DE69201470T2

DE69201470T2 - Verfahren zur festellung der funktionsfähigkeit eines erdölbohrungssicherheitsventils.

Info

Publication number: DE69201470T2
Application number: DE69201470T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Ferry
Original assignee: Societe National Elf Aquitaine
Current assignee: Societe National Elf Aquitaine
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1992-03-05
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2012-03-06
Also published as: US5365769A; OA09622A; FR2673673A1; EP0528013A1; NO924270D0; EP0528013B1; WO1992015768A1; ATE118859T1; DK0528013T3; DE69201470D1; NO924270L; FR2673673B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit eines Sicherheitsventils eines Erdölbohrschachtes.
Den Sicherheitsvorschriften gemäß muß ein Förderschachtkopf mit einem etwa 30 Meter unter der Erdoberfläche oder unter dem Meeresboden in dem Schacht angeordneten Sicherheitsventil ausgestattet sein. Dieses Ventil, das zumeist hydraulisch betätigt wird, ist dazu bestimmt, den Schacht im Fall eines schweren Unfalls, beispielsweise einer Eruption, zu schließen.
Ein solches Ventil ist insgesamt so konzipiert, daß es im geschlossenen Zustand eine Ruhestellung einnimmt, während es durch den hydraulischen Druck, der von der Oberfläche aus durch eine längs der Fördersäule verlaufende hydraulische Leitung geschickt wird, in geöffneter Stellung gehalten wird. Im Bedarfsfall wird der hydraulische Druck weggenommen, was das Schließen des Ventils bewirkt. So bewirkt jede Störung oder Beschädigung auf Höhe des Schachtkopfes auf diese Weise das automatische Schließen des Sicherheitsventils.
Da ein derartiges Ventil ein wesentlicher Bestandteil der Sicherheit eines Schachtes ist, muß die Funktionstüchtigkeit des Ventils und des hydraulischen Steuerungssystems periodisch kontrolliert werden. Dabei genügt es jedoch im vorliegenden Fall nicht, das Ventil zu betätigen, denn auf diese Weise kann eine eventuelle Fehlfunktion, wie ein teilweises öffnen, das nach einer Förderperiode zum Außerbetriebsetzen des Ventils führen könnte, nicht mit Sicherheit erfaßt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit eines Sicherheitsventils eines Schachts nach seiner ersten Installierung und zur späteren Durchführung seiner optimalen Wartung.
Dafür wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit eines in der Tiefe befindlichen Ventils eines Erdölbohrschachts vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte aufweist:
- vorheriges Erstellen einer Kurve der Entwicklung des hydraulischen Drucks als Funktion der Zeit oder des gepumpten Volumens bei einem Ventil in einem optimalen Zustand,
- Erstellen einer analogen Kurve für das Ventil nach seiner Installierung in dem Schacht,
- Vergleich der beiden Kurven, um daraus einen guten Funktionszustand oder eine eventuelle Fehlfunktion des in der Tiefe befindlichen Ventils zu ermitteln.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung klarer ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in denen
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung ist, die die Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ermöglicht, und
Fig. 2A, 2B, 3A und 3B Kurven sind, die mit der Vorrichtung von Fig. 1 erhalten wurden.
In Fig. 1 ist schematisch ein Hydraulikkreislauf gezeigt, der ein Sicherheitsventil 10 aufweist, das in der Tiefe angeordnet werden soll. Eine Verdrängerpumpe 12 schickt eine Hydraulikflüssigkeit 14 durch eine Kontrolleitung 16 zu dem Ventil 10. Der durch die Pumpe 12 abgegebene hydraulische Druck wird von einem Manometer 18 gemessen. Die Veränderung des Drucks im Laufe der Zeit wird mit Hilfe einer Aufzeichnungseinrichtung 20 optisch sichtbar erfaßt.
In dem gezeigten Beispiel hat die Kontrolleitung einen Durchmesser von 0,6 cm und eine Länge von 120 m. Ihre Steuerung wird durch ein Öl der Marke SUBHYDRELF und eine GILSON Verdrängerpumpe mit konstantem Förderstrom gewährleistet. Die Ausgabe erfolgt durch eine Papieraufzeichnungseinrichtung. Es kann jedoch auch ein Bildschirm eines Rechners oder jede andere Einrichtung zur sichtbaren Darstellung verwendet werden.
Verfahrensgemäß wird zunächst vorgeschlagen, mit Hilfe dieser Vorrichtung eine Kurve P = f(t) zu erstellen, wobei P der auf das Ventil ausgeübte hydraulische Druck und t die Zeit sind, wenn, ausgehend von einem geschlossenen Ventil, ein Öffnen, eine Dichtigkeitsprüfung und ein Schließen des Ventils erfolgt. Diese vorherige Durchführung kann in der Fabrik, in der Werkstatt oder vor Ort erfolgen. Erfindungsgemäß werden anschließend zwei Kurven verglichen, wobei die eine Kurve durch Betätigen eines Ventils in einem bekannten mechanischen Zustand und die andere durch Betätigen desselben Ventils im Funktionszustand in der Tiefe eines Schachtes erhalten wird. Abweichungen zwischen den beiden Kurven erlauben es also, wenn sich das Ventil in der Tiefe befindet, eine Störung des Kreislaufs ebenso wie jede Art von anormalem Reiben, harten Stellen oder Leckagen, die eine tatsächliche oder latente Fehlfunktion anzeigen, zu diagnostizieren.
Die Figuren 2A, 2B, 3A und 3B sind Kurven, die das vorliegende Verfahren erläutern. Das Kurvenpaar 2A und 2B zeigt die Entwicklung des hydraulischen Drucks, der einem Ventil in einem bekannten mechanischen Zustand zugeführt wird, beispielsweise einem Kugelventil (2A) und einem Klappenventil (3A). In beiden Fällen gibt es eine erste Phase der progressiven Erhöhung des hydraulischen Drucks, der das Öffnen des Ventils anzeigt, dann, nach dem Anhalten der Pumpe, muß eine Stabilisierungsphase des Drucks beobachtet werden, um die Unversehrtheit des gesamten Hydraulikkreislaufs anzuzeigen. Anschließend, beim Schließen des Ventils, muß das gleiche Volumen an Hydrauliköl zurückerhalten werden.
Das Kurvenpaar 2B und 3B nimmt die Kurven 2A bzw. 3A in gestrichelten Linien wieder auf und zeigt in ausgezogenen Linien die gleiche Kurvenart, die dem gleichen Ventiltyp entspricht, das jetzt jedoch eine Fehlfunktion aufweist. So öffnet sich das Klappenventil der Kurve 2B nur unvollständig. Man stellt also auf dieser Kurve fest, daß das defekte Ventil einen Zeitvorsprung bezüglich seiner völligen Öffnung hat, ein Vorsprung, der durch den plötzlichen Druckanstieg angezeigt wird, wodurch die Fehlfunktion leicht erkennbar ist und ein unvollständig geöffnetes Ventil angezeigt wird. Man stellt auch eine Leckage auf dem Niveau des Hydrauliksystems des Ventils fest, da sich der Druck beim Anhalten der Pumpe nicht stabilisiert. Das Kugelventil der Kurve 3B öffnet sich ebenfalls unvollständig. Die Fehlfunktion wird beim Vergleich der Kurven 3A und 3B ersichtlich. Allerdings besitzt dieses Ventil ein dichtes Hydrauliksystem, da sich der Druck am Ende stabilisiert.
Des weiteren ist jede Art von mechanischen Mängeln durch dieses Verfahren feststellbar. Diese zeigen sich durch einen Unterschied zwischen der dem Ausgangsventil entsprechenden Kurve und der dem mangelhaften Ventil entsprechenden Kurve. Dieser Unterschied wird in Form einer Verschiebung zwischen den beiden Kurven oder auch in einer Ausdehnung, einer Verkürzung oder einer Verzerrung einer Kurve relativ zu der anderen aufgezeigt.
Auf diese Weise muß der schwierige und kostenintensive Vorgang des an die Oberfläche Holens des Ventils nur dann durchgeführt werden, wenn der Fachmann die Sicherheit hat, daß das Ventil eine Fehlfunktion aufweist. Mit einem tragbaren Rechner, der die charakteristischen Kurven mehrerer Ventilarten in einem bekannten mechanischen Zustand gespeichert hat, ist es für den Fachmann einfach, eine unmittelbare Diagnose direkt beim Schacht abzugeben und so eine wirksamere Wartung des Sicherheitsventils eines Erdölbohrschachts, das eine gesetzlich vorgeschriebene Ausrüstung ist, zu gewährleisten.

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit eines in der Tiefe befindlichen Ventils eines Erdölbohrschachts, wobei das Ventil mit einer Kontrollleitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:

- vorheriges Erstellen einer Kurve der Entwicklung des hydraulischen Drucks, der an die Kontrolleitung während eines Öffnens und eines Schließens des Ventils angelegt wird, als Funktion der Zeit oder des gepumpten Volumens bei einem Ventil in einem optimalen Zustand,

- Erstellen einer analogen Kurve für das Ventil nach seiner Installierung in dem Schacht,

- Vergleich der beiden Kurven, um daraus einen guten Funktionszustand oder eine eventuelle Fehlfunktion des Ventils zu ermitteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es das Erfassen irgendeines Unterschieds zwischen den beiden Kurven erlaubt, auf eine Fehlfunktion des Ventils zu schließen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es das Erfassen einer Art des Unterschieds zwischen den beiden Kurven erlaubt, auf eine bestimmte, dem Ventil zugeordnete Fehlfunktionsart zu schließen.