オイルおよびガスの坑口機器の分析：ケーシングスプール、ティー、交差の機能と構造

導入

オイルアンドガスの坑口機器は、地下の井戸と表面生産システムを接続する重要なハブです。安全な制御と迂回操作を確保しながら、地下からの高圧、高温、腐食性液に耐える責任があります。坑口機器では、ケーシングスプール、ティー、クロスが重要な役割を果たします。それらは、坑口機器のコンポーネントであるだけでなく、運用の安全性と効率を確保するためのコアでもあります。

1。ケーシングスプールの機能と構造

ケーシングスプールの機能
ケーシングスプール Wellheadデバイス内の重要な圧力を含むコンポーネントです。通常、ケーシングハンガー（ケーシングハンガー）とブローアウト予防装置（BOP）の間の坑口の下部に設置され、次の機能があります。
ケーシングの重量を運ぶ：掘削プロセス中に、ケーシングの各層はケーシングスプールによって支えられ、その重量と補助装置の重量を負担します。
圧力シーリングの達成：坑口には複数のケーシング環（ケーシング環）があります。ケーシングスプールは、オイルとガスのクロスフローを防ぐためにハンガーとシーリング装置を設置することにより、各レベルでケーシング環状の独立したシーリングを実現します。
環状操作のための界面の提供：ケーシングスプールの側面は、排水バルブと圧力監視装置に接続できます。これは、環状の重み付け、排水または監視操作に便利です。
構造的特徴
本体：高強度合金鋼（一般的な材料AISI 4130）で偽造されているため、高圧抵抗と耐衝撃性があります。作業圧力は通常、2,000 psiから15,000 psiです。
ハンギングデバイス：ケーシングハンガーは、下げられたケーシングストリングを固定するために内部に取り付けられています。
シーリングシステム：一般的なシーリングフォームには、金属シール、ゴムシール、または結合されたシールが含まれ、環の高圧シーリング性能を確保します。
サイドアウトレット：一般的に、バルブ、圧力ゲージ、および排水装置を設置するために2つまたは4つの側面が構成されています。インターフェイス標準は通常、API 6Aフランジ接続仕様に準拠しています。

2。ティーと交差の関数と構造

関数の概要
ティーと交差は、坑口および多様体システムの重要なコンポーネントです。多くの場合、チョークマニホールド、破壊パイプラインまたはテストデバイスに設置されます。主な機能には次のものが含まれます。
流体の迂回と合流点：坑口生成された流体を、チョークバルブ、破砕ポンプ、試験装置などなどのさまざまな方向に導き、複数の液体をマージして、その後の処理システムに輸送します。
圧力の監視と制御：リアルタイムの圧力監視を実現し、運用上の安全性を確保するために、サイドポートに圧力計またはセンサーを取り付けます。
複数の操作機器を接続する：破壊、酸性化、井戸修理などの複雑な労働条件下では、TEEと十字架を柔軟に構成して、マルチウェイパラレル操作のニーズを満たすことができます。
ティーと十字架の違い
TEES（TEES）：シングルブランチの液体迂回または注入に適した「T」形状の1つの入口と2つのコンセントがあります。
Crosses（4-way）：スロットリング、破砕、逆圧力パイプラインの接続などのマルチウェイの平行な作業条件に適した「交差」形状の1つの入り口と3つのコンセントがあります。
構造および設計機能
製造プロセス：高強度の鍛造鋼が使用され、耐摩耗性と耐衝撃性を改善するために熱処理され、通常、表面は腐食防止コーティングで処理されます。
接続方法：一般的な接続方法には、APIフランジ接続、スレッド接続、またはクイッククランプ接続が含まれます。これは、現場での迅速な設置と分解に便利です。
内部空洞設計：内部フローチャネルは、流れ抵抗と侵食を減らし、サービス寿命を延ばすために最適化されています。破壊状態の場合、砂の侵食に抵抗するために、内壁に耐摩耗性の材料を吹き付けることができます。
圧力レベル：一般的な圧力レベルは5,000 psi、10,000 psi、15,000 psiであり、異なる坑口圧力要件を満たすことができます。

3。坑口システムにおける3つの相乗効果

ケーシングスプール、ティー、クロスは独立して動作しませんが、坑口操作で一緒に動作します。
ケーシングスプールは、基本的なベアリングとシーリングを提供します。坑口構造の「スケルトン」を構成し、上部機器をサポートし、異なる環状圧力を分離します。
ティーと交差は、完全な流体の割り当てと圧力制御：マルチアウトレット設計を通じて、井戸の流体迂回、圧力検出、外部機器アクセスを実現できます。
システム全体の安全性と柔軟性：このモジュール設計により、掘削、破砕、井戸の修理、テストなどのさまざまな運用要件を満たすために、坑口が非常に適応性が高くなります。

4。標準、材料、および選択の推奨事項

標準仕様
API 6A：「坑口機器とクリスマスツリー」は、坑口機器の設計、製造、テストの主要な国際標準です。
ISO 10423：世界の石油およびガス産業に適用可能なAPI 6Aに相当する国際標準。
NACE MR0175：硫化水素ストレスの亀裂を防ぐためのH₂S条件の材料要件。
材料の選択
通常の条件：AISI 4130鍛造鋼、高強度と良好なタフネス。
酸っぱい条件：CRA（腐食耐性合金）または410SS、17-4phなどのステンレス鋼を使用して、耐食性を改善します。
高圧と高温（HPHT）条件：長期的な安定性を確保するには、特別な合金鋼またはニッケルベースの合金が必要です。
選択ポイント
坑口圧力に従って、適切な圧力レベル（2,000 psi〜15,000 psi）を選択します。
労働条件（腐食性媒体、温度、研磨性）に従って材料を選択します。
インターフェイス標準とウェルヘッドシステムの互換性（API 6Aフランジサイズ）を検討してください。

5。将来の傾向

高圧および高温の適応性：型破りな石油とガスの開発により、坑口機器は20,000 PSI以上の圧力をかける容量を持っている必要があります。
腐食と耐摩耗性の改善：高度な材料とコーティングプロセスを使用して、機器の寿命を延ばします。
インテリジェント開発：井戸でリアルタイムのデータ収集とリモートコントロールを実現するための統合圧力監視センサー、安全性と自動化レベルの改善。