Гидравлические системы управления превенторами

Все превенторы и основные задвижки устьевого оборудования оснащены гидравлическими системами управления и функционируют по принципу гидравлического домкрата двойного действия. Каждый превентор требует отдельного управления открытием и закрытием. Их работа определяется наличием такого запаса жидкости под давлением, который в любой момент обеспечивает закрытие или открытие превенторов.

Следует учитывать:

· необходимый объем жидкости для реализации ряда функций превенторов в случае срочной необходимости;

· необходимое давление для получения надежной герметичности;

· необходимое время для закрытия превенторов.

Необходимо знать:

· состав комплекса превенторов;

· последовательность операций по управлению превенторами для расчета:

· требуемый объем рабочей жидкости, V_т;

· общий объем баллонов, V_з;

· количество баллонов;

· емкости атмосферного резервуара;

· производительность каждого насоса.

В таблице 4.1 представлены требуемые характеристики для закрытия, открытия превенторов различных конструкций, их модификации и примерная компоновка.

Таблица 4.1 – Сведения о рабочих характеристиках превенторов

Наименование	Диаметр, мм (дюйм)	Рабочее давление, МПа (PSI)	Необходимое количество жидкости, м³(галлон)
закрытия (Vо_i)	открытия (Vз_i)
Универсальный превентор Хайдрил	346 (13^5/8)	(5000)	0,068 (17,98)	0,0536 (14,16)
Плашечный трубный превентор Камерон	346 (13^5/8)	(10000)	0,022 (5,80)	0,02 (5,40)
Плашечный глухой превентор Камерон	346 (13^5/8)	(10000)	0,041 (10,90)	0,0399 (10,50)
Плашечный трубный превентор Камерон	346 (13^5/8)	(10000)	0,022 (5,80)	0,02 (5,40)

Последовательность работы превенторов: -закрытие; - открытие полной сборки (насосы остановлены); - закрытие.

Гидромеханическая задвижка на дроссельной линии будет задействована при каждом случае и объем для закрытия или открытия будет равняться 0,0038 м³ (1 галлон).

Стандарт АНИ рекомендует не опускаться ниже 8,5 МПа (1200 фунт/ кв. дюйм) (но некоторые операции могут потребовать более высокого значения). Эта минимальная величина соответствует остаточному давлению в конце требуемой последовательности операций

По определению, полезный объем Vп составляет Vп. = V₂ – V₁.

По закону Мариотта, получаем: Р₁ V₁ = Р₂ V₂ = P₃ V₃

V₂ = Р₃ V₃/P₂ и VI = Р₃ V₃/P₁

. Полезный объем Vп = V₂ – V₁ = P₃ V₃/P₂ – Р₃ V₃/P₁ = V₃(P₃/P₂ – P₃/P₁)

Vп=V₃ (1000/1200 - 1000/3000) = V₃/2, '

если P₁ = 21 МПа (3000 фунт/ кв. дюйм), Р₂ = 8,5 МПа (1200 фунт/ кв. дюйм), а Р₃ = ,7 МПа (1000 фунт/кв. дюйм).

Рисунок 4.6 – Рисунок зарядки баллонов

Ограничение по стандарту АНИ RP16E

При отключенных насосах аккумуляторные ёмкости должны соответствовать двум условиям:

· закрытие всех превенторов с нулевым давлением под ПВО и запасом объема 50%;

· после закрытия превенторов остаточное давление должно превышать минимальное расчетное давление, чтобы была возможность закрытия любого плашечного превентора (за исключением превентора со срезными плашками) с рабочим давлением ОП.

Определение требуемого объема рабочей жидкости (Vt)

Объем для закрытия:

ΣVз_i = 17,98 + 5,8 + 10,9 + 5,8 = 40,43 галлонов (0,153 м³)

Объем для открытия;

ΣVо_i = 14,16+5,4+ 10,5+ 5,4 = 35,46 галлонов (0,134 м³)

Необходимый объем V_т:

Vт = 40,48×2 + 35,46 + 3= 119,42 галлона = 120 галлонов (0,454 м³)

Определение общего объема емкостей

Примем за V₃ объем предварительной зарядки баллона (обычно в соответствии с правилом АНИ давление будет 7 МПа (1000 фунт/ кв. дюйм) ± 10 %.

При рабочем давлении аккумуляторной установки Р₁ (обычно 21 МПа (3000 фунт/ кв. дюйм)) этот объем составит V₁.

При минимальном рабочем давлении Р₂ соответствующий объем будет V₂

В этих условиях полезный объем по емкостям соответствует половине объема V₃ (объем, занимаемый газом в условиях предварительной зарядки). Для стандартной емкости на 11 галлонов считается, что объем азота составляет V3 = 10 галлонов, откуда Vп = 5 галлонам.

Обоснование числа баллонов

Зная "полезный объем емкости и объем V₃, как указано выше число емкостей будет

Nб = V_т/V_п

В приведенном примере для стандартных емкостей на 11 галлонов минимальное количество баллонов Nб составит

Nб = 120/5 = 24 баллона

Примечание:Стандарт АНИ RP16E требует, чтобы в случае аварии с емкостью или распределителем потери были не больше 2.5% от общего объема системы.