Πώς λειτουργεί ένα φρεάτιο λαδιού;

Λάδι είναι από τα πιο ευπροσάρμοστα ουσιαστικά στην αγγλική γλώσσα. Ανάλογα με την πρόσφατη εμπειρία σας και τη φύση της καθημερινής σας ζωής, η ακρόαση της λέξης μπορεί να προκληθεί εικόνες μαγειρέματος με τηγανητό, επιθετικό μαυρίσματος ή την "παχιά" και "γήινη" μυρωδιά μιας αυτόματης επισκευής κατάστημα.

Αλλά σήμερα, το πετρέλαιο - κάποτε ονομάστηκε "μαύρος χρυσός" ως νεύμα στην αναπόφευκτη τεράστια περιουσία όποιον ανακάλυψε ένα αρκετά μεγάλο πεδίο πετρελαίου εδώ και αιώνες - έχει κάτι κακή φήμη.

Τα ορυκτά καύσιμα επέτρεψαν στον ανθρώπινο πολιτισμό να κάνει ένα πρωτοφανές τεχνολογικό και βιομηχανικό άλμα παγκοσμίως προς τα εμπρός ξεκινώντας από τον 19ο αιώνα, όμως το πετρέλαιο και τα αρχαία ξαδέρφια με βάση τον άνθρακα είναι παρίες σήμερα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι έχουν αποδειχθεί αδιαμφισβήτητα στοιχεία που δείχνουν ότι το λάδι, για όλη την αξία του, όχι μόνο στο ο τομέας των μεταφορών, αλλά και κάθε άλλη ανθρώπινη προσπάθεια, βλάπτει σοβαρά το περιβάλλον όταν κάηκε.

Όποιες κι αν είναι οι ιδέες σας για τον καλύτερο τρόπο αντιμετώπισης των ενεργειακών αναγκών ενός κόσμου με πληθυσμό άνω των 7 δισεκατομμυρίων από το 2019, όποιος έχει δει ποτέ πετρελαιοπηγή, ακόμη και από απόσταση, δεν μπορεί παρά να εκτιμήσει τον καθαρό θρίαμβο της μηχανικής που εμπλέκεται στην άντληση κάτι από το έδαφος που δεν είναι μόνο βαθιά μέσα σε βράχο, αλλά και σε βράχο κάτω από τον πυθμένα του ωκεανού εαυτό. Τα φρεάτια λαδιού έρχονται σε μια ποικιλία διαφορετικών τύπων και έχουν μια πιο πολύχρωμη ιστορία από ό, τι θα περίμενε κανείς.

Το "λάδι" μπορεί να αναφέρεται σε έναν αριθμό διαφορετικών ουσιών που είναι μη πολικές και υγρές σε θερμοκρασία δωματίου. Πολλοί τύποι λαδιών παρέχουν θρεπτική ενέργεια. Δεν διαλύονται στο νερό (για αυτό το λόγο το λάδι είναι δύσκολο να καθαριστεί μόνο με νερό), καθώς οι μεγάλες χημικές αλυσίδες υδρογόνου-άνθρακα είναι υδρόφοβες («φοβούνται το νερό»). Το "πετρέλαιο" στο παρόν πλαίσιο αναφέρεται στα πράγματα που βρίσκονται σε σημαντικές συγκεντρώσεις στη Μέση Ανατολή, στα ανοικτά των ακτών της Βενεζουέλας, της Βόρειας Αμερικής και σε μερικές άλλες περιοχές.

Το πετρέλαιο (επίσης συνήθως ονομάζεται πετρέλαιο, από τα Λατινικά από το "petra", ή το βράχο, και το oleum, ή το λάδι είναι ένα από τα τρία κύρια ορυκτά καύσιμα, το όνομα που δίνεται σε ουσίες που σχηματίζονται εδώ και πολλά εκατομμύρια χρόνια από ζώντα υλικά, αν και όχι από πραγματικά απολιθώματα. Οι άλλοι δύο τύποι είναι φυσικό αέριο και κάρβουνο. Μαζί, τα ορυκτά καύσιμα αναμένεται να παρέχουν τη συντριπτική πλειονότητα του ενεργειακού εφοδιασμού στον κόσμο μετά το 2050 παρά το ευχάριστες ανησυχίες από επιστήμονες και περιβαλλοντικές ομάδες σχετικά με την υπερθέρμανση του πλανήτη που προκύπτουν εν μέρει από αυτές καύση.

Η ηλεκτρική ενέργεια, η θέρμανση και η μεταφορά θα μπορούσαν να θεωρηθούν οι κύριες χρήσεις του πετρελαίου και των κοόρτων του, αλλά η Η εμβέλεια των ορυκτών καυσίμων επεκτείνεται πολύ στη βιομηχανία παραγωγής, στην παρασκευή τροφίμων, στα καλλυντικά και σε άλλες βιομηχανίες όπως Καλά.

Από το 2018, το πετρέλαιο ξεπέρασε το φυσικό αέριο από την άποψη του οποίου συνέβαλε μεγαλύτερο μερίδιο στην κατανάλωση ενέργειας των ΗΠΑ, όπως το πετρέλαιο ανήλθε στο 36 τοις εκατό έως το 31 τοις εκατό για το φυσικό αέριο (και το 13 τοις εκατό για τον άνθρακα, καθιστώντας τα ορυκτά καύσιμα υπεύθυνα για το 80 τοις εκατό των καυσίμων των ΗΠΑ καταναλώθηκε). Η αύξηση στη χρήση της τεχνικής γεώτρησης γνωστή ως υδραυλική ρωγμάτωση, ή «fracking», για την εξαγωγή φυσικού αερίου από το έδαφος προκάλεσε μια αύξηση στην κατανάλωση αυτού του καυσίμου ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1990.

Όλες οι ενδείξεις είναι ότι θα υπάρξει μεγάλη ζήτηση για σωστά λειτουργικά φρεάτια πετρελαίου για το άμεσο μέλλον. Όπως σημειώθηκε, το πετρέλαιο προμήθευσε το 36% των αμερικανικών ενεργειακών αναγκών από το 2018 και απέδωσε σχεδόν το ήμισυ της συνολικής ενέργειας που προέρχεται από ορυκτά καύσιμα. Αυτές οι "εσωτερικές" μορφές υποβλήθηκαν σε γρήγορες αλλαγές στο πρώτο πέμπτο του 21ου αιώνα, αλλά συνολικά, απολιθώματα Τα καύσιμα αναμενόταν να αντιπροσωπεύουν σχεδόν το ίδιο μερίδιο της κατανάλωσης ενέργειας τόσο στο εσωτερικό όσο και παγκοσμίως 2040.

• Το 2017, οι ΗΠΑ τροφοδοτούσαν σχεδόν 20 εκατομμύρια βαρέλια αργού πετρελαίου 44 γαλονιών την ημέρα. Αυτό είναι 880 εκατομμύρια γαλόνια, ή πάνω από δυόμισι γαλόνια ανά άτομο.

Το λάδι χρησιμοποιείται - και, προς το παρόν, στις περισσότερες περιπτώσεις απαιτείται - για τη μετακίνηση οχημάτων. (Μην μπερδεύεστε από την ορολογία: Τα πράγματα που ονομάζονται "βενζίνη" προέρχονται από το πετρέλαιο, ενώ Το φυσικό αέριο είναι κάτι άλλο εντελώς.) Χρησιμοποιείται επίσης άμεσα για τη θέρμανση κτιρίων και προϊόντων ηλεκτρική ενέργεια. Στη μεταποίηση, η βιομηχανία πετροχημικών χρησιμοποιεί το πετρέλαιο ως πρώτη ύλη για την παραγωγή προϊόντων όπως πλαστικά, διαλύτες και άλλα προϊόντα.

Σε αντίθεση με την εμφάνιση του τηλεφώνου, της μεταμόσχευσης ανθρώπινης καρδιάς ή του ασύρματου ραδιοφώνου, δεν υπάρχει κανένα άτομο που μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι «ο« εφευρέτης φρεατίων πετρελαίου.

Τα πηγάδια πετρελαίου είχαν τρυπηθεί με μπαμπού στην Κίνα ήδη 347 π.Χ., και αυτά ήταν φιλόδοξα έργα: Έφτασαν βάθη έως 800 πόδια χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία. Μόλις το 1500 ή έτσι το λάδι που πήρε από το έδαφος χρησιμοποιήθηκε στις λάμπες της ημέρας.

Τα πρώτα πετρελαιοπηγές έφτασαν στην Ευρώπη, τον Καναδά και τις ΗΠΑ τη δεκαετία του 1850, με γνώμονα την υπόσχεση του νεογέννητου Βιομηχανική επανάσταση που βασίστηκε σε αδιανόητα ποσά παραγωγής ενέργειας για να διατηρήσει τη δική της αυξανόμενη ανάπτυξη.

Καθ 'όλη τη διάρκεια του 20ού αιώνα, η εισαγωγή του πρακτικές ανάκτησης ατμού, οριζόντια διάτρηση και τελικά μηχανοργάνωση συνέχισε να αναπτύσσεται και να διαμορφώνει την πτυχή εξόρυξης της αναπτυσσόμενης βιομηχανίας πετρελαίου. Περισσότερη παραγωγή σημαίνει όλο και περισσότερα ικανά πηγάδια, και αυτό ήταν το αποτέλεσμα, μαζί με κάποια πιθανά προβλέψιμα «μαύρα μάτια» στη βιομηχανία.

• Από το 2016, περισσότερες από 1.500 εταιρείες πετρελαίου είχαν συσταθεί μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Πώς βρίσκεται το λάδι πριν απομακρυνθεί από το έδαφος και πώς καθορίζουν οι πετροχημικοί μηχανικοί αν ένα τοποθετημένο κατάστημα πετρελαίου αξίζει το κόστος της απόσυρσής του από το έδαφος με οποιοδήποτε μέσο ευκολότερο; Ενώ το μεγαλύτερο μέρος της προσοχής που δίνεται στα πετρελαιοπηγές βρίσκεται φυσικά στην ορατή λειτουργία τους, λίγοι άνθρωποι καταλαβαίνουν πώς κάποιος ξέρει πού να τοποθετήσει αυτές τις επιβλητικές κατασκευές.

Ένα ιδιαίτερα γνωστό χαρακτηριστικό σχετικά με την εξαγωγή λαδιού: Ενώ είναι αλήθεια ότι βρίσκεται υπόγεια, δεν συμβαίνει ότι υπάρχει σε βολικές πισίνες ή δεξαμενές ή ακόμη και ροές, όπως χυμός σε ένα δέντρο. Ως επί το πλείστον, πρέπει να αφαιρεθεί από το εσωτερικό των πραγματικών πετρωμάτων, αν και μεγάλα. (Φανταστείτε ότι πρέπει να υποβληθείτε σε χειρουργική επέμβαση μεγάλου γνάθου για να εξαγάγετε ένα μόνο ενοχλητικό δόντι.)

Ευτυχώς για τη βιομηχανία πετρελαίου, η φύση κάνει μεγάλο μέρος του έργου της διάθεσης του πετρελαίου σπρώχνοντας μέρος από τα βράχια, τα οποία συχνά έρχονται κάτω από απίστευτη εσωτερική πίεση. Αυτό επιτρέπει στους ανθρώπους που αναζητούν πετρέλαιο να βρουν ένα μονοπάτι προς την κύρια πηγή που βρίσκεται πιο βαθιά μέσα στη Γη.

Απαιτείται ένα διάγραμμα πετρελαίου για να ακολουθήσει σωστά το υλικό εδώ, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της ορολογίας είναι άγνωστο στους περισσότερους ανθρώπους.

Κάθε φρεάτιο λαδιού πρέπει να τρυπηθεί πριν τοποθετηθεί ο εξοπλισμός γύρω από την τρύπα, και αυτό σημαίνει ο όρος "εξέδρα γεώτρησηςΑφού χρησιμοποιηθεί αυτή η βαριά οπή για να δημιουργήσει μια τρύπα οπουδήποτε από περίπου έξι ίντσες έως τρία πόδια πλάτος, οι πλευρές του φρεατίου ενισχύονται με περίβλημα κατασκευασμένο από διάφορα υλικά σε στρώματα.

Η συσκευή αντλίας φρεατίου λαδιού βρίσκεται πάνω από την κορυφή του φρεατίου, όπου το λάδι που αφαιρείται από κάτω κατευθύνεται προς τη μία πλευρά. Αυτό "δέντρο παραγωγήςμοιάζει λίγο σαν άλογο από το πλάι, και έχει στοιχεία με ονόματα που ταιριάζουν. Το χαλινάρι συνδέει τη ράβδο πιέζοντας κάθετα προς τα κάτω στο πηγάδι με το "κεφάλι" του αλόγου, το οποίο ανακατευθύνει δύναμη οριζόντια κατά μήκος μιας ακτίνας περπατήματος. Μια σειρά από περίτεχνα επίπεδα, τροχαλίες και γρανάζια οδηγεί στον πρώτο κινητήρα, την πηγή μηχανικής ισχύος στο αντίθετο άκρο του δέντρου παραγωγής.

Δύο κύριες τεχνικές χρησιμοποιούνται για τη διάτρηση πετρελαιοπηγών σήμερα. Σε οριζόντια διάτρηση, η ιδέα είναι να εξαγάγετε λάδι που τυχαίνει να είναι προσανατολισμένο προς την πλαγίως κατεύθυνση σε σχέση με το έδαφος. Αυτή είναι η κατάσταση που παρατηρείται πιο συχνά στο σχιστόλιθο λόγω του τρόπου με τον οποίο σχηματίζεται ο ίδιος ο βράχος (τείνει να σπάσει πλαγίως υπό υψηλή πίεση).

Μια οριζόντια μονάδα διάτρησης έχει μοτίβο σχήματος J, που σημαίνει ότι οι χειριστές της πρέπει πρώτα να καταλάβουν πόσο μακριά να τρυπήσουν ευθεία προς τα κάτω πριν κατευθυνθούν πιο οριζόντια (όχι στροφή 90 μοιρών) Μόλις εξακριβωθεί αυτό το βάθος, το επόμενο βήμα είναι η εύρεση της σωστής γωνίας για τη βελτιστοποίηση της πρόσβασης στο λάδι παρακάτω και στη μία πλευρά.

Σε υδραυλική θραύση ("fracking"), μια νεότερη τεχνική που απογειώθηκε στα τέλη του 20ου αιώνα, υψηλής πίεσης υγρό που περιέχει άμμο και Άλλα ακατέργαστα υλικά αντλούνται μέσω οπών που είχαν προηγουμένως τρυπηθεί, όπως η οριζόντια διάτρηση που προαναφέρθηκε πηγάδια. Παρά την επιτυχία του fracking από την άποψη της αποτελεσματικότητας, οι οικολογικές του συνέπειες το έχουν καταστήσει στόχο περιβαλλοντικών ομάδων.

Για παράδειγμα, πάνω Το 90 τοις εκατό του υγρού που απαιτείται για το ρήγμα παραμένει στο έδαφος αφού το τοποθετήσετε εκεί, και η απαίτηση για νερό είναι εξαιρετικά υψηλή. Άλλες ανησυχίες περιλαμβάνουν την έκθεση σε τοξίνες, τα υπόγεια ύδατα και τη μόλυνση και τη μείωση της ποιότητας του τοπικού αέρα.

Τα περισσότερα από τα προηγούμενα μοντέλα που θεωρήθηκαν μέρος της τρέχουσας εποχής της πετρελαιοπηγής ήταν εξέδρες πλαισίου Α, τα οποία εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σήμερα, κυρίως σε διερευνητικές αποστολές. Υπάρχουν ασκήσεις μεγάλης διαμέτρου (μεγάλης διαμέτρου) που χρησιμοποιούνται σε καταστάσεις στις οποίες η χειρουργική ακρίβεια μπορεί να μην αποτελεί πρόβλημα.

Ο τύπος τρυπανιού (το πραγματικό τρυπάνι ενός εργαλείου διάτρησης) που χρησιμοποιείται εξαρτάται από τις τοπικές συνθήκες υπόγεια, στο βαθμό που είναι γνωστές ή μπορούν να προβλεφθούν. Εάν ένα δείγμα από μια δεδομένη περιοχή έχει υψηλή περιεκτικότητα σε υπόγεια ύδατα, για παράδειγμα, είναι πιθανό να επιλεγεί ένα κοίλο τρυπάνι. Οι διαδικασίες αξιολόγησης και γεώτρησης είναι πραγματικά διαφορετικές μόνο από την απόφασή σας να αποφασίσετε τι είδους φτυάρι θα χρησιμοποιήσετε για να σκάψετε μια τρύπα στην πίσω αυλή σας.

Όπως μπορείτε να μαντέψατε, οι φορητές εξέδρες γεώτρησης λαδιού μπήκαν στην εικόνα και ένα κοινό μοντέλο ζυγίζει αρκετά, αλλά διαχειρίσιμο περίπου 265 κιλά. Αυτά μπορούν να τοποθετηθούν σε φορτηγά, όπως απαιτείται.

Στις 20 Απριλίου 2010, μια εξέδρα πετρελαίου ονομάστηκε Ορίζοντας Deepwater, που βρίσκεται έξω από τον Κόλπο του Μεξικού, που περιβάλλεται από τη νοτιοανατολική ακτή των Ηνωμένων Πολιτειών, εξερράγη, σκοτώνοντας 11 εργάτες. Τους τρεις μήνες που ακολούθησαν πριν οι μηχανικοί από τον ιδιοκτήτη της εξέδρας, British Petroleum (BP), κατάφεραν να καλύψουν το κατεστραμμένο Macondo πολύ κάτω η εξέδρα, εκτιμάται ότι 4 εκατομμύρια γαλόνια αργού πετρελαίου μπήκαν στον ωκεανό, καθιστώντας το το χειρότερο ατύχημα του τύπου του ως προς το καθαρό κλίμακα.

Αμέτρητες αγωγές ακολούθησαν μετά την έκρηξη, οι οικολογικές επιπτώσεις της οποίας ήταν σοβαρές και εξακολουθούν να αξιολογούνται μια δεκαετία αργότερα. Όταν συμβαίνουν τέτοια ατυχήματα, η κάλυψη του κατεστραμμένου πηγαδιού γίνεται εφοδιαστικός εφιάλτης λόγω του ότι είναι τόσο κάτω από το νερό όσο και οι φανταστικές πιέσεις στο παιχνίδι.

Αν θέλετε να παρακολουθήσετε μια ταινία μικρού μήκους σε στιλ κινουμένων σχεδίων σε μια πετρελαιοπηγή σε λειτουργία, δείτε τους πόρους για ένα βίντεο YouTube που απεικονίζει ακριβώς αυτό. Μπορεί να είναι μεγάλα και δύσκαμπτα, αλλά τα φρεάτια λαδιού είναι κομψά και περίτεχνα μηχανήματα, ανεξάρτητα από τις συνέπειες από τη ζήλο ανάπτυξη τους.