BOP anular / BOP Ram / BOP rotativo / BOP de cisalhamento

Um prevenidor de blowout é um dispositivo de controle de poço necessário para operações em fundo de poço e desempenha um papel muito importante na prevenção e no manejo de blowouts. As seções seguintes focam na classificação de BOPs, parâmetros técnicos, estrutura, princípios de funcionamento, operação, manutenção e solução de problemas.

1. Classificação e Nomeação de Preventores de Blowout

1. Classificação

Os preventores de blowout são divididos em duas categorias principais: BOP anular e BOP Ram (BOP).

Os BOPs anulares são divididos em BOP anular simples e BOP anular duplo. Eles são equipados com um elemento de empacotamento anular ou dois elementos de empacotamento anular, respectivamente.

Os BOPs de Ram são divididos em um BOP de Ram único, BOP duplo de Ram e BOP triplo de Ram. Eles são equipados com um par, dois pares ou três pares de aríetes, respectivamente, para que diferentes cordas de tubos e furos abertos possam ser vedados.

2. Códigos

O código BOP é composto pelas primeiras letras pinyin dos principais caracteres chineses do nome BOP, conforme mostrado na Tabela 1.

Tabela 1. Códigos BOP

Nota: FH indica um BOP Anular com um elemento de empacotamento esférico.

O FHZ indica um BOP Anular com um elemento de empacotamento afunilado.

3. Parâmetros básicos

O diâmetro nominal e a pressão máxima de trabalho de um BOP devem estar em conformidade com a Tabela 2.

Tabela 2. Diâmetro nominal e pressão máxima de trabalho do BOP

Nota: o desvio limite do diâmetro do medidor de deriva é de +0,25 a 0 mm. Seu comprimento deve ser maior que o diâmetro em 50 mm e não menor que 300 mm.

4. Nomeação

Designação do modelo: pressão máxima de trabalho em MPa, código de diâmetro e código de produto.

Exemplo: para um duplo Ram BOP com diâmetro de 346,1 mm e pressão máxima de trabalho de 70 MPa, o modelo é expresso como 2FZ35-70.

Designações de códigos API BOP:

R - Ram BOP simples, que pode ser um Ram BOP cego ou um Ram BOP de tubo.

Rd - duplo Ram BOP.

Rt - triplo Ram BOP.

A - BOP anular.

G - BOP rotativo.

M - pressão de trabalho de 1000 psi.

Cn - conector hidráulico remoto instalado entre a pilha BOP e a cabeça do poço ou entre BOPs, com pressão máxima de trabalho igual à da pilha BOP, usado para cabeças de poço subaquáticas.

Cv - conector hidráulico remoto de baixa pressão instalado entre o riser e a chaminé BOP, usado para cabeças de poço submarino.

Exemplo: um certo código de equipamento de controle de poço é 5M-13 3/8-SRdA. Aqui, 5M indica uma pressão de trabalho nominal de 5000 psi; 13 3/8 indica o tamanho do diâmetro; SRdA indica, a partir da cabeça permanente do poço, spool mais duplo Ram BOP mais Annular BOP.

2. BOP anular

Um BOP Anular também é chamado de BOP multifunção. Ao fechar o poço, o elemento de empacotamento anular é comprimido uniformemente em direção ao centro do poço. Ele possui vantagens de alta capacidade de pressão, vedação confiável, operação conveniente e abertura e fechamento rápidos. É especialmente adequado para vedar cordas de tubos de diferentes tipos e tamanhos, e também pode fechar completamente a cabeça do poço.

Os BOPs anulares podem ser divididos em elementos de empacotamento cónicos, elementos de empacotamento esférico e elementos cilíndricos de empacotamento.

1. Elemento de empacotamento afilado BOP anular

1) Estrutura

Um BOP de elemento de enchimento afilado é composto principalmente pelo corpo, manga de suporte para o elemento de empacotamento, pistão, elemento de enchimento (packing), tampa superior, anel de poeira, parafusos, placa de cobertura, anel de elevação, anel de retenção, conector superior e conector inferior. A estrutura é mostrada na Figura 1.

1. Cobertura superior; 2. elemento de empacotamento; 3. anel de poeira; 4. pistão; 5. Corpo

Figura 1. Elemento de empacotamento afilado Estrutura BOP anular

Elemento de empacotamento afunilado BOP anular

2) Princípio de funcionamento

Durante o uso, o BOP é operado hidraulicamente. Óleo a pressão do sistema hidráulico entra no cilindro pelo conector inferior do corpo e empurra o pistão para cima. A superfície afilada do pistão comprime o elemento de encheamento, enquanto a superfície superior do elemento de empacotamento é limitada pela tampa superior. O elemento de empacotamento contrai radialmente e prende a coluna do tubo, ou sela completamente o tubo quando não há coluna no poço. Para abrir o BOP, o sistema hidráulico é operado de modo que o óleo de pressão entre no cilindro superior pelo conector superior enquanto o óleo no cilindro inferior retorna. O pistão desce, e o elemento de empacamento retorna gradualmente à sua forma original sob elasticidade, abrindo a cabeça do poço. O tempo de fechamento desse BOP geralmente não ultrapassa 30 segundos, enquanto a abertura leva um pouco mais.

2. Elemento de empacotamento esférico BOP anular

Um elemento de empacotamento esférico BOP é composto principalmente por tampa superior, elemento de empacotamento, pistão, corpo, anel de acoplamento e anéis de vedação. Sua estrutura é mostrada nas Figuras 2 e 3.

Figura 2. Elemento de empacotamento esférico Estrutura BOP anular (1)

Elemento de empacotamento esférico BOP anular

Figura 3. Elemento de empacotamento esférico Estrutura BOP anular (2)

Elemento de empacotamento esférico Estrutura BOP anular

Durante o fechamento, o fluido de pressão na câmara inferior de óleo, a câmara de fechamento, empurra o pistão rapidamente para cima. O elemento de empacotamento é forçado ao longo da cavidade interna esférica da tampa superior, comprimido e reunido de baixo para cima e da borda externa em direção ao centro, de modo que o poço fica vedado. Durante a abertura, o óleo sob pressão na câmara superior de óleo, a câmara de abertura, empurra o pistão para baixo. A força de compressão sobre o elemento de empacamento desaparece, e a elasticidade de borracha rapidamente restaura o elemento à sua forma original, abrindo a cabeça do poço.

O fluido da cabeça de poço de alta pressão atua no sulco anular acima do pistão e forma uma força ascendente que ajuda o pistão a levantar e comprimir o elemento de empacamento para fechar o poço. Portanto, a pressão do poço auxilia na vedação de um elemento de empacotamento esférico chamado BOP Anular.

O elemento de empacotamento esférico tem grande diâmetro e altura relativamente baixa. Possui de 12 a 20 nervuras de suporte, armazena mais borracha e tem uma vida útil mais longa do que um elemento de enchimento afunilado. A parte inferior das nervuras de suporte é feita como uma superfície circular curva para garantir um bom contato entre a parte inferior do elemento de enchimento e a parte superior do pistão.

Assim como o elemento de empacotamento cónico, o elemento de empacotamento esférico pode ser substituído no local do poço. Quando há uma corda de tubo no poço, o elemento antigo também pode ser removido cortando e substituído por um novo. Ao contrário de um elemento de empacotamento afunilado, a vida útil de um elemento de empacotamento esférico não pode ser verificada em campo.

A estrutura geral de um elemento de empacotamento esférico, o BOP Anular, é curta e larga. A distância entre as posições superiores e inferiores de suporte de vedação do pistão é pequena, então o efeito de orientação e centralização é ruim. Perto do final do curso de fechamento, a distância do suporte do pistão diminui ainda mais, e o pistão é propenso a desgaste excêntrico. Se o óleo hidráulico não estiver limpo, partículas sólidas podem entrar na folga entre pistão e corpo, causando facilmente o pistão travando ou marcas no cilindro. Um elemento de empacotamento esférico Anular BOP, portanto, exige alta limpeza do óleo de controle hidráulico, e o óleo hidráulico deve ser filtrado e substituído dentro do prazo.

3. Elemento cilíndrico de empacotamento Anular BOP

Um elemento cilíndrico de empacotamento, o BOP anular, é composto principalmente pela parte superior do corpo, elemento de enchimento (packing element), anel de vedação, anel protetor e parte inferior do corpo. Óleo de alta pressão está localizado entre o corpo e o cilindro de borracha. O cilindro de borracha veda tubos e cordas de tubos similares. Há apenas uma porta de óleo, e uma válvula de reversão de três posições e quatro posições é usada para entrada e saída de óleo. A estrutura é mostrada na Figura 4.

Figura 4. Elemento cilíndrico de empacotamento Estrutura BOP anular

Elemento cilíndrico de empacotamento Estrutura BOP anular

1. porca M30 x 3; 2. M30 x 3 x 190 montantes; 3. parte superior do corpo; 4. elemento de empacotamento; 5. anel de vedação do diâmetro; 6. anel protetor; 7. Anel em O; 8. parte inferior do corpo; 9. Esqueleto de elementos de empacotamento

O elemento cilíndrico de empacotamento Anular BOP possui estrutura simples, tamanho pequeno, peso leve e alta exigência de pressão hidráulica. É adequado para operações de poços vivos em baixa pressão, como raspagem de parafina, lavagem de areia, vedação de pequenos tubos e vedação de cabos.

Manutenção diária: as principais peças de desgaste são o cilindro de borracha e o anel de vedação do cilindro de borracha. Após a conclusão de cada operação do poço, o desgaste dos cilindros de borracha deve ser verificado rapidamente. Quando mais de dois terços da espessura do cilindro se desgastarem, ele deve ser substituído a tempo.

Parâmetros técnicos:

(1) Pressão nominal de trabalho: 14 MPa.

(2) Pressão hidráulica de operação: pressão real de trabalho mais 0,5 MPa.

(3) Meio de trabalho: petróleo bruto, água e fluido de reposição.

(4) Faixa de vedação da tubulação: 1 1/2 a 4 1/2 pol.

3. Ram BOP

O Ram BOP é uma parte fundamental dos equipamentos de controle de poço. Ele é usado principalmente para controlar a pressão da cabeça de poço durante operações, testes de poço e operações de manutenção, prevenindo efetivamente acidentes por explosão e apoiando operações seguras. Ele pode realizar as seguintes operações:

(1) Quando há corda de tubo no poço, o espaço anular entre o revestimento e a coluna de tubos pode ser selado com aríetes do tamanho correspondente.

(2) Quando não há uma corda de tubo no poço, o poço pode ser totalmente fechado com aríetes cegos.

(3) Em condições de bloqueio, circulação, estrangulamento, retorno, corte de poço e lavagem do poço podem ser realizados através do Manifold de Manifold de kill e do Estrangulador conectados à saída lateral do carretel.

(4) É usado junto com o Manifold de Estrangulamento, Manifold de kill e equipamentos relacionados.

Usado em combinação, o equipamento pode controlar a pressão no fundo do poço e suportar trabalhos quase balanceados.

De acordo com o método de controle, os BOPs Ram são divididos em BOPs hidráulicos Ram e BOPs manuais Ram BOPs. De acordo com o número de cavidades de aríete, elas são divididas em um BOP de Aríete, BOP duplo de Ram e BOP triplo de Aríete.

1. BOP do Ram Hidráulico

De modo geral, um Ram BOP manual só pode ser usado para evitar blowout, não para impedir um blowout. Quando a pressão de fluxo do cabeçote do poço ultrapassa 5 MPa, a parafuso não pode mais ser girado manualmente para fechar os aríetes. Um BOP hidráulico deve ser operado remotamente e fechado rapidamente em poucos segundos. O uso de um BOP hidráulico requer um dispositivo de controle hidráulico correspondente, mangueiras de alta pressão, acoplamentos rápidos e equipamentos relacionados.

De acordo com o formato da cavidade, as BOPs possuem cavidades circular, retangular e oval. Uma cavidade circular tem distribuição razoável de tensões e boa usinabilidade, mas tem grande altura, peso grande e vedação relativamente ruim. Uma cavidade retangular, geralmente usada para carroçarias de aço fundido, possui baixa altura e boa vedação, mas as carrocerias de aço fundido possuem qualidade de material inferior, possível porosidade e furos de areia, concentração de tensão nos quatro cantos e menor resistência à pressão. Uma cavidade oval, geralmente usada para BOPs forjados, possui baixa altura, distribuição razoável de tensões, peso leve e boa vedação, mas é difícil de usinar. De acordo com o tipo de conexão superior e inferior, os BOPs podem ser do tipo flange superior e inferior, tipo flange inferior com pregos superiores, tipo flange superior com cravos inferiores, tipo tipo superior e inferior com cravos, tipo tipo grampo superior e inferior, tipo de conexão roscada ou tipo cabeça de união. O tipo de conexão deve ser selecionado pelo usuário de acordo com as condições reais do campo. Os corpos de BOP são feitos de aço fundido ou aço forjado, e o material deve estar em conformidade com as normas nacionais.

As passagens de óleo hidráulico dos BOPs hidráulicos geralmente são internas, prevenindo danos por colisão. As passagens de óleo expostas basicamente foram eliminadas. Os métodos hidráulicos de abertura de portas laterais em BOP incluem o tipo com assento articulado, o tipo sem dobradiça e o tipo de abertura hidráulica por cilindro.

Ao selecionar as dimensões superior e inferior das flanges para BOPs manuais SFZ18-35 e hidráulicos FZ18-35, observe o seguinte: (1) para uso comum em cabeças de poço do tipo 250 e 350, selecione uma flange de 480 mm de diâmetro com estrutura de furos em fileira dupla e um anel especial de aço. (2) Para uso em um cabeçote de poço do tipo 350, selecione uma flange de 480 mm de diâmetro com furos de uma fileira. (3) Para combinar com um carretel padrão 18-35, selecione uma flange de 395 mm de diâmetro. (4) Para uso isolado em um cabeçote de poço do tipo 250, selecione uma flange de 380 mm de diâmetro e espesse-a de acordo com a classe de pressão de 35 MPa.

1) Composição estrutural básica do Ram BOP hidráulico

Estruturalmente, um Ram BOP hidráulico consiste em carroceria, conjunto de fusil, conjunto cilindro e pistão, conjunto de porta lateral, dispositivo de travamento e peças relacionadas.

(1) Corpo. A carroceria é fundida em aço de liga e possui furos verticais superiores e inferiores e furos laterais. Existem cavidades de carneiro dentro do corpo, e o número de cavidades depende do número de carneiros. A cavidade do ram corporal adota uma forma oblonga para reduzir a concentração de estresse. A superfície superior da cavidade do ram é uma superfície de vedação e deve ser protegida contra danos. No fundo da cavidade do aríete há um sulco de sedimentação inclinado em direção ao poço. Ele pode remover automaticamente lama e areia quando os aríetes abrem e fecham, reduzem a resistência ao atrito durante o movimento do aríete e ajudam bem a vedação do aríete com assistência por pressão. Passagens hidráulicas de óleo estão embutidas na carroceria, simplificando a estrutura externa do Ram BOP e evitando danos às passagens de óleo durante a instalação, transporte e uso. Os BOPs de alta pressão possuem assentos articulados na carroceria para fixar portas laterais.

Acima do corpo do Ram BOP há uma flange, ou furo com tachas, conectado por montantes a um BOP anular ou diretamente a um tubo de fluxo. Abaixo do corpo há uma flange conectada ao carretel por montantes.

(2) Montagem de carneiro. O conjunto do ram é composto principalmente pelo selo superior, vedante e corpo do ram, como mostrado nas Figuras 5 e 6.

1. Corpo de carneiro; 2. vedação superior; 3. vedação frontal; 4. corpo de aríete; 5. vedação superior

Figura 5. Conjunto de ram tubular

Conjunto de ram tubular

Figura 6. Corpo de cisalhamento

Corpo de cisalhamento

O ram é do tipo integral alongado. Seu empacotador de borracha utiliza uma estrutura de vedação frontal e vedação superior montada. A vedação frontal e a vedação superior podem ser substituídas separadamente conforme a condição de dano, e a remoção e instalação são simples e economizam mão de obra. A estrutura do selo frontal do ram e da borracha do topo é mostrada na Figura 7.

Figura 7. Vedação frontal e borracha do selo superior

Vedação frontal e borracha do selo superior

A borracha do ram pode ser substituída após o desgaste. Quando o tamanho da corda do tubo no fundo do poço muda, os aríetes do tubo também devem ser substituídos. Ao alterar o tamanho dos aríetes de tubo, um aríete de dupla face pode manter o corpo do aríete e substituir apenas o bloco de pressão e a borracha; Um RAM de um só lado exige a substituição de todo o conjunto do RAM. As superfícies superior e inferior da borracha em um ram de dupla face são simétricas. Quando a superfície superior é desgastada durante o uso, a superfície inferior também será riscada, então a borracha de um ram dupla face não pode ser virada e reutilizada.

O ram utiliza vedação flutuante. Há uma certa folga entre o conjunto do ram e a cavidade do corpo onde o ram é instalado, permitindo que o ram flutue para cima e para baixo na cavidade do corpo. A borracha superior do ram não entra em contato com a superfície superior de vedação da câmara. Quando o ram está fechado, a alta nervura de suporte na parte inferior da câmara do ram e a superfície superior de vedação apresentam inclinações suaves, garantindo espaço suficiente entre o ram e o corpo antes de alcançar a posição de vedação. Durante a vedação, a borracha frontal do ram primeiro entra em contato com a coluna de tubos no poço e sela firmemente ao redor dela sob o empuxo do pistão. Quando o ram se abre, a borracha de vedação superior sai da superfície do ombro do corpo e se retrai para dentro do plano do ram, e o ram recua ao longo da inclinação da nervura de suporte até a posição totalmente aberta. Esse recurso flutuante garante vedação confiável, reduz a resistência de abertura e fechamento e o desgaste da borracha, estende a vida útil do ram, previne a ferrugem entre o corpo e o ram e facilita a desmontagem.

Quando uma coluna de tubos está no poço e um Ram BOP é usado para fechar o poço, a coluna de tubos geralmente não está exatamente centralizada no furo e frequentemente inclina-se para um lado. A corda de tubos pode, portanto, ser presa pelo aríete e não vedar. Para resolver o centralizamento do tubo, um bloco-guia saliente e um sulco correspondente são feitos na frente do bloco de pressão do ram. Quando os aríetes se movem em direção ao centro do poço, o bloco-guia força o tubo excêntrico em direção ao centro, permitindo uma vedação suave. Após o bloqueio, o bloco-guia entra na ranhura do bloco de pressão oposto, como mostrado na Figura 8.

Figura 8. Esquema de centralização automática da RAM

Esquema de centralização automática da RAM

(3) Conjunto de cilindro e pistão. Esse conjunto consiste em cilindro, pistão, haste do pistão, tampa do cilindro e partes relacionadas.

(4) Montagem da porta lateral. Um Ram BOP possui portas laterais destacáveis ou de abertura aberta. Normalmente, as portas laterais são fixadas à carroceria com parafusos. Vedações de haste de pistão e vedações de porta lateral para corpo são instaladas nas portas laterais. As portas laterais devem ser abertas ao substituir os cilindros, trocar as vedações dos pistões, inspecionar os cilindros ou limpar câmaras do cilindro.

(5) Dispositivo de travamento. O dispositivo de travamento tem duas funções: primeiro, quando o controle hidráulico falha, os aríetes podem ser fechados manualmente; Segundo, após o bloqueio hidráulico, os aríetes podem ser fixados mecanicamente e a alta pressão no óleo de controle hidráulico pode ser liberada, evitando vazamentos de longo prazo nas linhas de óleo hidráulico e evitando acidentes de operação inadequada.

Dispositivos de travamento de aríete são divididos em dispositivos manuais de travamento de aríete e dispositivos hidráulicos de travamento, também chamados de dispositivos automáticos de travamento.

Dispositivo de travamento manual:

Quando o sistema hidráulico de controle falha, a operação manual pode fechar os cilindros. O dispositivo manual de travamento da RAM é mostrado na Figura 9. Consiste em eixo de travamento, eixo do pistão e conjunto de controle manual.

(a) Estado travado; (b) estado desbloqueado

Figura 9. Dispositivo manual de travamento da RAM

Dispositivo manual de travamento da RAM

O dispositivo de travamento manual depende da rotação manual do volante para acionar o eixo de travamento e travar os cilindros. Sua função é travar os aríetes na posição fechada após o fechamento hidráulico, quando é necessário um fechamento prolongado, após o que a pressão hidráulica pode ser eliminada. Depois que os aríelos são fechados hidraulicamente, gire o volante para a direita para travar manualmente. A haste de operação aciona o eixo de trava para girar. Como o eixo do ram não pode girar ou avançar, o eixo de travamento recua até que seu ombro encoste na tampa do cilindro, travando os rams.

O dispositivo de travamento manual só pode fechar os aríetes e não pode abri-los. Para abrir os cilindros que foram travados manualmente, o dispositivo de travamento manual deve primeiro ser reiniciado e destrancado, e então os cilindros devem ser abertos hidraulicamente. Esse é o único método. A operação específica é: primeiro gire o volante para a esquerda até que ele pare, depois vire de 1/8 a 1/4 de volta para evitar que o eixo de travamento trave na posição destravada devido à mudança de temperatura, e então abra os vértices hidráulicamente.

Dispositivo de travamento automático:

O dispositivo automático de travamento de um Ram BOP ainda é um mecanismo mecânico de travamento, mas o travamento e o destravamento do ram são ambos realizados por pressão hidráulica, por isso é frequentemente chamado de dispositivo hidráulico de travamento.

Sua característica operacional é que, após o fechamento do Ram BOP por pressão hidráulica, a ação de travamento do ram é automaticamente concluída sob controle hidráulico da pressão de óleo. Por outro lado, quando o Ram BOP abre hidraulicamente, a ação de destravamento do ram é concluída automaticamente sob pressão hidráulica, e então ocorre a abertura hidráulica.

Um dispositivo hidráulico de travamento não pode fechar o poço manualmente. Se o controle hidráulico falhar, um BOP Ram equipado apenas com esse dispositivo não poderá realizar uma ação de fechamento.

BOPs de ram com dispositivos hidráulicos de travamento são frequentemente usados em offshore. Em operações offshore, o BOP é frequentemente instalado no fundo do mar, de modo que o travamento e o desbloqueio do ram não podem ser realizados manualmente e devem ser feitos por controle remoto hidráulico.

2) Vedação do BOP hidráulico do Ram

A essência da vedação Ram BOP é usar produtos de borracha que se deformam muito sob carga, se ajustam uniformemente à superfície vedada, previnem vazamentos e restauram após a remoção da força externa. De acordo com a posição de vedação e o formato do corpo de vedação, peças de borracha de diferentes formatos são fabricadas e instaladas para alcançar a vedação.

Para obter desempenho confiável de bloqueio, quatro vedações devem estar em segurança:

(1) Vedação entre a vedação frontal do ram e o tubo. A frente ram é equipada com borracha dianteira. Sob o empuxo do pistão, a borracha dianteira prende o tubo e as vedações. Se a borracha frontal estiver muito desgastada ou rasgada, o fluido do poço de alta pressão vai passar por aqui e causar falha na vedação. Para aríetes cegos, as borrachas dianteiras vedam umas contra as outras.

(2) Vedação entre o topo do ram e o corpo. A borracha superior é instalada no plano superior do arí. Sob alta pressão da cabeça do poço, a borracha superior pressiona firmemente contra o ombro do corpo, impedindo que o fluido do poço vaze pelo tubo superior.

A vedação do aríete é concluída em duas etapas. Primeiro, sob pressão hidráulica do óleo, o eixo do ram empurra a borracha da frente do ram para deformar e vedar a frente, enquanto a borracha superior e o corpo formam uma vedação de compressão por interferência no topo, criando uma vedação inicial. Segundo, quando há pressão no poço, o fluido no poço empurra a vedação frontal do ram pela traseira e a comprime e deforma ainda mais. Ao mesmo tempo, fluido vindo de baixo empurra o ram para cima, contra a superfície superior de vedação do corpo, formando uma vedação confiável. Isso é chamado de vedação assistida por pressão por poço, incluindo tanto a assistência frontal quanto a assistência do toro superior, como mostrado na Figura 10.

Figura 10. Princípio de vedação assistida por pressão de poço

Princípio de vedação assistida por pressão de poço

Obviamente, quanto maior a pressão do fluido do poço, melhor a vedação entre o topo do ram e a carroceria. Quando a pressão do fluido do poço é muito baixa, a vedação superior não é totalmente confiável e pode vazar. Portanto, durante o teste de pressão de campo de um Ram BOP, um teste de baixa pressão é frequentemente necessário para verificar o contato entre o topo do ram e o ombro do corpo. Com pressão de poço de 2 MPa, basicamente não deveria haver vazamento no topo da RAM.

A pressão do fluido do poço também atua atrás do ram e empurra o ram em direção ao centro do poço, fazendo com que a borracha frontal agarre o tubo no poço. Após o fechamento dos aríetes, quanto maior a pressão da cabeça do poço, mais forte será a vedação assistida por pressão no poço na frente do aríete e mais apertadas as vedações de borracha dianteiras ao redor do tubo. Por causa dessa vedação assistida, a pressão do óleo hidráulico na câmara de fechamento não precisa ser muito alta.

(3) Vedar entre a porta lateral e a carroceria. Um anel de vedação é instalado na superfície de acoplamento entre a porta lateral e a carroceria. Parafusos de fixação das portas laterais comprimem o anel de vedação para que o fluido do poço não escape dessa área. Esse anel de vedação não se desgasta, mas envelhece e se deteriora durante o uso prolongado e deve ser substituído regularmente de acordo com sua vida útil especificada.

(4) Vedação entre a cavidade da porta lateral e a haste do pistão. Um anel de vedação é instalado no espaço anular entre a cavidade da porta lateral e a haste do pistão para evitar que óleo, gás, água ou fluido de morte de alta pressão no poço vazem em transversa para o óleo hidráulico. Se fluidos de poço de alta pressão romperem o anel de vedação de borracha, eles entram no cilindro e nas linhas de controle hidráulico, contaminam o óleo hidráulico e danificam as válvulas de controle hidráulico. Durante a operação do BOP, a haste do pistão recíproca e o anel de vedação inevitavelmente se desgasta. Com o tempo, isso pode causar falha do selo, então os selos danificados devem ser substituídos com frequência. BOPs acima de 35 MPa geralmente possuem um dispositivo secundário de vedação nesse local.

3) Princípio de abertura e fechamento dos carneiros

Quando óleo de alta pressão do sistema hidráulico de controle entra nas câmaras de fechamento dos cilindros esquerdo e direito, ele empurra os pistões e aciona os eixos do ram e os conjuntos de ramo esquerdo e direito em direção ao centro do poço, fechando o poço. Quando óleo de alta pressão entra nas câmaras de abertura dos cilindros esquerdo e direito, ele empurra os pistões e aciona os eixos e conjuntos do ram para longe do centro do poço, abrindo o cabeçote. A abertura e o fechamento do aríete são controlados pela válvula de reversão do sistema hidráulico de controle. A abertura ou fechamento geralmente é concluída em 3 a 5 segundos.

Durante o fechamento, o óleo hidráulico na câmara de abertura retorna ao tanque da unidade de controle através de passagens de óleo e linhas hidráulicas de controle.

Durante a abertura, o óleo hidráulico na câmara de fechamento retorna ao tanque da unidade de controle através de passagens de óleo e linhas hidráulicas de controle.

4) Abertura e degraus operacionais de abertura para o Ram BOP

(1) Ao usar um Ram BOP para fechar o poço, siga esta sequência:

1. Bloqueio hidráulico. Opere a válvula de ré no console de controle hidráulico para fechar os tornões.

2. Trava manual. Gire os dois volantes de biela de operação no sentido horário para que os eixos de travamento se estendam totalmente e trave os cilindros. Depois que as rodas forem forçadas a parar, gire ambas as rodas no sentido anti-horário de 1/8 a 1/4 de volta. Os pontos-chave são: vire no sentido horário, chegue à parada e depois volte para trás.

3. Sangria da pressão hidráulica de controle. Opere a válvula de reversão da unidade acumuladora até a posição neutra, cortando a fonte hidráulica e descarregando a alta pressão da linha.

(2) Etapas iniciais para um Ram BOP:

1. Destravamento manual. Gire os dois volantes de biela de operação no sentido anti-horário para que os eixos de travamento retraiam totalmente. Depois que as rodas forem forçadas a parar, gire ambas as rodas no sentido horário de 1/8 a 1/4 de volta. Os pontos-chave são: vire no sentido anti-horário, chegue à parada e depois volte para trás.

2. Abertura hidráulica. Opere a válvula de reversão no console de controle hidráulico para abrir os elécios.

3. Sangria da pressão hidráulica de controle. Opere a válvula de reversão da unidade acumuladora até a posição neutra.

(3) Etapas manuais de fechamento:

1. Operar a válvula de reversão que controla o Ram BOP até a posição de aproximação.

2. Fechamento manual. Gire as duas rodas de haste de operação no sentido horário para empurrar os cilindros em direção ao centro do poço. Depois que as rodas forem forçadas a parar, gire ambas as rodas no sentido anti-horário de 1/8 a 1/4 de volta. O objetivo de recuar é deixar o espaço adequado entre o eixo de trava e a rosca do pistão para a próxima operação manual.

3. Operar a válvula de reversão que controla o Ram BOP para a posição neutra.

Os pontos-chave do shut-in manual são: gire no sentido horário, alcance a parada e depois volte para trás.

O travamento manual é basicamente o mesmo que o travamento manual. No entanto, antes do fechamento manual, a válvula de reversão no console hidráulico de controle que controla o Ram BOP deve ser colocada primeiro na posição próxima. Isso permite que o óleo hidráulico na câmara de abertura passe diretamente para o tanque de óleo. O bloqueio manual só pode ser feito quando a válvula de reversão está na posição de aproximação. Após o desligamento manual, a alavanca da válvula de reversão deve ser movida para o neutro antes do reparo do dispositivo hidráulico de controle.

Se o controle hidráulico falhar e for realizado o bloqueio manual, o BOP ainda deve ser aberto hidraulicamente quando for necessário. Caso contrário, o BOP da RAM não pode ser aberto. A estrutura do dispositivo de travamento mecânico manual permite apenas o fechamento manual, não a abertura manual.

5) Uso e manutenção do Ram BOP

(1) Preparação antes da operação. Após a instalação do Ram BOP na cabeça do poço e antes da operação, verifique os seguintes itens. Opere somente após confirmar que não há problema.

1. Verifique se as conexões das linhas de óleo são consistentes com as marcações de abertura e fechamento no BOP. Opere uma vez a partir do console de controle com pressão de controle de 2 a 3 MPa. Se a ação da RAM não for consistente com a indicação do controle do console, troque as linhas até que fique consistente.

2. Verifique se o mecanismo manual está na posição destravada e se todas as linhas de retorno de fluxo foram instaladas.

3. Verifique se todos os parafusos de conexão estão apertados.

4. Realize um teste completo de pressão para verificar a qualidade da instalação. O padrão de teste de pressão deve atingir a pressão de trabalho do BOP. Após o teste de pressão, aperte novamente todos os parafusos de conexão para corrigir o aperto desigual.

5. Verifique se a haste manual opera os aríetes de forma flexível e registre o número de giros do volante necessário para o trancamento. Após o teste, gire o volante para a esquerda para retrair e abra os cilindros hidraulicamente.

6. Verifique se o tamanho do ram instalado corresponde ao tamanho da corda do tubo no fundo do poço.

(2) Uso e precauções:

1. Uma pessoa dedicada deve ser responsável pelo uso do BOP. O operador deve compreender o princípio de funcionamento, o desempenho do equipamento e o fluxo do processo, além de ser capaz de operar, manter, atender e solucionar problemas no equipamento.

2. Quando não há coluna de tubo no poço e os aretões fechando para teste, a pressão máxima hidráulica de controle não deve exceder 3 MPa. Quando houver um fio de tubo no poço, não feche os aríetes cegos.

3. Os aríetes devem estar totalmente abertos ou totalmente fechados.

4. Pelo menos um conjunto reserva de aríetes deve ser mantido no local do poço para que os aríetes danificados possam ser substituídos a tempo.

5. Ao fechar os aríetes com a roda de mão, note que a rotação à direita fecha. O mecanismo manual só pode fechar os cilindros e não pode abri-los. A operação hidráulica é o único método para abrir os cilindros. Para abrir os cilindros travados pelo mecanismo manual, primeiro gire o volante manual para a esquerda até o batente, depois vire 1/8 a 1/4 de volta para evitar travamentos na posição destravada devido à mudança de temperatura, e então abra os condutores hidraulicamente. Ao usar o mecanismo manual para fechar os rams, a alavanca de controle do console deve estar na posição de fechamento e um sinal deve ser colocado no console indicando o estado travado.

6. Abra e feche os rams uma vez por dia para verificar a flexibilidade.

7. Não use abertura e fechamento do BOP para aliviar a pressão, para evitar danificar o packer de borracha.

8. Mantenha o óleo hidráulico limpo.

9. Após o uso do BOP, os rams devem estar na posição aberta.

(3) Desmontagem e instalação:

1. Durante a instalação do poço, não instale os lados superior e inferior do BOP de cabeça para baixo.

2. Anéis e sulcos de aço devem estar limpos, sem danos, livres de sujeira e corrosão, e revestidos com óleo leve.

3. Os parafusos de conexão devem ser apertados uniformemente e diagonalmente.

4. Após a instalação, realize um teste de pressão hidrostática. A pressão de teste deve atingir a pressão de trabalho e se manter por 5 minutos.

A BOP geralmente é posicionada com suas duas asas paralelas à frente da torre.

(4) Manutenção. Durante o uso, opere os aríetes uma vez a cada troca e verifique a parte de controle hidráulico. Se as condições permitirem, realize um teste de pressão uma vez por semana, faça uma revisão anual e, após cada poço, realize uma limpeza e inspeção completas. Substitua as peças danificadas rapidamente e aplique graxa completamente nas peças necessárias. Aplique graxa de dissulfeto de molibdênio nas superfícies superior, inferior e lateral da câmara e dos cilindros do aríete; Aplique óleo de rosca nas roscas dos parafusos de conexão.

6) Falhas e soluções comuns do Ram BOP hidráulico

Falhas e soluções comuns estão mostradas na Tabela 3.

Tabela 3. Falhas e soluções comuns

7) Formas básicas de Ram hidráulico BOP

(1) BOP hidráulico de um único Ram BOP. Sua estrutura é mostrada na Figura 11.

Figura 11. BOP hidráulico de um único Ram

BOP hidráulico de um único Ram

(2) Ram BOP duplo hidráulico. Sua estrutura é mostrada na Figura 12.

Figura 12. BOP hidráulico duplo Ram

BOP hidráulico duplo Ram

(3) BOP hidráulico triplo Ram Tam. Sua estrutura é mostrada na Figura 13.

Figura 13. BOP hidráulico triplo Ram

BOP hidráulico triplo Ram

2. BOP manual de RAM

O BOP Manual Ram é um BOP especial para operações convencionais de fundo de poço. Sua classe de pressão geralmente é de 14 MPa ou 21 MPa, e alguns BOPs manuais Ram são classificados para 35 MPa. De acordo com a quantidade de RAM, os BOPs manuais de Ram são divididos em BOP manual de um Ram e um BOP manual duplo de Ram BOP.

1) BOP manual de RAM simples

(1) Estrutura e classificação. O BOP manual básico do Ram único consiste em carroceria, conjunto de RAM, porta lateral, conjunto de controle manual e dispositivo de vedação, conforme mostrado na Figura 14.

Figura 14. BOP manual de RAM simples

BOP manual de RAM simples

As partes que contêm pressão de um único Ram BOP manual, como carroceria, porta lateral e aríete, são forjados em aço liga. A câmara do ram utiliza uma estrutura oval, melhorando a distribuição do estresse corporal e o desempenho de segurança do corpo. A porta lateral é do tipo placa plana, tornando a substituição do aríete conveniente. A vedação entre a porta lateral e o eixo do ram combina vedação em anel em Y e em anel O, proporcionando vedação confiável e substituição conveniente. A vedação do ram é do tipo dividido e consiste em vedação superior e vedação frontal, tornando a desmontagem e substituição convenientes.

De acordo com a forma do ram, os BOPs manuais de um único ram são divididos em BOP manuais cegos de um ramo simples e BOP manual de tubo com um único ram. De acordo com o tipo de conexão, eles são divididos em Ram BOP manual de flange simples, como mostrado na Figura 15, e BOP manual de flange simples Ram BOP, como mostrado na Figura 16. De acordo com o desempenho, eles são divididos em BOP manual único multifuncional e BOP manual simples de RAM convencional.

Figura 15. Ram BOP manual de flange dupla

Ram BOP manual de flange dupla

Figura 16. Ram BOP manual de flange única

Ram BOP manual de flange única

(2) Princípio de funcionamento. O BOP manual de um único ram funciona usando o parafuso no conjunto de controle manual para acionar o ram e segurar a corda do tubo e alcançar a vedação. O dispositivo de controle manual é tanto o mecanismo de transmissão para abertura e fechamento do ram quanto o mecanismo de autotravamento que sela ao redor do diâmetro externo do tubo. O conjunto do ram utiliza um ram de vedação unidirecional.

O Ram BOP manual único multifuncional é uma combinação de um preventor de cabeça de poço auto-vedante e um Ram BOP manual único, como mostrado na Figura 17. Uma cabeça auto-vedante, ou elemento de borracha auto-vedante, é instalada na flange superior e fixada por quatro parafusos de fixação. Durante as operações de funcionamento e puxagem, a cabeça auto-vedante prende o tubo sob força de borracha restauradora e pressão do poço, vedando o anel do revestimento do tubo, prevenindo transbordamento e chute, e raspando a contaminação de óleo da parede externa do tubo para o poço. Se a pressão do poço for alta e a cabeça auto-vedante não conseguir vedar normalmente, ou se aparecerem sinais de blowout, feche rapidamente os cilindros manuais para que os cilindros de tubo segurem a corda do tubo no poço e vedem o anel do revestimento da tubulação antes de realizar outras operações. Em condição de furo aberto sem cano, para evitar o kick, uma haste de vedação cega é inserida no BOP e os aríetes do tubo são fechados ao redor da haste para selar todo o poço. Se a pressão do poço for muito alta e a haste de cair diretamente for difícil, a haste de vedação cega pode ser conectada à extremidade inferior do tubo e abaixada para dentro do BOP pelo gancho.

Figura 17. BOP manual multifuncional de RAM única

BOP manual multifuncional de RAM única

(3) Parâmetros técnicos básicos. Por exemplo, o BOP manual de RAM do FZ18-21 possui estes parâmetros básicos:

1. Diâmetro nominal: 180 mm.

2. Pressão máxima de trabalho: 21 MPa.

3. Curso máximo de percussão: 105 mm.

4. Torque máximo da roda manual: menos de 412 N.m.

5. Especificações da RAM: 60,3 mm, 73 mm e cego.

6. Cadeias de tubos aplicáveis: tubos de perfuração de 60,3 mm e 73 mm; Tubos de 50,3 mm e 62 mm.

7. Meios aplicáveis: lama de perfuração, água limpa, petróleo bruto e gás natural.

(4) Instalação e comissionamento de um único Ram BOP:

1. Antes da instalação no poço, realize o teste de pressão de vedação até a pressão máxima de trabalho. Use apenas após passar. Ao conectar à cabeça do poço, todas as peças e superfícies de conexão devem estar limpas e lubrificadas, e os parafusos devem ser apertados na diagonal.

2. O tamanho do aríete deve corresponder ao tamanho da corda do tubo. Se forem usados BOPs de RAM cegos e de tubo simples, os sinais devem identificá-los para evitar fechar o BOP errado.

3. Certifique-se de que o sistema de deslocamento da plataforma de trabalho, a mesa rotativa e a cabeça do poço estejam alinhados em uma única linha vertical. Conserte o BOP e mantenha-o concêntrico com a cabeça do poço. Quando o BOP é usado sozinho, uma flange de proteção deve ser adicionada acima dele para evitar colisão ou engasgos.

4. Após a conexão do BOP à entrada, realizar testes de pressão para verificar a vedação de todas as peças de conexão.

5. Operar o dispositivo de controle manual para fechar e abrir os aríetos. Verifique flexibilidade; Use apenas quando abrir e fechar não travam e é fácil de operar.

6. Se um conjunto de controle manual for usado para controle remoto, instale um suporte de suporte em uma posição adequada.

(5) Precauções:

1. Durante o transbordamento ou blowout, um único Ram BOP manual pode vedar uma corda de tubo do mesmo tamanho dos cilindros. Quando houver um fio de tubo no poço, não feche os aríetes cegos.

2. Antes de instalar ou puxar o tubo, verifique se o conjunto do RAM está totalmente aberto. Mantenha a operação suave e evite colisão ou presa com o BOP.

3. Nunca aliviar a pressão da cabeça do poço abrindo os aríetes. Após cada abertura, verifique se os tornos estão totalmente abertos e não parados no meio, para evitar que tubos ou ferramentas de fundo danifiquem os aríetos. Se houver resistência durante a abertura ou fechamento, abra a pequena tampa lateral e limpe lama e areia por dentro antes do uso.

4. Substitua o conjunto do ram ou a borracha do ram somente quando não houver pressão na cavidade do BOP. O conjunto do RAM deve estar totalmente aberto antes de abrir a porta lateral.

5. Durante o uso, verifique regularmente se a abertura e o fechamento são flexíveis. Se ocorrer um travamento, identifique a causa e trate disso. Não force a abertura ou o fechamento para evitar danificar as peças.

6. Mantenha o BOP limpo, especialmente as partes expostas dos parafusos, e limpe-os a qualquer momento para evitar que lama e areia travem o parafuso e causem operação inflexível.

7. Após cada poço, limpe e inspecione o BOP. Foque nas peças móveis e vedações, substitua as peças danificadas ou com defeito e limpe completamente o exterior do BOP, a cavidade do corpo, a câmara do aríete, o conjunto do ram e o parafuso. Após a limpeza e secagem, aplique graxa nos furos dos parafusos, sulcos de anéis de aço, no ombro superior de vedação da câmara do aríete, nas nervuras inferiores de suporte e nas dobradiças das portas laterais.

8. Contar, limpar e embalar pequenas peças e ferramentas especiais que foram removidas.

9. Após a manutenção, coloque o BOP plano em posição de trabalho sobre dormentes de madeira, evitando sol e chuva. A temperatura ambiente varia de -30 a 40°C.

10. Antes de cada operação de passagem ou puxão de cano, verifique se os cilindros estão abertos. A corrida forçada ou puxar é estritamente proibida se os aríetes não estiverem totalmente abertos.

11. Antes do teste de pressão, injeção de pressão e operações similares, feche e verifique os cilindros. A injeção por pressão é estritamente proibida, a menos que os cilindros estejam totalmente fechados, para evitar o lavagem da borracha do ram e lesões pessoais.

(6) Procedimento de desmontagem e montagem. O procedimento de desmontagem e montagem para um BOP manual de RAM única é mostrado na Tabela 4.

Tabela 4. Procedimento manual de desmontagem e montagem de BOP de RAM única

Notas iniciais

Abra a porta lateral.

Verifique o anel de vedação. Nota: ao abrir a porta lateral, o núcleo de RAM deve estar totalmente aberto.

Remova o núcleo de RAM.

Verifique o conjunto da RAM, a cavidade do BOP e todas as peças de conexão. Nota: ao remover o ram, feche o núcleo do ram uma curta distância em direção à direção de fechamento e depois mova-o para a esquerda e para a direita antes de remover o núcleo do ram.

Abra a pequena tampa lateral.

Observação: não perca os parafusos de fixação.

Remova o parafuso.

Nota: primeiro remova o parafuso anti-recuo, depois gire o parafuso no sentido horário para removê-lo. Verifique o parafuso depois de remover.

Remova a tampa lateral grande.

Remova a manga protetora, remova o anel de encaixe de localização e inspecione-a.

Remova as peças de vedação.

Primeiro remova o anel de pressão, depois remova o anel de vedação, anel de pressão, rolamento, eixo do parafuso e câmara de vedação.

Nota: ao remover o eixo do fuso do aríete, use material macio para bater e evitar danificar as peças.

2) BOP duplo de RAM manual

Um BOP manual duplo de RAM é uma combinação de BOPs manuais de RAM simples. A carroceria possui cavidades superior e inferior do carneiro. Diferentes combinações de RAM podem ser organizadas conforme necessário para atender aos requisitos operacionais, reduzindo a altura da pilha BOP e facilitando operações no fundo do poço. Existem duas combinações comuns de aríete: aríete de tubo e aríete cego, com aríete de tubo acima e aríete cego abaixo, adequado para operações convencionais em poço; e pipe ram mais pipe ram, com dois tamanhos diferentes de tubos-ram, adequados para operações usando dois tamanhos diferentes de cordas de tubo no fundo do poço em um único trabalho. A estrutura é mostrada na Figura 18.

Figura 18. BOP duplo de RAM manual

BOP duplo de RAM manual

1. Tampa de bloqueio; 2. escudo; 3. tranca lateral da porta; 4. corpo; 5. montagem de tubos; 6. montagem cega de aríete; 7. porta lateral; 8. eixo de aríete; 9. parafuso

No uso e na manutenção diária, os requisitos para um BOP manual duplo de RAM são basicamente os mesmos que para um BOP manual de RAM simples.

4. BOP rotativo

O BOP rotativo é instalado na extremidade superior da pilha BOP da cabeça de poço, substituindo o tubo de fluxo. Ela pode selar o espaço anular formado pelo revestimento e pela coluna de tubos, pequenos tubos de perfuração e colunas de trabalho similares, e sob pressão limitada da cabeça do poço permite que a coluna de operação gire, possibilitando operações em poços vivos.

O texto a seguir utiliza o FSI2-5 Rotating BOP como exemplo para descrever especificações técnicas, estrutura, princípio de funcionamento e operação.

1. Especificações técnicas do FSI2-5 Rotating BOP

(1) Pressão nominal: 5 MPa.

(2) Velocidade nominal: 80 r/min.

(3) Diâmetro interno máximo: 120 mm.

(4) Diâmetro máximo externo: 430 mm.

(5) Altura: 950 mm.

(6) Peso: 360 kg.

(7) Cadeias de tubos aplicáveis: tubos pequenos de perfuração de 60,3 mm e 73 mm; tubos de 50,5 mm e 62 mm; 64 mm e 76 mm Kelly.

(8) Meios aplicáveis: fluido de trabalho, petróleo bruto, água limpa e meios similares.

2. Estrutura e princípio de funcionamento do FSI2-5 BOP rotativo

O FSI2-5 Rotating BOP consiste principalmente em shell e conjunto rotativo. O conjunto rotativo consiste em cabeça auto-vedante, elemento de borracha de vedação, anel de vedação em chevron, rolamento de pressão e peças relacionadas, conforme mostrado na Figura 19.

Figura 19. FSI2-5 BOP Rotativo

FSI2-5 BOP Rotativo

O BOP rotativo depende das características de contração e expansão de seu elemento de borracha de vedação para selar o espaço anular entre a coluna de trabalho e o revestimento. A pressão do poço auxilia no efeito de vedação. A pressão suporta a carga da coluna de tubos no poço e garante rotação flexível.

3. Instalação do BOP rotativo FSI2-5

(1) O BOP rotativo geralmente é instalado no topo do sistema de controle do poço. Se for necessário um dispositivo anti-elevação, instale lâminas de segurança manuais acima do BOP Rotativo.

(2) Antes da instalação, limpe a flange inferior, o sulco do anel de aço, os parafusos e as peças relacionadas. Se o BOP rotativo for usado sozinho, conecte-o ao poço por meio de um tee correspondente.

(3) Durante a instalação, aplique graxa em anéis de aço e outras peças de conexão, e aperte os parafusos na diagonal.

(4) Após a instalação, realize um teste de pressão de vedação de 5 MPa na cabeça do poço e mantenha por 5 minutos. Nenhum vazamento ou lavagem é aceitável.

4. Operação do BOP Rotativo

(1) Corda de tubos de passagem:

1. Se o diâmetro da ferramenta for pequeno, inferior a 110 mm, insira diretamente a coluna do tubo e a ferramenta. Use o dispositivo pressurizador ou o peso da coluna de tubo para passar a corda e a ferramenta através da cabeça auto-vedante até o poço.

2. Se o diâmetro da ferramenta for grande, superior a 110 mm, a ação de autovedação da cabeça autovedante do conjunto rotativo impede que a ferramenta passe diretamente. Remova a braçadeira do BOP rotativo, levante o conjunto rotativo da carcaça, conecte um cone-guia à parte inferior da coluna do tubo, abaixe-a para que o cone guia e a coluna do tubo passem pelo conjunto rotativo, levante o conjunto rotativo junto com a coluna do tubo, remova o cone-guia, conecte a ferramenta, Depois, abaixe a corda do tubo e o conjunto giratório juntos para dentro da carcaça. Instale a gramposa e abaixe a corda do tubo com o dispositivo pressurizador. Quando a corda de tubos consegue superar a força ascendente e cair livremente sob seu próprio peso, o dispositivo pressurizador pode ser removido.

(2) Operação rotativa. Após a corda atingir a profundidade planejada, a operação de rotação pode começar. Se a operação rotativa durar mais de 24 horas, conecte a circulação de água de resfriamento e confirme a circulação normal antes de continuar.

(3) Puxar o fio do cano. Puxar é igual ao funcionamento normal. Quando a força ascendente da pressão do poço é um pouco menor que o peso da coluna do tubo, o dispositivo pressurizador deve ser instalado antes de puxar. Se o diâmetro externo da ferramenta for menor que 110 mm, a corda do tubo pode ser puxada diretamente. Se o diâmetro externo da ferramenta for grande, remova a gramposa e levante a ferramenta de fundo e o conjunto giratório juntos, depois retire a ferramenta de fundo. Durante a operação em poço vivo, puxe a ferramenta de fundo acima dos tornos cegos, feche primeiro o Ram BOP cego e depois abra o plugue de alívio de pressão na carcaça rotativa do BOP. Depois que a pressão estiver confirmada em zero, retire a ferramenta de fundo do poço.

(4) Substituindo o elemento de borracha. Remova a braçadeira, levante o conjunto giratório da carcaça e coloque-o sobre um suporte, remova os parafusos de fixação do elemento de borracha, retire o elemento de borracha e substitua pelo tamanho necessário. Montem em ordem inversa. Se o elemento de borracha for substituído durante a operação do poço vivo, primeiro feche os cilindros do tubo, instale o dispositivo pressurizador se necessário, abra o plugue de alívio de pressão, faça a descarga da pressão e então substitua o elemento de borracha.

5. Precauções para Rotação de BOP

(1) Antes do uso, verifique se o plugue de alívio de pressão está apertado.

(2) Durante a instalação, certifique-se de que o centro da torre, o centro da mesa rotativa e o centro rotativo do BOP estejam alinhados em uma linha reta para evitar colisões e travamentos durante o funcionamento e o puxão.

(3) Aperte e instale completamente todos os parafusos de conexão para evitar acidentes durante a operação.

(4) Ao levantar ou abaixar o conjunto giratório, mantenha-o centralizado e não se mova rápido demais para evitar danificar o elemento de borracha e os anéis de vedação.

(5) Preste atenção à segurança ao substituir o elemento de borracha e evite que o elemento ou conjunto rotativo capotem e feram o pessoal.

(6) Quando a pressão da cabeça do poço ultrapassar 5 MPa, não use o BOP rotativo como um tubo único Ram BOP, para evitar que suas vedações sejam lavadas.

(7) Durante a operação rotativa, se a área do rolamento ou a área do V-seal ficar muito quente, parar e inspecionar, depois reparar ou substituir as peças relacionadas a tempo.

6. Manutenção do BOP rotativo

(1) As peças de desgaste incluem vedações e elementos de borracha. Cada vez que o conjunto rotativo for removido, verifique os anéis de vedação e substitua os danificados a tempo. Verifique os anéis em V ao mesmo tempo.

(2) Após 7 dias úteis acumulados, adicione graxa à base de lítio aos rolamentos.

(3) Durante o funcionamento e puxar, adicione lubrificante como água com sabão entre o fio do tubo e o tubo central do BOP rotativo.

(4) Além de verificar e substituir peças desgastadas a qualquer momento, realizar uma inspeção completa e reparo após a conclusão de cada poço.

7. Etapas de desmontagem para BOP rotativo

Durante o reparo, desmonte o BOP rotativo seguindo os passos a seguir. A montagem é em ordem inversa.

5. BOP rotativo anular operado hidraulicamente

O FSI2-5 Rotating BOP é um BOP rotativo do tipo cabeça auto-vedante. Seu elemento de borracha auto-selante tem baixa autocompensação, instalar ferramentas de fresagem e perfuração é problemático, e a capacidade de pressão é baixa. Um novo tipo de BOP rotativo surgiu, portanto, com diâmetro maior, permitindo que as cabeças de fresagem e perfuração passem diretamente pelo elemento de empacotamento. O elemento prende a corda do tubo, é controlado hidraulicamente e sela a corda rotativa do tubo sob alta pressão. Consiste nos corpos superiores e inferiores externos, pistão, corpos superiores e inferiores internos, suporte de carga, rolamento radial, elemento de empacotamento esférico e partes relacionadas. O BOP rotativo FHS18-35 mostrado na Figura 20 tem diâmetro de 180 mm, pressão de vedação estática de 35 MPa, pressão dinâmica de vedação de 21 MPa e velocidade de rotação não inferior a 120 r/min. É usado principalmente para a reforma de poços vivos ou para a reforma subequilibrada de poços de petróleo e água.

Figura 20. FHS18-35 BOP Anular Rotatório Operado Hidraulicamente

FHS18-35 BOP Anular Rotatório Operado Hidraulicamente

6. BOP por linha fixa

A cavidade da concha de um BOP Wireline pode ser dividida por estrutura em tipos de aríete circular e oval. A estrutura oval do ram tem baixa altura, leve peso e bom desempenho de vedação.

O SFZ12-21 Wireline BOP, Figura 21, utiliza conexão flange e é usado para operações de perfuração.

O FZ7.6-14 Wireline BOP, Figura 22, possui três formas de conexão: grampo, união e rosca. É usado para testes e vedação de hastes de sucção, fios e tubos de pequeno diâmetro.

Figura 21. SFZ12-21 BOP Fixo

SFZ12-21 BOP Fixo

Figura 22. FZ7.6-14 BOP Fixo

FZ7.6-14 BOP Fixo

O elemento cilíndrico hidráulico de empacotamento FH6.5-14X Wireline BOP (Figura 23), é usado para vedar wireline, tubos de pequeno diâmetro e hastes sucker.

Figura 23. FH6.5-14X elemento cilíndrico hidráulico de empacotamento anular Wireline BOP

FH6.5-14X elemento cilíndrico hidráulico de empacotamento anular Wireline BOP

7. Corte de Bordo de Cisalhamento

Durante operações em importantes poços de óleo, água ou gás de alta pressão, se a tubulação for entupida e o controle for perdido, ou se nenhum tampão foi instalado, o anel da tubulação pode já estar fechado pelo Ram BOP, mas grandes quantidades de óleo, gás ou água de alta pressão ainda podem sair pela tubulação. Se a instalação de uma válvula de tubo falhar e o pessoal não puder mais se aproximar da cabeça do poço, apenas um BOP equipado com aríetes de cisalhamento e capaz de fechamento total pode impedir a deturpação. O aríete de cisalhamento, Figura 24, primeiro corta a tubulação ou tubo de perfuração no poço e depois sela completamente a cabeça do poço, evitando a escalada do acidente. Após a vedação da cabeça do poço, podem ser tomadas medidas de eliminação do poço e pesca com tubos.

Figura 24. Esquema do aríete de cisalhamento

Esquema do aríete de cisalhamento

1. Corpo inferior do cisalhamento do fuselhado; 2. vedação superior; 3. vedação lateral; 4. vedação do corpo do cortador; 5. Corpo de cisalhamento superior do ram

Método de designação do modelo BOP

Método de designação do modelo BOP