Jak działa środek zapobiegający wydmuchom? Typy BOP, działanie stosu i testowanie

O godzinie 2 w nocy na platformie lądowej w zachodnim Teksasie rejestrator błota zaobserwował, że przepływ powrotny wzrósł o dwie baryłki powyżej wydajności pompy. Błoto wycięte gazem dociera do wytrząsarki i studnia zaczyna kopać. Pomiędzy tym napływem a niekontrolowanym wydmuchem znajduje się jedna linia obrony: zabezpieczenie przed wydmuchem (BOP), czyli zestaw hydraulicznie sterowanych zaworów przykręconych do głowicy odwiertu.

Krótka odpowiedź na pytanie, jak działa zabezpieczenie przed wydmuchem, jest taka, że ​​zamyka on wytrzymałe elementy uszczelniające wokół rury wiertniczej lub nad otwartym odwiertem za pomocą ciśnienia hydraulicznego. Po zamknięciu BOP uszczelnia przestrzeń pierścieniową, kieruje kopnięcie przez kolektor dławiący i daje załodze czas na wypuszczenie napływu cięższego błota.

Co to jest środek zapobiegający wydmuchom?

Urządzenie zabezpieczające przed przedmuchem to wyspecjalizowany zespół zaworu wysokociśnieniowego montowany na głowicy odwiertu w celu uszczelniania, kontrolowania i monitorowania odwiertu ropy lub gazu podczas wiercenia, wykańczania i renowacji. API 16A definiuje projekt, materiały i wymagania testowe dla pierścieniowych i tłokowych zabezpieczeń stosowanych w służbach na powierzchni i pod wodą.

System BOP wykonuje cztery różne zadania:

• Uszczelnia pierścień wokół rury wiertniczej lub obudowy, aby zapobiec przedostawaniu się płynów formacyjnych na powierzchnię.
• Całkowicie uszczelnia studnię, gdy przewód wiertniczy jest poza otworem.
• Przecina rurę wiertniczą i uszczelnia studnię w sytuacji awaryjnej.
• Prowadzi płyny z odwiertu przez przewody dławiące i uśmiercające, dzięki czemu załoga może kontrolować kopnięcie.

Ponieważ żadne pojedyncze urządzenie nie wykonuje w sposób niezawodny wszystkich tych funkcji, BOP jest w rzeczywistości systemem składającym się z kilku typów komponentów ułożonych w stos.

Z czego składa się stos BOP

Stos BOP to pionowy zespół blokad, szpul i wylotów umieszczony na górze głowicy odwiertu. W stosie powierzchniowym każdy element zajmuje określoną pozycję, zaczynając od główki obudowy w górę.

Ułożenie typowego stosu BOP od dołu do góry przebiega zgodnie z następującą sekwencją:

1. Złącze głowicy obudowy blokuje stos do głowicy odwiertu.
2. Podwójny tłok BOP, zwykle jeden tłok rurowy poniżej i jeden tłok ścinający ślepy powyżej.
3. Szpula wiertnicza z bocznymi wyjściami do podłączenia dławika i przewodu zabijającego.
4. Pierścieniowy BOP, który uszczelnia rurę dowolnego rozmiaru, złącze narzędzia lub otwarty otwór.
5. Adapter pionu lub złączka kielichowa, która prowadzi przewód wiertniczy do stosu.

Stosy podmorskie powtarzają tę logikę w pobliżu dna morskiego i dodają niższy zespół pionów morskich, aby platforma mogła odłączyć się w sytuacji awaryjnej. Chociaż układ stosu różni się w zależności od rodzaju odwiertu i ciśnienia znamionowego, zasada jest identyczna: każdy element wspiera pozostałe.

Jak działa pierścieniowy element zabezpieczający przed wydmuchem

Pierścieniowy BOP zamyka się poprzez wciśnięcie gumowego elementu uszczelniającego w kształcie pierścienia do wewnątrz wokół rury wiertniczej. Hydrauliczne ciśnienie zamykające wchodzi do komory zamykającej i napędza tłok do góry; następnie profil tłoka ściska element uszczelniający, tak że jego wewnętrzna średnica kurczy się i tworzy uszczelnienie wokół wszystkiego, co znajduje się w otworze. Po przyłożeniu ciśnienia otwierającego tłok cofa się, a element rozluźnia się z powrotem do pełnego otworu.

Ponieważ element uszczelniający jest gumowy, pierścieniowy element zabezpieczający może uszczelnić rurę wiertniczą, złącza narzędzi, kołnierze wiertnicze, obudowę, a nawet otwarty otwór. Dzięki temu stanowi pierwszą linię obrony podczas przewracania się rury, a także umożliwia załodze zdemontowanie rury pod ciśnieniem. Kompromisem jest niższe ciśnienie znamionowe niż w przypadku zabezpieczeń przed tłokiem, zwykle od 3000 do 5000 psi w zastosowaniach powierzchniowych, dlatego też BOP tłoków znajdują się poniżej w kominie, zapewniając wyższe ciśnienie zamykające.

Nasze API 16A pierścieniowe zabezpieczenia przed wydmuchem są zbudowane z wymienialnych na miejscu zespołów uszczelniających, zrównoważonych hydraulicznych komór roboczych i różnych rozmiarów otworów, dostosowanych do typowych programów obudowy i wierceń.

Pierścieniowy BOP Suppliers, Custom Annular BOP Company - Jiangsu Wellhead Drilling Eq Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD jest chińskim dostawcą pierścieniowych BOP i firmą Annular BOP. Specjalizujemy się w produkcji niestandardowych ... Zobacz produkt →

Jak działa zabezpieczenie przed wydmuchem tłoka

Siłownik BOP zamyka się, wbijając dwa stalowe bloki tłoka poziomo w kierunku środka odwiertu, aż ich uszczelki zetkną się wokół rury lub ze sobą w celu całkowitego zamknięcia. Każdy blok siłownika poruszany jest tłokiem hydraulicznym; ciśnienie zamykania popycha siłowniki do wewnątrz, a ciśnienie otwierania cofa je. Kiedy bloki się spotykają, uszczelka przednia dociska się do powierzchni rury, a uszczelka górna dociska pokrywę, utrzymując szczelną barierę.

Typ siłownika określa funkcję sterowania studnią:

• Siłowniki rurowe uszczelniają rurę wiertniczą o określonym rozmiarze, pozostawiając rurę nienaruszoną.
• Ślepe siłowniki uszczelniają otwarty otwór, gdy przewód wiertniczy jest poza otworem.
• Siłowniki ślepo ścinające przecinają rurę wiertniczą, a następnie uszczelniają odwiert; są to awaryjne zamknięcia w ostateczności.
• Siłowniki rurowe o zmiennym średnicy obsługują rury o różnych średnicach bez konieczności zmiany bloków siłowników.

Producenci budują siłowniki BOP w konfiguracji pojedynczej, podwójnej lub potrójnej, dzięki czemu na jednym stosie można przenosić kombinację rur, ślepych i ścinanych na różnych wysokościach. Nasz BOP z pojedynczym baranem i BOP z podwójnym tłokiem spełniają normę API 16A z korpusami z kutej stali, wymiennymi pakietami uszczelek i ciśnieniem znamionowym od 3000 do 15 000 psi.

Dostawcy BOP z pojedynczą ramą, niestandardowa firma BOP z pojedynczą ramą - wiertarka odwiertowa Jiangsu Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD jest chińskim dostawcą BOP z pojedynczą ramą i firmą BOP z pojedynczą ramą. Specjalizujemy się w produkcji... Zobacz produkt →

Systemy sterowania i rola kolektora dławika

Zabezpieczenie przeciwerupcyjne zamyka się dopiero wtedy, gdy płyn hydrauliczny z zespołu akumulatorowego wpłynie do komory zamykającej wybranego elementu. Wiertnik uruchamia tę czynność za pomocą zdalnego panelu sterowania, zwykle umieszczonego na podłodze wiertnicy, który wysyła sygnały pilota do obwodów zaworów na stosie BOP.

Akumulator przechowuje energię w butelkach naładowanych azotem i utrzymuje hydrauliczne ciśnienie zasilania na poziomie około 3000 psi na platformach powierzchniowych. API 16D określa testy czasu zamykania i wydajności hydraulicznej. Zgodnie z wytycznymi, zabezpieczenia pierścieniowe zamykają się w ciągu 30 sekund lub krócej, podczas gdy zabezpieczenia tłokowe zamykają się w ciągu 15 do 30 sekund, w zależności od rozmiaru otworu, ciśnienia roboczego i konfiguracji stosu. Podmorskie BOP działają na tej samej zasadzie, ale sygnał sterujący przechodzi przez elektrohydrauliczne moduły multipleksowe, a ROV może wykonywać określone funkcje jako ostateczne wsparcie.

Po zamknięciu BOP strumień ze studni kierowany jest przez kolektor dławiący, który łączy się z kominem poniżej kolektorów. Kolektor zmniejsza ciśnienie poprzez regulowane dławiki, dzięki czemu załoga może rozprowadzić ciężkie błoto i spuścić ciśnienie kopnięcia bez przekraczania bezpiecznych limitów. Dlatego cały pakiet, łącznie ze stosem BOP, akumulatorem i kolektor ssania , należy określić i przetestować łącznie.

Testowanie: dlaczego BOP nie jest ustawiany i zapominany

BOP jest niezawodny tylko wtedy, gdy jest testowany pod względem funkcjonalnym i ciśnieniowym według ustalonego harmonogramu, a kikut testowy BOP umożliwia to bez narażania odwiertu na ryzyko. Kikut testowy to element mocujący BOP, łączący go z pompą testową i rejestratorem ciśnienia oraz umożliwiający zamknięcie każdego elementu i zwiększenie ciśnienia, podczas gdy załoga monitoruje wycieki.

Typowa praktyka testowania obejmuje:

• Kontrola działania co 7 dni lub w każdym odstępie czasu, zgodnie z programem wiercenia.
• Próba ciśnieniowa do znamionowego ciśnienia roboczego przy pierwszej instalacji.
• Test niskociśnieniowy przy 200 do 300 psi w celu sprawdzenia, czy gniazdo jest prawidłowo uszczelnione.
• Test wysokociśnieniowy przy wartości znamionowej stosu, często od 10 000 do 15 000 psi.

W teście sprawdzany jest także akumulator, obwody sterujące i kolektor dławikowy, gdyż BOP, którego nie można zamknąć, niczym się nie różni od braku BOP. Nasz Pniaki testowe BOP są zaprojektowane tak, aby pasowały do wzorów kołnierzy API 16A i wspierały zarówno badania typu pierścieniowego, jak i tłokowego, w orientacji pionowej lub poziomej. W powiązanym artykule wyjaśniono, dlaczego kikut testowy BOP stał się niezbędnym narzędziem dla ekip wiertniczych.

Dostawcy kikutów testowych BOP, firma niestandardowych kikutów testowych BOP - wiertarka odwiertowa Jiangsu Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD jest chińskim dostawcą kikutów testowych BOP i firmą kikutów testowych BOP. Specjalizujemy się w produkcji... Zobacz produkt →

Czego szukać u dostawcy BOP

Wybór BOP zaczyna się od programu studni, a nie od cennika. Dopasuj znamionowe ciśnienie robocze i rozmiar otworu do maksymalnego oczekiwanego ciśnienia powierzchniowego, a następnie sprawdź, czy producent posiada odpowiednie licencje API.

Kluczowe kontrole zakupów obejmują:

• Monogram API 16A na BOP pierścieniowych i tłokowych.
• System zarządzania jakością API Q1 i udokumentowane zapisy z testów.
• Materiały wykończeniowe odpowiednie do obsługi H2S lub CO2, takie jak wykończenia HH, EE lub FF.
• Ocena temperaturowa dostosowana do środowiska wiercenia.
• Dostępność zapasowych zestawów uszczelek i wsparcia serwisowego.

Certyfikowany producent posiadający własne zaplecze testowe zmniejsza ryzyko zakupu, ponieważ ta sama fabryka może dostarczyć kolektor dławika, króciec testowy i zamienne uszczelki jako jeden zintegrowany pakiet.

Często zadawane pytania

Jak szybko zamyka się zabezpieczenie przed wydmuchem?

Wymagania API zazwyczaj wymagają zamknięcia pierścieniowych BOP w ciągu 30 sekund lub mniej, a ubijania BOP w ciągu 15 do 30 sekund, w zależności od rozmiaru i ciśnienia znamionowego. Czas zamykania zależy w równym stopniu od pojemności akumulatora i układu sterowania hydraulicznego, jak i od samego BOP, dlatego należy testować oba elementy łącznie.

Jaka jest różnica między siłownikami rurowymi a siłownikami ścinającymi ślepymi?

Siłowniki rurowe uszczelniają rurę wiertniczą o określonym rozmiarze i pozostawiają rurę nienaruszoną, dzięki czemu w razie potrzeby można kontynuować cyrkulację. Ślepe siłowniki ścinające przepychają rurę wiertniczą, ścinają ją, a następnie uszczelniają powstały otwór. Większość kominów obejmuje jedno i drugie, ponieważ siłowniki rurowe chronią studnię podczas normalnej pracy, a siłowniki ścinające ślepe służą jako ostateczna bariera awaryjna.

Czy zabezpieczenie przed wydmuchem może uszczelnić otwarty otwór?

Tak. Pierścieniowy BOP może całkowicie zamknąć się nad otwartym odwiertem, a ślepe siłowniki lub ślepe siłowniki zapewniają takie samo pełne zamknięcie, gdy przewód wiertniczy znajduje się poza otworem. Załoga wybiera odpowiednie urządzenie zamykające w zależności od sytuacji i położenia przewodu wiertniczego.