BOP Hydraulics Explained: Accumulator Sizing, Closing Ratio and Response Time

BOP-hydrauliikka on varastoitua energiaa, nestettä ja ohjausreittiä, joka itse asiassa ohjaa puhallussuojan tiivistyselementtiä porausreiän painetta vastaan. Kun akun tilavuus, sulkemissuhde ja linjan koko ovat väärät, pino voi läpäistä jokaisen sertifikaatin kuoritestin ja sulkeutua silti liian hitaasti tai sulkeutua ilman sinetöintiä todellisen potkun aikana.

Käytännön vastaus ensin: kokoa akut pinon jokaisen toiminnon todellisesta siirtymätilavuudesta, tarkista sulkemissuhde korkeimmalla odottamallasi sulkeutumispaineella ja mittaa asennetun yksikön sulkemisaika sen sijaan, että luottaisit tietolomakkeeseen. Kaikki muu tässä artikkelissa selittää, miksi näillä kolmella numerolla on merkitystä ja kuinka ne toimivat vuorovaikutuksessa.

Mitä BOP-hydrauliikka todella kattaa

BOP-hydrauliikka on suljettu tehosilmukka, jossa on neljä osaa, ja kaikki neljä on mitoitettava yhteen. Järjestelmä varastoi energiaa, tuottaa painetta, jakaa virtauksen ja muuntaa sen mekaaniseksi voimaksi estimeen.

• Energian varastointi: typellä esiladatut akkupullot, jotka ovat yleensä ainoa energialähde sähkökatkon aikana.
• Paineen muodostus:
sulkuyksikön pumput ja säätimet, jotka lataavat pullot ja pitävät järjestelmän painetta.
• Jakelu: jakotukit, ohjausventtiilit, säätimet, paneelit ja hydrauliletkut jokaiseen toimintoon asti.
• Aktivointi: käyttösylinterit rengasmaisissa suojissa ja männänesteissä sekä lukitusruuvit yksiköissä, joissa niitä on.

Hyödyllinen tapa ajatella asiaa: järjestelmän on toimitettava määrätty tilavuus, määrätyllä paineella, määrätyn ajan sisällä, sillä hetkellä, kun laite on jo menettänyt tehonsa ja instrumenttiilman. Jokainen suunnittelupäätös tulee arvioida tämän yksittäisen skenaarion perusteella.

Suora, pilottiohjattu ja merenalainen ohjaus

Pintapinot käyttävät lähes aina ohjaushydrauliohjausta, koska se pitää korkeapainejohdot lyhyinä ja siirtää vain pienen pilottimäärän etäpaneeliin. Suora hydraulinen ohjaus on yksinkertaisempaa ja hitaampaa, ja se löytyy nykyään useimmiten pienistä työkoneista.

Miksi vedenalaiset järjestelmät näyttävät erilaisilta

Vedenalaiset pinot käyttävät epäsuoraa hydraulista ohjausta, jossa ohjaajan paine kulkee napaputkea pitkin vedenalaisiin ohjausyksiköihin ja sekvenssiventtiileihin, jotka päästävät nestettä paikallisista akkupulloista. Syynä on etäisyys: täyden käyttötilavuuden työntäminen useiden satojen metrien letkun läpi olisi liian hidasta ja menettäisi liikaa painetta kitkan vuoksi. Merenalaisessa vasteessa on myös otettava huomioon hydrostaattinen nousu, joten maalla sekunneissa sulkeutuva toiminto saattaa tarvita pidemmän päästörajan offshoressa.

Sulkemissuhde: Luku, joka päättää tiivistääkö pässi

Sulkemissuhde on suhde kaivon reiän paineen, jonka estäjän täytyy pitää, ja sen sulkemiseen vaadittavan hydraulipaineen välillä, ja se on hyödyllisin yksittäinen hydraulinen luku koko pinossa. Käytännössä suhde on karkeasti jaettuna porausreiän paineella sylinterissä käytettävissä olevalla hydraulisella käyttöpaineella, kun linjahäviöt ja tiivisteen kitka on otettu huomioon.

Yksinkertainen esimerkki: 10 000 psi:n sulkupaineella ja 1 500 psi:llä paininsylinterissä työsuhde on noin 6,7:1. Jos kitka- ja linjahäviöt syövät siitä 200 psi, tehollinen suhde putoaa ja mäntä voi saavuttaa putken ilman täysin tiivistä. Tästä syystä käyttäjät pitävät sylinterin paineen lähellä valmistajan kaistan yläpäätä minimin sijasta, ja miksi alimitoitettu ohjauslinja on aito hallinnan vaara eikä haitta.

Rengasmaiset ansaitsevat erillisen huomautuksen: koska elementin täytyy puristaa kaikkea poraputkesta kellyyn, hydraulinen tarve on yhtä lailla kuin paineongelma. Itse elementin tiivistyskäyttäytymistä käsitellään tarkemmin tässä katsauksessa rengasmainen BOP-tiivistyskyky .

Rengasmaksutaso JIANGSU WELLHEAD DRILLING EUIPMENT CO., LTD. perustettiin helmikuussa 2005, ja se on kansallinen korkean teknologian valmistusyritys, joka yhdistää T&K:n, tuotannon, myynnin, ... Näytä tuote →

Akun koko ja käyttökelpoinen nestemäärä

Akun tilavuus määräytyy niiden toimintojen lukumäärän mukaan, jotka aiot sulkea peräkkäin, ei sulkuyksikön luistimen fyysisen koon mukaan. Yleinen epäonnistuminen on pullojen laskeminen käyttökelpoisen nesteen sijaan.

API 16D -pohjainen käytäntö on järkevä ankkuri: käyttökelpoisen nesteen tulee olla vähintään 1,5 kertaa kaikkien akusta käytettävien toimintojen kokonaissyrjäytystilavuus, mutta itse ohjausjärjestelmälle on varattava lisävaraa. Käyttökelpoista nestettä jää jäljelle esilatauksen ja toiminnon kiinni pitämiseen tarvittavan vähimmäispaineen jälkeen, joten se on aina selvästi alle nimellistilavuuden.

• Esilataus on normaalisti noin 1 000 psi typpeä 3 000 psi:n järjestelmässä, tarkistetaan pumput pysäytettyinä ja neste tyhjennettynä pulloista.
• Laske siirtymä toimintoa kohti valmistajan sulkemistilavuudesta ja kerro sitten toimintojen määrällä, jonka haluat käytettävissä ilman latausta.
• Lisää rengas, koska yksi rengassulku voi kuluttaa enemmän nestettä kuin kolme paininiskua.
• Varmista, että pumpun kapasiteetti pystyy lataamaan pullot realistisessa ajassa, mukaan lukien yksi pumppu pois käytöstä.

Vastausaika: Miltä lautan lattia todella tuntuu

Vasteaika on enemmän putkisto- kuin paineongelma. Pitkät, kapeat viivat ja kylmä, viskoosi neste maksavat enemmän sekunteja kuin hieman alimitoitettu pullopankki, ja niitä on paljon vaikeampi diagnosoida jälkeenpäin.

Mittaa asennetun pinon vaste painemittarilla realistisessa ympäristön lämpötilassa, yksi toiminto kerrallaan ja sitten pahimman tapauksen järjestyksessä. Laitteiston testaus tekee siitä toistettavan pikemminkin kuin anekdoottisen.

BOP-testituki korkeapaineisen kaivon hallintaan Korkeapainetiivistys ja puhalluksen estotesti, jossa on etävalvonta, olennainen tarkistettaessa asennetun pinon vastetta ennen kuin lasketaan hidas sulkeminen nesteen tilaan. Näytä tuote →

Hydraulineste, puhtaus ja kylmä sää

Nesteen valinnalla on paljon vähemmän merkitystä kuin nesteen tilalla. Useimmat hitaasti sulkeutuvat valitukset juontavat juurensa veden saastumiseen, ilmastukseen tai väärään viskositeettiin ympäristön lämpötilassa, eivät etiketin perusaineeseen.

• Vesipohjainen neste, jossa on korroosionestoainetta ja 3–5 prosenttia voiteluainetta, on yleinen oletusarvo, kun vuodolla ympäristöön on merkitystä.
• Glykoliseokset pitävät viskositeetin paremmin pakkasessa; mineraaliöljyä käytetään siellä, missä tekniset tiedot sen sallivat.
• Tavoite ISO 4406 -puhtaus noin 18/16/13 tai parempi 10 mikronin absoluuttisella suodatuksella täyttö- ja siirtoreitillä.
• Ota nesteestä näyte vähintään kahdesti vuodessa ja jokaisen kontaminaatiotapahtuman jälkeen, äläkä koskaan täytä toisella perusaineella.

Kun maksutaso ei sulkeudu: Oireen lukeminen

Jos toiminto sulkeutuu hitaasti kerran ja toimii sitten normaalisti, epäile ilmaa; jos se hajoaa tasaisesti viikkojen aikana, epäile nestehukkaa, sisäistä vuotoa tai tiivisteen kulumista. Oirekuvio tunnistaa syyn yleensä nopeammin kuin painemittari.

Muista, että hydrauliikka ja paineensäätöpiiri toimivat parina. The rikastinsarja on otettava virtaus, jonka estäjä ohjaa, ja hitaasti toimiva kuristin muuttaa ohjatun potkun painepiikiksi, vaikka itse BOP toimi oikein.

Yhdistä BOP-laitteisto hydrauliikkaan

Halvin paikka hydraulisen epäsopivuuden korjaamiseen on spesifikaatiovaihe, kun taas poraus, käyttöpaine ja sylinterin iskutilavuus ovat vielä neuvoteltavissa. Sulkevan yksikön jälkiasennus toimituksen jälkeen on aina kallista.

1. Vahvista käyttöpaine ja iskutilavuus jokaiselle männille ja rengaskokoiselle, jota aiot käyttää.
2. Päätä, tarvitsetko hydraulista lukitusta, manuaalisia lukitusruuveja vai molempia, ja vahvista, miten kukin vaikuttaa sulkemistilavuuteen.
3. Vahvista API 16A -laitteistodokumentaatio ja API 16D -ohjausjärjestelmän yhteensopivuus samassa paketissa.
4. Varmista, että porttien koot, liitäntätyypit ja johtojen pituudet vastaavat sulkuyksikköä, ja laske sitten kitkahäviö huippuvirtauksessa.
5. Suorita toimintatesti ympäristön vähimmäislämpötilassa ennen hyväksymistä, älä sen jälkeen.

Pinotuissa kokoonpanoissa kaksoismäntärunko on usein käytännöllinen valinta, koska se sulkee putkien ja putkien yhdessä laipallisessa kuoressa ja vähentää hydraulipiirien määrää, jotka täytyy ohjata ja testata.

Kaksoissylinteri porauskaivon hallintaan Kaksisylinterinen kaivonpään tiivistyslaite, joka tarjoaa sokean ja putken sulkemisen yhdessä laipallisessa rungossa API 6A/NACE -materiaaleilla korkeapaineporaukseen. Näytä tuote →

Usein kysytyt kysymykset

Mihin akkupullot kannattaa ladata?

Noin 1 000 psi:n typpi 3 000 psi:n järjestelmässä on tavallinen lähtökohta, tarkistetaan pumput pysäytettyinä ja neste tyhjennettynä pulloista. Korkeapainejärjestelmät käyttävät korkeampaa esilatausta, ja valmistajan taulukko määrää aina.

Kuinka paljon hydraulipainetta tarvitaan painimen sulkemiseen?

Tyypillisesti 1 500 - 3 000 psi sylinterissä pintayksiköissä, plus linjakitkavara. Tarkka luku seuraa sulkusuhteesta odotetulla suurimmalla sulkupaineellasi, eikä se saa koskaan ylittää valmistajan nimellistä käyttöpainetta.

Voidaanko BOP sulkea ilman hydraulivoimaa?

Kyllä, käyttämällä manuaalisia lukitusruuveja tai käsipumppua pienemmissä yksiköissä, mutta se on hidasta ja sitä tulisi käsitellä hätävarana eikä suunnitteluoletuksena. Akkukapasiteetti on olemassa juuri niin, että varastoitu energia kattaa ensimmäisen kriittisen sulkemisen.

Miksi rengas sulkeutuu hitaasti kylmällä säällä?

Viskositeetti. Kylmä neste estää virtauksen kapeiden linjojen ja liitosten läpi, joten sylinteri täyttyy hitaammin. Glykolisekoitusneste ja oikean kokoiset linjat yleensä ratkaisevat sen; pumpun paineen nosto ei.

Kuinka usein hydraulineste tulee testata?

Vähintään kahdesti vuodessa ja välittömästi kontaminaatiotapahtuman, nesteenvaihdon tai suuren korjauksen jälkeen. Hiukkasten määrä ja vesipitoisuus ovat kaksi tulosta, joita kannattaa seurata ajan mittaan.