1はじめに

井戸は、貯水池に至る井戸の上部です。 貯蔵所からのオイルは包装が付いている井戸の穴を通って出て来る。 井戸からの石油またはガスの流れは、それを商業的に実現可能にするのに十分でなければならない。 その後、井戸の上部に井戸だけが設置されます。 それは坑口の圧力および流れを制御する装置および弁から成っている。 その機器とその制御は、油田で最も重要です。 それらは石油およびガス工場の危険な条件を避ける。 危険は井戸からの可燃性材料の流れおよび井戸の中の高圧によって引き起こされます。 従って、坑口を通る流れは制御され、フェイルセーフにされなければならない。 そういうわけで健康なヘッドコントロールパネル(WHCP)は用いられる。

坑口は（その構造のために）クリスマスツリーとしても知られています。 クリスマスツリーは、地下制御安全弁（SCSSV）、表面安全弁（SSV）、および他の坑口安全弁（チョーク、ESD、HIPPS）で構成されています。 これらの弁が必要とされたとき井戸を閉めるのに使用されている。 ツリー構造の上部には、圧力計がチューブ内の圧力を示します。

坑口で起こるはずのプロセスは、ゲージとチョークの助けを借りてこれらの三つのバルブを介して操作されます。

2ウェルヘッドコントロールパネル(WHCP)とは何ですか？

WHCPの目的は、地下制御安全弁(SCSSV)、表面安全弁(SSV)、およびその他の坑口安全弁(チョーク、ESD、HIPPS)を井戸の安全性のために監視することです。 WHCPは、人員、環境、または機器への傷害または損傷のリスクを防止する必要があります。 坑口の制御システムは”フェイルセーフであるように設計されている。”坑口はPLCまたはSCADAシステムによってプログラムされ、制御されます。

WHCPは、坑口内の圧力、温度、流量計など、さまざまなゲージからの入力信号を受信します。 さらに、主要な入力は緊急の操業停止システム(ESD)、緊急の押しボタンおよび可融性のプラグからある。 出力は通常植物の安全を保障するために坑口の弁を締める命令であるこれらの信号を読むことによって発生する。

WHCPは油圧部品と空気圧部品の両方を採用しています。 SCSSVsは水力によって作動する土地の井戸に大抵取付けられている。 その場合、WHCPには、通常の運転中に地下弁への圧力を維持するために、油圧リザーバとポンプシステムが含まれている必要があります。 一方、WHCPは、表面安全弁（SSV）の検出と制御に空気圧を使用しています。

したがって、WHCPは計画と緊急停止の制御された実行を可能にする多様な制御システムの集まりです。 土地の井戸で、別の源泉の制御システムは高圧の下で働く各井戸のために使用される。 オフショアプラットフォーム用の坑口制御システムは、一つ以上のパネルにグループ化されています。 各ウェルの制御ロジックは、必要に応じて新しいウェルを追加または削除するために、他のウェルとは区別されます。

3WHCPの原則

WHCPには、操作元に基づいて分類される種類があります。 これらは電気制御のパネル、手動、太陽動力を与えられた、および空気の管理されたパネルである。 タイプの選択はアプリケ-ション使用要件に従って選ばれます。 また、コントロールパネルは2つの構成ではたらく;単一の源泉および複数の源泉のコントロールパネル。 これらのタイプについては、今後のセクションで説明します。

WHCPは石油およびガスの井戸を制御する。 WHCPは、坑口に設置されているSCSSV（表面制御サブ表面安全弁）とSsv（表面安全弁）であり、マスターバルブ（MV）とウィングバルブ（WV）で構成されているバルブを制御す SCSSVおよびSSVの順次操作は緊急の操業停止(ESD)プロセスを促進する。

WHCPは、コントロールパネルの基本構成要素の他に、油圧リザーバ、ストレーナ、油圧ポンプ、アキュムレータ、坑口制御モジュール、および坑口制御モジュールに供給 油圧貯蔵所の中の油圧液体は源泉を作動させる。 貯蔵所のサイズは弁の作用に必要な液体の量および貯蔵所と井戸間の間隔によって定められる。

SCSSVとSSVは油圧、SCSSVは高圧、SSVは中圧で動作します。 水力パックか水力の単位は貯蔵所、油圧ポンプおよび蓄積装置から成っている圧力条件を満たすために用いられる。 貯水池は作動油を貯蔵し、各坑口には2つの油圧ヘッドとポンプがあります。 それから各ポンプにSCSSVかSSVに行く作動油がきれいであるようにあらゆる微粒子からの作動油をろ過するこし器があります。 操作環境によって、水力学は空気の運転されるか、または電気運転されるのどれである場合もある。 SCSSVまたはSSVのための所望の圧力を達成するために、ポンプの下流にアキュムレータが採用される。

ヘッダーに蓄積された作動油は、必要に応じて油圧供給ラインを介して坑口制御モジュールに供給されます。 SCSSVおよびSSVを作動させるための順序そして論理はこの源泉の制御モジュールで確立される。 流れを制御するか、またはESDのプロシージャを実行するためには、パネルからの信号はこの源泉の制御モジュールに行く。 制御信号を受信した後、坑口制御モジュールは、それぞれ高圧および中圧を送信することによってSCSSVおよびSSVを開きます。 油圧液体は油圧ラインに弁を閉めるために三方弁の活動化によって戻ります。

坑口コントロールパネルは、坑口の流れと緊急停止手順を制御するためにどのように機能するかです。

4WHCPの主な機能

• 危険な状況が発生した場合に井戸を閉鎖する
• 重要なセキュリティパラメータを制御する
• 井戸の順次起動とダウン手順
• SCSSVを
• WHCPは、油圧ポンプ、アキュムレータ、リザーバなどを容易にする別々の油圧パワーユニット（Hpu）を採用しています。
• 翼弁、マスター弁およびSCSSVを停止するのにパネルで特別な押しボタンが使用されています。

5 WHCP

の構成部品WHCPは坑口付近に設置されていますが、主制御部であるPLCまたはSCADAは安全地帯に設置されます。 WHCPに送信されるすべての論理信号は、制御システム(PLCまたはSCADA)からのものです。 坑口の近くのWHCPは制御の行為を直接します。 WHCPの主要な部分は油圧ポンプ、貯蔵所および蓄積装置から成っている水力の単位(HPU)である。 WHCPの構成要素については、以下のセクションで説明します。

5.1油圧ポンプ

油圧ポンプは、ヘッダーに必要な圧力で作動油を分配します。 必要な圧力は、坑口へのポンプのサイジングと容量、パネルから坑口までの距離、および納期を決定します。 PLCまたはSCADAのいずれかであるプロセス制御システムは、モータを制御します。

5.2オイルリザーバー

オイルタンクは、油圧ポンプに必要なオイル供給を提供します。 ストレーナはタンクの出口できれいなオイルがポンプに渡されることを保障するのに利用されている。 また、バルブからの戻り線がタンクの上部に接続されています。

5.3アキュムレータ

アキュムレータは、SCSSV（表面制御海底安全弁）またはSSV（表面安全弁）の高圧需要を満たすために使用される省エネ装置です。 蓄積装置は油圧ポンプの下流に取付けられている。 それは圧力要求に応じるために注意深く大きさで分類されるべきです。

アキュムレータには、ガス部と油圧部の二つのセクションがあります。 ガスセクションは通常最初に満ちている乾燥した窒素のガスと満たされます。 次に、作動油がアキュムレータに充填され、ガス部が圧縮される。 油圧のための要求があるとき、蓄積装置はオイルを解放し、拡大するようにガスセクションがする。 この機構は、作動油の迅速な排出を可能にする。

5.4レギュレータ

各供給ヘッダには、下流のオイルヘッダが使用され、レギュレータはそれらに調整された圧力を与えます。 高圧範囲は安全弁と一緒に伴われる調整装置によって扱われる。

5.5油圧回路

油圧回路は制御弁(SCSSVおよびSSV)、油圧管および油圧供給ヘッダーから成っています。 油圧管装置は圧力必要性、すなわち、高く、中型の、および低圧の条件に従って選ばれます。 回路は逆止弁、分離弁、管、管付属品、等を含んでいます。

油圧ラインには、火災安全のために可融性プラグが採用されています。 火の場合には、ヒューズプラグは源泉弁を閉める油圧圧力を止めるために溶けます。 井戸は自動的に締まります。

5.6計装インターフェイス

坑口の活動を制御し保護するためには、測定器が不可欠です。 油圧ヘッダーで弁操作を監視するために、圧力送信機は取付けられ生きている状態はPLCのコントローラーに中継で送られる。 さらに、レベルゲージが貯蔵所のレベルを絶えず点検するのに使用されている。 WHCPは源泉の中央監視および制御のためのPLC/SCADAシステムにつながる。 保守、トラブルシューティング、および再設計を容易にするために、別のジャンクションボックスを使用する必要があります。

6種類のWHCP

6.1単一の坑口コントロールパネル

単一の坑口コントロールパネルは、一つの坑口のみを制御することができます。 それはすべての源泉装置を管理し、自動化された、手動操業停止を可能にする。 このWHCPは他の井戸から遠いmonotomousか遠隔井戸のために利用される。 単一の坑口コントロールパネルは、さらに次のカテゴリに分類されます:

• 手動制御システム
• 電気制御システム
• 空気制御システム
• 太陽動力制御システム

6.2手動制御システム

はSSVに圧力を供給するために手動油圧ポンプを採用しています。 その主関数はパネルに遠隔ESD、可融性のプラグ、低圧/高圧検出および手動操業停止である。

6.3電気制御システム

電気モーターはSSVへの油圧フローを制御します。 電気制御システムは粗い気候でまたはフローラインの危険な物質を取扱うとき開発され、信頼できる。 電気シャットダウンシステムは、シャットダウンセンサーに信号を送ることが不可欠な空気圧シャットダウンシステムよりも柔軟性が高く、展開が容易で、安価です。 電気システムは、遠隔監視および制御のための監視制御およびデータ収集（SCADA）システムとの接続がかなり容易になります。

6.4空気圧制御システム

それは他のシステムが行うすべての主な機能を行います。 しかし、油圧ポンプの制御は空気圧エネルギーを介して行われます。 このタイプは強力な操作のために使用します。

6.5太陽動力制御システム

このタイプの制御システムは遠隔地の井戸のために最も適しています。 それはエネルギー保存を提供しましたり、操作の費用、二重電源、標準的な制御特徴、等を減らします。

7WHCPの設計

7.1サイジング

坑口の制御された順次動作のためには、アキュムレータ、チューブ、リザーバであるコンポーネントの適切なサイジング 設計者は部品の精密なサイジングのために異なったソフトウェアの助けを使用できる。 このソフトウェアは、指定された要件のサイジングを行います。

7.2フローラインの安全性

安全のために、フローラインの各端部はインライン圧力を下げるためにチョークを使用する必要があります。 フローラインの安全性のために考慮する必要がある要因:

• 最初のフローラインセグメントの最初のチョークデバイスが坑口から10フィート未満であるかどうかを確認します。 チョークの上流の流れラインのチョークと最初の区分間の間隔が10フィートよりより少しのとき、ネックの上流の最初の流れラインの圧力センサーは必要 距離が10フィート以上の場合、漏れや破裂を検出するために必要なのは低圧センサーだけです。
• 高圧センサと低圧センサの両方が、閉止管圧（SITP）がチョーク後のフローラインの最後のセクションの最大許容作動圧力（MAWP）よりも大きい場合、ブロックされたラインまたはフロー制御の失敗と漏れまたは破裂を検出する必要があります。
• エンドフローラインセクションのMAWPがSITPより小さい場合は、圧力リリーフバルブと高圧および低圧センサが必要です。

7.3テスト容易性

センサーのテスト、校正、交換中に、パネル上の三方弁を取り付けて、高圧パイロットと低圧パイロット、および砂プローブをバイパスするこ パネル取付けられた表示器の使用法はバイパス弁が安全理由のために転換されたこと遠くから示すべきである。

パネル上に三方弁を設置して、センサーのチェック、校正、交換中に、高圧および低圧パイロット、および砂プローブをバイパスすることができます。 パネル取付けられた表示器の使用ははっきりバイパス弁が安全理由のために遠くから消えたことを示すべきです。

ニードルバルブは、単一の坑口またはそれらのすべてをシャットダウンすることなく、部品の交換を可能にするために、供給ガスおよび作動油管ライ

8Bottomline

WHCPは、空気圧、油圧、電気、または太陽エネルギーによって駆動されることがありますが、システムは油圧出力のために油圧です。 石油-ガス施設では、貯水池から石油やガスを汲み上げることが主要な仕事です。 WHCPは坑口をより正確かつ効率的に規制し、石油とガスの継続的な生産を可能にする必要があります。