Ventilene i BOP-stacken
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.
Alle ventilene i BOP-en skal hver for seg kunne stenge brønnen, slik at det ikke lekker olje eller gass til overflaten. Ventilene er utformet slik at de kan brukes når det står rør (for eksempel borerør) inni BOP-en, og når det ikke er rør inni BOP-en.
Annular preventer er en ventil som er laget av gummi med stålstøtter innstøpt. Tetningen er formet som en smultring. Ventilen plasseres på toppen av BOP. Vi omtaler den vanligvis «annularen».
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. Dersom annularen begynner å lekke, kan ram-ventiler stenge mot brønnen.
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
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.
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.
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.
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.
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.