Fagstoff

Ventilene i BOP-stacken

Publisert: 03.05.2016, Oppdatert: 20.07.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Annular preventer er en ringpakning i hard gummi.
  • Ram er en stålblokkventil som er formet for rør eller uten rør i brønnen.
  • Kill- and choke lines brukes når BOP har stengt ventiler.

BOP stack. Illustrasjon.   

I en BOP er det to typer ventiler; ringventil i hard gummi (annular) og stempelventil i stål (ram). Kombinasjonen av ulike ventilutforminger gir stor fleksibilitet og tar høyde for ulike situasjoner som kan oppstå.

Annular preventer

Annular preventer er en ventil som er laget av veldig hard gummi med stålstøtter innstøpt. Tetningen er formet som en smultring. Ventilen plasseres på toppen av BOP. Vi omtaler den vanligvis «annularen».

Annular BOP. Illustrasjon.Hydril annular BOP 

En annular preventer skal kunne stenge rundt alle rørdimensjoner (foringsrør, borestreng, eller BHA) som kan stå i brønnen så lenge rørene er glatte i overflaten. Det er også mulig, men ikke spesielt vanlig, at annular preventer kan stenge brønnen uten at det er rør i brønnen.

Annular preventer stenger ved hjelp av stempel som blir presset med stor kraft mot tetningsringen slik at den skvises sammen rundt røret.

Ved hjelp av trykket som tilføres, kan man regulere hvor hardt elementet skal stenge rundt røret. Dersom det er ønskelig, kan man bevege borerøret inkludert koblingen gjennom en annular preventer som holder tett. Denne fleksibiliteten gjør at annular preventer kan brukes som arbeidsverktøy under bore- og brønnoperasjoner. Dersom et kick oppstår, er det vanlig å stenge en annular preventer først. Man bruker ram-ventiler om annularen skulle lekke.

 

På en subsea BOP er det krav om to annular preventers: lower annular preventer og upper annular preventer. Minst én av disse skal monteres på LMRP (frakoblingsenheten).

BOP RAMS

BOP rams er ventiler som skal stenge ringrommet ved å tette rundt et borerør (pipe ram) eller hele brønnen når det ikke er rør i brønnen (blind ram). Det er også en egen type kutteventil (shear ram) som kan kutte borerøret i et nødstilfelle.

En ram-ventil består av ventilhus med to sylindrer. På sylindrenes fremre ende er det montert stålblokker (ram insert) som er formet slik at de tetter mot trykk fra undersiden (og noen fra oversiden). Når sylindrene opereres fra BOP-panelet, skyves de fram eller tilbake i ventilhuset. I fremre stilling stenges ringrommet når sylindrenes blokker møter hverandre. I bakre stilling er BOP-en fullt åpen i midten.

Ventilene opereres med hydraulisk trykk, men det er alltid minst ett alternativt system for å operere ventilene. På tørre BOP-er kan ventilene opereres manuelt, og på våte BOP-er kan ventilene opereres med lydsignal (akustisk system).

Pipe rams skal kunne låses i lukket posisjon for å forhindre at ventilene åpner seg dersom det hydrauliske trykket i kontrollsystemet forsvinner. Låsemekanismen kan være manuell eller automatisk.

Det er i hovedsak tre typer BOP rams:

  • Pipe rams – tetter rundt borestrengen
  • Blind rams – tetter når det ikke er borestreng i brønnen 
  • Shear rams – kutter borestrengen

Blowout Preventers (BOP) 

Lukket blindventil. Illustrasjon.Lukket blind ram (BOP) 

Pipe rams tetter rundt borerøret. Stålblokken er halvsirkelformet i fronten slik at den passer til en bestemt dimensjon rør. I stålblokken er det satt inn pakning som klemmes inntil røret og opp i ventilhuset og tetter mot lekkasje forbi ventilen. I fremre kant av stålblokken er det en sentreringsplate som skyver røret inn mot midten før ventilen lukkes helt.
Pipe rams kan ikke stenge rundt koblingen på borerøret (tool joint) fordi den er for stor for utformingen i stålblokken. På grunn av dette må driller alltid plassere borestrengen slik at tool joint-en står over eller under ventilen som skal lukkes (space-out). Når pipe ram er stengt, kan den bære vekten av borestrengen.

Pipe ram. Illustrasjon.Pipe ram  

Stålblokken kan byttes ut til en annen størrelse så lenge brønnen er sikret. For å unngå for mange bytter av stålblokker i operasjonen kan man ha flere pipe ram-ventiler i BOP-en. En BOP har ofte tre pipe rams; nedre, midtre og øvre.

Det finnes også variable pipe rams. De har en utforming som gjør at de kan tette rundt flere dimensjoner på borestrengen, for eksempel kan en variabel ram-ventil brukes for alle dimensjoner mellom 2 ⅞” og 5” eller 5”–7 ⅝”. Også disse ventilene kan bære vekten av borestrengen i stengt posisjon.

 

Blind ram benyttes når det ikke er borestreng i BOP-en. Blind ram er utformet som to motstående halvmåner, som møtes midt i BOP-en. Blind ram kan brukes til å stenge brønnen når det er pause i operasjonen.

Shear ram er en kutteventil som kan kappe borerør tvers av om det blir nødvendig. Shear ram klarer også å kutte over en tool joint. Før borestrengen kuttes, stenges nedre pipe ram for å holde fast borestrengen og unngå at borestrengen faller ned i brønnen. I fremre kant av stålblokken er det en sentreringsplate som skyver røret inn mot midten før ventilen lukkes helt. Kutteventilen kan brukes om borestrengen er helt fastkjørt i brønnen (stuck pipe), eller dersom man har mistet kontroll med brønnen.  

Kuttet borerør. Foto.Shear ram med kuttet tool joint 

Å kutte borestrengen i en brønnkontrollsituasjon er siste ønskelige løsning og gjøres kun om man ikke har andre alternativ. Når borestrengen er kuttet, er det ikke mulig å sirkulere inn slam til bunnen av brønnen via borestrengen. Da kan brønnkontroll gjenvinnes ved å bruke kill- and choke lines, noe som er en vanskelig og tidkrevende prosess.

Blind- og shear ram kan kombineres i samme ventil, da tetter ventilen i lukket posisjon.

 

Kill and choke lines

Dersom en eller flere av ventilene i BOP-en står i stengt posisjon, vil det likevel være forbindelse til ringrommet nedenfor ventilen via kill and choke lines. Det gjør det mulig å sirkulere væske inn gjennom drill pipe og ta retur via choke line.

 

Koblingsstykke for BOP. Illustrasjon.BOP spool for kill and choke line 

Fra installasjonens kill and choke manifold til BOP-ens senter (ringrom) går det linjer på utsiden av systemet. Linjene kobles på en egen stubb (spool) som er montert i BOP-en mellom ventilhusene. Linjene brukes til å sirkulere gass ut fra brønnen, gjennom choke line, og sirkulere inn tung væske for å drepe brønnen, gjennom kill line.