クリスマスツリー（油井）
石油および天然ガスの採掘では、クリスマスツリーまたは「ツリー」は、油井、ガス井、水注入井、水処理井、のパイプの流れを調整するために使用されるバルブ、ケーシングスプール、および継手のアセンブリです。ガス注入井、復水井、その他の種類の井戸。
概要
最初の原始的なクリスマスツリーは、スピンドルトップを制御下に置くためにハミル兄弟によって使用されました。これは、垂直パイプに6インチと8インチのバルブがあり、水平パイプに6インチのバルブがあるTバルブで構成されていました。最初に垂直バルブを閉じ、次に水平パイプへのバルブを閉じました。[1] [2]
クリスマスツリーは、水面と海中の両方の井戸で使用されています。樹木の種類は「海中樹」または「水上樹」と区別するのが一般的です。これらの各分類には、いくつかのバリエーションがあります。海中の例には、従来のデュアルボア、モノボア、TFL（スルーフローライン）、水平、マッドライン、マッドライン水平、サイドバルブ、およびTBT（スルーボアツリー）ツリーが含まれます。設置されている最も深い海底樹木は、メキシコ湾の約9,000フィート（2,700 m）にあります。（現在の技術的制限は最大約3000メートルで、動作温度は-50°Fから350°F、圧力は最大15,000 psiです。）
木の主な機能は、井戸からの流れ、通常は石油またはガスを制御することです。（他の井戸からの石油の生産率を高めるために、非生産井戸へのガスまたは水の注入を制御するために木を使用することもできます。）井戸および施設が石油またはガスを生産および受領する準備ができたら、木バルブが開かれ、地層流体がフローラインを通過できるようになります。これは、処理施設、貯蔵庫、および/または他のパイプラインにつながり、最終的には製油所につながりますまたは配送センター（ガス用）。海底井戸のフローラインは通常、固定または浮体式生産プラットフォーム、または浮体式貯蔵荷降ろし船（FSO）、または浮体式処理装置（FPU）、または浮体式生産、貯蔵および荷降ろし船として知られる貯蔵船またははしけにつながります（ FPSO）。
ツリーは、多くの場合、化学物質注入ポイント、坑井介入手段、圧力逃がし手段、監視ポイント（圧力、温度、腐食、侵食、砂検出、流量、流量組成、バルブおよびチョークバルブ位置フィードバックなど）を含む多数の追加機能を提供します。ダウンホール圧力および温度変換器（DHPT）などのデバイスの接続ポイント。坑井を生産する際には、生産上の問題（閉塞など）を防ぐために、化学薬品、アルコール、または油留分が注入される場合があります。
海底樹木の制御システムを使用して、樹木または坑井のセンサー出力を監視、測定、および反応することにより、機能をさらに拡張することができます。ツリーに取り付けられた制御システムは、ダウンホール安全バルブ（SCSSV、DHSV、SSSV）を制御し、ツリーは、ダウンホール安全バルブへの制御システムの取り付けおよび導管手段として機能します。
ツリーの複雑さは、過去数十年にわたって増加しています。それらは、個々のフランジ付きコンポーネントから組み立てられるのではなく、複数のバルブを含む鋼のブロックから製造されることがよくあります。これは、メインバルブブロックが統合されているフレームとサポートシステムを考えると、クリスマスツリーとの類似性がもはや存在しない 海中アプリケーションで特に当てはまります。
樹木と坑口は別々の機器であり、同じ部品と間違えられないように注意してください。坑口の上にクリスマスツリーが設置されています。坑口は、掘削作業中にクリスマスツリーなしで使用されます。また、後でライザーの上部にツリーが設置されるライザーのタイバック状況にも使用されます。ロッドポンプ（ポンプジャッキ、うなずくロバ、バッタポンプなど）で生産される井戸は、圧力封じ込めの要件がないため、樹木を利用しないことがよくあります。
バルブ
海中および水上樹木には、多種多様なバルブ構成と、手動および/または作動（油圧または空気圧）バルブの組み合わせがあります。例は、API仕様6Aおよび17Dに示されています。
基本的なサーフェスツリーは、2つまたは3つの手動バルブで構成されます（通常、フロー特性のために ゲートバルブ、つまり、完全に開いたときの流体の流れに対する制限が低いため）。
典型的な洗練された表面ツリーには、通常は十字架タイプのパターンで配置された少なくとも4つまたは5つのバルブがあります（したがって、「クリスマスツリー」という用語の耐久性）。2つの下部バルブはマスターバルブと呼ばれます（それぞれ上部と下部）。マスターバルブは通常、全開位置にあり、決してありませんバルブのシール面の浸食を防ぐために、井戸が流れているとき（緊急時を除く）に開閉します。下部マスターバルブは通常手動で操作されますが、上部マスターバルブは油圧で作動することが多く、緊急時に井戸を遠隔操作する手段として使用できます。作動式ウィングバルブは通常、流れているときにウェルを閉じるために使用されます。したがって、メンテナンスの目的でマスターバルブを確実に遮断するために保存します。油圧作動式ウィングバルブは通常、フェイルセーフで閉じるように作られています。つまり、開いたままにするにはアクティブな油圧が必要です。この機能は、制御流体が故障した場合、オペレーターの操作なしでウェルが自動的に閉じられることを意味します。
右側のバルブは、炭化水素が生産施設に到達する流路（または注入井の場合は生産から井戸に至る経路）にあるため、フローウィングバルブまたは生産ウィングバルブと呼ばれることがよくあります。 。
左側のバルブは、キルウィングバルブ（KWV）と呼ばれることがよくあります。これは主に、水和物の形成を防ぐために腐食防止剤やメタノールなどの流体の注入に使用されます。北海では、非アクティブサイドアーム（NASA）と呼ばれています。通常は手動で操作します。
上部のバルブはスワブバルブと呼ばれ、ワイヤーラインやコイルドチュービングなどの井戸介入に使用される経路にあります。このような操作では、ルブリケーターが木の上に取り付けられ、ワイヤーまたはコイルがルブリケーターを通ってスワブバルブを通過してウェルに下ろされます。このバルブは通常、手動で操作されます。
一部の木には2つ目のスワブバルブがあり、2つは上下に配置されています。意図は、 2つのバリアのルールを維持しながら、十分に流れるように木の上から機器をリギングできるようにすることです。スワブバルブが1つしかない場合、通常、上部マスターバルブは閉じて、2番目のバリアとして機能し、リグダウン操作中にウェルを1日強制的に閉じます。ただし、1日の生産の遅延を回避することは、通常、2番目のスワブバルブを備えたクリスマスツリーを所有するための追加費用に見合うだけの利益にはなりません。
海中樹木は、垂直または水平構成のいずれかで利用でき、デュアルボア、モノボア、同心、ドリルスルー、マッドライン、ガイドラインレス、またはガイドラインなどの特殊な機能が利用できます。海底樹木は、高圧の深海（> 3000フィート）のガイドラインのない用途では、サイズと重量が数トンから約70トンの範囲に及ぶ場合があります。海底樹木には、地上樹木と比較して多くの追加のバルブと付属品が含まれています。通常、海中ツリーには、チョークバルブ（流れの制御を許可）、フローライン接続インターフェイス（ハブ、フランジ、またはその他の接続）、海中制御インターフェイス（直接油圧、電気油圧、または電気）、およびデータを収集するためのセンサーがあります。圧力、温度、砂の流れ、侵食、混相流、および水やガスなどの単相流として。
表面と海中のクリスマスツリーの画像
も参照してください
参考文献
- ^ オリエン、ダイアナ; オリエン、ロジャー（2002）。テキサスの石油、ガッシャー時代、1895-1945。オースティン：テキサス大学プレス。p。31. ISBN 0292760566。
- ^ リンズリー、ジュディス; リエンストラッド、エレン; Stiles、Jo（2002）。ジャイアントアンダーザヒル、1901年にテキサス州ボーモントで開催されたスピンドルトップオイルディスカバリーの歴史。オースティン：テキサス州歴史協会。pp。121–126。ISBN 9780876112366。
