Ngăn chặn hiện tượng phun trào BOP: Cách thiết bị ngăn chặn hiện tượng phun trào bịt kín giếng trong quá trình khoan

Một cú đá sẽ trở thành một cú sút trong vài phút. Chất lỏng thành hệ đi vào giếng vì áp suất thành hệ đã vượt quá áp suất thủy tĩnh của cột bùn, và kể từ thời điểm đó, phi hành đoàn đang làm việc chống lại đồng hồ. Thiết bị đứng trong khoảng trống đó chính là thiết bị ngăn chặn hiện tượng phun trào, và cụm từ "BOP Blowout" thực sự mô tả một câu hỏi duy nhất: liệu ngăn xếp có đóng lại và bịt kín trước khi giếng thắng không?

Câu trả lời ngắn gọn: thiết bị ngăn ngừa phun trào ngăn chặn hiện tượng phun trào bằng cách đóng và bịt kín giếng khoan theo lệnh - xung quanh ống khoan bằng các thanh chắn ống, xuyên qua một lỗ mở bằng các thanh chắn mù, xung quanh hầu hết mọi hình dạng bằng phần tử hình khuyên hoặc bằng cách cắt thẳng ống bằng các thanh chắn cắt. Các đường dây nghẹt và tiêu diệt giữ cho đường dẫn dòng chảy được kiểm soát mở ra bề mặt để thủy thủ đoàn có thể luân chuyển bùn có trọng lượng tiêu diệt. BOP chứa giếng; sức nặng của bùn giết chết nó.

Những thất bại quan trọng hiếm khi đến từ khái niệm. Chúng đến từ bộ phận đóng không phù hợp cho đường ống trong lỗ, chất đàn hồi không bao giờ được đánh giá về nhiệt độ giếng hoặc hàm lượng H2S và các thử nghiệm áp suất không bao giờ tái tạo các điều kiện đóng thực tế. Các phần bên dưới hoạt động thông qua việc lựa chọn loại, sắp xếp ngăn xếp, thông số kỹ thuật API 16A và các bẫy mua sắm xuất hiện sau khi đơn đặt hàng được ký.

Công cụ ngăn chặn xả hơi là gì và nó không thể làm gì

Thiết bị ngăn ngừa xả hơi là cụm van áp suất cao được lắp mặt bích vào đầu giếng, được thiết kế để đóng và bịt kín giếng theo lệnh thủy lực hoặc cơ khí; API 16A là thông số kỹ thuật quản lý cho thiết bị BOP khoan và bảo dưỡng giếng.

Về mặt cơ học, mỗi BOP thực hiện bốn công việc:

• Bịt kín lỗ khoan xung quanh hoặc xuyên qua bất cứ thứ gì có trong lỗ - ống khoan, vỏ bọc, kelly, đường dây hoặc không có gì cả.
• Giữ một đường dẫn lưu thông mở thông qua các ống xả và các đường dây nghẹt và tiêu diệt, do đó giếng có thể được lưu thông trong khi nó bị đóng.
• Cắt đường ống khi không có phần tử bịt kín nào có thể gắn vào nó bằng cách sử dụng các thanh cắt.
• Giữ áp lực đủ lâu để người ta nâng bùn lên, bơm xuống dây và đóng giếng.

Điều nó không thể làm là loại bỏ nguyên nhân gây ra cú đá. Một BOP đóng hoàn toàn vẫn khiến áp suất của giếng tăng lên và bể chứa được kiểm soát bởi trọng lượng bùn và lịch trình tuần hoàn sau đó. Việc coi ngăn xếp như một công cụ tiêu diệt hơn là một công cụ ngăn chặn vẫn là một trong những quan niệm sai lầm dai dẳng nhất trong kiểm soát tốt.

Vị trí ngăn xếp cũng định hình thiết kế. Một ngăn xếp bề mặt nằm phía trên bàn quay, nơi có thể thay đổi và kiểm tra ram trên sàn giàn khoan. Ống khói dưới biển nằm bên trong một khung dưới đáy biển, bổ sung thêm bộ ngắt kết nối ống nâng hàng hải và các cụm điều khiển dự phòng, đồng thời khiến mọi vật liệu đàn hồi thay đổi hoạt động của tàu. Logic đóng là như nhau; kinh tế bảo trì thì không.

Hình khuyên hoặc Ram: Chọn phần tử đóng

Chọn bộ phận đóng theo đường ống trong lỗ và áp suất mà nó phải chịu, chứ không phải theo những gì xảy ra trên kệ.

Các bộ phận ngăn hình khuyên đóng xung quanh bất cứ thứ gì - đường ống, vỏ, kelly hoặc lỗ hở - bởi vì một pít-tông thủy lực ép một phần tử đàn hồi vào trong và phần tử đó phù hợp với bất cứ thứ gì nó gặp. Sự linh hoạt đó làm giảm áp lực làm việc và thu hẹp khoảng nhiệt độ. Bộ ngăn chặn Ram đánh đổi tính linh hoạt để có được áp suất làm việc cao hơn và hình dạng bịt kín cố định, đó là lý do tại sao hầu hết các ngăn xếp đều mang cả hai.

Bộ ngăn ngừa xả khí hình khuyên API 16A để kiểm soát tốt hình khuyên BOP for API 16A well-control stacks; its flexible element closes around pipe, casing, kelly or open hole. Xem sản phẩm →

Một ngăn xếp bề mặt làm việc thường ghi, từ đầu giếng trở lên: ống khoan có các đầu ra choke và kill, một hoặc hai khoang ram (ống cộng với mù hoặc cắt), sau đó là hình khuyên ở trên cùng. Hình khuyên đi cuối cùng vì đây là phần tử có khả năng chịu đựng cao nhất và là phần tử bạn muốn có khi đường ống di chuyển hoặc dây không ở giữa.

Bộ ngăn chặn xả Ram kép API 16A để kiểm soát tốt BOP ram đôi để bịt kín đầu giếng, với hai ram đóng xung quanh đường ống hoặc vỏ để tạo thành rào chắn khi áp suất bất thường. Xem sản phẩm →

Hai lỗi định cỡ tái diễn. Đầu tiên là chọn lỗ khoan chỉ cho ống khoan mà quên rằng vỏ, kelly hoặc dụng cụ đi dây có thể ở trong lỗ khi giếng cần đóng lại. Thứ hai là xếp chồng các khoang 10.000 psi dưới hình khuyên 5.000 psi và giả sử tổ hợp được đánh giá ở số thấp hơn trong suốt - mỗi đầu giếng, ống chỉ và ống góp đều có xếp hạng riêng và thành phần yếu nhất sẽ đặt giới hạn cho toàn bộ đường bao áp suất.

Hệ thống điều khiển: Biến quyết định thành Ram đóng

Mọi bộ phận đóng cửa đều phụ thuộc vào năng lượng thủy lực được lưu trữ, vì vậy hệ thống điều khiển cũng quan trọng như bàn ủi.

Bình ắc quy, hộp điều khiển, dây thí điểm và bảng điều khiển chuyển đổi quyết định thành ram đóng trong vài giây. Điều khiển BOP một RAM hiện đại đã chuyển sang các giao diện vận hành trực quan với phản hồi vị trí ram, chỉ số áp suất đa dạng và logic đóng theo trình tự, giúp rút ngắn khoảng cách giữa việc nhận biết lực tác động và đóng giếng vào. Các chi tiết thực tế được đề cập trong ghi chú này trên Hoạt động từ xa BOP đơn ram . Dù giao diện là gì, hãy xác minh thời gian đóng và dung lượng bộ tích lũy theo yêu cầu của hệ thống điều khiển cho ngăn xếp của bạn và xác nhận rằng an toàn dự phòng có nghĩa là đóng chứ không phải giữ.

Trạng thái chất lỏng thủy lực là biến yên tĩnh. Chất lỏng bị ô nhiễm làm chậm quá trình di chuyển của pít-tông và hành trình chậm được coi là lỗi điều khiển trong quá trình kiểm tra chức năng chứ không phải trong khi đá, đây là thời điểm tốt duy nhất để tìm ra nó.

Kiểm tra: Nơi ngăn ngừa xả hơi thường thất bại đầu tiên

Hầu hết các lỗi BOP được tìm thấy trong quá trình thử nghiệm chứ không phải khi khởi động, đó chính xác là lý do tại sao chương trình thử nghiệm lại vượt trội hơn bảng dữ liệu.

Hai bài kiểm tra trả lời hai câu hỏi khác nhau. Kiểm tra chức năng chứng minh ram di chuyển và hệ thống điều khiển phản hồi; thử nghiệm áp suất chứng minh con dấu giữ ở áp suất làm việc. Thông lệ phổ biến, tuân theo Tiêu chuẩn API 53 và chính sách của nhà điều hành, là kiểm tra áp suất ngăn xếp khi nó được lắp đặt, sau bất kỳ thay đổi ram hoặc vòng đệm nào, sau khi kiểm tra lực cắt và trong một chu kỳ thường không quá 21 ngày, với các bài kiểm tra chức năng được thực hiện mỗi chuyến đi hoặc ít nhất là hàng tuần.

Công cụ giúp việc kiểm tra áp suất trên sàn giàn khoan trở nên thực tế là gốc thử nghiệm. Nó chạy vào ống khoan, bịt kín bên trong lỗ bên dưới khoang đang được thử nghiệm và cho phép áp suất được tác dụng từ bên dưới, do đó, mỗi khoang ram, hình khuyên và các kết nối đầu ra có thể được xác minh độc lập mà không cần kéo dây.

Gốc thử nghiệm API 16A BOP để kiểm tra áp suất Gốc kiểm tra bịt kín bên trong lỗ khoan bên dưới khoang nén, cho phép kiểm tra áp suất độc lập đối với các khoang BOP, các kết nối hình khuyên và đầu ra. Xem sản phẩm →

Ghi lại những gì đã được thử nghiệm, ở áp suất nào, trong bao lâu và với chất lỏng nào. Biểu đồ kiểm tra cho thấy cùng một áp suất được giữ trên mọi khoang bất kể xếp hạng có xu hướng bị hỏng khi kiểm tra và nó không cho đội tiếp theo biết gì về vị trí thực sự của con dấu.

Danh sách kiểm tra thông số kỹ thuật: Những điều cần xác nhận trên API 16A BOP

Hai thiết bị ngăn chặn có cùng định mức lỗ khoan và áp suất có thể là những thiết bị rất khác nhau, vì vậy hãy xác nhận các thông số này trước khi so sánh báo giá.

Rủi ro trong mua sắm Người mua phải học một cách khó khăn

Hầu hết những bất ngờ khó chịu trong đơn đặt hàng BOP đều mang tính chất thương mại và kích thước hơn là luyện kim. Đây là những cái đáng viết vào đặc điểm kỹ thuật:

1. Xếp hạng xếp chồng. Một vành khuyên áp suất cao trên một ống cuộn áp suất thấp hoặc ngược lại tạo ra một cụm chỉ có thể sử dụng ở số lượng thấp nhất.
2. Sự thay thế chất đàn hồi. Các đệm làm kín gốc nitrile, nitrile hydro hóa, fluoroelastomer và polytetrafluoroethylene hoạt động khác nhau ở nhiệt độ thấp và trong khí chua; hợp chất rẻ nhất vượt qua bài kiểm tra vẫn có thể không hoạt động được.
3. Những khoảng trống về tài liệu. Giấy chứng nhận vật liệu, số nhiệt, biểu đồ kiểm tra áp suất và khả năng truy xuất nguồn gốc là sự khác biệt giữa một chồng có thể được chứng nhận lại và một chồng không thể được chứng nhận lại.
4. Ram và phớt dự phòng. Việc có sẵn bộ đệm và lỗ ram chính xác sau khi vận hành thử là vấn đề bảo trì chứ không phải vấn đề mua hàng.
5. Thời gian dẫn đầu. Thân máy được rèn, gia công và chứng kiến ​​chữ lồng thống trị việc phân phối; lệnh gấp thường có nghĩa là một cơ quan hiện có, không phải là một quá trình nhanh hơn.

Do đó, việc tìm nguồn cung ứng phụ thuộc vào kỷ luật tài liệu và khả năng gia công. Thiết bị khoan đầu giếng Giang Tô sản xuất BOP hình khuyên, ram đơn và ram đôi API 16A, ống góp chặn và ngắt 16C, gốc thử nghiệm và phụ kiện áp suất cao tại cơ sở Diêm Thành ở Giang Tô, Trung Quốc - một địa điểm rộng 70.000 m2 với gia công CNC, hàn tự động và sơn tự động, có giấy phép chữ lồng API Q1, API 6A, API 16A và API 16C cùng với các phê duyệt phân loại ABS, BV và CCS và ISO Chứng nhận 9001, 14001 và 45001. Công ty được liệt kê là nhà cung cấp cho CNPC, SINOPEC và CNOOC, có nghĩa là thủ tục giấy tờ của nó đã được cấu trúc xung quanh các yêu cầu kiểm tra và nguyên liệu của công ty dầu khí nhà nước. Trên một giàn khoan đang chờ một đống được chứng nhận, dấu vết đó quan trọng hơn một tập tài liệu quảng cáo.

Câu hỏi thường gặp

BOP có thể tự mình ngăn chặn một vụ nổ không?

Không. Nó bịt kín giếng và giữ áp lực, nhưng giếng chỉ bị chết khi trọng lượng bùn vượt quá áp suất hình thành và sự tuần hoàn loại bỏ dòng nước vào. BOP câu giờ để biến điều đó thành hiện thực.

Nên đóng hình khuyên hay thanh ram trước?

Không có câu trả lời phổ quát. Nhiều người vận hành sử dụng hình khuyên để đóng hoặc tuốt ban đầu khi đường ống đang di chuyển và dựa vào các thanh nén để bịt kín ở áp suất làm việc tối đa. Trình tự này thuộc quy trình kiểm soát giếng và cần được cố định trước khi phun giếng.

BOP nên được kiểm tra áp suất bao lâu một lần?

Thông lệ là sau khi lắp đặt, sau bất kỳ thay đổi ram hoặc phốt nào, sau thử nghiệm cắt và trong một chu kỳ thường không quá 21 ngày, với các thử nghiệm chức năng trong mỗi chuyến đi hoặc ít nhất là hàng tuần. Quy định địa phương và chính sách điều hành ghi đè bất kỳ số chung nào.

Tôi nên chỉ định áp suất làm việc nào?

Bắt đầu từ áp suất đóng bề mặt dự đoán tối đa, thêm một giới hạn, sau đó đảm bảo đầu giếng, ống chỉ, BOP và ống góp đều có xếp hạng phù hợp. Xếp hạng hỗn hợp lặng lẽ giảm toàn bộ tổ hợp xuống phần yếu nhất của nó.

Điều gì gây ra hầu hết các hư hỏng của phớt BOP khi sử dụng?

Lựa chọn chất đàn hồi và hư hỏng cơ học. Các vòng đệm nhìn thấy nhiệt độ hoặc nồng độ H2S bên ngoài lớp của chúng sẽ bị lão hóa nhanh chóng và một thanh nén đóng sai đường kính ngoài của ống có thể làm rách bộ phận bịt kín trong lần truyền động đầu tiên.

Việc ngăn ngừa xả hơi bao gồm ba yếu tố có thể được xác minh trước khi giàn khoan di chuyển: bộ phận đóng phù hợp cho đường ống và áp suất, hệ thống điều khiển đóng đáng tin cậy từ bảng điều khiển và chương trình thử nghiệm tái tạo các điều kiện đóng thực tế. Mọi thứ khác — chữ lồng, thời gian thực hiện, bộ ram dự phòng — đều hỗ trợ ba thứ đó. Nhận đúng cấu hình ngăn xếp và danh sách kiểm tra thông số kỹ thuật và BOP thực hiện một công việc duy nhất mà nó tồn tại: nó giữ giếng đủ lâu để trọng lượng bùn giành chiến thắng.