.jpg){kind=small}
أقوى مراجعة لمانع الانفجار BOP: حل أسئلة IWCF وشرح اختبارات الضغط
أولاً: مبادئ تصميم وتشغيل الـ BOP Stack
لازم تفرّق بين:
🛡️ Primary well control: وزن الطين (Hydrostatic) هو اللي يمنع الكيك.🛡️ Secondary well control: الـ BOP + Choke system للتحكم بعد ما الكيك حصل.
1. تحديد ضغط التشغيل (Pressure Rating)
يتم اختيار الـ Working Pressure للـ BOP (سواء 5K, 10K, 15K) بناءً على أقصى ضغط متوقع على السطح (MASP). لازم المعدة تكون قادرة على تحمل ضغط البير لو كان مليان غاز بالكامل (Gas Column).2. قاعدة الحلقة الأضعف (The Weakest Link)
السيستم بالكامل بياخد تصنيف "أضعف مكون فيه".
لو الـ Rams تستحمل 10,000 psi.
والـ Annular يستحمل 5,000 psi.
والـ Casing Head يستحمل 3,000 psi.
النتيجة: ضغط تشغيل السيستم ككل هو 3,000 psi فقط.
3. وضعية الصمامات أثناء الحفر (Valve Line-up)
لضمان سرعة الاستجابة وقت حدوث Kick، يتم ضبط صمامات الـ Choke Line كالتالي:- الصمام اليدوي (Manual Valve): يترك مفتوحاً (Open) دائماً.
- الصمام الهيدروليكي (HCR Valve): يترك مغلقاً (Closed).
السبب: عند حدوث طوارئ، الحفار بيضغط زرار واحد لفتح الـ HCR، فيلاقي المسار مفتوح وجاهز للتصريف فوراً.
ثانياً: المانع الحلقي (Annular Preventer)
الـ Annular هو العنصر الأكثر مرونة في الـ Stack. يتكون من عنصر مطاطي ضخم (Packing Element) ومكبس هيدروليكي (Piston).عملية الـ Stripping:
أثناء الـ Stripping، بنقلل ضغط الغلق الهيدروليكي (Hydraulic Closing Pressure) لأقل قيمة ممكنة تسمح بالعزل (Sealing) وتسمح بمرور الوصلات (Tool Joints) في نفس الوقت. زيادة الضغط بتؤدي لتآكل سريع وتمزق للـ Element.علامات تلف الـ Packing Element:
تحتاج Closing Pressure أعلى مع الوقت عشان يمسك Seal.تلاقي تسريب يزيد أثناء الاختبار أو أثناء الشغل.
أهم استخدامات الـ Annularيقفل حوالين مقاسات مختلفة (داخل رينج).
يقدر يعمل Complete Shut Off (يقفل بير فاضي) لكن ده مش مفضل إلا للضرورة عشان عمر المطاط.هو الأفضل غالبًا في Stripping لأنه “مرن” مقارنة بالرامات.
ثالثاً: المانع الفكي (Ram Preventers)
الـ Rams بتوفر عزل أقوى وأكثر تحمل للضغوط العالية. أهم أنواعها:- Pipe Rams: فكوك مصممة للقفل على قطر ماسورة محدد (Fixed Size).
- Variable Bore Rams (VBR): فكوك متطورة تقدر تقفل على مدى من المقاسات (Range).
- Blind/Shear Rams: فكوك حادة بتقطع المواسير وتقفل البير في حالات الطوارئ القصوى.
فتحة التصريف (Weep Hole):
دي فتحة موجودة في جسم الـ BOP بين غرفة الزيت وغرفة البير. وظيفتها بيان حالة الـ Seals:لو سربت طفلة: يبقى الـ Mud Seal (ناحية البير) بايظ.
- لو سربت زيت: يبقى الـ Hydraulic Seal (ناحية المكبس) بايظ.
- رابعاً: اختبارات الـ BOP القياسية (Testing)
أنواع الاختبارات:
- Function Test: بنعمله كل أسبوع (Weekly).
- Pressure Test: بنعمله كل 21 يوم، أو عند تركيب الـ BOP، أو بعد تغيير أي قطعة غيار.
القاعدة الذهبية (Low Pressure First):
بعدها High pressure test حسب Rated Working Pressure/اللوائح/برنامج البير.
Test Plug vs Cup Tester
(فرق مهم)Test Plug: يعزل تحت الـ wellhead، وبيختبر الـ BOP stack أساسًا.
Cup Tester: يقفل جوه الكيسنج، ويسمح باختبار أجزاء أوسع (حسب وضعه).
لو حصل فشل في Pressure Test
قاعدة أمان: ممنوع أي tightening/repair تحت ضغط. تفك الضغط بالكامل، تتأكد مفيش trapped pressure، تصلّح، وبعدها تعيد الاختبار وتوثّق كل حاجة.
حل وشرح أهم أسئلة IWCF BOP
1. العمليات العامة والصمامات (General Operations)
بنحدد الـ Rated Working Pressure للـ BOP بناءً على إيه؟
✅ الإجابة: Maximum anticipated surface pressure.
💡 الشرح: أهم رقم عندنا هو أقصى ضغط متوقع على السطح (MASP). لازم الـ BOP يستحمل الرقم ده وزيادة.
2. وضعية صمامات الـ Choke & Kill أثناء الحفر (Drilling Mode)؟
✅ الإجابة: Hydraulic valves closed and manual valves opened.
💡 الشرح: الصمام اليدوي (Manual) لازم يكون مفتوح، والصمام الهيدروليكي (HCR) مقفول. ده بيسمح بفتح المسار فوراً بضغطة زر عند حدوث Kick.
3. لو ضغط السطح المتوقع 8200 psi، والـ Annular ريتنج بتاعه 5000 psi.. نعمل إيه؟
✅ الإجابة: Replace the 5000-psi annular with a 10000-psi rated annular.
💡 الشرح: السيستم قوته بقوة أضعف حلقة فيه. مينفعش يكون عندي ضغط متوقع 8200 وأعتمد على Annular بيستحمل 5000 بس.
- Annular Preventer (غالبًا فوق): يقفل حوالين أي tubular (داخل رينج) ومفيد في stripping.
- Pipe Rams (واحد أو أكتر): يقفل على drill pipe بمقاس محدد.
- VBR (Variable Bore Rams): يقفل على رينج مقاسات (حسب التصميم).
- Blind/Shear Rams (BSR): تقطع pipe (لو shearable) وتقفل.
- Drilling Spool + Side Outlets: مخارج للـ choke/kill lines.
- Choke Manifold: للتحكم في back pressure أثناء circulation.
2. أسئلة المانع الحلقي (Annular Preventer)
4. أثناء الـ Stripping، ضغط غلق الـ Annular المفروض يكون كام؟
✅ الإجابة: The minimum pressure of BOP closure that ensures proper sealing.
💡 الشرح: في الـ Stripping بنحرك المواسير. لازم نقلل الضغط لأقل درجة تمنع التسريب بس، عشان نحافظ على عمر الـ Packing Element.بنحدد Working Pressure للـ Ram BOP بناءً على إيه؟
الإجابة: أقصى ضغط متوقع على السطح (Maximum Anticipated Surface Pressure - MASP).
5. ماذا يجب فحصه قبل تركيب أي Annular Packing Element؟ (إجابتين)
✅ الإجابة: Maximum Anticipated Surface Temperature و Type of mud to be used.
💡 الشرح: لأن اختيار نوع المطاط بيعتمد جدًا على نوع السائل (مقاوم للزيت ولا لأ) ودرجة الحرارة المتوقعة.
أقصى حرارة متوقعة على السطح + نوع الطين المستخدم.
6. ما هو الهدف التصميمي لعنصر الغلق الـ Annular؟
✅ الإجابة: To seal around any size of tubulars and seal off an empty well.
💡 الشرح: ميزته المرونة؛ يقدر يقفل على مقاسات مختلفة، وكمان يقدر يقفل على open hole (بس مش دايمًا بكامل الضغط).
7. إمتى تعيد ضبط Closing Pressure على توصيات المصنع أثناء الـ Stripping؟
✅ الإجابة: When the shut-in casing pressure stabilizes.
💡 الشرح: بعد ما الضغط يثبت، بتضبط على القيمة الموصى بها وأنت محافظ على Seal لتقليل تآكل العنصر.
8. نوع المطاط المستخدم مع الـ Oil Base Mud في درجات حرارة منخفضة؟
✅ الإجابة: Nitrile.
💡 الشرح: الـ Nitrile هو الأفضل مع الطفلة الزيتية (OBM). الـ Natural Rubber بيبوش من الزيت.
9. كيف تعرف أن الـ Annular Packing Element بدأ يتدهور؟
✅ الإجابة: Over several pressure tests, the pressure required to maintain a seal is increasing.
💡 الشرح: لو كل مرة محتاج تزود ضغط القفل عشان يحقق العزل، ده مؤشر تآكل.
الأنولار بيعمل إيه؟
- بيعمل Seal حوالين الـ drill pipe (وأحيانًا casing / tubing داخل الرينج).
- مميز جدًا في Stripping (تدخل/تطلع pipe تحت ضغط) لأنه “مرن”.
- غالبًا أسرع من الرامات في الـ shut-in السريع، بس الرامات أقوى في sealing طويل على ضغط عالي.
Regulator: ليه مهم؟
الأنولار ليه Annular Regulator مخصوص. القاعدة الصح: استخدم أقل Closing Pressure يحقق Seal… لأن زيادة ضغط القفل بتاكل الـ packing element بسرعة، خصوصًا أثناء مرور tool joint في stripping.علامات إن عنصر الأنولار بيتعب
- لو مع كل test جديد تلاقي محتاج Closing Pressure أعلى عشان يمسك.
- لو بقى leak بيزيد أو الـ element بقى “مش ثابت”.
3. أسئلة المانع الفكي (Rams Preventer)
🔥 10. مسألة حساب ضغط الغلق (Closing Pressure)
المعطيات: Wellbore Pressure = 10,800 psi | Closing Ratio = 7:1 | Internal Friction = 300 psi.
المطلوب: Minimum Closing Pressure؟
✅ الإجابة: 1850 psi.
💡 طريقة الحل:
Closing Pressure = (Wellbore Pressure / Ratio) + Friction
1. نقسم ضغط البير على النسبة: 10800 ÷ 7 = 1542.8 psi.
2. نجمع عليه الاحتكاك: 1542.8 + 300 = 1842.8 psi.
3. نقرب للرقم الأكبر المتاح في الاختيارات للأمان: 1850 psi.
11. ليه أحياناً بنحتاج نزود ضغط الغلق للـ Rams؟
✅ الإجابة: High formation pressure needs more closing pressure.💡 الشرح: ضغط الطبقة العالي بيزق الـ Ram لبره (بيقاوم القفل)، عشان كدة بنحتاج ضغط هيدروليك أعلى عشان نغلب ضغط البير.
12. الهدف الأساسي من الـ Weep Hole في الـ Ram BOP؟
✅ الإجابة: It prevents leaking through the ram shaft packing from the well bore to the hydraulic opening chamber.
💡 الشرح: الـ Weep Hole بيمنع إن أي تسريب يعدّي لغرفة الزيت الهيدروليكي، وبيكون علامة واضحة (Indicator) على وجود تسريب في الـ Seals.
13. ما هي الوظيفة الأساسية للـ Locking Device؟
✅ الإجابة: Prevents the ram from opening if hydraulic closing pressure is released.
💡 الشرح: بيخلي الرام "مقفول ميكانيكيًا" كطبقة أمان إضافية، حتى لو ضغط الزيت راح.
14. إمتى نركّب Casing Rams في الـ Surface BOP؟
✅ الإجابة: While rigging up to run casing.💡 الشرح: الـ Casing Rams لازم تكون بمقاس الكيسنج اللي هيعدّي من الـ Stack، فبنركبها مخصوص وقت إنزال الكيسنج.
15. الوظيفة الأساسية للـ Blind/Shear Rams؟
✅ الإجابة: To shear tubular like a drill pipe while simultaneously sealing the hole.
💡 الشرح: الـ Shear Ram بتقص الماسورة، والـ Blind بتقفل الفراغ. الـ Blind/Shear بتعمل الاتنين: بتقص وبتقفل البير تماماً.
أنواع الرامات (لازم تحفظ الفرق)Fixed Pipe Rams: لمقاس pipe محدد.
- VBR: يقفل على رينج مقاسات (لكن له limits).
- Blind Rams: يقفل لو مفيش pipe.
- Shear / Blind-Shear Rams: تقطع وتعمل Seal (حسب قدرة القص على الـ tubular المستخدم).
Closing Ratio يعني إيه؟
الـ Closing Ratio ببساطة بيحوّل ضغط الهيدروليك لقوة قفل على الرام. كل ما الـ ratio أعلى تقدر تقفل ضد ضغط بئر أعلى بنفس ضغط تشغيل (بس لحد حدود التصميم).Locks (مهم جدًا)
- الرامات غالبًا بيبقى لها Locking device علشان تفضل مقفولة حتى لو hydraulic closing pressure اتفك.
- في حالات معينة، لو احتجت تقفل shear/BSR، ممكن تستخدم Bypass (حسب تصميم الكنترول) علشان توصل لضغط أعلى من regulated manifold pressure.
Ram to Ram Stripping (الفكرة)
Ram-to-ram stripping معناه تستخدم رام فوق ورام تحت بالتبادل عشان تحرك string تحت ضغط. لازم ترتيب الرامات في الستاك يخدم السيناريوهات دي (وده سبب إن وجود أكثر من pipe ram مهم)4. اختبارات الضغط (BOP Pressure Tests)
16. ماذا تفعل لو الـ BOP فشل في اختبار الضغط؟
✅ الإجابة: You must document problems with the BOP equipment and the actions you took to correct the problem.
💡 الشرح: أي فشل لازم يتسجل (Documented) ويتكتب إيه الإجراء اللي اتعمل لتصليحه، وبعدين يتعاد الاختبار.
17. لماذا يجب ترك الـ Side Outlet Valves مفتوحة تحت الـ Test Plug أثناء الاختبار؟ (إجابتين)
✅ الإجابة: To monitor the annulus for plug leakage و To prevent potential damage to the casing or formation.
💡 الشرح: عشان نراقب أي تسريب من الـ Plug، وعشان لو سربت منضغطش الكيسنج والطبقة بالغلط.
18. لماذا نحافظ على اتصال الضغط من تحت الـ Test Plug للـ Atmosphere؟
✅ الإجابة: To avoid potential damage to the casing/open hole.
💡 الشرح: لو أداة الاختبار سرّبت، ماينفعش الضغط يروح للكيسنج أو الفورميشن بدون تحكم، لازم يتصرف بره.
19. امتى نستخدم Cup Tester بدل الـ Test Plug؟
✅ الإجابة: When you require to test the entire casing head, outlets and casing to wellhead seals.
💡 الشرح: الـ Test Plug بيقعد في الـ Wellhead وبيعزل الـ Casing اللي تحته. لكن الـ Cup Tester بيمسك في الـ Casing نفسه، فبيسمح لك تختبر منطقة الـ Wellhead والـ Outlets والوصلات اللي بينهم.
20. ضغط اختبار الجسم (Body/Shell Test) بعد التصنيع لـ BOP 15K؟
✅ الإجابة: 22500 psi.
💡 الشرح: اختبار المصنع (Shell Test) بيكون 1.5 ضعف الـ Working Pressure.
15,000 × 1.5 = 22,500 psi.
21. متى يجب اختبار معدات الـ Well Control بالضغط؟ (إجابتين)
✅ الإجابة: After the disconnection or repair of any pressure containment seal و Before spudding or upon installation.
💡 الشرح: لازم نختبر بعد فك أو إصلاح أي وصلة ضغط، وقبل بداية الحفر أو عند التركيب.
22. ما هو الحد الأدنى لـ RWP لمضخة اختبار لاختبار 15K BOP stack؟
✅ الإجابة: 15,000 psi.
💡 الشرح: مضخة الاختبار لازم تقدر توصل لضغط تشغيل الـ Stack على الأقل.
23. أثناء اختبار الـ BOP، الـ Bonnet بيسرب.. تعمل إيه؟
✅ الإجابة: The bonnet seal is leaking, repair immediately.
💡 الشرح: تسريب الـ Bonnet يعني تسريب في جسم الـ BOP نفسه، وده خطر جداً ولازم يتصلح فوراً.
Pressure Testing: Low ثم High
- قبل اختبار الضغط العالي لازم تعمل Low pressure test (تقريبًا 200–300 psi).
- بعدها تعمل High pressure test.
High-pressure test: الاختلاف بين Ram و Annular (Surface)Ram BOP:
- غالبًا يُختبر لحد rated working pressure (أو حسب البرنامج/اللوائح).
- Annular BOP: غالبًا يُختبر لحد 70% من RWP (لوائح كتير ماشية على ده).
مدة الاختبار (Hold)
الاختبار لازم يتسجل على chart/digital، ومدة الـ hold غالبًا 5 دقائق، وبالنسبة لـ surface BOP في بعض اللوائح 3 دقائق مقبولة.لو عنصر فشل في Pressure test
- مافيش Tightening/Repair تحت ضغط.
- تفك الضغط بالكامل وتتأكد مفيش trapped pressure، تصلّح، وبعدها retest.
Function Tests + Response Times (سطحي)
مهم جدًا تسجّل زمن القفل/الفتح وتراقب الترند. كمرجع شائع في IWCF/الستاندردز:- قفل كل Ram على السطح: لا يزيد عن 30 ثانية.
- قفل Annular أصغر من 18¾": لا يزيد عن 30 ثانية.
- قفل Annular 18¾" أو أكبر: لا يزيد عن 45 ثانية.
Accumulator / Drawdown (فكرة الاختبار)
الهدف إن الكنترول سيستم يبقى عنده “usable hydraulic volume” كفاية (حتى لو pumps واقفة) إنه:- يقفل Annular واحد
- ويقفل كل الرامات من full open
- ويفتح HCR واحد
الخلاصة:
- احفظ معادلة الـ Closing Pressure زي اسمك.
- وضعية الصمامات في الحفر: Manual Open / HCR Closed.
- الـ Annular في الـ Stripping: Less is More (أقل ضغط يحقق العزل).
- أي تغيير في الـ Seals لازم بعده Pressure Test.
- Annular: مرن وممتاز للـ stripping—قلل closing pressure قدر الإمكان وهو ماسك.
- Rams: أقوى sealing—لازم Locks، وShear/BSR للقطع (حسب القدرة).
- Testing: Low test ثم High—Annular غالبًا 70% RWP—ووثّق كل حاجة.
- Accumulators: لازم تكفي تقفل (Annular + all rams) وتفتح HCR وتفضل 200 psi فوق precharge.
- اشتراطات اختبار الـ BOP (Low 200–300 psi قبل High، واختبار annular حتى 70% RWP، وتكرار الاختبارات أسبوعيًا/كل 7 أيام في بعض الأنظمة): - تعريف إن RWP للرام لازم يساوي على الأقل MASP (من نقل/توضيح رسمي لمتطلبات API Standard 53): - متطلبات الـ accumulator usable volume + شرط 200 psi فوق precharge + أزمنة غلق الرامات والأنولار (30s / 45s): إذا عايز، أبعت “أسئلة BOP” بتاعت بنكك (General/Rams/Annular/Testing) وأنا أحول نفس الشرح ده لبوست “شرح + حل” بنفس أسلوب الـ Diverter وبنفس الترقيم.