ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЗАДВИЖКИ

Таблица 5. Объемы жидкости аккумуляторной системы:

3,000 psi давление системы – 1,200 psi предварительная зарядка системы.

Примечание: * - запас жидкости при давлении выше 1200 psi.

Рисунок 49: Типичная схема системы управления ПВО.

1. Поступление воздуха. Обычно, давление подачи воздуха 125 psi. При более высоком давлении подачи воздуха, понадобится клапан для насосов подачи воздуха №88660.

2. Устройство для смазки. Расположено на входной линии рабочих насосов. Используемая смазка: масло SAE 10.

3. Клапан байпаса, обеспечивает байпас гидропневматического клапана при необходимости давления, превышающего 3,000 psi (при нормальном режиме работы обычно находится в закрытом положении).

4. Автоматический гидропневматический клапан. Перекрывает поступление воздуха, когда гидравлическое давление находится в пределах 2,900 – 3,000 psi. Автоматически открывается при 2,600 – 2,700 psi. В зависимости от настройки (регулируемый порог).

5. Ручные задвижки отключения гидропневматических насосов (обычно в открытом положении).

6. Гидропневматические насосы. Нормальное рабочее давление – 125 psi.

7. Ручная задвижка отключения гидропневматических насосов (обычно в открытом положении).

8. Фильтр на всасывающей линии.

9. Обратный клапан.

10. Триплексные или дуплексные насосы с электроприводом.

11. Маноконтакт, запускает электродвигатель при падении давления ниже 2,500 psi и останавливает его при давлении 3,000 psi (регулируемые пороги).

12. Пусковая коробка на три положения (отключение – авто – ручное управление), обычно находится в автоматическом положении.

13. Ручная задвижка отключения насоса с электроприводом на всасывающей линии.

14. Фильтр на всасывающей линии.

15. Обратный клапан.

16. Задвижка отключения аккумуляторной батареи (обычно в открытом положении).

17. Аккумулятор – давление предварительной зарядки 1,000 psi ± 10% исключительно под азотом.

18. Предохранительный клапан, градуированный на 3,300 – 3,500 psi – возврат в резервуар.

19. Сетевой масляный фильтр высокого давления.

20. Регулятор давления: уменьшает давление с 3,000 psi до 1,500 psi для системы “манифольда” (плашечный превентор с задвижками).

21. Обратный клапан.

22. Четырех ходовые краны на 3 положения . Четырех ходовые краны позволяют направлять масло на превентор или на задвижки для их закрытия. Эти распределители управляются пневматикой при помощи цилиндров под контролем пневматических распределителей на пульте дистанционного управления на буровой. Такие краны никогда не должны находиться в центральном положении.

23. Клапан байпаса: позволяет исключить регулировку на 1,500 psi и непосредственно подать в рабочий манифольд рабочую жидкость с давлением аккумуляторов, обычно находится в закрытом положении. Может иметь дистанционное управление.

24. Предохранительный клапан.

25. Ручной клапан продувки участка высокого давления, обычно в закрытом положении. При зарядке емкостей аккумуляторной системы клапан должен быть в открытом положении.

26. Селектор на 2 положения. Дистанционное управление – управление с пульта бурильщика: обеспечивает выбор пункта управления.

27. Регулятор затрубного давления: позволяет регулировать рабочее давление ПВО от 0 до 3,000 psi с целью настройки давления закрытия скважины под давлением. Обеспечивает протаскивание бурильной колонны. Этот регулятор имеет пневматическое управление от сети сжатого воздуха, которая, в свою очередь, регулируется пультом дистанционного управления. Некоторые регуляторы представлены типом “Fail Safe”, то есть, сохраняют возможность регулировки в случае выхода из строя дистанционного управления.

28. Манометр давления аккумулятора.

29. Манометр давления манифольда.

30. Манометр давления затрубья.

31-33. Пневматическая передача давлений на пульт дистанционного управления.

34. Воздушный фильтр.

35. Воздушный регулятор для регулятора давления.

36. Воздушный регулятор для пневматической передачи. Рабочее давление регулятора для пневматической передачи давлений от 12 – 15 psi.

37. Соединительная плата пучка труб пневматического управления.

38. Индикатор уровня масла в резервуаре.

39. Заглушка заполнения резервуара.

40. Четырех ходовые краны на три положения.

41. Обратный клапан.

42. Предохранительный клапан.

43. Вспомогательные линии (испытательные или отводные)

44. Вспомогательная линия для возврата жидкости.

45. Заглушка слива.

46. Инспекционная заглушка.

Рисунок 50. Аккумуляторный баллон с эластичной разделительной диафрагмой.

1. Газовый клапан.

2. Верхний съемный вкладыш гидроциклона.

3. Бесшовный корпус стального баллона.

4. Гофрированная баллон.

5. Внутренность аккумулятора.

6. Задняя бабка баллона.

7. Слив нефти.

8. Предохранительный клапан.

Рисунок 51. Аккумуляторный баллон поплавкового типа.

Рисунок 52. Схема гидравлической системы управления для морского бурения.

1. Электрический пульт управления бурильщика.

2. Рукав гидравлического управления.

3. Барабан для подводного шланга.

4. Рукав для подачи рабочей жидкости.

5. Хомут для крепления шланга.

6. Шаровой шарнир.

7. Штуцерная линия и линия глушения.

8. Аккумуляторы: 8 – 20 галлонов.

9. Распределительная коробка.

10. Устройство для управления донным противовыбросовым превентором.

11. “U” – образные превентора с клиновидными фиксаторами.

12. Устьевая цанговая муфта.

13. Блок аккумуляторов.

14. Кабельный шкив (на рисунке не показан)

15. Канал замка коллектора.

16. Распределительная коробка.

17. Кабеля и катушки.

18. Центральный пульт управления.

19. Дистанционный электрический пульт управления.

20. Батарея из параллельно соединенных элементов.

21. Зарядное устройство батареи.

22. Пульт управления для спуска блока ПВО.

23. Телескопическое соединение.

24. Система водо-отделяющей колонны.

25. Соединительный замок “RCK”, представляющий одно целое с водо-отделяющей колонной.

26. Подводный электрогидравлический кабель.

27. Универсальный превентор.

28. Стыковочный узел водо-отделяющей колонны.

29. Цанговая муфта водо-отделяющей колонны.

30. Универсальный превентор.

31. Два безотказных клапана (на рисунке не показаны).

32. Блок ПВО.

33. Безотказные клапана

РЕГУЛЯТОРЫ ДАВЛЕНИЯ.

При использовании плашечных и универсальных превенторов на манифольде необходимо устанавливать регуляторы давления.

Рекомендуемое давление закрытия превенторов - 1500 psi, но так как, в настоящее время, многие буровые установки оборудованы аккумуляторами с рабочим давлением 3000 psi, следовательно, давление аккумулятора необходимо стравить до 1500 psi. Вокруг данного регулятора с целью обеспечения максимального рабочего давления, если потребуется, необходимо устанавливать байпасную линию.

На манифольде управления универсального превентора показаны два регулятора давления. Функция регулятора на входе заключается в том, чтобы трансформировать давление до 1500 psi до того момента, когда давление достигнет позиции второго регулятора. Функция второго регулятора – регулировать давление необходимое для закрытия универсального превентора. В процессе СПО под давлением, в момент прохода замковых соединений через уплотнительный элемент универсального превентора, при помощи этого регулятора, путем стравливания флюида, поддерживается постоянное давление закрытия превентора.

В основном данные регуляторы производят компании Payne, Hydril и Koomey. Регуляторы компаний Payne и Koomey пневматические, поэтому являются превосходными регуляторами для проведения СПО под давлением. Регуляторы компании Hydril пружинного типа и, хотя не столь же чувствительные как пневматические регуляторы, вполне приемлемы для использования при проведении СПО под давлением.

ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.

Вспомогательная акустическая система управления предназначена для обеспечения управления относительно критических функций блока ПВО. Контроль и управление производится посредством акустических сигналов. Акустическая система должна быть независимой от основной системы управления противовыбросовыми превенторами. Основная функция акустической системы – обеспечение управления блоком ПВО после демонтажа буровой установки.

Основные элементы вспомогательной акустической системы управления ПВО делятся на две группы:

1. Наземное оборудование

2. Подводное оборудование

Основные элементы вспомогательной акустической системы управления ПВО показаны на рисунке 53.

НАЗЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

1. НАЗЕМНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ.

Наземный блок управления обеспечивает питанием преобразователь, смонтированный на корпусе. Блок работает от аккумуляторной батареи, которую необходимо перезаряжать через каждые 8 часов работы.

2. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ.

Устройство контроля моделирует электрическую нагрузку подводного электромагнитного клапана, контролирует подводные аккумуляторные батареи и рабочий режим подводного электрооборудования.

3. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ.

Зарядное устройство производит зарядку как наземной так и подводной систем аккумуляторных батарей.

4. СМОНТИРОВАННЫЙ НА КОРПУСЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

Смонтированный на корпусе преобразователь направляет конический 30-градусный акустический штуцер в нисходящем направлении.

5. ПОРТАТИВНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

Портативный преобразователь может быть спущен в ствол скважины. Этот преобразователь излучает горизонтальную форму луча.

ПОДВОДНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

6. ПОДВОДНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ -

Подводный блок управления контролирует функции блока ПВО. На данном приспособлении установлен портативный блок питания и используется как для проверочных так и для эксплуатационных функций.

7. ПОДВОДНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

Подводный преобразователь устанавливается на каждом рукаве гидрофона, которые при погружении в воду автоматически развертываются.

8. ПАКЕТ СЕКЦИЙ ПОДВОДНЫХ КЛАПАНОВ.

Гидравлический, независимый от давления пакет секций подводных клапанов имеет три функциональные положения (ОТКРЫТИЕ, ЗАКРЫТИЕ, ПРОДУВКА).

9. ПОДВОДНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫНЫЕ БАТАРЕИ.

Подводные аккумуляторные батареи обеспечивают энергопитанием необходимые функции блока ПВО. Золотниковые клапана обеспечивают акустический режим работы блока ПВО без отключения основной системы управления.

Рисунок 53: Акустическая система управления фирмы Cameron.

На рисунке 54 показан блок ПВО и акустическая система в поднятом положении. С целью предотвращения повреждения системы рукава находятся в поднятом положении. Рукава и гидрофон приводятся в поднятое положение при помощи гидравлической системы.

Рисунок 54:

1. Гидрофон.

2. Опорный рычаг в поднятом положении.

3. Акустика аккумулятора.

4. Блок ПВО.

5. Отверстие атмосферного давления.

6. Азот.

7. Силовой цилиндр гидропривода.

8. Продувочный вентиль.

9. Аккумуляторы.

10. Направляющая воронка.

11. Камера давления акустической системы.

12. Гидравлическая жидкость.

На рисунке 55 показан блок ПВО и акустическая система в развернутом положении. При погружении блока ПВО в воду, увеличивающееся гидростатическое давление заставляет полость аккумуляторного баллона, расположенного справа, наполняться морской водой и выдавливает гидравлическую жидкость из баллона в рабочий цилиндр, который в свою очередь развертывает рукава гидрофона.

Рисунок 55:

1. Акустика аккумулятора.

2. Камера давления акустики.

3. Блок ПВО.

4. Азот.

5. Отверстие атмосферного давления.

6. Гидрофон.

7. Опорный рычаг в развернутом положении.

8. Продувочный вентиль.

9. Силовой цилиндр гидропривода.

10. Аккумуляторы.

11. Направляющая воронка.

12. Морская вода.

13. Гидравлическая жидкость.

НАЗЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

А. ШТУЦЕРНЫЕ МАНИФОЛЬДЫ.

Необходимо заметить, что разработка и усовершенствование схемы манифольда как отдельной, индивидуальной единицы велась на протяжении многих лет. Большинство специалистов придерживаются какого то одного, а некоторые специалисты нескольких, приемлемых стандартов схемы манифольда. Тем не менее, при проектировании и строительстве штуцерных манифольдов необходимо придерживаться следующих требований:

1. Установить шаровую пробку или глухой фланец на конце тройника для предохранения его от разъедания или размыва в точке, где выходящий из скважины поток меняет направление.

2. Изолировать каждый штуцер с задвижками.

3. Обеспечить минимум одно-четырех дюймовый прямолинейный интервал на маршруте потока бурового раствора.

Штуцерные манифольды должны быть оборудованы как механическими так и гидравлическими штуцерами, что позволяет более точно осуществлять режим управления скважиной при глушении скважины.

Штуцер Super Cameron показан на рисунках 56 и 57. Рабочее давление данного штуцера - 10,000 psi; хотя в настоящее время штуцеры такого типа производятся с рабочим давлением 15,000 psi и 20,000 psi. Этот штуцер в основном предназначен для проведения бурильных работ в зонах с большой концентрацией сероводорода (H₂S). Следует заметить, что штуцер Super Cameron не сможет осуществить полное закрытие скважины.

Типичная схема штуцерного манифольда с рабочим давлением 10,000 psi приводится на рисунке 58.

Изометрическая схема типичного штуцерного манифольда, используемая в морском бурении показана на рисунке 59.

На рисунке 60 показана схема штуцерного манифольда с рабочим давлением 15,000 psi, которая была разработана Норвежской нефтяной компанией.

Штуцер Super Swaco, поперечный разрез которого приводится на рисунке 61, может быть использован при проведении бурильных работ в зонах с наличием сероводорода. Штуцер Super Swaco осуществляет полное закрытие скважины.

На рисунке 63 приводится схема панели управления штуцера Super Swaco.

На рисунке 64 приводится типичная схема системы гидравлического штуцера.

Рисунок 56: Схема поперечного разреза штуцера Super Cameron.

Рисунок 57: Штуцерная задвижка и седло для штуцера Super Cameron.

Рисунок 58: Схема штуцерного манифольда.

1. Гидравлический запорный клапан.

2. Четырех дюймовый крановый клапан (конический вентиль).

3. Трех дюймовый крановый клапан (конический вентиль).

4. Трех дюймовый регулируемый штуцер.

5. Регулируемый штуцер дистанционного управления с рабочим давлением 10,000 psi.

6. Коническая пробка и ввертной тройник с боковым отводом.

7. Линия на газосепаратор для бурового раствора.

8. Факельная линия.

Рисунок 59: Изометрическая схема типичного штуцерного манифольда, используемая в морском бурении.

1. Линия на газосепаратор для бурового раствора.

2. Линия на амбар для хранения бурового раствора.

3. Линия на цементировочный манифольд.

4. Линия на факел для сжигания попутного газа.

5. Линия на нагнетательный манифольд.

6. Линия глушения.

7. Штуцерная линия.

Рисунок 60: Схема штуцерного манифольда и манифольда глушения с рабочим давлением 15,000 psi для проведения бурильных работ в зонах с наличием сероводорода MR-01-75, разработанная Национальной ассоциациацией инженеров-коррозионистов.

Рисунок 61: Схема поперечного разреза штуцера Super Swaco.

Рис.62. Супер- штуцер SWACO – Эквивалент проходного отверстия