BOP-accumulatoren uitgelegd: werkingsprincipe, maatvoering en veldcontroles

Een BOP-accumulator is de hydraulische eenheid met opgeslagen energie die de eruptiebeveiligingen sluit wanneer een boorinstallatie geen stroom, geen perslucht en geen draaiende pompen heeft. Het is geen boorgatcomponent; het is de stroomvoorziening die ervoor zorgt dat de rest van de BOP-stack in geval van nood werkt, en de capaciteit ervan wordt gemeten in bruikbare hydraulische vloeistof, niet in hoeveel flessen er op de skid passen.

Die definitie drijft alles hieronder aan: waarom het vooraf laden van stikstof belangrijker is dan het aantal flessen, waarom een ​​eenheid die een statische drukcontrole doorstaat, nog steeds langzaam kan sluiten, en wat moet worden gespecificeerd, geladen en geïnspecteerd zodat de sluitkracht nog steeds aanwezig is bij de tweede en derde functie van een trap.

Wat een BOP-accumulator moet doen

Een BOP-accumulator aan het oppervlak moet voldoende opgeslagen vloeistof leveren om elke vereiste noodfunctie achtereenvolgens uit te voeren en toch de druk boven de stikstofvoorlading te houden, zonder externe energiebron.

Een werkeenheid bevat dus minimaal:

• Met stikstof gevulde flessen op een verzamelrek, elk met een eigen isolatieklep.
• Een hydraulisch reservoir dat zo groot is dat het het volume kan dekken dat de flessen lozen, plus een werkmarge.
• Luchtgedreven, elektrische of dubbele pompen met automatische drukschakelaars.
• Regelaars die de flesdruk verlagen naar de ram- en ringvormige preventieve toevoer.
• Overdrukkleppen, terugslagkleppen en een speciale stikstoflaadaansluiting.
• Een bedieningspaneel met functiekleppen, plus een extern paneel op de boorvloer op de meeste boorinstallaties.
• Meters of transducers, lagedrukalarmen en vloeistofniveau-indicatie.

Ontwerp en operationele praktijk vallen onder twee documenten: API Spec 16D voor het besturingssysteem zelf, en API Std 53 voor putcontroleapparatuursystemen op de boorlocatie. Beiden omcirkelen hetzelfde getal, het bruikbare vloeistofvolume bij een gedefinieerde drukmarge, en beiden gaan ervan uit dat de unit volgens een schema wordt opgeladen, geïnspecteerd en getest.

Hoe opgeslagen energie een sluitende kracht wordt

Energie wordt opgeslagen als gecomprimeerde stikstof in plaats van als verpompte vloeistof. Daarom blijft de unit werken nadat de boorinstallatie geen stroom meer heeft.

Elke fles is verdeeld in twee kamers. Stikstof is aan één kant voorgeladen; hydraulische vloeistof uit het reservoir wordt in het andere gepompt. Omdat stikstof samendrukt en vloeistof niet, laadt de pomp het gas op terwijl het de schaal vult. Wanneer een functieklep opent, zet de stikstof uit en duwt de vloeistof onder druk naar de preventieve operator, zonder dat er een pomp, luchttoevoer of elektrische stroom nodig is.

Voorladen is de bodem van het systeem. De vloeistof stopt met stromen zodra de flesdruk daalt tot de stikstofvoorlaadwaarde, dus elke nuttige actie vindt plaats tussen de werkdruk en het voorvullen.

Het flestype bepaalt hoe de scheiding wordt gemaakt

Precharge volgt de gaswet, en dat geldt ook voor de winter

Op een systeem van 3.000 psi bedraagt de stikstofvoorvulling gewoonlijk 1.000 psi, gecontroleerd terwijl de vloeistofzijde geïsoleerd en afgetapt is. Dat cijfer is temperatuurafhankelijk: een fles gevuld tot 1.000 psig bij 70 °F geeft ongeveer 865 psig weer bij 0 °F, omdat de stikstofdruk schaalt met de absolute temperatuur. Een unit die er in de zomer volledig opgeladen uitzag, kan tijdens een onderhoudsbeurt in januari een tekort aan bruikbare vloeistof hebben, en een unit gevuld met perslucht in plaats van droge stikstof brengt een reëel brandrisico met zich mee.

Grootte op bruikbaar volume, niet op aantal flessen

Het getal dat in een specificatie thuishoort, is het bruikbare vloeistofvolume bij een gedefinieerde drukmarge, nooit het totale flesvolume of het aantal flessen.

Voor een systeem van 3.000 psi met een voorvulling van 1.000 psi is de isothermische benadering eenvoudig: het bruikbare volume is gelijk aan het totale flesvolume vermenigvuldigd met één minus de voorvulling (absoluut) gedeeld door de werkdruk (absoluut). In de praktijk is het getal dat moet worden bewezen kleiner, omdat het systeem na de laatste vereiste functie minimaal 200 psi boven de voorlading moet blijven. Dat is het getal dat een draw-down-test oplevert.

Er volgen twee gevolgen. Het verhogen van de voorvulling om extra flesdruk te verkrijgen, vermindert altijd de bruikbare vloeistof. En het toevoegen van functies, een tweede ringvormige klep, een HCR-klep of een hydraulische choke, verandert de vereiste. Daarom dwingt een stapelwisseling vaak een aanpassing van de accumulator aan in plaats van nog een fles.

Voorladen, gereguleerde druk en sluitingstijd

Stel eerst de stikstofvoorvulling in, omdat elke andere druk op de unit zich stroomafwaarts ervan bevindt en de sluitingstijd wordt bepaald door het stroompad in plaats van door het aantal flessen.

Sluitingstijd is een doorstromingsprobleem. Klepgrootte, slangboring, bedieningsvolume en de doorlooplengte van paneel tot afsluiter zijn meer dan één extra fles. Een unit kan de volledige druk vasthouden en toch langzaam sluiten als het stroompad beperkt is. Daarom is de functietest, en niet de meter, het echte bewijs.

Dagelijkse controles, storingsmodi en de draw-down-test

Met een wandeling van tien minuten wordt bijna elk accumulatorprobleem opgespoord voordat het een putcontrolegebeurtenis wordt.

• Flesdruk en voorvulling worden afgelezen tegen de omgevingstemperatuur, niet tegen een zomerwaarde.
• Reservoirniveau, vloeistofkleur en enig teken van emulsie of gruis.
• Pompstartdruk en oplaadtijd; langzaam opladen wijst op een versleten pomp of een lekkende terugslagklep.
• Lekken bij spruitstukfittingen, fleskranen en toevoerleidingen voor de operator.
• Luchttoevoerdruk en drogerconditie op luchtaangedreven units.
• Functiekleppen keren volledig terug naar neutraal, zonder drukkruip op de meters.
• Paneel op afstand en lagedrukalarmen getest volgens het putprogramma.

De meeste storingen in het veld zijn terug te voeren op vier oorzaken: een gescheurde of gevouwen blaas, een langzaam stikstoflek bij een klep of vulpoort, een lekkende flesterugslagklep waardoor vloeistof tussen flessen kan migreren, en vervuilde hydraulische vloeistof die filters blokkeert en elke functie vertraagt. Geen van hen is betrouwbaar zichtbaar op een manometer. Daarom bestaat er de periodieke trekproef:

1. Registreer de omgevingstemperatuur, voorlaadwaarden en de door het putprogramma vereiste functievolgorde.
2. Isoleer pompen en eventuele externe energietoevoer; let op de startdruk en het reservoirniveau.
3. Bedien elke vereiste functie op volgorde, doorgaans zijn alle rammen gesloten, één ringvormig gesloten en de HCR-klep geopend.
4. Registreer de druk na elke stap; het systeem moet na de laatste werking minimaal 200 psi boven de voorlading blijven.
5. Vergelijk de afgevoerde vloeistof met het verwachte bruikbare volume, laad het apparaat opnieuw op en archiveer het resultaat.

Dezelfde discipline is van toepassing wanneer de stapel onder druk wordt getest in plaats van op functionaliteit: afdichtingen, holtes en operators worden getest onder druk, en het controlesysteem moet overal zijn marge behouden.

BOP-teststronk voor het testen van een uitbarstingspreventie-stapel BOP Test Stump voor systemen voor het voorkomen van uitbarstingen, die hogedrukafdichting en afstandsbediening bieden in op druk geteste stapels met bijpassende besturingseenheden. Bekijk Product →

Waar de accu de stapel ontmoet

Specificeer de besturingseenheid en de stapelhardware samen, omdat de preventiemiddelen zelf bepalen welk bruikbaar volume u nodig heeft.

De grootste verbruikers van opgeslagen vloeistof zijn de ringvormige afsluiter, die een groot volume nodig heeft om een ​​reeks pijpdiameters af te dichten, en de ramafsluiters, die moeten sluiten en vergrendelen tegen putdruk. Een stapel met twee rammen en één ringvormig is een gebruikelijk minimum; het toevoegen van een schuifram of een tweede ringvormige verandering verandert de berekening van het bruikbare volume, en dus de glasbak en de pompgrootte.

Door drukwaarden, flensafmetingen en operatorvolumes in de specificatiefase aan te passen aan het besturingssysteem, worden de gebruikelijke veldproblemen vermeden: langzaam sluiten, elementen die beschadigd zijn door overdruk en panelen die niet elke functie op de tekening kunnen bedienen.

Ringvormige BOP voor boorputcontrole en noodafdichting Ringvormige BOP voor controle van boorputten, met ringvormige afdichting en snelle respons; kies met bijpassende drukwaarden, flensafmetingen en operatorvolumes. Bekijk Product →

Dubbele ram BOP voor API 16A bronafdichting Double Ram BOP gebruikt twee rammen als afdichtingsbarrière; API 6A/NACE MR0175, met druk-, flens- en operatorvolumes afgestemd op besturingssystemen. Bekijk Product →

Veelgestelde vragen

Hoeveel bruikbare vloeistof heeft een BOP-accumulator nodig?

Genoeg om elke vereiste noodfunctie achtereenvolgens uit te voeren en toch minstens 200 psi boven de stikstofvoorvulling te blijven, wat precies is wat een trektest bewijst. Het totale flesvolume is niet het antwoord.

Welke stikstofvoorvulling moet ik gebruiken?

Op een systeem van 3.000 psi is 1.000 psi bij 70 °F het gebruikelijke startpunt, aangepast aan de temperaturen die het apparaat daadwerkelijk zal zien. Controleer dit terwijl de vloeistofzijde geïsoleerd en afgetapt is, en gebruik uitsluitend droge stikstof.

Hoe vaak moet de accu worden getest?

Dagelijkse druk- en vloeistofcontroles, met functie- en afnametests met intervallen ingesteld door API Std 53, het putprogramma van de operator en lokale regelgeving, niet alleen na een storing.

Kan één accumulatoreenheid twee platforms bedienen?

Over het algemeen nee. Bruikbaar volume, slangtrajecten en paneelindeling zijn ontworpen rond één stapel en één opstelling, dus een tweede stapel betekent meestal een grotere glasbak of een afzonderlijke eenheid.

Het kopen van een accu komt neer op drie verifieerbare dingen: een bruikbaar volumecijfer dat door een test is bewezen, een voorlaaddiscipline die de winter overleeft, en preventiemiddelen die overeenkomen met de nominale druk op de tekening. Kopers die om alle drie vragen en bevestigen de productieomvang achter de API 16A- en API 16C-markeringen , word zelden verrast in het veld.

De verificatiestap is identiek op nieuwe en opnieuw gecertificeerde stapels, omdat elke holte aan een druktest wordt onderworpen voordat de unit aan het werk gaat. Dat is waarom de BOP-teststomp hoort bij hetzelfde gesprek als de besturingseenheid.