Tehokkaampi tapa tulppajätteen puhdistukseen
Bram Alackness | Tuotantolinjan päällikkö | 14. maaliskuuta 2025
Porausreiän tulppien ja murtohiekan puhdistaminen voi olla sotkuista ja aiheuttaa huomattavia riskejä työntekijöiden turvallisuudelle, tuotannolle ja ympäristölle. Tyypillisessä vaakasuorassa porausreiässä, jossa käytetään yleistä plug-and-perf-menetelmää, asetetaan useita siltatulppia välein eri sivuvaiheiden eristämiseksi. Kun hydraulinen murtoprosessi on saatu päätökseen, porausreikään asetetut tulpat porataan tyypillisesti ulos joko kierreputkiyksikön tai hydraulisen viimeistelyyksikön avulla. Tulppien poistaminen mahdollistaa hiilivetyjen kulkeutumisen muodostumasta ylöspäin porausreiän läpi. Porausprosessi edellyttää paikalla olevien eri palveluyritysten huolellista koordinointia, erityisesti takaisinvirtausyhtiön (TETRA) ja porauslauttayhtiön välillä. Porausvaiheen aikana on pidettävä yllä jatkuvaa nesteen kiertoa porausreikään ja sieltä ulos samalla, kun tulppajätteet ja murtohiekka poistetaan. Jos tätä toimenpidettä ei suoriteta asianmukaisesti, roskien kertyminen porausreikään voi johtaa ongelmiin, kuten putken juuttumiseen ja porausreiän hallinnan menettämiseen[*].
Perinteinen Puhdistus
Perinteinen porauspaketti käsittää yleensä kolme laitetelinettä - pääjakeluputken, varapaniikkiputken ja roskienkeräyslaitteen - jotka kaikki on siirrettävä paikoilleen trukilla ja liitettävä yhteen korkeapaineisten virtausputkien kanssa. Näiden järjestelmien käyttö ja huolto on vähintään kahden miehen työtä, joka edellyttää usein venttiilien manuaalista käyttöä ja suodatinseulojen poistamista. Nämä erityistehtävät edellyttävät, että työntekijät astuvat jatkuvasti korkeapainevirtauslinjojen yli ja kurottelevat niiden ympärillä, joiden paine on 1 000-3 000 PSI. Manuaalinen prosessi ei ainoastaan altista työntekijöitä mahdolliselle paineenpurkautumiselle, vaan se lisää myös vuotojen riskiä, jotka voivat vahingoittaa lähiympäristöä ja pysäyttää toiminnan.
Automaattinen Puhdistus
TETRA tunnisti perinteisten järjestelmien vaarat ja riskit ja kehitti alan ensimmäisen automaattisen porausjärjestelmän, joka on vallankumouksellinen kokonaisratkaisu, jossa kaikki tarvittavat komponentit on sijoitettu yhdelle 8 x 40 jalan perävaunuun asennettavalle telineelle, joka huuhtelee automaattisesti tulpat ja hiekan pois porausoperaation aikana.
TETRA Auto-Drillout System on suunniteltu hallitsemaan paremmin porausreiän painetta ja toimimaan turvallisemmin, ja se vähentää henkilövahinkojen riskiä vähentämällä huomattavasti paikan päällä työskentelevän henkilöstön tarvetta kääntää venttiilejä manuaalisesti ja poistaa ja vaihtaa roskien sieppausseuloja. Järjestelmää käytetään liikkuvasta komentokeskusperävaunusta käsin, ja se vähentää myös merkittävästi altistumista korkeapainealueille ja mahdollisesti loukkuun jäävälle paineelle. Järjestelmässä on patentoitu huuhteluprosessi, joka estää muodostumasta nousemisen, ja se puhdistaa roskat ja hiekan perusteellisesti, mikä vähentää työjohtojen juuttumisen ja tuottamattoman ajan (NPT) mahdollisuutta.
Helposti kuljetettava ja paikalleen asennettava yksikkökone on pienikokoinen ja vähän huoltoa vaativa, joten se ei aiheuta kalliita seisokkeja. Sen täysin integroituihin putkistoihin kuuluu automaattisella huuhtelusekvenssillä varustettu roskien sieppaaja, monisegmenttinen jakeluputkisto ja integroitu paniikkiputkisto. Kaikki nämä komponentit on yhdistetty ohjelmoitavaan logiikkaohjaimeen, joka on liitettävissä etävalvontaan ja -ohjaukseen. Käyttäjät voivat käyttää ohjauspaneelia mobiililaitteella ja valvoa ja ohjata toimintoja - ominaisuus, joka on erityisen hyödyllinen, kun säätöjä on tehtävä työmaan ulkopuolella. Älykäs järjestelmä ylläpitää myös historiallisia tietolokeja, joihin tallennetaan esimerkiksi paineet, venttiilien toiminta, hälytykset ja säiliöiden tasot.
Manuaalinen Seulan-Vetäminen vs. Automaattinen Huuhtelu
Tavanomaisen pakkauksen seulan puhdistaminen vaatii yleensä vähintään kaksi henkilöä ja noin neljä minuuttia huuhtelukertaa kohti. Manuaaliset vaiheet ovat seuraavat: virtauksen ohjaaminen, piipun eristäminen, paineen poistaminen, seulan poistaminen järjestelmästä, seulan puhdistaminen, seulan asettaminen takaisin paikalleen ja virtauksen palauttaminen juuri puhdistettuun linjaan. Manuaalinen toiminta altistaa työntekijät käsi- tai selkävammojen vaaralle sekä mahdollisen paineen jäämisen vaaralle.
Sen sijaan TETRA Auto-Drillout System -järjestelmä vaatii vain yhden henkilön käytön ja suorittaa jokaisen puhdistussyklin noin 40 sekunnissa. Automaattiset vaiheet ovat:
[1] Anturi havaitsee paine-eron, joka ilmaisee roskien läsnäolon.
[2] Virtaus ohjautuu automaattisesti ensisijaisesta linjasta toissijaiseen linjaan.
[3] Päävirtausjohto jakotukin alapuolella sulkeutuu ja ohjaa virtauksen hetkellisesti huuhtelemaan roskia roskien sieppausseulasta.
[4] Kun huuhtelujakso on päättynyt, virtaus palaa automaattisesti toissijaisesta linjasta ensisijaiseen linjaan.
Tapaustutkimus 1: 40 prosentin vähennys Rig-up:ssa
TETRA Auto-Drillout System -järjestelmää käytettiin ensimmäisen kerran Appalachian alueella kesällä 2022, ja sitä käytettiin 13 epätavanomaisessa kaasukaivossa. Neljän kuukauden häiriöttömän käytön aikana yksikkö puhdisti yli 2 300 tulppaa ilman, että yhtään seulaa olisi tarvinnut vetää pois, ja ilman yhtään tuottamatonta aikaa. Toiminnanharjoittajan kannalta mitattavissa oleva arvo oli se, että järjestelmä vähensi porauslaitteiston ylös- ja alasajoon kuluvaa aikaa 40 prosenttia, riskialtistusta 33 prosenttia ja järjestelmän osien kulumista 65 prosenttia, mikä vähensi merkittävästi käyttökustannuksia ja paransi turvallisuutta.
Tapaustutkimus 2: Yli 15 000 tulppaa on puhdistettu pois käytöstä
Sama toimija otti jälleen käyttöön TETRA Auto-Drillout -järjestelmän Appalakkien altaassa. Noin 30 kuukauden aikana järjestelmällä huollettiin 178 porausreikää ja puhdistettiin yhteensä 15 425 tulppaa ilman, että tarvitsi vetää ja puhdistaa yhtään roskienkeräysseulaa, ja ilman, että aiheutui yhtään tuotantokatkosta tai HSE-tapahtumaa.
TETRA-järjestelmää käytettiin turvallisesti liikkuvan komentokeskuksen perävaunusta käsin, ja sen avulla poistettiin venttiilien manuaalinen ohjaus ja roskienkeräysseulojen vetäminen. Tehokkuuden osalta se paransi porausreiän paineenhallintaa porauksen aikana mahdollistamalla ennalta ohjelmoidun venttiilien järjestyksen ja pitämällä paineet ja virtausnopeudet tasaisina ilman suuria heilahteluja, kun virtausta vaihdetaan kaksoisjärjestelmän kahden linjan välillä.
Loppujen lopuksi TETRA Auto-Drillout System -järjestelmä vähensi merkittävästi operaattorin turvallisuus- ja ympäristöriskejä sekä paikan päällä työskentelevien henkilöiden määrää, mikä antoi poikkeuksellista lisäarvoa kaasuporauksen kehittämiseen.
[*] Haithem Trabelsi, et al (2021), "Bridge Plug Drillouts Cleaning Practices: Luonnonvarat, Vol. 12, No. 2, s. 19-33, helmikuu 2021.
