- שיטות
- מערכות שאיבה
- מערכת שאיבה מכנית
- מערכת שאיבה הידראולית
- מערכת שאיבה טבולה חשמלית
- מערכת הרמת גז
- בחירת מערכת ייצור מלאכותית
- הפניות
מערכות הייצור המלאכותי הן תהליכים המשמשים בארות נפט להגביר את הלחץ בתוך המאגר ובכך לעודד את הנפט עולה אל פני השטח.
כאשר אנרגיית הדחף הטבעית של המאגר אינה חזקה מספיק כדי לדחוף את השמן לפני השטח, משתמשים במערכת מלאכותית לקבלת חומר רב יותר.
מקור: pixabay.com
בעוד שבארות מסוימות מכילות לחץ מספיק בכדי שהשמן יעלה לפני השטח מבלי שיהיה צורך לבצע גירוי כלשהו, רובן אינן מצריכות מערכת מלאכותית.
מתוך כמיליון בארות נפט וגז המיוצרים בעולם, רק 5% זורמים באופן טבעי, מה שהופך כמעט את כל ייצור הנפט והגז בעולם לתלות בפעילות יעילה של מערכות ייצור מלאכותיות.
אפילו עבור אותם בארות שבהתחלה יש זרימה טבעית לפני השטח, הלחץ הזה מתרוקן לאורך זמן. עבורם, נדרש גם שימוש במערכת מלאכותית.
שיטות
למרות שישנן מספר שיטות להשיג ייצור מלאכותי, שני הסוגים העיקריים של מערכות מלאכותיות הם מערכות משאבה ומערכות הרמת גז.
לדוגמה, בארצות הברית 82% מהבארות משתמשים בנדנדה מכנית, 10% משתמשים במעלית גז, 4% משתמשים במשאבות טבולות חשמליות ו -2% משתמשים במשאבות הידראוליות.
מערכות שאיבה
מערכת שאיבה מכנית
מערכת זו משתמשת בציוד על פני השטח ומתחתיו כדי להגביר את הלחץ ולדחוף פחמימנים לכיוון האדמה. משאבות מכניות הן זרועות הנדנדה הידועות הנראות בבארות נפט לחוף.
על פני השטח נדנדה הנדנדה קדימה ואחורה. הוא מחובר לשרשרת מוטות הנקראת מוטות פראיירים, ששוקעים בבאר.
מוטות הפראיירים מחוברים למשאבת מוט הפראייר, המותקנת כחלק מהצינורות ליד קרקעית הבאר.
כאשר הנדנדה מתנדנדת, זה מפעיל את שרשרת המוט, מוט הפראייר ומשאבת מוט הפראיירית, ופועלת בצורה דומה לבוכנות בתוך גליל.
משאבת מוט הפראיירים מרימה את השמן מתחתית הבאר אל פני השטח. באופן כללי, יחידות המשאבה מופעלות אלקטרונית או באמצעות מנוע בנזין, המכונה מנוע ראשוני.
על מנת שמערכת השאיבה תפעל כראוי, מפעיל מפחית מהירות כדי להבטיח כי יחידת המשאבה נעה בהתמדה.
מערכת שאיבה הידראולית
מערכת שאיבה זו מפעילה משאבה הידראולית מתחתית הבאר, במקום מוטות פראיירים, בכדי להביא את השמן אל פני השטח. ייצור נאלץ נגד הבוכנות, וגורם ללחץ ולבוכנות להרים את הנוזלים אל פני השטח.
בדומה לפיזיקה המיושמת על גלגלי המים המניעים טחנות עתיקות, אנרגיה טבעית משמשת בתוך בור הבאר כדי להביא את הייצור אל פני השטח.
משאבות הידראוליות מורכבות בדרך כלל משתי בוכנות, זו על זו, מחוברות באמצעות מוט שנע למעלה ולמטה בתוך המשאבה.
שתי המשאבות ההידראוליות פני השטח והן המשאבות ההידראוליות התת-קרקעיות מופעלות על ידי שמן נקי שהוצא בעבר מהבאר.
המשאבה על פני השטח שולחת את השמן הנקי דרך הצינורות אל המשאבה ההידראולית המותקנת מתחת לאדמה בחלק התחתון של שרשרת הצינור. נוזלי המאגר נשלחים אל פני השטח באמצעות שרשרת צינורות מקבילה שנייה.
מערכת שאיבה טבולה חשמלית
מערכות שאיבה טבולות חשמליות מעסיקות משאבה צנטריפוגלית מתחת לגובה נוזלי המאגר. המחובר למנוע חשמלי ארוך, המשאבה מורכבת מכמה גלגלים, או להבים, המניעים את הנוזלים בתוך הבאר.
המערכת כולה מותקנת בתחתית שרשרת הצינור. כבל חשמל מריץ את אורך הבאר ומחבר את המשאבה למקור חשמל על פני השטח.
המשאבה הצוללת החשמלית מפעילה ייצור מלאכותי על ידי סיבוב האימפלרים על ציר המשאבה המפעילים לחץ על הנוזלים שמסביב, ומאלצת אותם לעלות לפני השטח.
משאבות טבולות חשמליות הן יצרני המונים, ויכולות להרים יותר מ 25,000 חביות נוזלים ביום.
מערכת הרמת גז
כמערכת ייצור מלאכותית מתפתחת, מעלית הגז מזריקה גז דחוס לבאר כדי להחזיר את הלחץ, ובכך לגרום לו לייצר. גם כאשר באר זורמת ללא הרמה מלאכותית, היא משתמשת לרוב בצורה טבעית של הרמת גז.
הגז המוזרק, בעיקר חנקן, מפחית את הלחץ בתחתית הבאר על ידי הפחתת צמיגות הנוזלים בבאר. זה, בתורו, גורם לנוזלים לזרום ביתר קלות אל פני השטח. בדרך כלל, הגז המוזרק הוא אותו גז ממוחזר שמופק בבאר השמן.
למרות שיש לה מעט מאוד יחידות על פני השטח, מערכת זו היא הבחירה האופטימלית ליישום מחוץ לחוף. למטה חור, גז דחוס מוזרק לתוך טבעת הצינור, נכנס לבאר דרך מספר נקודות גישה, הנקראות שסתומי הרמת גז.
כאשר הגז נכנס לצינור בשלבים שונים אלה הוא יוצר בועות, מקל על נוזלים ומוריד לחץ.
בחירת מערכת ייצור מלאכותית
כדי להשיג את פוטנציאל הפיתוח המרבי מכל באר נפט או גז, יש לבחור במערכת הייצור המלאכותי היעילה ביותר. הקריטריונים המשמשים באופן היסטורי לבחירת המערכת המלאכותית לבאר מסוימת משתנים מאוד בתעשייה:
- ניסיון מפעיל.
- אילו מערכות מלאכותיות זמינות להתקנות באזורים מסוימים בעולם.
- המערכת המלאכותית הפועלת בבארות רצופות או דומות.
- קבע אילו מערכות יושמו במהירות הרצויה ומתוך העומקים הנדרשים.
- הערך רשימות של יתרונות וחסרונות.
- מערכות מומחיות להשליכה ובחירת מערכות.
- הערכת עלויות התחלתיות, עלויות תפעול, כושר ייצור וכו '. בעזרת שימוש בכלכלה ככלי בחירה, בדרך כלל על בסיס ערך נוכחי.
ברוב המקרים, מערכת הייצור המלאכותי שהצליחה הכי טוב בתחומים דומים משמשת קריטריון הבחירה. בנוסף, הציוד והשירותים הזמינים יכולים לקבוע בקלות איזו מערכת ייצור מלאכותית תיושם.
עם זאת, כאשר חלק מהתרחיש ידרוש עלויות משמעותיות כדי לשמור על שיעורי ייצור גבוהים בבארות, כדאי לשקול את רוב שיטות ההערכה והבחירה הזמינות.
הפניות
- Rigzone (2019). איך עובד מעלית מלאכותית? נלקח מ: rigzone.com.
- UNAM (2019). יסודות מערכות ייצור מלאכותיות. נלקח מ: ptolomeo.unam.mx:8080.
- שלומברגר (2019). הרמת מלאכותית. נלקח מ: slb.com.
- פטרוביקי (2019). הרמת מלאכותית. נלקח מ: petrowiki.org.
- ויקיפדיה, האינציקלופדיה החופשית (2019). הרמת מלאכותית. נלקח מ: en.wikipedia.org.