BOP 油圧の説明: アキュムレータのサイズ設定、閉鎖比、および応答時間

BOP 油圧は、坑井の圧力に抗して噴出防止装置のシール要素を実際に駆動する、蓄えられたエネルギー、流体、および制御経路です。アキュムレータの容積、閉鎖率、およびラインのサイズが間違っていると、スタックは証明書に記載されているすべてのシェル テストに合格しても、実際のキック中に閉じるのが遅すぎたり、シールせずに閉じたりする可能性があります。

まず実際的な答えは、スタック上のすべての関数の真の変位量からアキュムレータのサイズを決定し、予想される最高のシャットイン圧力での閉鎖率を検証し、データシートを信頼するのではなく、取り付けられたユニットの閉鎖時間を測定することです。この記事のその他の部分では、これら 3 つの数字がなぜ重要なのか、そしてそれらがどのように相互作用するのかについて説明します。

BOP 油圧が実際にカバーする内容

BOP 油圧は 4 つの部分からなる閉出力ループであり、4 つすべてのサイズを合わせて設定する必要があります。このシステムはエネルギーを蓄積し、圧力を生成し、流れを分配し、その流れを防止装置にかかる機械的な力に変換します。

• エネルギー貯蔵: 窒素で事前充電された蓄電池ボトル。通常、停電時の唯一のエネルギー源です。
• 圧力発生:
ボトルを再充填し、システム圧力を保持するクロージングユニットのポンプとレギュレーター。
• 配布： マニホールド、コントロールバルブ、レギュレーター、パネル、油圧ラインなど各機能に至るまで。
• 作動: 環状防止装置とラム防止装置のオペレーティングシリンダー、およびそれらを備えたユニットの固定ネジ。

これについて考えると便利です。システムは、リグが既に電力と計器用空気を失った時点で、定義された時間内に、定義された圧力で定義された量を供給する必要があります。あらゆる設計上の決定は、その単一のシナリオに基づいて判断される必要があります。

直接、パイロット操作、海底制御

サーフェススタックでは、高圧ラインを短く保ち、リモートパネルに少量のパイロットボリュームしか移動しないため、ほとんどの場合パイロット油圧制御が使用されます。直接油圧制御はより簡単で時間がかかり、現在は主に小型の改修ユニットで使用されています。

海底システムが異なるように見える理由

海中スタックは間接油圧制御を使用しており、パイロット圧力はアンビリカルを通って海底制御ポッドおよびローカル アキュムレーター ボトルからの流体を受け入れるシーケンス バルブに伝わります。その理由は距離にあります。数百メートルのホースを通して最大の作動量を押し出すと、速度が遅すぎ、摩擦により圧力が失われすぎます。海中の応答では静水頭も考慮する必要があるため、陸上では数秒で閉じる機能でも、海上ではより長い余裕が必要になる場合があります。

クロージングレシオ: 雄羊が密封できるかどうかを決定する数値

閉鎖比は、防止装置が保持しなければならない坑井内圧力と、防止装置を閉じるために必要な水圧との関係であり、スタック全体の中で最も有用な単一の水力数値です。実際には、この比率はライン損失とシール摩擦を考慮した上で、坑井内圧力をシリンダーで利用可能な作動油圧で割ったものとほぼなります。

簡単な例: シャットイン圧力が 10,000 psi、ラムシリンダーが 1,500 psi の場合、作動率は約 6.7:1 になります。摩擦とラインの損失がそのうちの 200 psi を消費すると、有効比率が低下し、ラムが完全にシールされずにパイプに到達する可能性があります。これが、オペレーターがシリンダー圧力を最小値ではなくメーカーの圧力範囲の上限近くに保つ理由であり、過小な制御ラインが不便ではなく、むしろ適切に制御される真の危険である理由です。

アニュラーについては別の注意が必要です。エレメントはドリルパイプからケリーまであらゆるものを圧迫する必要があるため、油圧需要は圧力の問題と同じくらい体積の問題でもあります。要素自体のシール動作については、この記事で詳しく説明します。 環状BOPシール性能 .

環状BOP 江蘇坑井掘削設備株式会社2005 年 2 月に設立され、研究開発、生産、販売などを統合する国家ハイテク製造企業です。 製品を見る→

アキュムレータのサイズと使用可能な液量

アキュムレータの容積は、閉鎖ユニットのスキッドの物理的なサイズではなく、順番に閉鎖する機能の数によって設定されます。よくある失敗は、使用可能な液体ではなくボトルを数えることです。

API 16D ベースの実践は合理的なアンカーです。使用可能な流体は、アキュムレータから操作されるすべての機能の総押しのけ容積の少なくとも 1.5​​ 倍であり、制御システム自体に対する追加の余裕が必要です。使用可能な液体は、プレチャージ後、機能を閉じた状態に保つために必要な最小圧力後に残っているものであるため、常に公称ボトル容量を大幅に下回っています。

• プレチャージは通常、3,000 psi システムで約 1,000psi の窒素であり、ポンプが停止し、ボトルから液体が排出されていることを確認します。
• メーカーの閉鎖体積から機能ごとの変位を計算し、再充電せずに使用できる操作の数を掛けます。
• 環状を追加します。これは、環状を 1 回閉じるとラム ストロークが 3 回よりも多くの流体が消費される可能性があるためです。
• 1 台のポンプが停止している場合も含め、現実的な時間でボトルを再充電できるポンプ容量を確認します。

応答時間: リグフロアの実際の感触

応答時間は圧力の問題というよりも配管の問題です。長くて細いラインと冷たくて粘性のある液体は、わずかに小さいボトルバンクよりも数秒の時間がかかり、後で診断するのがはるかに困難です。

圧力レコーダーを使用して、現実的な周囲温度で、一度に 1 つの機能を使用して、次に最悪の場合のシーケンスで、設置されたスタックの応答を測定します。ハードウェアをテストすると、それが逸話ではなく再現可能になります。

高圧坑井制御用BOPテストスタンプ 遠隔監視機能を備えた高圧シーリングおよび噴出防止テストスタンプは、流体の状態が遅い閉鎖の原因であるかどうかを判断する前に、設置されたスタックの応答をチェックする際に関連します。 製品を見る→

油圧作動油、清浄度、耐寒性

液体の選択は、液体の状態よりもはるかに重要です。閉まりが遅いという苦情のほとんどは、ラベルに記載されているベースストックではなく、水の汚染、エアレーション、または周囲温度での誤った粘度に遡ります。

• 環境への漏洩が問題となる場合は、腐食防止剤と 3 ～ 5% の潤滑剤を含む水ベースの液体が一般的なデフォルトです。
• グリコールブレンドは氷点下の条件でも粘度をより良く保持します。仕様で許可されている場合は鉱物油が使用されます。
• ISO 4406 の清浄度約 18/16/13 以上を目標とし、充填および移送経路に 10 ミクロンの絶対ろ過を備えています。
• 少なくとも年に 2 回、および汚染事象が発生した後は液体をサンプリングし、決して別のベースストックを補充しないでください。

BOP が閉じられない場合: 症状を読み取る

関数が一度ゆっくりと閉じてから正常に動作する場合は、空気が疑われます。数週間にわたって着実に劣化する場合は、液体の損失、内部漏れ、またはシールの摩耗が疑われます。通常、症状のパターンにより、圧力計よりも早く原因が特定されます。

油圧と圧力制御ループはペアとして機能することに注意してください。の チョークマニホールド 防止装置がそらした流れを利用する必要があり、BOP 自体が正しく機能した場合でも、ゆっくりと作用するチョークが制御されたキックを圧力スパイクに変えます。

BOP ハードウェアを油圧供給に適合させる

油圧の不一致を修正する最も安価な場所は仕様の段階ですが、ボア、作動圧力、シリンダーの排気量についてはまだ交渉の余地があります。納品後にクロージングユニットを後付けするのは、常に費用がかかる方法です。

1. 実行する予定のラムおよびアニュラー サイズごとに動作圧力と押しのけ容積を確認してください。
2. 油圧ロック、手動ロックネジ、またはその両方が必要かどうかを決定し、それぞれが閉鎖量にどのような影響を与えるかを確認します。
3. 同じパッケージ内の API 16A ハードウェア ドキュメントと API 16D 制御システムの互換性を確認します。
4. ポートサイズ、接続タイプ、ラインの長さがクロージングユニットと一致していることを確認し、ピーク流量での摩擦損失を計算します。
5. 機能テストは、合格後ではなく合格前に最低周囲温度で実行してください。

積層構成の場合、ダブル ラム ボディが実用的な選択肢となることがよくあります。これは、1 つのフランジ付きエンベロープでブラインドとパイプの閉鎖を実現し、配線とテストが必要な油圧回路の数を減らすためです。

掘削井制御用ダブルラム噴出防止装置 高圧掘削作業用の API 6A/NACE 材質を使用し、1 つのフランジ付き本体でブラインドとパイプの閉鎖を提供するデュアルラム坑口シーリング装置です。 製品を見る→

よくある質問

アキュムレーターボトルには何をプレチャージすべきですか?

3,000 psi システム上の約 1,000 psi の窒素が通常の開始点であり、ポンプが停止し、液体がボトルから排出された状態でチェックされます。高圧システムではより高いプリチャージが使用され、常にメーカーのチャートが適用されます。

ラムを閉じるのに必要な油圧はどれくらいですか?

通常、水上ユニットのシリンダーでは 1,500 ～ 3,000 psi に、ライン摩擦の許容値を加えます。正確な数値は、予想される最大シャットイン圧力での閉鎖率から得られ、メーカーの定格動作圧力を決して超えるべきではありません。

BOP は油圧力なしで閉じることができますか?

はい、小型ユニットでは手動ロックネジまたはハンドポンプを使用できますが、速度が遅いため、設計上の想定ではなく緊急バックアップとして扱う必要があります。アキュムレータの容量は、蓄積されたエネルギーが最初のクリティカル クロージャをカバーできるように正確に存在します。

寒冷時にはなぜ環状部がゆっくりと閉じるのでしょうか?

粘度。冷たい流体は狭いラインや継手を通る流れに抵抗するため、シリンダーの充填が遅くなります。通常、グリコールブレンド液と適切なサイズのラインによって解決されます。ポンプ圧力を上げても変化しません。

作動油はどれくらいの頻度でテストする必要がありますか?

少なくとも年に 2 回、汚染イベント、液体交換、または大規模な修理の直後。粒子数と水分含有量は、長期にわたって追跡する価値のある 2 つの結果です。