Ellenőrizheti-e a gyűrűs BOP a magas hőmérsékletű fúrási műveleteket?

Az olaj- és gázfúrások igényes környezetében a berendezések megbízhatósága kiemelkedően fontos. A gyűrűs robbantó megelőző (BOP) a kútvezérlő rendszer kritikus alkotóeleme, amelyet úgy terveztek, hogy a csőméret körül vagy akár egy nyitott lyuk fölé tömítést képezzen. A fúrási mérnökök egyik legfontosabb kérdése az, hogy a szokásos gyűrűs BOP megbízhatóan teljesít-e magas hőmérsékletű fúrási műveletekben, például a mélyvízi vagy nagynyomású/magas hőmérsékletű (HPHT) kútokban.

A gyűrűs BOP elsődleges funkciója, ha egy megerősített elasztomer csomagolóegység működtetésével nyomást nyújtó tömítést biztosít. Ez a kialakítás központi szerepet játszik ahhoz, hogy megértse teljesítményét termikus stressz alatt. A válaszolt kérdésre a válasz nem egyszerű igen vagy nem; Nagyon függ a konkrét kialakítástól, az építkezéshez kiválasztott anyagoktól és a kút működési paramétereitől.

1. Az elasztomer vegyületek kritikus szerepe

A gyűrű alakú BOP-n belül a legtöbb hőmérséklet-érzékeny alkotóelem a csomagolóegység, amelyet általában szintetikus gumikból, például hidrogénezett nitril-butadién gumiból (HNBR) gyártanak. A standard elasztomer vegyületek meghatározták az üzemi hőmérsékleti tartományokat. Míg sok szabványos vegyület megfelelően teljesíti a 250 ° F (121 ° C) -ig, a HPHT műveletek szélsőséges esetekben a BOPS -t meghaladhatják a 350 ° F (177 ° C) és akár 500 ° F (260 ° C) hőmérsékletet is.

A magas hőmérsékletű szolgáltatáshoz az elasztomert kifejezetten az ellenálláshoz kell megfogalmazni:

• Hő öregedés: Domradáció, edzés és rugalmasság elvesztése a hőhosszabbított hőnek való kitettség felett.

• Kompressziós készlet: Az elasztomer tartós deformációja magas hőmérsékleten történő összenyomása után, ami megakadályozná, hogy visszatérjen eredeti alakjához és fenntartsa a pecsétet.

• Kémiai kompatibilitás: Egynak biztosítása, hogy az elasztomer stabil maradjon, ha magas hőmérsékletű fúrási folyadékoknak és potenciális kútfúrásoknak vannak kitéve.

Ezért a magas hőmérsékletű művelethez megadott gyűrűs BOP-t egy elasztomer-fokozatból készült csomagolóegységgel kell felszerelni, amely a várható maximális kútfúró hőmérsékleten tanúsított.

2. Fémkomponens megfontolások

Míg az elasztomer az elsődleges aggodalom, a gyűrűs BOP fémkomponenseit - beleértve a testet, a dugattyúkat és a hubokat is - úgy tervezték, hogy a szerkezeti integritást és a működést megemelkedett hőmérsékleten fenntartsák. A magas hőmérséklet befolyásolhatja a fémek hozamszilárdságát. A gyártók a névleges hőmérsékleten megfelelő szilárdsági tulajdonságokkal rendelkező anyagokat használnak annak biztosítása érdekében, hogy a megelőző továbbra is maximális névleges nyomást tudjon tartalmazni.

3. tesztelési és tanúsítási szabványok

Bármely BOP teljesítménye a HPHT szolgáltatáshoz nem feltételezhető; szigorúan validálódik. Az ipari szabványok, elsősorban az American Petroleum Institute (API), diktálják a követelményeket. Az API standard 16A meghatározza, hogy a "HPHT" -nek nevezett berendezéseket szimulált körülmények között kell megvizsgálni, amelyek megismételik a szélsőséges nyomást és a hőmérsékletet.

A magas hőmérsékletű műveletekhez forgalmazott gyűrűs BOP-t képesítéssel végzik, ahol azt a maximális névleges hőmérsékletre melegítik, majd nyomást tesztelnek a tömítő- és nyomástartós képességek érvényesítésére. A berendezések specifikációinak áttekintő mérnököknek ellenőrizniük kell, hogy a Preventer birtokolja -e a megfelelő API -monogramot és a HPHT tanúsítást az adott alkalmazásukhoz.

4. Működési tényezők és enyhítési stratégiák

Még a megfelelően meghatározott gyűrűs BOP-vel is, az operatív gyakorlatok döntő jelentőségűek a magas hőmérsékletű környezetben.

• Pontos hőmérsékleti előrejelzés: A pórusnyomás és a törésgradiens modelleknek tartalmazniuk kell a pontos geotermikus gradienseket az alsó lyuk és a kútfej hőmérsékletének pontos előrejelzésére.

• Hűtési hatások: A Deepwater alkalmazásokban a tengerfenék hideg tengervíz jelentősen lehűti a kútfurfarabokat, mielőtt eljutnának a tengerfenékben lévő BOP -verembe. Ez gyakran azt jelenti, hogy a BOP sokkal alacsonyabb hőmérsékletet tapasztal, mint a kút alja. Ezt a hűtési hatást kell kiszámítani, hogy elkerüljék a hőmérséklet-besorolás túlzott meghatározását.

• Megfigyelés és karbantartás: A kútfej hőmérsékletének folyamatos megfigyelése elengedhetetlen. Ezenkívül az elasztomer magas hőmérsékleti élettartama véges. A tartós, magas hőmérsékletnek kitett gyűrűs BOP csomagolóegységének csökkentési élettartama lesz, és ezt a hagyományos műveletek során gyakrabban kell ellenőrizni és cserélni.

An gyűrűs bop Valóban ellenáll a magas hőmérsékletű fúrási műveleteknek, de csak akkor, ha szándékosan megtervezett és erre a célra meghatározott. Teljesítményének sarokköve egy magas hőmérsékletű elasztomer vegyület kiválasztásában rejlik a csomagolóegység számára, és az egész szerelvényt szigorú API HPHT tesztelési protokollok révén validálják. A fúrómérnöki csapat felelőssége, hogy pontosan meghatározza a működési borítékot, és válasszon egy gyűrűs BOP-t olyan hőmérsékleti besorolással, amely biztonságosan meghaladja a várható legrosszabb esetet, biztosítva, hogy a jól ellenőrzés integritását minden körülmények között fenntartsák.