[go: up one dir, main page]

HMH – Undersjøisk BOP-stabel (Subsea BOP stack) fra et boreskip
HMH – Overflate BOP-stabel (Surface BOP stack) fra en plattform

Boresikringsventil er en ventil som brukes for å forhindre utblåsninger av olje, gass eller borevæske fra en brønn under boring etter petroleum. Utblåsing av olje, gass eller borevæske fra en brønn kan føre til alvorlige ulykker.

Faktaboks

Etymologi
engelsk blowout preventer, BOP

Boresikringsventilen er egentlig et helt sikkerhetssystem som opererer som sekundær barriere mot slik ukontrollert utblåsning. Den primære barrieren vil ved konvensjonelle operasjoner være det hydrostatiske trykket som borevæsken i brønnen påtrykker, mens ved såkalt trykkontrollert boring (MPD – manage pressure drilling) vil primærbarrieren være en kombinasjon av hydrostatisk væsketrykk og andre teknikker. Boresikringsventilsystemet kan lukke brønnen helt eller delvis hvis uforutsette hendelser skulle skje.

Typer av boresikringsventiler

Boresikringsventiler deles gjerne inn i to hovedtyper basert på plasseringen. Dette er overflateboresikringsventiler og undersjøiske boresikringsventiler.

Overflateboresikringsventiler

Overflateboresikringsventiler monteres på toppen av brønnen. Det vil si over havoverflaten hvis det bores til havs, eller rett på bakken ved landboring. Boresikringsventilen er da lett tilgjengelig og kan inspiseres eller repareres direkte fra riggen. Det har også den fordelen at gass eller lette hydrokarboner som oppdages like før de når overflaten likevel kan stenges inne og utblåsning kan hindres, forutsatt at ventilen er dimensjonert for å tåle store nok trykk.

En ulempe ved overflateventiler er at de må tåle større trykkforskjell mellom det innestengte volumet og omgivelsene. Brønntrykket forplanter seg oppover i gass som stiger i en innestengt brønn. Trykkforskjellen mellom denne og det atmosfæriske trykket som omgir boresikringsventilen kan være svært høy. En overflateboresikringsventil må derfor kunne tåle høyere arbeidstrykk og potensielt håndtere mer energi i en utblåsning enn en undersjøisk boresikringsventil.

Undersjøiske boresikringsventiler

Undersjøiske boresikringsventiler monteres på havbunnen ved boring på dypt vann, og benyttes når boreriggen er en flyterigg – det vil si et boreskip eller en (halvt nedsenkbar) rigg som ikke er fastmontert på havbunnen, men holdes på plass ved hjelp av anker og kjettinger/vaiere eller dynamisk posisjonering («thrustere»). Slike måter å feste riggen på må ha en viss fleksibilitet for å kunne absorbere bevegelser fra bølger, strøm og vind slik at ikke riggen belastes for hardt. Derfor tillater dette designet at riggen kan svaie og drive rundt et midtpunkt. Følgelig må tilkoblingen mellom stigerør og flyterigg også være fleksibel. Et annet viktig poeng er at ved virkelig uvær kan stigerøret ryke, eller man velger å koble riggen fra stigerøret/brønnhodet på kontrollert måte. Da er det viktig at BOP-en er nedenfor frakoblingspunktet slik at den fortsatt kan holde brønnen stengt. Kontrollert frakobling skjer normalt i bunnen av stigerøret, men alltid over boresikringsventilen.

En undersjøisk boresikringsventil styres og fjernstyres fra riggen via hydraulikk og elektronikk. Denne type boresikringsventil må være ekstra robust og pålitelig, fordi man ikke har så enkel tilgang til den under operasjoner. Vedlikehold og inspeksjon kan likevel skje ved hjelp av fjernstyrte undervannsroboter, som er utstyrt med kameraer, manipulatorarmer og andre verktøy.

Dersom kommunikasjonen med boresikringsventilen mistes, vil ventilene automatisk lukke seg mekanisk. Vanligvis styres denne mekanismen av kraftige fjærer eller akkumulatortrykk. Dette er et såkalt «fail-safe»-system, som betyr at boresikringsventilen går i sikker tilstand ved tap av kontrollsignaler. Med andre ord er kontinuerlige signaler eller trykk nødvendig for å holde ventilsystemet åpent, ikke for å lukke det.

En ulempe med en undersjøisk boresikringsventil er at man ikke kan få stengt inne gass som har passert ventilen og er på vei opp gjennom stigerøret. Spesielt for store havdyp kan dette være et problem, siden gassen kanskje ikke ekspanderer nok til å gi en tydelig indikasjon på at noe er galt før den allerede er i stigerøret. I slike tilfeller er det derfor svært viktig at overvåkingssystemene er nøyaktige, og gjerne at automatiserte systemer med avanserte modeller varsler så snart det er en indikasjon på at det er gass i brønnen.

Hovedkomponenter

Et komplett boresikringsventilsystem består av flere lukkemekanismer ovenfor hverandre som kan lukkes etter behov. Det benevnes derfor også ofte som boresikringsventilstabel (BOP stack). To hovedtyper ventiler i boresikringsventilstabelen kan defineres:

1. Klosselukker (RAM preventer)

Dette er kraftige metallklosser som normalt skyves inn fra to sider for å stenge brønnen. Det finnes ulike klosselukketyper for ulike situasjoner:

  • Rørramkloss (Pipe RAM): Disse har sirkulære åpninger i midten og stenger ringrommet ved å lukke tett igjen rundt borestrengen. Hver rørramkloss har et halvsirkelformet hull slik at de to klossene sammen tetter rundt borestrengen. Denne typen endrer ikke på strømningsforholdene inni strengen. Det er her viktig at det finnes rørramklosser i boresikringsventilen som har diametere på de sirkulære åpningene som er tilpasset tykkelsen på rørene det kan være aktuelt å lukke rundt. Siden en rørramkloss ikke stopper strømmen inni strengen, må det være en tilbakeslagsventil (float valve) i bunnen av strengen for å hindre at trykk nedenfra kan skyve væske eller gass opp til overflaten gjennom strengen.
  • Blindramkloss (Blind RAM): Lukker brønnen helt når det ikke er noen borestreng i brønnen. Disse brukes hvis man må stenge helt av, og borestrengen er fjernet.
  • Klippende ramkloss (Shear RAM): Disse er skarpe nok til at de kan klippe over borestrengen før brønnen stenges. Dette er en nødfunksjon som brukes ved svært alvorlige situasjoner.
  • Shear-blind RAM: Kombinerer klipping og fullstendig tetting. Disse kan både kutte og deretter tette både brønnen/ringrommet og inni strengen.

2. Ringromslukker (annular preventer) ringromsventil

Dette er en fleksibel pakning laget av gummi og stålforsterkning som kan presses sammen for å tette brønnen – enten rundt borestrengen eller helt uten rør. I motsetning til rørramkloss, er ringromslukkeren i stand til å lukke rundt ulike rørdiametere. Ringromslukkere er altså mer allsidige enn klosselukkere, men tåler ikke like høyt trykk alene. De brukes ofte som første trinn, eller for å kontrollere brønntrykket mens man jobber.

Virkemåte

Ved tegn til innstrømning av væsker fra formasjonen (brønnspark) kan kontrollrommet på riggen aktivere boresikringsventilsystemet og lukke den typen ventil de mener er riktig for det gitte tilfellet. Dette kan være for å stenge brønnen fullstendig, eller for å tette rundt borestrengen. Lukking av ventilene har tradisjonelt vært hydraulisk drevet, men det finnes i dag også helelektriske systemer.

Når brønnen er stengt med gass eller andre lette hydrokarboner, må disse hydrokarbonene sirkuleres ut av brønnen på en kontrollert måte. Dette kalles brønnkontroll (well control) og gjøres gjennom en strupeledning (choke line), som er et relativt tynt rør som går fra boresikringsventilstabelen og opp til overflaten, med en strupeventil på toppen. Strupeventilen reguleres da nøyaktig etter en detaljert prosedyre (brønnkontrollprosedyre) som sørger for at trykket i brønnen holdes innenfor trygge grenser mens gassen sakte sirkuleres ut.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg