Ein Bohrlochkopf ist die Komponente an der Oberfläche einer Öl- oder Gasquelle, die die strukturelle und drucktragende Schnittstelle für die Bohr- und Produktionsausrüstung bereitstellt.
Der Hauptzweck eines Bohrlochkopfes besteht darin, als Aufhängepunkt und Druckdichtung für die Verrohrungsstränge zu dienen, die vom Boden des Bohrlochs zur Druckkontrolleinrichtung an der Oberfläche verlaufen.
Während der Bohrung der Ölquelle wird der Oberflächendruck durch einen Blowout-Preventer (BOP) kontrolliert. Wenn der Druck während der Bohrung nicht durch die Bohrflüssigkeitssäule, die Verrohrung, den Bohrlochkopf und den BOP kontrolliert wird, kann es zu einem Blowout der Quelle kommen.
Wenn der Brunnen gebohrt ist, wird er fertiggestellt, um eine Schnittstelle zum Reservoirgestein und einen röhrenförmigen Kanal für die Brunnenflüssigkeiten herzustellen. Die Oberflächendruckkontrolle erfolgt durch einen Weihnachtsbaum, der oben auf dem Brunnenkopf installiert ist, mit Absperrventilen und Drosselvorrichtungen, um den Fluss der Brunnenflüssigkeiten während der Produktion zu kontrollieren.
Bohrlochköpfe werden normalerweise an die erste Verrohrungsreihe geschweißt und während des Bohrens einzementiert, um eine integrale Struktur des Bohrlochs zu bilden. Bei Explorationsbohrungen, die später aufgegeben werden, kann der Bohrlochkopf zur Sanierung und Wiederverwendung zurückgewonnen werden.
Offshore wird eine Bohrlochmündung auf einer Produktionsplattform als Oberflächenbohrung bezeichnet, und wenn sie sich unter Wasser befindet, spricht man von einer Subsea-Bohrung oder Schlammlinienbohrung.
Gestaltungsspezifikation
Die Spezifikationen der Ölindustrie für Bohrlochkopfsysteme (Materialien, Abmessungen, Testverfahren und Druckwerte usw.) lauten:
API 6A, Spezifikation für Bohrlochkopf- und Weihnachtsbaumausrüstung
ISO 10423, Bohrlochkopf- und Weihnachtsbaumausrüstung
Was sind Weihnachtsbaumventile?
Weihnachtsbaumventile sind ein System aus Ventilen, Drosseln, Spulen und Messgeräten, die, nicht überraschend, einem Weihnachtsbaum ähneln. Es ist wichtig zu beachten, dass Weihnachtsbaumventile von Bohrlochköpfen getrennt sind und die Brücke zwischen dem bilden, was unter dem Bohrloch passiert und dem, was über dem Bohrloch passiert. Sie werden nach Beginn der Produktion auf Bohrlöchern angebracht, um das Produkt aus dem Bohrloch zu leiten und zu kontrollieren.
Diese Ventile dienen auch vielen anderen Zwecken, wie z. B. Druckentlastung, Chemikalieneinspritzung, Überwachung von Sicherheitseinrichtungen, elektrische Schnittstellen für Steuerungssysteme und mehr. Sie werden typischerweise auf Offshore-Ölplattformen als Unterwasserbohrungen sowie als Oberflächenbohrungen verwendet. Diese Palette an Komponenten wird für die sichere Förderung von Öl, Gas und anderen Brennstoffressourcen tief in der Erde benötigt und bietet einen zentralen Verbindungspunkt für alle Aspekte der Bohrung.
Das Bild oben zeigt einen einfachen Weihnachtsbaum mit 5 Ventilen, es gibt aber oft auch viel komplexere Aufbauten. Die meisten Weihnachtsbaumventile sind Sonderanfertigungen, weshalb es schwierig ist, zu erklären, wie alle Weihnachtsbaumventile funktionieren.
Unteres Hauptventil
Das untere Hauptventil ist ein Ventil, das verwendet wird, um die Durchflussmenge vom Bohrlochkopf in den Weihnachtsbaum zu begrenzen. Es wird in den meisten Fällen manuell bedient und während der Produktion in einer eingeschränkten, teilweise geöffneten Position gehalten.
Oberes Hauptventil
Das obere Hauptventil ist eine Sicherheitsmaßnahme für den Fall, dass das untere Hauptventil ausfällt oder Wartungsarbeiten am Weihnachtsbaum durchgeführt werden müssen. Es handelt sich dabei häufig um ein ferngesteuertes Ventil, das automatisch geschlossen wird, wenn das Sicherheitssignal gegeben wird, um jeglichen Durchfluss zum Weihnachtsbaum zu unterbinden.
Killwing-Ventil
Das Kill-Wing-Ventil ist ein weiteres handbetätigtes Ventil, das als Anschlusspunkt für die Injektion dient. Flüssigkeiten wie Korrosionsinhibitoren, Methanol, Entwässerungsformeln usw. können durch dieses Ventil injiziert werden. Sie werden auch als Seitenarmventile oder Sekundärflügelventile bezeichnet.
Produktionsflügelventil + Choke
Das Produktionsflügelventil, das sich oft 180 Grad vom Kill-Flügelventil entfernt befindet, ist ein automatisch betriebenes Bauteil, das einen positiven Hydraulikdruck benötigt, um geöffnet zu bleiben. Es verhindert die Injektion/den Fluss in die Bohrung während Notfällen oder Wartungsarbeiten und wird oft mit einer Drossel kombiniert, um den Fluss und Druck aus der Bohrung zu steuern. Diese Drossel wird als der „Hahn“ betrachtet, aus dem der Kraftstoff fließt, daher ist die Steuerung der Durchflussrate für dieses Bauteil sehr wichtig.
Tupferventil + Kappe und Manometer
Das Tupferventil ist ein weiteres manuell betätigtes Ventil, das direkten vertikalen Zugang zum Bohrloch für Eingriffe in das Bohrloch bietet. Die T-Kappe und das Manometer zeigen optisch an, welches Ventil geöffnet ist. Wenn beispielsweise das Kill-Wing-Ventil geöffnet und das Tupferventil geschlossen ist, sollte das Manometer 0 psig (kein Druck) anzeigen, und wenn das Produktionsflügelventil geöffnet und das Tupferventil geöffnet ist, sollte der Druck den vom Bohrlochhersteller angegebenen Wert anzeigen. Sie können auch digitale Temperaturventile und andere Überwachungssysteme enthalten, um die Sicherheit des Bohrlochs zu gewährleisten, da zu viele manuelle Ventile Raum für Bedienfehler lassen.
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