BOP Blowout Prevention: Jak BOP Preventer utěsní studnu během vrtání

Kop se během několika minut stane výbuchem. Formační kapalina vstupuje do vrtu, protože formační tlak překročil hydrostatický tlak bahenního sloupce a od té chvíle posádka pracuje proti hodinám. Zařízení, které stojí v této mezeře, je zabránění výbuchu a fráze „BOP blowout“ skutečně popisuje jedinou otázku: uzavře se zásobník a utěsní, než vrt vyhraje?

Krátká odpověď: pojistka proti vyfouknutí zastaví výbuch uzavřením a utěsněním vrtu na příkaz – kolem vrtné trubky pomocí pěchů, přes otevřený otvor se slepými berany, kolem téměř jakéhokoli tvaru s prstencovým prvkem nebo přímým přestřižením trubky pomocí střižných beranů. Škrtící a zabíjející šňůry udržují řízenou dráhu toku otevřenou k hladině, takže posádka může cirkulovat bahno o hmotnosti zabíjení. BOP obsahuje studnu; bahenní váha to zabíjí.

Neúspěchy, na kterých záleží, jen zřídka pocházejí z konceptu. Pocházejí ze špatného uzavíracího prvku pro trubku v otvoru, elastomerů, které nebyly nikdy dimenzovány na teplotu vrtu nebo obsah H2S, a tlakové testy, které nikdy nereprodukovaly skutečné podmínky uzavření. Níže uvedené části se zabývají výběrem typu, uspořádáním zásobníku, specifikací API 16A a pastmi zásobování, které se objeví po podpisu nákupní objednávky.

Co je to Blowout Preventer a co neumí

Zábrana proti vyfouknutí je sestava vysokotlakého ventilu připojená přírubou k ústí vrtu, určená k uzavření a utěsnění vrtu na hydraulický nebo mechanický příkaz; API 16A je hlavní specifikací pro vrtací a vrtná zařízení BOP.

Mechanicky každý BOP provádí čtyři úlohy:

• Těsní vývrt kolem nebo přes cokoli, co je v díře – vrtná trubka, plášť, kelly, drátěná linka nebo vůbec nic.
• Udržuje cirkulační cestu otevřenou přes výstupní cívky a škrtící a umrtvovací vedení, takže studna může cirkulovat, i když je uzavřená.
• Řeže trubku když do něj nemůže zapadnout žádný těsnicí prvek, pomocí střižných pístů.
• Udržuje tlak dostatečně dlouho na to, aby posádka navážila bahno, napumpovala ho dolů strunou a zabila studnu.

Co nemůže udělat, je odstranit příčinu kopnutí. BOP, který se dokonale uzavírá, stále nechává vrt pod tlakem a nádrž je řízena hmotností bahna a cirkulačním plánem, který následuje. Zacházení se zásobníkem jako nástrojem zabíjení spíše než nástrojem pro zadržování zůstává jednou z nejtrvalejších mylných představ v oblasti kontroly studny.

Umístění zásobníku také utváří design. Nad otočným stolem je umístěn povrchový stoh, kde lze na podlaze plošiny měnit a kontrolovat berany. Podmořský komín sedí na mořském dně uvnitř rámu, přidává odpojení námořních stoupaček a redundantní ovládací moduly a dělá z každé změny elastomeru operaci založenou na plavidle. Logika uzavření je stejná; ekonomika údržby není.

Prstencový or Ram: Výběr uzavíracího prvku

Uzavírací prvek vybírejte podle trubky v otvoru a tlaku, který musí vydržet, ne podle toho, co je na polici.

Prstencové zábrany se uzavírají kolem čehokoli – trubky, pouzdra, kelly nebo otevřeného otvoru – protože hydraulický píst stlačuje elastomerový prvek dovnitř a prvek se přizpůsobí čemukoli, co potká. Tato flexibilita stojí pracovní tlak a zužuje teplotní okno. Zabraňovače beranů vyměňují flexibilitu za vyšší pracovní tlak a pevnou geometrii těsnění, což je důvod, proč většina stohů nese obojí.

API 16A Annular Blowout Preventer pro kontrolu studní Prstencový BOP pro zásobníky s řízením studní API 16A; jeho ohebný prvek se uzavírá kolem trubky, pláště, kelly nebo otevřeného otvoru. Zobrazit produkt →

Stoh pracovní plochy obvykle čte, od ústí vrtu nahoru: vrtací cívka s vývody sytiče a zátky, jedna nebo dvě dutiny beranu (potrubí plus záslepka nebo nůžky), pak prstenec nahoře. Mezikruží jde jako poslední, protože je to nejtolerantnější prvek a ten, který chcete mít k dispozici, když se potrubí pohybuje nebo struna není vystředěná.

API 16A Double Blowout Preventer pro kontrolu studny Dvojitý beran BOP pro utěsnění ústí vrtu, se dvěma berany uzavírajícími se kolem potrubí nebo pláště, aby vytvořily bariéru při abnormálním tlaku. Zobrazit produkt →

Opakují se dvě chyby ve velikosti. Prvním je výběr vývrtu pístu pouze pro vrtnou trubku, přičemž se zapomíná, že když je třeba studnu uzavřít, může být v díře plášť, kelly nebo drátěný nástroj. Druhým je stohování dutin o tlaku 10 000 psi pod prstencem 5 000 psi a za předpokladu, že sestava je v celém rozsahu ohodnocena nižším číslem – každý z ústí vrtu, cívky a rozdělovacího potrubí má své vlastní hodnocení a nejslabší komponent nastavuje limit pro celou tlakovou obálku.

Řídicí systémy: Přeměna rozhodnutí na uzavřený beran

Každý uzavírací prvek závisí na akumulované hydraulické energii, takže na řídicím systému záleží stejně jako na žehličce.

Akumulační láhve, ovládací moduly, pilotní vedení a ovládací panel během několika sekund převedou rozhodnutí do uzavřeného berana. Moderní ovládání BOP s jedním beranem se posunulo směrem k intuitivnímu rozhraní operátora se zpětnou vazbou o poloze berana, odečítáním tlaku v potrubí a logikou sekvenčního zavírání, která zkracuje vzdálenost mezi rozpoznáním kopnutí a uzavřením studny. Praktické detaily jsou popsány v této poznámce k dálkové ovládání BOP s jedním beranem . Bez ohledu na rozhraní ověřte dobu zavírání a kapacitu akumulátoru podle požadavků řídicího systému pro váš stoh a ověřte, že zabezpečení proti selhání znamená zavřít, nikoli podržet.

Stav hydraulické kapaliny je tichou proměnnou. Znečištěná kapalina zpomaluje pohyb pístu a pomalý pohyb se čte jako selhání ovládání během funkčního testu spíše než během kopnutí, což je jediná vhodná doba k jeho nalezení.

Testování: Kde prevence vyfouknutí obvykle selhává jako první

Většina chyb BOP je nalezena během testování, nikoli během kopání, což je přesně důvod, proč testovací program převažuje nad datasheetem.

Dva testy odpovídají na dvě různé otázky. Funkční testování prokazuje, že se beran pohybuje a řídicí systém reaguje; tlaková zkouška prokazuje, že těsnění drží při pracovním tlaku. Běžnou praxí v souladu se standardem API 53 a zásadami provozovatele je tlaková zkouška stohu při jeho instalaci, po jakékoli výměně pístu nebo těsnění, po zkoušce smykem a v cyklu, který obvykle nepřesahuje 21 dní, s funkčními zkouškami prováděnými při každé jízdě nebo alespoň jednou týdně.

Nástroj, díky kterému je tlakové testování praktické na podlaze vrtné plošiny, je testovací pahýl. Zabíhá do vrtné trubky, utěsňuje vnitřek vývrtu pod testovanou dutinou a umožňuje působení tlaku zespodu, takže každou dutinu pístu, prstencový a výstupní spoj lze ověřit nezávisle bez tahu za strunu.

Testovací tyč API 16A BOP pro tlakové testování Zkušební pahýl, který utěsňuje vnitřek vývrtu pod dutinou pístu, což umožňuje nezávislé tlakové testování dutin BOP, prstencových a výstupních spojů. Zobrazit produkt →

Zaznamenejte, co bylo testováno, při jakém tlaku, jak dlouho as jakou tekutinou. Zkušební tabulka, která ukazuje stejný tlak na každou dutinu bez ohledu na hodnocení, má tendenci se při auditu zhroutit a další posádce neřekne nic o tom, kde se těsnění skutečně nachází.

Kontrolní seznam specifikace: Co potvrdit na API 16A BOP

Dva chrániče se stejným vrtáním a jmenovitým tlakem mohou být velmi odlišná zařízení, proto si před porovnáním cenových nabídek ověřte tyto parametry.

Rizika nákupu Kupující se učí tvrdě

Většina nepříjemných překvapení na objednávce BOP je spíše komerční a rozměrová než metalurgická. Ty stojí za to zapsat do specifikace:

1. Skládání hodnocení. Vysokotlaký prstenec na nízkotlaké cívce nebo naopak vytváří sestavu, kterou lze použít pouze při nejnižším počtu.
2. Náhrada elastomeru. Těsnění na bázi nitrilu, hydrogenovaného nitrilu, fluoroelastomeru a polytetrafluorethylenu se chovají odlišně při nízké teplotě a v kyselém plynu; nejlevnější směs, která projde testem, může stále selhat v provozu.
3. Mezery v dokumentaci. Materiálové certifikáty, tepelná čísla, tabulky tlakových zkoušek a sledovatelnost jsou rozdílem mezi zásobníkem, který může být recertifikován, a zásobníkem, který nelze.
4. Náhradní berany a těsnění. Dostupnost přesné sady vrtání a těsnění po uvedení do provozu je otázkou údržby, nikoli otázkou nákupu.
5. Dodací lhůta. Dodávce dominují kovaná těla, obrábění a monogramy; spěšná objednávka obvykle znamená existující orgán, nikoli rychlejší proces.

Sourcing tedy spočívá v disciplíně dokumentace a schopnosti obrábění. Zařízení pro vrtání vrtu Jiangsu vyrábí prstencové, jednoválcové a dvouramenné BOPy API 16A, tlumicí a vypouštěcí potrubí 16C, zkušební pahýly a vysokotlaké armatury ve svém závodě Yancheng v Jiangsu v Číně – areál o rozloze 70 000 m² s CNC obráběním, automatizovaným svařováním a automatickým lakováním, vlastní API, ABS, APIC monogram API a licence API16A API 16A Schválení klasifikace BV a CCS a certifikace ISO 9001, 14001 a 45001. Společnost je uvedena jako dodavatel pro CNPC, SINOPEC a CNOOC, což znamená, že její papírování je již strukturováno podle materiálů státní ropné společnosti a požadavků na testy. Na plošině, která čeká na certifikovaný stoh, na této stezce záleží víc než na brožuře.

Často kladené otázky

Může BOP zastavit výpadek sám?

Ne. Utěsní vrt a udržuje tlak, ale vrt je zabit pouze tehdy, když hmotnost bahna překročí formační tlak a cirkulace odstraní přítok. BOP kupuje čas, aby se tak stalo.

Měl by se nejdříve zavřít prstenec nebo berany?

Univerzální odpověď neexistuje. Mnoho operátorů používá prstenec pro počáteční uzavření nebo odizolování, když se potrubí pohybuje, a spoléhají na písty pro tvrdé utěsnění při plném pracovním tlaku. Sekvence patří do procedury kontroly studny a měla by být stanovena dříve, než se studna vynoří.

Jak často by měl být BOP testován na tlak?

Běžnou praxí je po instalaci, po každé výměně pístu nebo těsnění, po zkoušce smykem a při cyklu, který obecně nepřesahuje 21 dní, s funkčními zkouškami při každé jízdě nebo alespoň jednou týdně. Místní předpisy a zásady operátora mají přednost před jakýmkoli obecným číslem.

Jaký pracovní tlak mám specifikovat?

Začněte s maximálním očekávaným povrchovým uzavíracím tlakem, přidejte rezervu a poté se ujistěte, že všechny nosnosti vrtu, cívky, BOP a potrubí odpovídají. Smíšené hodnocení tiše redukuje celou sestavu na její nejslabší část.

Co způsobuje většinu selhání těsnění BOP v provozu?

Výběr elastomeru a mechanické poškození. Těsnění, která vykazují teploty nebo koncentrace H2S mimo jejich třídu, rychle stárnou a píst uzavřený na nesprávném vnějším průměru trubky může při prvním spuštění roztrhnout těsnicí prvek.

Prevence vyfouknutí se skládá ze tří věcí, které lze všechny ověřit ještě předtím, než se souprava pohne: správný uzavírací prvek pro potrubí a tlak, řídicí systém, který se spolehlivě zavírá z panelu, a testovací program, který reprodukuje skutečné podmínky uzavření. Vše ostatní – monogram, dodací lhůta, sada náhradního berana – tyto tři podporuje. Získejte správnou konfiguraci zásobníku a kontrolní seznam specifikací a BOP udělá jedinou práci, pro kterou existuje: udrží studnu dostatečně dlouho na to, aby zvítězila váha bahna.