환형 BOP가 고온 시추 작업을 견딜 수 있습니까?

석유 및 가스 시추의 까다로운 환경에서 장비 신뢰성이 가장 중요합니다. 환형 블로우 아웃 방지기 (BOP)는 다양한 파이프 크기 또는 개방형 구멍 위에 씰을 형성하도록 설계된 우물 제어 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 드릴링 엔지니어가 직면 한 주요 질문은 표준 환형 BOP가 심해 또는 고압/고온 (HPHT) 우물과 같은 고온 시추 작업에서 안정적으로 수행 할 수 있는지 여부입니다.

환형 BOP의 주요 기능은 강화 엘라스토머 포장 장치의 작동을 통해 압력 타이트 씰을 제공하는 것입니다. 이 설계는 열 응력 하에서 성능을 이해하는 데 핵심입니다. 포기 된 질문에 대한 대답은 간단한 예 또는 아니오가 아닙니다. 그것은 특정 설계, 구조를 위해 선택된 재료 및 웰의 작동 매개 변수에 크게 의존합니다.

1. 엘라스토머 화합물의 중요한 역할

환형 BOP 내에서 가장 온도에 민감한 구성 요소는 포장 장치이며, 일반적으로 수소화 된 니트릴 부타디엔 고무 (HNBR)와 같은 합성 고무에서 제조 된 포장 장치입니다. 표준 엘라스토머 화합물은 작동 온도 범위를 정의했습니다. 많은 표준 화합물이 최대 250 ° F (121 ° C)를 적절하게 수행하는 반면, HPHT 작업은 극한의 경우 350 ° F (177 ° C) 및 500 ° F (260 ° C)를 초과하는 온도에 BOP를 노출시킬 수 있습니다.

고온 서비스의 경우 엘라스토머는 다음과 같이 특별히 공식화되어야합니다.

• 열 노화 : 열에 장기간 노출 된 상태에서 분해, 경화 및 탄성 손실.

• 압축 세트 : 고온에서 압축 된 후 엘라스토머의 영구 변형은 원래 모양으로 돌아와 씰을 유지하지 못하게합니다.

• 화학적 호환성 : 고온 시추 유체 및 잠재적 웰 보어 오염 물질에 노출 될 때 엘라스토머가 안정적으로 유지되도록합니다.

따라서, 고온 작동을 위해 지정된 환형 BOP에는 예상되는 최대 웰 보어 온도에 대해 인증 된 엘라스토머 등급으로 만든 포장 장치가 장착되어야합니다.

2. 금속성 성분 고려 사항

엘라스토머가 주요 관심사이지만, 신체, 피스톤 및 허브를 포함한 환형 BOP의 금속 성분은 또한 온도가 높은 온도에서 구조적 무결성과 기능을 유지하도록 설계되었습니다. 고온은 금속의 항복 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 제조업체는 정격 온도에서 적절한 강도 특성을 가진 재료를 사용하여 예방자가 여전히 최대 정격 압력을 포함 할 수 있도록합니다.

3. 테스트 및 인증 표준

HPHT 서비스에 대한 BOP의 성능은 가정되지 않습니다. 엄격하게 검증되었습니다. 주로 미국 석유 연구소 (API)의 산업 표준은 요구 사항을 지시합니다. API 표준 16A "HPHT"로 지정된 장비는 정격 압력과 온도를 복제하는 시뮬레이션 된 조건에서 테스트해야한다고 지정합니다.

고온 운영을 위해 판매되는 환형 BOP는 최대 정격 온도로 가열 된 자격 테스트를 거친 다음 밀봉 및 압력 함유 기능을 검증하기 위해 압력 테스트를 거쳤습니다. 장비 사양을 검토하는 엔지니어는 예방자가 특정 응용 프로그램에 대해 적절한 API 모노그램 및 HPHT 인증을 보유하고 있는지 확인해야합니다.

4. 운영 요인 및 완화 전략

적절하게 지정된 환형 BOP를 사용하더라도, 고온 환경에서의 성공을 위해서는 운영 관행이 중요합니다.

• 정확한 온도 예측 : 기공 압력 및 골절 그라디언트 모델에는 바닥 홀 및 웰 헤드 온도를 정확하게 예측하기 위해 정확한 지열 구배가 포함되어야합니다.

• 냉각 효과 : 심해 적용에서 해저의 차가운 해수는 해저의 BOP 스택에 도달하기 전에 웰 보어 액체를 크게 식힐 수 있습니다. 이것은 종종 BOP가 우물의 바닥보다 훨씬 낮은 온도를 경험한다는 것을 의미합니다. 이 냉각 효과는 불필요하게 온도 등급을 과도하게 지정하지 않도록 계산되어야합니다.

• 모니터링 및 유지 보수 : 우물 온도의 지속적인 모니터링이 필수적입니다. 또한, 엘라스토머의 고온 수명은 유한합니다. 지속적인 고온에 노출 된 환형 BOP의 포장 장치는 서비스 수명이 감소하며 기존 작업에서 검사하고 교체해야합니다.

an 환형 BOP 실제로 고온 시추 작업을 견딜 수 있지만, 그 목적을 위해 의도적으로 설계되고 지정된 경우에만 가능합니다. 그 성능의 초석은 포장 장치를위한 고온 엘라스토머 화합물의 선택과 엄격한 API HPHT 테스트 프로토콜을 통한 전체 어셈블리의 검증에 있습니다. 책임은 드릴링 엔지니어링 팀에 따라 운영 엔벨로프를 정확하게 정의하고 예상되는 최악의 시나리오를 안전하게 초과하는 온도 등급의 환형 BOP를 선택하여 모든 조건에서 잘 제어 무결성을 유지합니다.