Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ wodoru na stale konstrukcyjne stosowane w sprzęcie i urządzeniach do jego transportu i magazynowania

Masłowski Mateusz, Czupski Marek, Kasza Piotr, Moska Rafał

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 3

410--416

PL

Przegląd literatury dotyczący wpływu wodoru na wyroby stalowe. Opisano proces korozji rur, podstawowe rodzaje uszkodzeń stali wywoływane przez wodór oraz główne czynniki wpływające na kruchość wodorową, takie jak m.in. mikrostruktura, właściwości mechaniczne, charakter granicy ziaren, tekstura krystalograficzna, wtrącenia i wydzielenia oraz temperatura. Mechanizmy niszczenia wodorowego przedstawiono za pomocą dwóch modeli: dekohezji wzmocnionej wodorem HEDE oraz miejscowego odkształcenia plastycznego pod wpływem wodoru HALP. Zwrócono także uwagę na warunki niezbędne do inicjacji i propagacji pęknięć HIC.

EN

A review, with 53 refs., on the fundamentals of the H₂ corrosion process, the types of steel damage caused by H₂, and the main factors affecting H₂ embrittlement, such as the material’s microstructure, mech. properties, the nature of the grain boundary, crystallographic texture, inclusions and precipitates, and temp. Two models of the H₂ destruction mechanism were presented. Attention was also paid to the conditions necessary for the initiation and propagation of H₂ -induced cracking.

2

Ciecz robocza na osnowie wody morskiej

Zima Grzegorz, Kasza Piotr, Jasiński Bartłomiej, Błaż Sławomir, Uliasz Małgorzata

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 5

259--268

PL

Wykonywanie prac rekonstrukcyjnych na odwiertach związane jest z zastosowaniem specjalnych cieczy roboczych. Do ich sporządzania mogą być używane roztwory wodne jednej lub kilku soli i solanki złożowe z dodatkiem środków chemicznych. Zastosowanie roztworów soli wiąże się z dodatkowymi kosztami sporządzania cieczy roboczych. Ciecz robocza zatłaczana do odwiertu powinna charakteryzować się takimi właściwościami, aby w kontakcie ze skałą zbiornikową nie wpływała negatywnie na jej przepuszczalność. Natomiast dotychczasowe doświadczenia przemysłowe i badania laboratoryjne wykazały, że wykorzystanie do sporządzania cieczy solanek złożowych często negatywnie wpływa na właściwości zbiornikowe skał ze względu na obecność w nich jonów, które powodują wytrącanie trudno rozpuszczalnych związków. Zatłaczanie do odwiertu solanek zawierających zanieczyszczenia mechaniczne, których źródłem mogą być woda, sól, cząstki ilaste, krzemionka, a także niedokładnie wyczyszczone systemy urządzeń do ich sporządzania i zatłaczania, wiąże się z ryzykiem kolmatowania przestrzeni porowej skał zbiornikowych w strefie przyodwiertowej. Wykorzystanie do przygotowania cieczy roboczych wody morskiej przyczyni się do ograniczenia kosztów zabiegów rekonstrukcji. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad opracowaniem składów cieczy roboczych sporządzonych na osnowie wody morskiej pobranej z Bałtyku. W pierwszym etapie dokonano doboru środków chemicznych do sporządzania cieczy roboczych na osnowie wody morskiej zapewniających uzyskanie stabilnych parametrów reologicznych i filtracji w warunkach otworopodobnych oraz odpowiedniego poziomu inhibicji hydratacji skał. Przy wyborze kierowano się kompatybilnością zastosowanych środków z wodą morską, gdyż nie powinny one powodować pogorszenia właściwości skał zbiornikowych. Wykonano również badania kompatybilności opracowanych cieczy z solanką złożową pobraną z odwiertu na szelfie Morza Bałtyckiego. Zapewnienie właściwego poziomu inhibicji przy minimalnej gęstości wymagało precyzyjnego doboru odpowiednich środków chemicznych, które umożliwiły dodatkowo uzyskanie odpowiednich parametrów reologicznych i filtracji. Na podstawie przeprowadzonych badań zaproponowano skład cieczy roboczej na osnowie wody morskiej do zastosowania podczas rekonstrukcji odwiertów.

EN

Performing reconstruction work on wells involves the use of special completion fluids. They can be prepared using aqueous solutions of one or more salts and formation brine with the addition of chemicals. The use of salt solutions involves additional costs of preparing working fluids. The working fluid injected into the well should have properties that, upon contact with reservoir rock, do not adversely affect its permeability. However, previous industrial experience and laboratory tests have shown that the use of formation brines to prepare completion fluids often negatively affects the reservoir properties of rocks due to the presence of ions in them, which cause the precipitation of insoluble compounds. Injecting brines containing mechanical impurities into the well, the source of which may be water, salt, clay particles, silica, as well as imprecisely cleaned systems of equipment for their preparation and injection, is associated with the risk of clogging the pore space of reservoir rocks in the near-wellbore zone. The use of seawater to prepare completion fluids will help reduce the costs of workover operations. The article presents the results of laboratory research on the development of compositions of workover fluids prepared on the basis of seawater taken from the Baltic Sea. In the first stage, chemicals were selected for the preparation of seawater-based working fluids, ensuring stable rheological and filtration parameters in borehole conditions and an appropriate level of rock hydration inhibition. The selection was guided by the compatibility of the agents used with seawater, which should not damage of the properties of reservoir rocks. Compatibility tests of the developed fluids with formation brine collected from a well on the Baltic Sea shelf were also carried out. Ensuring the appropriate level of inhibition at a minimum density required the precise selection of chemicals, which additionally enabled obtaining appropriate rheological and filtration parameters. Based on the conducted research, the composition of the working fluid based on seawater was proposed for use during workover operations.

3

Ocena odporności wyrobów stalowych na pękanie wywołane wodorem (HIC)

Czupski Marek, Kasza Piotr, Masłowski Mateusz, Moska Rafał

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 1 (277)

14-17

PL

Pękanie wodoropochodne (Hydrogen Induced Cracking, HIC) jest poważnym problemem w eksploatacji infrastruktury przesyłowej węglowodorów oraz zbiorników do magazynowania paliw zawierających wodór. Rozmiary atomów wodoru sprawiają, że dyfunduje on łatwo i wnika w strukturę metalu, co może być przyczyną obniżenia jego wytrzymałości. W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań pękania wodoropochodnego HIC dwóch rodzajów płyt stalowych, wykonanych zgodnie z obowiązującymi normami. Badania przeprowadzono na zmodernizowanym stanowisku badawczym Instytutu Nafty i Gazu - Państwowego Instytutu Badawczego w Krakowie. Zidentyfikowano łącznie 67 pęknięć wodoropochodnych o wymiarach od 0,1 mm do ponad 15 mm. Wykazano, że próbki obu płyt stalowych nie spełniają kryteriów norm w odniesieniu do współczynników CLR i CTR.

EN

Hydrogen Induced Cracking (HIC) causes a serious problem in the operation of hydrocarbon transmission infrastructure and hydrogen storage tanks. Due to size of hydrogen atoms, it diffuses easily and penetrates into metal structure, which may be a cause of reduce its strength. This paper presents results of laboratory HIC tests of two types of steel plates, carried out in the accordance with the applicable standards. The tests were performed on upgraded research stand in Oil and Gas Institute - National Research Institute (Krakow, Poland) laboratory. A total of 67 hydrogen induced fractures, ranging in size from 0.1 mm to greater than 15 mm have been identified. It has been shown, that the samples of both steel plates do not meet the standards criteria especially regarding to the CLR and CTR coefficients.

4

Identification of the operating parameters of the friction drum drive in industrial conditions

Kulinowski Piotr, Kasza Piotr, Zarzycki Jacek

Eksploatacja i Niezawodność

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

94--102

EN

The publication presents the results of measurements of the operating parameters of the drum drive of a belt conveyor operating in a copper ore mine. The laboratory and industrial tests of belt conveyor components so far have largely focused on idler sets, the belt and the conveyor route. The authors of the publication notice that the subject literature lacks information on research into the coefficient of friction between the belt and the drum in an industrial facility under real conditions, which may imply that the phenomenon of driving force transmission from the drum surface to the belt has not been thoroughly explored. The investigations described in the publication were aimed at determining the kinetic coefficient of friction between the conveyor belt and the lining of the drive drum under operating conditions. In the first part of the study, preliminary laboratory tests were carried out, whereas in the second part of the study, a mobile, non-invasive measurement system was applied, which allowed for recording the kinematic and dynamic parameters of the conveyor’s operation. During the several dozen minutes of the conveyor’s operation, there were several start-ups and brakings as well as periods of steady operation under variable load on the material handled. The non-typical planned sequence of switching on the drive motors caused a temporary slip of the belt on the drive drum surface during one of the start-ups. The recorded parameters of the conveyor operation enabled determining the operational limit value of the friction coefficient between the belt and the lining of the drive drum.

5

The Influence of an Operating Conditions on the Friction Coefficient in Transportation Machines Drives

Kasza Piotr, Kulinowski Piotr, Zarzycki Jacek

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

294--302

EN

The publication presents the construction of the station for testing the friction coefficient under high pressure and low slip velocity values. These conditions of cooperation of friction pairs occur in the drives of transport machines such as belt conveyors and suspended monorails. The value of the friction coefficient, depending on the operating conditions such as moisture and rock or coal dust pollution, has a significant impact on the correct and efficient operation of such drives. The features of the station allow mapping the operating conditions on a laboratory scale. As part of the research, appropriate friction samples made of rubber or polyurethane were prepared. Referring to the conditions of conveyor operation and conditions of contact of the conveyor belt with the drive drum, the values of unit pressures and values of slip speed occurring in the drum drive of the belt conveyor were determined. A series of laboratory tests were carried out for the friction pair rubber drum lining – conveyor belt cover. The tests were carried out for four different states of friction vapor surfaces, namely for dry and wet samples, as well as for samples in clean or contaminated with stone dust. As a result of the tests, the values of friction coefficients for various surface states were determined, which will be valuable information for designers of friction drive systems of transport devices.

6

The Analysis of Effectiveness of Conveyor Belt Tensioning Systems

Kulinowski Piotr, Kasza Piotr, Zarzycki Jacek

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

283--293

EN

The publication presents the evaluation of the effectiveness of belt tensioning systems based on the results of model laboratory tests. The types of tensioning devices most commonly used in industry were selected for testing: winch, gravity, pneumatic and follower. The evaluation of the efficiency of belt tensioning devices is complex, as the tensioning system is not autonomous and is only part of the belt conveyor equipment. Therefore, the publication presents the impact of belt tension force on the durability of basic conveyor components such as the belt and its joints, and drums. The characteristics of the tested belt tensioning devices are presented and the construction and research capabilities of the laboratory model of the belt conveyor are described. Measuring systems mounted on the conveyor are described in detail, enabling recording of variable conveyor operating conditions, measuring belt speed, driving force and belt stress. The results of the research are the experimental static characteristics of the most commonly used tensioning devices, which show the relationship between the drive moment and the belt tensioning force. Obtained characteristics will allow the development of guidelines for the design and selection of the most effective belt tensioning devices.

7

Zabiegi hydraulicznego szczelinowania złóż niekonwencjonalnych i metody ich analizy

Kasza Piotr

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2019

|

nr 226

1--147

PL

Zabiegi hydraulicznego szczelinowania od bardzo wielu lat stanowią podstawową metodę stymulacji wydobycia ze złóż węglowodorów. Pierwsze eksperymentalne próby przeprowadzenia szczelinowania miały miejsce ponad 70 lat temu w Stanach Zjednoczonych. Pierwsze polskie próby szczelinowania odbyły się w latach 50. ubiegłego stulecia na złożach Przedgórza Karpat. Od tego czasu metoda ta jest coraz częściej stosowana w przemyśle naftowym. Jej głównym celem jest zwiększenie tempa i stopnia sczerpania udostępnionych zasobów węglowodorów. Przez wiele lat technika ta była doskonalona i wykorzystywana do stymulacji złóż konwencjonalnych. Ogromna rola w doskonaleniu technologii zabiegów hydraulicznego szczelinowania przypadła Instytutowi Naftowemu. Jego pracownicy uczestniczyli w tych działaniach od samego początku. Pierwsze krajowe ciecze technologiczne do szczelinowania opracowane zostały przy współudziale Instytutu. W tym czasie technologia szczelinowania zmieniała się diametralnie. Wchodziły do użycia nowe techniki i materiały. Prawdziwy przełom i bardzo dynamiczny rozwój techniki i technologii szczelinowania jest związany z odkryciem oraz próbami udostępniania i wydobycia węglowodorów ze złóż niekonwencjonalnych. Po latach doświadczeń okazało się, że właśnie hydrauliczne szczelinowanie jest kluczem do uruchomienia tych zasobów. Od tego momentu zmiany w światowej technice i technologii szczelinowania następowały bardzo szybko. Poszukiwano coraz lepszych i doskonalszych sposobów udostępniania złóż w piaskowcach niskoprzepuszczalnych, formacjach łupkowych i pokładach węgla. Zdobyte doświadczenia potwierdziły, że w tych formacjach należy wykonywać dużo większe zabiegi szczelinowania oraz w sposób znaczący modyfikować i odpowiednio dobierać technologię do warunków złożowych. Znaczny postęp nastąpił w dziedzinie dodatków chemicznych do cieczy szczelinujących, a także materiałów podsadzkowych (Liang et al. 2015). Ogromne znaczenie w osiągnięciu sukcesów w złożach niekonwencjonalnych miała też szeroko pojęta analiza danych i diagnostyka (Shahkarami et al. 2016). Pojawiły się nowoczesne metody analizy zabiegów szczelinowania w znaczący sposób poprawiające ich efektywność. Wykorzystano też nowe narzędzia, jak choćby mikrosejsmikę, do analizy skomplikowanych geometrii szczelin, wytwarzanych w trakcie szczelinowania złóż niekonwencjonalnych, a w szczególności łupków i węgli. W monografii tej przedstawiono wybrane informacje na temat zabiegów hydraulicznego szczelinowania, historii i rozwoju tej technologii, w oparciu o najnowsze zdobycze techniki. Przedstawiono kluczową rolę szczelinowania w udostępnianiu złóż niekonwencjonalnych. Ponadto zaprezentowano nowoczesny sposób analizy zabiegów na wybranym przykładzie szczelinowania formacji łupkowej. W rozdziale pierwszym dokonano ogólnej charakterystyki zabiegów szczelinowania. Podano podstawowe informacje na temat niekonwencjonalnych akumulacji węglowodorów i metod ich udostępniania poprzez szczelinowanie. Wskazano najlepsze metody stymulacji tych złóż oraz najważniejsze elementy zapewniające efektywność takich działań. Wskazano też istotne różnice pomiędzy formacjami złożowymi i wynikające z tego różnice technologii ich efektywnego szczelinowania. Drugi rozdział obejmuje opis cieczy szczelinujących i materiałów podsadzkowych. Podano w nim podstawowe cechy charakterystyczne, zadania i wymagania, jakie stawiane są cieczom szczelinującym. Dokonano także charakterystyki typowych dodatków chemicznych do cieczy oraz opisano cel, w jakim są stosowane. Omówiono też wykorzystywane materiały podsadzkowe, sposób ich badań i doboru do szczelinowania w różnych warunkach złożowych. Rozdział trzeci stanowi zasadniczą część pracy. Jest on oparty na doświadczeniach badawczych i zawodowych autora i został poświęcony analizie wykonanych testów i zabiegów szczelinowania w otworach udostępniających złoże gazu ziemnego w formacji łupkowej. Analizy te powstały na podstawie rzeczywistych danych z przeprowadzonych szczelinowań. W pierwszej części zaprezentowano sposób przygotowania danych do wykonania projektu technicznego zabiegu. Dzięki niemu możliwe jest zaplanowanie prac stymulacyjnych w otworze. W drugiej części przedstawiono wyniki testów w małej skali – minifrac – służących do diagnostyki otworu i złoża bezpośrednio przed szczelinowaniem. Celem tych operacji jest weryfikacja przyjętych założeń projektowych oraz przygotowanie ostatecznego projektu szczelinowania. Pokazano ponadto sposoby analizy testów minifrac oraz najważniejsze informacje otrzymywane na ich podstawie. W ostatniej części rozdziału zaprezentowano przykłady wyników szczelinowania poszczególnych sekcji otworu poziomego w dwóch wariantach. Pierwszy wariant dotyczył fazy projektowania zabiegów szczelinowania. Przygotowany projekt zmodyfikowano po wykonanych testach minifrac i na tej podstawie przygotowano plan szczelinowania. Drugi wariant opracowano na podstawie danych zarejestrowanych w trakcie szczelinowania. Pozwala to na porównanie i analizę celów planowanych i faktycznie zrealizowanych. W rozdziale czwartym dokonano podsumowania oraz zaprezentowano wnioski wynikające z wykonanych analiz. Na ich podstawie stwierdzono rozbieżność założonych parametrów geomechanicznych w porównaniu do danych uzyskanych z testów minifrac. W niektórych analizowanych przykładach potwierdzono słabą skuteczność udostępnienia złoża poprzez perforację. Potwierdzono też różnice w przyjętych i rzeczywistych parametrach złożowych, co może prowadzić do trudności w wykonaniu szczelinowania. Dzięki tym analizom potwierdzono przydatność testów minifrac do diagnostyki złoża przed szczelinowaniem przez co mogą one znaleźć zastosowanie przy projektowaniu i ocenie skuteczności zabiegów szczelinowania złóż niekonwencjonalnych.

EN

Hydraulic fracturing treatments for many years has been the basic method of stimulating the production from hydrocarbon deposits. The first experimental fracturing tests took place more than 70 years ago in the United States. The first Polish experiences in fracturing took place in the 50’s of the last century in the fields of the Carpathian Foreland. Since then, this method has been increasingly used in the oil and gas industry. Its main goal is to increase the rate and the volume of recovery factor of the available hydrocarbon resources. For many years, this technique has been improved and used to stimulate conventional reservoirs. The Oil and Gas Institute – National Research Institute has been participating in these activities from the very beginning, and has played a key role in improving the technology of hydraulic fracturing operations in Poland. The first technological fluids for fracturing of Polish deposits were developed by specialists from the Institute.Over the next few decades, several generations of engineers have been continuing cooperation between industry and science, which is being carried on to this day. During these several decades, the World’s fracturing technology has changed dramatically. New techniques and materials have been introduced. The real breakthrough and very dynamic development of fracturing technology is related to the discovery, completion and production of hydrocarbons from unconventional reservoirs. After years of experience, it turned out that hydraulic fracturing is the key to the development of unconventional resources. From that moment onwards the progress of fracturing technology has been rapid. Improved methods to complete the tight gas sandstones, shale formations and coal seams have been designed. Numerous experiments have confirmed, that in these formations much massive fracturing operations should be performed, and the technology should be significantly modified and adapted to the reservoir conditions. Considerable progress has also been made in the field of chemical additives for fracturing fluids and proppants. Better data analysis and diagnostics were also of great importance in achieving successes in unconventional reservoirs. Modern methods of analysing fracturing treatments have significantly improved their efficiency. New tools were also used, such as micro-seismic analysis to study the complex geometries of fractures generated during unconventional deposits fracturing, in particular in shales and coals. This work presents fundamental information on hydraulic fracturing treatments as well as the history of its development. The key role of fracturing in unconventional reservoirs completion was underlined, and the modern techniques of analysing treatments, on the example of fracturing in shale formation were presented. The first chapter contains the characteristics of fracturing operations. The basic information on unconventional accumulation of hydrocarbons and methods of their completion was given. The most effective methods of stimulating these deposits and key elements ensuring the effectiveness of these activities were indicated. Significant differences between these formations and the resulting differences in the technology of their fracturing were also indicated. The second chapter includes the description of fracturing fluids and proppants, their characteristics, tasks and requirements. Specification of typical chemical additives for fluids, and the purpose for which they were used, as well as the proppants used for fracturing, method of their examination and selection for fracturing in various reservoir conditions were discussed. The third chapter is the most extensive part of the work. It is dedicated to the analysis of the performed tests and fracturing treatments in the shale gas wells. These analyses were made on the basis of real, field data from fracturing. The first part presents the method of preparing data for the technical design of the project procedure. Based on this design it is possible to plan the stimulation treatments in a certain well. The second part of the chapter, presents the results of minifrac tests, used to diagnose the well and formation just before fracturing. The purpose of these operations is to confirm or modify the design assumptions and to prepare the final fracturing design. The method of analysing the minifrac tests, and the most important information obtained from them, are shown. The last part presents the results of fracturing of individual sections of the horizontal example well in two variants. The first treatments designed for execution and the second treatments that were actually performed. The fourth chapter summarizes the collected information and presents the conclusions resulting from the performed analyses. Based on these analyses differences between parameters of the geomechanical model and the data obtained from minifrac were identified. In some of the analyzed cases, the tests confirmed low efficiency of reservoir completion by perforation. Also confirmed were the differences between assumed and actual reservoir parameters which may lead to difficulties during fracturing. The analysis performed, proved that the minifrac tests before the main treatment are useful in the proper planning of the main fracturing operation. It was found that they can be used in the design and evaluation of the effectiveness of fracturing operations in unconventional reservoirs.

8

The methodology of testing rotational resistances of the rollers under the operation load

Kulinowski Piotr, Kasza Piotr, Zarzycki Jacek

New Trends in Production Engineering

|

2019

|

Vol. 2, Iss. 1

337--343

EN

One of the components that affects the energy consumption of belt conveyors is the rotational resistance of the rollers. In real conditions, the roller is subjected to loads not only radial but also axial, resulting from its cooperation with the belt and the way of installation on the conveyor. Knowledge of these resistances is important not only in the design of conveyors, but also in the improvement and search for new structural solutions of the rollers. The article presents an innovative stand dedicated to the study of rotational resistance of the rollers under operating load, its research capabilities and the results of preliminary tests.