Fagstoff

RamRig

Publisert: 15.08.2016, Oppdatert: 19.07.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Hydraulisk løftesylinder
  • Nøyaktig plassering av borestreng
  • Direkte hivkompensering på systemet
  • Lavere tyngdepunkt på flyteriggen

RamRig. Illustrasjon.RamRig i to posisjoner 
RamRig er et boretårn som benytter hydrauliske sylindre til å føre borestrengen og BHA inn og ut av brønnen. Den ble utviklet av Maritime Hydraulics og tatt i bruk i 1996.

RamRig

RamRig er et boretårn som bruker hydrauliske sylindre (rams) i stedet for heisespill til å heve og senke top drive som holder borestrengen. En RamRig har samme arbeidshøyde som et konvensjonelt boretårn, ca. 36 meter.

RamRig kan leveres med enkelt eller dobbelt tårn. Doble tårn opererer boreaktiviteter på det ene tårnet og rørhåndtering (bygge stand) på det andre. Dette øker bore-effektiviteten sammenlignet med konvensjonelle tårn. Enkle RamRig-tårn må veksle mellom boreaktivitet og rørhåndtering i det samme tårnet.

Et tårn kan bestå av to eller fire sylindre. Fire sylindre øker løftekapasiteten og fungerer bra for dypvannsbrønner. Sylindrene opereres parallelt med kraft fra HPU (hydraulic power unit) og har integrert hivkompenseringssystem som virker direkte på sylindrene.

Løfteåket (yoke) med top drive henger i midten av sylindrene og er festet i to vaiere, løftevaieren. Disse vaierne er festet i gulvet på boredekk og går over en trinse på toppen av sylindrene. Løfteåket føres opp og ned sammen med sylinderens bevegelser. Ettersom løftevaierne kommer fra to sider, gir det en utveksling på 2:1 for sylinderbevegelsene. Når sylinderen går én meter opp, trekkes løfteåket to meter opp.

Rør som er bygd sammen til stands, plasseres i fingerbord på et lavere nivå under boredekket. For flyteriggen er dette en fordel siden det senker tyngdepunktet i flyteriggen og gjør den mer stabil i vannet.

Kraftleveransen

Hydraulikksystemet drives av en sentral HPU (Hydraulic Power Unit). Den har 8–14 pumper som samlet gir maksimal løftekapasitet og full hastighet på sylindrene. I tillegg kan hver av pumpene levere maksimal løftekapasitet med lavere hastighet til alle sylindrene.

Pumpene er variabel fortrengningspumpe som drives med konstant hastighet ved hjelp av vekselstrøm (AC).

RamRig styringssystem. Illustrasjon.RamRig styringssystem 

I hele RamRig-systemet brukes det oljebasert hydraulikkvæske. Det er to store tanker ved HPU-en som inneholder ca. 30 000 liter hver, og i tillegg hydraulikkolje i rør og sylindre.

I tillegg suppleres systemet med akkumulatortrykk som blant annet brukes til hivkompenseringssystemet.

Sylindrene

Et RamRig-tårn består av to eller fire store sylindre som fylles og tappes for hydraulikkolje etter som man skal løfte eller låre åket. Sylindrene er av typen plunger-sylinder, som betyr at stempelstangen har nesten like stor diameter som stempelet. Stempelstangen skyves ut og inn i øvre del av sylinderen.

Enkeltvirkende RamRig-sylinder. Illustrasjon.Enkeltvirkende RamRig-sylinder 

Sylindrene kan være dobbelt- eller enkeltvirkende

Når åket (lasten) skal heises opp, pumpes hydraulikkolje inn under stempelet i sylindrene i begge sylindertypene. Ulikheten i sylindrene vises først når åket senkes. I dobbeltvirkende sylindre pumpes hydraulikkolje inn over stempelet for å skyve stempelet nedover, mens hydraulikkoljen under stempelet tømmes gjennom trykkavlastingsventiler. På enkeltvirkende sylindre senkes åket ved at trykket i oljen reduseres gjennom trykkavlastingsventil under stempelet.

Retningen og hastigheten av åket i begge systemene styres ved hjelp av joystick og hvor stort pådraget på joysticken er.

Hivkompensering på RamRig

For å unngå at riggens bevegelser påvirker borestrengen i brønnen, brukes et hivkompenseringssystem som virker direkte på sylinderen. Når boreriggen beveger seg opp på en bølge, vil kompenseringsutstyret aktiveres slik at RamRig-sylinderen beveges nedover, og motsatt om boreriggen kommer ned i en bølgedal.

Kompenseringen utføres ved bidrag fra stempelakkumulatorene som øker eller reduserer høyden på sylinderen uten at HPU-pumpene slår inn. Stempelakkumulatorene får signal fra en MRU (Motion Reference Unit) som tolker riggens bevegelse ut fra bølgesensorene.

Sylinderutslaget sammen med løftevaieren kan kompensere for hele riggens løftehøyde som er opp mot 36 meter. Men dersom bølgevegelsene overstiger 5 meter, er det er vanlig å henge av borestrengen og vente til det roer seg igjen. Årsaken er at store bølgebevegelser kan forårsake store skader på både utstyr og folk.

Bremsesystemet – floor saver

RamRig er også utstyrt med en automatisk bremseanordning som heter floor saver. Dette er et system som ved hjelp av en sensor angir når det er på tide å begynne å bremse for at man ikke skal treffe boredekk med top drive. Dette er kalkulert i forhold til hvilken fart man holder på løfteåket når man kjører nedover. Det som skjer, er at trykkavlastningsventilen i bunn stenger litt etter litt i takt med at hydraulikkpumpene reduserer mer og mer på pumpeslagene.

En floor saver kan stilles inn til full stopp i ønsket høyde fra boredekk. Om man trenger å komme lenger ned, kan man overstyre systemet og kjøre i low speed til stemplene bunner i sylindrene. Sikringssystemet gjelder også når man kjører oppover i boretårnet, og hindrer at utstyret krasjer i topp av tårnet.

Ettersom RamRig-systemet bruker hydraulisk trykk og trykkavlastning til å starte og stoppe bevegelser, slipper man mekaniske bremser og gir som må brukes på vanlig heisespill. Bevegelsene med RamRig har en nøyaktighet på 1/100 mm, noe som gjør at det holdes stabil vekt på borekronen under boring.

Fordeler og ulemper med RamRig

En stor fordel med systemet er det reduserte støynivået. Det er et meget stillegående system som bare lager noe lyd ved start og stopp av RamRig-ens bevegelse.

Det er også en fordel med RamRig at borerør som er skrudd sammen i stand, plasseres på et lavere nivå. Dermed senkes flyteriggens tyngdepunkt og gjør den mer stabil. Det reduserer også behovet for arbeid i høyden.

En boredekksarbeider jobber i toppen av ramriggen, boretårnet. Han bruker ridebelte til å sikre seg med. Foto.Boredekksarbeider jobber i toppen av RamRig  

Det er også mulig å ha to parallelle RamRig-er på en borerigg. Da kan den ene operere rørhåndtering og lagring, mens den andre borer. Det forbedrer effektiviteten i bore- og brønnoperasjoner.

Det er hele tiden små lekkasjer i systemene, og det vil alltid være små dråper av hydraulikkolje i luften. Dette medfører at personell om bord på slike rigger vil puste inn en del oljedamp og ha nærkontakt på huden. Dette er ikke bra ettersom hydraulikkolje er en meget helseskadelig olje.

En større lekkasje i systemet kan forårsake store utslipp av olje til det ytre miljøet. Volumene er 10–20 ganger større enn hydraulikkvolumet til et konvensjonell boretårn-system.