크리스마스 트리의 주요 기능은 우물에서 나오는 석유와 가스의 흐름을 관리하는 것입니다. 이는 다음과 같은 몇 가지 주요 용도로 사용됩니다.
흐름 제어: 생산을 최적화하기 위해 오일과 가스의 유량을 조절합니다.
압력 관리: 폭발을 방지하기 위해 유정 내 적절한 압력 수준을 유지합니다.
유체 분리: 오일, 가스, 물을 추출하면서 분리할 수 있습니다.
안전 조치: 통제되지 않은 탄화수소 방출을 방지하기 위해 비상 차단 기능을 제공합니다.
유정을 생산할 때 생산 문제(예: 막힘)를 예방하거나 해결하기 위해 화학 물질, 알코올 또는 오일 증류액을 주입하는 방법이 사용될 수 있습니다.
또한 나무는 해당 지역(들)의 다른 유정(들)에서 경제적인 "생산"량의 가스를 유지하기 위해 생산 또는 비생산 유정에 대한 가스 주입 또는 물 주입을 제어하는 데 사용될 수도 있습니다.
나무에 부착된 제어 시스템은 하향공 안전 밸브를 제어하는 반면, 나무는 하향공 안전 밸브에 대한 제어 시스템의 부착 및 도관 수단 역할을 합니다.
크리스마스 트리의 구성 요소
일반적인 크리스마스 트리는 마스터 게이트 밸브, 압력 게이지, 윙 밸브, 면봉 밸브 및 초크로 구성됩니다. 크리스마스 트리에는 여러 개의 체크 밸브가 있을 수도 있습니다.
하단에는 케이싱 헤드와 케이싱 행거가 있습니다. 케이싱은 나사로 고정되거나, 볼트로 고정되거나, 행거에 용접됩니다. 일반적으로 케이싱에 접근할 수 있도록 여러 개의 밸브와 플러그가 장착됩니다. 이렇게 하면 케이싱을 열고 닫고 공기를 빼낼 수 있으며 경우에 따라 케이싱과 튜브를 통해 흐르는 우물이 생성될 수 있습니다. 밸브는 케이싱, 튜브 또는 패커의 누출을 확인하는 데 사용할 수 있으며 케이싱에 리프트 가스를 주입하는 데에도 사용됩니다.
튜브 걸이(도넛이라고도 함)는 우물에 튜브를 올바르게 배치하는 데 사용됩니다. 씰링을 사용하면 케이싱에 압력을 가하여 크리스마스 트리를 제거할 수도 있습니다.
저장소에는 우물이 뚫려 있으며 중앙 도체는 주변 재킷/고리와 함께 플랫폼의 생산 데크/지하실 데크까지 올라갑니다. 수원 상단에는 십자가 형태의 밸브 어셈블리가 배치됩니다. 플랜지와 함께 밸브를 조립한 것을 웰헤드 크리스마스 트리라고 합니다.
크리스마스 트리에는 수동 밸브와 작동 밸브가 많이 있습니다. 일반적으로 크리스마스 트리에서 발견되는 작동 밸브는 다음과 같습니다.
지하 안전 밸브:
지하 안전 밸브는 유압 작동식 밸브로, 위치는 해수면 아래, 해저 위입니다. 이 밸브의 액츄에이터는 도체의 고리 내에 포함되므로 매우 작아야 합니다. 액추에이터는 일반적으로 유압식으로 작동됩니다. SSSV용 유압 공급 장치의 제어 라인은 도체 내에서 실행되며 크리스마스 트리 연결부에서 종료됩니다.
표면 안전 밸브 또는 마스터 밸브:
이렇게 하면 생산 튜브에서 나무가 분리됩니다. 크리스마스 트리에는 상부 및 하부 마스터 밸브라고 하는 두 개의 마스터 밸브가 있습니다. 하부 마스터 밸브가 먼저 열리고 마지막에 닫힙니다. 이는 밸브 시트 위로 탄화수소의 흐름을 최소화하여 마모성 입자로부터 밸브를 보호하고 우수한 밀봉이 유지되도록 보장합니다.
대부분의 경우 하부 마스터 밸브는 수동으로 작동되고, 상부 마스터 밸브는 유압 또는 공압 구동기를 통해 작동되며 비상 차단 시스템에 연결됩니다. 액추에이터는 작동 시 안전 장치가 되어 있습니다. 밸브는 압축된 코일 스프링에 대한 오일이나 압력에 의해 열린 상태로 유지됩니다.
마스터 게이트 밸브는 고품질 밸브입니다. 이는 완전한 개방을 제공합니다. 즉, 특수 도구가 통과할 수 있도록 튜브와 동일한 내부 직경으로 열립니다. 예상되는 모든 목적을 위해 유정의 전체 압력을 안전하게 유지할 수 있어야 합니다. 이 밸브는 일반적으로 완전히 열린 상태로 유지되며 흐름을 제어하는 데 사용되지 않습니다.
마스터 밸브는 플랫폼의 메자닌 데크 위에 위치한 크리스마스 트리의 첫 번째 작동 밸브입니다. 액추에이터는 더 크며 크리스마스 트리 요구 사항에 따라 공압식 또는 유압식일 수 있습니다.
압력 게이지: 최소 장비는 윙 밸브 앞의 마스터 게이트 밸브 위에 배치된 압력 게이지입니다. 또한 일반적으로 온도와 같은 다른 장비도 장착됩니다.
날개 밸브:
날개 밸브는 흐름 선이 시작되는 선의 크리스마스 트리 팔에 있습니다. 액추에이터는 요구 사항에 따라 다시 유압식 또는 공압식입니다. 윙 밸브는 게이트 밸브 또는 볼 밸브일 수 있습니다. 유정을 닫을 때 일반적으로 튜빙 압력을 쉽게 읽을 수 있도록 윙 게이트나 밸브를 사용합니다.
크리스마스 트리는 하나 또는 두 개의 날개 밸브로 제작될 수 있습니다. 하나의 밸브는 탄화수소 공정 시스템에 영구적으로 연결되며 유압 또는 공압 작동기가 장착됩니다. 다른 밸브는 수동으로 작동하며 생산 배관을 방해하지 않고 화학물질이나 가스를 유정에 주입할 수 있습니다.
두 밸브 모두 수직선에서 오프셋되어 있어 유선 작업을 위해 면봉 밸브를 통해 유정으로의 명확한 진입이 유지됩니다. 유정에서 나오는 가스의 흐름은 윙 밸브 작동이나 윙 밸브 위에 장착된 초킹을 통해 조절됩니다.
유압 트리 윙 밸브는 일반적으로 안전 장치가 닫혀 있도록 제작됩니다. 즉, 열린 상태를 유지하려면 활성 유압이 필요합니다.
오른쪽 밸브는 탄화수소가 생산 시설로 이동하는 흐름 경로에 있기 때문에 흐름 윙 밸브 또는 생산 윙 밸브라고도 합니다.
왼쪽 밸브는 흔히 킬윙 밸브라고 불립니다. 주로 부식억제제나 메탄올 등의 유체를 주입하여 수화물 형성을 방지하는 데 사용됩니다.
웰 서비스 밸브:
초기 시동 시 디젤 펌핑이 필요한 일부 크리스마스 트리에는 우물 서비스 밸브가 있을 수 있습니다. 크리스마스 트리의 반대편 팔에 있으며, 보통 날개 밸브의 크기보다 작습니다.
상단에 있는 밸브는 면봉 밸브라고 하며 유선 및 코일형 튜브와 같은 적절한 개입에 사용되는 경로에 있습니다. '초크'는 고정식 또는 조절식 장치로, 부피라고도 알려진 가스 흐름을 제어하거나 배압이라고도 알려진 하류 압력을 생성하는 데 사용됩니다.
Wellhead 밸브는 모두 Well Head Control 패널에 의해 제어되며, 이 패널은 이러한 밸브를 열고 닫을 수 있는 유압 및 공압 공급을 제공합니다. WHCP에는 프로세스 장애 또는 비상/화재로 인해 긴급 상황이 발생하는 경우 이러한 모든 웰헤드 밸브를 안전하게 닫을 수 있도록 논리적으로 구축되어 있습니다. 이러한 밸브 외에도 크리스마스 트리와 관련된 다른 장비로는 환형 압력, 흐르는 튜브 헤드 압력 등을 모니터링하기 위한 압력 게이지 및 트랜스미터가 있습니다.
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