폭발 방지 장치(BOP)는 형성 압력("킥"이라고 불리는 오일, 가스 또는 염수의 갑작스러운 유입)이 굴착 유체의 압력을 초과하기 시작할 때마다 유압 구동식 램 또는 팽창 가능한 환형 고무 요소로 유정을 밀봉하여 작동하며, 제어되지 않은 흐름이 표면에 도달하여 치명적인 폭발을 일으키기 전에 차단합니다. 육상 굴착 장치의 유정 상단이나 해양 작업을 위한 해저에 설치되는 BOP 스택은 일반적으로 여러 개의 램 방지 장치와 하나 이상의 환형 방지 장치를 결합하여 얕은 육상 우물의 경우 5,000psi에서 심해 및 HPHT(고압 고온) 우물의 경우 최대 15,000psi의 작동 압력을 견딜 수 있는 등급의 이중 일련의 장벽을 형성합니다. bop-products.com.
분출 방지 장치란 무엇이며 왜 중요한가요?
A 폭발 방지 장치 석유 및 가스 시추 작업 중 유정에 설치되는 대형 특수 밸브 어셈블리로, 유정에서 원유나 천연가스의 통제되지 않은 방출(분출이라고 알려진 사건)을 방지하는 것이 유일한 목적입니다. 이로 인해 작업자가 사망하고 장비가 파괴되며 치명적인 환경 피해가 발생할 수 있습니다. ScienceDirect의 폭발 방지 엔지니어링 개요에 따르면 전체 폭발 방지 시스템의 기능은 시추, 트리핑 및 케이싱 작업 중에 킥 유체(유정에 들어가는 형성 유체)의 움직임을 제어하는 것입니다.
시스템은 다음과 같은 4가지 별개의 작업을 수행할 수 있어야 합니다. 유정에서 킥 유체를 안전하게 제거합니다. 추가 지층 유체 침입을 방지하기 위해 원래의 굴착 유체를 더 높은 밀도의 유체로 교체하는 단계; 압력이 억제되는 동안 파이프를 구멍 안팎으로 이동시키는 작업(스트리핑 작업이라고 함). 이러한 네 가지 요구 사항은 왜 BOP가 단일 밸브가 아니라 조화로운 순서로 작동하는 여러 장치의 복잡한 스택인지 설명합니다.
시추 작업이 지층을 너무 빨리 관통하거나, 저장소 압력이 과소평가되거나, 진흙이라고 불리는 시추 유체의 무게가 다운홀 압력의 균형을 맞추기에 충분하지 않을 때 폭발이 발생할 수 있습니다. BOP가 작동하지 않으면 가압된 탄화수소는 확인되지 않은 채 유정을 따라 이동할 수 있으며 종종 표면에서 발화하여 파괴적인 결과를 초래할 수 있습니다. 2010년 4월 20일 멕시코 만의 Deepwater Horizon 굴착 장치에서 미국 역사상 최대 규모의 해상 석유 유출이 발생하여 미국 화학 안전 위원회(CSB) 조사 결과에 따르면 87일 동안 약 319만 배럴의 석유가 유출되었습니다.
분출 방지 시스템의 주요 구성 요소
완전한 폭발 방지 시스템은 BOP 스택 자체, 이를 구동하는 유압 어큐뮬레이터, 유정 유체 순환을 위한 킬 및 초크 라인, 장비 바닥 및 원격 Koomey 장치를 포함한 여러 위치에서 작동할 수 있는 제어 시스템으로 구성됩니다. ScienceDirect에 따르면 기본 구성 요소에는 BOP 스택(환형 방지 장치, 램 방지 장치, 스풀 및 내부 방지 장치), 케이싱 헤드, 흐름 및 초크 라인과 피팅, 킬 라인과 연결부, 분리기 및 어큐뮬레이터가 포함됩니다.
- BOP 스택: 특정 작동 압력 등급을 처리하도록 설계된 환형 기둥과 램 방지 장치가 유정에 볼트로 고정된 조립된 기둥입니다. 일반적인 표면 스택의 높이는 3~5피트입니다. 해저 심해 굴뚝은 18~25피트 높이에 있고 무게는 수십만 파운드에 이릅니다.
- 유압 어큐뮬레이터: 펌프, 유압 저장소, 제어 매니폴드, 제어 밸브 및 압축 가스 병이 들어 있는 주 제어 장치입니다. Keystone Energy Tools에 따르면 축전지는 다른 시스템에 장애가 발생하더라도 모든 BOP 장치를 닫고 백업 기능을 실행하기에 충분한 에너지를 저장하는 경우가 많습니다. 이것이 바로 BOP 스택 위나 근처에 장착되는 이유입니다.
- 킬 라인: 엔지니어가 무거운 굴착 유체(진흙 제거)를 닫힌 BOP 아래의 유정으로 펌핑하여 형성을 극복하고 유정을 죽일 수 있도록 하향공 압력을 증가시킬 수 있는 고압 파이프입니다.
- 초크 라인 및 초크 매니폴드: BOP가 닫힌 후 유정 유체의 방출을 제어하고 유정 압력을 관리할 수 있는 조정 가능한 밸브 및 압력 센서 시스템으로 엔지니어가 킥아웃을 안전하게 순환할 수 있습니다.
- 제어 포드(해저): 해저 BOP의 경우 이중 전자 및 유압 제어 포드는 엄빌리컬 케이블을 통해 표면에서 명령을 수신하고 BOP 기능을 독립적으로 활성화하여 포드 하나가 고장날 경우 백업을 제공할 수 있습니다.
- 데드맨/AMF 시스템: 해저 BOP에 대한 모든 통신 및 유압 동력이 동시에 손실되는 경우 최종 안전 장치로 블라인드 전단 램을 자동으로 작동시키는 자동 모드 기능입니다.
두 가지 주요 BOP 유형의 작동 방식
폭발 방지 장치의 두 가지 범주, 즉 환형 BOP와 램 BOP가 업계에서 가장 널리 사용되고 있으며 BOP 스택은 거의 항상 두 유형을 함께 사용하며 환형이 상단에 있고 여러 램 방지기가 그 아래에 배열되어 있습니다. 폭발 방지 장치에 대한 Wikipedia의 기술 개요에 따르면 BOP 스택은 일반적으로 여러 램 BOP 위에 적층된 하나 이상의 환형 BOP를 사용하여 두 가지 유형을 모두 활용하는 경우가 많습니다.
환형 분출 방지 장치
환형 BOP는 정확한 직경을 미리 알 필요 없이 압력 밀봉을 형성하면서 구멍에 있는 모든 것(드릴 파이프, 케이싱, 켈리 또는 심지어 불규칙한 공구 조인트) 주위에 단단히 고정될 때까지 유압을 사용하여 패킹 유닛이라고 하는 두꺼운 도넛 모양의 고무 요소를 안쪽으로 압축함으로써 드릴 스트링 주변 공간을 밀봉합니다. Wikipedia에 따르면 환형 파열 방지 장치는 쐐기의 원리를 사용하여 유정을 막고 강화 고무 패킹이 있는 환형 방지 장치는 모양이나 크기에 관계없이 구멍의 드릴링 스트링 부분 주변의 환형 공간을 차단합니다.
환형 BOP는 파이프가 없는 상태에서 완전히 열린 구멍을 밀봉할 수도 있으며, 드릴 파이프가 닫힌 밀봉을 통해 회전하거나 수직으로 천천히 이동할 수 있을 만큼 충분히 유연합니다. 이는 압력 하에서 유정을 관리해야 하는 스트리핑 작업 중 중요한 기능입니다. 환형 방지 장치는 일반적으로 파열 상황에서 첫 번째 방어선입니다. 그 이유는 신속하게 활성화되어 그 순간 구멍에 있는 모든 것에 적응할 수 있기 때문입니다. 그러나 Wikipedia의 기술 문서에 명시된 바와 같이 환형 BOP는 일반적으로 열린 구멍에서 장기간 압력 밀봉을 유지하는 데 있어 램 방지 장치만큼 효과적이지 않습니다.
램 파열 방지 장치
램 BOP는 유정의 반대편에서 유압식으로 두 개의 반대 강철 램을 함께 구동하여 닫힙니다. 이러한 램의 특정 설계에 따라 장치가 파이프를 잡을지, 열린 구멍을 밀봉할지, 아니면 드릴 스트링을 완전히 절단할지 여부가 결정됩니다. SVES Oilfield Supply에 따르면 램 BOP의 작동 메커니즘에는 유압을 활용하여 피스톤을 구동함으로써 램을 열거나 닫아 유정을 닫는 것이 포함됩니다.
램 BOP는 일반적으로 BOP 스택 어셈블리에 대한 미국 특허 문서에 설명된 대로 고정, 밀봉 또는 절단을 위해 서로에 대해 변위되는 두 개의 반대 방향으로 배열된 램으로 구성됩니다. 일단 닫히면 잠금 샤프트 메커니즘을 사용하여 램을 기계적으로 닫은 상태로 유지하여 유압이 손실되더라도 씰을 유지할 수 있습니다. 이는 확장된 유정 제어 작업을 위한 필수 백업 기능입니다.
네 가지 유형의 램 예방 장치: 각각의 기능
램 방지 장치는 상호 교환이 불가능합니다. 네 가지 서로 다른 램 유형은 각각 특정 유정 제어 시나리오를 다루며, 완벽하게 갖춰진 BOP 스택에는 일반적으로 가능한 모든 비상 사태를 처리하기 위해 최소 세 가지 램 유형이 포함됩니다.
| 램 종류 | 또한 호출 | 밀봉 방법 | 사용시 | 한계 |
| 파이프 램 | 반밀폐형 램 | 고무 표면의 램이 특정 파이프 OD 주위를 닫아 파이프 외부의 환형 공간을 밀봉합니다. | 알려진 크기의 드릴 파이프나 튜브가 구멍에 있는 경우 | 크기별; 직경이 다르거나 열린 구멍 주위를 밀봉할 수 없습니다. |
| 가변 보어 램 | VBR 또는 다중 크기 램 | 유연한 고무 요소는 단일 장치로 다양한 파이프 직경을 밀봉하도록 조정됩니다. | 여러 파이프 크기를 사용할 수 있는 경우; 램 교체 필요성 감소 | 압력 등급은 고정 크기 파이프 램보다 낮을 수 있습니다. |
| 눈먼 램 | 완전 밀봉된 램 | 파이프가 없을 때 평평한 면의 램은 열린 유정을 가로질러 완전히 닫힙니다. | 트리핑이나 조기 케이싱 등 구멍이 열려 있는 경우(드릴 스트링 없음) | 파이프에서는 닫을 수 없습니다. 파이프를 닫으면 램이 손상되고 밀봉되지 않습니다. |
| 블라인드 전단 램 | 전단 램 또는 BSR | 강화된 강철 칼날이 드릴 스트링을 가위처럼 자른 후 아래 열린 유정을 밀봉합니다. | 최후의 수단 비상사태; 다른 모든 옵션이 실패했을 때 동시에 서버와 봉인 | 드릴 스트링을 파괴합니다. 파이프 버클이 BOP 보어 내부의 중심에서 벗어나면 실패할 수 있습니다. |
표 1: 석유 및 가스정 제어에 사용되는 4가지 램 방지기 유형을 밀봉 메커니즘, 활성화 시나리오 및 작동 제한과 비교합니다. 출처: SVES Oilfield Supply, Wikipedia, ScienceDirect, CSB Deepwater Horizon 조사 보고서.
BOP 스택의 배열 방법
BOP 스택은 상단에 가장 유연하고 가장 빠르게 작동하는 장치인 환형 방지 장치와 아래에 점차적으로 더 강력한 램 방지 장치가 배열되어 있으므로 작업자는 필요한 경우 빠른 부분 밀봉에서 드릴 스트링의 완전한 기계적 절단까지 응답을 확대할 수 있습니다. 해저 BOP 스택에 대한 미국 특허 문서에 따르면, 드릴 파이프를 둘러싸서 밀봉하기 위해 저수지에 더 가깝게 배치된 폭발 방지 장치가 일반적으로 제공되는 반면, 퇴적물에서 더 멀리 있는 폭발 방지 장치는 드릴 스트링을 절단하고 유정을 밀봉하기 위해 제공됩니다.
위에서 아래로 작동하는 대표적인 표면 BOP 스택에는 일반적으로 다음이 포함됩니다. 상단에 하나 또는 두 개의 환형 방지기; 가변 보어 또는 파이프 램 방지 장치 1개; 블라인드 램 방지 장치 1개; 수원에 가장 가까운 바닥에 블라인드 전단 램 방지 장치 1개가 있습니다. BOP 어셈블리를 케이싱 헤드에 연결하는 플랜지 스페이서인 드릴링 스풀은 킬 라인과 초크 라인의 연결 지점을 제공합니다. ScienceDirect에 따르면 BOP 스택 설계는 최대 15,000psi의 작동 압력을 처리하도록 구성할 수 있으며 각 구성에는 스택 배열을 설명하는 API 지정 코드가 포함되어 있습니다.
표면 대 해저 폭발 방지 장치: 주요 차이점
표면 및 해저 폭발 방지 장치의 기본 메커니즘은 동일하지만 해저 BOP는 극심한 수심, 원격 작동, 유지 보수를 위한 제한된 접근 및 표면 BOP에 필요하지 않은 다중 중복 제어 시스템의 필요성과 싸워야 합니다.
| 특징 | 표면/육지 BOP | 해저/심해 BOP |
| 위치 | 표면, 지상 또는 갑판 위 | 해저, 표면 아래 최대 12,000피트 |
| 압력 등급 | 일반 3,000 – 10,000psi | 10,000 – 15,000psi 표준 |
| 제어 시스템 | 표면 어큐뮬레이터에서 직접 유압식 | 중복 전기 유압식 다중(MUX) 포드와 데드맨 페일세이프 |
| 장비에 연결 | 직접, 견고한 웰헤드 연결을 통해 | 해저에서 장비까지 연장되는 시추 라이저를 통해 |
| 유지보수 액세스 | 직원이 직접 접근 가능 | ROV(원격 조종 차량) 필요 |
| 무게 | 수천 파운드 | 심해 스택의 경우 최대 450,000lb 이상 |
| 비상 차단 | 일반적으로 적용되지 않음 | LMRP(하부 해양 라이저 패키지)를 사용하면 BOP가 수정에 있는 동안 장비를 분리하고 이동할 수 있습니다. |
표 2: 위치, 압력 등급, 제어 시스템, 유지 보수 접근 및 비상 분리 기능 전반에 걸쳐 표면/육지 폭발 방지 장치와 해저/심해 폭발 방지 장치를 비교합니다. 출처: Wikipedia, Keystone Energy Tools, bop-products.com.
단계별: 킥이 감지되면 어떤 일이 발생합니까?
발차기가 감지되면 승무원은 정의된 순서(감지, 차단, 순환 및 제거)를 통해 이동하는 유정 제어 반응을 실행하며 BOP는 이러한 모든 단계를 가능하게 하는 물리적 장벽을 제공합니다.
- 킥 감지: 시추 작업자는 구덩이 부피(머드 탱크의 유체 양), 펌프 압력 및 유속을 모니터링하여 이상 현상이 있는지 모니터링합니다. 예상보다 더 유동적으로 돌아오는 피트 게인은 고전적인 킥 표시기입니다. Rein Wellhead Equipment의 기술 문서에 따르면 시추 작업자는 킥이 감지되는 순간 시추 작업을 위해 유정을 확보하고 닫아야 합니다.
- 폐쇄: 드릴러는 장비 바닥에 있는 제어판이나 Koomey 어큐뮬레이터 장치를 통해 BOP를 활성화합니다. 환형 방지 장치는 구멍에 있는 모든 것을 밀봉할 수 있으므로 일반적으로 먼저 닫힙니다. 해당 BOP를 닫으면 유정에서 유체가 흘러나오는 것을 방지할 수 있습니다.
- 압력 판독 및 평가: 유정이 폐쇄된 상태에서 엔지니어는 폐쇄된 드릴 파이프 압력과 폐쇄된 케이싱 압력을 판독하여 지층의 균형을 맞추는 데 필요한 킬 머드의 밀도를 계산합니다.
- 킥아웃 순환: 엔지니어는 초크 매니폴드를 사용하여 제어된 압력으로 드릴 유체를 유정을 통해 순환시켜 더 무거운 진흙이 드릴 스트링 아래로 펌핑되는 동안 킥 유체가 초크 라인을 통해 안전하게 위아래로 이동할 수 있도록 합니다.
- 우물 죽이기: 킥 유체가 제거되고 유정이 적절한 중량의 킬 머드로 채워지면 머드 기둥의 정수압이 형성 압력을 초과하여 유정이 효과적으로 소멸됩니다. 그런 다음 BOP를 열고 드릴링을 재개할 수 있습니다.
- 비상 전단(최후의 수단): 킥이 순환할 수 있는 능력 이상으로 커지거나 장비의 비상 연결을 끊어야 하는 경우 블라인드 전단 램이 활성화되어 드릴 스트링을 절단하고 유정을 완전히 밀봉합니다.
Deepwater Horizon: BOP 실패가 밝혀낸 것
2010년 4월 20일 발생한 Deepwater Horizon 재해는 BOP의 마지막 방어선이 실패할 때 어떤 일이 발생하는지에 대한 결정적인 사례 연구로 남아 있으며, 미국 화학 안전 위원회(CSB)의 조사 결과는 이후 몇 년 동안 국제 BOP 설계 및 테스트 표준을 직접적으로 형성했습니다.
CSB의 조사 보고서는 폭발로 이어지는 네 가지 연속적인 장벽 실패를 확인했습니다. 시멘트가 탄화수소 형성을 밀봉하지 못했습니다. 음압 테스트는 우물이 밀봉되지 않았는데 밀봉되었음을 나타내는 것으로 잘못 해석되었습니다. 승무원은 가스와 기름이 표면에 거의 도달할 때까지 우물이 흐르고 있다는 것을 감지하지 못했습니다. 마지막으로 분출 방지 장치는 시정 조치가 취해질 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 우물을 밀봉하고 흐름을 멈추는 데 실패했습니다.
BOP의 중요한 실패 지점은 드릴 파이프를 절단하고 유정을 밀봉하도록 설계된 최후의 수단 장치인 블라인드 전단 램이었습니다. CSB와 WorkBoat의 조사 분석에 따르면, 작업자가 파이프 램을 닫을 때 생성된 큰 압력 차이로 인해 드릴 파이프가 휘어졌고, 파이프가 BOP 보어 내부 중심에서 벗어나 블라인드 전단 램의 유효 전단 범위 외부에 배치되었습니다. CSB 보고서는 또한 제어 포드에서 여러 가지 잘못된 배선을 확인했습니다. 하나의 솔레노이드 코일이 잘못 배선되어 두 채널이 서로 반대되어 다른 모든 오류와 독립적으로 솔레노이드 밸브 작동을 방해했을 것입니다. 데드맨 시스템의 배터리 성능 저하로 인해 오류가 추가되었습니다.
Academia.edu에 발표된 학술 분석에 요약된 바와 같이 광범위한 조사에서는 BOP의 실패 원인이 부적절한 설계 및 테스트 표준, 특히 BOP 스택의 제어 시스템을 관리하는 API 사양 16D에 있다고 밝혔습니다. 재난으로 인해 API 표준 개정이 가속화되었고 해양 굴착 장치의 BOP 장비에 대해 보다 엄격한 테스트 및 유지 관리를 요구하는 새로운 미국 안전 환경 집행국(BSEE) 규정이 촉발되었습니다.
BOP 테스트, 유지 관리 및 규제 요구 사항
BOP는 API 표준 및 국가 규제 기관에서 설정한 간격과 테스트 압력을 사용하여 정기적으로 필수 압력 테스트 및 기능 테스트를 받아야 합니다. 실제 조건에서 테스트된 적이 없는 BOP는 겉모습만 안전하기 때문입니다. Wikipedia의 엔지니어링 개요에 명시된 바와 같이 규정에 따르면 일반적으로 환형 방지 장치가 유정을 완전히 닫을 수 있어야 합니다.
- 기능 테스트: 각 BOP 구성요소는 올바른 기계적 작동을 확인하기 위해 일반적으로 활성 드릴링 작업 중 7~14일마다 열고 닫아야 합니다.
- 압력 테스트: BOP 스택은 밀봉 무결성을 확인하기 위해 정격 작동 압력에 대한 압력 테스트를 받아야 하며, 일반적으로 새로운 BOP가 설치될 때마다 그리고 그 이후로 정의된 간격으로(미국 해양 작업의 경우 Deepwater Horizon 이후 BSEE 규정에 따라 21일마다) 수행됩니다.
- 어큐뮬레이터 테스트: 유압 어큐뮬레이터에는 펌프 지원 없이 모든 BOP 기능을 닫을 수 있을 만큼 충분한 사전 충전 압력이 포함되어 있는지 확인하여 비상 안전 에너지 예비가 손상되지 않았는지 확인해야 합니다.
- 제어 포드 테스트(해저): 해저 BOP의 기본 및 보조 제어 포드를 모두 독립적으로 테스트하여 하나의 포드가 손실되어도 시스템의 기능을 닫는 기능이 저하되지 않는지 확인해야 합니다.
- 전단 램 성능 검증: Deepwater Horizon 조사에서 중심을 벗어난 파이프가 전단을 방지했다는 사실이 밝혀진 후, 규제 지침에 따라 이제 각 유정 프로그램에 사용될 특정 파이프 등급 및 연결부 구성에 대해 전단 램 설계를 테스트해야 합니다.
분출 방지 장치에 대해 자주 묻는 질문
Q: 발차기와 폭발의 차이점은 무엇인가요?
킥은 유정 압력이 순간적으로 형성 압력 아래로 떨어졌기 때문에 발생하는 유정 내로 지층 유체(오일, 가스, 물 또는 기타 조합)가 유입되는 것입니다. 킥은 조기에 감지되고 BOP를 즉시 닫아 유정을 폐쇄하는 경우 관리 가능한 이벤트입니다. 분출은 제어할 수 없는 발차기의 결과입니다. 지층 유체는 효과적인 장벽 없이 표면으로 계속 흐르며, 종종 폭발적이고 환경적으로 재앙적인 결과를 낳습니다. BOP의 전체 목적은 모든 킥을 폭발하기 전에 통제되고 관리 가능한 이벤트로 전환하는 것입니다.
Q: 드릴 스트링이 회전하는 동안 파열 방지 장치를 사용할 수 있습니까?
예, 환형 BOP의 경우입니다. Wikipedia의 기술 개요에 따르면 환형 파열 방지 장치는 드릴링 중에 회전하는 동안에도 드릴 파이프 주변의 밀봉을 유지하는 데 효과적입니다. 환형 방지 장치의 고무 패킹 요소는 압력을 견딜 수 있을 만큼 파이프를 단단히 고정하는 동시에 스트리핑 작업의 기초가 되는 느린 회전 또는 제어된 축 이동을 허용합니다. 이와 대조적으로 램 방지 장치는 고정된 파이프를 고정하도록 설계되었으며 동적 회전이나 상당한 파이프 이동에 사용해서는 안 됩니다.
Q: 일반적인 해저 BOP 스택은 얼마나 크고 무겁습니까?
LMRP(Lower Marine Riser Package)를 포함한 일반적인 해저 심해 BOP 스택은 높이가 18~25피트이고 무게가 400,000~450,000파운드(약 200미터톤)를 초과할 수 있습니다. 드릴 스트링이 통과하는 내부 개구부인 굴뚝의 구멍 직경은 심해 작업의 경우 일반적으로 18.75인치입니다. 이러한 치수는 BOP가 10,000피트를 초과할 수 있는 수심에서 10,000~15,000psi의 정격 압력에서 저항해야 하는 극한의 힘을 반영합니다.
Q: 드릴링 라이저란 무엇이며 BOP에 어떻게 연결됩니까?
시추 라이저는 해저의 해저 BOP를 표면의 시추 장비에 연결하는 대구경 파이프 스트링으로, 시추 스트링, 시추 유체 복귀, 킬 및 초크 라인을 위한 연속적인 밀폐 경로를 제공합니다. Wikipedia에 따르면 라이저는 유정을 장비까지 효과적으로 확장합니다. 라이저는 하단에서 유압 커넥터를 통해 BOP 스택의 LMRP 부분에 연결되며, BOP가 제자리에 유지되고 아래 유정에 밀봉되어 있는 동안 라이저의 래치를 빠르게 풀 수 있어 비상 시 장비가 다른 위치로 이동할 수 있습니다.
Q: Deepwater Horizon의 시어램이 우물을 밀봉하지 못한 이유는 무엇입니까?
WorkBoat가 보고한 미국 화학 안전 위원회의 조사 결과에 따르면 Deepwater Horizon의 블라인드 전단 램은 비상 상황 초기에 파이프 램을 닫았을 때 생성된 극심한 내부 압력 차이로 인해 드릴 파이프가 휘어졌기 때문에 주로 실패했습니다. 이 "효과적인 압축"으로 인해 드릴 파이프가 BOP 보어 내부의 중심에서 벗어나 구부러져 전단 램 블레이드의 효과적인 절단 범위 외부에 배치됩니다. 조사관이 확인한 추가 기여 요인에는 제어 포드 중 하나의 전기 배선 오류, 데드맨 시스템의 배터리 성능 저하, 중앙에서 벗어난 파이프로 인해 전단 램이 작동하지 않을 수 있다는 업계의 일반적인 인식 부족 등이 포함되었습니다. 이러한 설계 시나리오는 재해 이전에 공식적으로 테스트된 적이 없는 설계 시나리오였습니다.
Q: 유정 제어를 위한 기존 BOP에 대한 대안이 있습니까?
MPD(관리형 압력 시추) 시스템은 시추 프로세스 전반에 걸쳐 지속적이고 정밀하게 제어되는 유정 압력을 유지하여 처음에 킥을 유발하는 조건을 최소화하고 대응적 BOP 개입에 대한 의존도를 줄이는 보완적인 접근 방식을 나타냅니다. 일부 실험 설계에는 저압 제어 드릴링을 허용하기 위해 표면의 회전 드릴 스트링 주위를 밀봉하는 회전 제어 장치(RCD)가 포함되어 있습니다. 그러나 현재 비상 우물 제어를 위한 주요 기계적 장벽으로 BOP를 대체하는 상업적으로 배포된 시스템은 없습니다. MPD 및 RCD는 BOP 기술을 대체하기보다는 보완합니다.
요약
폭발 방지 장치는 기계적으로 중복된 일련의 유압 장벽(상단에 환형 방지 장치, 아래에 파이프 램 및 블라인드 전단 램)을 웰헤드 바로 위에 배치하여 작동하며, 차는 소리가 폭발할 위험이 있을 때마다 최대 15,000psi의 압력에 대해 즉시 밀봉할 준비가 되어 있습니다. 환형 BOP는 모든 파이프 형상 주위에 빠르고 유연한 첫 번째 라인 밀봉을 제공합니다. 파이프 램은 특정 드릴 스트링 직경 주위를 고정하고 밀봉합니다. 블라인드 전단 램은 업계 최후의 수단으로 작동하여 단일 유압 스트로크로 드릴 스트링을 절단하고 열린 구멍을 밀봉합니다.
Deepwater Horizon 재해는 BOP의 효율성이 올바른 기계 설계뿐만 아니라 적절한 배선, 배터리 유지 관리, 중심에서 벗어난 파이프를 포함한 현실적인 시나리오에 대한 정기적인 테스트, 적시에 시스템을 활성화하는 절차적 유정 제어 단계의 엄격한 적용에 달려 있다는 치명적인 결과를 보여주었습니다. 개선된 전단 램 테스트 프로토콜, 전기 유압식 다중 제어 이중화, 데드맨 페일세이프 시스템을 포함한 BOP 설계의 지속적인 발전은 라이프사이클의 모든 단계에서 실제로 제어할 수 있는 유정을 추구하면서 해당 이벤트의 교훈을 계속해서 흡수하는 업계를 반영합니다.


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