1 Innledning

brønnhodet er den øverste delen av brønnen som fører ned til reservoaret. Olje fra reservoaret kommer ut gjennom Brønnhullet med foringsrør. Olje – eller gasstrømmen fra brønnen skal være tilstrekkelig til å gjøre den kommersielt mulig. Deretter er bare brønnhodet installert på toppen av brønnen. Den består av ventiler og utstyr som styrer brønnhodets trykk og strømning. Det utstyret og dets kontroll er det mest avgjørende i oljefelt. De unngår farlige forhold i olje-og gassanlegg. Faren er forårsaket av strømmen av brennbare materialer ut av brønnen og høyt trykk inne i brønnen. Dermed må strømmen gjennom brønnhodet styres og gjøres feilsikker. Det er derfor Brønnhodekontrollpanelene (WHCP) er ansatt.

brønnhodet er også Kjent Som Juletre (på grunn av sin struktur). Juletreet består av De Underjordiske Sikkerhetsventilene (SCSSV), Overflatesikkerhetsventiler (SSV) og andre brønnhodeventiler (Choke, ESD, HIPPS). Disse ventilene brukes til å lukke brønnen når det trengs. På toppen av trestrukturen vil en trykkmåler indikere trykket i slangen.

prosessene som skal skje i brønnhodet manipuleres gjennom disse tre ventilene ved hjelp av målere og choke.

2 Hva er Et Brønnhodekontrollpanel (WHCP)?

formålet MED EN WHCP er å overvåke De Underjordiske Sikkerhetsventilene (SCSSV), Overflatesikkerhetsventiler (SSV) og andre brønnhodesikkerhetsventiler (Choke, ESD, HIPPS) for sikkerheten til brønnen. EN WHCP skal forhindre risiko for skade på personell, miljø eller utstyr. Brønnhodekontrollsystemer er designet for å være » fail-safe.»Brønnhodet vil bli programmert og styrt AV PLS-eller SCADA-systemer.

WHCP mottar inngangssignaler fra ulike målere, inkludert trykk, temperatur og strømningsmålere i brønnhodet. I tillegg er de viktigste inngangene fra nødavstengningssystemer (ESD), nødknapper og smeltbare plugger. Utgangen genereres ved å lese disse signalene, som vanligvis er en kommando for å stenge ventilene på brønnhodet for å sikre anleggets sikkerhet.

WHCP benytter både hydrauliske og pneumatiske komponenter. Scssv er for det meste installert på landbrønner som drives av hydraulisk kraft. I SÅ fall må WHCP inkludere et hydraulisk reservoar og pumpesystem for å opprettholde trykket på undergrunnsventilene under normal drift. PÅ DEN annen SIDE bruker WHCP pneumatikk for å registrere og kontrollere overflatesikkerhetsventiler (SSV).

DERFOR ER WHCP en samling av ulike kontrollsystemer som muliggjør kontrollert gjennomføring av planer og nødstans. På landbrønner brukes et eget brønnhodekontrollsystem for hver brønn som arbeider under høyt trykk. Brønnhodekontrollsystemene for offshoreplattformer er gruppert på ett eller flere paneler. Hver brønns kontrolllogikk holdes adskilt fra de andre brønnene for å legge til eller slette nye brønner etter behov.

3 Prinsipp FOR WHCP

DET finnes forskjellige TYPER WHCP kategorisert basert på operasjonskilden. Disse er elektriske kontrollpaneler, manuelle, soldrevne og pneumatiske kontrollerte paneler. Valg av type vil bli valgt i henhold til søknadskravene. Kontrollpanelet fungerer også i to forskjellige konfigurasjoner; et enkelt brønnhode og et multibrønnhode kontrollpanel. Vi vil snakke om disse typene i de kommende seksjonene.

WHCP kontrollerer olje-og gassbrønnene. WHCP utfører denne oppgaven ved å kontrollere ventiler installert på brønnhodet, SOM ER SCSSV (Surface Controlled Sub-surface Safety Valves) og SSV (Surface Safety Valves), som består av Master Ventiler (MV) og Wing Ventiler (WV). Den sekvensielle driften AV SCSSV og SSV letter Nødstoppprosessen (ESD).

ANNET ENN de grunnleggende komponentene i kontrollpanelet, BESTÅR WHCP AV et hydraulisk reservoar, sil, hydrauliske pumper, akkumulator, brønnhodestyringsmodul og hydrauliske linjer, som leverer og returnerer til brønnhodestyringsmodulen. Hydraulikkvæsken inne i hydraulikkreservoaret driver brønnhodet. Reservoarets størrelse bestemmes av mengden væske som er nødvendig for ventilens funksjon og avstanden mellom reservoaret og brønnen.

SCSSV og SSV opererer ved hydraulisk trykk, SCSSV ved høyt trykk OG SSV ved middels trykk. En hydraulisk kraftpakke eller en hydraulisk kraftenhet er ansatt for å møte trykkkravene, som består av et reservoar, hydrauliske pumper og en akkumulator. Reservoaret lagrer hydraulikkvæske, og det vil være to hydrauliske hoder og pumper i hvert brønnhode. Deretter vil hver pumpe ha en sil for å filtrere hydraulikkvæsken fra partikler slik at hydraulikkvæsken som GÅR TIL SCSSV eller SSV, er ren. Avhengig av driftsmiljøet kan hydraulikk være pneumatisk drevet eller elektrisk drevet. En akkumulator vil bli brukt nedstrøms for pumpen for å oppnå ønsket trykk FOR SCSSV eller SSV.

det oppsamlede hydraulikkvæsken ved toppteksten leveres via hydrauliske tilførselsledninger til brønnhodekontrollmodulen når det er nødvendig. Sekvensen og logikken for drift AV SCSSV og SSV er etablert ved denne brønnhodekontrollmodulen. For å styre strømmen eller utføre ESD-prosedyren, går signaler fra panelet til denne brønnhodekontrollmodulen. Etter å ha mottatt styresignalet, vil brønnhodekontrollmodulen åpne SCSSV og SSV ved å sende henholdsvis høytrykk og mediumtrykk. Hydraulikkvæsken kommer tilbake til hydraulikkledningen ved å aktivere en treveisventil for å lukke ventilene.

slik fungerer brønnhodekontrollpanelet for å styre brønnhodestrømmen og nødavstengingsprosedyren.

4 hovedfunksjoner AV WHCP

• Slå av brønnen i tilfelle farlige situasjoner
• Kontrollerer de kritiske sikkerhetsparametrene
• Sekvensiell oppstart og ned prosedyre av brønnhodet
• nøye overvåke OG kontrollere SCSSV.
• WHCP benytter separate hydrauliske kraftenheter (HPUs) som letter hydrauliske pumper, akkumulatorer, reservoarer, etc.
• Spesielle trykknapper brukes i panelet for å stoppe vingeventilen, hovedventilen og SCSSV.

5 Komponenter AV WHCP

WHCP er installert i nærheten av brønnhodet, MEN hovedstyringsdelen, PLC eller SCADA, vil bli installert i en sikker sone. Alle logiske signaler som sendes TIL WHCP er fra kontrollsystemet (PLC eller SCADA). WHCP nær brønnhodet vil gjøre den kontrollerende handlingen direkte. Hoveddelen AV EN WHCP er Den Hydrauliske Kraftenheten (HPU) som består av en hydraulisk pumpe, reservoar og akkumulator. Komponentene I WHCP er beskrevet i avsnittene nedenfor:

5.1 Hydraulisk pumpe

Hydrauliske pumper distribuerer hydraulisk væske ved nødvendig trykk til overskrifter. Det nødvendige trykket bestemmer størrelsen og kapasiteten til pumpen til brønnhodet, avstanden fra panelet til brønnhodet og leveringstiden. Prosesskontrollsystemet, som enten er EN PLC eller EN SCADA, styrer motoren.

5.2 Oljereservoar

Oljetanker gir den nødvendige oljeforsyningen til hydraulikkpumpen. Siler benyttes ved utløpet av tanken for å sikre at ren olje føres til pumpen. Også en returlinje fra ventilene er koblet til toppen av tanken.

5.3 Akkumulator

en akkumulator er en energibesparende enhet som brukes til å tilfredsstille høytrykksbehovet FOR SCSSV (Surface Controlled Subsea Safety Valves) eller SSV (Surface Safety Valves). Akkumulatoren er installert nedstrøms for hydraulikkpumpen. Det bør være nøye dimensjonert for å møte press krav.

akkumulatoren har to seksjoner: gassdelen og den hydrauliske delen. Gassdelen er vanligvis ladet med tørr nitrogengass, som fylles først. Deretter fylles hydraulikkoljen inn i akkumulatoren, komprimerer gasseksjonen. Når det er behov for hydraulisk, frigjør akkumulatoren oljen, slik at gassdelen kan utvides. Denne mekanismen vil tillate rask utslipp av hydraulikkolje.

5.4 Regulatorer

for hver forsyningshode brukes nedstrøms oljehoder, og regulatorer gir dem regulert trykk. Høytrykksområder håndteres av regulatorer, som er ledsaget av avlastningsventiler.

5.5 Hydraulisk krets

den hydrauliske kretsen består av kontrollventilene (SCSSV og SSV), hydrauliske slanger og hydrauliske forsyningshoder. Det hydrauliske rørutstyret er valgt i henhold til trykkbehov, dvs. høye, middels og lavtrykkskrav. Kretsene inneholder en tilbakeslagsventil, en isolasjonsventil, rør, rørbeslag, etc.

en smeltbar plugg er ansatt i hydraulikkledningen for brannsikkerhet. Ved brann smelter sikringspluggen for å stoppe det hydrauliske trykket, og lukker brønnhodeventilene. Brønnen vil automatisk stenge.

5.6 Instrumenteringsgrensesnitt

Måleinstrumenter er avgjørende for å kontrollere og ivareta brønnhodets aktiviteter. På de hydrauliske hodene er trykktransmittere installert for å overvåke ventiloperasjoner, og levestatusen videresendes TIL PLC-kontrollerne. I tillegg brukes nivåmålere til å kontrollere reservoarnivået kontinuerlig. WHCP er knyttet til PLC / SCADA-systemet for sentral overvåking og kontroll av brønnhodet. For enkel vedlikehold, feilsøking og ombygging, bør en separat kryssboks brukes.

6 TYPER WHCP

6.1 enkelt brønnhodekontrollpanel

et enkelt brønnhodekontrollpanel kan kun styre ett brønnhode. Den håndterer alt brønnhodeutstyr og muliggjør både automatisert og manuell nedstengning. DENNE WHCP benyttes for monotom eller fjerntliggende brønner som er langt fra andre brønner. Det enkle brønnhodekontrollpanelet er videre delt inn i følgende kategorier:

• Manuell kontrollsystem
• Elektrisk kontrollsystem
• Pneumatisk kontrollsystem
• Soldrevet kontrollsystem

6.2 Manuell kontroll system

Sysselsetter manuell hydraulisk pumpe for å levere trykk TIL SSV. HOVEDFUNKSJONENE er ekstern ESD, Smeltbare plugger, lavt trykk / høytrykksdeteksjon og manuell avstenging på panelet.

6.3 Elektrisk styresystem

en elektrisk motor styrer hydraulisk strøm til SSV. Elektriske styringssystemer er utviklet og er pålitelige i tøffe klima eller når det gjelder farlige stoffer i strømningslinjen. Elektriske avstengningssystemer er mer fleksible, enklere å distribuere og billigere enn pneumatiske avstengningssystemer, hvor signalering av avstengningssensoren er viktig. Elektriske systemer er betydelig enklere å koble til Med Et Scada-system (Supervisory Control And Data Acquisition) for ekstern overvåking og kontroll.

6.4 Pneumatisk kontrollsystem

det gjør alle hovedfunksjonene som andre systemer gjør. Men kontrollen av hydraulikkpumpen er gjennom pneumatisk energi. Denne typen bruker for høy effekt operasjoner.

6.5 Soldrevet kontrollsystem

denne typen kontrollsystem er mest egnet for brønner på eksterne steder. Det tilbyr energisparing, reduserer driftskostnader, dobbel strømforsyning, standard kontrollfunksjonen, etc.

7 Utforming AV EN WHCP

7.1 Dimensjonering

Riktig dimensjonering av komponentene som er akkumulator, rør og reservoar må gjøres for kontrollert og sekvensiell drift av brønnhodet. Designere kan bruke hjelp av annen programvare for presis dimensjonering av komponenter. Denne programvaren vil gjøre dimensjonering for de gitte krav.

7.2 Flowline safety

for sikkerhet bør hver ende av flowlines bruke en choke for å redusere inline pressure. Faktorene som må vurderes for flowline sikkerhet:

• Sjekk om den første choke enheten i den første flowline segmentet er mindre enn 10 fot fra brønnhodet. Når avstanden mellom choke og det første segmentet av strømningslinjen oppstrøms for choke er mindre enn 10 fot, er det ikke nødvendig med trykksensorer i den første strømningslinjen oppstrøms for flaskehalsen. Når avstanden er mer enn 10 fot, er en lavtrykkssensor alt som trengs for å oppdage lekkasjer og brudd.
• både høy-og lavtrykkssensorer er nødvendige for å oppdage en blokkert lednings-eller strømningskontrollfeil og en lekkasje eller brudd når innstengningsrørstrykket (SITP) er større enn det maksimalt tillatte arbeidstrykket (MAWP) på den siste delen av strømningslinjen etter choken.
• NÅR MAWP på endeflowline-delen er mindre ENN SITP, er det nødvendig med en trykkavlastningsventil og høy-og lavtrykkssensorer.

7.3 Testbarhet

mens sensorer blir testet, kalibrert Eller erstattet, kan en treveisventil på panelet monteres for å omgå høy-og lavtrykkspilotene, samt sandprober. Bruken av panelmonterte indikatorer skal indikere fra en avstand at bypassventilen er slått av sikkerhetshensyn.

en treveisventil på panelet kan installeres for å omgå høy – og lavtrykkspilotene, samt sandprober, mens sensorer blir kontrollert, kalibrert eller erstattet. Bruken av panelmonterte indikatorer skal tydelig vise at bypassventilen er slått av av sikkerhetshensyn fra avstand.

Nåleventiler skal monteres i rørledningene for gass og hydraulikkolje for å muliggjøre utskifting av komponenter uten å stenge ned et enkelt brønnhode eller alle.

8 Bottomline

Selv OM WHCP kan drives av pneumatisk, hydraulisk, elektrisk eller solenergi, er systemet hydraulisk på grunn av sin hydrauliske utgang. I olje-og gassanlegg er det en stor oppgave å pumpe olje eller gass fra reservoaret. EN WHCP bør regulere brønnhodet mer presist og effektivt, noe som muliggjør kontinuerlig olje-og gassproduksjon.