.jpg){kind=small}
حسابات سعة الأكومليتور (Usable Volume)
مقدمة: قانون "بويل" والسيطرة على البير
وحدة الكومي (Koomey Unit) هي خط الدفاع الأخير. بتعتمد على زجاجات (Bottles) فيها نيتروجين مضغوط بيزق زيت هيدروليك عشان يقفل الـ BOP في ثواني.
المشكلة إن مش كل الزيت اللي في الزجاجة تقدر تستخدمه. فيه كمية اسمها "Dead Volume" لو وصلتلها ضغطك هيكون ضعيف جداً ومش هيقفل البير. عشان كدة لازم نحسب "Usable Volume" (الكمية الفعالة) باستخدام قانون بويل للغازات (P1 V1 = P2 V2).
1. الحسابات السطحية (Surface Applications)
عشان نحسب الزجاجة الواحدة (سعة 10 جالون) فيها زيت قد إيه متاح، لازم نعرف 3 ضغوط أساسية:
- Pre-charge: ضغط شحن النيتروجين (1000 psi).
- Max Pressure: ضغط الشحن النهائي (3000 psi).
- Min Pressure: أقل ضغط مسموح للتشغيل (1200 psi).
الخطوة 1: حساب الزيت "الميت" (Dead Fluid)
ده الزيت اللي هيتبقى في الزجاجة لما الضغط ينزل لـ 1200 psi. (مش هنقدر نستخدمه).
P1 × V1 = P2 × V2
1000 × 10 = 1200 × V2 (حجم الغاز الجديد)
V2 = 10,000 ÷ 1200 = 8.33 جالون (حجم الغاز).
إذن حجم الزيت = سعة الزجاجة - حجم الغاز
Dead Fluid = 10 - 8.33 = 1.67 جالون.
الخطوة 2: حساب الزيت الكلي (Total Fluid)
ده الزيت اللي في الزجاجة وهي مشحونة عالآخر (3000 psi).
1000 × 10 = 3000 × V2
V2 = 10,000 ÷ 3000 = 3.33 جالون (حجم الغاز المضغوط جداً).
Total Fluid = 10 - 3.33 = 6.67 جالون.
الخطوة 3: حساب الكمية المتاحة (Usable Volume)
الكمية اللي تقدر تستخدمها فعلياً هي الفرق بينهم.
Usable = Total - Dead
Usable = 6.67 - 1.67 = 5.0 جالون لكل زجاجة.
في الأنظمة السطحية (Surface) القياسية (1000/3000 psi)، دايماً الكمية المتاحة بتكون 50% من حجم الزجاجة (5 جالون لزجاجة الـ 10 جالون، و 10 جالون لزجاجة الـ 20 جالون).
2. حسابات المياه العميقة (Subsea Applications)
تحت المية الموضوع بيختلف. ضغط عمود الزيت الهيدروليكي اللي نازل من السطح للقاع بيعاكس ضغط الزجاجات. لازم نجمع ضغط الهيدروستاتيك (0.445 psi/ft) على كل المعادلات.
مثال: عمق المية 1000 قدم (يعني ضغط هيدروستاتيك 445 psi).
الخطوة 1: تعديل الضغوط (Adjust Pressures)
- Pre-charge = 1000 + 445 = 1445 psi
- Min Pressure = 1200 + 445 = 1645 psi
- Max Pressure = 3000 + 445 = 3445 psi
الخطوة 2: إعادة حساب "بويل"
أ) عند الحد الأدنى (Min):
1445 × 10 = 1645 × V2
V2 = 8.78 جالون (غاز).
Dead Fluid = 10 - 8.78 = 1.22 جالون.
ب) عند الحد الأقصى (Max):
1445 × 10 = 3445 × V2
V2 = 4.19 جالون (غاز).
Total Fluid = 10 - 4.19 = 5.81 جالون.
ج) الكمية المتاحة (Usable):
Usable = 5.81 - 1.22 = 4.59 جالون.
في السطح كانت الكمية المتاحة 5.0 جالون. في الـ Subsea قلت وبقت 4.59 جالون. عشان كدة في الـ Deepwater بنحتاج عدد زجاجات أكتر بكتير عشان نعوض الفقد ده.
3. اختبار الشحن المسبق (Pre-charge Test)
إزاي تعرف ضغط النيتروجين جوه الزجاجات من غير ما تفكها؟ بنعمل اختبار اسمه (Drawdown Test) ونستخدم المعادلة دي لحساب متوسط الشحن:
P = (Vol ÷ Total Vol) × [ (Pf × Ps) ÷ (Ps - Pf) ]
حيث:
Vol: كمية الزيت اللي سحبناها (مثلاً 20 جالون).
Total Vol: حجم الزجاجات الكلي (مثلاً 180 جالون).
Ps: الضغط في البداية (3000 psi).
Pf: الضغط النهائي بعد السحب (2200 psi).
تطبيق المثال:
P = (20 ÷ 180) × [ (2200 × 3000) ÷ (3000 - 2200) ]
P = 0.1111 × [ 6,600,000 ÷ 800 ]
P = 0.1111 × 8250 = 917 psi
النتيجة: متوسط شحن النيتروجين 917 psi (قريب من الـ 1000 المثالية، يبقى النظام سليم).
ملخص القوانين
| الحالة | معادلة "بويل" المستخدمة | الملاحظة |
|---|---|---|
| Surface | P1 V1 = P2 V2 | استخدم الضغوط القياسية (1000/1200/3000). |
| Subsea | (P1+Ph) V1 = (P2+Ph) V2 | لازم تضيف ضغط عمود المية (Ph) لكل الأطراف. |
الخلاصة
الأكومليتور هو "طوق النجاة". الحسابات دي بتأكدلك إن طوق النجاة ده منفوخ وجاهز. في الـ Surface الموضوع سهل (قاعدة الـ 50%)، لكن في الـ Subsea لازم الورقة والقلم عشان ضغط المية "بياكل" من كفاءة الزجاجات.