Vysvětlení akumulátorů BOP: Princip činnosti, dimenzování a kontroly v terénu

Akumulátor BOP je hydraulická jednotka s akumulovanou energií, která uzavírá zábrany proti výbuchu, když vrtná souprava nemá žádnou energii, žádný stlačený vzduch a žádná čerpadla. Není to dobře vrtaná součást; je to napájecí zdroj, díky kterému funguje zbytek zásobníku BOP v případě nouze, a jeho kapacita se měří podle použitelné hydraulické kapaliny, nikoli podle toho, kolik lahví se vejde na skluz.

Tato definice řídí vše níže: proč je naplnění dusíkem důležitější než počet lahví, proč se jednotka, která projde kontrolou statického tlaku, může stále pomalu zavírat a co specifikovat, nabíjet a kontrolovat, aby uzavírací síla byla stále přítomna při druhé a třetí funkci kopání.

Co musí akumulátor BOP dělat

Povrchový akumulátor BOP musí dodávat dostatek akumulované kapaliny, aby postupně provozoval každou požadovanou nouzovou funkci a stále udržoval tlak nad svou předběžnou dávkou dusíku, bez externího zdroje energie.

Pracovní jednotka tedy obsahuje minimálně:

• Láhve naplněné dusíkem na rozdělovacím stojanu, každá s vlastním izolačním ventilem.
• Hydraulický zásobník dimenzovaný tak, aby pokryl objem vypouštěný z lahví, plus pracovní rezervu.
• Vzduchem poháněná, elektrická nebo duální čerpadla s automatickými tlakovými spínači.
• Regulátory, které snižují tlak v láhvi až na přívod berana a prstencového ochranného prvku.
• Pojistné ventily, zpětné ventily a speciální přípojka pro plnění dusíku.
• Ovládací panel s funkčními ventily plus vzdálený panel na vrtné podlaze na většině souprav.
• Měřidla nebo převodníky, alarmy nízkého tlaku a indikace hladiny kapaliny.

Projekční a provozní praxe se nachází ve dvou dokumentech: API Spec 16D pro samotný řídicí systém a API Std 53 pro systémy zařízení pro řízení vrtu na místě vrtu. Oba zakroužkují stejné číslo, použitelný objem kapaliny při definovaném tlakovém rozpětí a oba předpokládají, že je jednotka nabitá, zkontrolována a testována podle plánu.

Jak se uložená energie stává uzavírací silou

Energie se ukládá spíše jako stlačený dusík než jako čerpaná kapalina, což je důvod, proč jednotka pokračuje v provozu i poté, co zařízení ztratí výkon.

Každá láhev je rozdělena do dvou komor. Dusík je předem naplněn na jedné straně; hydraulická kapalina z nádrže je přečerpána do druhé. Protože se dusík stlačuje a kapalina ne, čerpadlo plní plyn, když plní plášť. Když se otevře funkční ventil, dusík expanduje a tlačí tekutinu k operátorovi prevence pod tlakem, bez potřeby čerpadla, přívodu vzduchu nebo elektrické energie.

Přednabíjení je dno systému. Kapalina přestane vytékat, jakmile tlak v láhvi klesne na hodnotu předplnění dusíkem, takže mezi pracovním tlakem a předplněním proběhne každá užitečná akce.

Typ láhve nastavuje, jak se toto oddělení provádí

Přednabíjení se řídí zákonem o plynu, stejně jako zima

U systému s tlakem 3 000 psi je dusíková náplň obvykle 1 000 psi, přičemž se kontroluje s izolovanou a vypuštěnou stranou kapaliny. Toto číslo je závislé na teplotě: láhev nabitá na 1 000 psig při 70 °F ukazuje zhruba 865 psig při 0 °F, protože tlak dusíku se mění s absolutní teplotou. Jednotka, která v létě vypadala plně nabitá, může mít při lednovém zásahu nedostatek použitelné kapaliny a jednotka nabitá stlačeným vzduchem místo suchého dusíku představuje skutečné riziko požáru.

Velikost podle použitelného objemu, ne podle počtu lahví

Číslo, které patří do specifikace, je použitelný objem tekutiny při definovaném tlakovém rozpětí, nikdy celkový objem láhve nebo počet lahví.

Pro systém 3 000 psi s předplněním 1 000 psi je izotermická aproximace jednoduchá: využitelný objem se rovná celkovému objemu láhve vynásobenému jedním mínus předplnění (absolutní) děleno pracovním tlakem (absolutní). V praxi je údaj, který je třeba prokázat, menší, protože systém musí po poslední požadované funkci zůstat alespoň 200 psi nad předpětím. To je číslo, které vytvoří test tažení.

Následují dva důsledky. Zvýšením předběžného plnění za účelem zvýšení tlaku v láhvi se vždy sníží použitelná tekutina. A přidání funkcí, druhého prstence, ventilu HCR nebo hydraulického sytiče, mění požadavky, což je důvod, proč si výměna zásobníku často vynutí změnu velikosti akumulátoru spíše než jednu láhev navíc.

Přednabíjení, regulované tlaky a doba zavírání

Nejprve nastavte předplnění dusíkem, protože každý další tlak na jednotku je za ní a čas uzavření je určován průtokovou cestou, nikoli počtem lahví.

Zavírací doba je problém toku. Velikost ventilu, vrtání hadice, objem operátora a délka chodu od panelu k prevence záleží více než na jedné láhvi navíc. Jednotka může udržet plný tlak a stále se pomalu zavírat, pokud je průtoková cesta omezena, což je důvod, proč je skutečným důkazem funkční test, nikoli manometr.

Denní kontroly, režimy poruch a test čerpání

Desetiminutová procházka po okolí zachytí téměř každý problém s akumulátorem, než se z něj stane událost kontroly studny.

• Tlak v láhvi a předběžné plnění se odečítají podle okolní teploty, nikoli podle letní hodnoty.
• Hladina v nádrži, barva kapaliny a jakékoli známky emulze nebo písku.
• Spouštěcí tlak čerpadla a doba dobíjení; pomalé dobíjení ukazuje na opotřebované čerpadlo nebo netěsný zpětný ventil.
• Netěsnosti v armaturách rozdělovače, ventilech lahví a napájecích vedeních operátora.
• Tlak přívodu vzduchu a stav sušičky u vzduchem poháněných jednotek.
• Funkční ventily se vracejí plně do neutrálu, bez tečení tlaku na manometrech.
• Alarmy vzdáleného panelu a nízkého tlaku testovány podle programu studny.

Většina poruch v terénu má čtyři příčiny: prasklý nebo složený měchýř, pomalý únik dusíku z ventilu nebo plnicího portu, netěsný zpětný ventil láhve, který umožňuje migraci tekutiny mezi láhvemi, a kontaminovaná hydraulická kapalina, která blokuje filtry a zpomaluje každou funkci. Žádný z nich není na tlakoměru spolehlivě vidět. Proto existuje periodický test čerpání:

1. Zaznamenejte okolní teplotu, hodnoty přednabíjení a sled funkcí požadovaný programem jamek.
2. Izolujte čerpadla a veškeré externí zdroje energie; poznamenejte si startovací tlak a hladinu nádrže.
3. Spusťte postupně každou požadovanou funkci, obvykle všechny písty zavřené, jeden prstencový zavřený a ventil HCR otevřený.
4. Zaznamenejte tlak po každém kroku; systém musí po konečné funkci zůstat alespoň 200 psi nad předpětím.
5. Porovnejte vypuštěnou kapalinu s očekávaným využitelným objemem, dobijte jednotku a zapište výsledek.

Stejná disciplína platí, když je stoh testován spíše tlakem než testem funkčnosti: těsnění, dutiny a operátoři jsou zkoušeni pod tlakem a řídicí systém si musí po celou dobu držet svou rezervu.

BOP Test Stump pro Blowout Preventer Stack Testing BOP Test Stump pro systémy zabraňující profouknutí, poskytující vysokotlaké těsnění a dálkové ovládání v tlakově testovaných komínech s přizpůsobenými řídicími jednotkami. Zobrazit produkt →

Kde se akumulátor setkává se zásobníkem

Specifikujte řídicí jednotku a hardware zásobníku společně, protože samy o sobě rozhodují o využitelném objemu, který potřebujete.

Největšími spotřebiteli skladované kapaliny jsou prstencová zábrana, která potřebuje velký objem k utěsnění kolem řady velikostí potrubí, a zábrany pístu, které se musí zavřít a zablokovat proti tlaku ve studni. Stoh se dvěma berany s jedním prstencem je běžné minimum; přidáním smykového pístu nebo druhého prstence se změní výpočet použitelného objemu, a tedy i řada lahví a velikost čerpadla.

Přizpůsobením jmenovitých tlaků, velikostí přírub a objemů operátora řídicímu systému ve fázi specifikace se vyhnete obvyklým problémům v terénu: pomalé zavírání, prvky poškozené přetlakem a panely, které nemohou ovládat všechny funkce na výkresu.

Prstencový BOP pro kontrolu vrtání studní a nouzové těsnění Prstencový BOP pro kontrolu vrtných studní, nabízející prstencové těsnění a rychlou odezvu; vyberte si s odpovídajícími jmenovitými tlaky, velikostmi přírub a objemy operátora. Zobrazit produkt →

Double Ram BOP pro API 16A těsnění vrtu Double Ram BOP používá dva berany pro těsnící bariéru; API 6A/NACE MR0175, s tlakem, přírubou a objemy operátora přizpůsobenými řídicím systémům. Zobrazit produkt →

FAQ

Kolik využitelné kapaliny potřebuje akumulátor BOP?

Dost na to, aby bylo možné postupně provozovat každou požadovanou nouzovou funkci a stále zůstat alespoň 200 psi nad dusíkem, což je přesně to, co dokazuje test čerpání. Celkový objem láhve není řešením.

Jakou dusíkovou náplň mám použít?

U systému 3 000 psi je běžným výchozím bodem 1 000 psi při 70 °F, upravený pro teploty, které jednotka skutečně uvidí. Ověřte jej s izolovanou a vypuštěnou stranou kapaliny a používejte pouze suchý dusík.

Jak často by se měl akumulátor testovat?

Denní kontroly tlaku a kapaliny s funkčními a odtahovými zkouškami v intervalech stanovených API Std 53, programem studny obsluhy a místní regulací nejen po poruše.

Může jedna akumulátorová jednotka sloužit dvěma soupravám?

Obecně ne. Použitelný objem, vedení hadic a uspořádání panelů jsou navrženy kolem jednoho stohu a jednoho uspořádání návazce, takže druhý stoh obvykle znamená větší zásobník lahví nebo samostatnou jednotku.

Nákup akumulátoru spočívá ve třech ověřitelných věcech: testem ověřená hodnota použitelného objemu, disciplína přednabíjení, která přežije zimu, a zábrany, které odpovídají jmenovitým tlakům na výkresu. Kupující, kteří požádají o všechny tři, a potvrdí výrobní rozsah za značkami API 16A a API 16C , málokdy překvapí v terénu.

Ověřovací krok je stejný na nových a recertifikovaných stozích, protože každá dutina je před uvedením jednotky do provozu podrobena tlakové zkoušce. To je důvod testovací pahýl BOP patří do stejné konverzace jako řídící jednotka.