La fonction première d’un arbre de Noël est de gérer le flux de pétrole et de gaz provenant du puits. Il répond à plusieurs objectifs clés :
Contrôle du débit : Régulation du débit de pétrole et de gaz pour optimiser la production.
Gestion de la pression : maintenir des niveaux de pression appropriés dans le puits pour éviter les éruptions.
Séparation des fluides : permet la séparation du pétrole, du gaz et de l’eau au fur et à mesure de leur extraction.
Mesures de sécurité : Fournir des capacités d'arrêt d'urgence pour empêcher les rejets incontrôlés d'hydrocarbures.
Dans les puits de production, l'injection de produits chimiques, d'alcools ou de distillats de pétrole pour prévenir ou résoudre les problèmes de production (tels que les blocages) peut être utilisée.
Un arbre peut également être utilisé pour contrôler les applications d'injection de gaz ou d'injection d'eau sur un puits producteur ou non producteur afin de soutenir des volumes de « production » économiques de gaz provenant d'autres puits (s) de la zone (champ).
Le système de commande fixé à l'arbre contrôle la soupape de sécurité de fond de trou tandis que l'arbre agit comme un moyen de fixation et de conduit du système de commande à la soupape de sécurité de fond de trou.
Composants d'un arbre de Noël
Un arbre de Noël typique est composé d'une vanne principale, d'un manomètre, d'une vanne à ailettes, d'une vanne à écouvillon et d'un starter. L'arbre de Noël peut également avoir un certain nombre de clapets anti-retour.
En bas, on retrouve la tête de caisson et les supports de caisson. Le boîtier sera vissé, boulonné ou soudé au support. Plusieurs vannes et bouchons seront normalement installés pour donner accès au boîtier. Cela permettra au tubage d'être ouvert, fermé, purgé et, dans certains cas, permettra au puits d'être produit à travers le tubage ainsi que la tubulure. La vanne peut être utilisée pour déterminer les fuites dans le boîtier, la tubulure ou le packer, et sera également utilisée pour l'injection de gaz de levage dans le boîtier.
Le support de tubulure (également appelé beignet) est utilisé pour positionner correctement la tubulure dans le puits. Le scellement permet également le retrait du sapin de Noël avec une pression dans le caisson.
Des puits sont forés dans le réservoir et le conducteur central, ainsi que les enveloppes/anneaux environnants, s'élèvent jusqu'au pont de production/pont de cave de la plate-forme. Au-dessus de la tête de puits est placé un ensemble de vannes en forme de croix. Cet ensemble de vannes et de brides est appelé arbre de Noël en tête de puits.
Le sapin de Noël possède de nombreuses vannes manuelles et un certain nombre de vannes actionnées. Les valves actionnées que l'on retrouve habituellement sur le sapin de Noël sont les suivantes :
Soupape de sécurité souterraine :
La soupape de sécurité souterraine est une soupape à commande hydraulique dont l'emplacement se trouve sous le niveau de la mer, au-dessus du fond marin. L'actionneur de cette vanne doit être très petit, car il est enfermé dans l'anneau du conducteur. L'actionneur est généralement à commande hydraulique. La conduite de commande de l'alimentation hydraulique du SSSV passe à l'intérieur du conducteur et se termine par un raccordement sur le sapin de Noël.
Soupape de sécurité de surface ou vanne principale :
Cela isole l'arbre du tube de production. L'arbre de Noël est doté de deux vannes principales appelées vannes principales supérieure et inférieure. Les vannes maîtresses inférieures sont ouvertes en premier et fermées en dernier. Cela garantit un débit minimal d'hydrocarbure sur le siège de soupape, le protégeant ainsi des particules abrasives et garantissant le maintien d'une bonne étanchéité.
Dans la plupart des cas, la vanne principale inférieure est actionnée manuellement et la vanne principale supérieure est actionnée via un actionneur hydraulique ou pneumatique et est connectée au système d'arrêt d'urgence. Les actionneurs fonctionnent de manière sûre. La vanne est maintenue ouverte par de l'huile ou une pression contre un ressort hélicoïdal comprimé.
Le robinet-vanne principal est un robinet de haute qualité. Il fournira une ouverture complète, ce qui signifie qu'il s'ouvrira sur le même diamètre intérieur que le tube afin que des outils spécialisés puissent y passer. Il doit être capable de maintenir la pleine pression du puits en toute sécurité pour toutes les fins prévues. Cette vanne est généralement laissée complètement ouverte et n'est pas utilisée pour contrôler le débit.
Une vanne principale est la première vanne actionnée sur l'arbre de Noël, située au-dessus du pont mezzanine de la plate-forme. L'actionneur est plus grand et peut être pneumatique ou hydraulique, en fonction des exigences de l'arbre de Noël.
Le manomètre : L'instrumentation minimale est un manomètre placé au-dessus du robinet-vanne principal avant le robinet à ailette. De plus, d'autres instruments tels que la température seront normalement installés.
Vanne à ailettes :
La vanne à ailettes se trouve sur le bras du sapin de Noël, sur la ligne où commence la conduite d'écoulement. L'actionneur est à nouveau hydraulique ou pneumatique en fonction des besoins. Le robinet à ailettes peut être un robinet-vanne ou un robinet à tournant sphérique. Lors de la fermeture du puits, la vanne ou la vanne à battants est normalement utilisée afin que la pression du tube puisse être facilement lue.
Les arbres de Noël peuvent être fabriqués avec une ou deux vannes à ailettes. Une vanne est connectée en permanence au système de traitement des hydrocarbures et est équipée d'un actionneur hydraulique ou pneumatique. L'autre vanne est manuelle et permet l'injection de produits chimiques ou de gaz dans le puits sans perturber la tuyauterie de production.
Les deux vannes sont décalées par rapport aux lignes verticales afin de maintenir une entrée dégagée dans le puits via la vanne à écouvillon pour les travaux avec câble. Le débit de gaz provenant du puits est régulé par le fonctionnement d'une vanne à papillon ou par un étranglement installé au-dessus de la vanne à papillon.
Les vannes hydrauliques à ailettes sont généralement conçues pour être fermées de manière sécurisée, ce qui signifie qu'elles nécessitent une pression hydraulique active pour rester ouvertes.
La vanne de droite est souvent appelée vanne à ailettes de débit ou vanne à ailettes de production car elle se trouve dans le chemin d'écoulement que les hydrocarbures empruntent vers les installations de production.
La valve de gauche est souvent appelée valve à aileron. Il est principalement utilisé pour l'injection de fluides tels que des inhibiteurs de corrosion ou du méthanol pour empêcher la formation d'hydrates.
Vanne de service de puits :
La vanne de service de puits peut être présente sur certains arbres de Noël, où le pompage du diesel est requis pour le démarrage initial. Il se trouve sur l’autre bras du sapin de Noël et, généralement, sa taille est inférieure à celle de la valve à ailettes.
La valve située en haut s'appelle la valve à écouvillon et se trouve dans le chemin utilisé pour les bonnes interventions comme les câbles métalliques et les tubes enroulés. Un « starter » est un dispositif, fixe ou réglable, utilisé pour contrôler le débit de gaz, également appelé volume, ou pour créer une pression en aval, également appelée contre-pression.
Les vannes de tête de puits sont toutes contrôlées par un panneau de commande de tête de puits, qui fournit l'alimentation hydraulique et pneumatique pour l'ouverture/fermeture de ces vannes. Le WHCP est logiquement intégré pour permettre la fermeture en toute sécurité de toutes ces vannes de tête de puits, en cas d'urgence, soit en raison d'un dérangement du processus, soit en raison d'une urgence/d'un incendie. En plus de ces vannes, les autres instruments associés à l'arbre de Noël sont les manomètres et les transmetteurs pour surveiller les pressions de l'anneau, la pression de tête du tube d'écoulement, etc.
En tant que premier fabricant d'arbres de Noël, Vigor respecte rigoureusement les normes API 6A dans les processus de production et d'inspection. Chaque produit est minutieusement testé avant expédition pour garantir le respect de ces normes élevées. De plus, Vigor adapte l'emballage d'expédition à chaque produit, garantissant un emballage méticuleux pour éviter tout dommage potentiel pendant le transport. Notre service d'expédition dédié supervise l'ensemble du processus d'expédition, en maintenant un contrôle strict pour garantir une expérience fluide. Chez Vigor, notre engagement à réduire les risques et à minimiser les désagréments pour les clients nous pousse à gagner votre confiance grâce à des produits exceptionnels et une qualité de service inégalée. Si vous êtes intéressé par nos offres, n'hésitez pas à nous contacter pour des produits professionnels et un service de premier ordre.
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