob a qual a tubulação encapsulada pode manter a integridade funcional, particularmente quando são usados ​​“fios de proteção” de fios de arame.

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Visão geral do equipamento ESP

Onde as linhas de controle são usadas?

★ Poços inteligentes que exigem a funcionalidade e os benefícios de gerenciamento de reservatório de dispositivos remotos de controle de fluxo devido aos custos ou riscos de intervenções ou incapacidade de suportar a infraestrutura de superfície necessária em um local remoto.

★ Ambientes terrestres, de plataforma ou submarinos.

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Geração de energia geotérmica

Tipos de plantas

Existem basicamente três tipos de usinas geotérmicas usadas para gerar eletricidade.O tipo de planta é determinado principalmente pela natureza do recurso geotérmico no local.

A chamada usina geotérmica de vapor direto é aplicada quando o recurso geotérmico produz vapor diretamente do poço.O vapor, depois de passar por separadores (que removem pequenas partículas de areia e rocha) é alimentado na turbina.Estes foram os primeiros tipos de plantas desenvolvidos na Itália e nos Estados Unidos. Infelizmente, os recursos de vapor são os mais raros de todos os recursos geotérmicos e existem apenas em alguns lugares do mundo.Obviamente, as usinas a vapor não seriam aplicadas a recursos de baixa temperatura.

As plantas de vapor flash são empregadas nos casos em que o recurso geotérmico produz água quente de alta temperatura ou uma combinação de vapor e água quente.O fluido do poço é entregue a um tanque flash onde uma parte da água se transforma em vapor e é direcionada para a turbina.A água restante é direcionada para descarte (geralmente injeção).Dependendo da temperatura do recurso, pode ser possível usar dois estágios de tanques flash.Neste caso, a água separada no tanque do primeiro estágio é direcionada para um tanque flash do segundo estágio, onde mais (mas com menor pressão) de vapor é separado.A água restante do tanque do segundo estágio é então direcionada para descarte.A chamada planta de flash duplo fornece vapor a duas pressões diferentes para a turbina.Novamente, esse tipo de planta não pode ser aplicado a recursos de baixa temperatura.

O terceiro tipo de usina geotérmica é chamado de usina binária.O nome deriva do fato de que um segundo fluido em um ciclo fechado é usado para operar a turbina em vez do vapor geotérmico.A Figura 1 apresenta um diagrama simplificado de uma usina geotérmica do tipo binário.O fluido geotérmico é passado através de um trocador de calor chamado caldeira ou vaporizador (em algumas plantas, dois trocadores de calor em série, o primeiro um pré-aquecedor e o segundo um vaporizador) onde o calor do fluido geotérmico é transferido para o fluido de trabalho fazendo com que ele ferva .Os fluidos de trabalho anteriores em plantas binárias de baixa temperatura eram refrigerantes CFC (tipo Freon).As máquinas atuais usam hidrocarbonetos (isobutano, pentano etc) de refrigerantes do tipo HFC com o fluido específico escolhido para corresponder à temperatura do recurso geotérmico.

Figura 1 .Usina geotérmica binária

Figura 1. Usina geotérmica binária

O vapor do fluido de trabalho é passado para a turbina onde seu conteúdo de energia é convertido em energia mecânica e entregue, através do eixo, ao gerador.O vapor sai da turbina para o condensador, onde é convertido novamente em líquido.Na maioria das plantas, a água de resfriamento é circulada entre o condensador e uma torre de resfriamento para rejeitar esse calor para a atmosfera.Uma alternativa é usar os chamados “resfriadores secos” ou condensadores resfriados a ar que rejeitam o calor diretamente para o ar sem a necessidade de água de resfriamento.Esse projeto elimina essencialmente qualquer uso consuntivo de água pela planta para resfriamento.O resfriamento a seco, porque opera em temperaturas mais altas (especialmente na estação principal do verão) do que as torres de resfriamento, resulta em menor eficiência da planta.O fluido de trabalho líquido do condensador é bombeado de volta para o pré-aquecedor/vaporizador de pressão mais alta pela bomba de alimentação para repetir o ciclo.

O ciclo binário é o tipo de planta que seria usado para aplicações geotérmicas de baixa temperatura.Atualmente, o equipamento binário de prateleira está disponível em módulos de 200 a 1.000 kW.

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FUNDAMENTOS DE CENTRAIS DE ENERGIA

Componentes da Usina Elétrica

O processo de geração de eletricidade a partir de uma fonte de calor geotérmica de baixa temperatura (ou de vapor em uma usina convencional) envolve um processo que os engenheiros chamam de Ciclo Rankine.Em uma usina convencional, o ciclo, conforme ilustrado na figura 1, inclui uma caldeira, turbina, gerador, condensador, bomba de água de alimentação, torre de resfriamento e bomba de água de resfriamento.O vapor é gerado na caldeira pela queima de um combustível (carvão, óleo, gás ou urânio).O vapor é passado para a turbina onde, ao se expandir contra as pás da turbina, a energia térmica do vapor é convertida em energia mecânica causando a rotação da turbina.Este movimento mecânico é transferido, através de um eixo, para o gerador onde é convertido em energia elétrica.Depois de passar pela turbina, o vapor é convertido novamente em água líquida no condensador da usina.Através do processo de condensação, o calor não utilizado pela turbina é liberado para a água de resfriamento.A água de resfriamento é entregue à torre de resfriamento onde o “calor residual” do ciclo é rejeitado para a atmosfera.O condensado de vapor é fornecido à caldeira pela bomba de alimentação para repetir o processo.

Em resumo, uma usina de energia é simplesmente um ciclo que facilita a conversão de energia de uma forma para outra.Neste caso, a energia química do combustível é convertida em calor (na caldeira), depois em energia mecânica (na turbina) e finalmente em energia elétrica (no gerador).Embora o conteúdo energético do produto final, a eletricidade, seja normalmente expresso em unidades de watts-hora ou quilowatt-hora (1.000 watts-hora ou 1 kW-h), os cálculos de desempenho da planta são frequentemente feitos em unidades de BTUs.É conveniente lembrar que 1 quilowatt-hora é a energia equivalente a 3413 BTU.Uma das determinações mais importantes sobre uma usina de energia é a quantidade de entrada de energia (combustível) necessária para produzir uma determinada saída elétrica.

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Umbilicais submarinos

Funções principais

Fornece energia hidráulica para sistemas de controle submarinos, como abrir/fechar válvulas

Fornecer energia elétrica e sinais de controle para sistemas de controle submarinos

Entregar produtos químicos de produção para injeção submarina na árvore ou no fundo do poço

Forneça gás para operação de elevação a gás

Para entregar essas funções, um umbilical de águas profundas pode incluir

Tubos de injeção química

Tubos de alimentação hidráulica

Cabos de sinal de controle elétrico

Cabos de energia elétrica

Sinal de fibra óptica

Tubos grandes para elevador de gás

Um umbilical submarino é um conjunto de mangueiras hidráulicas que também podem incluir cabos elétricos ou fibras ópticas, usados ​​para controlar estruturas submarinas a partir de uma plataforma offshore ou de uma embarcação flutuante.É uma parte essencial do sistema de produção submarino, sem o qual a produção econômica submarina de petróleo não é possível.

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Componentes chave

Conjunto de terminação umbilical superior (TUTA)

O Topside Umbilical Termination Assembly (TUTA) fornece a interface entre o umbilical principal e o equipamento de controle do topside.A unidade é um gabinete independente que pode ser aparafusado ou soldado em um local adjacente ao cordão umbilical em um ambiente exposto perigoso a bordo da instalação superior.Essas unidades geralmente são feitas sob medida para os requisitos do cliente com vistas à seleção hidráulica, pneumática, de energia, sinal, fibra óptica e material.

O TUTA geralmente incorpora caixas de junção elétrica para os cabos de energia elétrica e comunicação, bem como tubulações, medidores e válvulas de bloqueio e sangria para os suprimentos hidráulicos e químicos apropriados.

(Submarino) Conjunto de Terminação Umbilical (UTA)

O UTA, situado em cima de uma almofada de lama, é um sistema eletro-hidráulico multiplexado que permite que muitos módulos de controle submarinos sejam conectados às mesmas linhas de comunicação, elétricas e hidráulicas.O resultado é que muitos poços podem ser controlados por meio de um umbilical.A partir da UTA, as conexões aos poços e SCMs individuais são feitas com conjuntos de jumper.

Cabos Voadores de Aço (SFL)

Cabos voadores fornecem conexões elétricas/hidráulicas/químicas do UTA para árvores individuais/pods de controle.Eles fazem parte do sistema de distribuição submarino que distribui funcionalidades umbilicais para seus alvos de serviço pretendidos.Normalmente são instalados após o umbilical e conectados por ROV.

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Materiais umbilicais

Dependendo dos tipos de aplicação, os seguintes materiais estão normalmente disponíveis:

Termoplástico
Prós: É barato, entrega rápida e resistente à fadiga
Contras: Não é adequado para águas profundas;problema de compatibilidade química;envelhecimento, etc

Aço inoxidável duplex Nitronic 19D revestido de zinco

Prós:

Menor custo em comparação com o aço inoxidável super duplex (SDSS)
Maior resistência ao rendimento em comparação com 316L
Resistência à corrosão interna
Compatível com a maioria dos serviços de injeção hidráulica e química
Qualificado para serviço dinâmico

Contras:

Requer proteção contra corrosão externa – zinco extrudado

Preocupações sobre a confiabilidade das soldas de costura em alguns tamanhos

Os tubos são mais pesados ​​e maiores que o SDSS equivalente – problemas de suspensão e instalação

Aço inoxidável 316L

Prós:
Baixo custo
Necessita de pouca ou nenhuma proteção catódica por curta duração
Força de rendimento baixo
Competitivo com termoplástico para tiebacks de baixa pressão e águas rasas – mais barato para vida útil curta em campo
Contras:
Não qualificado para serviço dinâmico
suscetível à corrosão por cloreto

Aço Inoxidável Super Duplex (equivalente à resistência ao pitting - PRE >40)

Prós:
Alta resistência significa pequeno diâmetro, peso leve para instalação e suspensão.
Alta resistência à corrosão sob tensão em ambientes de cloreto (resistência à corrosão equivalente > 40) significa que nenhum revestimento ou CP é necessário.
O processo de extrusão significa que não há soldas de costura difíceis de inspecionar.
Contras:
A formação da fase intermetálica (sigma) durante a fabricação e soldagem deve ser controlada.
Custo mais alto, prazos de entrega mais longos de aços usados ​​para tubos umbilicais

Aço carbono revestido com zinco (ZCCS)

Prós:
Baixo custo em relação ao SDSS
Qualificado para serviço dinâmico
Contras:
Costura soldada
Menos resistência à corrosão interna do que 19D
Diâmetro pesado e grande comparado ao SDSS

Comissionamento umbilical

Os umbilicais recém-instalados normalmente contêm fluidos de armazenamento.Os fluidos de armazenamento precisam ser deslocados pelos produtos pretendidos antes de serem utilizados para a produção.Cuidados devem ser tomados para observar possíveis problemas de incompatibilidade que podem resultar em precipitados e fazer com que os tubos umbilicais fiquem obstruídos.Um fluido tampão adequado é necessário se a incompatibilidade for esperada.Por exemplo, para comissionar uma linha de inibidor de asfalteno, é necessário um solvente mútuo como EGMBE para fornecer tampão entre o inibidor de asfalteno e o fluido de armazenamento, uma vez que eles são tipicamente incompatíveis.