امروزه با افزایش کاربرد و رشد روزافزون قیمت مواد نفتی ، بحث اندازه گیری حجمی مخازن دو چندان شده است. از جمله چالشهای پیش روی این بخش می توان کاربرد سیستم متریک در حجم سنجی مخازن و مقایسه آن با دیگر روش های حجم سنجی را نام برد. در سالهای اخیر ، بدلیل بروز برخی موانع و مشکلات دقت لازم در جهت اندازه گیری و حجم سنجی دقیق مخازن ذخیره صورت نگرفته است. این مشکل منجر به هدر رفتن مواد نفتی به طرق مختلف می گردد. باید اشاره داشت که با توجه به ارزش سرویس داخل مخازن نفتی و اینکه تمام تحولات مواد نفتی اعم از صادرات و واردات این مواد از داخل این مخازن انجام می گیرد ، نیاز به دانستن دقیق حجم داخل مخزن در ارتفاعات مختلف را دو چندان کرده و وجود اسنادی مبنی بر دانستن حجم دقیق مخازن با استفاده از نمودارها و جداول حجم – ارتفاع کاملا محسوس می باشد.

مقدمه

مخزن هيدروكربور بخشي از پوسته رسوبي زمين است كه هيدروكربورها را در خود جاي داده است . بهره وري علمي و اقتصادي اين هيدروكربورها نه فقط به خاص فيزيكي سنگ مخزن و سيال بستگي دارد بلكه به شيوه هاي كنترلي كه براي توسعه و عمليات مخزن لازم است ارتباط دارد .

براي درك تأثيرات كارهاي عملياتي بر بهره وري نفت ، داشتن اطلاعات راجع به ماهيت مخازن هيدروكربور و اصول پايه اي حاكم بر رفتار آنها ضروري است .

خصوصيات و مشخصات مخازن از لحاظ زمين شناسي ، انواع سنگها ، خواص سيالات و حركت در مخزن مباحثي است كه در بخشهاي ديگر مورد بحث قرار گرفته است . در اينجا تنها اشاره اي بخواص سيالات مخزن خواهد شد تا شيوه ههاي بهره وري بهتر درك شوند .

خواص سيالات مخرن به تركيب ، درجه حرارت و فشار مخزن بستگي دارد . تركيباتي از هيدروكربور را مي توان تصور نمود كه حالت فيزيكي آنها در مخزن مي تواند از گاز خشك باشد تا قير و آسفالت . در اين سلسله سيستمهاي هيدروكربوري وجود دارند كه بيانگر گاز تر ، گاز قطران ، نفت فرار و نفت خام مي باشند . جزئيات بيشتر ، در رفتار فازهاي مختلف نفت توضيح داده شده است .

" مكانيسمهاي رانش " به ماهيت انرژي اطلاق مي شود كه براي راندن سيالات از خلل و فرج سنگها بسوي چاهها لازم است . اين مكانيسمهاي رانش چهار نوعند و همين ها براي طبقه بندي آنها بكار مي رود .

اين مكانيسمها عبارتند از :

1) انباسط سيال و سنگ و آب همزاد          2) رانش گاز محلول   

 3) رانش كلاهك گازي     4) رانش با آب .

مكانيسم عمده يك مخزن ممكن است از يك نوع رانش به نوع ديگر تغيير نمايد ، بعلاوه يك مكانيسم مي تواند به تنهائي يا همراه با مكانيسمهاي ديگر وجود داشته باشد .

با افزودن توليد از مخازن بتدريج نيروي رانش طبيعي آنها كاهش مي يابد و نياز به افزودن انرژي براي توليد نفت بوجود مي آيد . اين انرژي اضافي را مي توان با تزريق گاز براي نگهداري و يا افزايش فشار مخزن يا تزريق آب و يا با حرارت دادن مخزن تأمين نمود . اين مرحله از توليد را بهره وري ثانويه مي نامند .

ليكن با كاربرد شيوه هاي ثانويه بهره وري ، هنوز نيمي از نفت در مخزن باقي مي ماند لذا شيوه هاي پيشرفته تر براي افزايش بهره وري بكار مي رود . اين شيوه ها عمدتاً براي جلوگيري از بجا ماندن نفت در خلل تو فرج سنگها         مي باشد و هدف آنها جلوگيري و يا كاهش عوامل بازدارندهد توليد نفت است . عمده ترين آنها فشار موئين ، كشش سطحي و گرانروي هيدروكربورها و شيوه هاي جديد بهره وري نيز هركدام متوجه از بين بردن و يا كاهش يكي از اين عوامل است .

سيلاب زني سرد و گرم تزريق بخار آب و سوزاندن درجا براي توليد نفتهاي سنگين بكار مي رود .

تزريق امتزاجي در فشار بالا ، با گاز غني شده و يا تزريق   نيز براي نفتهاي سبك بكار مي روند .

انتخاب هركدام از اين شيوه ها چه در مرحله بهره وري اوليه يا ثانويه و شيوه هاي جديد پس از بررسي دقيق هر مخزن و شناخت مكانيسم حاكم در توليد و شيوه هاي بهبود آن و جلوگيري از هدررفتن و يا افزايش انرژي لازم كه          مي تواند حداكثر بهره وري را تأمين كند صورت مي گيرد .

1- انواع مخزن

نفتي كه از مخزن توليد مي شود در سطح زمين مخلوطي از گاز و مايع        مي باشد بنابراين نسبت گاز به نفت مبناي مناسبي براي طبقه بندي هيدروكربورها مي تواند باشد .

جدول زير اين طبقه بندي را نشان مي دهد :

جدول شماره -  1

                      نفت خام         نفت فرار         گاز - قطران                 گاز

نسبت گاز به نفت    كمتر از 2000     بين 2000 تا 6000         6000 تا 100000        بيش از 100000

رنگ                 سياه تا سبز روشن     كهربائي تيره      بيرنگ تا كهربائي باز              بيرنگ

سنگيني AFI           45 – 10             50 – 40                 65 – 45                    -           

تركيب         بيش از                               عمدتاً متان

ضريب انقباض        كمتر از 2        بيش از 5/2              -                           -

 با توجه به وضعيت نمودار فاز سيال مخزن و درجه حرارت و فشار اوليه مخزن مي تواند انواع مخازن را نيز تعريف نمود :

براي يك تركيب ثابت از سيال مخزن برحسب درجه حرارت و فشارهاي مختلف انواع مخازن را بگونه زير مي توان تعريف كرد :

الف - يك فازي يا گازي                                                

ب- قطراني يا شبنمي

ج- نفت فرار

د- نفت خام معمولي

هـ- دو فازي كه گاز و نفت در دو قسمت

جداگانه با تركيب متفاوت قرار دارند .

بين نفت خام و نفت فرار خط مشخصي وجود ندارد ، كيفيتاً درجه حرارت مخزن به درجه حرارت بحراني مخزن در نفت فرار نزديكتر از مخزن نفت خام است . از نفت فرار بهنگام توليد مقداري مايع بدست مي آيد .

حال اگر سيالات با تركيبات مختلف را درنظر بگيريم انواع مخازن نموداري بشكل زير خواهند داشت :                              

کارآموزی

مخازن تحت فشار (شرکت مهدین )

گروه مهندسی  متالورژی و  مواد – متالورژی صنعتی

فهرست

بخش اول  ...........................................................................................................1

·        شرکت مهدین .......................................................................................  3

·        بخش ها و ساختمان...................................................................................3

·        افتخارات و تقدیرات ...................................................................................6

·        تجهیزات ............................................................................................12

بخش دوم  :معرفی  مخازن تحت فشار............................................................................. 20

·        مقدمه ............................................................................................... 21

·        انواع مخازن تحت فشار ................................................................................22

·        کاربرد مخازن تحت فشار .............................................................................. 22

·        مراحل چهارگانه ساخت  مخازن تحت فشار  ............................................................ 23

بخش سوم : پذیرش سفارش و طراحی مخزن ........................................................................ 24

·        مشخصات عمومي مخازن تحت فشار  ...............................................................  25

·        خصوصيات فني مخزن تحت فشار  .................................................................. 26

·                 فشار و دمای کاری .......................................................................  26

·                 ورق های ورودی  ......................................................................... 29

·                 لوله های ورودی .......................................................................... 30

·        استاندادها و روشهاي طراحي  ....................................................................... 31

·        نرم افزار ها .........................................................................................32

 بخش  چهارم   : اجرای طرح و ساخت مخزن .......................................................................36

·        نمودار فرآیند ساخت  ............................................................................... 37

·        روش های جوشکاری .............................................................................. 38

·  جوش‌کاری قوسی (arc welding)  .................................................................38

·  جوش‌کاری قوسی فلاکس کورد (flux-cored arc welding) یا FCAW یا FCA.....................45

·  جوش‌کاری قوسی با الکترود فلزی و گاز محافظ (Gas Metal Arc Welding) یا GMAW ........... 49

·        فلنج (Flange) .................................................................................. 54

·        دسته بندی و برش ورق ها مطابق با ابعاد نقشه برای هر قسمت ......................................... 62

·        دستگاه CNC   ................................................................................... 62

·        نورد ورق ها با توجه به نوع و شعاع ( برای اشکال استوانه ای ) مخزن  و نازل .............................65

·        مونتاژ یا اتصال  ورق ها و ساخت shell .............................................................. 65

·  طریقه محور بندی کردن مخزن ( اکس بندی کردن)  ................................................... 67

·  طریقۀ استفاده از شیلنگ تراز  ......................................................................  68

·        نورد ورق قسمت عدسی  یا Head    .................................................................68

·        ساخت و اتصال سدل saddle به shell ............................................................. 69

·        اتصال عدسی به shell .............................................................................70

·        اتصال نازل ها به  shell  ........................................................................... 70

·        عملیات حرارتی ...................................................................................71

·        سندبلاست (Sand Blast) ....................................................................... 74

·        پوشش دهی  ..................................................................................... 76

·        انتقال  مخازن آماده شده   ......................................................................... 80

بخش پنجم : بازررسی مخازن تحت فشار .......................................................................... 81

·        کنترل مواد اولیه ورودی   .......................................................................... 82

·        کنترل ابعادی   ................................................................................... 82

·        کنترل و بازرسی اتصالات  ......................................................................... 82

·                    کد‌های ASME ....................................................................... 83

·                    استانداردهای AWS  .................................................................. 83

·                    استانداردهای API  .................................................................... 84

·                    استانداردهای استرالیا ................................................................... 85

·                    استانداردهای BS ...................................................................... 85

·                    استانداردهای ISO ......................................................................86

·                    استانداردهای اتحادیه اروپا CEN ........................................................ 87