فلو کنترل ولو جدید و تزریق چاه نفت

فلو کنترل ولو جدید و تزریق چاه نفت

فلو کنترل ولو تزریق چاه نفت گزینه مناسبی است. ولو دیافراگم آب بندی مستقیم مزایایی را برای کاربردهایی فراهم می‌کند که به محدوده Cv بیشتر، دقت بالاتر و کنترل مایع چند فاز نیاز دارند.

دیافراگم آب بندی مستقیم شیر مزایایی را برای کاربردهایی فراهم می‌کند. آنها به محدوده Cv بیشتر، دقت بالاتر و کنترل مایع چند فاز نیاز دارند.
در این سیستم تزریق آب با سیستم‌های کنترل جریان چندگانه برای دوز دادن آب شیرین در پایه چاه‌های نفت انجام می‌شود. همانطور که در تصویر فوق مشاهده می‌کنید ردیف پایین‌تر اجزای تشکیل دهنده ولوهای دیافراگمی آب بندی مستقیم تمام استیل هستند.

برای پاسخگویی به این خواسته‌ها، مهندسان باید اغلب در مورد طرح‌ها و دیزاین‌ها تجدید نظر کنند. در نتیجه انتخاب فلو کنترل ولو کلید موفقیت است.

گزینه‌های محبوب شامل گلاب ولو با استم بالا رونده، شیرهای توپی چرخشی و شیر صنعتی کشویی است.

هر یک از این انواع شیرها با فشار فزاینده، دمای شدید و مقاومت شیمیایی ارائه می‌شوند. آنها همچنین در رنج‌های مختلف جریان هستند.

نوع جدیدی از شیر کنترل جریان

نوع جدیدی از شیر کنترل جریان به دلیل کارایی، به ویژه برای کاربردهای دوز و تزریق، در حال افزایش مصرف و آگاهی فزاینده نسبت به آنها توسط مهندسان و دست اندرکاران هستند.

ولوهای دیافراگمی آب بندی مستقیم با عملگر گنبدی که بیش از ۱۰ سال برای کنترل فشار برگشتی استفاده می‌شوند، برای استفاده به عنوان شیر کنترل جریان سازگار هستند.

به ویژه برای فرآیندهایی که به طیف وسیعی از جریان، دقت بالا، جریان دو فازی و سایر پارامترهای خاص نیاز دارند، بسیار مناسب هستند. این شیرآلات اغلب انتخاب خوبی برای نارسایی‌هایی هستند که با روش‌های سنتی حل نمی‌شود.

کاربرد تزریق چاه نفت

شرکت Intermountain Electronics (IE) ، ارائه‌دهنده راه حل‌های مهندسی سفارشی برای صنعت نفت بالادست و میانی جریان نفت است. IE توسط یک شرکت بزرگ انرژی برای طراحی سیستم تزریق آب خودکار چند چاه حفظ شد.

در سیستم تزریق برای تزریق آب در پایه چاه‌های نفت مورد نیاز بود. به این منظور که از متبلور شدن نمک تولید شده در داخل دهانه چاه جلوگیری شود. تجمع نمک در چاه‌ها در حالی بود که نفت خام به سطح زمین آورده شد. در نتیجه منجر به مشکلات مربوط به تعمیر و نگهداری تجهیزات سطح و خرابی میدان نفتی می‌شد.

دوز دقیق آب در این شرایط مهم بود. زیرا به تعادل داشتن آب کافی برای جلوگیری از تبلور نیاز داشت، اما نه خیلی بیشتر.

هرگونه آب بیش از حداقل نیاز، حجم مورد نیاز برای تصفیه، انتقال یا تزریق مجدد به زمین از طریق چاه‌های دفع آب شور را افزایش می‌دهد. همه اینها بر اقتصاد تولید نفت تأثیر می‌گذارد.

آب مورد استفاده در این نوع فرآیند تزریق چاه نفت به دلیل مقررات زیست محیطی باید با دقت انجام شود.

این سیستم تزریق چاه نفت یک کاربرد دشوار بود. زیرا فشار چاه بسیار متغیر است و جریان مورد نیاز از چاهی به چاه دیگر متفاوت است.

میزان جریان تزریق آب مورد نیاز در محدوده ۵۰:۱ متفاوت بود. افت فشار موجود در محدوده ۲۲:۱ متفاوت بود.

ضریب دریچه حاصل (Cv) مورد نیاز برای این لغزش‌های دوز، از یک نسبت ۱:۲۳۰ متغیر است. این بیش از توانایی‌های معمول شیر کنترل است.

فاز یک

در فاز یک طراحی سیستم دوز، گلاب ولوهای کنترل استاندارد برای کنترل جریان از طریق هر خط تزریق استفاده شد. گلاب ولوها به تنهایی توانایی تأمین محدوده ۲۳۰: ۱ Cv مورد نیاز برای کنترل جریان‌های مختلف در برنامه را ندارند.

مهندسان شرکت IE ولوهای فشار برگشتی دیافراگمی آب بندی شده را با گلاب ولوهایی برای افزایش رنج کنترل فلو کوپل کردند.

در نتیجه یک سیستم دوز نیاز مورد نیاز را برآورده می‌کند. با استفاده از این روش ولوها، بیست لغزش دوز دارنده تزریق آب شیرین به ۱۲۷ چاه نفت با موفقیت در طول فاز یک اجرای سیستم پیاده سازی شد.

فاز دو: ساده سازی طرح

در طول فاز دو توسعه طراحی، پیشنهاد شد که از ولوهای دیافراگم آب‎‌‌بندی مستقیم به عنوان شیرهای کنترل جریان فعال به جای دریچه‌های فشار برگشتی غیرفعال استفاده شود. از آنجا که در گذشته از بین انواع شیر صنعتی از این شیرها برای کنترل جریان استفاده شده بود، مهندسان نسبت به انجام این کار خوش بین بودند. این راه حل به طور کلی نیاز به شیرهای کنترل با دیزاین گلاب ولو را از بین می‌برد. همچنین طراحی را ساده می‌کند و هزینه هر لغزش را کاهش می‌دهد.

‌ولو دیافراگم آب بندی مستقیم

ولو دیافراگم آب بندی مستقیم در کنار کنترل کننده الکترونیکی فشار در یک حلقه PID با یک ترانسمیتر جریان برای کنترل جریان در محدوده وسیعی از CV کار می‌کند.

ولو دیافراگم آب بندی مستقیم از دهانه‌های متعدد و نقطه تنظیم فشار مرکزی پنوماتیک در بالای دیافراگم برای ایجاد کنترل دقیق در محدوده وسیعی از جریان استفاده می‌کند.

یک کنترل کننده فشار مرکزی الکترونیکی با یک کنترل کننده  (PID) ارتباط برقرار می‌کند تا نقطه تنظیم پنوماتیک مناسب را به ولو دیافراگم برساند. در حلقه کنترل فشار یا حلقه کنترل جریان می‌تواند به همان اندازه کار کند.

چند تغییر در فرآیند فاز یک انجام شد تا شیر دیافراگم آب بندی مستقیم بتواند در کنترل جریان عمل کند تا کنترل فشار برگشت.

یک کنترل کننده PID همچنان جریان را از یک ترانسمیتر جریان کنترل می‌کند. اما این بار فشار پیلوت را روی ولو دیافراگم آب بندی مستقیم تنظیم می‌کند تا جریان تحت کنترل باشد.

در این پیکربندی، جریان با افزایش فشار مرکزی کاهش می‌یابد و برعکس، جریان با کاهش فشار مرکزی افزایش می‌یابد.

کنترل کننده PID به جای حالت معکوس رایج‌تر، به حالت مستقیم تغییر می‌یابد. زیرا با این ولو جدید، در پاسخ به افزایش جریان، فشار باید افزایش یابد. این پاسخ معکوس شیر کنترل جریان با دیزاین گلاب ولو است.

پس از آن تنظیمات جزئی، سیستم فاز دو به خوبی کار می‌کند. آزمایش‌های گسترده نشان می‌دهد که می‌تواند محدوده Cv مورد نیاز برای کاربرد میدان نفتی را ارائه دهد. شرکت IE سیستم جدید را به مشتری بزرگ انرژی خود پیشنهاد داد و قرارداد فاز دو را برنده شد. طراحی سیستم فاز دو نه تنها ساده و هزینه کمتری داشت، بلکه دامنه وسیع‌تری از CV را نسبت به طرح فاز یک پوشش می‌داد.

در نظر گرفتن کنترل فشار مرکزی

برای تأمین فشار مرکزی به گنبد ولو دیافراگم آب بندی شده مستقیم در کل محدوده فشار تغذیه، به یک کنترل کننده فشار با وضوح بالا نیاز است.

انتخاب کنترلر با وضوح بالا مهم بود. در این حالت، مهندسان شرکت، استفاده از یک کنترل کننده فشار الکترونیکی تجاری با دو ولو متناسب را انتخاب کردند. تا بتوانند مصرف گاز را به حداقل برسانند.

کنترل کننده‌های فشار مرکزی برای کار به منبع گاز تحت فشار نیاز دارند. برای لغزش‌های تزریق، IE یک سیستم تقویت کننده هوای فشار بالا برای تامین گاز خلبان طراحی و نصب کرد.

فلو کنترل ولوها در بسیاری از طراحی‌ها به خوبی به مهندسان خدمت می‌کنند. اما در کاربردهایی که به دامنه Cv بیشتر، دقت بالاتر، کنترل سیال چند فاز یا سایر عناصر پیچیده نیاز دارند، یک ولو دیافراگم آب بندی مستقیم مزایایی را ارائه می‌دهد که باید مورد توجه قرارگیرند.

در این مقاله به نوآوری این شرکت در زمینه فلو کنترل ولو جدید و تزریق چاه نفت پرداختیم. همچنین با سیستم‌های جدیدی در این زمینه آشنا شدیم.
فراموش نکنید برای دریافت مشاوره فنی و یا استعلام قیمت با مشاورین فنی پتروصدف تماس بگیرید.

منبع :

https://www.piprocessinstrumentation.com/valves-actuators/article/21137463/case-study-new-flow-control-valve-addresses-

demanding-oil-well-injection-application