أجزاء ومكونات برج الحفر

محطات عزل الغاز هي المحطات التي يمر فيها النفط الخام (Crude Oil) بعّدة عمليات عبر سلسة طويلة من المراحل منذ لحظة خروجه من البئر ولغاية وصوله الى منافذ التصدير و المصافي او معامل معالجة الغاز (LPG Plants).

مقدمة عن محطات عزل الغاز

بعد خروج النفط المنتج من الابار عبر رأس البئر (Well head) و شجرة الميلاد (X-mass Tree) يدخل الى المحطة عبر انابيب الجريان فيمر بصمام اللارجعة (Check Valve) أو ما يسمى بصمام الاتجاه الواحد والذي يقوم بمنع النفط الخام القادم من الابار بالرجوع بالأتجاه المعاكس ثم يتجه النفط مباشرة الى الصمام الخانق (Choke valve) لتحديد معدل الجريان النفط الخام (Flow Rate) وكذلك يوجد مقاییس ضغط (Pressure Gauges) قبل وبعد هذه الصمامات، بعدها يدخل النفط الخام الى مجمع الصمامات (Manifold) وهو عبارة عن مجموعة من الانابيب و الصمامات التي يمكن من خلالها تحديد كمية الموائع لغرض توزيع النفط الخام على العازلات لفصلهِ عبر الانابيب وذلك وفقاً لإنتاجية كل بئر من النفط والغاز والسعة التشغيلية لكل عازلة سوف يذهب اليها، حيث يختلف النفط المنتج من الابار من حقل الى آخر من حيث كمية الغاز والماء الذي يحتويه، وكذلك توفر مرونة اكبر لسيطرة على الضغوط العالية القادمة من الآبار التي يتم مراقبتها من خلال مقاييس الضغط تلك، وقد تحتوي محطة العزل الواحدة على اكثر من مجمع واحدة (Manifold) بحسب عدد الابار المتوفرة.

مكونات محطات عزل الغاز

1. مجمع الآبار (Manifold)
2. العازلات (Separators)
3. أنابيب التجميع (Outlet Headers)
4. خزانات النفط (Oil storage Tanks)
5. منظومة المشاعل (Flare System)
6. منظومة هواء السيطرة (Instrument Air System)
7. منظومة مكافحة الحرائق (Fire Fighting System)

مجمع الآبار

وهو عبارة عن مجموعة من الانابيب والصمامات التي يمكن من خلالها تحديد كمية الموائع لغرض توزيع النفط الخام على العازلات لفصلهِ عبر الانابيب وذلك وفقاً لإنتاجية كل بئر من النفط والغاز والسعة التشغيلية لكل عازلة سوف يذهب اليها، حيث يختلف النفط المنتج من الابار من حقل الى آخر من حيث كمية الغاز والماء الذي يحتويه، أو الى الحارق (burner) بغرض التخلص منه أو الى (surge tank) و(gauge tank) لغرض التخزين والقياس وكذلك توفر مرونة اكبر لسيطرة على الضغوط العالية القادمة من الآبارالتي يتم مراقبتها من خلال مقاييس الضغط تلك، وقد تحتوي محطة العزل الواحدة على اكثر من مجمع واحدة (Manifold) بحسب عدد الابار المتوفرة.

الصمامات تكون مزدوجة الاغلاق لمقاومة العمليات التي تجري في البيئات القاسية (Harsh environment) و تتوافق جميعها مع معايير API, NACE MR 0175, Spec.6D.

شكل (1) manifold.

مكونات مجمع الآبار

1. صمام عدم الرجوع (check valve): هو الصمام الذي يمنع تحول الجريان من الآبار ذات الضغط العالي الى الآبار ذات الضغط المنخفض وبشكل رئيسي يعمل هذا الصمام على منع رجوع النفط بالاتجاه المعاكس.
2. الصمام الخانق (chock valve): ويسمى ايضا بصمام السيطرة يعمل على التحكم بكمية الإنتاج الداخلة الى العازلات من النفط والغاز.
3. الصمام البوابي (gate valve): يستحدم هذا الصمام لايقاف الجريان النفط والغاز القادم من البئرعن المجمع (manifold)
4. مقياس الضغط (gauge pressure): يستخدم لقياس ضغط البئر عند النقاط المختلفة من مجمع الآبار.
5. الضفاف (bank): يتكون مجمع الآبار ايضا الضفة (A) والتي تجمع الموائع القادمة من الآبار ذات الضغط اعلى من 400 psi حيث يدخل عدة مراحل من عزل نتيجة لضغوطها العالية وضفة (B) التي تجمع الوائع القادمة من ابآر ذات ضغوط اقل من 400 psi تدخل مراحل عزل معدل اقل نتيجة لانخفاض ضغوطها و الضفة (C) في هذه الضفة يتم جمع النفط الخام او الموائع الحاوية على نسب عالية من الماء القادمة مع النفط الخام من الابار حيث تدخل مراحل عزل ثلاثية الطور (نفط، غاز، ماء) واخيراً تحتوي على الضفة (T)الاختبارية والغرض منها تحويل النفط من اي ضفة (A, B, C) الى العازلة الاختبارية (test separator) وقد تحتوي المحطة على ضفة واحد وضفة للاختبار.
6. المركبة (skid mounted manifold): عبارة عن المركبَة التي تكون الصمامات اعلاه مُركبةً عليها.
7. مجمع المجمعات (headers): بعد خروج النفط الخام من المجمع الابار يتم تجميع النفط الخام الخاص بكل ضفه (header) في الخاص بها حيث تسمى (Headers) الخاصة بالضفة (A, B, C) بـ (Production Headers) والخاص بالضفة (T) بـ (Test Headers).

العازلات

وهي مجموعة من الاوعية مختلفة الشكل (عمودية، أفقية، كروية) الغرض منها فصل النفط عن الغاز كما في العازلة ثنائية الطور او فصل النفط عن الغاز والماء كما في العازلة ثلاثية الطور.
تحتوي على الكثير من المكونات والتصنيفات للاطلاع عليها اضغط هنا.

أنابيب التجميع

وهي نقاط التجميع الرئيسية للغاز والنفط والتي تقوم بتجميع النفط والغاز من جميع العازلات بأنبوب واحد للنفط وأنبوب اخر للغاز.

خزانات النفط

الخزانات النفطية (Oil Storage Tanke) هي وعاء اسطواني الشكل وضخم يتواجد في محطات العزل يستخدم لتخزين النفط الخام بعد مروره في عمليات العزل المختلفة توجد هذه الخزانات ايضاً في المستودعات النفطية التي يتم تخزين النفط بها لغرض ضخها الى انابيب التصدير (يكون حجم الخزانات النفطية في المستودعات اكبر من حجمها في محطات العزل) مع وجود اختلاف في تفاصيل المنظومات لكل نوع من الخزانات.

تصنيف الخزانات النفطية

شكل (2) Oil Storage Tanks.

تصنيف الخزانات حسب الضغط

هناك نوعين من الخزانات المصنفة بحسب الضغط:

1. خزانات ذات ضغط داخلي جوي (atmosphere pressure)
2. خزانات ذات ضغط داخلي واطئ ( low pressure) تعتمد على طرق مختلفة في التصميم تؤهلها لأستقبال مشتقات نفطية ذات ضغط بخاري عالي(high vapor pressure) وكذلك الغازات والابخرة يجب أن لا يزيد الضغط الداخلي عن 15 psi حتى لا يتم فقد المتبخرات و لا تتحول هذه الخزانات الى أوعية ضغط (pressure vessels).

تصنيف الخزانات حسب الحجم
هناك ثلاث انواع من الخزانات المصنفة بحسب القطر
ذات الاقطار الصغيرة، المتوسطة والكبيرة وتختلف في طرق تصميمها:

1. طريقة القدم الواحدة one foot method: تصل اقطار الخزانات النفطية في هذا النوع من طرق التصميم الى 60 متر.
2. طرق تصميم مختلفة variable design method: تستخدم لتصميم الخزانات ذات الاقطار الكبيرة التي قد يصل قطرها الى 120 متر.

تصنيف الخزانات حسب طريقة التجليس للخزان
هناك نوعين من الخزانات المصنفة بحسب طريقة تثبيت الخزان

1. المثبتة Anchored tanks
2. الحرة free tanks

هذه الطريقة في التصنيف تتبع عدة عوامل مؤثرة مثل الرياح فيمكن ان تتأثر الحزانات بسرعة الرياح في المناطق المطلوب نصب الخزانات عليها، وعلى العكس من ذلك في الخزانات الحرة فكلما قلت سرعة الرياح وأستقرت المنطقة فيزيائياً زادت احتمالية تركها حرة.

تصنيف الخزانات حسب السقف
هناك نوعين من الخزانات المصنفة بحسب نوع السقف:

1. خزانات ذات سقوف مخروطية او بيضوية وتكون ثابتة مع جدار الخزان.
2. خزانات ذات سقف عائم حيث تتواجد فيها سقوف داخلية تكون عائمة فوق المنتج لتقليل من خطر الأبخرة وخسائر المشتقات ذات الضغط البخاري العالي، يكثر استخدامها في المستودعات النفطية كون هذه الخزانات ذات اقطار كبيرة.

   

   شكل (3)

هناك ثلاث طرق لتثبيت السقوف

1. التثبيت الذاتي(self supporting): يستند السقف على الزواية العلوية للخزان.
2. التثبيت المركزي (Roof centre supporting): هنا يتم اضافة هيكل معدني تحت صفيحة السقف ليستند السقف عليها
3. التثبيت الموزع (Roof-roof supporting): هنا تضاف اعمدة موزعة بشكل منتظم تستند من الاسفل بقاعدة الخزان.

ملحقات الحزانات النفطية

1. فتحة لأخذ العينات (hatch).
2. صمام التنفيس (PVSV).
3. مؤشر مستوى السائل (level indicator).
4. فُتحات مخرج ومدخل الانتاج (inlet and outlet nozzles).
5. فتحة التصريف السفلية (bottom drain).
6. فتحة المياه (manhole).
7. سلالم الوصول الى السطح (access stairway).
8. القواعد والارضيات (grounding).
9. اجهزة مكافحة الحرائق (fire fighting devices).

   

   شكل (4)

   
   

منظومة المشاعل

تتكون من المشاعل (flares) وملحقاتها:

• صناديق الحصى (Gravel Box).
• كوابح اللهب (Flame Arrestor).
• وعاء (Knock Out Drum) لأصطياد السوائل الموجودة في الغاز بغرض منع أحتراقها.

تعمل منظومة المشاعل او الشعلة على حرق الغاز الخارج من العازلات والذي لا يذهب الى محطات كبس الغاز. غالبا ما يسبب هذا النوع من الحرق لكميات هائلة من الغاز بشكل يومي الى مشاكل في البيئة. بعض الدول تستثمر هذه الكميات من الغاز في صناعات مختلفة والبعض الاخر كالعراق يقوم بحرق 50% منه.

منظومة هواء السيطرة

تتكون من كابسة هواء (Air Compressor) وأنابيب هواء خاصة بصمامات السيطرة (Control Valves).

منظومة مكافحة الحرائق

تتكون من خزان ماء الحريق ومضخات الحريق وشبكة أنابيب الماء وأنابيب الرغوة المتصلة بالخزانات.

تتتبع مسار عملية عزل النفط والغاز عبر مشبه الانتاج

لتتبع مسار حركة النفط عبر جميع المكونات المذكوره اعلاه يرجى قرائة مقالة محطة عزل الغاز عن النفط.

المصادر

1. Håvard Devold. 2009-5. Oil and gas production handbook. تم الاسترجاع في 2022-8-21.
2. A. P. SZILAS. (د.ت). PRODUCTION AND TRANSPORT OF OIL AND GAS. تم الاسترجاع 2022-8-21.
3. michael J.. A. Daniel. Christina .E. 2009. Petroleum production system. تم الاسترجاع 2022-8-21.

إقرأ أيضاً

• معالجة النفط الرطب وإزالة الاملاح
• تثبيت النفط الخام وتحليته
• مراحل معالجة الغاز الطبيعي
• تجفيف الغاز الطبيعي
• تحلية الغاز الطبيعي
• عدادات النفط والغاز
• المبادلات الحرارية

تعديل المقال