BOP Hydraulics Explicat: Dimensiunea acumulatorului, raportul de închidere și timpul de răspuns

Hidraulica BOP este energia stocată, fluidul și calea de control care antrenează de fapt elementul de etanșare al unui dispozitiv de prevenire a erupțiilor împotriva presiunii din sondă. Atunci când volumul acumulatorului, raportul de închidere și dimensiunea liniei sunt greșite, o stivă poate trece fiecare test al carcasei de pe certificat și totuși se poate închide prea încet, sau se poate închide fără etanșare, în timpul unei lovituri reale.

Răspunsul practic mai întâi: măriți acumulatorii din volumul de deplasare real al fiecărei funcții de pe stivă, verificați raportul de închidere la cea mai mare presiune de închidere pe care o așteptați și măsurați timpul de închidere pe unitatea instalată în loc să aveți încredere într-o fișă de date. Orice altceva din acest articol explică de ce aceste trei numere contează și cum interacționează.

Ce acoperă de fapt BOP Hydraulics

Hidraulica BOP este o buclă închisă de putere cu patru părți și toate cele patru trebuie dimensionate împreună. Sistemul stochează energie, generează presiune, distribuie debitul și transformă acel flux în forță mecanică asupra dispozitivului de prevenire.

• Stocarea energiei: sticle de acumulatoare preîncărcate cu azot, în mod normal singura sursă de energie în timpul unei căderi de curent.
• Generare de presiune:
pompe de închidere și regulatoare care reîncarcă sticlele și mențin presiunea sistemului.
• Distributie: colectoare, supape de control, regulatoare, panouri și conducte hidraulice până la fiecare funcție.
• Acționare: cilindrii de acționare de pe dispozitivele de prevenire inelare și de blocare, plus șuruburile de blocare ale unităților care le au.

Un mod util de a te gândi la asta: sistemul trebuie să livreze un volum definit, la o presiune definită, într-un timp definit, în momentul în care instalația și-a pierdut deja puterea și aerul instrumentului. Fiecare decizie de proiectare ar trebui să fie judecată în funcție de acel scenariu unic.

Control direct, pilot și submarin

Stivele de suprafață folosesc aproape întotdeauna controlul hidraulic pilot, deoarece menține liniile de înaltă presiune scurte și mută doar un volum mic pilot către panoul de la distanță. Controlul hidraulic direct este mai simplu și mai lent și se găsește acum mai ales pe unitățile de reparare mici.

De ce sistemele submarine arată diferit

Stivele submarine folosesc controlul hidraulic indirect, în care presiunea pilot se deplasează pe un ombilical până la podurile de control submarin și supapele de secvență care admit fluidul din sticlele acumulatoarelor locale. Motivul este distanța: împingerea volumului complet de acționare prin câteva sute de metri de furtun ar fi prea lentă și ar pierde prea multă presiune la frecare. Răspunsul submarin trebuie să țină seama și de înălțimea hidrostatică, așa că o funcție care se închide în câteva secunde pe uscat poate avea nevoie de o alocație mai lungă în larg.

Raportul de închidere: numărul care decide dacă un berbec sigilează

Raportul de închidere este relația dintre presiunea din sondă pe care trebuie să o mențină un dispozitiv de prevenire și presiunea hidraulică necesară pentru a-l închide și este cea mai utilă cifră hidraulică din întregul coș. În practică, raportul este aproximativ presiunea din sondă împărțită la presiunea hidraulică de operare disponibilă la cilindru, după ce s-au luat în considerare pierderile în conductă și frecarea etanșării.

Un exemplu simplu: cu o presiune de închidere de 10.000 psi și 1.500 psi la cilindrul berbecului, raportul de lucru este de aproximativ 6,7:1. Dacă frecarea și pierderile din conductă consumă 200 psi din aceasta, raportul efectiv scade și berbecul poate ajunge la țeavă fără a se etanșa complet. Acesta este motivul pentru care operatorii mențin presiunea cilindrului aproape de partea superioară a benzii producătorului, mai degrabă decât cea minimă, și de ce liniile de control subdimensionate sunt un adevărat pericol de control bine, mai degrabă decât un inconvenient.

Anularele merită o notă separată: deoarece elementul trebuie să se strecoare peste orice, de la țeava de foraj la Kelly, cererea hidraulică este o problemă de volum la fel de mult ca o problemă de presiune. Comportamentul de etanșare al elementului în sine este tratat mai detaliat în această privire performanță de etanșare inelară BOP .

BOP anular JIANGSU WELLHEAD DILLING EUIPMENT CO., LTD. a fost fondată în februarie 2005 și este o întreprindere națională de producție de înaltă tehnologie care integrează cercetare și dezvoltare, producție, vânzări, ... Vizualizare produs →

Dimensiunea acumulatorului și volumul de lichid utilizabil

Volumul acumulatorului este setat de numărul de funcții pe care intenționați să le închideți în secvență, nu de dimensiunea fizică a derapajului unității de închidere. Eșecul comun este de a număra sticlele mai degrabă decât lichidul utilizabil.

Practica bazată pe API 16D este o ancoră rezonabilă: fluidul utilizabil ar trebui să fie de cel puțin 1,5 ori volumul total de deplasare al tuturor funcțiilor care urmează să fie operate de la acumulator, cu alocație suplimentară pentru sistemul de control în sine. Lichidul utilizabil este ceea ce rămâne după preîncărcare și după presiunea minimă necesară pentru a menține o funcție închisă, deci este întotdeauna cu mult sub volumul nominal al sticlei.

• Preîncărcarea este în mod normal de aproximativ 1.000 psi azot pe un sistem de 3.000 psi, verificată cu pompele oprite și lichidul scurs din sticle.
• Calculați deplasarea pe funcție din volumul de închidere al producătorului, apoi înmulțiți cu numărul de operațiuni pe care doriți să le aveți la dispoziție fără reîncărcare.
• Adăugați inelul, deoarece o singură închidere inelară poate consuma mai mult fluid decât trei mișcări de piston.
• Confirmați că capacitatea pompei poate reîncărca sticlele într-un timp realist, inclusiv o pompă scoasă din funcțiune.

Timp de răspuns: ce simte de fapt podeaua platformei

Timpul de răspuns este o problemă de instalație mai mult decât o problemă de presiune. Liniile lungi și înguste și fluidul rece și vâscos costă mai multe secunde decât un banc de sticle ușor subdimensionat și sunt mult mai greu de diagnosticat ulterior.

Măsurați răspunsul pe stiva instalată cu un înregistrator de presiune, la temperatură ambiantă realistă, cu o funcție pe rând și apoi cu secvența din cel mai rău caz. Testarea hardware-ului face ca acest lucru să fie repetabil mai degrabă decât anecdotic.

Butuc de testare BOP pentru controlul puțurilor de înaltă presiune Un butuc de testare de etanșare la presiune înaltă și prevenire a exploziilor cu monitorizare de la distanță, relevant atunci când se verifică răspunsul stivei instalate înainte de a atribui închiderea lentă stării fluidului. Vizualizare produs →

Fluid hidraulic, curățenie și vreme rece

Alegerea fluidului contează mult mai puțin decât starea fluidului. Cele mai multe reclamații cu închidere lentă provin din contaminarea apei, aerare sau vâscozitatea greșită la temperatura ambiantă, nu de stocul de bază de pe etichetă.

• Fluidul pe bază de apă cu un inhibitor de coroziune și 3 până la 5% lubrifiant este implicit obișnuit acolo unde scurgerile în mediu contează.
• Amestecurile de glicol mențin mai bine vâscozitatea în condiții sub zero; uleiul mineral este folosit acolo unde specificațiile o permit.
• Țintește curățenia ISO 4406 în jurul valorii de 18/16/13 sau mai bine, cu filtrare absolută de 10 microni pe calea de umplere și transfer.
• Prelevați probe de lichid de cel puțin două ori pe an și după orice eveniment de contaminare și nu completați niciodată cu un alt stoc de bază.

Când un BOP nu se închide: citirea simptomului

Dacă o funcție se închide lent o dată și apoi se comportă normal, suspectați aer; dacă se degradează în mod constant de-a lungul săptămânilor, suspectați pierderi de lichid, scurgeri interne sau uzură a etanșării. Tiparul simptomelor identifică de obicei cauza mai repede decât o face un manometru.

Rețineți că sistemul hidraulic și bucla de control al presiunii funcționează ca o pereche. The colector de sufocare trebuie să preia fluxul pe care dispozitivul de prevenire îl deviază, iar un șoc cu acțiune lentă transformă o lovitură controlată într-un vârf de presiune chiar și atunci când BOP în sine a funcționat corect.

Potrivirea hardware-ului BOP cu sursa ta hidraulică

Cel mai ieftin loc pentru a remedia o nepotrivire hidraulică este etapa de specificație, în timp ce alezajul, presiunea de funcționare și deplasarea cilindrului sunt încă negociabile. Modificarea unei unități de închidere după livrare este întotdeauna calea costisitoare.

1. Confirmați presiunea de funcționare și volumul de deplasare pentru fiecare pilon și dimensiune inelară pe care intenționați să o rulați.
2. Decideți dacă aveți nevoie de blocare hidraulică, șuruburi de blocare manuală sau ambele și confirmați modul în care fiecare afectează volumul de închidere.
3. Confirmați documentația hardware API 16A și compatibilitatea sistemului de control API 16D în același pachet.
4. Confirmați că dimensiunile portului, tipurile de conexiune și lungimile liniilor se potrivesc cu unitatea de închidere, apoi calculați pierderea prin frecare la debitul maxim.
5. Efectuați un test de funcționare la temperatura ambientală minimă înainte de acceptare, nu după.

Pentru configurațiile stivuite, un corp dublu de berbec este adesea alegerea practică, deoarece oferă închidere oarbă și conductă într-un singur plic cu flanșă și reduce numărul de circuite hidraulice care trebuie direcționate și testate.

Dispozitiv de prevenire a exploziilor dublu pentru controlul puțurilor de foraj Un dispozitiv de etanșare a capului de sondă cu două berbec, care oferă închidere oarbă și țevi într-un singur corp cu flanșă, cu materiale API 6A/NACE pentru operațiuni de foraj de înaltă presiune. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente

La ce ar trebui să fie preîncărcate sticlele de acumulator?

Aproximativ 1.000 psi azot pe un sistem de 3.000 psi este punctul de pornire obișnuit, verificat cu pompele oprite și lichidul scurs din sticle. Sistemele cu presiune mai mare folosesc o preîncărcare mai mare, iar graficul producătorului guvernează întotdeauna.

Câtă presiune hidraulică este nevoie pentru a închide un berbec?

De obicei, 1.500 până la 3.000 psi la cilindru pentru unitățile de suprafață, plus o admisie pentru frecarea liniei. Cifra exactă rezultă din raportul de închidere la presiunea maximă de închidere anticipată și nu ar trebui să depășească niciodată presiunea nominală de funcționare a producătorului.

Poate fi închis un BOP fără energie hidraulică?

Da, folosind șuruburi de blocare manuale sau o pompă manuală pe unități mai mici, dar este lentă și ar trebui tratată ca o rezervă de urgență, mai degrabă decât o presupunere de proiectare. Capacitatea acumulatorului există tocmai astfel încât energia stocată acoperă prima închidere critică.

De ce inelarul se închide încet pe vreme rece?

Viscozitate. Lichidul rece rezistă curgerii prin linii și fitinguri înguste, astfel încât cilindrul se umple mai lent. Un lichid din amestec de glicol și liniile de dimensiuni corecte o rezolvă de obicei; creșterea presiunii pompei nu.

Cât de des trebuie testat lichidul hidraulic?

Cel puțin de două ori pe an și imediat după orice eveniment de contaminare, schimbare de lichid sau reparații majore. Numărul de particule și conținutul de apă sunt cele două rezultate care merită urmărite în timp.