오일 및 가스 웰 헤드 장비 분석 : 케이싱 스풀, 티 및 크로스의 기능 및 구조

소개

석유 및 가스 웰 헤드 장비는 지하 웰 보어 및 표면 생산 시스템을 연결하는 중요한 허브입니다. 지하에서 고압, 고온 및 부식성 유체를 견딜 수 있으며 안전한 제어 및 전환 작업을 보장합니다. Wellhead 장비, 케이싱 스풀, 티 및 크로스는 중요한 역할을합니다. 이들은 Wellhead 장비의 구성 요소 일뿐 만 아니라 운영의 안전성과 효율성을 보장하는 핵심입니다.

1. 케이싱 스풀의 기능 및 구조

케이싱 스풀의 기능
케이싱 스풀 Wellhead 장치에서 중요한 압력 부유 구성 요소입니다. 일반적으로 웰 헤드 바닥에, 케이싱 행거 (케이싱 행거)와 BOP (Blowout Preverer) 사이에 설치되며 다음과 같은 기능이 있습니다.
케이싱의 무게를 운반 : 시추 과정에서 케이싱의 각 층은 케이싱 스풀에 의해지지되어 무게와 보조 장비의 무게를 지탱합니다.
압력 밀봉 달성 : 웰 헤드에는 여러 개의 케이싱 고리 (케이싱 고리)가 있습니다. 케이싱 스풀은 오일 및 가스 크로스 흐름을 방지하기 위해 행거와 밀봉 장치를 설치하여 각 레벨에서 케이싱 고리의 독립적 인 밀봉을 달성합니다.
환형 작업을위한 인터페이스 제공 : 케이싱 스풀의 측면 배출구는 배수 밸브와 압력 모니터링 장치에 연결하여 환형 가중치, 배수 또는 모니터링 작업에 편리합니다.
구조적 특징
본체 : 고강도 합금강 (일반적인 재료 AISI 4130)으로 단조되며 압력 저항력이 높고 충격 저항이 있습니다. 작업 압력은 일반적으로 2,000psi와 15,000psi 사이입니다.
교수형 장치 : 케이싱 행거가 내부에 설치되어 낮은 케이싱 스트링을 수정합니다.
밀봉 시스템 : 일반적인 밀봉 형태에는 금속 씰, 고무 씰 또는 결합 된 씰이 포함되어 고리의 고압 밀봉 성능을 보장합니다.
측면 배출구 : 일반적으로 밸브, 압력 게이지 및 배수 장치 설치를 위해 2 ~ 4 개의 측면 콘센트가 구성됩니다. 인터페이스 표준은 일반적으로 API 6A 플랜지 연결 사양을 준수합니다.

2. 티와 십자가의 기능과 구조

기능 개요
Tees and Crosses는 Wellhead 및 Manifold 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 종종 초크 매니 폴드, 파쇄 파이프 라인 또는 테스트 장치에 설치됩니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
유체 전환 및 합류 : 웰 헤드 생성 유체를 초크 밸브, 파쇄 펌프, 테스트 장비 등과 같은 다양한 방향으로 안내하거나 여러 유체를 병합하여 후속 가공 시스템으로 운반합니다.
압력 모니터링 및 제어 : 측면 포트를 통해 압력 게이지 또는 센서를 설치하여 실시간 압력 모니터링을 달성하고 작동 안전을 보장합니다.
여러 작동 장비 연결 : 파쇄, 산화 및 잘 수리와 같은 복잡한 작업 조건에서 TEE 및 Crosses는 다중 웨이 병렬 작업의 요구를 충족시키기 위해 유연하게 구성 될 수 있습니다.
티와 십자가의 차이점
TEES (TEES) : 단일 브랜치 유체 전환 또는 주입에 적합한 "T"모양의 입구와 2 개의 콘센트가 있습니다.
십자가 (4 방향) : "크로스"모양의 흡입구와 3 개의 콘센트가있어 스로틀링, 파쇄 및 역압 파이프 라인과 같은 다중 웨이 병렬 작업 조건에 적합합니다.
구조 및 디자인 기능
제조 공정 : 고강도 단조 강철이 사용되고, 내마모성 및 충격 저항을 개선하기 위해 열처리가 사용되며, 표면은 일반적으로 반응 방지 코팅으로 처리됩니다.
연결 방법 : 일반적인 연결 방법에는 API 플랜지 연결, 나사산 연결 또는 빠른 클램프 연결이 포함되어있어 현장에서 빠른 설치 및 분해에 편리합니다.
내부 공동 설계 : 내부 흐름 채널은 흐름 저항과 침식을 줄이고 서비스 수명을 높이기 위해 최적화되었습니다. 파쇄 조건의 경우, 내벽에 내마비에 스프레이하여 모래 침식에 저항 할 수 있습니다.
압력 수준 : 일반적인 압력 수준은 5,000psi, 10,000 psi 및 15,000 psi로, 다른 웰 헤드 압력 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.

3. Wellhead 시스템에서 세 가지의 시너지 효과

케이싱 스풀, 티 및 크로스는 독립적으로 작동하지 않지만 Wellhead 작업에서 함께 작동합니다.
케이싱 스풀은 기본 베어링 및 밀봉을 제공합니다. 웰 헤드 구조의 "골격"을 구성하고 상부 장비를지지하며 다른 환형 압력을 분리합니다.
Tees and Cross는 완전한 유체 할당 및 압력 제어 : 멀티 아웃렛 설계를 통해 Wellhead 유체 전환, 압력 감지 및 외부 장비 액세스를 달성 할 수 있습니다.
전체 시스템의 안전성 및 유연성 :이 모듈 식 설계는 시추, 파쇄, 잘 수리 및 테스트와 같은 다양한 운영 요구 사항을 충족하기 위해 우물을 적응할 수있게합니다.

4. 표준, 자료 및 선택 권장 사항

표준 사양
API 6A : "웰 헤드 장비 및 크리스마스 트리"는 Wellhead 장비의 설계, 제조 및 테스트의 주요 국제 표준입니다.
ISO 10423 : 전세계 석유 및 가스 산업에 적용되는 API 6A와 동등한 국제 표준.
NACE MR0175 : 황화수소 응력 균열을 방지하기위한 HATS 조건에 대한 재료 요구 사항.
재료 선택
정상적인 조건 : AISI 4130 위조 강철, 강도와 강인성이 좋습니다.
사워 조건 : CRA (부식성 합금) 또는 410SS, 17-4PH와 같은 스테인레스 스틸을 사용하여 부식 저항성을 향상시킵니다.
고압 및 고온 (HPHT) 조건 : 장기 안정성을 보장하려면 특수 합금 강 또는 니켈 기반 합금이 필요합니다.
선택점
웰 헤드 압력에 따라 적절한 압력 수준 (2,000 psi ~ 15,000 psi)을 선택하십시오.
작업 조건 (부식 미디어, 온도, 연마 성)에 따라 재료를 선택하십시오.
인터페이스 표준 및 웰 헤드 시스템 호환성 (API 6A 플랜지 크기)을 고려하십시오.

5. 미래의 트렌드

고압 및 고온 적응성 : 전통적인 오일 및 가스의 개발로 Wellhead 장비는 20,000 PSI 이상의 압력 부유 용량을 가져야합니다.
개선 된 부식 및 내마모성 : 고급 재료 및 코팅 공정을 사용하여 장비 수명을 높이십시오.
지능형 개발 : Wellhead에서 실시간 데이터 수집 및 원격 제어를 달성하기위한 통합 압력 모니터링 센서, 안전 및 자동화 수준 향상.