Ưu điểm và hạn chế của BOP hình khuyên so với BOP ram là gì?

Trong lĩnh vực kiểm soát giếng nghiêm ngặt, ngăn xếp Blowout Preventer (BOP) là tuyến phòng thủ chính chống lại sự giải phóng hydrocarbon không kiểm soát được. Mặc dù có nhiều loại BOP khác nhau nhưng BOP hình khuyên là một thành phần quan trọng và linh hoạt.

Hiểu chức năng cốt lõi
Một BOP hình khuyên được thiết kế để tạo thành một vòng bịt trong không gian hình khuyên giữa giếng và đường ống (ống khoan, vỏ hoặc ống) hoặc, nếu cần, trên một lỗ mở. Hoạt động của nó dựa vào một bộ phận đóng gói cao su hình bánh rán được gia cố được ép cơ học vào trong bằng áp suất thủy lực. Điều này trái ngược với BOP loại ram, sử dụng ram thép với các bộ phận cao su để bịt kín xung quanh các kích thước ống cụ thể hoặc cắt hoàn toàn ống.

Ưu điểm chính của BOP hình khuyên
Thiết kế của BOP hình khuyên mang lại một số lợi ích hoạt động riêng biệt:

Tính linh hoạt vô song trong việc bịt kín: Ưu điểm đáng kể nhất là khả năng bịt kín xung quanh nhiều đường kính ống khác nhau, bao gồm các hình dạng không chuẩn như kellys và khớp nối dụng cụ. Nó cũng có thể bịt kín hoàn toàn một giếng hở mà không có đường ống. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải thay đổi ram khi các kích thước ống khác nhau được chạy vào hoặc ra khỏi lỗ, nâng cao hiệu quả hoạt động.

Khả năng tước nâng cao: BOP hình khuyên cho phép "tước" – chuyển động có kiểm soát của đường ống thông qua thiết bị ngăn kín. Điều này có thể thực hiện được vì bộ phận đóng gói bằng chất đàn hồi có thể co lại và giãn nở nhẹ nhàng, cho phép ống di chuyển theo chiều dọc trong khi vẫn duy trì vòng đệm áp suất, một chức năng không khả thi với hầu hết các thiết bị ngăn chặn kiểu ram.

Tập trung ống: Khi bộ phận đóng gói đóng lại, nó sẽ tập trung ống vào bên trong giếng một cách tự nhiên. Đây là một tính năng an toàn quan trọng vì nó đảm bảo rằng mọi BOP loại ram tiếp theo nằm bên dưới nó đều có thể đóng mục tiêu dự định một cách hiệu quả.

Chức năng như một van chính: Trong một số trường hợp nhất định, BOP hình khuyên có thể được sử dụng làm van đóng giếng chính, đặc biệt trong các hoạt động khoan và sửa chữa khi kích thước ống thường xuyên thay đổi.

Những hạn chế và cân nhắc cố hữu
Mặc dù tính linh hoạt của nó, Annular BOP có những hạn chế cố hữu cho thấy nó phải là một phần của hệ thống BOP xếp chồng lên nhau, không phải là một giải pháp độc lập.

Xếp hạng áp suất thấp hơn: Nói chung, bộ ngăn hình khuyên có xếp hạng áp suất tối đa thấp hơn so với BOP ram có kích thước tương tự, đặc biệt là ở kích thước lỗ khoan lớn hơn. Các ứng dụng áp suất cao thường đòi hỏi phải dựa vào bộ ngăn ram để đóng giếng cuối cùng.

Khả năng hạn chế với áp suất chênh lệch cao: Hoạt động tước được giới hạn bởi áp suất chênh lệch trên bộ ngăn chặn. Áp suất cao tạo ra ma sát đáng kể trên đường ống, có thể đẩy nhanh sự mài mòn của bộ phận đóng gói và làm cho việc tước khó khăn hoặc không thể thực hiện được nếu không có thiết bị chuyên dụng.

Phần tử đóng gói Mang: Phần tử đóng gói đàn hồi là một bộ phận tiêu hao. Tuổi thọ của nó bị giảm do thường xuyên đóng và mở, tước hoạt động, và tiếp xúc với vật liệu mài mòn hoặc chất lỏng giếng nhiệt độ cao. Ram, đặc biệt là ram mù/cắt, thường chắc chắn hơn để bịt kín lâu dài trên giếng kín.

Không được thiết kế để cắt ống hoặc bịt kín trên ống uốn: Không giống như ram cắt, BOP hình khuyên không thể cắt qua ống khoan. Khả năng bịt kín của nó cũng bị tổn hại nếu đường ống bị biến dạng hoặc sụp đổ đáng kể.

BOP hình khuyên không phải là sự thay thế trực tiếp cho bộ ngăn chặn kiểu ram; đúng hơn, nó là một thành phần bổ sung. Điểm mạnh của nó nằm ở tính linh hoạt, khả năng tước và khả năng xử lý nhiều kích cỡ ống động. Những hạn chế của nó trong việc xử lý áp suất và độ bền của phần tử có nghĩa là nó được triển khai tốt nhất như một phần của chiến lược kiểm soát giếng theo lớp.

Ngăn xếp BOP mạnh mẽ tận dụng điểm mạnh của cả hai loại: BOP hình khuyên vì tính linh hoạt của nó và BOP ram vì tính toàn vẹn áp suất cao và khả năng cắt ống. Hiểu được những ưu điểm và hạn chế này là nền tảng để các kỹ sư và người vận hành thiết kế các hệ thống kiểm soát giếng hiệu quả và thực hiện các hoạt động khoan và hoàn thiện an toàn.