BOP Sprječavanje eksplozije: Kako zaštita od eksplozije brtvi bušotinu tijekom bušenja

Udarac nogom postaje ispuh za nekoliko minuta. Tekućina iz formacije ulazi u bušotinu jer je tlak u formaciji prešao iznad hidrostatskog tlaka stupca isplake i od tog trenutka posada radi protiv sata. Oprema koja stoji u toj praznini je uređaj za sprječavanje eksplozije, a izraz "BOP eksplozija" zapravo opisuje jedno pitanje: hoće li se dimnjak zatvoriti i zabrtviti prije nego što bušotina pobijedi?

Kratak odgovor: uređaj za sprječavanje ispuhivanja zaustavlja ispuhivanje zatvaranjem i brtvljenjem bušotine na naredbu — oko bušaće cijevi s cijevnim klinovima, preko otvorene bušotine sa slijepim klinovima, oko gotovo bilo kojeg oblika s prstenastim elementom ili rezanjem cijevi do kraja s klinovima za smicanje. Cijevi za prigušivanje i ubijanje održavaju kontrolirani put protoka otvorenim prema površini tako da posada može cirkulirati blato za ubijanje. BOP sadrži bunar; težina blata ga ubija.

Neuspjesi koji su važni rijetko dolaze iz koncepta. Dolaze od pogrešnog elementa za zatvaranje cijevi u otvoru, elastomera koji nikada nisu bili ocijenjeni za temperaturu bušotine ili sadržaj H2S i testova tlaka koji nikada nisu reproducirali stvarne uvjete zatvaranja. Odjeljci u nastavku obrađuju odabir vrste, raspored hrpe, API 16A specifikaciju i zamke nabave koje se pojavljuju nakon potpisivanja narudžbenice.

Što je Blowout Preventer i što ne može učiniti

Uređaj za sprječavanje eksplozije je sklop visokotlačnog ventila spojen s prirubnicom na ušću bušotine, dizajniran za zatvaranje i brtvljenje bušotine na hidrauličku ili mehaničku naredbu; API 16A je mjerodavna specifikacija za opremu za bušenje i servisiranje BOP-a.

Mehanički, svaki BOP obavlja četiri posla:

• Brtvi provrt oko ili poprijeko svega što je u rupi - bušaće cijevi, kućišta, kelly, žice ili ništa.
• Održava put cirkulacije otvorenim kroz izlazne kolute i vodove za prigušivanje i isključivanje, tako da bušotina može cirkulirati dok je zatvorena.
• Reže cijev kada ga nijedan brtveni element ne može zahvatiti, korištenjem smičnih klinova.
• Održava pritisak dovoljno dugo da posada uteže mulj, pumpa ga niz niz i zatvori bunar.

Ono što ne može učiniti je ukloniti uzrok udarca. BOP koji se savršeno zatvara i dalje ostavlja bušotinu pod pritiskom, a ležište se kontrolira težinom isplake i rasporedom cirkulacije koji slijedi. Tretiranje dimnjaka kao alata za uništavanje, a ne alata za zadržavanje ostaje jedna od najupornijih zabluda u kontroli bušotine.

Položaj hrpe također oblikuje dizajn. Površinska hrpa nalazi se iznad rotacijskog stola, gdje se ovnovi mogu mijenjati i pregledavati na podu bušotine. Podmorski sklop nalazi se na morskom dnu unutar okvira, dodaje morski odspojnik i redundantne kontrolne mahune, te čini svaku promjenu elastomera operacijom na plovilu. Logika zatvaranja je ista; ekonomičnost održavanja nije.

Prstenasti ili Ram: Odabir elementa za zatvaranje

Odaberite element za zatvaranje prema cijevi u rupi i pritisku koji mora držati, a ne prema onome što se nalazi na polici.

Prstenasti preventori zatvaraju oko svega - cijevi, kućišta, kelly ili otvorene rupe - jer hidraulički klip istiskuje elastomerni element prema unutra i element se prilagođava svemu na što naiđe. Ta fleksibilnost košta radni tlak i sužava raspon temperature. Ram preventers mijenjaju fleksibilnost za viši radni tlak i fiksnu geometriju brtvljenja, zbog čega većina dimnjaka nosi oboje.

API 16A prstenasti preventer izbijanja za kontrolu bušotine Prstenasti BOP for API 16A well-control stacks; its flexible element closes around pipe, casing, kelly or open hole. Pogledajte proizvod →

Skup radne površine obično glasi, od ušća bušotine prema gore: kalem za bušenje s prigušnicom i izlaznim otvorima za zatvaranje, jedna ili dvije šupljine (cijev plus slijepa ili škara), zatim prstenasta na vrhu. Prstenasti ide zadnji jer je to najtolerantniji element i onaj koji želite da bude dostupan kada se cijev pomiče ili konopac nije centriran.

API 16A Double Ram Blowout Preventer za kontrolu bušotine BOP s dvostrukim klinom za brtvljenje ušća bušotine, s dva klina koji se zatvaraju oko cijevi ili kućišta kako bi formirali barijeru tijekom nenormalnog tlaka. Pogledajte proizvod →

Ponavljaju se dvije pogreške u određivanju veličine. Prvi je odabir bušotine samo za bušaću cijev, zaboravljajući da kućište, kelly ili alat sa žicom mogu biti u rupi kada bušotinu treba zatvoriti. Drugi je slaganje šupljina od 10 000 psi ispod prstenastog otvora od 5 000 psi i pod pretpostavkom da je sklop ocijenjen nižim brojem u cijelosti — svaki od izvora, kalem i razvodnik ima svoju ocjenu, a najslabija komponenta postavlja granicu za cijelu ovojnicu tlaka.

Control Systems: Turning a Decision Into Closed Ram

Svaki element za zatvaranje ovisi o pohranjenoj hidrauličkoj energiji, tako da je sustav upravljanja važan jednako kao i željezo.

Akumulatorske boce, kontrolne kapsule, pilotske linije i upravljačka ploča pretvaraju odluku u zatvoreni ram u sekundi. Moderna kontrola BOP-a s jednim batom pomaknula se prema intuitivnim sučeljima operatera s povratnom informacijom o položaju cilindra, očitanjima tlaka u razvodniku i sekvenciranom logikom zatvaranja, što skraćuje udaljenost između prepoznavanja udarca i zatvaranja bunara. Praktični detalji obrađeni su u ovoj bilješci o BOP s jednim batom daljinski rad . Bez obzira na sučelje, provjerite vrijeme zatvaranja i kapacitet akumulatora prema zahtjevima kontrolnog sustava za vaš skup i potvrdite da sigurno znači zatvoriti, a ne zadržati.

Stanje hidrauličke tekućine je tiha varijabla. Kontaminirana tekućina usporava kretanje klipa, a sporo kretanje očitava se kao kvar kontrole tijekom testa funkcije, a ne tijekom udarca, što je jedino dobro vrijeme da se pronađe.

Testiranje: gdje sprječavanje ispuhivanja obično prvo zakaže

Većina grešaka BOP-a nalazi se tijekom testiranja, a ne tijekom udarca, što je upravo razlog zašto testni program nadmašuje podatkovnu tablicu.

Dva testa odgovaraju na dva različita pitanja. Funkcionalno testiranje dokazuje da klip putuje i da kontrolni sustav reagira; ispitivanje tlakom dokazuje da brtva drži radni tlak. Uobičajena praksa, u skladu s API standardom 53 i politikom operatera, je ispitivanje tlaka na dimnjaku kada je postavljena, nakon bilo kakve promjene klipa ili brtve, nakon testa na smicanje i u ciklusu koji obično ne prelazi 21 dan, s funkcionalnim testovima koji se provode pri svakom putu ili barem jednom tjedno.

Alat koji testiranje tlaka čini praktičnim na platformi je ispitni panj. Ulazi u bušaću cijev, brtvi unutar provrta ispod šupljine koja se ispituje i dopušta primjenu pritiska odozdo, tako da se svaka šupljina cilindra, prstenasti i izlazni priključci mogu neovisno provjeriti bez povlačenja užeta.

API 16A BOP ispitni panj za ispitivanje tlaka Ispitni dio koji brtvi unutar provrta ispod šupljine cilindra, omogućujući neovisno ispitivanje tlaka BOP šupljina, prstenastih i izlaznih priključaka. Pogledajte proizvod →

Zabilježite što je testirano, pod kojim tlakom, koliko dugo i s kojom tekućinom. Ispitna tablica koja pokazuje isti pritisak na svaku šupljinu bez obzira na ocjenu ima tendenciju da se sruši tijekom revizije, a sljedećoj posadi ne govori ništa o tome gdje se brtva zapravo nalazi.

Kontrolni popis specifikacija: Što potvrditi na API 16A BOP

Dva preventera s istim provrtom i nazivnim tlakom mogu biti vrlo različiti dijelovi opreme, stoga provjerite ove parametre prije usporedbe ponuda.

Rizici nabave Kupci uče na teži način

Većina neugodnih iznenađenja na BOP narudžbi su komercijalna i dimenzionalna, a ne metalurška. Ovo su oni koje vrijedi upisati u specifikaciju:

1. Slaganje ocjena. Visokotlačni prsten na niskotlačnom kalemu, ili obrnuto, proizvodi sklop koji se može koristiti samo na najnižem broju.
2. Zamjena elastomera. Brtve na bazi nitrila, hidrogeniranog nitrila, fluoroelastomera i politetrafluoroetilena ponašaju se drugačije na niskim temperaturama iu kiselom plinu; najjeftiniji spoj koji prođe test još uvijek može zakazati u službi.
3. Praznine u dokumentaciji. Certifikati materijala, toplinski brojevi, dijagrami ispitivanja tlaka i sljedivost razlika su između hrpe koja se može ponovno certificirati i one koja ne može.
4. Rezervni ramovi i brtve. Dostupnost točnog provrta cilindra i kompleta brtvila nakon puštanja u pogon pitanje je održavanja, a ne kupnje.
5. Vrijeme isporuke. Kovana tijela, strojna obrada i svjedočenje monograma dominiraju isporukom; hitna narudžba obično znači postojeće tijelo, a ne brži proces.

Nabavka se stoga svodi na disciplinu dokumentacije i sposobnost strojne obrade. Jiangsu oprema za bušenje glave bušotine proizvodi API 16A prstenaste, jednostruke i dvostruke BOP-ove, 16C prigušne i ugasne razdjelnike, ispitne dijelove i visokotlačne armature u svom pogonu Yancheng u Jiangsuu, Kina — mjestu od 70 000 m² s CNC obradom, automatiziranim zavarivanjem i automatiziranim bojanjem, držeći API Q1, API 6A, API 16A i API 16C licence za monogram uz ABS, BV i CCS klasifikacijska odobrenja i ISO 9001, 14001 i 45001 certifikate. Tvrtka je navedena kao dobavljač CNPC-a, SINOPEC-a i CNOOC-a, što znači da je njezina dokumentacija već strukturirana oko materijala i zahtjeva državne naftne tvrtke za testiranje. Na platformi koja čeka certificiranu hrpu, ta je staza važnija od brošure.

Često postavljana pitanja

Može li BOP sam zaustaviti eksploziju?

Ne. Brtvi bušotinu i održava pritisak, ali bušotina se gasi samo kada težina isplake premaši tlak formacije i cirkulacija ukloni priljev. BOP kupuje vrijeme da se to dogodi.

Treba li se prvo zatvoriti prstenasti ili ramovi?

Ne postoji univerzalni odgovor. Mnogi operateri koriste prstenasti otvor za početno zatvaranje ili skidanje izolacije kada se cijev pomiče i oslanjaju se na cilindare za čvrsto brtvljenje pri punom radnom tlaku. Redoslijed pripada postupku kontrole bušotine i trebao bi biti fiksiran prije bušenja bušotine.

Koliko često treba BOP testirati tlakom?

Uobičajena praksa je nakon ugradnje, nakon bilo kakve promjene klina ili brtve, nakon testa na smicanje i u ciklusu koji općenito ne prelazi 21 dan, s funkcionalnim testovima pri svakoj vožnji ili barem jednom tjedno. Lokalni propisi i politika operatera imaju prednost nad bilo kojim općim brojem.

Koji radni tlak trebam navesti?

Počnite od maksimalnog očekivanog površinskog tlaka zatvaranja, dodajte marginu, a zatim provjerite da ušće bušotine, kalem, BOP i razvodnik imaju ocjene koje odgovaraju. Mješovite ocjene tiho svode cijeli sklop na njegov najslabiji dio.

Što uzrokuje većinu kvarova BOP brtve u radu?

Izbor elastomera i mehanička oštećenja. Brtve koje vide temperature ili koncentracije H2S izvan svoje klase brzo stare, a klin zatvoren na pogrešnom vanjskom promjeru cijevi može potrgati brtveni element pri prvom aktiviranju.

Sprječavanje ispuhivanja svodi se na tri stvari koje se sve mogu provjeriti prije nego što se oprema pomakne: pravi element za zatvaranje cijevi i tlak, kontrolni sustav koji se pouzdano zatvara s ploče i testni program koji reproducira stvarne uvjete zatvaranja. Sve ostalo - monogram, vrijeme isporuke, rezervni set ramova - podržava to troje. Odredite pravilnu konfiguraciju hrpe i popis za provjeru specifikacija i BOP će obaviti jedan posao za koji postoji: drži bušotinu dovoljno dugo da težina isplake pobijedi.