شیر درخت کریسمس چیست؟

درخت کریسمس یکپارچه، واحدی تجمیع‌شده است که در آن شیر اصلی پایینی، شیر اصلی بالایی و یک شیر فلاشینگ در یک مجموعه واحد ترکیب شده‌اند. این امر باعث صرفه‌جویی در زمان عملیاتی اپراتورها در حین نصب می‌شود.

سرچاهو درخت کریسمس

سرچاه (Wellhead) قطعه‌ای است که در سطح یک چاه نفت یا گاز قرار دارد و پشتیبانی ساختاری و رابطی برای تجهیزات حفاری و تولید فراهم می‌کند.

وظیفه اصلی دهانه چاه، ایجاد یک نقطه اتکا و وسیله آب‌بندی فشار برای رشته پوششی است که از کف چاه تا تجهیزات کنترل فشار سطح زمین امتداد دارد.

در حین حفاری چاه، فشار سطح زمین توسط فوران‌گیر (BOP) کنترل می‌شود. اگر فشار در حین حفاری توسط ستون سیال حفاری کنترل نشود، ممکن است دیواره چاه، دهانه چاه و فوران‌گیر دچار پارگی شده و منجر به حادثه فوران شود.

پس از اتمام حفاری، عملیات تکمیلی برای ایجاد ارتباط با سنگ مخزن و تشکیل مجرایی برای جریان سیال چاه انجام می‌شود. درخت کریسمس نصب شده در بالای دهانه چاه، کنترل فشار سطحی را امکان‌پذیر می‌کند و شامل شیرهای ایزوله و چوک‌هایی برای تنظیم جریان سیال چاه در طول تولید است.

دهانه چاه معمولاً به اولین رشته پوششی جوش داده می‌شود و در حین حفاری در جای خود ثابت می‌شود و ساختار کامل چاه را تشکیل می‌دهد. برای چاه‌های اکتشافی که بعداً رها می‌شوند، می‌توان دهانه چاه را بازیابی، نوسازی و دوباره استفاده کرد.

در خارج از ساحل، به چاه‌هایی که روی سکوهای تولید قرار دارند، چاه‌های سطحی گفته می‌شود؛ اگر در زیر آب قرار داشته باشند، چاه‌های زیر دریا یا چاه‌های گلی نامیده می‌شوند.

مشخصات طراحی

مشخصات صنعتی سیستم‌های سرچاهی (شامل مواد، ابعاد، رویه‌های آزمایش و میزان فشار) عبارتند از:

API 6A: مشخصات تجهیزات سرچاهی و درختی

ISO 10423: استاندارد تجهیزات سرچاهی و درختکاری

شیر درخت کریسمس چیست؟

شیر درخت کریسمس سیستمی متشکل از شیرها، چوک‌ها، لوله‌کشی و ابزار دقیق است که به دلیل شباهتش به یک درخت کریسمس تزئین شده به این نام شناخته می‌شود. تأکید بر این نکته ضروری است که شیر درخت کریسمس از دهانه چاه جدا است؛ این شیر به عنوان پلی بین شرایط درون چاهی و شرایط سطحی عمل می‌کند. پس از شروع تولید، این شیرها در بالای دهانه چاه نصب می‌شوند تا جریان سیالات تولیدی را به سمت بیرون هدایت و کنترل کنند.

این شیرها اهداف بسیار دیگری مانند کاهش فشار، تزریق مواد شیمیایی، نظارت بر تجهیزات ایمنی و رابط‌های الکتریکی برای سیستم‌های کنترل را نیز برآورده می‌کنند. آنها معمولاً هم در چاه‌های نفت زیر دریا در سکوهای فراساحلی و هم در چاه‌های سطحی استفاده می‌شوند. این سری از قطعات برای استخراج ایمن نفت، گاز طبیعی و سایر منابع سوختی مدفون در اعماق زمین ضروری هستند و نقاط اتصال اصلی را برای همه جنبه‌های چاه فراهم می‌کنند.

تصویر بالا یک درخت کریسمس ساده با پنج شیر را نشان می‌دهد، اما سیستم‌های شیر واقعی درخت کریسمس اغلب بسیار پیچیده‌تر هستند. اکثر شیرهای درخت کریسمس به صورت سفارشی ساخته می‌شوند و توضیح اصول کار خاص همه انواع آنها را دشوار می‌کند.

شیر اصلی پایینی

شیر اصلی پایینی، شیری است که برای کنترل جریان از دهانه چاه به مجموعه درخت استفاده می‌شود. در بیشتر موارد، این شیر به صورت دستی کار می‌کند و در طول تولید در حالت محدود و نیمه باز باقی می‌ماند.

شیر اصلی بالایی

شیر اصلی بالایی یک وسیله ایمنی است که در صورت خرابی شیر اصلی پایینی یا در حین نگهداری درخت کریسمس استفاده می‌شود. این شیر معمولاً از راه دور کنترل می‌شود و پس از دریافت سیگنال ایمنی، به طور خودکار بسته می‌شود تا جریان ورودی به درخت متوقف شود.

شیر بال را بکشید

شیر قطع کن (Kill Valve) یکی دیگر از شیرهای دستی است که به عنوان نقطه اتصال برای تزریق عمل می‌کند. سیالاتی مانند مهارکننده‌های خوردگی، متانول و فرمول‌های کم آبی می‌توانند از طریق این شیر تزریق شوند. آنها همچنین به عنوان شیرهای بازویی جانبی یا شیرهای بال ثانویه شناخته می‌شوند.

شیر بالدار تولیدی + شیر ایزوله

شیر بال تولید (Production Wing Valve) معمولاً ۱۸۰ درجه روبروی شیر بال کشنده (Kill Wing Valve) قرار می‌گیرد. این شیر، قطعه‌ای است که به طور خودکار عمل می‌کند و برای باز ماندن به فشار هیدرولیک مثبت نیاز دارد. در مواقع اضطراری یا تعمیر و نگهداری، از تزریق/جریان به داخل چاه جلوگیری می‌کند و معمولاً با یک چوک (choke) برای کنترل جریان و فشار درون چاه ترکیب می‌شود. این چوک به عنوان "شیر آب" برای جریان سوخت در نظر گرفته می‌شود و کنترل جریان را برای این قطعه حیاتی می‌سازد.

شیر سواب + درپوش و گیج

شیر سواب (Swab Valve) یکی دیگر از شیرهای دستی است که یک مسیر عمودی مستقیم برای عملیات درون چاهی فراهم می‌کند. درپوش T و گیج فشار به عنوان نشانگرهای بصری باز بودن شیر عمل می‌کنند. به عنوان مثال، اگر شیر قطع جریان باز و شیر سواب بسته باشد، گیج فشار باید 0 psi (بدون فشار) را نشان دهد، در حالی که اگر شیر تولید باز و شیر سواب نیز باز باشد، گیج فشار باید مقدار مشخص شده توسط اپراتور چاه را نشان دهد. آنها همچنین ممکن است شامل شیرهای دمای دیجیتال و سایر سیستم‌های نظارتی برای اطمینان از ایمنی چاه باشند، زیرا شیرهای دستی بیش از حد، امکان خطای انسانی را فراهم می‌کنند.

خلاصه

انتخاب شیر درخت کریسمس صرفاً به خرید برند یا اندازه مناسب محدود نمی‌شود. شیرهای درخت کریسمس تجهیزاتی با طراحی ویژه هستند که باید با تمام سیستم‌های دیگر در عملیات حفاری، از جمله پمپ‌ها، سیستم‌های کنترل، دستگاه‌های ایمنی و سایر قسمت‌های چاه، مطابقت داشته باشند.

سرچاه یا درخت کریسمس؟ تفاوت چیست؟

در صنعت نفت و گاز، اصطلاحات «سرچشمه» و «درخت کریسمس» اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. با این حال، سرچشمه و درخت کریسمس تجهیزات کاملاً متفاوتی هستند. هر دو برای تولید نفت و گاز بسیار مهم هستند و مجهز به شیرآلات و سایر وسایل برای کمک به کنترل و هدایت جریان مواد می‌باشند.

سرچاه (Wellhead) فشار را در طول عملیات حفاری و تولید کنترل می‌کند. این وسیله که در سطح چاه، بین لوله جداری و کف دکل قرار دارد، دسترسی ایمن و کنترل‌شده به چاه فعال را فراهم می‌کند. سرچاه از لوله جداری پشتیبانی می‌کند و آب‌بندی‌های فشاری را برای رشته لوله جداری فراهم می‌کند. در طول حفاری، از فوران‌گیر (BOP) پشتیبانی می‌کند؛ در طول تکمیل حفاری، از سر شکست هیدرولیکی (FRAC) پشتیبانی می‌کند؛ و پس از تکمیل، از درخت تولید پشتیبانی می‌کند. سرچاه در طول مراحل حفاری، تکمیل و تولید وجود دارد.

هدف اصلی درخت کریسمس کنترل جریان ورودی و خروجی منابع (معمولاً نفت یا گاز) از چاه در حین تولید است. پس از اتمام فرآیند حفاری، درخت کریسمس به محل منتقل شده و روی دهانه چاه نصب می‌شود. درخت کریسمس شامل مجموعه‌ای از شیرها، نیپل‌ها، ابزار دقیق و چوک‌ها است.

یک مجموعه درخت کریسمس معمولی در مجموع شامل پنج دریچه است که هر کدام عملکرد خاصی دارند:

شیر قطع جریان:این شیر، سیالاتی مانند گل حفاری یا آب نمک را برای کنترل فشار به داخل چاه تزریق می‌کند. این شیر معمولاً در طول فعالیت‌های مداخله‌ای و نگهداری چاه برای «از کار انداختن» چاه، یعنی کنترل فشار و توقف جریان سیال، استفاده می‌شود.

شیر سواب:شیر سواب که در بالای درخت کریسمس قرار دارد، دسترسی به چاه را برای عملیات سیم‌کشی یا لوله‌گذاری مارپیچی فراهم می‌کند. این امر امکان مداخله در چاه، نگهداری یا قطع درختان را بدون از بین بردن چاه فراهم می‌کند. این شیر نقش حیاتی در عملیات نگهداری و عیب‌یابی ایفا می‌کند.

شیر بال تولیدی:این شیر جریان نفت و گاز را از چاه به تأسیسات تولید کنترل می‌کند. می‌توان آن را برای شروع یا توقف تولید باز یا بسته کرد و همچنین برای تنظیم جریان به منظور بهینه‌سازی تولید یا مدیریت مشکلات احتمالی مانند تولید شن و ماسه استفاده می‌شود.

شیر اصلی بالایی:شیر اصلی بالایی یکی از شیرهای جداسازی اصلی است که قادر به قطع کامل جریان از چاه است. این شیر معمولاً در مواقع اضطراری برای توقف سریع و مؤثر جریان نفت و گاز استفاده می‌شود و محافظت حیاتی برای ایمنی و حفظ محیط زیست را فراهم می‌کند.

شیر اصلی پایینی:شیر اصلی پایینی یکی دیگر از شیرهای جداسازی اصلی است که عملکردی مشابه شیر اصلی بالایی دارد. این شیر، افزونگی ایجاد می‌کند و تضمین می‌کند که در صورت خرابی شیر اصلی بالایی به هر دلیلی، یک شیر پشتیبان برای بستن چاه در دسترس باشد. داشتن هر دو شیر اصلی بالایی و پایینی، انعطاف‌پذیری بیشتر و اقدامات ایمنی پیشرفته‌تری را برای اپراتورها فراهم می‌کند.

این اجزا با هم کار می‌کنند تا فشار را تنظیم کنند، جریان را کنترل کنند و دسترسی به چاه را در طول مراحل تکمیل و تولید فراهم کنند. نام آن از شباهتش به یک درخت کریسمس تزئین شده گرفته شده است. این تجهیزات حیاتی نقش مهمی در عملیات درون چاهی، کاهش فشار، تزریق مواد شیمیایی، نظارت بر چاه، ترکیب و نرخ جریان و بازخورد موقعیت شیر ​​و چوک ایفا می‌کنند.

چگونه از آب‌بندهای نوع S و نوع FS در سرچاه‌ها و درختان کریسمس استفاده می‌شود؟

آب‌بندهای S-Type و FS-Type با قالب‌گیری دقیق که توسط CDI تولید می‌شوند، دارای فنرهای ضد اکستروژن هستند که برای فشار بالا و محدوده دمایی وسیع مناسب می‌باشند. آب‌بندهای S-Type و FS-Type حداکثر مقاومت اکستروژن را در محیط‌های آب‌بندی با فشار بالا و دمای بالا (HPHT) ارائه می‌دهند. آب‌بندهای S-Type ما به عنوان جایگزین‌های پیشرفته برای آب‌بندهای T یا O-ring سه‌تکه سنتی با پشتیبان شناخته می‌شوند. فنرهای کمربند فلزی در عناصر آب‌بندی الاستومری با طراحی منحصر به فرد ادغام شده‌اند. این امر آنها را قادر می‌سازد تا در برابر شکاف‌های اکستروژن بزرگ (تا 0.125 اینچ) مقاومت کنند. آب‌بندهای FS-Type در کاربردهایی با شکاف‌های اکستروژن بزرگتر یا جایی که قطر تجهیزات ممکن است متناقض باشد، استفاده می‌شوند و به عنوان جایگزینی برای آب‌بندهای S-Type عمل می‌کنند. آب‌بندهای FS-Type فنرهای کمربند فلزی را با عناصر آب‌بندی الاستومری با طراحی منحصر به فرد ترکیب می‌کنند. این طرح می‌تواند مناطقی را که نیاز به انحراف زیاد آب‌بند دارند، آب‌بندی کند تا تغییرات در لوله‌ها، پوشش‌ها یا اجزای با قطر بزرگ را جبران کند. آب‌بند FS یک آب‌بند با قطر داخلی و سطح مقطع ضخیم‌تر است که برای شکاف‌های اکستروژن بزرگتر و سطوح پوششی ناهموارتر استفاده می‌شود.

شرکت CDI با استفاده از مواد لاستیک نیتریل (NBR)، لاستیک نیتریل هیدروژنه (HNBR) و فلوروالاستومر (FKM)، آب‌بندهای S-Type و FS-Type با کیفیت بالا و سفارشی و در اندازه‌های استاندارد صنعتی تولید می‌کند تا نیازهای منحصر به فرد مشتریان در زمینه آب‌بندی را برآورده سازد و در طول چرخه تجاری آنها، به سرعت آنها را تأمین نماید.

درخت کریسمس یا مونتاژ سرچاهی؟

درخت کریسمس مجموعه‌ای از شیرآلات، سرشیرها و اتصالات است که برای چاه‌های نفت، چاه‌های گاز، چاه‌های تزریق آب، چاه‌های دفع زباله، چاه‌های تزریق گاز، چاه‌های میعانات گازی و سایر انواع چاه‌ها استفاده می‌شود. نام آن از شباهتش به یک درخت کریسمس تزئین شده گرفته شده است.

اغلب، اصطلاحات «سر چاه» و «درخت کریسمس» به جای یکدیگر استفاده می‌شوند؛ با این حال، آنها تجهیزات کاملاً متفاوتی هستند. برای استفاده از درخت کریسمس، باید سر چاه وجود داشته باشد؛ با این حال، یک سر چاه می‌تواند در طول عملیات حفاری بدون درخت کریسمس نیز وجود داشته باشد. چاه‌های سطحی تولیدی که به پمپ نیاز دارند (واحدهای پمپاژ، تلمبه‌های سرکش و غیره) معمولاً از هیچ درخت کریسمسی استفاده نمی‌کنند زیرا نیازی به آب‌بندی تحت فشار نیست.

در طول چند دهه گذشته، پیچیدگی منیفولدهای درختی افزایش یافته است. آنها معمولاً از بلوک‌های فولادی حاوی چندین شیر ساخته می‌شوند، نه اینکه از چندین شیر فلنجی مونتاژ شوند.

وظیفه اصلی درخت، کنترل جریان ورودی یا خروجی سیالات، معمولاً نفت یا گاز، است.

درخت‌های کریسمس اغلب عملکردهای اضافی مختلفی از جمله نقاط تزریق مواد شیمیایی، وسایلی برای عملیات درون چاهی، وسایل کاهش فشار (مانند تهویه حلقه‌ای) و نقاط اتصال برای نظارت بر درخت و چاه (به عنوان مثال، اتصالات برای دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار، دما، خوردگی، فرسایش، تشخیص شن، جریان، ترکیب سیال، بازخورد موقعیت شیر ​​و چوک، سنسورهای فشار و دمای درون چاهی (DHPT) و غیره) را ارائه می‌دهند.

هدف از مونتاژ سرچاهی چیست؟

در چاه‌های تولیدی، مواد شیمیایی، الکل‌ها یا فرآورده‌های نفتی ممکن است برای جلوگیری و/یا حل مشکلات تولید (مانند انسداد) تزریق شوند. مجموعه سرچاه همچنین برای کنترل تزریق گاز یا تزریق آب در چاه‌های تولیدی یا غیر تولیدی به منظور حفظ سطح «تولید» اقتصادی برای سایر چاه‌های منطقه (میدان نفتی) استفاده می‌شود. سیستم کنترل متصل به مجموعه سرچاه، شیر ایمنی درون چاهی (SCSSV) را کنترل می‌کند، در حالی که مجموعه سرچاه به عنوان اتصال و مجرای بین سیستم کنترل و SCSSV عمل می‌کند.

همانطور که می‌بینید، حتی در این نمودار شماتیک از یک درخت کریسمس، پنج شیر وجود دارد. آنها عبارتند از شیر بالدار چوک (Choke Wing Valve)، شیر سواب (Swab Valve)، شیر بالدار تولیدی (Production Wing Valve)، شیر اصلی بالایی (Upper Master Valve) و شیر اصلی پایینی (Lower Master Valve). هنگامی که اپراتورها، چاه و تأسیسات آماده تولید و دریافت نفت یا گاز هستند، شیرها باز می‌شوند و به سیالات سازند اجازه می‌دهند تا به داخل و از طریق خطوط لوله جریان یابند. درک محل این شیرها و نقش آنها در انتقال گاز طبیعی از چاه به مشتری مهم است.

تعاریف اجزا

دو شیر پایینی، شیرهای اصلی (فوقانی و تحتانی) نامیده می‌شوند، زیرا در مسیر جریانی قرار دارند که سیالات چاه باید از آن عبور کنند تا به سطح برسند.

شیر اصلی پایینی معمولاً به صورت دستی عمل می‌کند، در حالی که شیر اصلی بالایی اغلب به صورت هیدرولیکی فعال می‌شود.

شیرهای بالدار هیدرولیکی مدل درخت کریسمس معمولاً به صورت بسته و ایمن در برابر خرابی طراحی می‌شوند، به این معنی که برای باز ماندن به فشار هیدرولیک مداوم نیاز دارند.

شیر سمت راست معمولاً به عنوان شیر بال تولیدی یا شیر بال جریان شناخته می‌شود، زیرا در مسیر جریان منتهی به تأسیسات تولیدی قرار دارد.

شیر سمت چپ معمولاً به عنوان شیر بالدار چوک شناخته می‌شود. این شیر عمدتاً برای تزریق سیالاتی مانند بازدارنده‌های خوردگی یا متانول برای جلوگیری از تشکیل هیدرات استفاده می‌شود.

شیر بالایی، شیر سواب (Swab Valve) نام دارد که در مسیر مورد استفاده برای عملیات درون چاهی مانند عملیات سیم‌کشی و لوله‌های مغزی قرار دارد. «چوک» وسیله‌ای است که می‌تواند ثابت یا قابل تنظیم باشد و برای موارد زیر استفاده می‌شود:

کنترل جریان گاز، که به عنوان حجم نیز شناخته می‌شود؛ یا

ایجاد فشار پایین‌دست، که به عنوان فشار معکوس نیز شناخته می‌شود.

امیدواریم این مطلب به شما در درک بهتر تفاوت بین یک چاه و یک درخت کریسمس کمک کند. با این حال، اگر سوالی دارید، لطفاً با ما تماس بگیرید.

تماس: جسی ژو

موبایل/واتساپ: +0086-18109206861

Email: energy@landrilltools.com