Calculul si Constructia Utilajului Petrolier de Schela

INTRODUCERE

Un proiect nseamn o lucrare tehnica ntocmita pe baza unei teme date, care cuprinde calculele tehnico-economice, desenele, instruciuni de montaj si ntreinere etc., necesare executrii unei instalaii, construcii, maini, unui utilaj, dispozitiv, unei scule etc.

Lucrarea tehnica este un studiu scris asupra unui subiect cu caracter tehnic, o scriere, o opera tiinifica.Lucrarea ca studiu scris este aciunea de a lucra / de a studia si rezultatul ei, adic o munca intelectuala susinuta depusa in vederea nsuirii de cunotine tiinifice temeinice intr-un anumit domeniu de specialitate.

In ceea ce privete metoda de lucru vom utiliza o metoda cu profund caracter fenomenologic, avnd n vedere adevrul exprimat de academicianul Dumitru Dumitrescu (un mare hidrotehnician roman), si anume: Un calcul concret este complet numai cnd ptrunde in esena invizibil a fenomenului. [3]

Dezvoltare utilajului petrolier este legata de dezvoltarea metodelor de foraj, extracie, transport si prelucrare a petrolului.

Instalaiile de foraj, in funcie de metodele de foraj folosite, au avut urmtoarea evoluie:

a) foraj percutant (cu cablu sau cu prjini);b) foraj percutant hidraulic;

c) foraj rotativ hidraulic;d) forajul cu turbina si motor elicoidal.

Tendinele care se manifesta in evoluia instalaiilor de foraj sunt:

creterea puterii instalate si a capacitii instalaiilor de foraj construite;

creterea valorilor parametrilor cinematici si dinamici (viteze, sarcini, presiuni, debite);

modularea si interschimbabilitatea elementelor componente;

folosirea transmisiilor hidraulice si pneumatice;

acionarea instalaiei diesel-hidraulic, diesel electric in curent continuu, sau cu turbine cu gaze;

automatizarea si mecanizarea.

Instalaiile de extracie difer si ele in funcie de metoda de extracie utilizata:

a) erupie captata (naturala);b) erupie artificiala;

c) pompare;d) exploatare secundara:injecie de apa sau de gaze, care se poate face extracontural sau

intracontural;

stimulare aflux de petrol prin fisurare hidraulica sau injecie de abur;

combustie subterana. [1] Forajul si construcia sondelor, exploatarea zcmintelor de tatei si gaze si transportul produselor sunt bazate pe utilizarea unui volum foarte mare de material tubular, diversificat ca forma si dimensiuni, cu performante la limita superioara a posibilitilor tehnice actuale. Realizrile privind adncimile de foraj (peste 8000 m la sondele de gaze si peste 10000 m la sondele pentru tatei), debitele si presiunile fluidelor transportate (diametrul conductelor de pana la 1420 mm si presiuni de pana la 120 bar) si perspectiva desfurrii forajelor pn la adncimi de 15000 m sunt determinate de progresele realizate in domeniul formelor constructive, materialelor, tehnologiilor de fabricaie i control, precum i a bazei de calcul de rezistenta i stabilitate pentru garnitura de foraj, burlanele pentru tubaj, evile de extracie i conducte.

In domeniul garniturii de foraj, in cadrul actualelor forme constructive, se remarca introducerea unor materiale si tratamente termica care sa conduc la obinerea gradelor de rezistenta superioare. De asemenea, se extinde utilizarea prjinilor de foraj din aliaje de aluminiu, realizate ca prototip si in tara noastr.

O modificare relativ recenta in structura materialului tubular o reprezint acceptarea generala a burlanelor pentru tubaj si a evilor de extracie sudate fabricate din platbanda prin deformare plastica si sudare electrica prin presiune pe generatoare. Aceasta tehnologie de fabricaie ofer avantajul adaptrii cu uurina la fabricarea unei game largi de diametre si grosimi de perete superioare celei laminate. Procedeul implica, totodat, utilizarea unor oteluri cu un grad mai ridicat de puritate si o tehnologie moderna de sudare si control nedistructiv.

Creterea adncimii de foraj ridica problema ca, pe lng asigurarea unor caracteristici mecanice cat mai ridicate ale materialului tubular, sa fie garantata si sigurana la exploatarea in medii corosive si in medii acide cu hidrogen sulfurat. Aceste cerine contradictorii se rezolva printr-un complex de masuri privind creterea puritii otelului si aplicarea unor tratamente termice riguros conduse, care sa asigure ncadrarea limitei de curgere intr-un domeniu restrns de valori.

In cadrul sondelor corosive, se remarca tendina de extindere a utilizrii materialului tubular executat din otel inoxidabil si din superaliaje pe baza de nichel sau cobalt. Dei costul acestora este foarte ridicat, ele sunt superioare din punct de vedere tehnico-economic soluiilor actuale prin faptul ca rezistenta ridicata permite utilizarea evilor de extracie cu perei subiri - dublnd practic producia sondei si fcnd inutile injectarea inhibitorilor de coroziune si interveniile in exploatare.

Evitarea accidentelor in exploatarea materialului tubular este legata direct att de tehnica de control cat si de proporia acesteia. De aceea, pe plan mondial se manifesta, pe de o parte, tendina de cretere a volumului si complexitii operaiilor de control uzinal si, pe de alta parte, efectuarea controlului in condiii de antier de ctre firme specializate. Se utilizeaz uniti complexe de control nedistructiv, care asociaz metode de control magnetic, cu ultrasunete si cu radiaii, care asigura depistarea defectelor, a orientrii si dimensiunilor acestora, msurarea grosimii de perete si sortarea materialului tubular in funcie de marca otelului.

In paralel cu dezvoltarea unor noi materiale si tehnologii de fabricaie, care sa sigure performante maxime materialului tubular, valorificarea deplina a caracteristicilor acestuia a impus modernizarea bazei calculului de rezistenta si stabilitate si dezvoltarea a noi tipuri constructive, in principal privind mbinrile filetate. Se remarca in aceste sens aplicarea metodei elementului finit la calculul mbinrilor filetate, determinare presiunii exterioare critice de pierdere a stabilitii burlanelor pentru tubaj la solicitri compuse innd seama de erorile de forma, de abaterile grosimii de perete si de nivelul tensiunilor proprii, calculul durabilitii garniturii de foraj pe baza metodelor mecanicii ruperii materialelor, precum si dezvoltarea unei game largi de forme constructive pentru mbinrile filetate ale burlanelor pentru tubaj si evilor de extracie, cu rezistenta la smulgere si etaneitate sporite.

Obiectivul utilizrii la parametri maximi a materialului tubular se realizeaz prin luarea in consideraie a ansamblului problemelor privind proiectarea, construcia si exploatarea acestuia. [8]