Choke-Verteilerfunktion
Wenn der hydrostatische Druck der Bohrflüssigkeit nicht ausreicht, um den Untergrunddruck zu kontrollieren, strömen Formationsflüssigkeiten in das Bohrloch. Um die Kontrolle über das Bohrloch aufrechtzuerhalten, wird Gegendruck ausgeübt, indem die Rückläufe durch einstellbare Drosseln geleitet werden, bis der Bohrlochdurchflusszustand korrigiert ist. Die Drosseln sind über eine Anordnung von Ventilen, Armaturen und Leitungen, die alternative Durchflusswege bieten oder es ermöglichen, den Durchfluss vollständig zu stoppen, mit dem Blowout-Preventer-Stapel verbunden. Diese Geräteanordnung wird als „Drosselverteiler“ bezeichnet.
Choke Verteilerteile
Ein Drosselverteiler ist eine Ventilanordnung, durch die der Rückfluss aus der Bohrung geleitet wird, wenn die Blowout-Preventer geschlossen sind, um einen berechneten Gegendruck auszuüben. Drosselverteiler können in verschiedenen Anordnungen zusammengebaut werden, enthalten aber immer mindestens zwei einstellbare Drosseln. In einigen Fällen kann dies eine manuelle Drossel und eine ferngesteuerte Drossel sein. Der Verteiler bietet alternative Strömungswege für die Flüssigkeit, sodass bei Bedarf Drosseln ausgetauscht und Ventile repariert werden können, ohne den Durchfluss zu stoppen. Alle Hochdruckteile des Verteilers sollten den gleichen Betriebsdruck aufweisen wie der BOP-Stapel.
Die Hauptkomponenten des Choke-Verteilers sind:
Drossel ist ein Gerät mit einer Öffnung, die in einer Leitung installiert ist, um den Flüssigkeitsfluss zu beschränken. Drosseln werden auch verwendet, um die Durchflussrate des Bohrschlamms aus dem Loch zu steuern, wenn der Brunnen mit dem Blowout-Preventer verschlossen ist und ein Kick aus dem Loch zirkuliert.
Choke-Leitung: Ein an den Blowout-Preventer-Stapel angeschlossenes Rohr, aus dem Kick-Flüssigkeiten und Schlamm zum Choke-Verteiler gepumpt werden können, wenn ein Blowout-Preventer bei einem Kick geschlossen wird.
HCR: Das druckgesteuerte Absperrventil vom Typ „HCR“ ist ein Durchflussventil, das relativ niedrige Betriebsdrücke erfordert. Dies ist ein hydraulisches Absperrventil mit einem einzigen BOP-Ram, das mit Elementen bestückt ist, die denen der alten „QRC“-Ram-Baugruppe ähneln. Das Schließverhältnis zwischen Bohrlochdruck und hydraulischem Betriebsdruck beträgt etwa 8 zu 1. Verfügbare Größen sind 4- Zoll 3000 bis 5000 psi Betriebsdruck und 6- Zoll 3000 und 5000 psi Betriebsdruck mit Standard-API-Flanschen.
Drosseln:
Die Drossel ist normalerweise eine einstellbare Blende, die in der Rücklaufleitung installiert ist. Sie wird verwendet, um den Durchflussbereich zu beschränken, sodass der Druckabfall der Rückläufe durch diese Leitung reguliert werden kann, während ein Kick herauszirkuliert. In Drosselverteilern können drei Arten von Drosseln vorkommen:
Der manuell einstellbare Choke.
Der auswechselbare Festchoke.
Der ferngesteuerte Choke.
Manuell einstellbarer Choke
Typischer, manuell einstellbarer Choke vom Typ Nadelventil. Schaft und Sitzbereich bestehen aus Wolframkarbid, um sie verschleißfester zu machen. Es muss klar sein, dass ein Choke nicht als Ventil verwendet werden soll. Das Werkzeug ist so konzipiert, dass es eine Durchflussbeschränkung erzeugt und nicht als Hochdruckdichtung dient. Ausgewaschene Dichtungsbereiche sind ebenfalls üblich. Daher darf der Choke nur zum anfänglichen Schließen verwendet werden und sollte sofort durch Schließen des vorgeschalteten Ventils gesichert werden. Diese Art von Choke sollte nicht für längere Zeit „geschlossen“ bleiben. Die Temperaturausdehnung der Nadel kann den Sitz beschädigen und die Nadel kann im Sitz „einfrieren“.
Fester Choke
Anstatt ein einstellbares Spindelventil zu verwenden, kann der Sitz durch „Bohnen“ unterschiedlicher Größe ersetzt werden. Solche Drosseln werden nur verwendet, wenn die Bohrlochrückläufe über einen längeren Zeitraum mit konstanter Rate produziert werden müssen, wie es bei Produktionstests üblich ist. Feste Drosseln werden manchmal als positive Drosseln bezeichnet.
Der Chokekörper ist bei einem solchen Aufbau mit einer Kappe statt einer Nadelanordnung versehen
Ferngesteuerter Choke
Ferngesteuerte Chokes werden von einem Bedienfeld aus bedient, das sich normalerweise auf dem Bohrinselboden befindet. Dieses Bedienfeld sollte Folgendes umfassen:
- ein Bohrgestängedruckmessgerät
- ein Ringraumdruckmessgerät
- ein Pumpenhubzähler
- ein Choke-Auswahlschalter
- ein Regler zur Einstellung des maximal zulässigen Ringraumdrucks (optional)
- ein Choke-Bedienhebel
- und Drosseln für die Pumpen (optional)
Es gibt verschiedene ferngesteuerte Drosseln, von denen einige spezifische Betriebseigenschaften haben, die den Bohrlochstillstand beeinflussen können. Es ist daher wichtig, die Details der installierten Einheit zu überprüfen.
Drossel- und Abschaltleitungsauslassventile
Aufgrund bereichs- und auftragnehmerspezifischer Anforderungen ist es nicht möglich, ein Standardlayout festzulegen. Die folgenden Mindestanforderungen sollten jedoch eingehalten werden:
Die Drosselleitung muss einen Innendurchmesser von mindestens 76,2 mm (3 Zoll) haben, die Totwasserleitung kann nur 50,8 mm (2 Zoll) groß sein, obwohl dies die betriebliche Flexibilität einschränken könnte, falls ein sofortiger Austausch einer Drosselleitung erforderlich ist. Während des normalen Betriebs sollten die inneren (normalerweise manuellen) Drossel- und Totwasserleitungsventile geöffnet und die äußeren (hydraulisch betriebenen) Ventile geschlossen bleiben, um eine übermäßige Feststoffansammlung in diesen Leitungen zu verhindern.
Unter normalen Betriebsbedingungen sollten Bohrlochkopfauslässe nicht zum Anschließen von Drossel- und Absperrleitungen verwendet werden.
Wenn die Kill-Leitung nicht dazu gedacht ist, die Choke-Leitung endgültig zu ersetzen oder zu ergänzen, ist es äußerst wünschenswert, vor den Stapelventilen ein Rückschlagventil zu installieren.
Bei der Konstruktion von Drosselverteilern müssen Faktoren wie der erwartete Formations- und Oberflächendruck, die anzuwendende Methode der Bohrlochkontrolle, die Umgebungsbedingungen, Korrosivität, Volumen, Toxizität und Abrasivität der Flüssigkeiten berücksichtigt werden.
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