یکی از تجهیزات بسیار حیاتی کنترل کننده چاه در حفاری، شیرهای فوران گیر یا BOP است. همانطور که می دانید اولین اتفاقی که قبل از فوران (BLOWOUT ) در چاه می افتد ضربه چاه (kick) است. در این مرحله ابتدا سیالات موجود در سازند به داخل چاه وارد می شوند. با کنترل وزن گل و گردش آن می توان Kick را کنترل کرد. با گذشت زمان و تعلل و یا در شرایط حاد، تمام گل حفاری از چاه خارج شده و فوران اتفاق می افتد (این حالت می تواند با هرز روی گل نیز اتفاق افتد). در مرحله فوران تنها وسیله ای که می تواند از آسیب و نابودی کلی جلوگیری کند شیرهای فوران گیر است. اهمیت این تجهیز آنچنان بالاست که بعد از حفاری هر بخش این تجهیز به دقت تست می شود تا از کار کرد صحیح آن اطمینان حاصل شود.
وظایف
این تجهیز معمولا بعد از حفاری لایه های فوقانی و راندن لوله جداری سطحی (surface casing) و سیمان کاری آن نصب می شود. شیرهای فوران گیر معمولا به صورت چند تایی و برای اهداف زیر استفاده می شوند:
- آب بند کردن و بستن چاه زمانیکه با طبقات زیرزمینی که حاوی سیالات با فشار بالاتر از فشار هیدرواستاتیکی اعمال شده بوسیله گل حفاری باشند مواجه شود.
- فراهم کردن امکان گردش گل جهت اصلاح گل موجود در چاه و تنظیم وزن گل با سیال درون چاه
اجزا
شیرهای فوران گیر معمولا به صورت دسته (BOP stack) نصب می شوند این قسمت ها شامل:
- فوران گیر مدور(Annular BOP)
- رم لوله ای(Pipe Ram)
- رم برشی(Shear Ram)
فوران گیر های مدور
این نوع دارای المانهای آب بند لاستیکی می باشد که در هنگام فعال بودن فضای مدور دور kelly، لوله حفاری را آب بندی می کند. شکل مجموعه لاستیکی مطابق با شکل لوله داخل چاه می باشد. جنس آب بندهای لاستیکی از لاستیک های طبیعی و یا لاستیک های نیتریل و یا نئوپرین است. فوران گیرهای مدور در کلاسهای مختلف براساس فشار طراحی می شوند.
- کلاس 2000 psi
- کلاس 5000 psi
- کلاس 10000 psi
قسمت مهم دیگری در رینگ مسدود کننده چندین صفحه اینزرتی فولادی است که رینگ الاستومری را تقویت می کند. صفحات فولادی بطور مکانیکی باعث استحکام بخشی و محکم شدن رینگ آب بند الاستومری شده و نیرو ها را از پیستون به رینگ آب بند منتقل می کنند. این اینزرت ها از جنس فولاد کم آلیاژی مولیبدن-کرم- نیکل SAE 8627 هستند و به روش ریختگری ساخته می شوند
فوران گیر های نوع رم
فوران گیر های نوع رم، شیر های فولادی بزرگ هستند که حاوی المانهای آب بند هستند. این نوع فوران گیر ها دارای دو المان مسدود کننده در دو طرف مقابل هم می باشند که براساس قطر لوله طراحی می شوند و در هنگام بسته شدن لوله را به طور کامل می پوشانند.
به طور کلی این نوع رم در دو حالت رم لوله ای و رم تخت وجود دارد در نوع رم لوله ای تنها می تواند لوله را آب بند کند و در صورت نبود لوله در چاه همچنان باز است ، اما در نوع تخت blind رمها با لبه صاف هستند که از آنها برای مسدود کردن چاه باز استفاده می شود. به عبارت دیگر زمانیکه هیچ لوله ای در چاه نباشد از رم تخت استفاده می شود. اگر این نوع در زمانی که لوله درون چاه است بسته شود، موجب مچاله شدن لوله شده اما هنور امکان عبور سیال وجود دارد.
از رم های نوع تخت برشی Blind Shear بیشتر در حفاری های دریایی استفاده می شود. که لوله حفاری را بطور کامل بریده و حفره چاه را آب بندی می کند. در واقع آخرین شیری که در شیرهای فوران گیر بسته می شود نوع تخت برشی خواهد بود.
المان مسدود کننده یا آب بند در فوران گیر های نوع رم با یگدیگر متفاوت هستند و همین تفاوت هم باعث تفکیک این شیر فوران گیر به حالتهای لوله ای، تخت و برشی می شود.
عملکرد
جهت باز کردن و بستن شیرهای فوران گیر از دو روش هیدرولیکی و دستی(پیچی) در مواقعی که سیستم هیدرولیکی دچار مشکل باشد، استفاده می شود. منبع قدرت در سیستم هیدرولیک انباره است که در نوشته دیگری به آن خواهیم پرداخت و در حالت پیچی با اهرم های که در دو سمت شیرهای فوران گیر قرار گرفته این کار انجام می شود.
