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脈沖技術有效解決海底油井管道堵塞問題

時間:2013-10-30 15:33 來源: 作者:張瑜

新的解堵塞系統提供了及時且具有成本效益的工藝。有效解決海底管道堵塞是石油工業的挑戰,這主要是因為海底管道堵塞是非常復雜的,并且需要很高的成本。

多年來,作業者一直需要鋪設更多的出油管道,同時由于多種因素的限制使判斷堵塞、尋求正確的位置以及找到最好的解決方式都比較困難。一些堵塞只是由于設備的老化或人為失誤造成的,總之,海底管道堵塞的后果有較大的影響,對于海底管道堵塞而言,堵塞影響著立管、出油管、輸油管道、控制管道、管道管匯等的正常工作。

實現遠程操作

一直以來,海底管道堵塞的解決方式都需要較大的成本,這主要是因為需要從鉆機到管道安裝一個連續油管系統或者通過使用遠程操縱潛水器(ROV)或者潛水員進行海底作業干預措施。

Paradigm Flow解決方案研發了Pipe-Pulse作為海底堵塞不介入修復的流量震蕩方法,這首次有效地解決海底堵塞問題。總部位于荷蘭的Paradigm集團的子公司發展了Pipe-Pulse服務。此服務可以實現遠程操作,同時還能定位和消除48 km (30 miles)長距離的管道堵塞。該系統的設計是要通過深水裝置或臍帶式潛水連接主機平臺來解決堵塞,該裝置提供管道或壓力脈沖。

系統由三個工程師操作,通過發送高頻率、低振幅壓力脈沖進入出油管,同時控制好脈沖的長度和壓力,就完全能夠實現遠距離操作。

系統使用一個復雜的控制閥系列,其中,Pipe-Pulse裝置包括在內,能夠通過觸摸屏控制面板自動操作,其信息專有算法可以確定每個脈沖的最佳波結構,甚至有百萬個產生。事實上,Pipe-Pulse裝置可以在堵塞的正面使形成的脈沖注入管道,這些控制脈沖允許能源安全地輸入管道,其遠比單獨使用壓力更有效。

精心設計裝置

管道脈沖工作不僅僅是要破除堵塞,每個項目都是精心設計的,這要依據海底基礎設施考慮堵塞巖屑的清除,但是,一旦一個油井的流量過程中要清除巖屑,有時可能用可溶性化學劑酸化頂替液,如果可能的話,還可以采集到樣品用于數據分析,用于防止下次再發生類似的問題。

系統能夠在10,000 psi條件下進行操作,達到每分鐘5 bbl的流量,它是2 米(6.5 ft)高,1(3.3 ft)米寬,每個裝置操作只需要1,763 lbs,這不需占用很大的空間,其已經在危險區Zone 1得到了很好地測試。除了Pipe-Pulse系統之外,通常情況下,項目中還會使用高壓泵和集裝箱。

一些作業者已經從該技術中獲得了較大的收益,在Talisman Energy’s Hannay海底開發中,Pipe-Pulse實現了Buchan Alpha平臺13.7-km (8.3-mile)的化學注劑的堵塞。據悉,在Shell’s Central North Sea Gannet 的一個15-km (9.1-mile)出油管道經歷了很長時間的堵塞,損失的產量達350 b/d,該系統用了6個小時,解決了堵塞問題。在墨西哥灣,Pipe-Pulse清除了10.3 miles (17 km)的堵塞,重建了Petrobras Americas’ Cottonwood 8-in 的出油管道。

及時發現問題

在北海應用過程中,該系統準確地探測了Janice海底開發Maersk的堵塞,發現鉆桿靈活性失效,這在很大程度上為用戶節約了約US $660,000的費用。

此服務功能被稱為Find-Block即堵塞探測系統,這是由Paradigm研制的,主要用于發現1,000 m (3,330 ft)深度的堵塞。使用該系統可以解決之前必須依賴作業者的DSV干預方案,如果堵塞信息不及時,可能導致很多天的“調查工作”,既浪費時間也浪費成本。

Find-Block系統用管道脈沖系統作動力,并且考慮液體、管道類型和壓力,最終形成一個正確的波速,并與海底基礎設施的一部分相關。

無論在管道還是在海底鉆井,它們都要求非常準確的堵塞探測,這比常規技術要求達到的量值大很多。正確的堵塞探測能夠節省重要的介入時間,如果問題是諸如閥門的斷開或者靈活性受損,該探測系統可以很好地探測出問題所在。

該系統正在進一步發展合并成一個Find-Leak模塊,提供泄漏探測能力,其目前正在試驗階段,其泄漏探測能力將有助于解決泄漏集成問題,一旦泄漏位置確定了,它能夠通過采用內密封技術,排出液體,阻止泄漏發生。因為它減少了潛水員干預的可能性,所以,它屬于快速、及時的服務。

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