Kuinka öljylähde toimii?

Öljy on yksi monipuolisimmista substantiiveista englannin kielellä. Sanan kuuleminen saattaa herättää viimeaikaisesta kokemuksestasi ja jokapäiväisen elämän luonteesta riippuen kuvia sekoituskypsennyksestä, aggressiivisesta parkituksesta tai automaattisen korjauksen "paksusta" ja "maanläheisestä" hajusta myymälä.

Mutta nykyään öljyllä - jota kutsuttiin kerran "mustaksi kullaksi" nyökkäyksenä väistämättömälle suurelle omaisuudelle jokaiselle, joka löysi suuren öljykentän vuosisatojen ajan - on jotain huonoa mainetta.

Fossiiliset polttoaineet antoivat ihmis sivilisaatiolle ennennäkemättömän teknologisen ja teollisen harppauksen maailmanlaajuisesti eteenpäin 1800-luvulta lähtien, mutta öljy ja sen muinaiset hiilipohjaiset serkut ovat eräänlaisia ​​parioita tänään. Tämä johtuu siitä, että kiistattomia todisteita on saatu osoittamaan, että öljy kaikkine arvoineen ei pelkästään Öljyssä liikennesektorilla, mutta kaikki muutkin ihmisen toimet ovat vahingollisia ympäristölle vakavasti palanut.

Mikä tahansa ideasi onkin, kuinka vastata parhaiten sen maailman energiatarpeeseen, jonka väkiluku ylittää 7 miljardia vuodesta 2019 lähtien, kuka tahansa, joka on koskaan nähnyt öljylähteen, jopa etäisyydellä, ei voi olla arvostamatta pelkkää tekniikan voittoa, joka liittyy pumppaamaan jotain maasta, joka ei ole vain syvällä kalliossa, vaan myös merenpohjan alla itse. Öljykaivoja on useita erilaisia, ja niiden historia on värikkäämpi kuin voisi odottaa.

"Öljy" voi viitata useisiin erilaisiin aineisiin, jotka ovat polaarittomia ja nestemäisiä huoneenlämpötilassa. Monet öljytyypit tarjoavat ravintoenergiaa. Ne eivät liukene veteen (minkä vuoksi öljyä on vaikea puhdistaa pelkällä vedellä), koska niiden pitkät vety-hiili-kemialliset ketjut ovat hydrofobisia ("vettä pelkäävät"). "Öljy" tarkoittaa tässä yhteydessä tavaraa, jota esiintyy merkittävinä pitoisuuksina Lähi-idässä, Venezuelan rannikolla, Pohjois-Amerikassa ja muutamilla muilla alueilla.

Öljy (jota kutsutaan myös nimellä öljy, latinankielisestä "petrasta" tai kivestä, ja oleum tai öljy on yksi kolmesta fossiiliset polttoaineet, nimi, joka on annettu aineille, jotka on muodostettu monien miljoonien vuosien ajan elävistä materiaaleista, tosin ei todellisista fossiileista. Kaksi muuta tyyppiä ovat maakaasu ja hiili. Yhdessä fossiilisten polttoaineiden odotetaan tuottavan valtaosan maailman energiansaannista vuoden 2050 jälkeen huolimatta tutkijoiden ja ympäristöryhmien heikko huoli planeetan lämpenemisestä, joka johtuu osittain niiden aiheuttamasta palaminen.

Sähköä, lämmitystä ja kuljetusta voidaan pitää öljyn ja sen kohorttien pääasiallisena käyttötarkoituksena, mutta fossiilisten polttoaineiden ulottuvuus ulottuu pitkälle valmistukseen, ruoanvalmistukseen, kosmetiikkaan ja muuhun teollisuuteen hyvin.

Vuodesta 2018 lähtien öljy oli etenemässä maakaasua edesauttamalla öljyn osuutta Yhdysvaltain energiankulutuksessa oli 36-31 prosenttia maakaasulla (ja 13 prosenttia kivihiilellä, mikä teki fossiilisista polttoaineista 80 prosenttia Yhdysvaltain polttoaineesta) kulutettu). Poraustekniikan, joka tunnetaan nimellä hydraulinen murtaminen, tai "murtuminen" maakaasun ottamiseksi maasta aiheutti polttoaineen kulutuksen kasvun 1990-luvulta lähtien.

Kaikki viitteet viittaavat siihen, että kunnolla toimiville öljykaivoille on lähitulevaisuudessa suuri kysyntä. Kuten todettiin, öljy tuotti 36 prosenttia Yhdysvaltain energiantarpeesta vuodesta 2018 ja tuotti melkein puolet kaikesta fossiilisista polttoaineista peräisin olevasta energiasta. Nämä "sisäiset" luvut muuttuivat nopeasti 2000-luvun ensimmäisen viidenneksen aikana, mutta kaiken kaikkiaan fossiiliset polttoaineiden odotettiin vastaavan käytännössä samaa osuutta energiankulutuksesta sekä kotimaassa että maailmanlaajuisesti vuonna 2007 2040.

• Vuonna 2017 Yhdysvallat toimitti lähes 20 miljoonaa 44 gallonan tynnyriä raakaöljyä päivässä. Se on 880 miljoonaa gallonaa eli yli kaksi ja puoli gallonaa henkilöä kohden.

Öljyä käytetään - ja tällä hetkellä useimmissa tapauksissa vaaditaan - ajoneuvojen siirtämiseen. (Älä sekoita terminologiaan: "bensiiniksi" kutsuttu tavara tulee öljystä, kun taas maakaasu on jotain aivan muuta.) Sitä käytetään myös suoraan rakennusten lämmitykseen ja tuotantoon sähköä. Teollisuudessa petrokemian teollisuus käyttää öljyä raaka-aineena tuotteiden, kuten muovien, liuottimien ja muiden tuotteiden valmistamiseen.

Toisin kuin puhelimen, ihmisen sydämensiirron tai langattoman radion saapuminen, ei ole olemassa yhtä henkilöä, jonka voidaan sanoa olevan "öljykaivon keksijä".

Kiinassa öljykaivoja porattiin bambusta jo kauan sitten 347 eaa, ja nämä olivat kunnianhimoisia hankkeita: Tällä tekniikalla saavutettiin jopa 800 jalan syvyys. Vasta noin 1500-luvulla maasta otettua öljyä käytettiin päivän lampuissa.

Ensimmäiset öljylähteet saapuivat Eurooppaan, Kanadaan ja Yhdysvaltoihin 1850-luvulla syntyvän lupauksen johdosta Teollinen vallankumous, joka tukeutui aiemmin käsittämättömiin sähköntuotantoon ylläpitääkseen omaa kasvava kasvu.

Koko 1900-luvun aikana höyryn talteenottokäytännöt, vaakasuora poraus ja lopuksi tietokoneistaminen jatkoi kasvuaan ja muokkaavan kukoistavan öljyteollisuuden louhintaa. Lisääntynyt tuotanto merkitsee yhä kykeneviä kaivoja, ja tämä on ollut tulos yhdessä teollisuuden kenties ennustettavissa olevien "mustien silmien" kanssa.

• Vuodesta 2016 lähtien pelkästään Yhdysvalloissa oli perustettu yli 1500 öljy-yhtiötä.

Kuinka öljy todellisuudessa sijaitsee ennen sen poistamista maasta, ja miten petrokemian insinöörit päättävät onko sijoitettu öljyvarasto sen kustannuksen arvoinen, että vedät sen maasta millä tahansa tavalla helpoin? Vaikka suurin osa öljylähteille kiinnitetystä huomiosta on luonnollisesti niiden näkyvässä toiminnassa, harvat ihmiset ymmärtävät, kuinka kukaan tietää mihin nämä vaikuttavat rakenteet laittaa.

Yksi erityisen vähän tunnettu ominaisuus öljyntuotannossa: Vaikka on totta, että se löytyy maan alla, ei ole kyse siitä, että se olisi sopivissa uima-altaissa tai säiliöissä tai jopa virtauksissa, kuten mehu puussa. Suurimmaksi osaksi se on poistettava todellisten kivien sisätiloista, vaikkakin suurista. (Kuvittele, että joudut tekemään suuren leukaleikkauksen saadaksesi yhden hankalan hampaan.)

Öljyteollisuuden onneksi luonto tekee suuren osan öljyn saataville asettamisesta työntämällä osan siitä kivistä, jotka usein joutuvat uskomaton sisäinen paine. Tämän avulla öljynhakijat löytävät polun päälähteelle, joka sijaitsee syvemmällä maapallolla.

Öljykaivokaavio vaaditaan, jotta materiaalia voidaan seurata oikein, koska suurin osa terminologiasta on tuntematon useimmille ihmisille.

Jokainen öljykaivo on porattava, ennen kuin laitteet voidaan järjestää reiän ympärille, ja tätä tarkoitetaan termillä "Porauslautta"Sen jälkeen kun tätä raskasta reikää käytetään reiän muodostamiseen noin kuuden tuuman - kolmen jalan leveydelle, kaivon sivut vahvistetaan kerroksittain eri materiaaleista valmistetulla kotelolla.

Öljykaivon pumppulaite sijaitsee kaivon yläosan yläpuolella, jossa alapuolelta poistettu öljy ohjataan toiselle puolelle. Tämä "tuotantopuu"näyttää sivulta vähän kuin hevonen, ja sillä on komponentteja, joiden nimet vastaavat. Suitset yhdistävät pystysuoraan alas kaivoon työntyvän tangon hevosen "päähän", joka ohjaa voiman vaakasuoraan kävelypalkkia pitkin. Sarja monimutkaisia ​​tasoja, hihnapyöriä ja hammaspyöriä johtaa päämuuttajalle, mekaanisen voiman lähteelle tuotantopuun vastakkaisessa päässä.

Öljykaivojen poraamiseen käytetään nykyään kahta päätekniikkaa. Sisään vaakasuora poraus, ajatuksena on uuttaa öljyä, joka satunnaisesti suuntautuu enimmäkseen sivusuunnassa maahan nähden. Tämä on tilanne, jota kiven liuskekivessä esiintyy yleisimmin sen vuoksi, miten kallio itse muodostaa (se yleensä murtuu sivusuunnassa korkeassa paineessa).

Vaakasuorassa porausyksikössä on J-muotoinen kuvio, mikä tarkoittaa, että sen käyttäjien on ensin selvitettävä, kuinka pitkälle porataan suoraan alas, ennen kuin suuntaat enemmän vaakasuoraan (ei 90 asteen käännöstä). Kun tämä syvyys on varmistettu, seuraava vaihe on löytää oikea kulma optimoidaksesi pääsyn alhaalta ja toiselle puolelle tulevaan öljyyn.

Hydraulisessa murtamisessa ("murtuminen"), uudempi tekniikka, joka otti käyttöön 1900-luvun lopulla, erittäin paineistettua nestettä, joka sisältää hiekkaa ja muuta karkeaa materiaalia pumpataan aiemmin porattujen kaivoreikien, kuten edellä mainitun vaakaporauksen, läpi kaivot. Huolimatta murtamisen onnistumisesta tehokkuuden kannalta, sen ekologiset seuraukset ovat tehneet siitä ympäristöryhmien kohteeksi.

Esimerkiksi yli 90 prosenttia murtamiseen tarvittavasta nesteestä jää maahan sen jälkeen, kun se on laitettu sinne, ja vedentarve on äärimmäisen korkea. Muita huolenaiheita ovat toksiinialtistus, pohjavesi ja saastuminen sekä paikallisen ilmanlaadun heikkeneminen.

Suurin osa aikaisemmista malleista, joita pidettiin osana nykyistä öljykaivoaikaa, olivat A-runkolaitteita, joita käytetään edelleen nykyäänkin, lähinnä etsintöihin. On olemassa halkaisijaltaan suurikokoisia (suurireikäisiä) porakoneita tilanteissa, joissa kirurginen tarkkuus ei välttämättä ole ongelma.

Käytetyn ruuvin tyyppi (porantyökalun todellinen porausosa) riippuu maanalaisista olosuhteista siinä määrin kuin ne tunnetaan tai voidaan ennustaa. Jos tietyn alueen näyte on esimerkiksi korkeassa pohjavedessä, todennäköisesti valitaan ontto ruuvi. Arviointi- ja porausprosessit eroavat oikeastaan ​​vain mittakaavassa, kun päätät minkälaista lapiota käytetään kaivamaan pora reikä takapihallesi.

Kuten olet ehkä arvannut, kannettavat öljynporauslautat tulivat kuvaan matkan varrella, ja yhteinen malli painaa huomattavan, mutta hallittavan noin 265 kiloa. Ne voidaan asentaa kuorma-autoihin tarpeen mukaan.

20. huhtikuuta 2010 nimetty öljynporauslautta Syvänmeren horisontti, joka sijaitsee Meksikonlahden rannikolla, Yhdysvaltojen kaakkoisrannikon kehdossa, räjähti ja tappoi 11 työntekijää. Kolmen kuukauden aikana, ennen kuin laivan omistajan British Petroleum (BP) insinöörit pystyivät peittämään vahingoittuneen Macondon laiva, arviolta 4 miljoonaa gallonaa raakaöljyä, matkusti mereen, mikä teki siitä tyypiltään pahimman onnettomuuden puhtaana mittakaavassa.

Räjähdyksen jälkeen seurasi lukemattomia oikeusjuttuja, joiden ekologiset vaikutukset olivat vakavia ja joita arvioidaan vielä vuosikymmenen kuluttua. Kun tällaisia ​​vahinkoja tapahtuu, vahingoittuneen kaivon sulkemisesta tulee logistinen painajainen, koska se on sekä veden alla että loistavia paineita pelissä.

Jos haluat katsella sarjakuvamaista lyhytelokuvaa toiminnassa olevasta öljykaivosta, katso Resurssit YouTube-videolle, joka kuvaa juuri tämän. Ne voivat olla suuria ja vaivannäköisiä, mutta öljykaivot ovat tyylikkäitä ja monimutkaisia ​​koneita, huolimatta niiden innokkaasta käyttöönotosta.