مهمة التشغيل
- الوسط
- تدفق متعدد الأطوار من الغاز الطبيعي عالي الضغط والنفط الخام والمياه المنتجة
- ظروف التشغيل
- خدمة سحب غاز عالية الضغط قبل خفض الضغط عند صمام الخنق
- هدف التسخين
- الحفاظ على هامش حراري كافٍ ضد تكون الهيدرات والانسداد منخفض الحرارة
يدعم مشروع تخزين الغاز تحت الأرض في حقل Jidong تنظيم إمدادات الغاز موسميًا لمنطقة بكين–تيانجين–خبي، حيث يتم حقن الغاز الطبيعي في الخزان خلال الصيف وإنتاجه خلال ذروة الطلب في الشتاء.
قدمت XGTHERMAL حزم سخانات كهربائية رأسية مقاومة للانفجار من نوع BDRG لمرحلة الحقن والإنتاج الأولية. تُركب السخانات قبل صمام خنق رأس البئر، وتقوم بتسخين خليط الغاز المنتج والنفط الخام والمياه قبل خفض الضغط، مما يساعد على تقليل مخاطر تكون الهيدرات وترسب الشمع والتجمد واضطراب القياس أثناء سحب الغاز شتاءً.
صُممت الحزمة حول تدفق رأس البئر عالي الضغط، والتعرض لرذاذ الملح الساحلي، ومتطلبات التشغيل عن بُعد دون وجود دائم للمشغلين.
كان على حزمة تسخين رأس البئر حماية تدفق تخزين غاز متعدد الأطوار وعالي الضغط قبل خفض الضغط عند صمام الخنق.
استخدمت XGTHERMAL حزمة سخان رأسي غير مباشر بتقنية تغير الطور، مع ملف عالي الضغط، وتحكم تدريجي في القدرة، وتشابكات أمان متعددة المستويات.
أثناء سحب الغاز، يجب خفض ضغط الغاز عالي الضغط القادم من الخزان تحت الأرض إلى ضغط التجميع عبر صمام الخنق. وبسبب تأثير جول–طومسون، يمكن أن تنخفض درجة حرارة الغاز بشكل حاد أثناء الخنق، مما قد يؤدي إلى تكون الهيدرات بعد الصمام إذا لم يتم التسخين. يرفع السخان درجة حرارة تدفق رأس البئر قبل خفض الضغط، بحيث يبقى الوسط بعد الخنق فوق ظروف تكون الهيدرات.
هذا التطبيق أكثر تعقيدًا من تسخين الغاز الجاف. فالتيار يحتوي على غاز طبيعي ونفط خام ومياه منتجة. يمكن للنفط المحتوي على الشمع أن يترسب عند درجات الحرارة المنخفضة، كما تزيد المياه والغازات الحمضية من مخاطر التآكل. يساعد تسخين التيار المختلط على حماية التشغيل من التجمد، وتقليل ترسب الشمع، والحد من التآكل، وتحسين استقرار القياس اللاحق.
يستخدم السخان نظام انتقال حرارة غير مباشر بتغير الطور تحت ضغط سلبي. تقوم العناصر الكهربائية بتسخين وسيط عامل؛ يرتفع البخار ويتكثف على السطح الخارجي للملف الداخلي، ثم يطلق الحرارة ويعود بالجاذبية. توفر دورة Gravity Heat Pipe توزيعًا متجانسًا للحرارة دون تعريض عناصر التسخين الكهربائية مباشرة لتدفق النفط والغاز والماء عالي الضغط.
يمر وسط العملية عبر ملف حلزوني مصمم لتحمل الضغط. يطيل الملف مسار التدفق، ويزيد زمن الإقامة الحرارية، ويقوي الاضطراب، ويوفر هامشًا إضافيًا لانتقال الحرارة. وتم اختيار أجزاء احتواء الضغط، ووصلات الفلنجات عالية الضغط، وهامش مقاومة التآكل، واستراتيجية الفحص غير الإتلافي وفق متطلبات خدمة تخزين الغاز عالية الضغط.
يعتمد نظام التحكم على منصة PLC صناعية، وواجهة HMI محلية مقاومة للانفجار، وتحكم تدريجي في القدرة باستخدام ثايرستور SCR. في التشغيل الطبيعي، يستطيع السخان تنظيم الخرج بسلاسة عبر تحكم PID في درجة الحرارة، مما يقلل تذبذب الحرارة والصدمات الكهربائية المرتبطة بالتحكم المرحلي البسيط بالكونتاكتور.
تدعم الحزمة أوضاع تشغيل محلية وعن بُعد. وتشمل منطق الحماية: فرط حرارة المخرج، وفرط حرارة الغلاف، وفرط ضغط المخرج، وإيقاف عدم التدفق، وفرط التيار، والتسرب، وانخفاض الجهد، وفقدان الطور، وتشابك فتح التجهيز المقاوم للانفجار، وإيقاف ESD عن بُعد. ويتم دمج إشارات الحالة والأعطال ودرجة الحرارة والضغط والتحكم عن بُعد عبر اتصال صناعي قياسي للتشغيل في مواقع الآبار دون وجود دائم للمشغلين.
بالنسبة إلى حقل Jidong، تساعد السخانات في الحفاظ على جاهزية مشروع تخزين الغاز أثناء السحب الشتوي، من خلال تقليل مخاطر الهيدرات والشمع والانسداد بالتجمد قبل نقطة الخنق الحرجة. ويسمح التصميم الرأسي المركب على قاعدة بتكامل المصنع، وتركيب ميداني عبر توصيل الأنابيب والكابلات، وتسهيل الوصول للصيانة عبر منصة وسلم.
يعرض المشروع أيضًا قدرة XGTHERMAL في تسخين تطبيقات تخزين الغاز تحت الأرض، حيث يجب حل تحديات الضغط العالي، والتدفق متعدد الأطوار، والتآكل الساحلي، وتصنيف المناطق الخطرة، والتشغيل عن بُعد ضمن حزمة واحدة. ويمكن استخدام نفس المنطق الهندسي في مشاريع تخزين الغاز وتسخين رؤوس الآبار وضمان تدفق النفط والغاز والماء في المستقبل.