Ein BOP-Speicher ist die hydraulische Einheit mit gespeicherter Energie, die die Blowout-Preventer schließt, wenn eine Bohranlage keinen Strom, keine Druckluft und keine laufenden Pumpen hat. Es handelt sich nicht um eine Bohrlochkomponente; Es ist die Stromversorgung, die im Notfall dafür sorgt, dass der Rest des BOP-Stapels funktioniert, und seine Kapazität wird in der nutzbaren Hydraulikflüssigkeit gemessen, nicht in der Anzahl der Flaschen, die auf die Kufe passen.
Diese Definition bestimmt alles im Folgenden: Warum die Stickstoffvorfüllung wichtiger ist als die Flaschenanzahl, warum eine Einheit, die eine statische Druckprüfung besteht, immer noch langsam schließen kann und was spezifiziert, geladen und überprüft werden muss, damit die Schließkraft auch bei der zweiten und dritten Funktion eines Kicks immer noch vorhanden ist.
Was ein BOP-Akkumulator leisten muss
Ein Oberflächen-BOP-Akkumulator muss genügend gespeicherte Flüssigkeit liefern, um alle erforderlichen Notfallfunktionen nacheinander auszuführen und dennoch den Druck über seiner Stickstoffvorladung zu halten, ohne dass eine externe Energiequelle erforderlich ist.
Eine Arbeitseinheit enthält daher mindestens:
- Mit Stickstoff gefüllte Flaschen auf einem Verteilergestell, jede mit eigenem Absperrventil.
- Ein hydraulischer Behälter, der so dimensioniert ist, dass er das von den Flaschen abgegebene Volumen zuzüglich eines Arbeitsspielraums abdeckt.
- Luftbetriebene, elektrische oder Doppelpumpen mit automatischen Druckschaltern.
- Regler, die den Flaschendruck auf die Versorgung des Stößels und des Ringverhinderers reduzieren.
- Überdruckventile, Rückschlagventile und ein spezieller Stickstoff-Ladeanschluss.
- Ein Bedienfeld mit Funktionsventilen sowie ein Fernbedienfeld am Bohrboden bei den meisten Bohrgeräten.
- Messgeräte oder Wandler, Niederdruckalarme und Flüssigkeitsstandanzeige.
Entwurfs- und Betriebspraxis sind in zwei Dokumenten geregelt: API Spec 16D für das Steuerungssystem selbst und API Std 53 für Bohrlochsteuerungsgerätesysteme am Bohrstandort. Beide kreisen um die gleiche Zahl, das nutzbare Flüssigkeitsvolumen bei einer definierten Druckspanne, und beide gehen davon aus, dass das Gerät nach einem Zeitplan befüllt, geprüft und getestet wird.
Wie gespeicherte Energie zur Schließkraft wird
Die Energie wird als komprimierter Stickstoff und nicht als gepumpte Flüssigkeit gespeichert, weshalb das Gerät auch dann weiterarbeitet, wenn das Bohrgerät keinen Strom mehr hat.
Jede Flasche ist in zwei Kammern aufgeteilt. Stickstoff ist einseitig vorbeladen; Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter wird in den anderen gepumpt. Da Stickstoff komprimiert wird, Flüssigkeit jedoch nicht, lädt die Pumpe das Gas auf, während es die Hülle füllt. Wenn sich ein Funktionsventil öffnet, dehnt sich der Stickstoff aus und drückt Flüssigkeit unter Druck zum Verhinderer-Betätiger, ohne dass eine Pumpe, Luftversorgung oder elektrische Energie erforderlich ist.
Vorladung ist der Boden des Systems. Der Flüssigkeitsfluss stoppt, sobald der Flaschendruck auf den Stickstoff-Vorfüllwert fällt, sodass alle nützlichen Aktionen zwischen Arbeitsdruck und Vorfüllwert stattfinden.
Der Flaschentyp legt fest, wie diese Trennung erfolgt
| Typ | Trennung | Stärken | Achtung |
|---|---|---|---|
| Blase | Die Gummiblase hält Stickstoff in einer mit Flüssigkeit gefüllten Stahlhülle | Schnelle Reaktion, niedrige Kosten pro Gallone, einfaches Aufladen und Erneuern der Blase | Blase can rupture or chafe if precharge is wrong; moderate volume per bottle |
| Kolben | Ein abgedichteter Kolben trennt die beiden Kammern | Höhere Druckstufen, große Temperaturtoleranz, lange Lebensdauer | Durch den Verschleiß der Dichtung gelangen Partikel in die Flüssigkeit. schwerer, teurer, Dichtungsservice erforderlich |
| Membran | Eine flexible Membran trennt die Kammern | Kompakt, keine Gleitdichtung, vorhersehbares Verhalten | Kleines Nutzvolumen pro Flasche; Ermüdung des Zwerchfells |
Die Vorladung folgt dem Gasgesetz, ebenso wie der Winter
Bei einem 3.000 psi-System beträgt die Stickstoffvorfüllung normalerweise 1.000 psi und wird bei isolierter und entleerter Flüssigkeitsseite überprüft. Dieser Wert ist temperaturabhängig: Eine auf 1.000 psig bei 70 °F geladene Flasche zeigt bei 0 °F ungefähr 865 psig an, da der Stickstoffdruck mit der absoluten Temperatur skaliert. Einem Gerät, das im Sommer voll aufgeladen aussah, kann es bei einer Überholung im Januar zu einem Mangel an nutzbarer Flüssigkeit kommen, und bei einem Gerät, das mit Druckluft anstelle von trockenem Stickstoff befüllt wird, besteht echte Brandgefahr.
Größe nach nutzbarem Volumen, nicht nach Flaschenanzahl
Die Zahl, die in eine Spezifikation gehört, ist das nutzbare Flüssigkeitsvolumen bei einer definierten Druckspanne, niemals das Gesamtflaschenvolumen oder die Flaschenanzahl.
Für ein 3.000 psi-System mit 1.000 psi Vorladung ist die isotherme Näherung einfach: Das nutzbare Volumen entspricht dem gesamten Flaschenvolumen multipliziert mit eins minus Vorladung (absolut) dividiert durch den Arbeitsdruck (absolut). In der Praxis ist der nachzuweisende Wert kleiner, da das System nach der letzten erforderlichen Funktion mindestens 200 psi über der Vorladung bleiben muss. Das ist die Zahl, die ein Drawdown-Test ergibt.
| Flaschenbank | Gesamtvolumen | Zum Vorladen verwendbar | Verwendbar bei Vorladung 200 psi | Wo man es häufig sieht |
|---|---|---|---|---|
| 4 × 10 Gallonen | 40 Gallonen | ≈ 26,5 Gallonen | ≈ 24 Gallonen | Kompakte Oberflächenstacks mit wenigen Funktionen |
| 4 × 15 Gallonen | 60 Gallonen | ≈ 39,8 Gallonen | ≈ 36 Gallonen | Oberflächenstapel mit Stößeln und einem Ring |
| 6 × 15 Gallonen | 90 Gallonen | ≈ 59,7 Gallonen | ≈ 54 Gallonen | Größere Stapel, tiefere Vertiefungen, zusätzliche Funktionen |
| 4 × 20 Gallonen | 80 Gallonen | ≈ 53 Gallonen | ≈ 48 Gallonen | Hochdruckkamin mit Scherstempeln |
Daraus ergeben sich zwei Konsequenzen. Durch Erhöhen der Vorladung zur Erhöhung des Flaschendrucks wird immer die nutzbare Flüssigkeit reduziert. Und durch das Hinzufügen von Funktionen, einem zweiten Ring, einem HCR-Ventil oder einem hydraulischen Choke, ändern sich die Anforderungen, weshalb ein Stapelwechsel oft eine Größenänderung des Druckspeichers erfordert und nicht eine weitere Flasche.
Vorladung, regulierte Drücke und Schließzeit
Stellen Sie zuerst die Stickstoffvorfüllung ein, da alle anderen Drücke an der Einheit stromabwärts davon liegen und die Schließzeit durch den Strömungsweg und nicht durch die Flaschenanzahl bestimmt wird.
| Parameter | Typischer Wert | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| Arbeitsdruck der Flasche | 3.000 psi | Begrenzt die gespeicherte Energie und legt den Rack-Druckwert fest |
| Stickstoffvorladung | 1.000 psi bei 70 °F | Der Boden des Systems; Bei einer zu geringen Menge wird Abfallvolumen entfernt, bei einer zu hohen Menge wird es entfernt |
| Versorgung mit Rammschutz | 1.500 psi, reguliert | Entspricht den Betreiberbewertungen; Zusätzlicher Druck erhöht den Verschleiß und nicht die Kraft |
| Lieferung von Ringverhinderern | 1.500 psi, reguliert | Muss abdichten, ohne das Element zu stark zu komprimieren und zu beschädigen |
| Scherenstößel und HCR-Versorgung | 3.000 psi, unregulated branch | Beim Scheren ist der maximal verfügbare Druck erforderlich |
| Schließzeit | 30 s oder weniger für Rammen, 45 s oder weniger für Scherenrammen | Definiert, wie viel Flüssigkeit der Absenktest nachweisen muss |
Die Schließzeit ist ein Strömungsproblem. Ventilgröße, Schlauchbohrung, Bedienervolumen und die Lauflänge von der Platte bis zum Verhinderer sind mehr als eine zusätzliche Flasche. Eine Einheit kann den vollen Druck halten und dennoch langsam schließen, wenn der Durchflussweg eingeschränkt ist. Deshalb ist der Funktionstest und nicht das Manometer der eigentliche Beweis.
Tägliche Kontrollen, Fehlermodi und der Draw-Down-Test
Ein zehnminütiger Rundgang erkennt fast jedes Akkuproblem, bevor es zu einem Problem mit der Brunnenkontrolle wird.
- Flaschendruck und Vorfüllung werden anhand der Umgebungstemperatur und nicht anhand einer Sommertemperatur gemessen.
- Behälterfüllstand, Flüssigkeitsfarbe und Anzeichen von Emulsion oder Sand.
- Pumpenstartdruck und Wiederaufladezeit; Eine langsame Wiederaufladung weist auf eine verschlissene Pumpe oder ein undichtes Rückschlagventil hin.
- Undichtigkeiten an Verteileranschlüssen, Flaschenventilen und Bedienerversorgungsleitungen.
- Luftversorgungsdruck und Trocknerzustand bei luftbetriebenen Geräten.
- Funktionsventile kehren vollständig in die Neutralstellung zurück, ohne dass der Druck an den Manometern ansteigt.
- Fernbedienfeld- und Niederdruckalarme im Hinblick auf das Bohrprogramm getestet.
Die meisten Ausfälle vor Ort lassen sich auf vier Ursachen zurückführen: eine geplatzte oder gefaltete Blase, ein langsames Stickstoffleck an einem Ventil oder Ladeanschluss, ein undichtes Flaschenrückschlagventil, durch das Flüssigkeit zwischen den Flaschen wandern kann, und verunreinigte Hydraulikflüssigkeit, die Filter blockiert und jede Funktion verlangsamt. Keiner davon ist auf einem Manometer zuverlässig sichtbar. Aus diesem Grund gibt es den periodischen Draw-Down-Test:
- Erfassen Sie Umgebungstemperatur, Vorfüllwerte und den vom Brunnenprogramm geforderten Funktionsablauf.
- Isolieren Sie die Pumpen und jegliche externe Energieversorgung; Startdruck und Behälterfüllstand beachten.
- Betätigen Sie jede erforderliche Funktion nacheinander, typischerweise alle Zylinder geschlossen, ein Ring geschlossen und das HCR-Ventil geöffnet.
- Notieren Sie den Druck nach jedem Schritt. Das System muss nach der letzten Funktion mindestens 200 psi über der Vorladung bleiben.
- Vergleichen Sie die abgegebene Flüssigkeit mit dem erwarteten nutzbaren Volumen, laden Sie das Gerät wieder auf und archivieren Sie das Ergebnis.
Die gleiche Disziplin gilt, wenn der Stapel einem Drucktest und nicht einem Funktionstest unterzogen wird: Dichtungen, Hohlräume und Bediener werden unter Druck geprüft, und das Steuerungssystem muss durchgehend seinen Spielraum einhalten.
BOP-Teststumpf für Blowout-Preventer-Stack-Tests BOP-Teststumpf für Blowout-Preventer-Systeme, der Hochdruckabdichtung und Fernsteuerung in druckgeprüften Schornsteinen mit passenden Steuereinheiten ermöglicht. Produkt anzeigen → Wo der Akkumulator auf den Stapel trifft
Geben Sie die Steuereinheit und die Stack-Hardware gemeinsam an, da die Verhinderer selbst entscheiden, welches nutzbare Volumen Sie benötigen.
Die größten Verbraucher der gespeicherten Flüssigkeit sind der Ring-Preventer, der ein großes Volumen benötigt, um verschiedene Rohrgrößen abzudichten, und die Ram-Preventer, die gegen den Bohrlochdruck schließen und einrasten müssen. Ein Zwei-Stößel-Stapel mit einem Ring ist ein übliches Minimum; Das Hinzufügen eines Scherstempels oder eines zweiten Ringkolbens ändert die Berechnung des nutzbaren Volumens und damit die Flaschenbank- und Pumpengröße.
Die Anpassung von Druckstufen, Flanschgrößen und Bedienvolumen an das Steuerungssystem in der Spezifikationsphase vermeidet die üblichen Probleme vor Ort: langsames Schließen, durch Überdruck beschädigte Elemente und Panels, die nicht alle Funktionen der Zeichnung bedienen können.
Ringförmiger BOP zur Bohrlochkontrolle und Notabdichtung Ringförmiges BOP zur Bohrlochkontrolle, bietet ringförmige Abdichtung und schnelle Reaktion; Wählen Sie mit passenden Druckstufen, Flanschgrößen und Bedienvolumen. Produkt anzeigen → 
Double Ram BOP für API 16A-Bohrlochkopfabdichtung Double Ram BOP verwendet zwei Stößel als Dichtungsbarriere; API 6A/NACE MR0175, mit auf Steuerungssysteme abgestimmten Druck-, Flansch- und Bedienvolumen. Produkt anzeigen → FAQ
Wie viel nutzbare Flüssigkeit benötigt ein BOP-Speicher?
Genug, um alle erforderlichen Notfallfunktionen nacheinander zu betätigen und dennoch mindestens 200 psi über der Stickstoffvorladung zu bleiben, was genau ein Absenkungstest beweist. Das Gesamtflaschenvolumen ist nicht die Antwort.
Welche Stickstoffvorladung sollte ich verwenden?
Bei einem 3.000 psi-System sind 1.000 psi bei 70 °F der übliche Ausgangspunkt, angepasst an die Temperaturen, denen das Gerät tatsächlich ausgesetzt ist. Überprüfen Sie dies mit isolierter und entleerter Flüssigkeitsseite und verwenden Sie ausschließlich trockenen Stickstoff.
Wie oft sollte der Akku getestet werden?
Tägliche Druck- und Flüssigkeitsprüfungen mit Funktions- und Absenkungstests in Intervallen, die durch API Std 53, das Bohrprogramm des Betreibers und örtliche Vorschriften festgelegt sind, nicht nur nach einem Ausfall.
Kann eine Akkueinheit zwei Bohrinseln versorgen?
Generell nein. Nutzvolumen, Schlauchführungen und Plattenanordnung sind auf einen Stapel und ein Anlagenlayout ausgelegt, sodass ein zweiter Stapel normalerweise eine größere Flaschenbank oder eine separate Einheit bedeutet.
Beim Kauf eines Akkus kommt es auf drei überprüfbare Dinge an: ein durch Tests nachgewiesener Nutzvolumenwert, eine Vorladedisziplin, die den Winter übersteht, und Verhinderer, die den Nenndrücken in der Zeichnung entsprechen. Käufer, die alle drei Fragen stellen und bestätigen der Herstellungsbereich hinter den API 16A- und API 16C-Marken , werden auf dem Feld selten überrascht.
Der Verifizierungsschritt ist bei neuen und rezertifizierten Stacks identisch, da jeder Hohlraum einem Drucktest unterzogen wird, bevor das Gerät in Betrieb geht. Deshalb der BOP-Teststumpf gehört in die gleiche Konversation wie das Steuergerät.
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