Tải bản đầy đủ
1 Thiết bị bề mặt

1 Thiết bị bề mặt

Tải bản đầy đủ

85
Toàn bộ các thiết bị này tạo thành một hệ thống phân phối khí phép kín. Sản
phẩm khai thác được chuyển từ các giếng Gaslift sau khi đi qua các bình tách dầu khí,
một phần khí được chuyển đến trạm khí nén sau khi đã được làm khô các pha lỏng để
tiếp tục chu trình của mình trong vòng khép kín Gaslift. Phần lớn lượng khí còn lại sẽ
được chuyển đi sử dụng theo từng yêu cầu kĩ thuật khác nhau. Việc điều khiển các chế
độ làm việc của hệ thống phân phối khí cao áp dành cho Gaslift được thực hiện theo
chế độ tự động hay bán tự động
6.1.1 Thiết bị miệng giếng
a Chức năng nhiệm vụ của thiết bị miệng giếng
Thiết bị miệng giếng là một trong những bộ phận quan trọng của giếng khai
thác, là bộ phận nối liền ngay trên đầu các cột ống chống của giếng, chúng được sử
dụng để:
- Liên kết các đầu ống chống, bịt kín và kiểm tra áp suất ở không gian vành
xuyến giữa các cột ống chống.
- Treo và giữ cột ống nâng, đo áp suất ở đường nén, đường dập giếng, đường
tuần hoàn giếng để:
+ Dập giếng.
+ Rửa giếng.
+ Gọi dòng sản phẩm.
+ Xử lý vùng cận đáy giếng.
b. Các thành phần chính của thiết bị miệng giếng và chức năng của chúng:
Thiết bị miệng giếng khai thác bằng Gaslift ở mỏ Bạch Hổ được chuyển nhận
từ đầu miệng giếng khai thác tự phun, được tạo thành từ 3 thành phần chính:
- Tổ hợp đầu ống chống.
- Đầu ống treo.
- Cây thông khai thác.
∗ Tổ hợp đầu ống chống:
Tổ hợp đầu ống chống là bộ phận dưới cùng của thiết bị miệng giếng. Nó được
lắp ngay trên đầu các cột ống chống kỹ thuật và khai thác.
Tổ hợp ống chống bao gồm:

86
- Các đầu treo ống chống.
- Các đầu bao ống chống.
- Gioăng và vành làm kín.
- Van cửa, van cho áp kế và áp kế.
Đầu ống chống chỉ có một dạng, chúng được phân loại theo kích thước và mặt
bích nối.
Tổ hợp đầu ống chống có những nhiệm vụ sau:
- Liên kết các cột ống chống.
- Bịt kín khoảng không gian vàng xuyến giữa 2 cột ống chống liên tiếp.
- Đo áp suất trong khoảng không gian giữa 2 ống chống.
∗ Đầu treo ống khai thác:
Đầu treo ống khai thác nằm ngay bên dưới cây thông khai thác và được nối với
đường dập giếng và đường tuần hoàn nghịch.
Bộ đầu treo ống khai thác bao gồm:
- Đầu treo cột ống nâng.
- Đầu bao cột ống nâng.
- Các van cửa, van cho áp kế và áp kế.
Bộ đầu treo cần có nhiệm vụ sau:
- Treo và giữ cột ống nâng.
- Bịt kín khoảng không gian vành xuyến giữa ống khai thác và ống chống khai thác.
- Thông qua đường dập giếng nối với hệ thống máy bơm cao áp có công suất lớn để
thực hiện công nghệ dập giếng, bơm ép khi cần thiết.
- Thông qua đường tuần hoàn nghịch để xả áp suất ngoài cần, bơm rửa tuần hoàn
giếng.
- Thông qua các đồng hồ và van để kiểm tra áp suất ngoài cột ống nâng khi thực
hiện các giải pháp công nghệ khai thác.
Đầu ống treo có nhiều loại khác nhau, chúng có chức năng như nhau nhưng khác
nhau về hình dáng và cấu tạo.

87
∗ Cây thông khai thác:
Là phần trên của thiết bị miệng giếng, được nối trên đầu ống khai thác. Thông
thường cây thông khai thác gồm 2 nhánh làm việc: nhánh làm việc chính và nhánh dự
phòng.
Trên đầu cây thông khai thác có thiết bị gọi là lubricater cho phép dùng các
phương pháp cơ học để nạo vét parafin lắng đọng hoặc để dùng thả các thiết bị đo đạc
kiểm tra trong giếng đang hoạt động mà không cần phải đóng giếng. Đối với giếng
Gaslift cây thông khai thác còn lắp đặt các bộ phận sau:
- Đồng hồ chỉ áp suất trong cột ống nâng.
- Van chặn trên nhánh làm việc.
- Van an toàn thuỷ lực.
- Van tiết lưu.
Cây thông khai thác có những nhiệm vụ sau:
- Hướng cho dòng sản phẩm đi vào hệ thống thu gom và xử lý.
- Cho phép điều chỉnh lưu lượng khai thác một cách thuận lợi, dễ dàng nhờ côn
điều tiết.
- Tạo đối áp trên miệng giếng để sử dụng năng lượng vỉa một cách hợp lý
- Cho phép đo được áp suất đường nén, đường xả.
- Đảm bảo an toàn khi có sự cố (đóng van an toàn trung tâm).
- Cho phép thực hiện các thao tác kỹ thuật sau: bơm dập giếng, xử lý vùng cận
đáy giếng, gọi dòng sản phẩm, bơm ép vỉa.
Cây thông có 2 loại: chạc 3 và chạc 4.

88

1. Áp kế
2. Van chặn
3. Chạc 3
4-Van tiết lưu
5.Nhánh làm việc chính
6. Nhánh dự phòng
7. Van an toàn trung tâm

Hình 6.2 Sơ đồ cây thông kiểu chạc 3

8. Chạc tư
9. Mặt bích
10. Áp kế
11. Đường dẫn khí ép
12. Đường
nghịch

tuần

hoàn

89

1. Áp kế
2. Van chặn
3. Van tiết lưu
4. Nhánh làm việc chính;
5. Van an toàn trung tâm
6. Đường tuần hoàn nghịch
7. Đường dẫn khí ép
8. Mặt bích
9. Đường dập giếng

Hình 6.3 Sơ đồ cây thông kiểu chạc 4
- Cây thông kiểu chạc 3.
+ Ưu điểm: khi chạc 3 bị hỏng thì có thể thay thế mà không phải đóng giếng.
Lúc đó ta chỉ cần đóng van và cho giếng làm việc theo nhánh dự phòng. Loại này
thường dùng cho giếng có cát hoặc tạp chất.
+ Nhược điểm: Kích thước cao, cồng kềnh vừa chiếm không gian vừa yếu sàn
công tác, khó vận hành
- Cây thông kiểu chạc 4:
+ Ưu điểm: Đỡ cồng kềnh dễ vận hành, kết cấu vững chắc, độ chịu mài mòn cao.
+ Nhược điểm: Không có nhánh dự phòng nên khi có sự cố hư hỏng ở nhánh
làm việc chính và chạc tư thì phải ngừng làm việc để thay thế. Chỉ sử dụng loại này
cho giếng có sản phẩm ít cát.

90

1. Van tiết lưu
2. Van chặn
3. Van an toàn thủy lực
4. Đồng hồ đo áp suất trong
cần HKT
5. Nhánh làm việc chính
6. Đầu bao cần HKT
7. Cần HKT
8. Đồng hồ đo áp suất ngoài
cần HKT

Hình 6.4 Sơ đồ thiết bị miệng giếng

9. Đồng hồ đo áp suất giữa các
cột ống chống.
10. Đường tuần hoàn nghịch.

91

6.1.2 Hệ thống thu gom xử lý
a Chức năng nhiệm vụ
Dầu thô là sản phẩm mới được khai thác từ các giếng dầu gồm một hỗn hợp
dầu, khí, nước, các tạp chất cơ học và các thành phần đồng hành khác. Để lấy dầu
thương phẩm và vận chuyển được ta phải xây dựng hệ thống thu gom và xử lý.
Nhiệm vụ của hệ thống thu gom và xử lý là:
+ Tách dầu ra khỏi khí và nước.
+ Dùng hóa phẩm để gia nhiệt hoặc hạ nhiệt của dầu.
+ Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhêphon đến các thiết bị đo, kiểm
tra, xử lý theo sơ đồ công nghệ.
b Nguyên lý làm việc của hệ thống thu gom và xử lý dầu
Sau khi dòng sản phẩm ra khỏi miệng giếng, nó đi qua hệ thống phân
dòng(cụm manhêphon) để phân phối dòng theo các đường ống phù hợp với từng mụch
đích công nghệ sau:
∗ Đối với giếng gọi dòng:
Sản phẩm dầu khí sau khi ra khỏi miệng giếng được phân phối về đường gọi
dòng để đưa vào bình gọi dòng. Tại đây:
- Dầu được tách ra và đưa về bình chứa 100m3 để tách lần 2.
- Khí đưa ra pakel đốt.
- Nước, dung dịch khoan, dung dịch gọi dòng xả xuống biển.
Khi thấy dầu phun lên thì người ta không đưa sản phẩm vào bình gọi dòng mà chuyển
sang bình tách (HΓC hoặc bình 100m3).
∗ Đối với giếng cần đo:
Khi tiến hành khảo sát giếng, kiểm tra định kì hoặc đột xuất để xác lập các
thông tin của vỉa và giếng nhằm xây dựng chế độ khai thác hợp lý người ta tiến hành
công tác đo.
Quy trình công nghệ như sau: dầu-khí sau khi ra khỏi miệng giếng được đưa về
đường đo dẫn về bình đo. Bình đo có tác dụng tách dầu riêng, khí riêng.
- Dầu sau khi qua hệ thống tuabin đo được đưa về bình 100m3 để tách tiếp.

92
- Khí sau khi qua thiết bị đo nếu áp suất cao được đưa về bình HΓC để tách tiếp,
nếu áp suất thấp được đưa ra pakel đốt.
∗ Đối với giếng khai thác bình thường:
Sản phẩm đi ra khỏi miệng giếng qua đường làm việc chính vào bình tách HΓC 25m3
- Dầu tách được sẽ chuyển sang bình 100m 3 tách tiếp, sau đó dầu được bơm ra
tàu chứa, còn khí được đưa lên bình sấy áp suất thấp.
- Khí tách được sẽ chuyển sang bình tách tia (bình condensat): dầu thô được đưa
về bình tách HΓC hoặc bình 100m3 , khí đưa ra pakel đốt.
Trường hợp khí có áp suất thấp, sản phẩm theo đường xả trực tiếp dẫn về bình
100m để tách.
3

6.1.3 Hệ thống máy nén khí
Trong công nghệ khai thác bằng khí nén, trước khi khí được bơm vào giếng cần
phải nén ở một áp suất nhất định. Để đạt tới áp suất theo yêu cầu thì khí phải được nén
qua một hệ thống máy nén khí. Thông thường khi khai thác dầu người ta sử dụng máy
nén khí kiểu pittông.
Tuỳ theo cấu tạo và tác dụng của máy người ta chia ra các loại sau: máy có tác
dụng đơn và máy có tác dụng kép; máy một xilanh hay máy nhiều xilanh.
Theo áp suất và năng suất của máy ngươi ta chia ra làm 4 loại: máy cao áp (60250at); máy trung áp (35-60at); máy thấp át (8-35at); nhóm chân không.
Các máy nén khí được đặt tại trạm. Trong công nghiệp dầu khí người ta thường
dùng các máy di động có áp suất làm việc 60-80at để khởi động giếng. Nếu dùng
không khí để nén người ta phải nắp thêm vào các phin lọc bằng dầu trên đường ống
hút của máy để ngăn ngừa bụi vào xilanh.
6.1.4 Các loại bình tách
Bình tách có nhiệm vụ tách dầu, khí, nước và các vật cứng(cát). Nhưng chủ yếu
là tách khí ra khỏi dầu.
Quá trình tách được thực hiện trên cơ chế sau:
- Thay đổi vận tốc và áp suất chuyển động của sản phẩm khai thác.
- Va đập sản phẩm khai thác trên chướng ngại vật.
- Nhờ lực ly tâm để tách khí có tỷ trọng nhỏ hơn dầu.
- Nhờ trọng lực.

93
Có nhiều loại bình tách khác nhau. Tuỳ thuộc vào áp suất tác động lên bình mà
chia ra thành: bình tách cao áp (16-64at); bình tách trung áp (6-16at); bình tách thấp áp
( 0,6-6at). Tuỳ thuộc vào thế nằm chia ra: bình tách đứng, bình tách ngang.
a Bình tách ngang HΓ C-16
∗ Đặc điểm kỹ thuật của bình tách ngang:
- Áp suất làm việc: 22at
- Áp suất tính toán: 25at
- Áp suất thử: 33at
- Nhiệt độ môi trường: 0-1000C
- Nhiệt độ tính toán của bình: 1000C
- Nhiệt độ cho phép nhỏ nhất: 300C
- Thể tích: 16m3
∗ Nguyên lý làm việc:
- Tách sơ cấp: sản phẩm đi vào cửa thứ nhất, khi gặp tấm chắn dòng chảy thay
đổi hướng chuyển động và tăng tốc độ làm cho nhũ tương của hợp chất bị phá vỡ.
Những giọt chất lỏng có khối lượng lớn được tách ra khỏi hợp chất và rơi xuống bộ
phận tích tụ chất lỏng.
- Tách thứ cấp: hợp chất gồm các giọt chất lỏng có khối lượng nhỏ, sau khi ra
khỏi bộ phận tách sơ cấp chuyển động vào phần tách thứ cấp. Do cấu tạo của phần
tách thứ cấp mà hợp chất tăng tốc độ và chuyển động theo nhiều hướng. Tại đây hợp
chất được phân tán:
+ Các giọt chất lỏng có khối lượng nhỏ tách khỏi hợp chất rơi xuống bộ phận
tích tụ chất lỏng.
+ Khí được tách ra khỏi bộ phận tách thứ cấp được dẫn đến bộ chiết sương mù.
- Bộ chiết sương mù: Khi ra khỏi bộ tách thứ cấp còn chứa một lượng nhỏ chất
lỏng, tại đây chúng tiếp tục được tách: hạt sương chất lỏng được tách ra khỏi khí và rơi
xuống bộ phận tích tụ chất lỏng. Khí khô thoát ra khỏi bộ chiết sương mù đi vào buồng
chứa khí khô và thoát ra ngoài qua cửa thoát khí.
b Bình tách đứng
∗ Nguyên lý làm việc:

94
Hỗn hợp dầu khí đi vào bình tách với áp suất lớn và theo hướng toả tia hướng tâm. Nhờ
có bộ phận chuyển hướng mà hỗn hợp có chuyển động tròn xoắn ốc với vận tốc lớn.
Theo nguyên lý lực ly tâm dầu và nước có khối lượng riêng lớn, có lực ly tâm
lớn nên bám sát thành bình. Khí có khối lượng riêng bé, chiếm phần không gian giữa
thành bình.
Dầu-nước do lực ly tâm dòng chảy và trọng lượng bản thân mà dầu-nước
chuyển động xoắn ốc xuống phía dưới. Khi gặp tấm phẳng do tăng tiết diện dòng chảy
giảm tốc độ và áp suất. Vì vậy dầu và nước có tỷ trọng khác nhau nên được phân lớp:
dầu ở trên, nước ở dưới.
Dầu được dẫn qua vách ngăn để phá vỡ những giọt khí còn sót trong dầu và ra
ngoài qua đường dầu. Khi mực nước vượt quá giới hạn, van xả tự động mở, nước và
cát ở dưới đáy bình được xả ra ngoài.
Khí và những giọt chất lỏng có khối lượng nhỏ chuyển động theo dòng xoáy
hướng lên trên vào cách cửa của xilanh xoáy. Nhờ cấu tạo của xilanh xoáy và chóp
lệnh mà hỗn hợp được tách. Những giọt chất lỏng đã được tách khí, lại rơi xuống qua
ống xả để về buồng chứa chất lỏng. Khí từ chuyển động thẳng đứng đổi hướng chuyển
động ngang gặp các tấm chắn. Tấm chắn có tác dụng tách tiếp các hạt chất lỏng có lẫn
trong khí. Khí sạch được dẫn ra ngoài qua đường thoát khí. Chất lỏng rơi xuống để về
buồng chứa chất lỏng.

95

6.2 Thiết bị lòng giếng

Hình 6.5 Sơ đồ thiết bị lòng giếng khai thác bằng gaslift
Thiết bị lòng giếng được trang bị cho hầu hết tất cả các giếng dầu bằng phương
pháp tự phun cũng như khai thác Gaslift nhằm mục đích tiến hành các quy trình công
nghệ kỹ thuật cần thiết, điều khiển dòng trong suốt quá trình khai thác, sửa chữa,
nghiên cứu giếng nhờ kỹ thuật tời mà không cần phải đóng giếng, dập giếng hay nâng
thả cột ống khai thác. Thiết bị lòng giếng có nhiệm vụ và chức năng sau:
- Cách ly và điều khiển dòng chảy từ đáy giếng đến miệng giếng trong quá trình
khai thác.
- Có khả năng điều khiển các thông số làm việc của giếng theo chế độ tự động và
bán tự động.