PETROM EPS Mentenanta

TEACHER

PROGRAM DE

PERFECTIONARE PROFESIONALA

Tema 13: Echipamente mecanice din industria extractiva de petrol si gaze - Echipamente statice -

2011

1

Echipamente mecanice din industria extractiva de petrol si gaze

- Echipamente statice -

Material pentru perfectionare profesionala

Traducere, compilare, redactare: Ing. Paul Popescu Sef Serviciu Tehnic si Fiabilitate

2

CUPRINS

1. Echipamente pentru prevenirea eruptiilor 3 1.1 Instalatii de prevenire a eruptiilor 1.2 Prevenitoare de eruptie 1.3 Masuri de protectie a muncii 2. Echipament pentru exploatarea sondelor..................................................14 2.1 Exploatarea sondelor - notiuni introductive 2.2 Sisteme de exploatare a sondelor 2.3 Echiparea sondelor pentru extractie 2.4 Echipament pentru exploatarea sondelor 2.5 Capul de coloana 2.6 Dispozitivul pentru suspendarea tevilor de extractie 2.7 Capul de eruptie 2.8 Dispozitive pentru reglarea debitului de titei si gaze 2.9 Capul de pompare 2.10 Montare, intretinere, reparatii 2.11 Masuri de protectie a muncii 3. Echipament pentru transportul si depozitarea titeiului si gazelor ..28 3.1 Conducte de titei, gaze, apa 3.2 Montarea conductelor 3.3 Intretinerea si controlul conductelor 3.4 Repararea conductelor 3.5 Armaturi 3.6 Rezervoare 3.7 Masuri de protectie a munii 3.8 Coroziunea si mijloace de combatere a acesteia 4. Echipamente tehnologice in extractia titeiului si gazelor51 4.1 Recipiente sub presiune. Clasificare. Constructie. Rol 4.2 Separatoare 4.2.1 Separatoare verticale 4.2.2 Separatoare orizontale 4.2.3 Alte tipuri de separatore 4.2.4 Montare, intretinere, reparatii, masuri de protectie a munii 4.3 Echipamente pentru transfer termic 4.3.1 Aspecte generale 4.3.2 Schimbatoare de caldura - tipuri principale 4.3.3 Cazane de abur 4.3.4 Exploatarea, intretinerea si repararea cazanelor de abur 4.4 Echipamente pentru tratarea apei de alimentare a instalatiilor tehnologice 4.5 Masuri de tehnica a securitatii si protectie a muncii pentru exploatarea si mentenanta vaselor sub presiune.

3

ECHIPAMENTE MECANICE IN INDUSTRIA EXTRACTIVA DE TITEI SI GAZE NATURALE

ECHIPAMENTE STATICE

1. Echipamente pentru prevenirea eruptiilor

In cursul operatiunilor de foraj, punere in productie sau exploatare a sondelor de titei si gaze, stratele productive cu presiuni mari pot provoca manifestari eruptive. La sondele in lucru, presiunea stratelor este echilibrata cu ajutorul presiunii exercitata de coloana fluidului de foraj sau a unui alt fluid de circulatie. Cand presiunea din strat este mai mare decat presiunea coloanei de fluid, se produce o manifestare eruptiva. Daca manifestarea eruptiva devine necontrolata, ea se transforma in eruptie libera, urmata de accidente tehnice foarte grave. O manifestare eruptiva poate fi sesizata din faza incipienta, prin gazeificarea fluidului de circulatie sau prin cresterea anormala a nivelului de fluid in rezervoarele de circulatie. Combaterea manifestarilor eruptive se poate face prin mai multe cai, ca: ingreuierea fluidului de circulatie, inchiderea gurii sondei, operatii sub presiune si circulatie inversa. Toate sondele, in foraj sau exploatare, cu posibilitati eruptive, trebuie sa fie dotate cu instalatii de prevenire de constructie adecvata.

1.1 Instalatii de prevenire a eruptiilor

Instalatiile de prevenire a eruptiilor sunt ansambluri de echipamente de inchidere, montate pe ultima coloana tubata cu destinatia de a asigura controlul presiunii din sonda si de a evita eruptiile libere. Exista numeroase constructii de instalatii de prevenire. In Figura 1.1 este reprezentata o instalatie uzuala de prevenire a eruptiilor, formata din subansamblurile: - prevenitorul de eruptie orizontal 1, prevazut cu doua dispozitive de inchidere: inchiderea spatiului inelar si inchiderea totala; - prevenitor de eruptie 2, prevazut cu dispozitiv de inchidere cu bac inelar, ce permite inchiderea suplimentara a spatiului inelar (pe suprafata de orice forma si dimensiune), precum si manevrarea etansa a garniturii de foraj;

Figura 1.1

4

- flansa dubla 3, ce serveste la asamblarea prevenitorului orizontal la coloana de burlane tubata; - manifoldul de eruptie 4, racordat la iesirile laterale ale prevenitorului 1 si flansei duble 3;

- teul de evacuare a fluidului de foraj 5; - instalatia de actionare 6, ce asigura manevrarea de la distanta a

prevenitoarelor de eruptie si a robinetelor manifoldului, cu ajutorul energiei hidraulice produse, inmagazinate si distribuite de la un grup de presiune (acumulator hidropneumatic), plasat la o anumita distanta de gura sondei;

Suplimentar, comanda prevenitoarelor si a dispozitivelor aferente se poate realiza de la un pupitru de comanda 7, plasat pe podul sondei la indemina sondorului-sef.

Actionarea hidraulica este dublata de o actionare manuala, ce poate fi efectuata cu ajutorul bratelor de manevra 8. La sondele in exploatare, de regula, se monteaza doar prevenitoare, fara manifold si fara instalatie de actionare. Instalatiile de prevenire a eruptiilor se pot clasifica dupa destinatie (pentru foraj, extractie sau alte scopuri), dupa numarul si tipul prevenitoarelor, dupa energia utilizata pentru actionare (manuale, mecanice, hidraulice) si dupa presiunea si dimensiunea nominala.

Instalatiile de prevenire se caracterizeaza printr-o serie de parametri constructivi si functionali:

Diametrul sectiunii de trecere, indicat in inch/mm, permite sa se cunoasca diametrul maxim al sculelor ce pot trece prin instalatie (sape, burlane, scule, etc)

Dimensiunea nominala, indicata in inch caracteristica ce impreuna cu presiunea nominala indicata in daN/cm2 (bar) defineste flansa de racordare a prevenitorului.

Presiunea nominala, indicata in daN/cm2, este presiunea maxima la care poate fi supusa instalatia de prevenire a eruptiilor in cursul exploatarii. Se fabrica in gama de presiuni nominale stabilite pentru utilaj petrolier (70, 140, 210, 350, 700 si 1050 daN/cm2.)

Toate subansamblele componente, care in timpul utilizarii intra in contact direct cu presiunea fluidului din put (prevenitoarele, mosoarele, flansa dubla, robinetele, duzele reglabile etc.) trebuie sa fie construite pentru o presiune de lucru egala sau mai mare decit presiunea nominala a instalatiei.

Presiunea de proba, indicata in daN/cm2, este presiunea la care sunt incercate elementele componente, pentru a se constata eventualele defecte de material sau executie. Aceasta proba se executa doar de intreprinderile constructoare sau reparatoare. Valoarea presiunii de proba, pentru toate elementele supuse la presiuni interioare pina la 35 Mpa (350 daN/ cm2) si dimensiuni pina la 355,6mm (14in) este egala cu dublul presiunii nominale. La presiuni si dimensiuni nominale mai mari, presiunea de proba este o data si jumatate presiunea nominala.

Tipul si numarul prevenitoarelor de eruptie componente indica posibilitatile de utilizare a instalatiei.

5

Gama de bacuri, indicata in inch, precizeaza diametrele nominale ale materialului tubular(tevi, prajini, burlane) pe care se pot inchide prevenitoarele. In gama de bacuri este inclusa si dimensiunea 0- bacul pentru inchiderea totala a gurii sondei. Prevenitoarele orizontale necesita pentru fiecare dimensiune de material tubular o dimensiune corespunzatoare de bacuri. Prevenitoarele verticale hidraulice au un singur bac inelar, ce asigura inchiderea pe orice forma si dimensiune (in anumite limite) Fig. 1.2.

Figura 1.2

Dimensiunea nominala a flansei duble, indicata in daN/cm2, precizeaza posibilitatea de montare a instalatiei de prevenire pe coloane tubate, de diferite dimensiuni. Flansa superioara are dimensiunile prevenitorului inferior, iar flansa inferioara, o dimensiune egala sau mai mare.

Dimensiunile nominale ale manifoldului de eruptie precizeaza dimensiunea si presiunea nominala a flanselor de asamblare cu racordul de scurgere prin duze reglabile si cu racordul pentru circulatie inversa.

Presiunea de actionare hidraulica a bacurilor indicata prin intervalul dintre presiunea maxima (peste care se deterioreaza cilindrii de actionare) si presiunea minima (ce asigura inchiderea eficace a bacurilor, cind prevenitorul e supus in interior la presiunea nominala.

Volumul nominal al acumulatorului hidropneumatic si volumul disponibil de actionare. Volumul nominal exprimat in litri reprezinta capacitatea instalatiei de a inmagazina energie hidraulica, in diferite regimuri de functionare. Acest volum e umplut partial cu azot si partial cu ulei. Odata cu refularea lichidului din interior, presiunea scade si volumul nominal nu poate fi folosit integral. Cantitatea de lichid sub presiune care poate fi refulata intre presiunea

capac

garnitura

corp

piston

6

minima de regim si presiunea minima de actionare a prevenitoarelor reprezinta volumul disponibil.

Volumul de fluid necesar pentru inchiderea si deschiderea unei perechi de bacuri, indicat in litri, determina numarul de inchideri deschideri ce poate fi efectuat cu ajutorul volumului disponibil de actionare.

Dimensiunile de gabarit, indicate in milimetri, sunt necesare pentru amplasarea subansamblurilor instalatiei de prevenire a eruptiilor in cadrul instalatiei de foraj. In tara noastra se fabrica mai multe tipuri de instalatii de prevenire(IP1, IP2, HDF, HT). Instalatiile se noteaza indicand simbolul instalatiei, diametrul sectiunii de trecere exprimat in inch si marimea presiunii maxime de lucru, in daN/cm2 (IP1-8in x210; IP2-12in x210; HDF-9in x700)

1.2 Prevenitoare de eruptie

Sint dispozitive complexe, robuste, servind la inchiderea etansa a gurii sondei, in caz ca sonda da semne de manifestare, pentru a preveni eruptiile libere.

Prevenitoarele de eruptie sunt principalele subansambluri componente ale unei instalatii de prevenire. Destinatia lor este sa asigure:

- inchiderea spatiului inelar dintre coloana de burlane si materialul tubular introdus la put;

- manevrarea etansa a garniturii introdusa la put; - inchiderea totala a gurii sondei, cand este libera;

- posibilitatea de racordare a unor dispozitive auxiliare pentru reglarea presiunii din sonda;

- asigurarea unui sens unic de circulatie a fluidului prin interorul materialului tubular aflat la put ;

- inchiderea spatiului inelar la gura sondei in cursul rotirii prajinilor sau a manevrarii lor sub presiune;

- obturarea completa a orificiului interior al garniturii de prajini sau de tevi (canaua pentru prajina patrata);

Realizarea constructiva a unui prevenitor, care sa asigure integral toate functiunile de mai sus nu e rationala si uneori nu este posibila. De aceea, s-au realizat prevenitoare specializate, ce executa doar partial aceste operatii. Prevenitoarele se pot clasifica dupa mai multe criterii : dupa destinatie(foraj, extractie); dupa directia de deplasare a bacurilor (orizontale, verticale); dupa numarul dispozitivelor de inchidere (simple, duble, triple); dupa forma bacurilor (plate, cilindrice, cu sectiune ovala, inelare, tubulare); dupa modul de actionare a bacurilor (manuala, mecanica, hidraulica, combinata).

7

a. Prevenitorul de eruptie, tip reprezentativ In Figura 1.3 este reprezentata schema unui prevenitor de eruptie orizontal,

considerat ca tip reprezentativ. Elementele sale componente, modificate din punct de vedere constructiv, se intilnesc si la celelalte tipuri de prevenitoare.

b a Figura 1.3

Corpul 1-confectionat din otel aliat turnat/forjat, prevazut cu ghidaje interioare, solidarizate printr-o manta. Are un orificiu interior vertical pentru trecerea sapei, a burlanelor sau sculelor. La partea superioara si inferioara, corpul e prevazut cu flanse pentru racordarea manifoldului de eruptie, a racordului de scurgere etc. Lateral are ferestre inchise cu capace etanse, care permit accesul la bacuri. Suprafetele interioare ale corpului sunt inclinate spre interior pentru a permite scurgerea fluidului de circulatie si evitarea depunerilor.

Organele de obturare 2(bacuri) pot inchide spatiul inelar (intre peretii interiori ai orificiului vertical al prevenitorului si materialul tubular care trece prin el), sau obturarea completa a acestui orificiu. Bacul (fig.1.3, b) este format din garnituri de cauciuc incastrate in armatura metalica si o tija de actionare. Constructia bacului asigura:

- un efect de autoalimentare, in sensul ca fortele ce actioneaza asupra carcasei bacului, in vederea inchiderii, refuleaza garnitura de cauciuc, in directia suprafetelor de etansare pina la obturarea interstitiilor libere;

- autoetansarea, in sensul ca presiunea din interiorul sondei creeaza o forta suplimentara de apasare pe bacuri in directia inchiderii prevenitorului;

- posibilitatea de inlocuire comoda si rapida; - centrarea materialului tubular fata de orificiul de trecere al

prevenitorului;

8

Dispozitivele de actionare a bacurilor 3 pot fi manevrate mecanic sau hidraulic. La prevenitoarele moderne, de obicei, sunt servomotoare hidraulice cu piston, numite verine, dublate de mecanisme cu surub, ce permit atat actionarea hidraulica cat si manuala a bacurilor.

b. Prevenitoare de eruptie orizontale

Prevenitoarele de eruptie orizontale au bacuri ce executa o miscare de translatie orizontala in cursul manevrelor de inchidere-deschidere. Aceste prevenitoare sunt foarte raspandite si sunt realizate intr-o gama foarte larga de tipodimensiuni. Exista prevenitoare simple, duble si triple; cu bacuri avind forma plata, cilindrica cu sectiune rotunda sau ovala. Actionarea bacurilor, la tipurile mai vechi, se face manual sau mecanic cu ajutorul unor mecanisme cu surub, iar tipurile modern, atit manual, cit si hidraulic, cu ajutorul unor verine. Prevenitorul orizontal simplu cu actionare mecanica tip B1, se utilizeaza la extractie sau, numai perechi, la foraj. Are dezavantajul unei greutati si inaltimi mari.

Prevenitorul orizontal dublu, cu bacuri plate, cu actionare mecanica, tip B2 (Fig. 1.4) se foloseste mai mult la extractie.

Dispozitivul de inchidere, montat in corpul turnat 1 e format din doua perechi de bacuri 2care se pot deplasa in sensul inchiderii si deschiderii, prin rotirea tijelor filetate dreapta-stinga 3.

Una din tijele 3 este prelungita cu o axa cardanica de manevra 4 ce permite actionarea manuala sau mecanica de la distanta.

Manevrarea simultana a unor perechi de bacuri este asigurata prin transmisia cu lant 5, ce cupleaza cele doua tije. Garnitura bacurilor pentru prajini este prevazuta cu o suprafata plana orizontala A, ce asigura etansarea intre corp si bac, cu o suprafata plana verticala B, ce asigura etansarea intre bacuri si cu o suprafata cilindrica verticala C, ce asigura etansarea intre bac si prajini. La garnitura bacurilor totale, etansarea se face numai pe suprafetele A si B.

Figura 1.4

9

Centrarea prajinilor de foraj, in cursul inchiderii bacurilor, este asigurata prin camele triunghiulare de ghidaj D. Schimbarea bacurilor se executa prin fereastra frontala a corpului, dupa demontarea capacului 6. Tijele sint etansate cu presgarnituri la trecerea prin capac. Prevenitorul orizontal dublu cu actionare hidraulica, reprezinta tipul cel mai raspindit la foraj. Bacurile sint formate dintr-o garnitura de cauciuc avind partea frontala in forma de U sau dublu T, incastrata intr-o carcasa metalica. Au constructie similara cu bacurile prevenitoare mecanice. Bacurile sunt actionate fiecare de catre un verin(Fig.1.5), destinat actionarii hidraulice a bacurilor, format dintr-un piston 1, ce se deplaseaza intr-un cilindru 2, sub actiunea presiunii fluidului de actionare, de obicei de deschidere A sau B.

Figura 1.5

Etansarea pistonului 1 fata de cilindrul 2 este realizata prin garnituri de cauciuc 3 in forma de L, V, U, O iar a pistonului 1 fata de tija 4 precum si a cilindrului 2, in raport cu capacele 5 si corpul 6 prin garnituri in forma de O, montate frontal sau cilindric. Aceste garnituri sint supuse doar la presiunea fluidului de actionare.

Pachetul de garnituri 7, montat intre corpul 6 si tija 4 a pistonului, trebuie sa asigure o etansare in dublu sens, impiedicind atit patrunderea fluidului de actionare din camera de deschidere in interiorul prevenitorului cit si trecerea fluidului de foraj in camera de deschidere. Actionarea hidraulica a bacurilor este de obicei dublata printr-un dispozitiv de inchidere manuala cu surub, antrenat prin rotirea unei tije 8, ce se poate deplasa axial. La unele constructii, tija 8 nu se deplaseaza axial cind este rotita. Deschiderea prevenitorului se face numai hidraulic.

Schimbarea bacurilor se executa prin deschideri laterale ale corpului, obturate prin capace simple in suruburi, sau la tipurile moderne, prin capace rabatabile cu bacul si verinul de actionare al acestuia. In tara noastra se realizeaza si prevenitoare orizontale, cu deschidere laterala, cu actionare hidraulica, simple (OSH) sau duble (ODH).

10

Figura 1.6

Prevenitoarele cu deschidere frontala tip DF, au ferestre cu capace pe partea frontala. Capacele se pot rabate in jurul unor balamale, impreuna cu bacurile si verinele aferente. Reprezinta o solutie constructiva moderna(Fig.1.6).

Bacurile sunt actionate fiecare de catre un servomotor hidraulic (Fig.1.7). deschiderea prevenitorului se face numai hidraulic, iar daca inchiderea s-a executat manual, cu tija 6, aceasta trebuie deblocata in prealabil.

Figura 1.7

Prevenitorul DF are o rezistenta mare la presiuni interioare, o greutate redusa si un sistem de distributie si alimentare hidraulica a verinelor format din relee, conducte si colectare.

Garnitura bac

tija

bac

capac bac corp circuit hidraulic

11

Prevenitoarele triple tip T au trei dispozitive de inchidere(tip DF), montate intr-un corp comun. Dispozitivul din mijloc are bacuri pentru inchidere totala. Este un prevenitor de conceptie originala romaneasca. Prevenitoarele pentru tevi de extractie sunt de tip SE(similar cu tipul B1) cu bacuri cilindrice sau plate, actionate individual in mod manual, sau de top ODM(orizontal, dublu, cu bacuri ovale si cu actionare manuala). Prevenitoarele pentru prajini de pompare tip SM(Fig. 1.8), se monteaza pe capul de pompare al sondelor in pompaj, cu caracter semieruptiv, in scopul controlului presiunilor din interiorul tevilor de extractie, in timpul operatiilor de interventie.

Figura 1.8

c. Montarea, intretinerea si repararea

Probe. Instalatiile de prevenire a eruptiilor se supun unui complex de probe, care sa garanteze functionarea lor sigura, in cele mai grele conditii de lucru. In general se pot face urmatoarele probe, in atelierele de reparatii:

- verificari dimensionale si de calitate a suprafetelor la piesele componente care prezinta o importanta deosebita(suprafete de etansare, canale si inele de etansare, filete, garnituri);

- verificarea calitatii materialelor, la piesele importante; - probe hidraulice de etanseitate(la sonde), la presiunea normala; - probe functionale(manevre de inchidere-deschidere); La sonda, dupa punerea in functiune, se fac probe care se repeta apoi periodic

conform regulamentelor de prevenire a eruptiilor. Montarea. Toate componentele instalatiei de prevenire sunt supuse la probe

de receptie, in atelierul mecanic, inainte de a le aduce la sonda. Elementele componente se transporta neambalate, demontate in subansambluri.

Ansamblul format din prevenitoare si flansa dubla se monteaza pe flansa simpla a coloanei tubate, observand: - inelele de etansare si canalele aferente sa fie perfect curate si sa nu prezinte urme de deformatii; - strangerea piulitelor si prezoanelor sa se faca corect;

12

- prevenitoarele se ancoreaza de fundatii prin tiranti; - prevenitoarele trebuie echipate corect cu bacuri, tije, etc.; - rotile de manevra se reazema pe suporturi si se scot in afara substructurii. Pe fiecare roata se pun etichete cu numarul de rotatii necesar inchiderii complete. - montajul manifoldului de eruptie conform cererii; - grupul de presiune se instaleaza la circa 20m de axa sondei; - pupitrul de comanda se monteaza pe podul sondei; Dupa montaj se face punerea in functiune conform normelor in vigoare. Intretinerea. Operatiile de intretinere curenta sunt simple dar trebuie bine cunoscute si respectate cu strictete:

- proba de actionare manuala si hidraulica a bacurilor de inchidere de la pupitrul de comanda si de la grupul de presiune. Se verifica timpul de inchidere a bacurilor si de oprire a pompei dupa refacerea presiunii din acumulator.

- verificarea nivelului de ulei din rezervorul grupului de presiune si la pompa duplex a grupului de presiune;

- verificarea scurgerilor din conducte; - verificarea presiunii azotului din acumulator; - verificarea pozitiei bacurilor si calitatii garniturilor; - efectuarea probei de etanseitate a inchiderii bacurilor; - gresarea robinetelor de la manifoldul de eruptie; - schimbarea uleiului de ungere si a fluidului de actionare(o data la 6 luni); - schimbarea setului de garnituri de cauciuc al bacurilor si a organelor de obturare de la duzele reglabile; - remedierea oricaror deranjamente provenite din uzura, greseli sau alte cauze; Repararea. In general, reparatiile la elementele instalatiilor de prevenire constau in inlocuirea unor piese uzate, cu piese noi livrate de intreprinderea constructoare. Deoarece majoritatea reperelor sunt confectionate din otel aliat turnat, tratate termic, nu se pot repara reperele uzate folosind sudura.

La sonda se pot efectua numai inlocuiri de piese(garnituri de cauciuc, bacuri, prezoane, suruburi, piulite, inele metalice de etansare) sau subansambluri: aparate hidraulice complet asamblate (distribuitoare, ventile, supape de siguranta si retinere, manometre), robinete si duze reglabile, pompe, acumulatoare si prevenitoare complete.

La atelierele mecanice, se poate face in plus inlocuirea unor repere si subansambluri care necesita operatii de demontare-montare mai pretentioase (piese ale aparatelor hidraulice, verine si mecanisme de actionare, ansambluri la pompele hidraulice de actionare).

La atelierele sau firmele de reparatii se executa suplimentar reparatii asupra corpurilor, capacelor, robinetelor, executind rectificarea suprafetelor cilindrice sau plane de etansare, repararea ghidajelor de translatie a bacurilor, repararea gaurilor filetate etc.

13

1.3 Masuri de protectie a muncii

Pentru asigurarea securitatii muncii, se vor respecta regulile din Instructiunile Proprii de Protectia Muncii, specifice lucrarilor de reparatii si testare utilaj petrolier in atelierele mecanice. Personalul care repara si testeaza aceste echipamente trebuie sa cunoasca si sa respecte cu strictete Cartea Tehnica a instalatiei de prevenire a eruptiilor. Nu se pot monta la gura sondei instalatii care prezinta defectiuni, care sunt incomplete sau care nu au fost verificate si probate, in prealabil, intr-un atelier amenajat corespunzator in acest scop. Nici un subansamblu al instalatiei nu va fi probat, in santier, la o presiune mai mare decat presiunea nominala, nici dupa reparatie, nici dupa montare. Nu este permisa imbinarea sau repararea prin sudare a elementelor manifoldului de eruptie, a pieselor turnate din instalatie sau a acumulatorului de ulei. Grupul de presiune se monteaza la circa 20m de gura putului. Sania grupului de presiune si baraca sa metalica se vor lega la priza de pamant. Racordarea instalatiei electrice a grupului de presiune la reteaua electrica se face printr-un intrerupator automat. Acumulatorul de ulei va fi incarcat numai cu azot. Orice interventie(demontarea unor repere, transport) se va face numai dupa descarcarea presiunii din interiorul acumulatorului de ulei, prin robinet special de scurgere. Demontarea racordurilor intre conductele comenzii hidraulice, grupul de presiune, pupitrul de comanda si prevenitoarele de eruptie este permisa numai dupa scoaterea circuitelor hidraulice de sub presiune. La punerea in functiune, inainte de introducerea presiunii in circuitele hidraulice, se vrifica daca gura putului este libera. Rotile bratelor de manevra pentru inchiderea manuala a prevenitoarelor de eruptie si duzele reglabile se vor monta in exteriorul substructurii, la o inaltime accesibila, astfel incat sa fie posibila o manevra usoara. Intre rotile de manevra si gura putului se vor monta paravane de protectie, pe care se va scrie vizibil, pentru fiecare roata in parte, sensul de rotatie si numarul de rotatii necesare inchiderii.

14

2. Echipament pentru exploatarea sondelor

2.1 Exploatarea sondelor - notiuni introductive

Extragerea titeiului si gazelor de zacamant se face prin sonde si prin minerit(doar titeiul). Mineritul se aplica in cazul zacamintelor situate la mica adincime, care nu mai au presiune, curgerea titeiului fiind gravitationala. In mod obisnuit se foloseste ca metoda secundara de exploatare. Mineritul este aplicat la noi la Monteoru in jud Prahova si la Derna-Tatarus in Bihor. Titeiul, drenat prin peretii galeriilor, este colectat pe canale si jgheaburi intr-un bazin central, de unde este pompat la suprafata. Un alt procedeu in minerit consta in aducerea la suprafata a nisipului imbibat cu titei si apoi reuperarea lui prin diverse metode (tratare termica sau solventare). Marea majoritate a productiei de titei si gaze se obtine prin sonde, care se impart in doua categorii: - sonde de titei prin care se extrage in principal titei. Concomitent sunt extrase si gazele care exista in zacamant impreuna cu titeiul, dizolvate in acesta sau libere. - sonde de gaze prin care se extrag doar gaze provenite din zacamintele de gaze naturale sau din capul de gaze al zacamintelor de titei. Prin sondele de gaze se pot obtine uneori unele cantitati de hidrocarburi lichide numite condensat, ca efect al fenomentului de condensare retrograda. Cu titeiul si gazele se extrag si cantitati mai mari sau mai mici de apa, provenita prin avansarea limitei apa-titei sau apa-gaze, sau chiar din zacamant unde exista impreuna cu acestea.

2.2 Sisteme de exploatare a sondelor

Pentru ridicarea la suprafata a fluidelor patrunse in gaura de sonda este necesara o energie care sa invinga forta gravitationala. Pentru o tona de titei, aceasta energie este exprimata prin relatia:

En=10000 H

En=energia necesara (J) H=inaltimea de ridicare de la media perforaturilor la suprafata, in m.

Cata vreme energia continuta de fluidele intrate in gaura de sonda este superioara energiei ce se consuma in realitate pentru ascensiunea titeiului, sonda va produce singura. Suntem in perioada in care sonda este exploatata eruptiv. De cele mai multe ori, energia totala continuta de fluide in prima parte a perioadei eruptive este mult mai mare decit energia ce se consuma pentru ascensiune, asa ca fluidele sosite la suprafata, in special gazele, contin inca o mare cantitate de energie.

15

In momentul in care Et < Econs pentru aducerea titeiului la suprafata este necesara o energie suplimentara. In functie de modul in care este furnizata aceasta energie suplimentara, extractia titeiului se clasifica in: - extractia prin eruptie artificiala(gaz-lift) atunci cand sunt injectate in sonda gaze sub presiune, a caror energie de expansiune ajuta la ascensiunea titeiului; - extractia prin metode mecanice(pompaj, pistonat, lacarit), din care principala metoda este pompajul de adancime, atunci cand se introduc in sonda diverse dispozitive care sunt actionate de la suprafata. In concluzie, sistemele de exploatare a sondelor sunt: - eruptia naturala; - eruptia artificiala; - pompajul de adancime; - alte sisteme sau sisteme auxiliare;

2.3 Echiparea sondelor pentru extractie

Utilajul cu care sondele se echipeaza pentru extractie se alege in functie de metoda de extractie care urmeaza a se aplica(eruptie naturala, eruptie artificiala, pompaj etc), precum si de conditiile in care se va face extractia (debite, presiune, adincime, etc). Utilajul de fund al sondelor cuprinde in primul rind, tevile de extractie la care se adauga, in functie de metoda de extractie si de necesitati, diverse elemente si dispozitive, ca pachere de productie, supape de lucru (la sondele in eruptie), pompe de adincime si prajini de pompare (la sondele in pompaj)etc. Utilajul de suprafata al sondelor cuprinde in principal: -instalatia de la gura sondei(cap de eruptie, cap de pompare etc.) -instalatia de pompare in cazul sondelor in pompaj.

2.4 Echipament pentru exploatarea sondelor

La sondele in eruptie naturala titeiul ajunge la suprafata datorita energiei proprii din zacamint. Cand energia proprie scade, se injecteaza in sonda gaze comprimate care creeaza presiunea si conditiile necesare ridicarii titeiului la supratafata, prin eruptie artificiala. Orice sonda eruptiva sau in eruptie artificiala va fi prevazuta cu o instalatie de captare, montata pe gura putului, care sa corespunda conditiilor de rezistenta, siguranta si manevra, cerute de presiunea sondei respective, pentru a se evita eruptiile libere si a controla presiunea sondei. Instalatiile de captare se compun din: capul de coloana, capul de eruptie/pompare si dispozitivul de suspendare a tevilor de extractie. Toate componentele se construiesc pentru mai multe presiuni de lucru cuprinse intr-o gama standardizata pe plan mondial, de 70, 140, 210, 350, 700 si 1050 bar.

16

Instalatia de captare este destinata sa asigure : - etansarea spatiului inelar dintre tevile de extractie si coloana de exploatare si posibilitatea inchiderii interiorului tevilor de extractie; - reglarea debitului si a presiunii sondei pentru a asigura un regim optim de exploatare si pentru dirijarea productiei ajunse la suprafata; - posibilitatea crearii unei contrapresiuni pe strat sau a omorarii sondei; - masurarea presiunii din coloana si din tevile de extractie;

2.5 Capul de coloana

Reprezinta un ansamblu de flanse de constructie speciala, suprapuse si asamblate intre ele cu suruburi. Destinatia : - sa asigure etanseitatea spatiului inelar dintre coloanele tubate; - sa sustina coloanele tubate suspendate in pene sau in filet; - sa permita montarea prevenitorului\capului de eruptie(sau capului de pompare); Dimensiunile lor nominale corespund dimensiunilor burlanelor tubate.

Figura 2.1

2

3

4

6

8

12

7

1

7

11

10

9

17

Capul de coloana (fig. 2.1) se compune din flanse de diferite tipuri 1, 2, 3 si 4 asamblate etans cu garnituri 6, 8 si 12 si avind pene 7 in locasuri conice pentru sustinerea coloanelor tubate 11. Etansarea dintre doua flanse suprapuse se face cu inele metalice(ringuri) de etansare(fig. 2.2) cu sectiune ovala sau octogonala. Aceste inele sunt construite din otel moale (OL34 sau OLC10) si se pot mula in canalele cu sectiune trapezoidala ale flanselor strinse cu suruburi.

Figura 2.2

Flansele duble pot avea la flansa inferioara fie un singur canal, pentru presiunea nominala a flansei, fie inca un canal concentric, cu diametru redus, care face posibila racordarea si utilizarea flansei la presiuni mai mari de lucru. Corpul flanselor este supus presiunii exercitate de fluidul din coloana si presiunii produse de greutatea coloanei de burlane suspendate in penele sprijinite pe portiunea tronconica din interiorul corpului. Toate tipurile de flanse ale capului de coloana se fabrica din otel turnat sau forjat cu caracteristici mecanice superioare, prevazute in documentatia de executie, in functie de presiunea nominala a flansei.

2.6 Dispozitivul pentru suspendarea tevilor de extractie

Dispozitivul pentru suspendarea tevilor de extractie este format dintr-o flansa dubla prevazuta in interior cu accesorii pentru suspendarea sigura si etansa a tevilor de extractie.

Este destinat sondelor de titei si gaze in eruptie naturala sau artificiala, pentru etansarea spatiului inelar, sustinerea suspendata a tevilor de extractie si asigurarea posibilitatii montarii prevenitorului de eruptie(la manevrarea tevilor de extractie).

Dispozitivul se monteaza deasupra ultimei flanse a capului de coloana si deasupra lui se monteaza capul de eruptie.

Exista mai multe tipuri, din care unele vechi. In prezent se construiesc urmatoarele tipuri:

-tipul I, pentru presiunile de 70, 140, 201 bar (fig 2.6) -tipul II, pentru presiunile de 210, 350, 700 si 1050 bar (fig 2.7).

Sectiune ovala Sectiune octogonala

18

Ambele tipuri se construiesc cu locas pentru supapa de contrapresiune.

Figura 2.3

Dispozitivul tip I(fig 2.3) este montat la sondele vechi. Se compune dintr-o flansa dubla 1, avind la interior o portiune filetata, pentru montarea piulitei de blocare si o portiune tronconica in care se sprijina mufa tronconica de sustinere.

Mufa are filet in care este insurubata garnitura de tevi de extractie ; la exterior are prevazute garnituri de cupru sau de cauciuc care inchid etans interiorul flansei duble. La partea superioara are filet in care se insurubeaza o teava de extractie de manevra, necesara cind se extrag\introduc tevile de extractie in sonda. In interior, pe portiunea din mijloc, mufa are un filet trapezoidal, in care se poate insuruba (in timp ce sonda este sub presiune), o supapa de contrapresiune, cu ajutorul careia se poate inchide etans interiorul tevilor de extractie(de exemplu pentru reparatii la capul de eruptie). Pentru introducerea si extragerea supapei, se foloseste un dispozitiv special. Mufa este blocata in locasul ei cu o piulita, pentru ca presiunea din coloana sa nu ridice garnitura 3 de tevi de extractie.

Deasupra flansei duble 1 se afla o flansa simpla redusa 2 numita boneta, asamblata cu flansa dubla prin suruburi si inel metalic de etansare. Partea superioara a bonetei este prevazuta cu canal pentru inel de etansare si cu suruburi prizoniere. Pe ea se monteaza capul de eruptie.

Dispozitivul tip II(fig. 2.3) se construieste pentru presiuni mari folosind oteluri corespunzatoare. Se compune din flansa dubla 1 peste care se monteaza boneta 2. In boneta se insurubeaza mufa cilindrica, pentru sustinerea garniturii de tevi de extractie 3 avind in interior locas pentru supapa de contrapresiune si filet-mufa la partea superioara pentru teava de manevra. Pentru etansarea la exterior a tevilor de extractie, se monteaza in jurul lor elementul de etansare exterioara, format din doua mufe de otel intre care se afla o garnitura de cauciuc. Elementul se sprijina la partea inferioara pe un prag conic, iar la partea superioara este strins si blocat cu axul de blocare.

1

2

3

19

La partea inferioara a flansei duble este prevazut un locas cilindric in care se monteaza garnitura secundara pentru etansarea coloanei de exploatare.

Ambele tipuri de dispozitive au in corpul flansei duble doua orificii laterale, diametral opuse, in care se monteaza racorduri cu robinete de inchidere.

2.7 Capul de eruptie

Este un ansamblu de robinete si fitinguri(flanse simple, teuri, cruci, dispozitive pentru reglarea debitului, etc.), care se monteaza la sondele in eruptie, deasupra dispozitivului pentru suspendarea tevilor de extractie. El se compune dintr-o serie de elemente asamblate in flanse pe verticala axei sondei, ce constituie linia principalaa capului de eruptie si din elementele asamblate in flanse pe orizontala care constituie bratele.

Capul de eruptie are destinatia sa asigure controlul presiunii din sonda, dand posibilitatea de a se efectua diferite operatii necesare in cursul exploatarii sondelor, inchiderea completa a sondei, reglarea presiunii si a debitului, masurarea presiunilor din coloana si din tevile de extractie, introducerea in sonda a gazelor sau a lichidelor(noroi, apa, titei) necesare pornirii sau omoririi sondei etc.

Constructia capetelor de eruptie standardizate este foarte variata, dar pot fi grupate in doua tipuri CEA si CEM.

Capetele de eruptie tip CEA (fig 2.4) - capete de eruptie asamblate pentru presiuni de 140, 210, 350, 700 si 1050 bar sunt folosite la sonde de titei si gaze. Sunt de doua forme: cu un singur brat(CEA-1) pentru sonde cu amestec eruptiv curat si cu doua brate(CEA-2) pentru sonde cu presiuni de 210 si 350 bar si cu amestec eruptiv agresiv, unde este necesar sa se schimbe duza des. Capetele de eruptie pentru presiuni mari, de 700 si 1050 bar se executa doar cu doua brate, cu robinete de 64,1 mm (29/16 in) pe verticala si 42, 75 mm (111/16 in) pe brate.

Constructia normala a lor este fara legatura intre tevile de extractie si colana (baston). De regula, in santier, exista cate un baston pentru mai multe sonde, la care se monteaza numai cand e nevoie.

Pentru marirea sigurantei in exploatare, robinetul de pe linia verticala (robinetul principal) si cele de pe brate sint dublate.

Capetele de eruptie au elementele imbinate in flanse standardizate. Prin combinarea diferitelor elemente componente ca numar, dimensiune si

presiune, se pot realiza numeroase variante constructive in functie de caracteristicile sondei.

Cele mai raspindite capete de eruptie sunt constructiile simple, cu un brat sau cu doua brate, pentru presiuni de 140 si 210 bar.

Capul de eruptie se compune din linia principala formata din: robinetul principal montat pe boneta, teul sau crucea cu robinetul si racordul deasupra. La teu(sau la cruce) sunt montate pe orizontala: robinetul, dispozitivul de reglare a debitului si robinetul pentru manometru, cu manometrul pentru masurat

20

Robinet principal

presiunea in tevile de extractie. Dispozitivele de reglare a debitului sunt prevazute cu robinete pentru scurgerea presiunii.

Figura 2.4

Figura 2.5

Separator

21

Capul de eruptie poate fi echipat, la iesirea din dispozitivul de reglare a debitului, cu un colector de joasa presiune, prevazut cu manta de incalzire(calorifer), dispozitiv pentru lansarea razuitorului de parafina, diferite robinete si o flansa simpla pentru legatura la conducta de amestec, spre separator(Fig. 2.5).

Capetele de eruptie tip CEM sunt construite numai cu un singur brat. Ele au robinete principale, teul si primul robinet de pe brat, grupate intr-o singura piesa numita blocul de robinete. Ansamblul are un gabarit si o greutate reduse, ceea ce constituie un avantaj la montaj. De asemenea, are un numar redus de imbinari intre piesele componente. Si la acest tip de cap de eruptie, la iesirea din duza, se monteaza ansamblul de joasa presiune, la fel ca la capul de eruptie tip CEA. Capul de injectie are o constructie simpla, similara cu cea a capetelor de eruptie. Are destinatia de a permite injectarea in strat a agentului de lucru(apa sau gaze) la presiunea necesara si de a controla procesul de injectie.

2.8 Dispozitive pentru reglarea debitului de titei si gaze

Un astfel de dispozitiv are constructia similara cu a unui robinet si este prevazut in interior cu o piesa(duza), avind un orificiu de trecere calibrat. Dispozitivul este destinat sa permita reglarea debitului de fluid(debitul amestecului de titei si gaze la sondele eruptive, debitul de lichid la sondele de injectie, debitul de gaze comprimate la sondele in eruptie artificiala).

Figura 2.6 Figura 2.7

22

Se executa doua tipuri de dispozitive: - DR, cu duza reglabila, unde sectiunea orificiului calibrat poate fi variata; - DF, cu duza fixa, la care orificiul calibrat are sectiune constanta; Dispozitivul DR (fig. 2.6) este format din corpul, prevazut cu doua orificii cu

flanse, unul pentru intrarea fluidului si celalalt pentru iesirea in conducta de amestec. La orificiul de iesire al corpului, in interior, este insurubat suportul duzei unde se fixeaza duza. Varful conic al tijei, montata in suport si etansata cu presgarnitura, poate obtura orificiul duzei mai mult sau mai putin, cand tija e rotita cu roata de manevra. La partea superioara a tijei se afla o bucsa gradata ce arata variatia orificiului duzei. Suportul se sprijina pe o portiune tronconica a corpului, fiind strins cu piulita speciala, inchide etans corpul cu ajutorul garniturii 0 din cauciuc. Orificiul din corp opus celui de intrare este astupat cu un dop filetat la care este montat un robinet de scurgere. Acest robinet permite descarcarea presiunii din corp, cind se controleaza duza.

Dispozitivul DF(fig. 2.7) este asemanator cu tipul DR, cu deosebirea ca duza este blocata cu piulita si in partea opusa duzei, corpul e astupat cu un dop conic etansat cu garnitura din cauciuc si strans etans cu o piulita speciala.

Duzele propriu-zise sunt piese de forma tronconica cu conicitatea 1:6, avind diametrul orificiului de trecere intre 2-20 mm, corespunzator debitului dorit.

Duzele se executa din otel aliat, cu rezistenta mare la uzura si coroziune, tratat termic la o duritate minima HRC 60 sau din material ceramic.

2.9 Capul de pompare

Capul de pompare(Fig. 2.8) este ansamblul de robinete si fitinguri care se monteaza la gura sondelor in pompare. El asigura etansarea spatiului inelar si a prajinii lustruite, captarea amestecului extras pe tevi si a gazelor din coloana. Permite suspendarea tevilor de extractie in sonda si dirijarea(impingerea) fluidelor spre separatoare sau statii de titei si gaze, inchiderea etansa a sondei, omorarea sondei in caz de manifestari eruptive si diferite operatii speciale. Constructia capetelor de pompare trebuie sa fie robusta ca sa reziste la presiunea din sonda si la actiunea distructiva(abraziune si coroziune) a amestecului extras. Capetele de pompare pentru sonde in pompa cu prajini sunt standardizate in doua tipuri: - tip I pentru sonde care nu au caracter eruptiv - tip II pentru sonde care au caracter eruptiv

Capul de pompare tip I (fig 2.14) este folosit la sonde care pot avea presiuni pina la 2,5 Mpa(25 daN/cm2). Amestecul de titei gaze iese prin bratul cu robinet in conducta spre separator. Capul teului se insurubeaza in mufa tevilor de extractie care se sprijina etans cu garnitura pe talerul, asezat etans cu garnitura pe corpul cilindric, prevazut cu flansa pentru fixarea pe capul coloanei de exploatare. Corpul are doua iesiri laterale, una pentru masurarea presiunii din

23

coloana, prevazuta cu robinetul si manometrul si alta prevazuta cu robinet, pentru captarea gazelor din coloana.

Figura 2.8

Presgarnitura pentru prajina lustruita se compune din corpul in interiorul caruia se afla garniturile masive si garniturile cu insertie de panza, montate intre inelele de presare si strinse cu piulita. Garniturile etansaza prajina lustruita. Corpul se insurubeaza in teul prevazut cu o ramificatie de 50,8 mm(2 in) pentru iesirea amestecului de titei si gaze si o ramificatie de 12,7 mm(1/2 in) pentru manometru. Cepul inferior al teului se insurubeaza in mufa tevii de extractie. Capetele de pompare tip II se executa in doua variante: varianta A-pentru presiunile de 2,5; 7 si 14 Mpa(25, 70 si 140 daN/cm2) si varianta B-pentru presiunile de 2,5 si 7,0 Mpa (25 si 70 daN/cm2). Capul de pompare tip II, varianta A este alcatuit din presgarnitura pentru prajina lustruita, flansa speciala(boneta) si flansa dubla. Ramificatia teului presgarniturii este prevazuta cu un robinet, cu un mosor si cu un dispozitiv pentru reglarea debitului la variantele pentru 7 si 14 Mpa. La varianta pentru 2,5 Mpa, dupa mosor urmeaza un teu special. Ramificatia flansei duble este prevazuta cu un robinet de retinere si cu un teu cu teava care face legatura cu ramificatia teului presgarniturii. In boneta se suspenda, prin insurubare, tevile de extractie. La varianta A pentru 14 Mpa, intre presgarnitura si flansa dubla se mai intercaleaza un robinet cu sertar 63,5mm (2 1/2in) x 140 daN/cm2(14 Mpa) Capul de pompare tip II, varianta B este un tip modernizat si se compune din presgarnitura pentru prajina lustruita care se monteaza direct la tevile de

Presgarnitura

Boneta

Teu

Robinet Duza reglabila

Robinet retinere

Robinet cu sertar

Separator

Manifold masura

Manifold masura

24

extractie. Acestea trec prin corp si se suspenda in penele din interiorul corpului. Pentru etansare sunt prevazute garniturile din cauciuc, stranse cu capacul de la partea superioara a corpului. Flansa de la partea inferioara a corpului e prevazuta cu locas pentru elementul de etansare secundara care face etansarea pe capul coloanei de exploatare. Ramificatia superioara, prevazuta cu robinetul si teul este legata cu ramificatia inferioara prin tevi culisante, deoarece fixarea in pene a tevilor de extractie nu asigura pastrarea aceleiasi distante intre cele doua ramificatii. In locul teului se poate monta un dispozitiv pentru reglarea debitului de titei si gaze. Ramificatia inferioara este la fel cu cea de la varianta A. La aceasta varianta, legaturile intre piesele componente ale celor doua ramificatii nu se fac cu flanse prinse cu suruburi, ci cu ajutorul unor bratari formate din doua jumatati strinse cu doua suruburi. Acest sistem de legatura are avantajul unei constructii simple care se monteaza si se demonteaza rapid. Presgarniturile se pot realiza in diverse variante constructive(Fig. 2.9), cele mai moderne avand incorporate dispozitive care sesizeaza neetanseitatile sau uzura tijei polizate.

Figura 2.9

Pentru alte sisteme de pompare (pompe centrifuge electrice submersibile, pompe hidraulice) se construiesc capete de pompare speciale. Montarea, intretinerea si repararea capetelor de pompare se fac similar ca la capetele de eruptie.

25

2.10 Montare, intretinere, reparatii

Montarea echipamentelor de exploatare/captare la gura sondei se face partial\total din elementele componente. Flansa cu mufa, a capului de coloana, se monteaza pe prima coloana tubata a sondei, fie prin insurubare, fie prin sudare. Toate elementele trebuie aduse cat mai aproape de gura sondei. Nu se admit trantirea sau tararea.

Elementele instalatiei se monteaza prin stringerea cu suruburi a flanselor suprapuse, asigurindu-se etanseitatea cu inele metalice. La montare se folosesc doar inele metalice noi.

Inainte de montare trebuie controlata cu atentie starea suprafetei canalului in care se asaza inelul metalic si starea inelului. Canalele flanselor si inelele trebuie spalate si sterse pana la uscare. Se controleaza si se ung cu unsoare anticoroziva. Suprafetele lor nu trebuie sa prezinte urme de lovituri, imprimari sau alte defecte ce ar impiedica realizarea unei bune etansari. Suruburile nu trebuie sa aiba defecte care le-ar slabi rezistenta.

Toate piesele trebuie sa fie executate din materialele si cu dimensiunile prevazute in documentatia de executie.

Strangerea suruburilor la imbinarea a doua flanse trebuie facuta progresiv, doua cate doua, diametral opuse, pentru a se evita inclinarea flanselor. Operatia de strangere se repeta de doua-trei ori in aceeasi ordine, pina la strangerea lor definitiva.

Muncitorii care strang suruburile trebuie sa stea comod si sigur pe podete amenajate special in acest scop. (Nu se admite sa stea pe elementele instalatiei, pe ventile, brate etc).

Beciul sondei trebuie acoperit cu un pod de scanduri, pentru a se evita alunecarea muncitorilor.

Pentru strangerea corecta(cu momentul de stringere prescris) si pentru strangerea uniforma a suruburilor este indicat sa se foloseasca chei dinamometrice. Dupa introducerea garniturii de tevi de extractie in sonda si sprijinirea ei prin intermediul mufei tronconice in dispozitivul pentru suspendarea tevilor, se asigura etanseitatea si blocarea mufei tronconice in flansa dubla, strangind bine piulita de blocare, respectiv bolturile speciale. Aceste bolturi se strang ca si suruburile, doua cite doua, diametral opuse.

Penele in care se suspenda coloana de burlane trebuie sa aiba dintii curati si in perfecta stare.

Garniturile de cauciuc nu trebuie sa prezinte defecte (crapaturi, stirbituri, bavuri, etc.). Muchiile capului burlanului trebuie sa fie rotunjite si curatate prin pilire. Introducerea garniturilor pe capul burlanului trebuie sa se faca cu grija pentru a nu le deteriora. Pentru asigurarea unei etansari perfecte a garniturilor, dupa montarea lor in lacasul corespunzator si dupa strangerea suruburilor flanselor, trebuie presata pasta de etansare prin orificiile din talerele flanselor.

La montarea instalatiei de captare trebuie acordata o deosebita atentie la toate lucrarile-transport, control, ungere, asezare corecta a garniturilor, strangerea

26

imbinarilor cu flanse etc, deoarece cea mai mica scapare de titei sau gaze poate produce avarii foarte grave.

In timpul demontarii turlei sau a altor lucrari la sonde, capul de eruptie/pompare trebuie protejat montand deasupra lui un pod (metalic sau din busteni).

Intretinerea instalatiei de captare consta in verificari periodice, strangerea suruburilor, controlul etanseitatii garniturilor principale si secundare, strangerea piulitei la presgarniturile bolturilor cu scapari(sau se inlocuieste garnitura), presarea pastei de etansare prin orificiile din talerul flanselor, etc.

O operatie frecventa este controlul si inlocuirea duzei. La capetele de eruptie cu un brat, operatia se face prin oprirea sondei si scurgerea presiunii de pe brat. La capetele de eruptie cu doua brate, productia e dirijata pe bratul de rezerva si controlul duzei se face fara oprirea sondei.

Se inchid robinetele dinainte si dupa duza, se scurge presiunea din corpul portduzei si se desface capacul. In timpul controlului duzei, personalul operator nu trebuie sa stea in fata duzei(ca sa nu-l poata lovi o eventuala scurgere de presiune).

Duza fixa se introduce in locasul sau cu ajutorul unui dorn special si se fixeaza cu ajutorul piulitei de siguranta. Aceasta trebuie insurubata complet cu ajutorul unor chei speciale.

Inchiderea\deschiderea robinetelor trebuie facuta lin, de catre un singur om, cu ajutorul unor pirghii cu gheare. Rotile de manevra trebuie asigurate cu piulite; nu se admite folosirea rotilor de manevra pe patrate de tije cu dimensiuni diferite. Se va respecta regula ca robinetul sa fie inchis sau deschis; nu este permisa reglarea debitelor cu ajutorul robinetelor.

Robinetul principal al capului de eruptie trebuie prevazut cu tija de 810m cu articulatie cardanica, pentru a putea fi actionat de la distanta.

Reparatiile la elementele instalatiei de captare constau in inlocuiri de piese uzate si rareori mici rectificari ale unor suprafete de etansare(canalul inelului metalic, locasul garniturilor principale si secundare, robinete etc). Partea cea mai expusa este capul de eruptie care se uzeaza datorita nisipului si agentilor corozivi aflati in fluidul produs de sonda.

Reviziile cuprind lucrari ce se pot executa la fata locului fara a fi necesara omorirea sondei. Se pot face: inlocuiri de suruburi uzate (unul cite unul, inlocuirea rotilor de manevra, a manometrelor defecte, duzelor, garniturilor de la presgarniturile robinetelor care pot fi scoase de sub presiune etc.

Reparatiile mijlocii si capitale se efectueaza la atelierele mecanice, prin demontarea si controlul tuturor pieselor, in special al robinetelor cu sertar. Cele mai frecvente uzuri se constata la suprafetele de etansare ale locasurilor corpului si sertarului robinetului. Daca uzura este mica, suprafetele de etansare se refac prin razuire si rodaj cu pasta. Daca locasul sau sertarul prezinta rizuri sau coroziuni puternice, locurile uzate se incarca cu sudura si piesele se prelucreaza mecanic(strunjire, pilire, razuire, rodaj).

Elementele reparate se supun probelor hidraulice de rezistenta.

27

Instalatia de captare are un rol foarte important la sondele in eruptie sau in pompaj. Personalul de intretinere si reparatie a acestui echipament trebuie sa cunoasca foarte bine constructia, caracteristicile tehnice, destinatia, modul de utilizata, reparatia etc. De nivelul lor de pregatire profesionala, precum si de constiinciozitatea lor in munca depinde in cea mai mare masura asigurarea unui regim tehnologic corect de exploatare, care sa elimine eventualele accidente tehnice cu consecinte foarte grave(omorirea sondei, eruptii libere etc).

2.11 Masuri de protectie a muncii

Se vor respecta toate masurile prevazute in Regulamentul pentru prevenirea eruptiilor si Instructiunile Proprii de Sanatate si Securitate specifice.

Inainte de punerea in functiune, capetele de eruptie vor fi supuse la proba de presiune hidraulica conform normelor tehnice. La probare se vor folosi pompe cu debit mic pentru a se evita trepidatii sau suprapresiuni.

Capul de eruptie/pompare va fi prevazut cu manometre de presiune corespunzatoare care vor fi montate astfel incat sa ofere o buna vizibilitate.

Se va verifica functionarea sigura a tuturor robinetelor principale si laterale, controland si numarul de ture pentru inchiderea\ deschiderea completa; se va fixa cite o tablita cu numarul de ture la fiecare roata de manevra.

In cazul cind reparatia capului de eruptie nu e posibila cu sonda inchisa din robinetul principal sau prin montarea supapei de contrapresiune, se va proceda la omorirea sondei prin circulatie.

Accesul la toate partile componente ale capului de eruptie/pompare trebuie sa fie usor si iluminatul asigurat.

Este interzisa folosirea de flacari deschise pe o raza de 50m in jurul sondei. Manometrele vor fi montate la capul de eruptie/pompare prin robinete sau

canale cu trei cai pentru evacuarea presiunii. La montarea si demontarea manometrului se va sta lateral.

28

3. Echipament pentru transportul si depozitarea titeiului si gazelor

3.1 Conducte de titei, gaze, apa

In santierele petroliere se gasesc conducte de otel intr-o gama foarte variata ca diametre, grosimi de perete, calitate de otel etc., pentru transportul diferitelor fluide(titei, gaze, apa, fluid de foraj, gazolina, derivate petroliere, abur, etc). Conductele care aduc titeiul impreuna cu gazele de la sonde pina la parcurile de separatoare se numesc conducte de amestec. Lungimea obisnuita a acestora este de cateva sute de metri. Sunt cazuri cand lungimea poate depasi 1km. Diametrul acestor conducte este de obicei 101,6 (4 in mm) si mai rar 50,8-76,2 mm (2 in si 3 in) la sonde cu titei neparafinos. Curgerea amestecului de fluide are loc datorita presiunii de la gura sondei. Conductele de amestec trebuie sa fie cu diametrul uniform, sa nu prezinte strangulari locale sau schimbari bruste de directie, pentru a se evita atat amestecarea violenta, care provoaca emulsionarea suplimentara a titeiului insotit de apa de zacamint si de gaze libere, cat si blocarea curatitorului de parafina introdus prin dispozitivele de la capete. Titeiul, separat in parcuri si colectat in rezervoarele parcului este pompat prin conducte de titei la depozitul central al schelei. Prin aceste conducte, cu diametrul de 101,6-203,2 mm (48 in) in functie de productia schelei, titeiul curge sub presiunea pompelor din parcuri, sau prin cadere libera (unde permite terenul). Calitatile diferite de titei murdar se pompeaza pe conducte separate la depozitul central, unde se colecteaza de asemenea, separat, se curata separat si tot astfel sunt pompate spre rafinarie. Pentru a se evita congelarea titeiului parafinos pe conducte, este necesara o preincalzire a acestuia la intrare in conducta. Incalzirea, la 40-500 C, se face cu incalzitoare tubulare cu abur, instalate in statiile de pompare. Dupa separarea lor de titei, gazele asociate sunt colectate in mai multe retele de conducte cu presiuni diferite dupa sursa si dupa necesitatile de consum ale schelei. Gazele colectate din separatoarele de joasa presiune sunt gaze bogate. Ele se transporta sub presiunea din separator, la statiile de degazolinare prin conducte de gaz bogat. Hidrocarburile usoare, ramase dupa degazolinare, numite gaze sarace, sint formate in cea mai mare parte din metan si putin etan. Acestea sint comprimate si transportate prin conducte de gaz sarac la destinatie.

3.2 Montarea conductelor

Aceasta lucrare cuprinde operatiile pregatitoare, imbinarea tevilor, probarea si izolarea conductelor, precum si coborarea acestora in sant.

29

Operatiile pregatitoare constau din executarea curbelor, fie prin indoirea tevilor, fie prin montarea fitingurilor gata confectionate, executarea coturilor prin indoire sau sudare si montarea prin sudare a flanselor la capetele fitingurilor sau tevilor. Imbinarea tevilor de conducte se poate face prin insurubare, prin flanse sau prin sudare. Imbinarea prin insurubare este folosita la montarea liniilor de importanta mai mica. Inainte de insurubare, tevile se sabloneaza la interior, iar filetele se curata si se spala. Cepurile se ung cu unsoare de etansare. Imbinarea prin flanse are un domeniu limitat: la legatura cu racordurile pompelor sau compresoarelor, pentru intercalarea armaturilor, a aparatelor de masurat si uneori la imbinarea portiunilor aeriene sau din canale ale conductei. Imbinarea prin sudare electrica cap la cap se face dupa sanfrenarea (tesirea) capetelor tevilor la un unghi de 350, astfel ca golul dintre ele sa fie umplut de catre cordonul de sudura. Pentru a se suda usor, otelul carbon din care sunt confectionate tevile trebuie sa aiba compozitia chimica cuprinsa in anumite limite si anume:

- continut de carbon sub 0.3%; - continut de mangan sub 1%; - continut de siliciu sub 0.5%; - continutul de sulf si fosfor sub 0.04%, respectiv 0.06%; Cu cat continutul de carbon creste, sudabilitatea otelului scade, acesta avand

tendinta sa formeze crapaturi in sudura. Dupa executarea sudurilor se controleaza calitatea operatiei. Defectele

descoperite la suprafata cusaturilor trebuie sa fie imediat inlaturate si se sudeaza din nou. Pe portiunile unde traseul prezinta schimbari pronuntate de directie se executa indoirea la rece a conductei cu ajutorul unui tractor sau cu masini speciale de indoit tevi. Pentru a face posibila izolarea unor portiuni de conducta, in caz de accident sau pentru reparatie, de-a lungul traseului se monteaza, cu flansa sau prin sudare, robinete de sectionare. In acelasi mod se asambleaza la conducta armaturi speciale contra avariilor, aparatele de masura si control, oalele de condensare. Armaturile si instrumentele de linie se plaseaza in camine de beton cu capacele de vizitare bine inchise.

Adancimea de ingropare a conductelor trebuie sa fie mai mare decat adancimea de inghet din zona geografica respectiva. In tara noastra, adancimea de ingropare este de 1.1m.

Coborirea conductei in sant este una din operatiile cele mai importante din intregul ciclu de lucrari de constructie a conductelor principale; daca nu se asaza corect si la timp conducta in sant, se pot ivi multe dificultati in timpul exploatarii.

30

O conducta acoperita cu izolatie nu trebuie sa ramina mult timp la suprafata, deoarece din cauza variatiilor de temperatura se produc dilatari sau comprimari ale tevilor putindu-se deteriora invelisul izolator. In timpul verii coborirea conductei in sant si acoperirea ei cu pamint se va executa in perioada cea mai racoroasa a zilei. Inainte de coborirea definitiva a conductei, fundul santului trebuie pregatit astfel incit tevile sa se astearna perfect pe toata lungimea(Fig. 3.1)

Figura 3.1

Pentru a se evita deteriorarea invelisului izolator al conductei, aceasta trebuie coborita in sant foarte lin, tevile fiind sustinute cu chingi. Manevrarea tevilor la coborirea in sant se face mecanizat, cu ajutorul agregatelor de montare cu macarale laterale, instalate pe tractoare cu senile sau, in lipsa acestora, cu ajutorul trepiedelor metalice cu macara. In santierele noastre se utilizeaza agregatul de montat conducte TL. Pentru coborirea in sant a conductelor izolate si asmblate in sectiuni sunt necesare cel putin doua agregate asezate la distanta de 11,5m la marginea santului. Ordinea lucrarilor este urmatoarea(Fig. 3.2): -prima macara(la locul coboririi) sustine conducta direct deasupra santului, a doua, situata la o anumita distanta, ridica conducta de pe traversele de lemn si o translateaza pe axa santului -prima macara coboara incet conducta in sant -se scoate cu grija chinga de sub conducta coborita in sant si prima macara trece inainte, reluindu-si ciclul Distanta dintre macarale se stabileste astfel ca greutatea portiunii respective de conducta sa nu depaseasca capacitatea acestora si rezistenta tevilor la incovoiere.

31

Figura 3.2

Dupa sudarea sectiunilor si montarea curbelor si a armaturilor se face proba de presiune a conductei asezate in sant cu tevile neacoperite sau acoperite partial cu pamint in portiunile dintre cusaturile sudate. Incercarea consta din ridicarea presiunii interioare la 1,5 ori presiunea de regim a pomparii si mentinerea acesteia timp de 2h. Pentru conductele de apa si titei se foloseste exclusiv proba hidraulica (cu apa, titei), iar pentru conductele de gaze, proba pneumatica, cu aer, recurgindu-se la proba hidraulica cu apa numai pe portiuni scurte, destinate functionarii in conditii grele de lucru(de exemplu, la traversarea raurilor). Defectiunile cele mai des intilnite la incercarea la presiune a conductelor sunt:

- ruperea\craparea cusaturilor datorita sudarii defectuoase sau coboririi incorecte a conductei. Repararea consta din taierea capetelor tevii pe o portiune de 200-300mm si sudarii in locul respectiv a unei bucati noi de teava:

- iesirea prin porii sudurii a fluidului cu care se face incercarea ca rezultat al porozitatii cusaturii. In cazul unor scurgeri mici prin pori, acestea se repara prin stemuire si se incarca cu sudura. Daca scurgerile au loc prin orificii mai mari se taie cusatura si se sudeaza din nou.

Traversarea terenurilor accidentate (vaile, rapele inguste, riurile mici)se face de obicei aerian. Rapele si raurile inguste cu maluri abrupte si inalte se traverseaza cu conducta nesustinuta. La traversarea rapelor si raurilor mai largi, fara viituri, se construiesc reazeme usoare metalice, de beton armat sau piatra. La aceste traversari trebuie asigurata posibilitatea de dilatare si de contractie a conductei, prin montarea unui compensator. In cazul raurilor de ses cu curs linistit, conducta se asaza pe fundul albiei si se lesteaza cu blocuri de beton sau se acopera complet cu beton. In cazul raurilor de munte cu curent repede si viituri violente, conducta se ingroapa adanc (2-3 m) in pamant. Traversarea raurilor cu albie foarte larga se realizeaza cu poduri special amenajate, de constructie usoara.

1 4

3 2

5

32

Traversarea cailor de comunicatie(sosele, cai ferate), se face perpendicular pe dedesubtul terasamentului, conductele fiind montate intr-o carcasa de protectie din tuburi de otel cu diametrul mai mare cu 75-100mm decit cel al tevilor.

La capetele tuburilor de protectie care se prelungesc de o parte si de alta a caii de comunicatie, se monteaza, in camine speciale, robinetele de sectionare. Toate conductele folosite la transportul fluidelor sint introduse in sant, dupa izolarea acestora, prin diferite tehnologii.

Grosimea peretelui conductei se determina cu formula:

cPDg

a

e +=2

in care: g este grosimea conductei in cm; p este presiunea de regim, in kgf/cm2 De este diametrul exterior al conductei, in cm a este rezistenta admisibila a materialului, in kgf/cm2 c este coeficientul de coroziune Presiunea P de regim a conductei, sau a unei portiuni de conducta, este

insumarea presiunii realizate de sistemul generator de presiuni in conducta respectiva si presiunea hidrostatica locala(datorata diferentei de nivel dintre cota sistemului generator de presiune si cota portiunii de conducta considerata, tinandu-se seama de greutatea specifica a lichidului vehiculat).

Valoarea rezistentei admisibile este data de relatia: a = 0.6 c

in care c este limita de curgere a materialului conductei. Pentru traversarea centrelor populate si a zonelor in care reparatiile sunt

greu de executat se ia: a = 0.5 c

Valoarea coeficientului de coroziune c(care este un adaus la grosimea conductei) se ia, in functie de conditiile locale, intre 0.5 si 1mm.

3.3 Intretinerea si controlul conductelor

Pentru asigurarea conditiilor normale de pompare este necesara urmarirea continua a aparatelor de masurat si control montate pe conducta. Ridicarea presiunii peste valoarea de regim indica obturarea conductei, fie datorita depunerilor de parafina in cazul conductelor de titei, fie inghetarii in cazul conductelor de apa sau gaze. Scaderea brusca a presiunii la manometru in timpul pomparii indica o spargere a conductei. In vederea controlului starii fluidului din conducte pentru a depista un eventual inceput de inghetare, pe conductele principale de titei si gaze se

33

racordeaza, la distante de citiva kilometri, prize sudate cu racorduri ce ajung la suprafata. In afara de aceasta, pe traseul conductelor de gaze, in dreptul localitatilor, sunt prevazute drenaje de pietris cu tevi de rasuflare, prin care eventualele scapari sunt depistate datorita odorizarii gazelor. Pentru deparafinarea conductelor se utilizeaza razuitorul de parafina (godevil) a carui manevrare se face din garile de godevilare. Acestea sunt claviaturi speciale instalate la capetele conductelor, in statiile de pompare. Claviaturile sunt instalate in camine de beton prevazute cu canale pentru captarea scurgerilor. In cazul conductelor de gaze se poate produce, in timpul iernii, obturarea partiala sau totala, prin depunerea hidratilor de gaze, datorita vaporilor de apa continuti de fluidul de transportat. Formarea hidratilor poate fi prevenita prin deshidratarea gazelor, prin incalzire si prin adaos de anticongelanti. In cazul cind s-a produs totusi obturarea conductei se reduce presiunea in amonte, pina la valoarea presiunii atmosferice, mentinadu-se pina la descompunerea hidratilor.

Intretinerea conductelor trebuie realizata intr-un mod sistematic, in baza datelor de exploatare si starii tehnice ale acestora.

Aceste date sunt disponibile in urma completarii cartogramelor, in care se inscriu, in ordine cronologica, toate avariile de conducte, cu indicarea locului accidentelor(Fig. 3.3). Cartograma permite intocmirea corecta a programului anual de lucrari de reconditionare.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 190 200m

Figura 3.3

Controlul starii mecanice a conductei consta in inspectia periodica a traseului. La conductele de gaze se cerceteaza prin miros tevile de rasuflare sau se asculta zgomotul produs de curentul de fluid scapat prin neetanseitate, cu ajutorul bastoanelor metalice prevazute cu casca de ascultare (mijloc folosit si la conductele de titei).

2008

20

11

2009

20

10

Avarie

Coroziune Portiune reparata

34

Etanseitatea conductei se poate verifica si prin probe periodice de presiune. Gradul de coroziune a conductelor se verifica la 1-2 ani prin dezgroparea placilor de control sau prin saparea de gropi la citiva kilometri una de alta si verificarea directa a tevilor si izolatiei anticorozive.

In cazul conductelor godevilabile, se folosesc dispozitive de curatire sau/si inspectie(Fig. 3.4) care pot detecta si localiza cu precizie toate defectele aparute pe traseul conductelor, indiferent de tipul acestora: reducerea grosimii de perete sau perforari datorate coroziunii, fisuri la suduri sau in corpul tevilor, deformari.

Figura 3.4

Dispozitivele de curatire sau/si inspectie sunt introduse in conducte prin lansatoare de godevil si recuperate prin primitoare de godevil(Fig. 3.5).

Figura 3.5

3.4 Repararea conductelor

Avariile de conducte cele mai obisnuite sunt: - perforarea peretelui conductei datorita coroziunii; - ruperea unei imbinari sudate; - defectarea garniturilor la armaturile de linie; - spargerea longitudinala a unei tevi de conducta; Metoda de reparatie depinde de caracterul avariei si de posibilitatile

imediate ale formatiei de mentenanta. Dupa caz, se va proceda fie la reparatie provizorie, care sa permita repunerea imediata in functie a conductei, fie la o reparatie permanenta, care cere timp mai indelungat datorita necesitatii golirii, spalarii si izolarii conductei.

35

Daca avaria consta dintr-o perforare datorita coroziunii, se monteaza o sarniera(Fig. 3.4 ), sau, mai rar, un manson.

Figura 3.4

Daca s-a produs o rupere transversala la o sudura, aplicarea unui manson va permite repunerea conductei in functiune.

Curgerea prin porii unei imbinari sudate poate fi oprita prin aplicarea unei sarniere.

Pentru etansare, atat la sarniere cat si la mansoane, se folosesc garnituri din cauciuc rezistent la actiunea produselor petroliere(NBR).

Montarea unei sarniere sau a unui manson este o operatie usoara, care se poate executa cu conducta plina si in timp ce lichidul continua sa curga din teava avariata. Aceste reparatii au insa un caracter provizoriu si reparatia va trebui remediata definitiv, cat mai curand posibil, prin sudura sau alta metoda(cu materiale compozite Fig. 3.5), eventual la o oprire a conductei pentru mai multe reparatii, ocazie cu care sarnierele si mansoanele se recupereaza pentru a fi reutilizate.

Figura 3.5

36

Daca s-a produs o spargere longitudinala a conductei, trebuie inlocuita teava defecta sau un cupon mai scurt.

In orice caz, daca se decide reparatia prin sudare cum ar fi inlocuirea unui cupon de conducta, aplicarea unui petec sau manson exterior sudat, etc. trebuie luate masuri speciale, care sa permita executarea fara pericol a operatiilor necesare. In primul rand se va evacua produsul din conducta. In acest scop se va introduce un dop de apa de la una din statiile invecinate de pompare, sau se va proceda la scurgerea conductei in statia de pompare sau intr-un loc de scurgere special amenajat.

Daca nu inceteaza curgerea produsului in punctul avariei, se va ridica conducta din sant, pe o distanta oarecare, cu ajutorul macaralelor. Daca nici in acest fel nu inceteaza curgerea lichidului, se va perfora conducta la o distanta sigura din punct de vedere a pericolului de incendiu si se va goli cu pompe de mana sau alte pompe cu actionare mecanica sau electrica, special construite pentru tipul de fluid si mediul de lucru(EX). Perforarea conductei va fi realizata cu dispozitive mecanice special destinate, fara utilizarea focului.

O alta varianta pentru izolarea locului avariei este perforarea conductei in avalul si amontele defectului cu dispozitive speciale si plasarea in conducta a unor obturatoare, care permit atat izolarea si evacuarea scaparilor de fluid, cat si introducerea azotului in vederea inertizarii portiunii de conducta izolata, pentru efectuarea in siguranta a lucrarilor de taiere si sudare. Datorita faptului ca, in general, conductele de titei prezinta depuneri care nu permit o buna etansare a dispozitivelor de obturare(baloane din cauciuc), metoda este folosita mai mult la conductele de gaze(Fig. 3.6).

Dispozitive perforare Obturatoare(baloane) Dispozitiv introducere baloane

Figura 3.6

37

Indata ce produsul nu mai curge la locul avariei, se stabileste lungimea necesar a fi inlocuita prin masurarea grosimii conductei cu dispozitivul de masurat grosimi cu ultrasunete, astfel incat sa fie inlocuita intreaga zona afectata de coroziune, se taie cu cutitul cu role cuponul de inlocuit, se indeparteaza portiunea defecta si se pregatesc capetele conductei si bucata de teava noua pentru sudare, prin taiere la dimensiunea corespunzatoare si sanfrenare. Inaintea efectuarii oricarei lucrari cu foc, se verifica daca au fost luate toate masurile de securitate necesare: izolarea si etichetarea conductei pentru a preveni pomparile accidentale, indepartarea scurgerilor de fluid, curatirea si amenajarea gropilor de pozitie, masurarea concentratiei de gaze(masurarea concentratiei de gaze se va face permanent, pe toata durata operatiilor de sudare), asigurarea mijloacelor de interventie in caz de incendiu sau a prezentei brigazii de pompieri.

In unele cazuri, in loc de intregirea conductei printr-un cupon nou, se prefera aplicarea unui manson sudat(Fig. 3.7).

In acest caz se vor aplica doua suduri longitudinale si doua suduri de pozitie pe circurmferinta.

Sudura se va executa electric. Pentru acest gen de lucrari se vor folosi numai sudori cu experienta, autorizati.

Dupa executarea reparatiei, conducta se aseaza in sant in pozitia anterioara, se inchid cu dopuri eventualele perforari pentru golire si se poate relua pomparea. Ulterior se reface izolatia anticorosiva a conductei si se astupa santul si gropile de pozitie.

Figura 3.7

Socul hidraulic sau lovitura de berbec este una din cauzele care produc avarii serioase conductelor, armaturilor de pe linie sau pompelor.

Socul hidraulic se formeaza in conducta la oprirea brusca a lichidului in curgere. Astfel, inchiderea bruscs a unei vane de pe traseul conductei va opri, in primul rand, lichidul de langa pana vanei inchise. Masele urmatoare de lichid se vor opri succesiv, presand volumul de lichid in fata. Drept rezultat are loc o crestere brusca de presiune, denumita soc hidraulic sau lovitura de berbec.

Efectul acestui fenomen este atenuat de elasticitatea metalului conductei si de compresibilitatea fluidului pompat.

Manson pentru reparare conducta Manson pentru reparare sudura

38

Cresterea presiunii in conducta depinde de viteza lichidului in pompare, de densitatea si compresibilitatea lichidului, de diametrul, grosimea si elasticitatea conductei si de rapiditatea inchiderii vanei.

O inchidere instantanee va produce socul maxim, in timp ce la o inchidere mai lenta, socul va fi mult atenuat.

In afara de inchiderea brusca a unei vane de pe traseul conductei mai sunt si alte cazuri in care se pot produce socuri hidraulice. Cele mai importante sunt:

- operarea in paralel a doua sau mai multe pompe cu piston pe aceeasi conducta;

- metode gresite de punere in functiune a unei pompe cu piston in conducta sub sarcina;

- dimensionarea necorespunzatoare a conductei de aspiratie a pompei cu piston; Din cazurile citate, rezulta ca pompele cu piston sunt cele care dau nastere

socurilor hidraulice. Intr-adevar, introducerea lichidului in conducta, la functionarea pompei cu

piston, prezinta importante variatii de debit fata de pompele centrifuge, care livreaza lichidul in mod continuu.

Masurile care se pot lua pentru evitarea efectelor daunatoate ale socurilor hidraulice asupra conductei, a armaturilor si a utilajului de pompare pot fi de ordin constructiv sau de ordin operativ si au ca scop fie evitarea socurilor, fie slabirea puterii lor. Astfel:

- pompele cu piston vor fi prevazute cu amortizoare de pulsatii; - se folosesc pompe cu mai multe pistoane(3-9 pistoane), care uniformizeaza

intr-o mare masura intrarea lichidului in conducta; - la operarea in paralel a mai multor pompe cu piston, se folosesc pistoane

cu diametru mic(4-5), intrucat socurile sunt cu atat mai mari cu cat diametrul pistoanelor este mai mare;

- pornirea pompei cu piston pentru operarea in paralel pe aceeasi conducta se face cu vana de pe conducta de transfer(by-pass) complet deschisa. Aceasta va fi apoi inchisa in mod treptat, cu deosebita atentie.

- vanele de linie se prevad cu mecanisme de inchidere lenta, astfel incat eventuala inchidere gresita a unei vane va produce un soc hidraulic mult atenuat;

- tot pentru atenuarea socurilor se monteaza pe conducta supape de siguranta sau alte dispozitive de amortizare(amortizoare elastice, amorizoare cu aer, etc.);

3.5 Armaturi

Atat la constructia conductelor cat si a echipamentelor de captare a productiei sondelor si echipamentelor tehnologice se folosesc si diferite armaturi, printre care cele mai importante sunt: robinetele, clapetele de retinere, supapele de siguranta, regulatoarele de presiune, odorizatoarele, compensatoarele de dilatatie si fitingurile.

39

Robinetele servesc ca organ de sectionare sau de inchidere a conductelor. Constructia si materialele de fabricatie difera dupa scop si destinatie. Robinetele cu sertar(vanele), cu sertar pana sau cu sertar paralel se folosesc la capetele de eruptie, pompare, conductele de titei, produse petroliere si gaze. Ele se construiesc cu corp de fonta sau de otel, in functie de presiunea de lucru(fig. 3.8).

Figura 3.8 Robinetele cu corp de otel se monteaza si la presiuni reduse daca

conductele sunt supuse la eforturi de tractiune sau de flexiune, din cauza montajului sau variatiilor de temperatura.

Robinetele cu corp de otel se mai folosesc si in punctele importante, in care ruperea sau spargerea robinetului poate produce un accident grav, cum este, de exemplu, cazul robinetelor de pe conductele de tragere si scurgere de la rezervoarele de titei sau produse petroliere. De asemenea, aceste robinete se folosesc si atunci cand se prevad vibratii sau trepidatii. Robinetele cu ventil servesc ca organe de sectionare, in special pentru conductele de abur si apa(fig. 3.9).

Figura 3.9

Etansare

Asamblare

Scaun

40

Ele au corpul din bronz pentru presiuni mai mici de 1,6 Mpa, din fonta pentru presiuni intre 1,6 si 2,5 Mpa si din otel turnat pentru presiuni intre 2,5 si 25 Mpa. Robinetele cu cep(numite si cana) sunt folosite pentru presiuni de gaze mai mici de 100 kPa(Fig.3.10). Tipurile cele mai folosite la instalatiile de gaze sunt: robinetele cu cep de inchidere pentru presiune joasa (pina la 10 kPa) si robinetele cu cep de manevra pentru presiune redusa (10-100 kPa).

Figura 3.10

Pe langa tipurile reprezentative de robinete mentionate, in industria petroliera se folosesc: robinete fluture(Fig. 3.11),

Figura 3.11

robinete cu sfera(Fig. 3.12)

Figura 3.12

41

robinete coltar(Fig. 3.13), etc.

Figura 3.13 Toate tipurile de robinete prezentate pot actionate manual, direct sau prin intermediul unor reductoare care au rolul de a amplifica forta de actionare, insa pot fi prevazute cu dispozitive automate de actionare, numite actuatoare, electrice sau pneumatice

Clapetele de retinere(Fig. 3.14) au rolul de a permite trecerea fluidelor intr-o singura directie, oprind intoarcerea lor in sens invers.

Figura 3.14

Compensatoarele de dilatatie(Fig. 3.15) servesc la reducerea tensiunilor ce iau nastere in conducte in timpul exploatarii. Variatiile de temperatura creaza tensiuni longitudinale(de intindere sau compresiune) foarte periculoase ce pot provoca ruperea conductei.

Pentru reducerea acestor tensiuni se folosesc diverse tipuri de compensatoare, printre care: mansoane de dilatatie, compensatoare cu cutie de etansare, compensatoare ondulate, etc.

Figura 3.15

42

Supapele de siguranta(Fig. 3.16) montate pe conducte au in principiu scopul de a evita suprapresiunile care ar putea sparge conducta sau deteriora echipamentul de pompare. Din punct de vedere constructiv, supapele de siguranta sunt cu arc elicoidal sau cu contragreutate, iar din punctul de vedere al modului de evacuare a fluidului sint inchise, la care fluidele sunt dirijate integral intr-o conducta, si deschise, la care evacuarea gazelor se face direct in atmosfera. Supapa cu arc elicoidal de tip deschis este cea mai folosita.

Figura 3.16

Fitingurile(Fig. 3.17) sunt folosite pentru realizarea diverselor imbinari ale tevilor in instalatii. Fitingurile normale utilizate la retelele de distributie a gazelor se confectioneaza din fonta maleabila pentru presiuni de lucru pina la 2,5 Mpa, iar pentru presiuni cuprinse intre 2,5 si 10 Mpa, din otel forjat\turnat.

Figura 3.17

Fitinguri filetate Fitinguri pentru sudare

43

Pentru imbinare, fitingurile sunt prevazute la interior sau exterior cu filet (filetul interior cilindric si cel exterior conic). Cele din fonta au la exterior nervuri de intarire. Etanseitatea cu teava se realizeaza infasurind pe filetul cep un fuior de cinepa peste care se da cu un miniu de plumb sau banda de teflon, procedindu-se apoi la infiletare. Controlul etanseitatii se face cu apa si sapun. Dimensiunea nominala a fitingurilor este diametrul conductei la care se racordeaza. Aceste dimensiuni sunt standardizate fiind cuprinse intre 6,35 si 101, 6 mm (1/4 si 4 in). Mai utilizate sint cele cu dimensiuni mici, pina la 25,4 mm (1in). Pentru imbinari la presiuni mari se folosesc atat fitinguri filetate cat si cu imbinare prin sudare. Regulatoarele de presiune(Fig. 3.18) au capacitatea de a primi la intrare gaze la o presiune ce poate varia continuu intr-un anumit interval si de a o reduce si stabiliza in limite foarte strinse la iesire, indiferent de debitul de gaze ce trece prin acestea.

Figura 3.18

In principiu, un regulator de presiune se compune din: - organ sensibil numit sesizor (o membrana, un arc, un plutitor, un manometru, o clapeta etc) - un servoelement actionat de sesizor - un organ de reglare care executa comenzile sib actiunea servoelementului.

3.6 Rezervoare

Sunt vase inchise care servesc pentru depozitarea lichidelor. Cea mai larga utilizare in santierele petroliere o au rezervoarele cilindrice verticale(sudate, nituite sau imbinate prin suruburi). Un rezervor metalic cilindric(Fig. 3.19) este alcatuit dintr-o manta 1, formata din mai multe tronsoane de tabla numite virole, dintr-un fund 2 si un capac 3. Rezervoarele sunt echipate cu o scara exterioara verticala. Pe capac se afla o gura de vizitare(pentru masurat si luat probe), prevazuta cu o platforma cu balustrada. La partea superioara a mantalei se racordeaza conducta pentru introducerea in rezervor a spumei pentru stins incendii. Pe manta este prevazuta o gura de vizitare pe virola inferioara(pentru curatirea si reparatia in interior). Pe

44

rezervor sunt sudate o serie de racorduri: de incarcare, impingere (pentru omogenizarea continutului), de tragere, aerisire, scurgere etc.

Figura 3.19

Reparatiile rezervoarelor se executa cu golirea prealabila a rezervorului, urmata de spalare cu apa, aburire, aerisire, pana la degazeificare totala, respectandu-se regulile de securitate si prevenire a incendiilor.

Pentru reparatii minore cum sunt gauri cauzate de coroziune, cu dimensiuni pana la 5 cm, se pot folosi metode alternative de reparare la rece, care nu impun efectuarea tuturor acestor operatii ci doar golirea rezervorului pana sub nivelul defectului. Acesta este remediat prin aplicarea unui petec metalic, lipit cu un material bicomponent, care asigura sudura moleculara a peticului pe rezervor.

3.7 Masuri de protectie a muncii

La repararea si intretinerea conductelor de produse petroliere se vor respecta Instructiunile Proprii de Securitate si Sanatate in Munca specifice acestui tip de lucrari. Vizitarea unui camin se face dupa cel putin 5 min de la deschiderea capacului. Muncitorul coborat in camin va fi echipat cu masca izolanta cu cartus filtrant. Echipele de interventie vor avea cel putin trei oameni dintre care numai unul va lucra in camin maximum 10 min, schimbandu-se pe rind;

45

La operatia de curatire si reparare a rezervoarelor se vor respecta toate operatiile prevazute in norme: golire, aburire, aerisire, folosirea echipamentului de protectie etc.

3.8 Coroziunea si mijloace de combatere a acesteia

Industria extractiva de petrol si gaze se caracterizeaza prin vehicularea unor mari cantitati de fluide, titei si gaze insotite de apa sarata, care sunt extrase din stratele productive prin sonde, apoi sunt separate si depozitate in instalatiile de suprafata, iar in final sunt transportate la rafinarii sau la consumatori. In acest scop sunt folosite diferite utilaje si material tubular cu amplasare dispersata, pe suprafete intinse, in aer liber sau in sol, la mica adincime sau la adancimi de mii de metri.

Mediul inconjurator exercita asupra metalelor si aliajelor o actiune de distrugere, care incepe de la suprafata si se continua spre interior. Actiunea chimica\electrochimica de distrugere a metalelor, exercitata la suprafata acestora de catre aer, umezeala, sol sau de catre unele substante chimice se numeste coroziune. Coroziunea cuprinde toate procesele de distrugere a metalelor provocate de reactiile chimice si electrochimice cu mediul. Distrugerea metalelor prin aceste reactii se produce, insa, in practica, simultan cu o serie de actiuni hidrodinamice, ca: eroziune, abraziune, frecare, etc. Metalul din care sunt confectionate utilajele si materialul tubular este supus coroziunii interioare, provocat de fluidele vehiculate si celei exterioare, provocat de agentii atmosferici sau de cei din sol. Adesea aceste procese au loc cu mare intensitate si conduc la dificultati importante, cum sunt: - uzura prematura si scoaterea din functiune a echipamentului inainte de epuizarea ciclului normal de utilizare; - intreruperi neasteptate ale proceselor tehnologice care cauzeaza pierderi de productie sau pot duce la accidente tehnice, necesitand cheltuieli suplimentare pentru remedieri; - spargeri ale conductelor care au ca urmare pierderi de petrol si gaze in cazul transporturilor acestora; in cazul vehicularii apei de zacamint astfel de pierderi provoaca degradari ale unor terenuri agricole si poluarea apelor din zona; Dificultatile mentionate devin atat de pronuntate la unele zacaminte, incat fac imposibila exploatarea fara aplicarea unor procedee adecvate de combatere a coroziunii. Pierderile provocate prin coroziune duc la cresterea costului tonei de titei extras. De aceea, este necesara aplicarea masurilor de micsorare a distrugerilor provocate prin coroziune.

46

Procesul de coroziune se poate manifesta sub aspecte diferite: uniform repartizat pe suprafata metalului, localizat sub forma de ciupituri (pitting)selectiv in cazul aliajelor etc. Viteza de coroziune a metalelor depinde de natura chimica a mediilor cu care vin in contact. Hidrocarburile gazoase sau lichide nu sint corozive decit in prezenta apei, actiunea lor fiind accelerata de prezenta unor saruri si gaze dizolvate.

Clorurile alcatuiesc proportia cea mai mare de saruri din apele de zacamint. Din clorurile existente intr-o astfel de apa, clorura de sodiu (NaCl) constituie cantitatea cea mai mare. Agresivitatea apei creste cu concentr