噴出防止装置はどのように機能しますか? BOP タイプ、スタック操作およびテスト

テキサス州西部の陸上掘削機で午前 2 時に、泥採取者は戻り流がポンプ速度を 2 バレル上回っているのを確認しました。ガスで切断された泥がシェーカーに到達し、井戸が動き始めます。この流入と制御不能な噴出との間には、噴出防止装置 (BOP) という、坑口にボルトで固定された油圧作動式のバルブのスタックという 1 つの防御線が存在します。

噴出防止装置がどのように機能するかについての端的な答えは、油圧を使用してドリルパイプの周囲または開いた坑井上の強力なシール要素を閉じることです。 BOP が閉じると、環状空間が密閉され、チョークマニホールドを介してキックの方向をそらし、乗組員に流入した泥を循環させて重い泥を排出する時間を与えます。

噴出防止装置とは何ですか?

噴出防止装置は、掘削、完成、改修作業中に油井やガス井を密閉、制御、監視するために坑口に取り付けられた特殊な高圧バルブ アセンブリです。 API 16A は、水上および海中サービスで使用される環状およびラム防止装置の設計、材料、およびテスト要件を定義します。

BOP システムは 4 つの異なるジョブを実行します。

• ドリルパイプまたはケーシングの周囲の環状部をシールして、地層流体が地表に到達するのを防ぎます。
• ドリルストリングが穴から出るとウェルを完全に密閉します。
• 緊急時には掘削パイプを剪断し、井戸を密閉します。
• 坑井の流体をチョークラインとキルラインに通して、乗組員が制御下でキックを循環できるようにします。

これらすべての機能を確実に実行できる単一のデバイスは存在しないため、BOP は実際には、スタックとして配置されたいくつかのコンポーネント タイプのシステムです。

BOP スタックの構成要素

BOP スタックは、坑口の上部に設置される防止装置、スプール、出口の垂直アセンブリです。サーフェス スタックでは、各コンポーネントが特定の位置を占め、ケーシング ヘッドから上に向かって動作します。

典型的な表面 BOP スタックの下から上への配置は、次の順序に従います。

1. ケーシングヘッドコネクタはスタックを坑口にロックします。
2. ダブルラム BOP、通常は下に 1 つのパイプラム、上に 1 つのブラインドシャーラムがあります。
3. チョークラインとキルライン接続用のサイドアウトレットを備えたドリリングスプール。
4. あらゆるサイズのパイプ、ツールジョイント、または開いた穴をシールする環状 BOP。
5. ドリルストリングをスタックに導くライザーアダプターまたはベルニップル。

海底スタックは海底近くでこのロジックを繰り返し、緊急時にリグを切断できるように下部の海洋ライザー パッケージを追加します。スタックの配置は井戸のタイプや圧力定格によって異なりますが、原理は同じで、各コンポーネントが他のコンポーネントをバックアップします。

環状噴出防止装置の仕組み

環状 BOP は、ドーナツ型のゴム製パッキン要素をドリル パイプの周りの内側に押し込むことによって閉じます。油圧閉鎖圧力が閉鎖チャンバーに入り、ピストンを上方に駆動します。次に、ピストンのプロファイルがパッキン要素を圧迫し、その内径が縮小し、ボア内にあるものの周囲にシールを形成します。開放圧力が加えられると、ピストンが後退し、エレメントがリラックスしてフルボアに戻ります。

シール要素はゴムであるため、環状防止装置はドリルパイプ、ツールジョイント、ドリルカラー、ケーシング、さらには開いた穴をシールすることができます。これにより、パイプがトリップした際の防御の第一線となり、また、乗組員が圧力を受けてパイプを剥がすことも可能になります。トレードオフとして、ラム防止装置よりも低い圧力定格があり、表面用途では通常 3,000 ～ 5,000 psi です。そのため、より高いシャットイン圧力を得るためにラム BOP がスタック内でその下に配置されます。

当社の API 16A 環状噴出防止装置 は、現場で交換可能なパッキングユニット、バランスの取れた油圧作動チャンバー、一般的なケーシングおよび穴あけプログラムに適合するさまざまなボアサイズで構築されています。

環状BOP Suppliers, Custom Annular BOP Company - Jiangsu Wellhead Drilling Eq Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD は、中国のアニュラー BOP サプライヤーおよびアニュラー BOP 会社です。当社はカスタム 掘削装置の生産を専門としています。 製品を見る→

ラム噴出防止装置の仕組み

ラム BOP は、2 つの鋼製ラム ブロックを坑井の中心に向かって水平に駆動し、それらのシールがパイプの周りで接触するか、完全に閉じるまで相互に接触するまで駆動して閉じます。各ラム ブロックは油圧ピストンによって移動します。閉じる圧力はラムを内側に押し、開く圧力はラムを後退させます。ブロックが接触すると、フロント シールがパイプ表面に押し付けられ、トップ シールがボンネットに押し付けられて、漏れのないバリアが維持されます。

ラムのタイプによってウェル制御機能が決まります。

• パイプラムは、パイプを無傷のままにしながら、特定のサイズのドリルパイプの周囲をシールします。
• ドリルストリングが穴から出ると、ブラインドラムが開いた穴を密閉します。
• ブラインドシアラムはドリルパイプを切断し、井戸を密閉します。これらは最後の手段の緊急閉鎖です。
• 可変口径パイプラムは、ラムブロックを交換することなく、さまざまなパイプサイズに対応します。

メーカーはラム BOP をシングル、ダブル、またはトリプル構成として構築するため、1 つのスタックでパイプ、ブラインド、せん断機能をさまざまな高さで組み合わせて搭載できます。私たちの シングルラム BOP ダブルラム BOP は、鍛造スチールボディ、交換可能なシールパック、3,000 ～ 15,000 psi の圧力定格を備え、API 16A に準拠しています。

シングルラム BOP サプライヤー、カスタム シングルラム BOP 会社 - 江蘇井の坑口ドリル Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD は、中国のシングル ラム BOP サプライヤーおよびシングル ラム BOP 会社です。当社は生産設備を専門としています。 製品を見る→

制御システムとチョークマニホールドの役割

噴出防止装置は、アキュムレータユニットからの作動油が選択されたコンポーネントの閉鎖チャンバーに流入した場合にのみ閉じます。ドリラーは、通常はリグの床にあるリモート コントロール パネルからこのアクションをトリガーし、BOP スタック上のバ​​ルブ回路にパイロット信号を送信します。

アキュムレータは窒素を充填したボトルにエネルギーを蓄え、水上リグへの油圧供給圧力を約 3,000 psi に維持します。 API 16D では、閉鎖時間と油圧能力のテストが指定されています。目安として、環状防止装置は 30 秒以内に閉じますが、ラム防止装置はボア サイズ、動作圧力、スタック構成に応じて 15 ～ 30 秒で閉じます。海中BOPも同じ原理を使用しますが、制御信号は電気油圧マルチプレックスポッドを経由し、ROVは最終バックアップとして特定の機能を操作できます。

BOP が閉じられると、井戸の流れはチョークマニホールドを通って方向転換され、防止装置の下のスタックに接続されます。マニホールドは調整可能なチョークを通じて圧力を下げるため、乗組員は安全限界を超えることなく重い泥を循環させ、キック圧力を逃がすことができます。これが、BOP スタック、アキュムレータ、および チョークマニホールド 、一緒に指定してテストする必要があります。

テスト: BOP が一度設定したら忘れるわけではない理由

BOP は、固定されたスケジュールで機能テストと圧力テストが行われた場合にのみ信頼できます。BOP テストスタンプは、油井をリスクにさらすことなくそれを可能にします。テストスタンプは、BOP を保持し、テストポンプと圧力レコーダーに接続し、乗務員が漏れを監視している間、各コンポーネントを閉じて加圧できるようにする治具です。

一般的なテスト方法には次のようなものがあります。

• 掘削プログラムに従って、7 日ごとまたはケーシング間隔ごとに機能テストを行ってください。
• 初期設置時に定格使用圧力までの圧力テスト。
• 200 ～ 300 psi の低圧テストで、シールが適切に装着されていることを確認します。
• スタック定格での高圧テスト (多くの場合 10,000 ～ 15,000 psi)。

このテストでは、アキュムレータ、制御回路、およびチョークマニホールドも検証します。これは、BOP を閉じることができない場合は、BOP がまったく存在しないのと何ら変わらないためです。私たちの BOPテストスタンプ API 16A フランジ パターンに適合するように設計されており、垂直または水平方向での環状タイプとラム タイプの両方の試験をサポートします。関連記事では、BOP テストスタンプが掘削作業員にとって不可欠なツールになった理由を説明しています。

BOP テストスタンプのサプライヤー、カスタム BOP テストスタンプ会社 - 江蘇井の坑口ドリル Jiangsu Wellhead Drilling Equipment Co., LTD は、中国の BOP テストスタンプのサプライヤーおよび BOP テストスタンプの会社です。当社は生産設備を専門としています。 製品を見る→

BOPサプライヤーに何を求めるべきか

BOP の選択は、価格表ではなく井戸プログラムから始まります。定格使用圧力とボアサイズを予想される最大表面圧力に合わせてから、メーカーが関連する API ライセンスを保持していることを確認してください。

主な購入チェックには次のものが含まれます。

• 環状およびラム BOP の API 16A モノグラム。
• API Q1 品質管理システムと文書化されたテスト記録。
• HH、EE、FF トリムなど、H2S または CO2 サービスに適したトリム材料。
• 掘削環境に適した温度定格。
• スペアシールキットの入手とアフターサービスサポート。

社内テスト施設を備えた認定メーカーは、同じ工場でチョークマニホールド、テストスタンプ、交換用シールを 1 つの統合パッケージとして供給できるため、調達リスクを軽減します。

よくある質問

防噴装置はどれくらいの速さで閉まりますか?

API 要件では通常、サイズと定格圧力に応じて、環状 BOP が 30 秒以内に閉じ、ラム BOP が 15 ～ 30 秒で閉じることが求められます。閉鎖時間は BOP 自体だけでなくアキュムレータの容量と油圧制御システムにも依存するため、両方を一緒にテストする必要があります。

パイプラムとブラインドシャーラムの違いは何ですか?

パイプラムは特定のサイズのドリルパイプの周囲を密閉し、パイプを無傷のままにするため、必要に応じて循環を続けることができます。ブラインドシャーラムはドリルパイプを押し込んで剪断し、生じた開口部を密閉します。パイプラムは通常の操業中に井戸を保護し、ブラインドシャーラムは最終的な緊急障壁として機能するため、ほとんどのスタックには両方が含まれています。

噴出防止装置は開いた穴を塞ぐことができますか?

はい。環状 BOP は開いた坑井上で完全に閉じることができ、ブラインド ラムまたはブラインドシア ラムはドリル ストリングが穴から出たときに同様に完全に閉じることができます。乗組員は状況とドリルストリングの位置に基づいて適切な閉鎖装置を選択します。