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API 16 E. SYSTEME DE COMMANDE DES BOP DE SURFACE

• 16 E. 2. GENERAL

Le système de commande pour les BOP placés en surface (appareils à terre,

jackups et plateformes) fournit normalement du fluide hydraulique en circuit

fermé comme moyen de commande. Le système de commande des BOP

comprend normalement :

– Un moyen de stockage (réservoir) pour fournir un volume suffisant de fluide au

système de pompage

– Des systèmes de pompage pour mettre en pression le fluide de commande

– Des bouteilles pour stocker sous pression le fluide de commande

– Un manifold de commande hydraulique pour réguler la pression du fluide de

commande et opérer les différentes fonctions du système (BOP, vannes de choke

et de kill line)

– Des panneaux de commande à distance pour opérer l’unité de commande à

distance

– Un fluide de commande hydraulique

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• 16 E. 2. 1. TEMPS DE RESPONSE

Le temps de réponse entre le début et la fin de l’opération d’une fonction est

basé sur la fermeture et l’étanchéité d’un BOP ou d’une vanne.

Pour les installations de surface, le système de commande des BOP devrait

être capable de fermer chaque BOP à mâchoires en 30 secondes maximum.

Le temps de fermeture ne devrait pas dépasser 30 secondes pour les BOP

annulaires de diamètre nominal inférieur à 18 3/4 pouces et 45 secondes pour

les BOP annulaires de diamètre nominal supérieur ou égal à 18 3/4 pouces.

Le temps de réponse pour les vannes des choke et kill lines (pour fermer

comme pour ouvrir) ne devrait pas dépasser le temps de réponse minimum

observé pour fermer un BOP à mâchoires.

La mesure du temps de réponse commence à l’instant où l’on appuie sur les

boutons ou l’on manipule la vanne de commande pour opérer la fonction et

se termine lorsque le BOP ou la vanne sont fermés et assurent l’étanchéité.

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• 16 E. 2. 2. 1. FLUIDE HYDRAULIQUE ET STOCKAGE

Les fluides hydrauliques à base d’eau sont habituellement un mélange d’eau

potable et d’un lubrifiant soluble dans l’eau. Lorsque des températures

ambiantes inférieures ou égales à 0°C sont attendues, un volume suffisant de

glycol ou d’autres additifs approuvés par le fabricant du système de contrôle

devrait être mélangés avec le fluide hydraulique à base d’eau pour éviter le

gel

Le réservoir de fluide hydraulique devrait avoir une capacité égale au moins à

2 fois le volume utile de fluide hydraulique du système d’accumulation.

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• 16 E. 2. 3. POMPES

Un système de pompage consiste en une ou plusieurs pompes entraînées

par une source d’énergie dédiée. Deux systèmes de pompages (le primaire et

le secondaire) ou plus ayant des sources d’énergie indépendantes devraient

être utilisés.

Chaque système de pompage devrait avoir des pompes en nombre et de

capacité suffisante pour réaliser de façon satisfaisante ce qui suit : avec les

bouteilles hors service, le système de pompage devrait être capable de

fermer chaque BOP annulaire (à l’exception du diverter) sur le diamètre

minimum des tiges de forage utilisées, ouvrir la (ou les) vanne de la choke

line opérée hydrauliquement et fournir la pression recommandée par le

fabricant du BOP annulaire pour faire l’étanchéité sur les tiges en 2 minutes

maximum.

Le débit combiné de tous les systèmes de pompage devrait être suffisant

pour recharger tout le système d’accumulation de la pression de précharge à

la pression maximum de travail du système de commande en 15 minutes

maximum.

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• 16 E. 2. 3. POMPES

Chaque système de pompage devrait fournir une pression de refoulement au

moins équivalente à la pression de service du système. Les systèmes de

pompes à air ne devraient pas nécessiter une pression d’air supérieure à 75

psi.

Chaque système de pompage devrait être protéger du risque de surpression

par au moins 2 systèmes conçus pour limiter la pression de refoulement des

pompes.

Un système devrait limiter la pression de refoulement des pompes de façon

à ce qu’elle n’excède pas la pression de service du système de commande

des BOP

Un second système, normalement une soupape de décharge, devrait être

dimensionné pour un débit au moins égal au débit des systèmes de

pompage et devrait être réglé pour décharger à pas plus de 10 % au dessus

de la pression de service.

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• 16 E. 2. 3. POMPES

L’énergie électrique et / ou pneumatique pour actionner les pompes devrait

être disponible tout le temps de façon que les pompes démarrent

automatiquement lorsque la pression du système a diminué

approximativement à quatre-vingt-dix pourcent de la pression de service du

système et s’arrêter automatiquement dans un intervalle compris entre 0 et

100 Psi en dessous de la pression de service du système.

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• 16 E. 2. 4. 1. BOUTEILLES ET CONNEXION DES BOUTEILLES

Le système d’accumulation devrait être conçu de façon que la perte d’un

accumulateur individuel et / ou d’une rangée d’accumulateurs ne devrait

pas entraîner une perte supérieure à approximativement vingt-cinq pourcent

(25 %) de la capacité totale du système d’accumulation.

Des vannes d’isolation et de purge devraient être placées sur chaque

rangée d’accumulateurs pour faciliter le contrôle de la pression de

précharge ou pour vider les accumulateurs dans le réservoir du fluide de

commande.

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• 16 E. 2. 4. 2. PRECHARGE DES ACCUMULATEURS

La pression de précharge des accumulateurs peut être vérifiée après la

purge du fluide de commande. Sur le chantier, la pression de précharge

devrait être vérifiée et ajustée dans un intervalle de 100 psi de la pression

recommandée à l’installation du système de contrôle et au début de chaque

puits (intervalles ne dépassant soixante jours).

A cause de la présence de produits combustibles dans les fluides

hydrauliques, les accumulateurs devraient être préchargés uniquement avec

de l’azote. L’air comprimé ou l’oxygène ne devraient jamais être utilisés pour

précharger les accumulateurs puisque leur mélange avec de l’huile peut

entraîner la combustion.

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• 16 E. 2. 4. 3. CAPACITE DES ACCUMULATEURS

Le système de commande des BOP devrait avoir un volume minimum de

fluide hydraulique stocké (VR), avec les pompes arrêtées, pour satisfaire la

plus contraignante des conditions suivantes :

– Fermer à partir de la position totalement ouverte sans pression dans le puits, tous

les BOP du stack, plus cinquante pourcent de réserve.

– La pression du volume restant dans les accumulateurs après fermeture de tous les

BOP devrait dépasser la valeur minimum calculée (en utilisant le rapport de

fermeture des BOP) de la pression nécessaire pour fermer tout BOP à mâchoires (à

l’exclusion des shear rams) à la pression maximum du stack.

Les calculs pour déterminer le volume minimum de fluide hydraulique stocké sont uniquement pour la conception du système et ne sont pas à utiliser comme critère de performance sur le chantier.

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• 16 E. 2. 5. 1. CIRCUIT DE COMMANDE HYDRAULIQUE DU BOP

ANNULAIRE

Un circuit de commande dédié sur le manifold de commande hydraulique

devrait opérer le ou les BOP annulaires. Ce circuit devrait inclure un

régulateur de pression pour réduire la pression du manifold amont à la

pression recommandée par le fabricant. Le régulateur devrait répondre à des

variations de pression du coté aval avec une sensibilité suffisante pour

maintenir la pression prévue dans un intervalle de plus ou moins cent

cinquante (150) psi.

Le régulateur de pression du BOP annulaire devrait être réglable à distance.

La vanne manuelle directe et la capacité d’opérer le régulateur devrait

permettre de fermer le BOP annulaire et / ou de maintenir la pression que l’on

a choisi en cas de perte de la capacité de commander à distance.

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• 16 E. 2. 5. 1. CIRCUIT HYDRAULIQUE DU MANIFOLD

Le manifold de commande hydraulique comprend un circuit commun avec

une régulation de pression et des vannes de commande pour opérer les BOP

à mâchoires et les vannes de kill et de choke line. Ce circuit peut être équipé

avec une vanne pour court-circuiter le régulateur du manifold ou d’autres

moyens pour court-circuiter le régulateur du manifold et permettre de passer

de la pression régulée à la pression de l’accumulateur pour opérer des

fonctions.

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• 16 E. 2. 5. 2. VANNES DU MANIFOLD DE COMMANDE

La poignée de commande de la vanne placée sur le coté gauche (en faisant

face à la vanne) devrait fermer le BOP BOP ou la vanne de choke ou de kill

line. La position centrale de la vanne de commande est appelée la position

"neutre". En position neutre, la fourniture de fluide de puissance est fermée à

la vanne de commande. Les autres voies de la vanne quatre voies peuvent

être soit purgées soit bloquées suivant la vanne choisie pour l’application.

Un couvercle de protection ou d’autres moyens qui n’interférent avec les

opération à distance devrait être installés sur les vannes de commande des

blind / shear ram ou sur d’autres fonctions critiques. Il est requis de soulever

ces couvercles pour opérer la fonction.

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• 16 E. 2. 6. PANNEAUX DE COMMANDE A DISTANCE

Au moins un panneau de commande à distance devrait être en place. La

position centrale est appelée la position "neutre". Ceci assure qu’il y a au

moins deux endroits où toutes les fonctions du système peuvent être

opérées. Le panneau à distance devrait être accessible par le driller pour

opérer les fonctions pendant les opérations de forage. La représentation du

panneau de commande à distance du driller devrait être physiquement une

représentation graphique du stack BOP. Il devrait inclure :

– La commande de toutes les fonctions hydrauliques qui opérent les BOP et les

vannes de choke et de kill lines.

– Montrer la position des vannes de commande et indiquer lorsque la pompe

électrique tourne (pour les unités offshore uniquement).

– Avoir une commande pour régler le régulateur du BOP annulaire.

– Avoir une commande de la vanne du régulateur du manifold ou avoir une

commande directe pour le réglage du régulateur de pression.

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– Le panneau du driller devrait être équipé d’indicateurs permettant de lire :

• La pression de l’accumulateur

• La pression du manifold

• La pression du BOP annulaire

• La pression d’air du chantier

– Le panneau du driller sur les unités offshore devrait avoir une alarme sonore

et visuelle pour indiquer :

• Une pression accumulateur faible

• Une pression d’air faible

• Un niveau de fluide hydraulique dans le réservoir faible

• Que le panneau est alimenté par le circuit de secours (si applicable)

– Toutes les fonctions devraient nécessiter deux opérations manuelles. La

commande du régulateur peut être exclue de cette demande.

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Les fonctions du stack BOP devraient être aussi opérables à partir de l’unité

de commande hydraulique principale. Cette unité devrait être installée à un

endroit à distance du plancher de forage et facilement accessible par le

personnel du chantier en cas d’urgence.

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• 16 E. 2. 6. METHODES DE COMMANDE A DISTANCE

La commande à distance, à partir du panneau de commande à distance, des

vannes de commande hydraulique peut être réalisée par des systèmes de

commande à distance pneumatiques, hydrauliques, électro-pneumatiques et

électro-hydrauliques.

Les commandes pneumatiques ne sont pas recommandées lorsque la

longueur des flexible dépasse 150 pieds (46 m).

Les commandes pneumatiques et électro-pneumatiques ne sont pas

recommandées pour une utilisation à des températures où il gèle parce que la

condensation dans les lignes de commande peut se solidifier et boucher les

lignes.

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• 16 E. 2. 7. CONFORMITE DU SYSTEME DE CONDUITES

Toutes les conduites rigides ou flexibles entre le système de commande et le

stack de BOP devrait être résistantes au feu, les connexions incluses, et

devrait avoir une pression de travail égale à la pression de travail du système

de commande des BOP.

• 16 E. 2. 8. ALIMENTATION ELECTRIQUE

L’alimentation électrique des panneaux électro-pneumatiques et électro-

hydrauliques devrait automatiquement commuter sur une autre source

d’alimentation électrique lorsque la source primaire est coupée. L’autre

source d’alimentation électrique devrait être capable de maintenir l’opération

à distance des fonctions pendant au moins deux heures si la source primaire

venait à lâcher.

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API RP 53. INSTALLATION DU CHOKE MANIFOLD

• 3. A. 3. GUIDE D’INSTALLATION

La ligne de purge (la ligne d’évacuation qui court-circuite les duses) devrait

être au moins égale au diamètre de la choke line. Cette ligne permet de

circuler dans le puits avec les BOP fermés tout en maintenant une contre

pression minimum. Elle permet aussi également la purge de volume

important de fluides provenant du puits pour soulager la pression annulaire

avec les BOP fermés.

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API RP 53. INSTALLATIONS DE SURFACE - INSPECTION ET TEST

• 5. A. 3. CAPACITE DES ACCUMULATEURS

Le volume utile de fluide est défini comme le volume de fluide récupérable

d’un accumulateur entre sa pression d’opération et 200 psi au dessus sa

pression de precharge. La pression d’opération de l’accumulateur est la

pression à laquelle les accumulateurs sont chargés avec le fluide

hydraulique.

• 5. A. 4. PRESION DE PRECHARGE (TABLE 5. A)

La pression minimum de precharge en azote recommandée pour une unité

fonctionnant à 3 000 psi est 1 000 psi.

• 5. A. 5. TEMPS DE REPONSE

Le système de fermeture devrait être capable de fermer chaque BOP à

mâchoires en moins de 30 secondes. Le temps de fermeture ne devrait pas

dépasser 30 secondes pour les BOP annulaires de diamètre inférieurs à 20

pouces et 45 secondes pour les BOP annulaires de diamètre 20 pouces et

plus.

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• 5. A. 15. VANNES DE COMMANDE

Les vannes de commande de l’unité de fermeture doivent être clairement

marquées pour indiquer quel BOP ou vanne de choke line chaque vanne de

commande opère et la position des vannes (ouvert, fermé, neutre). Chaque

vanne de commande d’un BOP devrait être en position ouverte (pas en

position neutre) pendant les opérations de forage. La vanne hydraulique de la

choke line devrait être en position fermée pendant les opérations de

normales. La vanne de commande qui opère les blind rams devrait être

équipée d’un cache sur la vanne manuelle pour éviter une opération non

intentionnelle.

• 5. A. 22. TEST DE PRECHARGE DE L’UNITE

Ce test devrait être effectué sur chaque puits avant de connecter l’unité sur le

stack de BOP.

• 5. A. 23. TEST DE FERMETURE DE L’UNITE

Ce test devrait être effectué sur chaque puits avant de réaliser les test en

pression du stack de BOP.

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7. A. 4 TESTS PERIODIQUES DE FONCTIONNEMENT

Un test de fonctionnement devrait être réalisé à chaque manoeuvre mais pas plus d’une fois par jour. Le test devrait être réalisé comme suit avec l’outil juste à l’intérieur du casing :

– Installer une vanne de sécurité sur les tiges.

– Opérer les vannes de la choke line.

– Opérer les duses. (Attention : certaines duses peuvent être endommagées si une

ouverture complète est effectuée).

– Positionner les équipements pour vérifier le choke manifold. Ouvrir les duses et pomper à

travers chaque duse pour s’assurer qu’elle n’est pas bouchée. Si le choke manifold est

rempli de brine, diesel ou d’autres fluides pour éviter le gel, d’autres méthodes devraient

être imaginées pour s’assurer que le manifold et les lignes ne sont pas bouchées.

– Fermer chaque obturateur à mâchoires du stack. Ne pas fermer les pipe rams à vide. Si le

stack est équipé de fermetures totales, opérer ces rams lorsque la garniture est hors du

trou.

– Remettre toutes les vannes et les BOP dans leur position originale et continuer les

opérations normales. Enregistrer les résultats du test.

– Il n’est pas nécessaire d’opérer les BOP annulaire à chaque manoeuvre. Ils devraient,

cependant, être opérés à intervalle ne dépassant pas sept jours.

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7. A. 4. TABLEAU 7. A

Pression de test Équipement testé_______________________________________________________________________________________________________________________________

Pression de service du stack BOP. 1) Tout le stack BOP.

2) Tous les éléments du choke manifold amont duses.

3) kelly valves et vannes de sécurité des tiges et tubing.

4) Drilling spool, les casing spools intermédiaires et les

vannes latérales. __________________________________________________________________________________________

Pression de service des BOP ou 3000 psi 1) Vannes de l’unité de fermeture et manifold.

(le plus faible des deux). 2) Toutes les lignes de commande.__________________________________________________________________________________________

Pression de test du casing. 1) Les blind rams sous le drilling spool

2) La casing head et les vannes latérales.

3) Le casing__________________________________________________________________________________________

Cinquante pourcent (50%) de la pression de 1) Tous les éléments du choke manifold aval duses.

Service des éléments. __________________________________________________________________________________________

200 – 300 psi. 1) Tous les BOP à mâchoires.

2) Le BOP annulaire.

3) Les vannes opérées hydrauliquement__________________________________________________________________________________________________________

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TESTS PERIODIQUES SUR CHANTIER

• 7. A. 6. TEST HYDRAULIQUE DES BOP

Un test initial de pression devrait être réalisé à la mise en place de tous les

BOP avant de forer le bouchon de cimentation. Réaliser le test en pression de

chaque élément pendant au moins trois minutes. Surveiller les système de

détection de fuite et les lignes de commande pendant le test pour détecter les

fuites.

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• 7. A. 7. TEST HYDRAULIQUE DES BOP

Des tests en pression des équipements de contrôle des venues devraient être

réalisés après la pose d’un casing, avant d’entrer dans une zone de transition de

pression et après le changement d’un élément d’un BOP à mâchoires et / ou de

tout BOP ou du choke manifold, mais au moins une fois tous les 21 jours.

Les équipements devraient être testés au moins à 70 % de la pression de service

des BOP, mais limité à la pression de service de l’élément le plus faible de la tête

de puits ou à 70 % de la pression d’éclatement de la partie supérieure du casing ;

cependant, en aucun cas ces pressions de test devraient être inférieures à la

pression attendue en surface.

Une exception est le BOP annulaire qui peut être testé à 50 % de sa pression de

service pour minimiser l’usure ou l’endommagement de l’élément d’étanchéité.

Des précautions devrait être prises pour ne pas exposer le casing à des

pressions de test dépassant sa résistance. Des moyens devrait être fournis pour

éviter la mise en pression du casing en cas de fuite de l’équipement de test.

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• 7. A. 10. TEST DES EQUIPEMENTS

Les kelly cocks et les BOP intérieurs devraient être testées à la même

pression que les BOP en même temps que les tests des BOP. Ces

équipements devraient être testées avec la pression appliquée dessous.

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