1 Introduktion

brøndhovedet er den øverste del af brønden, der fører ned til reservoiret. Olie fra reservoiret kommer ud gennem Brøndhullet med hus. Olie-eller gasstrømmen fra brønden skal være tilstrækkelig til at gøre det kommercielt muligt. Derefter installeres kun brøndhovedet øverst på brønden. Den består af ventiler og udstyr, der styrer brøndhovedets tryk og strømning. Dette udstyr og dets kontrol er det mest afgørende i oliefelter. De undgår farlige forhold i olie-og gasanlæg. Faren er forårsaget af strømmen af brændbare materialer ud af brønden og det høje tryk inde i brønden. Således skal strømmen gennem brøndhovedet styres og gøres fejlsikker. Derfor er Brøndhovedkontrolpanelerne ansat.

brøndhovedet er også kendt som juletræet (på grund af dets struktur). Juletræet består af de underjordiske kontrollerede sikkerhedsventiler (SCSSV), Overfladesikkerhedsventiler (SSV) og andre sikkerhedsventiler til brøndhoved (Choke, ESD, HIPPS). Disse ventiler bruges til at lukke brønden, når det er nødvendigt. Øverst på træstrukturen angiver en trykmåler trykket i slangen.

de processer, der skal ske i brøndhovedet, manipuleres gennem disse tre ventiler ved hjælp af målere og choker.

2 Hvad er et godt hoved Kontrolpanel?

formålet med en sikkerhedsventil er at overvåge sikkerhedsventiler (SCSSV), sikkerhedsventiler (SSV) og andre sikkerhedsventiler til brøndhoved (Choke, ESD, HIPPS) af hensyn til brøndens sikkerhed. En sikkerhedsgodkendelse skal forhindre risikoen for personskade eller skade på personale, miljø eller udstyr. Brøndhovedstyringssystemer er designet til at være ” fejlsikre.”Brøndhovedet vil blive programmeret og styret af PLC-eller SCADA-systemer.

den modtager indgangssignaler fra forskellige målere, herunder tryk -, temperatur-og strømningsmålere i brøndhovedet. Derudover er de vigtigste indgange fra nødafbrydelsessystemer (ESD), nødknapper og smeltelige stik. Udgangen genereres ved at læse disse signaler, som normalt er en kommando til at lukke ventilerne på brøndhovedet for at sikre anlæggets sikkerhed.

hhv.hydrauliske og pneumatiske komponenter. Scssv ‘ er installeres for det meste på landbrønde, der drives af hydraulisk kraft. I så fald skal der være et hydraulisk reservoir og et pumpesystem til at opretholde trykket på undergrundsventilerne under normal drift. På den anden side bruger SSV pneumatik til sensing og styring af overfladesikkerhedsventiler (SSV).

derfor er det en samling af forskellige kontrolsystemer, der muliggør kontrolleret udførelse af planer og nødstop. På landbrønde anvendes et separat brøndhovedstyringssystem til hver brønd, der arbejder under højt tryk. Brøndhovedstyringssystemerne til offshore platforme er grupperet på et eller flere paneler. Hver brønds kontrollogik holdes adskilt fra de andre brønde for at tilføje eller slette nye brønde efter behov.

3 princippet om HVCP

der er forskellige typer HVCP kategoriseret baseret på driftskilden. Disse er elektriske kontrolpaneler, manuelle, soldrevne og pneumatiske styrede paneler. Valget af type vælges i henhold til applikationskravene. Kontrolpanelet fungerer også i to forskellige konfigurationer; et enkelt brøndhoved og et kontrolpanel med flere brønde. Vi vil tale om disse typer i de kommende sektioner.

CCP kontrollerer olie-og gasbrøndene. Denne opgave udføres ved at styre ventiler installeret på brøndhovedet, som er SCSSV (Surface Controlled sub-surface Safety Valves) og SSV (Surface Safety Valves), som består af Master Valves (MV) og Vingeventiler (VV). Den sekventielle drift af SCSSV og SSV Letter Nødstopprocessen (ESD).

bortset fra de grundlæggende komponenter i kontrolpanelet består CCP af et hydraulisk reservoir, sil, hydrauliske pumper, akkumulator, brøndhovedstyringsmodul og hydrauliske linjer, der leverer og vender tilbage til brøndhovedstyringsmodulet. Den hydrauliske væske inde i det hydrauliske reservoir driver brøndhovedet. Reservoirets størrelse bestemmes af den mængde væske, der er nødvendig for ventilens funktion, og afstanden mellem reservoiret og brønden.

SCSSV og SSV arbejder ved hydraulisk tryk, SCSSV ved højt tryk og SSV ved medium tryk. En hydraulisk kraftpakke eller en hydraulisk kraftenhed anvendes til at opfylde trykkravene, som består af et reservoir, hydrauliske pumper og en akkumulator. Reservoiret lagrer hydraulikvæske, og der vil være to hydrauliske hoveder og pumper i hvert brøndhoved. Derefter vil hver pumpe have en sil til at filtrere hydraulikvæsken fra enhver partikel, så hydraulikvæsken, der går til SCSSV eller SSV, er ren. Afhængigt af driftsmiljøet kan hydraulik være pneumatisk drevet eller elektrisk drevet. En akkumulator vil blive anvendt nedstrøms for pumpen for at opnå det ønskede tryk for SCSSV eller SSV.

den akkumulerede hydraulikvæske ved header tilføres gennem hydrauliske forsyningsledninger til brøndhovedstyremodulet, når det er nødvendigt. Sekvensen og logikken til betjening af SCSSV og SSV er etableret på dette brøndhovedkontrolmodul. For at styre strømmen eller udføre ESD-proceduren går signaler fra panelet til dette brøndhovedstyringsmodul. Efter modtagelse af styresignalet åbner brøndhovedstyremodulet SCSSV og SSV ved at sende henholdsvis højt tryk og mellemtryk. Hydraulikvæsken vender tilbage til hydraulikledningen ved at aktivere en trevejsventil for at lukke ventilerne.

Sådan fungerer brøndhovedkontrolpanelet til at styre brøndhovedstrømmen og nødafbrydelsesproceduren.

4 hovedfunktioner

• Luk brønden i tilfælde af farlige situationer
• styrer de kritiske sikkerhedsparametre
• sekventiel start-og nedgangsprocedure for brøndhovedet
• Overvåg og kontroller SCSSV nøje.
• HCP anvender separate hydrauliske kraftenheder (HPUs), der letter hydrauliske pumper, akkumulatorer, reservoirer osv.
• specielle trykknapper bruges i panelet til at stoppe vingeventilen, masterventilen og SCSSV.

5 komponenter af CCP

CCP er installeret i nærheden af brøndhovedet, men hovedstyringsdelen, PLC eller SCADA, vil blive installeret i et sikkert område. Alle logiske signaler, der sendes til kontrolsystemet, er fra styresystemet (PLC eller SCADA). Den kontrollerende handling udføres direkte i nærheden af brøndhovedet. Hoveddelen af en vandkraft er den hydrauliske kraftenhed (HPU), der består af en hydraulisk pumpe, reservoir og akkumulator. Komponenterne i CCP ‘ en er beskrevet i nedenstående afsnit:

5.1 hydraulisk pumpe

hydrauliske pumper fordeler hydraulikvæske ved det nødvendige tryk til overskrifter. Det nødvendige tryk bestemmer pumpens størrelse og kapacitet til brøndhovedet, afstanden fra panelet til brøndhovedet og leveringstiden. Processtyringssystemet, som enten er en PLC eller en SCADA, styrer motoren.

5.2 oliereservoir

olietanke leverer den nødvendige olieforsyning til hydraulikpumpen. Sier anvendes ved tankens udløb for at sikre, at ren olie føres til pumpen. En returledning fra ventilerne er også forbundet til toppen af tanken.

5.3 akkumulator

en akkumulator er en energibesparende enhed, der bruges til at tilfredsstille højtryksbehovet for SCSSV (Overfladestyrede undersøiske sikkerhedsventiler) eller SSV (Overfladesikkerhedsventiler). Akkumulatoren er installeret nedstrøms for hydraulikpumpen. Det skal være omhyggeligt dimensioneret for at imødekomme presskravene.

akkumulatoren har to sektioner: gassektionen og den hydrauliske sektion. Gasafsnittet oplades normalt med tør nitrogengas, som først fyldes. Derefter fyldes hydraulikolien i akkumulatoren og komprimerer gasafsnittet. Når der er behov for hydraulik, frigiver akkumulatoren olien, så gassektionen kan udvides. Denne mekanisme muliggør hurtig udladning af hydraulikolie.

5.4 regulatorer

for hver forsyningshoved anvendes nedstrøms oliehoveder, og regulatorer giver dem reguleret tryk. Højtryksområder håndteres af regulatorer, der ledsages af aflastningsventiler.

5.5 hydraulisk kredsløb

det hydrauliske kredsløb består af reguleringsventiler (SCSSV og SSV), hydrauliske slanger og hydrauliske forsyningsoverskrifter. Det hydrauliske slangeudstyr vælges i henhold til trykbehov, dvs.krav til højt, medium og lavt tryk. Kredsløbene indeholder en kontraventil, en isoleringsventil, rør, rørfittings osv.

der anvendes et smelteligt stik i hydraulikledningen til brandsikkerhed. I tilfælde af brand smelter sikringsstikket for at ophøre med det hydrauliske tryk og lukker brøndhovedventilerne. Brønden lukkes automatisk.

5.6 Instrumenteringsgrænseflade

måleinstrumenter er vigtige, når det gælder styring og beskyttelse af brøndhovedets aktiviteter. På de hydrauliske overskrifter er tryktransmittere installeret til overvågning af ventiloperationer, og live-status videresendes til PLC-controllere. Derudover bruges niveaumålere til konstant at kontrollere reservoirets niveau. Den er forbundet med PLC/SCADA-systemet til central overvågning og kontrol af brøndhovedet. For at lette vedligeholdelse, fejlfinding og redesign skal der anvendes en separat samledåse.

6 typer af HVP

6.1 enkelt brøndhoved Kontrolpanel

et enkelt brøndhoved kontrolpanel kan kun styre et brøndhoved. Det administrerer alt brøndhovedudstyr og giver mulighed for både automatiserede og manuelle nedlukninger. Dette bruges til monotone eller fjerntliggende brønde, der er langt fra andre brønde. Det enkelte brøndhovedkontrolpanel er yderligere opdelt i følgende kategorier:

• manuelt styresystem
• elektrisk styresystem
• pneumatisk styresystem
• solcelledrevet styresystem

6.2 manuelt styresystem

anvender manuel hydraulisk pumpe til at levere tryk til SSV. Dets vigtigste funktioner er fjernbetjening ESD, smeltbare stik, lavtryk / højtryksdetektion og manuel nedlukning på panelet.

6.3 elektrisk styresystem

en elektrisk motor styrer hydraulisk strømning til SSV. Elektriske styresystemer er udviklet og er pålidelige i barske klimaer eller når man beskæftiger sig med farlige stoffer i strømningslinjen. Elektriske nedlukningssystemer er mere fleksible, lettere at implementere og billigere end pneumatiske nedlukningssystemer, hvor signalering af nedlukningssensoren er vigtig. Elektriske systemer er betydeligt lettere at forbinde med et Overvågningskontrol-og dataindsamlingssystem (SCADA) til fjernovervågning og-kontrol.

6.4 pneumatisk styresystem

det gør alle de vigtigste funktioner, som andre systemer gør. Men styringen af den hydrauliske pumpe er gennem pneumatisk energi. Denne type bruger til højeffektoperationer.

6.5 solcelledrevet styresystem

denne type styresystem er bedst egnet til brønde på fjerntliggende steder. Det tilbyder energibesparelse, reducerer driftsomkostninger, dobbelt strømforsyning, standardstyringsfunktionen osv.

7 design af en akkumulator

7.1 dimensionering

korrekt dimensionering af de komponenter, der er akkumulatoren, røret og reservoiret, skal udføres til kontrolleret og sekventiel drift af brøndhovedet. Designere kan bruge hjælp fra forskellige programmer til præcis dimensionering af komponenter. Dette program vil gøre dimensionering for de givne krav.

7.2 Strømningslinjesikkerhed

af sikkerhedshensyn bør hver ende af strømningslinjerne bruge en choker for at reducere inline-trykket. De faktorer, der skal overvejes for strømlinjesikkerhed:

• Kontroller, om den første choke-enhed i det indledende strømningslinjesegment er mindre end 10 fødder fra brøndhovedet. Når afstanden mellem chokeren og det første segment af strømningslinjen opstrøms for chokeren er mindre end 10 fod, er der ikke behov for tryksensorer i den første strømningslinje opstrøms for flaskehalsen. Når afstanden er mere end 10 fod, er en lavtrykssensor alt, hvad der er nødvendigt for at opdage lækager og brud.
• både høj-og lavtrykssensorer er nødvendige for at detektere en blokeret ledning eller strømningskontrolfejl og en lækage eller brud, når slukningstrykket (SITP) er større end det maksimalt tilladte arbejdstryk (MAPP) i den sidste del af strømningslinjen efter chokeren.
• når ENDESTRØMSLINJESEKTIONEN er mindre end SITP, kræves der en trykaflastningsventil og høj-og lavtrykssensorer.

7.3 testbarhed

mens sensorer testes, kalibreres eller udskiftes, kan der monteres en trevejsventil på panelet til at omgå høj-og lavtrykspiloterne såvel som sandproberne. Brugen af panelmonterede indikatorer skal på afstand indikere, at bypassventilen er skiftet af sikkerhedsmæssige årsager.

en trevejsventil på panelet kan installeres for at omgå høj-og lavtrykspiloterne såvel som sandproberne, mens sensorer kontrolleres, kalibreres eller udskiftes. Brugen af panelmonterede indikatorer skal tydeligt vise, at bypassventilen er slukket af sikkerhedsmæssige årsager på afstand.

Nåleventiler skal monteres i forsyningsgas-og hydraulikolierørledningerne for at muliggøre udskiftning af komponenter uden at lukke et enkelt brøndhoved eller dem alle ned.

8 Bottomline

selvom systemet kan drives af pneumatisk, hydraulisk, elektrisk eller solenergi, er systemet hydraulisk på grund af dets hydrauliske output. I olie-og gasanlæg er pumpning af olie eller gas fra reservoiret en vigtig opgave. En hvidvask af vand bør regulere brøndhovedet mere præcist og effektivt, hvilket giver mulighed for kontinuerlig olie-og gasproduktion.