BOP Hydraulikk forklart: Akkumulatorstørrelse, lukkeforhold og responstid

BOP-hydraulikk er den lagrede energien, væsken og kontrollbanen som faktisk driver en utblåsningssikrings tetningselement mot borehullstrykket. Når akkumulatorvolumet, lukkeforholdet og linjestørrelsen er feil, kan en stabel bestå hver skalltest på sertifikatet og fortsatt lukke seg for sakte, eller lukke uten forsegling, under et skikkelig spark.

Det praktiske svaret først: størrelse akkumulatorer fra det sanne forskyvningsvolumet til hver funksjon på stabelen, verifiser lukkeforholdet ved det høyeste innstengningstrykket du forventer, og mål lukketid på den installerte enheten i stedet for å stole på et dataark. Alt annet i denne artikkelen forklarer hvorfor disse tre tallene betyr noe og hvordan de samhandler.

Hva BOP Hydraulics faktisk dekker

BOP hydraulikk er en lukket kraftsløyfe med fire deler, og alle fire må dimensjoneres sammen. Systemet lagrer energi, genererer trykk, distribuerer strømning og konverterer denne strømmen til mekanisk kraft på forhindreren.

• Energilagring: nitrogenforladede akkumulatorflasker, normalt den eneste energikilden ved strømbrudd.
• Trykkgenerering:
lukkeenhetspumper og regulatorer som lader opp flaskene og holder systemtrykket.
• Distribusjon: manifolder, reguleringsventiler, regulatorer, paneler og hydraulikkledninger ned til hver funksjon.
• Aktivering: driftssylindrene på ringformede sikringer og ramsikringer, pluss låseskruene på enheter som har dem.

En nyttig måte å tenke på: Systemet må levere et definert volum, ved et definert trykk, innen en definert tid, i det øyeblikket riggen allerede har mistet kraft og instrumentluft. Hver designbeslutning bør vurderes mot det enkelte scenarioet.

Direkte, pilotstyrt og undervannskontroll

Overflatestabler bruker nesten alltid pilothydraulisk kontroll, fordi den holder høytrykksledningene korte og flytter bare et lite pilotvolum til fjernpanelet. Direkte hydraulisk kontroll er enklere og tregere, og finnes nå mest på små overhalingsenheter.

Hvorfor undervannssystemer ser annerledes ut

Undervannsstabler bruker indirekte hydraulisk kontroll, der pilottrykket beveger seg nedover en navlestreng til undervannskontrollputer og sekvensventiler som slipper inn væske fra lokale akkumulatorflasker. Årsaken er avstand: å skyve fullt aktiveringsvolum gjennom flere hundre meter med slange ville være for sakte og ville miste for mye trykk til friksjon. Subsea-responsen må også ta hensyn til hydrostatisk fallhøyde, så en funksjon som lukkes i løpet av sekunder på land kan trenge en lengre kvote offshore.

Sluttforhold: Tallet som avgjør om en ram forsegler

Lukkeforhold er forholdet mellom brønnhulltrykket en sikring må holde og det hydrauliske trykket som kreves for å lukke det, og det er den mest nyttige hydrauliske figuren i hele stabelen. I praksis er forholdet grovt sett brønnhulltrykket delt på det hydrauliske driftstrykket som er tilgjengelig ved sylinderen, etter å ha tatt hensyn til linjetap og tetningsfriksjon.

Et enkelt eksempel: med 10 000 psi innkoblingstrykk og 1 500 psi ved ramsylinderen er arbeidsforholdet omtrent 6,7:1. Hvis friksjon og linjetap spiser 200 psi av det, synker det effektive forholdet og stempelet kan nå røret uten å tette helt. Det er grunnen til at operatører holder sylindertrykket nær toppen av produsentens bånd i stedet for minimum, og hvorfor underdimensjonerte kontrolllinjer er en ekte fare for god kontroll i stedet for en ulempe.

Ringer fortjener en egen merknad: fordi elementet må presses over alt fra borerør til kelly, er hydraulikkbehovet et volumproblem like mye som et trykkproblem. Forseglingsoppførselen til selve elementet er dekket mer detaljert i denne titt på ringformet BOP-tetningsytelse .

Ringformet BOP JIANGSU WELLHEAD DILLING EUIPMENT CO., LTD. ble grunnlagt i februar 2005 og er en nasjonal høyteknologisk produksjonsbedrift som integrerer FoU, produksjon, salg, ... Se produkt →

Akkumulatorstørrelse og brukbart væskevolum

Akkumulatorvolumet settes av antall funksjoner du har tenkt å lukke i rekkefølge, ikke av den fysiske størrelsen på lukkeenhetens glidelås. Den vanlige feilen er å telle flasker i stedet for brukbar væske.

API 16D-basert praksis er et rimelig anker: brukbar væske bør være minst 1,5 ganger det totale forskyvningsvolumet for alle funksjoner som skal betjenes fra akkumulatoren, med ekstra hensyn til selve kontrollsystemet. Brukbar væske er det som gjenstår etter forfylling og etter minimumstrykket som trengs for å holde en funksjon lukket, så det er alltid godt under det nominelle flaskevolum.

• Precharge er normalt rundt 1000 psi nitrogen på et 3000 psi system, kontrollert med stoppet pumper og væske tappet ut av flaskene.
• Beregn forskyvning per funksjon fra produsentens lukkevolum, og multipliser deretter med antall operasjoner du vil ha tilgjengelig uten å lade opp.
• Legg til det ringformede, fordi en enkelt ringformet lukke kan forbruke mer væske enn tre ramslag.
• Bekreft at pumpekapasiteten kan lade opp flaskene på en realistisk tid, inkludert én pumpe ute av drift.

Responstid: Hva rigggulvet faktisk føles

Responstid er et rørleggerproblem mer enn et trykkproblem. Lange, smale linjer og kald, viskøs væske koster flere sekunder enn en litt underdimensjonert flaskebank, og de er langt vanskeligere å diagnostisere i etterkant.

Mål responsen på den installerte stabelen med en trykkmåler, ved realistisk omgivelsestemperatur, med én funksjon om gangen og deretter med den verste sekvensen. Testing av maskinvare gjør det repeterbart i stedet for anekdotisk.

BOP-teststump for høytrykksbrønnkontroll En høytrykksforsegling og utblåsningsforebyggende teststubbe med fjernovervåking, relevant når du sjekker installert stabelrespons før langsom lukking tilskrives væsketilstand. Se produkt →

Hydraulikkvæske, renslighet og kaldt vær

Væskevalg betyr mye mindre enn væsketilstand. De fleste saktelukkende klager spores tilbake til vannforurensning, lufting eller feil viskositet ved omgivelsestemperatur, ikke til basismaterialet på etiketten.

• Vannbasert væske med en korrosjonsinhibitor og 3 til 5 prosent smøremiddel er vanlig standard når lekkasje til miljøet er viktig.
• Glykolblandinger holder viskositeten bedre under minusgrader; mineralolje brukes der spesifikasjonen tillater det.
• Mål ISO 4406-renslighet rundt 18/16/13 eller bedre, med 10 mikron absolutt filtrering på fyll- og overføringsbanen.
• Prøv væsken minst to ganger i året og etter enhver forurensningshendelse, og fyll aldri på med en annen grunnmasse.

Når en BOP ikke lukkes: Lese symptomet

Hvis en funksjon lukkes sakte én gang og deretter oppfører seg normalt, mistenker luft; hvis det brytes ned jevnt over uker, mistenker væsketap, intern lekkasje eller tetningsslitasje. Symptommønsteret identifiserer vanligvis årsaken raskere enn en trykkmåler gjør.

Husk at hydraulikk og trykkkontrollsløyfen fungerer som et par. Den choke manifold må ta strømmen som avlederen avleder, og en saktevirkende choke gjør et kontrollert spark til en trykkspiss selv når selve BOP-en utførte riktig.

Tilpasse BOP-maskinvare til din hydraulikkforsyning

Det billigste stedet å fikse en hydraulisk mismatch er spesifikasjonsstadiet, mens boring, driftstrykk og sylinderforskyvning fortsatt er omsettelige. Ettermontering av en lukkeenhet etter levering er alltid den dyre veien.

1. Bekreft driftstrykk og forskyvningsvolum for hver ram og ringformet størrelse du har tenkt å kjøre.
2. Bestem om du trenger hydraulisk låsing, manuelle låseskruer eller begge deler, og bekreft hvordan hver av dem påvirker lukkevolumet.
3. Bekreft API 16A maskinvaredokumentasjon og API 16D kontrollsystemkompatibilitet i samme pakke.
4. Bekreft portstørrelser, tilkoblingstyper og linjelengder samsvarer med lukkeenheten, og beregn deretter friksjonstap ved toppstrøm.
5. Kjør en funksjonstest ved minimum omgivelsestemperatur før aksept, ikke etter.

For stablede konfigurasjoner er en dobbel sylinderkropp ofte det praktiske valget fordi det gir blind- og rørlukking i én flenskonvolutt og reduserer antallet hydrauliske kretser som må rutes og testes.

Double Ram Blowout Preventer for borebrønnkontroll En brønnhodeforseglingsanordning med to stempel som tilbyr blind- og rørlukking i én flenskropp, med API 6A/NACE-materialer for høytrykksboreoperasjoner. Se produkt →

Ofte stilte spørsmål

Hva skal akkumulatorflasker forhåndslades til?

Rundt 1000 psi nitrogen på et 3000 psi system er det vanlige utgangspunktet, sjekket med pumpene stoppet og væsken tappet fra flaskene. Høytrykkssystemer bruker en høyere forladning, og produsentens diagram styrer alltid.

Hvor mye hydraulisk trykk skal til for å lukke en ram?

Vanligvis 1 500 til 3 000 psi ved sylinderen for overflateenheter, pluss et tilskudd for linjefriksjon. Det nøyaktige tallet følger av lukkeforholdet ved ditt maksimale forventede innstengningstrykk, og det bør aldri overstige produsentens nominelle driftstrykk.

Kan en BOP lukkes uten hydraulisk kraft?

Ja, bruk av manuelle låseskruer eller en håndpumpe på mindre enheter, men det er tregt og bør behandles som en nødhjelp snarere enn en designantagelse. Akkumulatorkapasitet eksisterer nettopp slik at lagret energi dekker den første kritiske lukkingen.

Hvorfor lukkes ringformen sakte i kaldt vær?

Viskositet. Kald væske motstår strømning gjennom smale linjer og beslag, slik at sylinderen fylles saktere. En glykolblandingsvæske og linjer med riktig størrelse løser vanligvis det; økende pumpetrykk gjør det ikke.

Hvor ofte bør hydraulikkvæsken testes?

Minst to ganger i året, og umiddelbart etter enhver forurensningshendelse, væskeskifte eller større reparasjoner. Partikkelantall og vanninnhold er de to resultatene som er verdt å spore over tid.