شرح مراكم مانع الانفجار BOP: مبدأ العمل، والتحجيم، والفحوصات الميدانية

مركم مانع الانفجار BOP هو الوحدة الهيدروليكية للطاقة المخزنة التي تغلق موانع الانفجار عندما لا يكون لدى المنصة طاقة أو هواء مضغوط أو مضخات قيد التشغيل. إنه ليس مكونًا مثقوبًا جيدًا؛ إن مصدر الطاقة هو الذي يجعل بقية مكدس مانع الانفجار BOP يعمل في حالات الطوارئ، ويتم قياس سعته بالسائل الهيدروليكي القابل للاستخدام، وليس بعدد الزجاجات المناسبة للانزلاق.

يحرك هذا التعريف كل شيء أدناه: لماذا يعد الشحن المسبق للنيتروجين أكثر أهمية من عدد الزجاجات، ولماذا لا تزال الوحدة التي تجتاز فحص الضغط الثابت تغلق ببطء، وما يجب تحديده وشحنه وفحصه بحيث تظل قوة الإغلاق موجودة في الوظيفة الثانية والثالثة للركلة.

ما الذي يجب أن يفعله تراكم مانع الانفجار BOP؟

يجب أن يوفر مركم مانع الانفجار BOP السطحي ما يكفي من السوائل المخزنة لتشغيل كل وظيفة طوارئ مطلوبة بالتسلسل مع الاستمرار في الاحتفاظ بالضغط أعلى من الشحن المسبق للنيتروجين، بدون مصدر طاقة خارجي.

وبالتالي فإن وحدة العمل تحتوي على الأقل على:

• زجاجات مشحونة بالنيتروجين على حامل متعدد، ولكل منها صمام عزل خاص بها.
• خزان هيدروليكي بحجم يغطي حجم تفريغ الزجاجات، بالإضافة إلى هامش عمل.
• مضخات تعمل بالهواء أو كهربائية أو مزدوجة مع مفاتيح ضغط أوتوماتيكية.
• منظمات تعمل على خفض ضغط الزجاجة إلى الكبس وإمدادات المانع الحلقي.
• صمامات تخفيف، وصمامات فحص، ووصلة مخصصة لشحن النيتروجين.
• لوحة تحكم مزودة بصمامات وظيفية، بالإضافة إلى لوحة تحكم عن بعد في أرضية الحفر في معظم منصات الحفر.
• أجهزة القياس أو محولات الطاقة، وأجهزة إنذار الضغط المنخفض ومؤشر مستوى السائل.

تقع ممارسة التصميم والتشغيل تحت وثيقتين: API Spec 16D لنظام التحكم نفسه، وAPI Std 53 لأنظمة معدات التحكم في البئر في موقع البئر. كلاهما يدوران حول نفس الرقم، وحجم السائل القابل للاستخدام عند هامش ضغط محدد، وكلاهما يفترض أن الوحدة مشحونة وفحصها واختبارها وفقًا لجدول زمني.

كيف تصبح الطاقة المخزنة قوة الإغلاق

يتم تخزين الطاقة في صورة نيتروجين مضغوط بدلاً من سائل يتم ضخه، ولهذا السبب تستمر الوحدة في العمل بعد انقطاع الطاقة عن المنصة.

يتم تقسيم كل زجاجة إلى غرفتين. يتم شحن النيتروجين مسبقًا على جانب واحد؛ يتم ضخ السائل الهيدروليكي من الخزان إلى الآخر. نظرًا لأن النيتروجين يضغط بينما لا يضغط السائل، تقوم المضخة بشحن الغاز أثناء ملئه للقشرة. عندما يفتح صمام وظيفي، يتمدد النيتروجين ويدفع السائل إلى مشغل المانع عند الضغط، دون الحاجة إلى مضخة أو مصدر هواء أو طاقة كهربائية.

الشحن المسبق هو أرضية النظام. يتوقف السائل عن التدفق بمجرد انخفاض ضغط الزجاجة إلى قيمة الشحن المسبق للنيتروجين، لذلك يحدث كل إجراء مفيد بين ضغط العمل والشحن المسبق.

يحدد نوع الزجاجة كيفية إجراء هذا الفصل

الشحن المسبق يتبع قانون الغاز، وكذلك الشتاء

في نظام 3000 رطل لكل بوصة مربعة، يكون الشحن المسبق للنيتروجين عادةً 1000 رطل لكل بوصة مربعة، ويتم فحصه من خلال عزل جانب السائل وتصريفه. ويعتمد هذا الرقم على درجة الحرارة: فالزجاجة المشحونة إلى 1000 رطل لكل بوصة مربعة عند درجة حرارة 70 درجة فهرنهايت تقرأ ما يقرب من 865 رطل لكل بوصة مربعة عند درجة حرارة 0 درجة فهرنهايت، لأن ضغط النيتروجين يتدرج مع درجة الحرارة المطلقة. يمكن للوحدة التي تبدو مشحونة بالكامل في الصيف أن تعاني من نقص السوائل القابلة للاستخدام في صيانة الآبار في شهر يناير، كما أن الوحدة المشحونة بالهواء المضغوط بدلاً من النيتروجين الجاف تنطوي على خطر حقيقي للحريق.

الحجم حسب الحجم القابل للاستخدام، وليس حسب عدد الزجاجات

الرقم الذي ينتمي إلى المواصفات هو حجم السائل القابل للاستخدام عند هامش ضغط محدد، وليس إجمالي حجم الزجاجة أو عدد الزجاجات.

بالنسبة لنظام 3000 رطل لكل بوصة مربعة مع 1000 رطل لكل بوصة مربعة للشحن المسبق، يكون التقريب متساوي الحرارة بسيطًا: الحجم القابل للاستخدام يساوي إجمالي حجم الزجاجة مضروبًا في واحد ناقص الشحن المسبق (مطلق) مقسومًا على ضغط التشغيل (مطلق). من الناحية العملية، يكون الرقم الذي يجب إثباته أصغر، لأن النظام يجب أن يظل على الأقل 200 رطل لكل بوصة مربعة فوق الشحن المسبق بعد آخر وظيفة مطلوبة. هذا هو الرقم الذي ينتج عن اختبار السحب.

يتبع ذلك نتيجتان. يؤدي رفع الشحن المسبق للحصول على ضغط إضافي للزجاجة دائمًا إلى تقليل السوائل القابلة للاستخدام. كما أن إضافة وظائف، حلقي ثانٍ، أو صمام HCR أو خنق هيدروليكي، يغير المتطلبات، وهذا هو السبب في أن تغيير المكدس غالبًا ما يفرض إعادة حجم المركم بدلاً من زجاجة أخرى.

الشحن المسبق والضغوط المنظمة ووقت الإغلاق

قم بضبط الشحن المسبق للنيتروجين أولاً، لأن كل ضغط آخر على الوحدة يكون في اتجاه مجرى النهر ويتم تحديد وقت الإغلاق من خلال مسار التدفق بدلاً من عدد الزجاجات.

وقت الإغلاق يمثل مشكلة تدفق. إن حجم الصمام وتجويف الخرطوم وحجم المشغل وطول التشغيل من اللوحة إلى المانع يهم أكثر من زجاجة إضافية واحدة. يمكن للوحدة أن تتحمل الضغط الكامل وتظل تغلق ببطء إذا كان مسار التدفق مقيدًا، وهذا هو السبب في أن اختبار الوظيفة، وليس المقياس، هو الدليل الحقيقي.

الشيكات اليومية، وأوضاع الفشل واختبار السحب

إن جولة مدتها عشر دقائق تكتشف تقريبًا كل مشكلة تراكم قبل أن تصبح حدثًا للتحكم في البئر.

• تتم قراءة ضغط الزجاجة والشحن المسبق مقابل درجة الحرارة المحيطة، وليس مقابل قراءة الصيف.
• مستوى الخزان، ولون السائل، وأي علامة على وجود مستحلب أو حصى.
• ضغط بدء المضخة ووقت إعادة الشحن؛ يشير الشحن البطيء إلى مضخة بالية أو صمام فحص متسرب.
• تسربات في التركيبات المتعددة وصمامات الزجاجات وخطوط إمداد المشغل.
• ضغط إمداد الهواء وحالة المجفف في الوحدات التي تعمل بالهواء.
• تعود الصمامات الوظيفية بالكامل إلى الوضع المحايد، مع عدم وجود زحف للضغط على المقاييس.
• تم اختبار اللوحة البعيدة وأجهزة إنذار الضغط المنخفض لبرنامج البئر.

تعود معظم حالات الفشل الميدانية إلى أربعة أسباب: تمزق أو ثني المثانة، وتسرب النيتروجين البطيء في الصمام أو منفذ الشحن، وتسرب صمام فحص الزجاجة الذي يسمح للسائل بالانتقال بين الزجاجات، والسوائل الهيدروليكية الملوثة التي تمنع المرشحات وتبطئ كل وظيفة. لا يمكن رؤية أي منها بشكل موثوق على مقياس الضغط. ولهذا السبب يوجد اختبار السحب الدوري:

1. سجل درجة الحرارة المحيطة وقيم الشحن المسبق وتسلسل الوظائف التي يتطلبها برنامج البئر.
2. عزل المضخات وأي مصدر طاقة خارجي؛ لاحظ ضغط البداية ومستوى الخزان.
3. قم بتشغيل كل وظيفة مطلوبة بالتسلسل، عادةً ما تكون جميع الكباش مغلقة، وواحدة مغلقة حلقيًا ويتم فتح صمام HCR.
4. سجل الضغط بعد كل خطوة. يجب أن يظل النظام على الأقل 200 رطل لكل بوصة مربعة فوق الشحن المسبق بعد الوظيفة النهائية.
5. قارن السائل الذي تم تفريغه بالحجم المتوقع للاستخدام، وأعد شحن الوحدة وسجل النتيجة.

وينطبق نفس الانضباط عندما يتم اختبار المكدس بالضغط بدلاً من اختبار الوظيفة: يتم إثبات السدادات والتجويفات والمشغلين تحت الضغط، ويجب أن يحافظ نظام التحكم على هامشه طوال الوقت.

اختبار BOP لاختبار المكدس المانع للانفجار BOP Test Stump لأنظمة منع الانفجار، مما يوفر إحكام الغلق بالضغط العالي والتحكم عن بعد في المداخن التي تم اختبارها بالضغط مع وحدات التحكم المطابقة. عرض المنتج →

حيث يلتقي المجمع بالمكدس

قم بتحديد وحدة التحكم وأجهزة المكدس معًا، لأن الموانع نفسها تحدد الحجم القابل للاستخدام الذي تحتاجه.

أكبر مستهلكي السوائل المخزنة هم المانع الحلقي، الذي يحتاج إلى حجم كبير لإغلاق مجموعة من أحجام الأنابيب، وموانع الكباس، التي يجب أن تغلق وتثبت ضد ضغط البئر. المكدس ذو الكبشين مع حلقي واحد هو الحد الأدنى الشائع؛ تؤدي إضافة مكبس القص أو الحلقة الثانية إلى تغيير حساب الحجم القابل للاستخدام، وبالتالي حجم بنك الزجاجة والمضخة.

إن مطابقة معدلات الضغط وأحجام الشفة وأحجام المشغل مع نظام التحكم في مرحلة المواصفات يؤدي إلى تجنب المشكلات الميدانية المعتادة: الإغلاق البطيء والعناصر المتضررة بسبب الضغط الزائد والألواح التي لا يمكنها تشغيل كل وظيفة على الرسم.

مانع الانفجار الحلقي للتحكم في آبار الحفر وختم الطوارئ مانع الانفجار BOP الحلقي للتحكم في حفر الآبار، مما يوفر الختم الحلقي والاستجابة السريعة؛ اختر من خلال تقييمات الضغط المتطابقة وأحجام الحافة وأحجام المشغل. عرض المنتج →

Double Ram BOP لختم رأس البئر API 16A يستخدم Double Ram BOP اثنين من الكباش لحاجز الختم. API 6A/NACE MR0175، مع أحجام الضغط والشفة والمشغل المطابقة لأنظمة التحكم. عرض المنتج →

الأسئلة الشائعة

ما هي كمية السوائل القابلة للاستخدام التي يحتاجها مركم BOP؟

يكفي لتشغيل كل وظيفة طوارئ مطلوبة بالتسلسل مع البقاء على الأقل 200 رطل لكل بوصة مربعة فوق الشحن المسبق للنيتروجين، وهو بالضبط ما يثبته اختبار السحب. الحجم الإجمالي للزجاجة ليس هو الحل.

ما هو الشحن المسبق للنيتروجين الذي يجب أن أستخدمه؟

في نظام 3000 رطل لكل بوصة مربعة، فإن 1000 رطل لكل بوصة مربعة عند 70 درجة فهرنهايت هي نقطة البداية المشتركة، ويتم ضبطها حسب درجات الحرارة التي ستراها الوحدة بالفعل. التحقق من ذلك مع الجانب السائل معزولة واستنزافها، واستخدام النيتروجين الجاف فقط.

كم مرة يجب اختبار المجمع؟

فحوصات يومية للضغط والسوائل، مع اختبارات الوظائف والسحب على فترات زمنية تحددها API Std 53 وبرنامج البئر الخاص بالمشغل واللوائح المحلية، وليس فقط بعد الفشل.

هل يمكن لوحدة تراكم واحدة أن تخدم جهازين؟

عموما لا. تم تصميم الحجم القابل للاستخدام، ومسارات الخراطيم، وتصميم اللوحة حول مجموعة واحدة وتخطيط منصة واحدة، لذا فإن المجموعة الثانية عادةً ما تعني بنك زجاجات أكبر أو وحدة منفصلة.

يتلخص شراء المركم في ثلاثة أشياء يمكن التحقق منها: رقم حجم قابل للاستخدام تم إثباته عن طريق الاختبار، ونظام شحن مسبق ينجو من الشتاء، وموانع تتوافق مع الضغوط المقدرة على الرسم. المشترين الذين يطلبون الثلاثة، ويؤكدون نطاق التصنيع وراء علامتي API 16A وAPI 16C نادرا ما تتفاجأ في الميدان.

خطوة التحقق متطابقة مع المداخن الجديدة والمعاد اعتمادها، لأنه يتم اختبار الضغط على كل تجويف قبل أن تبدأ الوحدة في العمل. هذا هو السبب جذع اختبار BOP ينتمي إلى نفس المحادثة مثل وحدة التحكم.