BOP-akkumulatorer forklaret: arbejdsprincip, dimensionering og felttjek

En BOP-akkumulator er den hydrauliske enhed med lagret energi, der lukker udblæsningssikringerne, når en rig ikke har nogen strøm, ingen trykluft og ingen kørende pumper. Det er ikke en brøndboret komponent; det er strømforsyningen, der får resten af ​​BOP-stakken til at fungere i en nødsituation, og dens kapacitet måles i brugbar hydraulikvæske, ikke i hvor mange flasker der passer på slæden.

Den definition driver alt nedenunder: hvorfor nitrogen-forladning betyder mere end flasketal, hvorfor en enhed, der passerer en statisk trykkontrol, stadig kan lukke langsomt, og hvad der skal specificeres, oplades og inspiceres, så lukkekraften stadig er der på den anden og tredje funktion af et spark.

Hvad en BOP-akkumulator skal gøre

En overflade-BOP-akkumulator skal levere nok lagret væske til at betjene alle nødvendige nødfunktioner i rækkefølge og stadig holde trykket over sin nitrogen-forladning uden ekstern energikilde.

En arbejdsenhed indeholder derfor som minimum:

• Nitrogenladede flasker på et manifoldstativ, hver med sin egen afspærringsventil.
• Et hydraulisk reservoir, der er dimensioneret til at dække det volumen, flaskerne tømmer, plus en arbejdsmargin.
• Luftdrevne, elektriske eller dobbeltpumper med automatiske trykafbrydere.
• Regulatorer, der sætter flasketrykket ned til støddæmperen og den ringformede sikringsforsyning.
• Aflastningsventiler, kontraventiler og en dedikeret nitrogenpåfyldningsforbindelse.
• Et kontrolpanel med funktionsventiler, plus et fjernpanel ved boregulvet på de fleste rigge.
• Målere eller transducere, lavtryksalarmer og væskeniveauindikation.

Design og driftspraksis ligger under to dokumenter: API Spec 16D for selve kontrolsystemet og API Std 53 for brøndkontroludstyrssystemer på brøndstedet. Begge kredser om det samme antal, brugbart væskevolumen ved en defineret trykmargin, og begge antager, at enheden er opladet, inspiceret og testet efter en tidsplan.

Hvordan lagret energi bliver til lukkekraft

Energi lagres som komprimeret nitrogen i stedet for pumpet væske, hvorfor enheden bliver ved med at arbejde, efter at riggen mister strøm.

Hver flaske er opdelt i to kamre. Nitrogen er forladet på den ene side; hydraulisk væske fra reservoiret pumpes ind i den anden. Fordi nitrogen komprimerer og væske ikke gør det, oplader pumpen gassen, mens den fylder skallen. Når en funktionsventil åbner, udvider nitrogenet sig og skubber væske til afskærmningsoperatøren under tryk uden behov for pumpe, luftforsyning eller elektrisk strøm.

Precharge er gulvet i systemet. Væske stopper med at strømme, når flasketrykket falder til nitrogenforladningsværdien, så enhver nyttig handling sker mellem arbejdstryk og forladning.

Flasketype angiver, hvordan adskillelsen foretages

Precharge følger gasloven, og det gør vinteren også

På et 3.000 psi-system er nitrogenpåfyldningen normalt 1.000 psi, kontrolleret med væskesiden isoleret og drænet. Dette tal er temperaturafhængigt: en flaske ladet til 1.000 psig ved 70 ° F læser omkring 865 psig ved 0 ° F, fordi nitrogentrykket skalerer med absolut temperatur. En enhed, der så fuldt opladet ud om sommeren, kan mangle brugbar væske i en januar-workover, og en opladet med trykluft i stedet for tør nitrogen indebærer en reel brandrisiko.

Størrelse efter brugbart volumen, ikke efter flaskeantal

Det tal, der hører til i en specifikation, er brugbart væskevolumen ved en defineret trykmargin, aldrig samlet flaskevolumen eller flaskeantal.

For et 3.000 psi-system med 1.000 psi forladning er den isotermiske tilnærmelse enkel: anvendeligt volumen er lig med det samlede flaskevolumen ganget med én minus forladning (absolut) divideret med arbejdstryk (absolut). I praksis er det tal, der skal bevises, mindre, fordi systemet skal holde sig mindst 200 psi over forladning efter den sidste påkrævede funktion. Det er det tal, en nedtrækningstest giver.

To konsekvenser følger. Hævelse af forladningen for at få ekstra flasketryk reducerer altid brugbar væske. Og tilføjelse af funktioner, en anden ring, en HCR-ventil eller en hydraulisk choker, ændrer kravet, hvorfor et stakskift ofte tvinger en akkumulator til at ændre størrelse i stedet for en flaske mere.

Forladning, regulerede tryk og lukketid

Indstil først nitrogenpåfyldning, fordi hvert andet tryk på enheden er nedstrøms for den, og lukketiden bestemmes af strømningsvejen snarere end af flasketælling.

Lukketid er et flowproblem. Ventilstørrelse, slangeboring, operatørvolumen og løbslængden fra panel til sikring betyder mere end én ekstra flaske. En enhed kan holde fuldt tryk og stadig lukke langsomt, hvis strømningsvejen er begrænset, hvorfor funktionstesten, ikke måleren, er det rigtige bevis.

Daglige kontroller, fejltilstande og udtrækningstest

En 10-minutters gåtur fanger næsten alle akkumulatorproblemer, før det bliver en brøndkontrolbegivenhed.

• Flasketryk og forladning aflæses i forhold til den omgivende temperatur, ikke mod en sommeraflæsning.
• Beholderniveau, væskefarve og ethvert tegn på emulsion eller grus.
• Pumpestarttryk og genopladningstid; en langsom genopladning peger på en slidt pumpe eller utæt kontraventil.
• Utætheder ved manifoldfittings, flaskeventiler og operatørforsyningsledninger.
• Lufttilførselstryk og tørretilstand på luftdrevne enheder.
• Funktionsventiler vender helt tilbage til neutral, uden trykkryb på målerne.
• Fjernpanel og lavtryksalarmer testet til brøndprogrammet.

De fleste feltfejl kan spores tilbage til fire årsager: en sprængt eller foldet blære, en langsom nitrogenlækage ved en ventil eller påfyldningsport, en utæt flaskekontraventil, der lader væske migrere mellem flaskerne, og forurenet hydraulikvæske, der blokerer filtre og bremser hver funktion. Ingen af ​​dem er pålideligt synlige på en trykmåler. Derfor eksisterer den periodiske nedtrækningstest:

1. Registrer omgivelsestemperatur, forladningsværdier og den funktionssekvens, der kræves af brøndprogrammet.
2. Isoler pumper og enhver ekstern energiforsyning; bemærk starttryk og reservoirniveau.
3. Betjen hver påkrævet funktion i rækkefølge, typisk alle stempler lukket, en ringformet lukket og HCR-ventilen åben.
4. Registrer trykket efter hvert trin; systemet skal forblive mindst 200 psi over forladning efter den endelige funktion.
5. Sammenlign udtømt væske med forventet brugbar volumen, genoplad enheden og fil resultatet.

Den samme disciplin gælder, når stakken er tryktestet frem for funktionstestet: tætninger, hulrum og operatører er bevist under pres, og kontrolsystemet skal holde sin margin hele vejen igennem.

BOP-teststub til udblæsningsforhindrer staktest BOP-teststump til udblæsningssikringssystemer, der giver højtryksforsegling og fjernbetjening i tryktestede stakke med afstemte kontrolenheder. Se produkt →

Hvor akkumulatoren møder stakken

Angiv styreenheden og stabelhardwaren sammen, fordi forhindrerne selv bestemmer den brugbare volumen, du har brug for.

De største forbrugere af lagret væske er den ringformede sikring, som har brug for et stort volumen for at tætne omkring en række rørstørrelser, og stempelsikringerne, som skal lukke og låse mod brøndtryk. En to-ram stabel med en ringformet er et fælles minimum; tilføjelse af en forskydningscylinder eller en anden ringform ændrer beregningen af ​​det anvendelige volumen og dermed flaskebanken og pumpestørrelsen.

Ved at matche trykklassificeringer, flangestørrelser og operatørvolumener til kontrolsystemet på specifikationsstadiet undgås de sædvanlige feltproblemer: langsom lukning, elementer beskadiget af overtryk og paneler, der ikke kan betjene alle funktioner på tegningen.

Ringformet BOP til borebrøndkontrol og nødforsegling Ringformet BOP til kontrol af borebrønde, der tilbyder ringformet forsegling og hurtig reaktion; vælg med afstemte trykklassificeringer, flangestørrelser og operatørvolumener. Se produkt →

Double Ram BOP til API 16A brøndhovedforsegling Double Ram BOP bruger to cylindre til en tætningsbarriere; API 6A/NACE MR0175, med tryk, flange og operatørvolumener tilpasset kontrolsystemer. Se produkt →

FAQ

Hvor meget brugbar væske har en BOP-akkumulator brug for?

Nok til at betjene alle nødvendige nødfunktioner i rækkefølge og stadig forblive mindst 200 psi over nitrogenforladning, hvilket er præcis, hvad en nedtrækningstest beviser. Samlet flaskevolumen er ikke svaret.

Hvilken nitrogenforladning skal jeg bruge?

På et 3.000 psi-system er 1.000 psi ved 70 °F det almindelige udgangspunkt, justeret for de temperaturer, enheden faktisk vil se. Bekræft det med væskesiden isoleret og drænet, og brug kun tørt nitrogen.

Hvor ofte skal akkumulatoren testes?

Daglige tryk- og væsketjek, med funktions- og nedtrækningstests med intervaller fastsat af API Std 53, operatørens brøndprogram og lokale regulering, ikke kun efter en fejl.

Kan én akkumulatorenhed betjene to rigge?

Generelt nej. Anvendeligt volumen, slangeløb og panellayout er designet omkring en stak og et riglayout, så en anden stak betyder normalt en større flaskebank eller en separat enhed.

At købe en akkumulator kommer ned til tre verificerbare ting: et tal for brugbar volumen bevist ved test, en precharge-disciplin, der overlever vinteren, og sikringer, der matcher det nominelle tryk på tegningen. Købere, der beder om alle tre, og bekræfter fremstillingsomfanget bag API 16A- og API 16C-mærkerne , bliver sjældent overrasket i feltet.

Verifikationstrinnet er identisk på nye og recertificerede stakke, fordi hvert hulrum er tryktestet, før enheden går på arbejde. Det er derfor BOP-teststumpen hører til i samme samtale som kontrolenheden.