Was sind die Vorteile und Einschränkungen eines Annular BOP im Vergleich zu einem Ram BOP?

Im strengen Bereich der Bohrlochkontrolle ist der Blowout Preventer (BOP)-Stack die primäre Verteidigungslinie gegen unkontrollierte Kohlenwasserstofffreisetzungen. Obwohl es verschiedene Arten von BOPs gibt, ist der Einnular BOP eine wichtige und vielseitige Komponente.

Die Kernfunktion verstehen
An Ringförmiger BOP ist so konzipiert, dass es eine Abdichtung im Ringraum zwischen Bohrloch und Rohr (Bohrrohr, Gehäuse oder Rohr) oder, falls erforderlich, an einem offenen Loch bildet. Seine Funktionsweise beruht auf einer verstärkten, ringförmigen Gummipackeinheit, die durch hydraulischen Druck mechanisch nach innen gedrückt wird. Dies steht im Gegensatz zu Stößel-BOPs, bei denen Stahlstößel mit Gummielementen verwendet werden, um bestimmte Rohrgrößen abzudichten oder das Rohr vollständig abzuscheren.

Hauptvorteile des Annular BOP
Das Design des Annular BOP bietet mehrere deutliche betriebliche Vorteile:

Beispiellose Flexibilität bei der Abdichtung: Der größte Vorteil ist die Fähigkeit, eine Vielzahl von Rohrdurchmessern abzudichten, einschließlich nicht standardmäßiger Formen wie Kellys und Werkzeugverbindungen. Es kann auch ein offenes Bohrloch vollständig abdichten, ohne dass ein Rohr vorhanden ist. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Stößel zu wechseln, wenn unterschiedliche Rohrgrößen in das Loch hinein- oder herausgeführt werden, was die Betriebseffizienz steigert.

Verbesserte Stripping-Fähigkeit: Der ringförmige BOP ermöglicht „Stripping“ – die kontrollierte Bewegung des Rohrs durch den geschlossenen Preventer. Dies ist möglich, weil sich die Elastomer-Packeinheit sanft zusammenziehen und ausdehnen kann, wodurch das Rohr vertikal bewegt werden kann und gleichzeitig eine Druckdichtung aufrechterhalten wird, eine Funktion, die mit den meisten Stößelverhinderern nicht möglich ist.

Zentralisierung des Rohrs: Wenn sich die Verpackungseinheit schließt, zentriert sie das Rohr auf natürliche Weise im Bohrloch. Dies ist ein entscheidendes Sicherheitsmerkmal, da es sicherstellt, dass sich alle nachfolgenden BOPs vom Ram-Typ, die sich darunter befinden, effektiv auf ihr beabsichtigtes Ziel schließen können.

Funktion als Hauptventil: In bestimmten Situationen kann das ringförmige BOP als primäres Bohrlochabsperrventil verwendet werden, insbesondere bei Bohr- und Überarbeitungsvorgängen, bei denen sich die Rohrgröße häufig ändert.

Inhärente Einschränkungen und Überlegungen
Trotz seiner Vielseitigkeit weist das Annular BOP inhärente Einschränkungen auf, die vorschreiben, dass es Teil eines gestapelten BOP-Systems und keine eigenständige Lösung sein muss.

Niedrigere Druckwerte: Im Allgemeinen haben ringförmige Preventer im Vergleich zu ähnlich großen Stößel-BOPs niedrigere maximale Druckwerte, insbesondere bei größeren Bohrungsgrößen. Bei Hochdruckanwendungen ist für die endgültige Bohrlochabsperrung häufig der Einsatz von Stößelverhinderern erforderlich.

Begrenzte Fähigkeit mit hohem Differenzdruck: Strippvorgänge werden durch den Differenzdruck über dem Preventer begrenzt. Hohe Drücke erzeugen eine erhebliche Reibung am Rohr, die den Verschleiß der Packungselemente beschleunigen und das Abziehen ohne spezielle Ausrüstung erschweren oder unmöglich machen kann.

Verschleiß des Verpackungselements: Das elastomere Verpackungselement ist ein Verbrauchsteil. Seine Lebensdauer wird durch häufiges Schließen und Öffnen, Strippvorgänge und die Einwirkung abrasiver Materialien oder Hochtemperatur-Bohrlochflüssigkeiten verkürzt. Stößel, insbesondere Blind-/Scherstößel, sind typischerweise robuster für die langfristige Abdichtung eines geschlossenen Bohrlochs.

Nicht zum Schneiden oder Abdichten von Rohren an gecrimpten Rohren geeignet: Im Gegensatz zu einem Scherzylinder kann ein ringförmiger BOP Bohrrohre nicht durchschneiden. Seine Dichtfähigkeit wird auch beeinträchtigt, wenn das Rohr erheblich verformt wird oder zusammenbricht.

Der Annular BOP ist kein direkter Ersatz für einen Stößelverhinderer, sondern vielmehr eine ergänzende Komponente. Seine Stärken liegen in seiner Flexibilität, Strippfähigkeit und der Fähigkeit, einen dynamischen Bereich von Rohrgrößen zu bewältigen. Aufgrund seiner Einschränkungen bei der Druckhandhabung und der Haltbarkeit der Elemente eignet es sich am besten als Teil einer mehrschichtigen Bohrlochkontrollstrategie.

Ein robuster BOP-Stack nutzt die Stärken beider Typen: den Annular BOP für seine Vielseitigkeit und die Ram BOPs für ihre Hochdruckintegrität und die Fähigkeit, Rohre zu scheren. Das Verständnis dieser Vorteile und Einschränkungen ist für Ingenieure und Bediener von grundlegender Bedeutung, um wirksame Bohrlochkontrollsysteme zu entwerfen und sichere Bohr- und Fertigstellungsvorgänge durchzuführen.