Jak funguje Blowout Preventer? Typy BOP, provoz a testování zásobníku

Ve 2 hodiny ráno na pozemní plošině v západním Texasu vidí těžař bahna, že zpětný tok stoupá o dva barely nad rychlost čerpadla. Plynem rozřezané bahno se dostává k třepačce a studna se rozjíždí. Mezi tímto přítokem a nekontrolovaným výronem leží jedna obranná linie: BOP, hromada hydraulicky ovládaných ventilů přišroubovaných k ústí vrtu.

Krátkou odpovědí na to, jak funguje ochrana proti vyfouknutí, je to, že pomocí hydraulického tlaku uzavírá těžké těsnící prvky kolem vrtné trubky nebo nad otevřeným vrtem. Jakmile se BOP zavře, utěsní prstencový prostor, odkloní kopání přes rozdělovač sytiče a poskytne posádce čas na cirkulaci přívalu s těžším bahnem.

Co je to Blowout Preventer?

Zábrana proti vyfouknutí je specializovaná sestava vysokotlakého ventilu namontovaná na ústí vrtu k utěsnění, řízení a monitorování ropného nebo plynového vrtu během vrtání, dokončování a pracovních operací. API 16A definuje design, materiály a požadavky na testování prstencových a protinárazových chráničů používaných v povrchových a podmořských službách.

Systém BOP provádí čtyři různé úlohy:

• Utěsní mezikruží kolem vrtné trubky nebo pláště, aby se zabránilo formování kapaliny dostat se na povrch.
• Úplně utěsní studnu, když je vrtací kolona mimo otvor.
• Nůžky vrtnou trubku a v případě nouze utěsní studnu.
• Vede kapaliny z vrtu přes škrticí a zabíjející potrubí, takže posádka může cirkulovat kop pod kontrolou.

Protože žádné jednotlivé zařízení neprovádí všechny tyto funkce spolehlivě, BOP je ve skutečnosti systém několika typů komponent uspořádaných jako stoh.

Z čeho se skládá BOP stack

Stoh BOP je vertikální sestava zábran, cívek a vývodů, která sedí na vrcholu ústí vrtu. V povrchové sestavě zaujímá každá součást specifickou pozici a pracuje od hlavy pouzdra nahoru.

Uspořádání typického povrchového zásobníku BOP zdola nahoru se řídí tímto pořadím:

1. Konektor hlavice pouzdra uzamkne stoh k ústí vrtu.
2. Dvojitý beran BOP, obvykle jeden trubkový beran dole a jeden slepý střižný beran nahoře.
3. Vrtací cívka s bočními vývody pro připojení sytiče a tlumiče.
4. Prstencový BOP, který utěsňuje jakoukoli velikost trubky, spoj nástroje nebo otevřený otvor.
5. Stoupací adaptér nebo zvonová vsuvka, která vede vrtací kolonu do stohu.

Podmořské komíny opakují tuto logiku v blízkosti mořského dna a přidávají spodní sadu námořních stoupaček, aby se vrtná souprava mohla v případě nouze odpojit. Přestože se uspořádání zásobníku liší podle typu vrtu a jmenovitého tlaku, princip je identický: každý komponent zálohuje ostatní.

Jak funguje prstencová ochrana proti vyfouknutí

Prstencový BOP se uzavírá vtlačením pryžového těsnění ve tvaru prstence dovnitř kolem vrtné trubky. Hydraulický uzavírací tlak vstupuje do uzavírací komory a pohání píst nahoru; profil pístu pak stlačuje těsnicí prvek, takže se jeho vnitřní průměr zmenšuje a tvoří těsnění kolem všeho, co je ve vývrtu. Při použití otevíracího tlaku se píst zasune a prvek se uvolní zpět do úplného vrtání.

Protože je těsnicí prvek pryžový, může prstencový chránič utěsnit vrtnou trubku, klouby nástrojů, nákružky vrtáků, pouzdro a dokonce i otevřený otvor. To z něj dělá první obrannou linii při zakopávání potrubí a také to umožňuje posádce odizolovat potrubí pod tlakem. Kompromisem je nižší jmenovitý tlak než u pěchovadel, typicky 3 000 až 5 000 psi pro povrchové aplikace, což je důvod, proč jsou pěchy BOP umístěny pod ní ve stohu pro vyšší uzavírací tlak.

Naše API 16A prstencové zábrany proti vyfouknutí jsou vyrobeny s vyměnitelnými ucpávkovými jednotkami, vyváženými hydraulickými provozními komorami a řadou velikostí vrtání, aby odpovídaly běžným programům pro opláštění a vrtání.

Prstencový BOP Suppliers, Custom Annular BOP Company - Jiangsu Wellhead Drilling Eq Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD je Čína dodavatelů prstencového BOP a společnosti Annular BOP, specializujeme se na zakázkovou výrobu... Zobrazit produkt →

Jak funguje ochrana proti vyfouknutí berana

BOP berana se uzavírá zatlačením dvou ocelových pěchovacích bloků vodorovně směrem ke středu vrtu, dokud se jejich těsnění nedotknou trubky nebo proti sobě pro úplné uzavření. Každý blok berana je posouván hydraulickým pístem; uzavírací tlak tlačí berany dovnitř a otevírací tlak je stahuje. Když se bloky setkají, přední těsnění se stlačí proti povrchu trubky a horní těsnění se přitlačí ke víku, aby byla zachována nepropustná bariéra.

Typ berana určuje funkci kontroly studny:

• Trubkové písty těsní kolem určité velikosti vrtné trubky, přičemž trubku ponechávají neporušenou.
• Slepé písty utěsňují otevřený otvor, když je vrtací kolona mimo otvor.
• Naslepo-smykové berany proříznou vrtnou trubku a poté studnu utěsní; jedná se o nouzový uzávěr poslední možnosti.
• Beranidla pro trubky s proměnným průměrem akceptují řadu velikostí trubek bez výměny bloků beranu.

Výrobci vyrábějí beranové BOP jako jednoduché, dvojité nebo trojité konfigurace, takže jeden stoh může nést kombinaci možností potrubí, záslepky a smyku v různých výškách. naše BOP s jedním beranem a BOP s dvojitým pístem splňují API 16A s kovanými ocelovými tělesy, vyměnitelnými těsněními a tlakem od 3 000 do 15 000 psi.

Single Ram BOP Dodavatelé, zakázková Single Ram BOP společnost - Jiangsu Wellhead Drill Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD je Čína dodavatelů Single Ram BOP a Single Ram BOP Company, Specializujeme se na výrobu cu... Zobrazit produkt →

Řídicí systémy a role tlumicího potrubí

Pojistka proti profouknutí se uzavře pouze tehdy, když hydraulická kapalina z akumulátorové jednotky proudí do uzavírací komory zvoleného komponentu. Vrtačka spouští tuto akci ze vzdáleného ovládacího panelu, obvykle umístěného na podlaze soupravy, který vysílá pilotní signály do ventilových obvodů na zásobníku BOP.

Akumulátor uchovává energii v lahvích naplněných dusíkem a udržuje hydraulický napájecí tlak kolem 3 000 psi na povrchových plošinách. API 16D specifikuje testy doby zavírání a hydraulické kapacity. Jako vodítko platí, že prstencové zábrany se uzavřou za 30 sekund nebo méně, zatímco zábrany se zavřou za 15 až 30 sekund v závislosti na velikosti vrtání, provozním tlaku a konfiguraci stohu. Subsea BOPs používají stejný princip, ale řídicí signál prochází přes elektrohydraulické multiplexní moduly a ROV může obsluhovat specifické funkce jako poslední zálohu.

Když je BOP uzavřen, proud z vrtu je přesměrován přes potrubí tlumivky, které se připojuje ke komínu pod zábranami. Rozvodné potrubí snižuje tlak pomocí nastavitelných tlumivek, takže posádka může cirkulovat těžké bahno a odvzdušňovat kopací tlak, aniž by překročila bezpečné limity. To je důvod, proč celý balík, včetně zásobníku BOP, akumulátoru a potrubí sytiče , musí být specifikovány a testovány společně.

Testování: Proč není BOP nastaven a zapomenut

BOP je spolehlivý pouze tehdy, je-li funkční a tlakově testován podle pevně stanoveného plánu, a testovací pahýl BOP to umožňuje, aniž by byla studna vystavena riziku. Zkušební pahýl je přípravek, který drží BOP, připojuje jej ke zkušebnímu čerpadlu a záznamníku tlaku a umožňuje uzavření a natlakování každé součásti, zatímco posádka monitoruje netěsnosti.

Typická testovací praxe zahrnuje:

• Funkční test každých 7 dní nebo v každém intervalu pláště podle programu vrtání.
• Tlaková zkouška na jmenovitý pracovní tlak při první instalaci.
• Nízkotlaký test při 200 až 300 psi, abyste ověřili, že těsnění správně sedí.
• Vysokotlaký test při hodnocení zásobníku, často 10 000 až 15 000 psi.

Test také ověřuje akumulátor, řídicí obvody a rozdělovač tlumivky, protože BOP, kterou nelze uzavřít, se vůbec neliší od žádné BOP. naše Testovací pahýly BOP jsou navrženy tak, aby odpovídaly vzorům přírub API 16A a podporovaly testování prstencového i pístového typu ve vertikální nebo horizontální orientaci. Související článek vysvětluje, proč se zkušební pahýl BOP stal nepostradatelným nástrojem pro vrtací čety.

Dodavatelé zkušebních pahýlů BOP, vlastní společnost zkušebních pařezů BOP - Jiangsu Wellhead Drill Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD je Čína dodavatelů BOP Test Stump a BOP Test Stump společnosti, Specializujeme se na výrobu cu... Zobrazit produkt →

Co hledat u dodavatele BOP

Výběr BOP začíná programem studny, nikoli ceníkem. Přizpůsobte jmenovitý pracovní tlak a velikost otvoru maximálnímu očekávanému povrchovému tlaku a poté ověřte, zda je výrobce držitelem příslušných licencí API.

Mezi klíčové kontroly nákupu patří:

• Monogram API 16A na prstencových a beranových BOP.
• Systém managementu kvality API Q1 a dokumentované záznamy testů.
• Materiály obložení vhodné pro použití H2S nebo CO2, jako jsou obložení HH, EE nebo FF.
• Teplotní třída, která odpovídá prostředí vrtání.
• Dostupnost náhradních sad těsnění a poprodejní servisní podpora.

Certifikovaný výrobce s vlastními testovacími zařízeními snižuje riziko nákupu, protože stejná továrna může dodat rozdělovač sytiče, testovací pahýl a náhradní těsnění jako jeden integrovaný balíček.

Často kladené otázky

Jak rychle se zavírá ochranný kryt?

Požadavky API obvykle vyžadují, aby se prstencové BOP uzavřely do 30 sekund nebo méně, a ram BOP za 15 až 30 sekund, v závislosti na velikosti a jmenovitém tlaku. Doba zavírání závisí na kapacitě akumulátoru a hydraulickém řídicím systému stejně jako na samotném BOP, proto je nutné oboje testovat společně.

Jaký je rozdíl mezi berany na trubky a slepými střižnými berany?

Trubkové písty utěsní kolem určité velikosti vrtné trubky a ponechávají trubku nedotčenou, takže cirkulace může v případě potřeby pokračovat. Slepé smykové písty protlačují vrtnou trubku, stříhají ji a následně utěsňují vzniklý otvor. Většina komínů zahrnuje obojí, protože beranidla chrání vrt během normálního provozu a slepé střižné berany slouží jako konečná nouzová bariéra.

Může ochrana proti prasknutí utěsnit otevřený otvor?

Ano. Prstencový BOP se může zcela uzavřít nad otevřeným vrtem a slepé berany nebo slepé střižné berany poskytují stejné úplné uzavření, když je vrtná kolona mimo díru. Posádka vybere vhodné uzavírací zařízení na základě situace a polohy vrtací kolony.