BOP-hydraulik forklaret: Akkumulatorstørrelse, lukkeforhold og responstid

BOP-hydraulik er den lagrede energi, væske og kontrolvej, der faktisk driver en udblæsningssikrings tætningselement mod borehullets tryk. Når akkumulatorvolumen, lukkeforhold og linjestørrelse er forkerte, kan en stak bestå hver skaltest på certifikatet og stadig lukke for langsomt, eller lukke uden forsegling, under et rigtigt spark.

Det praktiske svar først: størrelse akkumulatorer fra det sande forskydningsvolumen for hver funktion på stakken, verificer lukkeforholdet ved det højeste lukketryk, du forventer, og mål lukketid på den installerede enhed i stedet for at stole på et datablad. Alt andet i denne artikel forklarer, hvorfor disse tre tal betyder noget, og hvordan de interagerer.

Hvad BOP Hydraulik faktisk dækker

BOP hydraulik er en lukket kraftsløjfe med fire dele, og alle fire skal dimensioneres sammen. Systemet lagrer energi, genererer tryk, fordeler flow og omdanner denne strøm til mekanisk kraft på afværgeren.

• Energilagring: nitrogen-forladede akkumulatorflasker, normalt den eneste energikilde under et strømsvigt.
• Trykgenerering:
lukkeenhedspumper og regulatorer, der genoplader flaskerne og holder systemtrykket.
• Distribution: manifolder, styreventiler, regulatorer, paneler og hydraulikledninger ned til hver funktion.
• Aktivering: betjeningscylindrene på ringformede sikringer og støddæmpere, plus låseskruerne på enheder, der har dem.

En nyttig måde at tænke det på: Systemet skal levere et defineret volumen, ved et defineret tryk, inden for en defineret tid, i det øjeblik riggen allerede har mistet kraft og instrumentluft. Enhver designbeslutning bør bedømmes ud fra det enkelte scenarie.

Direkte, pilotbetjent og undersøisk kontrol

Overfladestabler bruger næsten altid pilothydraulisk kontrol, fordi den holder højtryksledningerne korte og flytter kun en lille pilotvolumen til fjernpanelet. Direkte hydraulisk styring er enklere og langsommere og findes nu mest på små overhalingsenheder.

Hvorfor undersøiske systemer ser anderledes ud

Undersøiske stakke bruger indirekte hydraulisk kontrol, hvor pilottrykket bevæger sig ned ad en navlestreng til undersøiske kontrolpuder og sekvensventiler, der tillader væske fra lokale akkumulatorflasker. Årsagen er afstand: At skubbe fuld aktiveringsvolumen gennem flere hundrede meter slange ville være for langsomt og ville miste for meget tryk til friktion. Subsea respons skal også tage højde for hydrostatisk løftehøjde, så en funktion, der lukker på få sekunder på land, kan have brug for en længere kvote offshore.

Lukningsforhold: Tallet, der afgør, om en vædder forsegler

Lukkeforhold er forholdet mellem brøndboringstrykket, som en forebygger skal holde, og det hydrauliske tryk, der kræves for at lukke det, og det er den mest nyttige hydrauliske figur i hele stakken. I praksis er forholdet groft sagt brøndboringstrykket divideret med det hydrauliske driftstryk, der er tilgængeligt ved cylinderen, efter at der er taget højde for ledningstab og tætningsfriktion.

Et simpelt eksempel: med 10.000 psi lukketryk og 1.500 psi ved cylinderen er arbejdsforholdet omkring 6,7:1. Hvis friktion og ledningstab spiser 200 psi af det, falder det effektive forhold, og stemplet kan nå røret uden fuldstændig tætning. Det er grunden til, at operatører holder cylindertrykket nær toppen af ​​producentens bånd snarere end minimum, og hvorfor underdimensionerede kontrollinjer er en ægte fare for godt kontrol snarere end en besvær.

Ringformede fortjener en særskilt note: Fordi elementet skal presses hen over alt fra borerør til kelly, er det hydrauliske behov et volumenproblem lige så meget som et trykproblem. Selve elementets tætningsadfærd er dækket mere detaljeret i dette kig på ringformet BOP tætningsevne .

Ringformet BOP JIANGSU WELLHEAD DRILLING EUIPMENT CO., LTD. blev grundlagt i februar 2005 og er en national højteknologisk produktionsvirksomhed, der integrerer F&U, produktion, salg, ... Se produkt →

Akkumulatorstørrelse og anvendelig væskevolumen

Akkumulatorvolumen er indstillet af antallet af funktioner, du har til hensigt at lukke i rækkefølge, ikke af den fysiske størrelse af lukkeenhedens glider. Den almindelige fejl er at tælle flasker frem for brugbar væske.

API 16D-baseret praksis er et rimeligt anker: brugbar væske skal være mindst 1,5 gange den samlede forskydningsvolumen af ​​alle funktioner, der skal betjenes fra akkumulatoren, med yderligere hensyn til selve kontrolsystemet. Brugbar væske er det, der er tilbage efter forladning og efter det minimumstryk, der er nødvendigt for at holde en funktion lukket, så den altid er et godt stykke under det nominelle flaskevolumen.

• Forladning er normalt omkring 1.000 psi nitrogen på et 3.000 psi system, kontrolleret med pumper stoppet og væske drænet fra flaskerne.
• Beregn forskydning pr. funktion ud fra producentens lukkevolumen, og gang derefter med det antal operationer, du ønsker tilgængelige uden genopladning.
• Tilføj den ringformede, fordi en enkelt ringformet lukning kan forbruge mere væske end tre ramsslag.
• Bekræft, at pumpekapaciteten kan genoplade flaskerne på en realistisk tid, inklusive en pumpe ude af drift.

Svartid: Hvad riggulvet faktisk føles

Responstid er mere et VVS-problem end et trykproblem. Lange, smalle linjer og kold, tyktflydende væske koster flere sekunder end en lidt underdimensioneret flaskebank, og de er langt sværere at diagnosticere efterfølgende.

Mål respons på den installerede stak med en trykoptager, ved realistisk omgivelsestemperatur, med én funktion ad gangen og derefter med den værste sekvens. Test af hardware gør det gentageligt snarere end anekdotisk.

BOP teststub til højtryksbrøndkontrol En højtryksforsegling og udblæsningsforebyggende teststub med fjernovervågning, relevant ved kontrol af den installerede staks respons, før langsom lukning tilskrives væsketilstand. Se produkt →

Hydraulikvæske, renlighed og koldt vejr

Væskevalg betyder langt mindre end væsketilstand. De fleste langsom lukning kan spores tilbage til vandforurening, beluftning eller forkert viskositet ved omgivelsestemperatur, ikke til basismaterialet på etiketten.

• Vandbaseret væske med en korrosionsinhibitor og 3 til 5 procent smøremiddel er den almindelige standard, hvor lækage til miljøet har betydning.
• Glykolblandinger holder viskositeten bedre under minusgrader; mineralolie anvendes, hvor specifikationen tillader det.
• Mål ISO 4406-renhed omkring 18/16/13 eller bedre, med 10 mikron absolut filtrering på påfyldnings- og overførselsvejen.
• Prøv væsken mindst to gange om året og efter enhver kontamineringshændelse, og fyld aldrig op med et andet basismateriale.

Når en BOP ikke lukkes: Læsning af symptomet

Hvis en funktion lukker langsomt én gang og derefter opfører sig normalt, mistænk luft; hvis det nedbrydes støt over uger, mistanke om væsketab, intern lækage eller slid på tætninger. Symptommønsteret identificerer normalt årsagen hurtigere end en trykmåler gør.

Husk at hydraulikken og trykreguleringssløjfen fungerer som et par. Den choker manifold skal tage det flow, som forebyggeren afleder, og en langsomt virkende choker forvandler et kontrolleret spark til en trykspids, selv når selve BOP'en fungerede korrekt.

Matcher BOP-hardware til din hydraulikforsyning

Det billigste sted at rette en hydraulisk uoverensstemmelse er specifikationsstadiet, mens boring, driftstryk og cylinderforskydning stadig kan forhandles. Eftermontering af en lukkeenhed efter levering er altid den dyre vej.

1. Bekræft driftstryk og forskydningsvolumen for hver ram og ringformet størrelse, du har til hensigt at køre.
2. Beslut om du har brug for hydraulisk låsning, manuelle låseskruer eller begge dele, og bekræft, hvordan hver af dem påvirker lukkevolumen.
3. Bekræft API 16A hardwaredokumentation og API 16D kontrolsystemkompatibilitet i samme pakke.
4. Bekræft portstørrelser, forbindelsestyper og ledningslængder, der passer til lukkeenheden, og beregn derefter friktionstab ved spidsflow.
5. Kør en funktionstest ved minimum omgivelsestemperatur før accept, ikke efter.

Til stablede konfigurationer er et dobbelt stempelhus ofte det praktiske valg, fordi det giver blind- og rørlukning i en flange-konvolut og reducerer antallet af hydrauliske kredsløb, der skal føres og testes.

Double Ram Blowout Preventer til kontrol af borebrønde En brøndhovedforseglingsanordning med dobbelt ram, der tilbyder blind- og rørlukning i ét flangelegeme med API 6A/NACE-materialer til højtryksboreoperationer. Se produkt →

Ofte stillede spørgsmål

Hvad skal akkumulatorflasker forlades til?

Omkring 1.000 psi nitrogen på et 3.000 psi system er det sædvanlige udgangspunkt, kontrolleret med pumperne stoppet og væsken drænet fra flaskerne. Højtrykssystemer bruger en højere forladning, og producentens skema styrer altid.

Hvor meget hydraulisk tryk skal der til for at lukke en ram?

Typisk 1.500 til 3.000 psi ved cylinderen for overfladeenheder, plus en justering for linjefriktion. Det nøjagtige tal følger af lukkeforholdet ved dit maksimale forventede lukketryk, og det bør aldrig overstige producentens nominelle driftstryk.

Kan en BOP lukkes uden hydraulisk kraft?

Ja, brug af manuelle låseskruer eller en håndpumpe på mindre enheder, men det er langsomt og bør behandles som en nødhjælp snarere end en designantagelse. Akkumulatorkapacitet eksisterer netop således, at lagret energi dækker den første kritiske lukning.

Hvorfor lukker ringformen langsomt i koldt vejr?

Viskositet. Kold væske modstår strømning gennem smalle linjer og fittings, så cylinderen fyldes langsommere. En glykolblandingsvæske og linjer med korrekt størrelse løser det normalt; stigende pumpetryk gør det ikke.

Hvor ofte skal hydraulikvæsken testes?

Mindst to gange om året og umiddelbart efter enhver forureningshændelse, væskeskift eller større reparation. Partikelantal og vandindhold er de to resultater, der er værd at spore over tid.