Hopp til innhold

Fagartikkel

I dybden om RamRig

RamRig er et boretårn som bruker hydrauliske sylindre til å føre borestrengen og BHA opp og ned i brønnen. Den ble utviklet av Maritime Hydraulics og tatt i bruk i 1996.

LK20LK06
RamRig. Illustrasjon.

RamRig med topdrive i øvre og nedre posisjon

Sentralt i emnet:

  • Hydraulisk løftesylinder

  • Nøyaktig plassering av borestreng

  • Direkte hiv-kompensering på systemet

  • Lavere tyngdepunkt på flyteriggen

Dobbelt tårn

RamRig er et boretårn som bruker hydrauliske sylindrer (rams) i stedet for heisespill til å heve og senke som holder borestrengen.

RamRig kan leveres med dobbelt tårn. Doble tårn kan leveres med to like hovedtårn eller med et hovedtårn og et hjelpetårn. Hovedtårnet har som regel flere sylindrer og større løftekraft enn hjelpetårnet. Med doble tårn kan det ene tårnet drive med boreaktiviteter, mens det andre tårnet brukes til rørhåndtering, for eksempel å bygge . Dette øker bore-effektiviteten fordi det alltid står stands klar til bruk.

Enkle RamRig-tårn må veksle mellom boreaktivitet og rørhåndtering i det samme tårnet.

Hydraulikken til sylindrene

Hydraulikksystemet drives av en sentral HPU (Hydraulic Power Unit). HPUen har 8–14 pumper som leverer hydraulikkvæske ut til stemplene i tårnet. Det gir maksimal løftekapasitet og hastighet på sylindrene. I tillegg kan hver av pumpene levere maksimal løftekapasitet med lavere hastighet til sylindrene.

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

RamRig styringssystem. Illustrasjon.

RamRig styringssystem

I hele sylinder-systemet brukes det oljebasert hydraulikkvæske. Det er vanligvis Shell Tellus S2 Max 46 for normale temperaturforhold. I veldig kaldt klima brukes Shell Tellus S2 M33, og i veldig varmt klima brukes Shell Tellus S2 M68.

Systemet har to store tanker på 30 000 liter hver. I tillegg er det væske fylt opp i hele systemet av sylindrer og rør.
Sylindrene suppleres også med akkumulatortrykk som blant annet brukes til hiv-kompenseringssystemet som skal holde borestrengen stabil i brønnen.

Sylinderantallet

Flere løftesylindrer øker løftekapasiteten. Med høyere løftekapasitet er det mulig å bore lengre brønner fra større havdyp. RamRig bygges med to og fire sylindrer, men det er også utviklet nye modeller som bruker tre sylindrer samlet (MH Wirth RamRig – Triple Cylinder) og fem sylindrer samlet (NOV Cylinder Rig). De enkleste og minste sylindertårnene kan løfte rundt 300 tonn, mens det største med flest sylindrer kan løfte rundt 1800 tonn.

Sylindrene

Sylindrene fylles og tappes for hydraulikkolje alt etter om vi 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.

Hydrailsk løftesylinder med inn- og utløp for hydraulikkvæske. Illustrasjon.

Løftesylinderen med hiv-kompensering.

Dobbelt- eller enkeltvirkende sylinder

Sylindertypen kan være enkeltvirkende eller dobbeltvirkende. Når åket (lasten) skal heises opp, pumpes hydraulikkolje inn under stempelet i sylindrene i begge sylindertypene.

I dobbeltvirkende sylindrer pumpes hydraulikkolje inn over stempelet for å skyve stempelet nedover, mens hydraulikkoljen under stempelet tømmes gjennom trykkavlastingsventiler. På enkeltvirkende sylindrer senkes åket ved at trykket i oljen reduseres gjennom trykkavlastingsventilen under stempelet.

Boreren kan styre retningen og hastigheten ved hjelp av en joystick i armlenet på stolen.

Hiv-kompensering på RamRig

Sylindrene har et som virker direkte på sylindrene.

Det er viktig at borestrengen, eller annen type arbeidsstreng som er i brønnen, kan holdes i ro på ett sted over lengre tid. Borestrengen skal holde en stabil vekt på borekronen, slik at boringen er effektiv. Også når vi trekker ut eller kjører inn med borestrengen, er det ønskelig at flyteriggens bevegelser ikke påvirker forholdet mellom borestrengen og brønndypet. Det kan skape ustabile forhold i brønnen på grunn av trykkendringer i væsken i brønnen. Det samme gjelder når vi kjører inn kompletteringsutstyr eller skal sette en plugg i brønnen.

Når boreriggen beveger seg opp på en bølge, vil kompenseringsutstyret redusere trykket i sylinderen, slik at RamRig-sylinderen beveges nedover. Når flyteriggen kommer ned i en bølgedal, øker kompenseringsutstyret trykket i sylinderen, slik at den løfter opp lasten. Det betyr at kompenseringsutstyret gir en mot-bevegelse mot bølgebevegelsene.

Stempelakkumulatorene 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.

Hiv-kompenseringssystemet kan kompensere for sylinderens fulle løftehøyde, men dersom bølgebevegelsene overstiger 5 meter, er det vanlig å henge av borestrengen og vente til havet 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 vi ikke skal treffe boredekk med top drive. Dette er kalkulert i forhold til hvilken fart vi holder på løfteåket når vi 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 vi trenger å komme lenger ned, kan vi overstyre systemet og kjøre i low speed til stemplene bunner i sylindrene. Sikringssystemet gjelder også når vi 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 vi 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 annen fordel med å ha borerørene på et lavere nivå, er at all inn- og uthenting av rørene i elevatoren skjer på et lavere nivå, og ikke over hodet på boredekksarbeiderne. Det reduserer faren for skade fra fallende rør.

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

Boredekksarbeider jobber i toppen av RamRig.

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. Langvarig påvirkning kan medføre skade på hud og lunger (se kapittel 7.1 og 8.1 i datablad).

Filer

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 konvensjonelt boretårn-system.

Sist oppdatert 15.10.2021
Skrevet av Kenneth Ludvigsen
Rettighetshaver: Cerpus AS

Læringsressurser

Automatiserte systemer i boremodulen