BOP-hydrauliek uitgelegd: accumulatorgrootte, sluitratio en responstijd

BOP-hydrauliek is het opgeslagen energie-, vloeistof- en controlepad dat feitelijk het afdichtingselement van een eruptiepreventie tegen de druk in het boorgat aandrijft. Wanneer het accumulatorvolume, de sluitverhouding en de lijngrootte verkeerd zijn, kan een stapel elke shell-test op het certificaat doorstaan ​​en toch te langzaam sluiten, of sluiten zonder afdichting, tijdens een echte kick.

Het praktische antwoord eerst: meet accumulatoren op basis van het werkelijke verplaatsingsvolume van elke functie op de stapel, verifieer de sluitverhouding bij de hoogste inschakeldruk die u verwacht, en meet de sluitingstijd op de geïnstalleerde eenheid in plaats van te vertrouwen op een gegevensblad. Al het andere in dit artikel legt uit waarom deze drie cijfers ertoe doen en hoe ze op elkaar inwerken.

Wat BOP Hydraulics feitelijk dekt

BOP-hydrauliek is een gesloten krachtlus met vier delen, en alle vier moeten op elkaar worden afgestemd. Het systeem slaat energie op, genereert druk, verdeelt de stroom en zet die stroom om in mechanische kracht op de afsluiter.

• Energieopslag: met stikstof voorgeladen accuflessen, normaal gesproken de enige energiebron tijdens een stroomstoring.
• Druk genereren:
afsluitunitpompen en regelaars die de flessen bijvullen en de systeemdruk vasthouden.
• Distributie: spruitstukken, regelkleppen, regelaars, panelen en hydraulische leidingen tot aan elke functie.
• Bediening: de bedieningscilinders op ringvormige blokkeerders en rambeveiligers, plus de borgschroeven op eenheden die deze hebben.

Een handige manier om erover na te denken: het systeem moet een gedefinieerd volume leveren, bij een gedefinieerde druk, binnen een gedefinieerde tijd, op het moment dat de opstelling al kracht en instrumentlucht heeft verloren. Elke ontwerpbeslissing moet worden beoordeeld op basis van dat ene scenario.

Directe, pilootgestuurde en onderzeese controle

Oppervlaktestapels maken bijna altijd gebruik van hydraulische stuurbediening, omdat deze de hogedrukleidingen kort houdt en slechts een klein stuurvolume naar het externe paneel verplaatst. Directe hydraulische bediening is eenvoudiger en langzamer, en wordt nu vooral aangetroffen op kleine workover-units.

Waarom onderzeese systemen er anders uitzien

Onderzeese stapels maken gebruik van indirecte hydraulische besturing, waarbij de stuurdruk via een navelstreng naar onderzeese controlepods en sequentiekleppen stroomt die vloeistof uit lokale accumulatorflessen toelaten. De reden hiervoor is de afstand: het volledige bedieningsvolume door honderden meters slang duwen zou te langzaam zijn en te veel druk verliezen door wrijving. Onderzeese respons moet ook rekening houden met hydrostatisch verval, dus een functie die binnen enkele seconden aan land sluit, heeft mogelijk een langere marge offshore nodig.

Sluitingsverhouding: het getal dat bepaalt of een ram verzegelt

De sluitverhouding is de verhouding tussen de druk in het boorgat die een afsluiter moet vasthouden en de hydraulische druk die nodig is om deze te sluiten, en het is het meest bruikbare hydraulische cijfer in de hele stapel. In de praktijk is de verhouding ruwweg de boorputdruk gedeeld door de hydraulische werkdruk die beschikbaar is bij de cilinder, rekening houdend met leidingverliezen en afdichtingswrijving.

Een eenvoudig voorbeeld: met een insluitdruk van 10.000 psi en 1.500 psi bij de ramcilinder is de werkverhouding ongeveer 6,7:1. Als wrijving en lijnverliezen daarvan 200 psi opslokken, daalt de effectieve verhouding en kan de ram de pijp bereiken zonder volledig af te dichten. Dat is de reden waarom operators de cilinderdruk dicht bij de bovenkant van de fabrieksband houden in plaats van op het minimum, en waarom ondermaatse bedieningsleidingen eerder een gevaar voor de controle vormen dan een ongemak.

Ringvormige elementen verdienen een aparte opmerking: omdat het element overal doorheen moet dringen, van boorpijp tot kelly, is de hydraulische vraag zowel een volumeprobleem als een drukprobleem. In deze blik wordt dieper ingegaan op het afdichtingsgedrag van het element zelf ringvormige BOP-afdichtingsprestaties .

Ringvormige BOP JIANGSU WELLHEAD BOREN EUIPMENT CO., LTD. werd opgericht in februari 2005 en is een nationale hightech productieonderneming die R&D, productie, verkoop, ... Bekijk Product →

Accumulatorgrootte en bruikbaar vloeistofvolume

Het accumulatorvolume wordt bepaald door het aantal functies dat u achtereenvolgens wilt sluiten, en niet door de fysieke grootte van de sluiteenheid. Het vaak voorkomende falen is het tellen van flessen in plaats van bruikbare vloeistof.

Op API 16D gebaseerde praktijk is een redelijk anker: de bruikbare vloeistof moet minimaal 1,5 keer het totale verplaatsingsvolume zijn van alle functies die vanuit de accumulator moeten worden bediend, met extra rekening houdend met het besturingssysteem zelf. Bruikbare vloeistof is wat overblijft na het voorvullen en na de minimale druk die nodig is om een ​​functie gesloten te houden, dus deze ligt altijd ruim onder het nominale flesvolume.

• De voorvulling bedraagt ​​normaal gesproken ongeveer 1.000 psi stikstof op een 3.000 psi-systeem, gecontroleerd terwijl de pompen gestopt zijn en de vloeistof uit de flessen is afgevoerd.
• Bereken de verplaatsing per functie op basis van het sluitvolume van de fabrikant en vermenigvuldig dit vervolgens met het aantal bewerkingen dat u beschikbaar wilt hebben zonder op te laden.
• Voeg de ringvormige sluiting toe, omdat een enkele ringvormige sluiting meer vloeistof kan verbruiken dan drie ramslagen.
• Bevestig dat de pompcapaciteit de flessen binnen een realistische tijd kan opladen, inclusief één buiten dienst zijnde pomp.

Reactietijd: hoe de rigvloer feitelijk voelt

Reactietijd is meer een loodgietersprobleem dan een drukprobleem. Lange, smalle lijnen en koude, stroperige vloeistof kosten meer seconden dan een iets te kleine glasbak, en zijn achteraf veel moeilijker te diagnosticeren.

Meet de respons op de geïnstalleerde stapel met een drukrecorder, bij realistische omgevingstemperatuur, met één functie tegelijk en vervolgens met de slechtst mogelijke volgorde. Het testen van hardware maakt dat herhaalbaar in plaats van anekdotisch.

BOP-teststomp voor hogedrukputcontrole Een hogedrukafdichtings- en uitbarstingspreventieteststomp met bewaking op afstand, relevant bij het controleren van de reactie van de geïnstalleerde stapel voordat langzame sluiting wordt toegeschreven aan de vloeistofconditie. Bekijk Product →

Hydraulische vloeistof, netheid en koud weer

De vloeistofkeuze is veel minder belangrijk dan de vloeistofconditie. De meeste klachten over langzaam sluiten zijn terug te voeren op watervervuiling, beluchting of een verkeerde viscositeit bij omgevingstemperatuur, en niet op de basisvoorraad op het etiket.

• Vloeistof op waterbasis met een corrosieremmer en 3 tot 5 procent smeermiddel is de gebruikelijke standaard als lekkage naar het milieu ertoe doet.
• Glycolmengsels houden de viscositeit beter vast in omstandigheden onder nul; minerale olie wordt gebruikt waar de specificatie dit toelaat.
• Streef naar een ISO 4406-zuiverheid rond 18/16/13 of beter, met een absolute filtratie van 10 micron op het vul- en overdrachtstraject.
• Bemonster de vloeistof minstens twee keer per jaar en na elke besmetting, en vul nooit bij met een andere basisvoorraad.

Wanneer een BOP niet sluit: het symptoom lezen

Als een functie één keer langzaam sluit en zich daarna normaal gedraagt, vermoedt u lucht; als het in de loop van weken gestaag verslechtert, vermoed dan vloeistofverlies, interne lekkage of slijtage van de afdichting. Het symptoompatroon identificeert de oorzaak meestal sneller dan een manometer.

Vergeet niet dat de hydraulica en de drukregelkring als een paar werken. De choke-spruitstuk moet de stroom opvangen die de blokkeerder omleidt, en een langzaam werkende choke verandert een gecontroleerde trap in een drukpiek, zelfs als de BOP zelf correct presteerde.

BOP-hardware afstemmen op uw hydraulische levering

De goedkoopste plek om een hydraulische mismatch op te lossen is de specificatiefase, terwijl boring, werkdruk en cilinderinhoud nog steeds onderhandelbaar zijn. Het achteraf inbouwen van een sluitunit na levering is altijd een dure route.

1. Bevestig de werkdruk en het verplaatsingsvolume voor elke ram- en ringmaat die u wilt gebruiken.
2. Bepaal of u hydraulische vergrendeling, handmatige borgschroeven of beide nodig heeft, en bevestig hoe elk het sluitvolume beïnvloedt.
3. Bevestig API 16A-hardwaredocumentatie en API 16D-besturingssysteemcompatibiliteit in hetzelfde pakket.
4. Controleer of de poortgroottes, verbindingstypes en lijnlengtes overeenkomen met de sluiteenheid en bereken vervolgens het wrijvingsverlies bij piekstroom.
5. Voer vóór acceptatie een functietest uit bij minimale omgevingstemperatuur, niet erna.

Voor gestapelde configuraties is een lichaam met dubbele ram vaak de praktische keuze, omdat het een blinde en pijpafsluiting in één flensomhulsel mogelijk maakt en het aantal hydraulische circuits vermindert dat moet worden geleid en getest.

Double Ram Blowout Preventer voor boorputcontrole Een putmondafdichtingsapparaat met dubbele ram en blinde en pijpafsluiting in één geflensd lichaam, met API 6A/NACE-materialen voor hogedrukboringen. Bekijk Product →

Veelgestelde vragen

Waarmee moeten accumulatorflessen worden voorgevuld?

Ongeveer 1.000 psi stikstof op een 3.000 psi-systeem is het gebruikelijke uitgangspunt, gecontroleerd terwijl de pompen gestopt zijn en de vloeistof uit de flessen is afgetapt. Systemen met hogere druk gebruiken een hogere voorlading en de tabel van de fabrikant is altijd bepalend.

Hoeveel hydraulische druk is er nodig om een ​​ram te sluiten?

Typisch 1.500 tot 3.000 psi bij de cilinder voor oppervlakte-eenheden, plus een vergoeding voor lijnwrijving. Het exacte cijfer volgt uit de sluitverhouding bij uw maximaal verwachte inschakeldruk, en deze mag nooit hoger zijn dan de door de fabrikant opgegeven werkdruk.

Kan een BOP gesloten worden zonder hydraulische kracht?

Ja, het gebruik van handmatige borgschroeven of een handpomp op kleinere eenheden, maar dit is traag en moet worden beschouwd als een noodhulp in plaats van als een ontwerpaanname. Er bestaat precies een accumulatorcapaciteit zodat de opgeslagen energie de eerste kritieke sluiting kan dekken.

Waarom sluit de ring langzaam bij koud weer?

Viscositeit. Koude vloeistof is bestand tegen stroming door smalle leidingen en fittingen, waardoor de cilinder langzamer vult. Een glycolmengsel en leidingen met de juiste afmetingen lossen dit meestal op; Het verhogen van de pompdruk niet.

Hoe vaak moet de hydraulische vloeistof worden getest?

Minstens tweemaal per jaar, en onmiddellijk na elke besmetting, vloeistofverversing of grote reparatie. Het deeltjesaantal en het watergehalte zijn de twee resultaten die de moeite waard zijn om in de loop van de tijd te volgen.