Nội dung bài viết gồm:
1. Xmas Tree là gì:
Xin chào các bạn, Hôm nay Happy sẽ giới thiệu đến các bạn về Xmas-Tree, một trong những thiết bị quan trọng nhất của một công trình dầu khí như giàn đầu giếng (WHP), giàn xử lý trung tâm (CPP) hoặc nhà máy khai thác dầu khí trên bờ.
Xmas-Tree nằm trên đỉnh của wellhead (đầu giếng) và là thiết bị trung gian ngăn cách giữa wellhead và các thiết bị xử lý công nghệ, Xmas-Tree và Wellhead thường sẽ hoạt động cùng nhau để lấy dòng dầu khí ra khỏi giếng, các valve của Xmas-tree điều khiển dòng dầu khí và cho phép dòng chảy đi qua giếng. Từ valve đầu ra của Xmas-Tree, dòng dầu khí được kết nối với một hệ thống piping và thiết bị xử lý công nghệ như thiết bị phân tách (Separator) hoặc máy nén (Gas compressor) hoặc được vận chuyển qua một công trình khác. Chính vì vậy Xmas-Tree chính là một cánh cửa mở đường cho dòng dầu khí đi vào, cánh cửa này khóa lại thì sẽ không có sản phẩm cho các công đoạn tiếp theo, chính vì chức năng đặc biệt này thì Xmas-Tree cũng được ví là một trái tim của công trình khai thác dầu khí.
2. Chức năng của Xmas-Tree:
_ Đóng mở và điều chỉnh, đảm bảo vận hành an toàn cho dòng dầu khí ra khỏi giếng đến các bước xử lý kế tiếp.
_ Đóng mở và điều chỉnh việc bơm ngược dòng khí (gas injection) hoặc nước (water injection) vào giếng bơm ép.
_ Đảm bảo vận hành an toàn trong quá trình khai thác, tác động vào các valve hoạt động phía dưới bề mặt của Xmas-Tree
3. Cấu tạo của Xmas-Tree:
Từ tên gọi của nó chắc hẳn các chiến binh kỹ sư đường ống có thể liên tưởng ngay đến cây thông trang trí vào mỗi dịp Noel phải không, sở dĩ có tên gọi này là vì cấu trúc của nó cũng rất giống với cây thông Noel
Xmas-Tree là một thiết bị được cấu thành bởi một cụm các valve và cụm fitting tạo thành một khối thiết bị đồng nhất, các valve này có thể tháo ra và thay thế.
Một Xmas tree cơ bản sẽ bao gồm các Master gate valve, Wing valve, Swab valve, đồng hồ đo áp suất. Ở phía dưới chúng ta có Tubing Head adapter để kết nối giữa wellhead và Xmas-tree.
Một Xmas-tree cơ bản sẽ có ít nhất 5 valve, thường sẽ nằm theo hình dấu cộng:
_ Hai valve ở dưới cùng gọi là Master valve ( Upper master valve và lower master valve) với chức năng đóng mở cho dòng chảy đi qua được Xmas-Tree. Master valve luôn được mở hoàn toàn và không bao giờ được đóng hoặc mở khi lưu chất từ giếng đang chảy qua (trừ trường hợp khẩn cấp) và không dùng để điều chỉnh dòng chảy. Lower master valve thường sẽ mở bằng tay và là back up của upper master valve trong trường hợp upper master valve bị leak. Upper master valve thường mở bằng điều khiển thủy lực, nên valve này dùng để đóng khẩn cấp dòng chảy khi xảy ra sự cố. Master valve thường sẽ là một valve cao cấp có thể chịu đựng được áp suất rất lớn từ giếng.
_ Valve phía bên phải là Production Wing Valve, sau khi dòng chảy đi qua Master valve thì đến Production Wing valve sẽ đóng mở cho dòng chảy đi tới các cụm thiết bị công nghệ, hoặc đóng mở cho dòng chảy đi xuống giếng trong trường hợp giếng bơm ép (injection well), valve này thường đóng mở bằng điều khiển.
_ Valve phía bên trái là Kill Wing valve, chức năng là đóng mở cho việc bơm hóa chất hoặc gaslift vào giếng mà không gây ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của giếng.
_Valve nằm phía trên cùng là Swab valve dùng để đóng mở phục vụ các quá trình sửa giếng thông qua slickline, wireline hoặc coiled tubing, phía trên Swab valve được bịt lại bởi một dạng flange gọi là T-cap (kết nối với một đồng hồ đo áp suất).
Ngoài những Xmas Tree dạng single mà Happy đã đề cặp bên trên, trong khai thác dầu khí còn có những dạng dual Xmas Tree – dùng để khai thác dầu/khí từ những giếng được hoàn thiện dạng dual (giếng khai thác được khoan định hướng).
4. Lời Kết:
Hôm nay Happy đã cùng các bạn tìm hiểu về thiết bị quan trọng nhất của một công trình dầu khí rồi, nắm được chức năng, cấu tạo của thiết bị sẽ giúp các chiến binh kỹ sư đường ống có cái nhìn tổng quan về quy trình hoạt động khai thác dầu khí, và các thiết bị này sẽ cần các kỹ sư đường ống chúng ta ra tay thiết kế piping để kết nối chúng với nhau, các đường piping kết nối vào xmas-tree cũng có yêu cầu đặc biệt đó, sẽ được Happy bật mí dần dần nếu các bạn có hứng thú tìm hiểu. Đừng quên chia sẻ bài viết nhé, hẹn gặp các bạn vào thứ 7 tuần tới.