Hvordan fungerer en oliebrønd?

Olie er blandt de mere alsidige navneord på det engelske sprog. Afhængigt af din nylige oplevelse og arten af ​​din hverdag kan det høre ordet at fremkalde billeder af stegt madlavning, aggressiv garvning eller den "tykke" og "jordiske" lugt af en auto-reparation butik.

Men i dag har olie - engang kaldt "sort guld" som et nik til den uundgåelige store formue for enhver, der opdagede et stort oliefelt i århundreder tidligere - noget med et dårligt ry.

Fossile brændstoffer tillod menneskelig civilisation at tage et hidtil uset teknologisk og industrielt verdensomspændende spring fremad startende i det 19. århundrede, men olie og dets gamle kulstofbaserede fætre er pariaer af en slags i dag. Dette er fordi ubestridelige beviser er monteret for at vise, at olie på trods af dens samlede værdi ikke kun transportsektoren, men også enhver anden menneskelig indsats, er alvorligt skadelig for miljøet, når brændt.

Uanset hvad dine ideer kan være om, hvordan man bedst imødekommer energibehovet i en verden med en befolkning på 7 milliarder pr. 2019, vil enhver, der nogensinde har set en oliebrønd, selv fra en afstand, kan ikke lade være med at sætte pris på den rene tekniske triumf, der er involveret i at pumpe noget ud af jorden, der ikke kun er dybt inde i klippen, men i klippen under havbunden sig selv. Oliebrønde findes i en række forskellige typer og har en mere farverig historie end du kunne forvente.

"Olie" kan henvise til et antal forskellige stoffer, der er ikke-polære og flydende ved stuetemperatur. Mange typer olie giver næringsenergi. De opløses ikke i vand (det er derfor, olie er svært at rengøre ved hjælp af vand alene), da deres lange kemiske brint-kulstofkæder er hydrofobe ("vandfrygtige"). "Olie" i den nuværende sammenhæng henviser til de ting, der findes i betydelige koncentrationer i Mellemøsten, ud for kysten af ​​Venezuela, Nordamerika og et par andre regioner.

Olie (også almindeligvis kaldet råolie, fra latin fra "petra" eller sten, og oleum eller olie er en af ​​tre primære fossile brændstoffer, navnet på stoffer, der er dannet i mange millioner år af levende materialer, men ikke fra egentlige fossiler. De to andre typer er naturgas og kul. Tilsammen forventes fossile brændstoffer at levere langt størstedelen af ​​verdens energiforsyning ud over 2050 på trods af opløselige bekymringer fra forskere og miljøgrupper om den planetariske opvarmning, der delvis skyldes deres forbrænding.

Elektricitet, opvarmning og transport kan betragtes som de vigtigste anvendelser af olie og dens kohorter, men rækkevidde af fossile brændstoffer strækker sig langt ind i fremstilling, madlavning, kosmetik og andre industrier som godt.

Fra og med 2018 kørte olie foran naturgas, med hensyn til hvilket bidrog en større andel til amerikansk energiforbrug, da olie stod på 36 procent til 31 procent for naturgas (og 13 procent for kul, hvilket gjorde fossile brændstoffer ansvarlige for 80 procent af amerikansk brændstof forbrugt). Stigningen i brugen af ​​boreteknikken kendt som hydraulisk brud, eller "fracking" for at udvinde naturgas fra jorden udløste en stigning i det brændstofforbrug, der begyndte i 1990'erne.

Alt tyder på, at der vil være stor efterspørgsel efter korrekt fungerende oliebrønde i en overskuelig fremtid. Som nævnt leverede råolie 36 procent af det amerikanske energibehov fra 2018 og gav næsten halvdelen af ​​al energi fra fossile brændstoffer. Disse "interne" tal var underlagt hurtige skift i den første femte af det 21. århundrede, men i det store og hele fossile Det forventes, at brændstoffer tegner sig for næsten den samme andel af energiforbruget både indenlandsk og globalt 2040.

• I 2017 drev USA gennem næsten 20 millioner tønder råolie pr. Dag. Det er 880 millioner gallon eller over to og en halv gallon pr. Person.

Olie bruges - og i øjeblikket i de fleste tilfælde krævet - til at flytte køretøjer. (Bliv ikke forvirret af terminologien: De ting, der kaldes "benzin" kommer fra olie, mens naturgas er noget helt andet.) Det bruges også direkte til opvarmning af bygninger og produktion elektricitet. I fremstillingen bruger den petrokemiske industri råolie som råmateriale til at fremstille produkter som plast, opløsningsmidler og andre varer.

I modsætning til fremkomsten af ​​telefon, menneskelig hjertetransplantation eller den trådløse radio er der ingen person, der kan krediteres for at være "den" opfinder af oliebrønden.

Oliebrønde blev boret med bambus i Kina langt tilbage som 347 fvtog disse var ambitiøse projekter: Dybder på op til 800 fod blev nået ved hjælp af denne teknologi. Det var først på 1500-tallet, at olie taget fra jorden blev brugt i dagens lamper.

De første oliebrønde nåede Europa, Canada og USA i 1850'erne, drevet af løftet om den spirende Industriel revolution, der stod på tidligere ufattelige mængder kraftproduktion for at opretholde sin egen spirende vækst.

Gennem det 20. århundrede blev introduktionen af praksis med dampgenvinding, vandret boring og endelig computerisering fortsatte med at vokse og forme ekstraktionsaspektet af den blomstrende olieindustri. Mere produktion betyder flere og mere dygtige brønde, og dette har været resultatet sammen med nogle måske forudsigelige "sorte øjne" på branchen.

• Fra og med 2016 var over 1.500 olieselskaber blevet stiftet alene i USA.

Hvordan er olie faktisk placeret, før den fjernes fra jorden, og hvordan bestemmer petrokemiske ingeniører om et lokaliseret olielager er værd at betale for at trække det ud af jorden på en hvilken som helst måde nemmeste? Mens det meste af opmærksomheden til oliebrønde naturligvis ligger på deres synlige funktion, forstår kun få mennesker, hvordan nogen ved, hvor de imponerende strukturer skal placeres.

En særlig lille kendt funktion om olieudvinding: Selvom det er sandt, at det findes under jorden, er det ikke tilfældet, at det findes i bekvemme puljer eller reservoirer eller endda strømme, ligesom saft i et træ. For det meste skal det fjernes fra det indre af faktiske klipper, omend store. (Forestil dig at skulle gennemgå en større kæbeoperation for at få trukket en enkelt besværlig tand ud.)

Heldigvis for olieindustrien gør naturen meget af arbejdet med at stille olie til rådighed ved at skubbe noget af det ud af klipperne, som ofte kommer under utroligt internt tryk. Dette giver menneskelige oliesøgere mulighed for at finde et spor til hovedkilden placeret dybere inde i Jorden.

Der kræves et oliebrønddiagram for korrekt at følge materialet her, da det meste af terminologien ikke er kendt for de fleste.

Hver oliebrønd skal bores, før udstyr kan arrangeres rundt om hullet, og det er det, der menes med udtrykket "borerig. "Efter at denne tunge boring er blevet brugt til at skabe et hul fra ca. 6 inches til tre fod bredt, forstærkes siderne af brønden med beklædning fremstillet af forskellige materialer i lag.

Oliebrøndpumpeapparatet sidder over toppen af ​​brønden, hvor olie fjernet nedenfra er rettet mod den ene side. Det her "produktionstræ"ligner en hest fra siden og har komponenter med navne, der skal matches. Hovedrøret forbinder stangen, der skubber lodret ned i brønden, til hestens "hoved", som omdirigerer kraften vandret langs en gangbjælke. En række udførlige niveauer, remskiver og gear fører til hovedfremdriveren, kilden til mekanisk kraft i den modsatte ende af produktionstræet.

To vigtigste teknikker bruges til at bore oliebrønde i dag. I vandret boring, ideen er at udvinde olie, der tilfældigvis er orienteret i en mest sidelæns retning i forhold til jorden. Dette er den situation, der oftest observeres i skifer på grund af den måde, klippen selv dannes på (det har tendens til at briste sidelæns under højt tryk).

En vandret boreenhed har J-formet mønster, hvilket betyder, at dens operatører først skal finde ud af, hvor langt de skal bore lige ned, før de går mere vandret (ikke en 90-graders drejning). Når denne dybde er konstateret, er det næste trin at finde den rigtige vinkel for at optimere adgangen til olien under og til den ene side.

Ved hydraulisk frakturering ("fracking"), en nyere teknik, der startede ved slutningen af ​​det 20. århundrede, væske med højt tryk, der indeholder sand og andet groft materiale pumpes gennem tidligere borede boringer, såsom den førnævnte vandrette boring brønde. På trods af succesen med fracking fra et effektivitetssynspunkt har dets økologiske konsekvenser gjort det til et mål for miljøgrupper.

For eksempel over 90 procent af den væske, der er nødvendig til fracking, forbliver i jorden, efter at den er anbragt der, og kravet til vand er meget højt. Andre bekymringer inkluderer toksineksponering, grundvand og forurening og nedsættelse af lokal luftkvalitet.

De fleste af de tidligere modeller, der blev anset for at være en del af den nuværende oliebrønds æra, var A-frame rigge, som stadig bruges i dag, hovedsagelig i sonderende missioner. Der er øvelser med stor diameter (stor boring), der bruges i situationer, hvor kirurgisk præcision muligvis ikke er et problem.

Den anvendte snegl (den egentlige boredel af et boreværktøj) afhænger af lokale forhold under jorden, i det omfang disse er kendt eller kan forudsiges. Hvis en prøve fra et givet område f.eks. Er højt i grundvand, vælges sandsynligvis en hul snegl. Evaluerings- og boreprocesserne er egentlig kun anderledes i skala end du beslutter, hvilken slags skovl der skal bruges til at grave et stolpehul i din baghave.

Som du måske har gættet, kom bærbare olieborerigge ind i billedet undervejs, og en fælles model vejer en betydelig men håndterbar 265 pund eller deromkring. Disse kan monteres på lastbiler efter behov.

Den 20. april 2010 kaldte en olierig Deepwater Horizon, beliggende ved den Mexicanske Golf, vugget af den sydøstlige kyst af USA, eksploderede og dræbte 11 arbejdere. I de tre måneder, der fulgte, var ingeniører fra rigens ejer, British Petroleum (BP) i stand til at dække den beskadigede Macondo langt under riggen, anslået 4 millioner gallon råolie, kom ind i havet, hvilket gjorde dette til det værste uheld af sin type med hensyn til ren vægt.

Utallige retssager fulgte i kølvandet på eksplosionen, hvis økologiske virkninger var alvorlige og stadig vurderes ti år senere. Når sådanne uheld opstår, bliver afskærmning af den beskadigede brønd et logistisk mareridt på grund af både at være under vand og det fantastiske tryk i spil.

Hvis du vil se en kortfilm i tegneseriestil af en oliebrønd i drift, se ressourcerne til en YouTube-video, der viser nøjagtigt dette. De kan være store og uhåndterlige, men oliebrønde er elegante og udførlige maskiner, uanset deres konsekvenser af deres nidkære anvendelse.