因为我们的钻杆就在它中间穿过,每根riser 75英尺, 重达20吨左右(当然除了少数的pup joint),上面有浮体材料包覆,保温层,很像伴行管的chok,kill,booster line 。当然我们的液压控制管路和海底电缆都是依附着它进入海底的。
(见图一)
现在好了,我们的问题来了,我们的BOP如何工作,为什么需要choke、 kill line ,它们有什么用?
我们的这些关系都是围绕着我们的diverter 来展开的。
BOP的全名是blowout preventer, 防喷器,Blowout 无论在陆地钻井还是在海洋钻井都是致命的,会造成严重的事故,井喷的时候泥浆携带者大量的可燃气体喷涌而出,很恐怖的样子,井喷就是我们的钻头穿透了我们的高压油气层。通常在blowout到来之前会有很多前兆,比如井口压力的突然波动,钻井液中气体含量突然增加,等等。
在这个时候我们的钻井工程师会判断是否会造成井喷的发生,采取相应的措施。
对于钻井这方面,我们的钻井工程师比我们更加了解。我们就不在这里阐述了。现在我们还是继续我们的系统。
我们先看看choke,kill manifold 的图片,有一个感性的认识。
(见图二)
我们可以把它看作一个高压的阀组,通过调节各个节流阀,进入它的流体会有很高的背压。保持井口的压力平衡。
当判断到井口压力突变时,通过井口控制系统的液控阀我们的防喷器关闭,同时打开通往choke &kill manifold的通路。
也就是说这时候,泥浆不是像正常的情况下通过环形空间返回地表。而是通过节流压井管线进入choke &kill manifold,减压后进入我们的泥浆处理系统。
trip tank system,我也不知道如何翻译这个名词trip, trip 在钻井过程就是我们的钻杆进入和拔出洞的过程。很猥琐的解释,不过确实就是这个意思。
我解释一个为什么需要这个系统,我们想象一下,我们在一根装满水的试管中放入一跟玻璃棒,这样我们的水就像是上行的泥浆一样,这时候我们试管底部的液体压力就是试管中水柱的压力,当我们把试管中的玻璃棒慢慢把出来的时候,水柱的高度肯定是下降的,试管底部
的液体压力同时会减小,如何保持压力不变呢,只需要在拔出玻璃棒的同时往试管中加水。 所以这个系统的作用就是在trip的过程中保持井口和泥柱的压力平衡。 系统的组成:
1, trip tank, 2个结构舱,每个容积至少大于trip过程中拔出的钻杆的体积。我们知道trip的过程中,我们的钻杆是每3根一段拔出来的。
2,trip pump ,2个离心泵,排量取决于trip的速率。它们的作用就是抽出trip tank的泥浆,通过diverter排到环形空间。
系统就这么简单,当然我们需要溢流管线,当我们trip in的时候。
描述:图一 图片:
mud gas separator system
Mud gas separator是一个设备的名字,简称MGS。 它的外形就是一个圆柱形的罐子,安装在钻台上的角落。
那么它到底有什么用呢?从英文的意思就可以知道是 “泥浆,气体分离装置”。
为什么需要它?我们不是有Degasser 除气器了吗,要它其不是多余?
首先说明一点,这里的MGS和degasser使用工况是不一样的。MGS是用于含有大量可燃气体的泥浆的气液分离。Degasser是用于含有微量气体的泥浆的气液分离。
什么情况下泥浆中会含有大量的可燃气体呢?当然在正常的钻井过程中只会有少量的气体混入钻井液,而我们在钻透了可燃气体层的会出现大量的气体进入泥浆,这时候很危险,这种 现象叫KICK,如果不加以控制的话,就会发生井喷。
知道了这些,我们就可以知道了,这个装置很显然是用于处理节流压井过程中产生的大量含气泥浆,释放井内压力。 现在说说系统原理,
很简单,来自节流压井管汇腔的流体 进入MGS,在设备里面,泥浆和油气自上而下地经过多层的向下倾斜的阻隔板baffle blade ,增大流体的表面积,使气体更容易的分离出来。分离出来的气体,从MGS的最高点,沿着管路,在钻塔的高处燃烧掉。 而液体则在重力的作用下聚集在设备的底部。通过管路流向泥浆处理系统。
现在一个问题出来了,像这种气液分离的装置,比如惰性气体发生器(用燃烧空气的方法制造惰性气体的装置)都会存在一个共性问题,那就是需要一个背压,否则的话气体很容易就从设备的下部出口跑出去了(本来是用于排放液体的)。
所以在我们的液体(泥浆)排出管路需要有一个trap(通俗地讲叫“存水弯”),这个trap的高度需要进行计算,以保证trap里面的液柱高度产生的压力能够平衡设备正常工作的压力,一般多是在6到7米的样子。当然,为了防止虹吸siphon现象的产生,在trap的最高点需要进行真空破环。
以上的介绍希望可以帮助更容易地理解原理图。
当然,MGS上面的仪表装置,包括压力,温度。另外一些来自混合系统,trip tank系统的高温的泥浆也可以通过MGS分离可然气体
见图一
描述:图一 图片: