유압 흐름/워터 햄머를 감소시키기 위한 봅 제어 시스템 회로

유압 흐름/워터 햄머를 감소시키기 위한 봅 제어 시스템 회로

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2015년 1월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/110242호의 우선권을 주장하며, 이것의 전체 개시 내용은 그 전체가 참고로 본 명세서에 통합된다.

본 명세서에 개시된 주제의 실시형태들은 일반적으로 해저 오일 및 가스 시추 장비(drilling equipment)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 기술은 해저 오일 및 가스 시추 유압 회로에 사용하기 위한 축압기(accumulator) 밸브에 관한 것이다.

BOP(분출 방지기; blowout preventer)는 해저 우물(well) 시추 작업에서의 중요한 안전 구성요소이다. 일반적으로, BOP는 해저에 있는 유정(wellhead)에 부착되며 드릴 스트링이 BOP의 상부에서 아래쪽으로 바닥을 통과하여 우물로 통과할 수 있는 보어(bore)을 제공한다. BOP에는 BOP 램(ram)이 장착되어 있으며, 이 램은 보어의 반대 측부에 위치되며 필요에 따라 보어를 가로질러 폐쇄되도록 설계된다. 일부 램은 밀봉 램이며, 이는 우물의 환형(annulus)을 폐쇄하기 위하여 드릴 파이프 주변을 밀봉한다. 다른 램은 전단(shearing) 램이며, 보어에서 드릴 파이프와 그 밖의 다른 것을 전단하여 보어를 완전히 폐쇄하도록 설계된다. BOP 및 그 램은 우물에서 발생할 수 있는 위험한 압력 서지에 대한 효과적인 장벽(barrier)을 제공한다.

BOP 램을 작동시키기 위하여, 유압 장치(hydraulics)는 일반적으로 램을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 구동시키는데 사용된다. 유압 유체는 램을 유체 저장소 또는 축압기에 연결하는 유체 도관을 통해 램에 공급된다. 유체 도관 내의 밸브 또는 일련의 밸브들은 도관을 통한 유체 흐름을 제어하고, 이는 결과적으로 램에 인가되는 유압을 결정한다. 장비가 무거우므로 BOP 램을 구동하는데 필요한 힘이 커질 수 있으며, 강철 드릴 스트링 및 보어의 다른 구성 요소들을 전단(shear)하는 데 많은 힘이 필요할 수도 있다. 따라서, 작업자가 램을 발화(fire)하여 BOP를 폐쇄할 필요가 있으면, 상당한 양의 유압이 램을 폐쇄하기 위해 인가된다.

램을 폐쇄하는데 필요한 유압이 높기 때문에, 도관을 통한 유압 유체 흐름의 대응하는 비율도 높다. 따라서, 공급 밸브가 개방되어 유체 흐름이 램을 구동하게 할 때, 램에서의 유체의 속도 변화는 크고 갑작스러울 수 있다. 이와 유사하게, 기능부의 종료시에 공급 밸브가 폐쇄될 때, 유체 흐름이 갑자기 중단된다. 이러한 급격한 속도 변화는 공급 밸브의 개폐시에 유체의 압력 급등(spike)을 야기하며, 이러한 압력 급등은, 일반적으로 유압 충격 또는 워터 햄머(water hammer)로서 업계에서 언급된다. 워터 해머는 BOP의 구성요소들에 심각한 손상을 야기할 수 있다.

또한, 또한 BOP 장비의 유지 보수 이후 또는 초기 시동 동안에, 유압 라인은 시스템에서 공기가 제거되도록 요구할 수 있다. 이것은 일반적으로 라인을 채우기 위해 장비를 순환시킴으로써 수행된다. 공기 퍼징 동안에, 워터 햄머가 이러한 충전 및 퍼지와 관련된 급속한 유압 속도(hydraulic velocity)에 의해 유도될 수 있다.

본 기술의 일 실시형태는 워터 해머를 감소시키는 해저 분출 방지기(BOP) 유압 제어 시스템을 제공한다. 이 시스템은 제1 유압 유체 소스, 상류 단부(upstream end)에서 제1 유압 유체 소스과 유체 소통하며 하류 단부에서 BOP 기능부(function)와 유체 소통하는 제1 유체 공급 도관, 및 상기 제1 유체 공급 도관을 통해 BOP 기능부까지의 유체 흐름(flow)의 양을 제어하는, 제1 유체 공급 도관 내의 제1 공급 밸브를 포함하며, 상기 제1 공급 밸브는 개방 상태와 폐쇄 상태를 가진다. 제1 공급 밸브는 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 그리고 폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 제1 공급 밸브의 움직임을 제어하는 제1 초크를 포함하며, 이러한 움직임은, 제1 유체 공급 도관의 유체에서의 압력 급등을 감소시키도록 제1 공급 밸브 상태가 완전 개방 또는 완전 폐쇄 상태로 접근할 때 저지(retard)된다.

본 기술의 다른 실시형태는 워터 해머를 감소시키는 해저 BOP 유압 제어 시스템을 제공한다. 이 시스템은 축압기(accumulator), 상류 단부에서 축압기와 유체 소통하고 하류 단부에서 BOP 기능부와 유체 소통하는 유체 공급 도관, 및 상기 유체 공급 도관을 통해 BOP 기능부까지의 유체 흐름의 양을 제어하는, 제1 유체 공급 도관 내의 공급 밸브를 포함하며, 상기 공급 밸브는 개방 상태와 폐쇄 상태를 가진다. 공급 밸브는 유압 충격을 감소시키기 위해 공급 밸브의 유체 공급 도관 상류의 유체 유속에 비해 공급 밸브의 유체 공급 도관 하류의 유체 유속을 감소시키도록 형성된다.

본 기술의 또 다른 실시형태에서, BOP 기능부(function)를 발화(firing)하는 방법이 제공된다. 이 방법은 유압 유체 소스로부터의 유압 유체를 이용하여 BOP 기능부를 구동하는 단계로서, 상기 유압 유체는 유압 유체 소스와 BOP 기능부 사이에서 유체 공급 도관을 통해 상기 기능부에 전달되는 것인, 상기 구동 단계와, 유압 유체 소스와 BOP 기능부 사이의 유체 공급 도관 내에 위치되는 공급 밸브를 사용하여 유체 공급 도관 내의 유압 유체의 유속을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 공급 밸브는, 공급 밸브를 통한 유체 흐름이 제한되는 폐쇄 위치와, 일부 유체가 공급 밸브를 통과하는 걔방 위치를 가진다. 이 방법은 또한 BOP 기능부를 개시하기 위하여, 공급 밸브를 통한 유체 흐름의 레이트를 미리 정해진 양까지 점차적으로 증가시키도록 공급 밸브를 서서히 개방하는 단계와, BOP 기능부의 종료 전에, BOP 기능부가 완료될 때까지 공급 밸브를 통한 유체 흐름의 레이트를 점차적으로 감소시키도록 공급 밸브를 서서히 폐쇄하는 단계를 포함한다.

본 기술은 그 비제한적인 실시형태들에 대한 이하의 상세한 설명을 읽고 첨부 도면들을 검토함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 기술의 일 실시형태에 따른 해저 BOP 조립체의 측면도이다.
도 2는 본 기술의 일 실시형태에 따른 BOP 스택 유체 도관 유압 공급을 도시하는 유압 회로도이다.
도 3은 본 기술의 일 실시형태에 따른 공급 밸브를 통한 유체의 유속 대(vs.) 시간을 도시하는 차트이다.
도 4a는 개폐 제어 초크를 구비한 본 기술의 실시형태의 공급 밸브를 도시한다.
도 4b는 페일 오픈 플로우 제어 초크를 구비한 본 기술의 실시형태의 공급 밸브를 도시한다.
도 4c는 페일 클로즈(closed) 플로우 제어 초크를 구비한 본 기술의 실시형태의 공급 밸브를 도시한다.
도 4d는 수동 흐름 제어 초크를 구비한 본 기술의 실시형태의 공급 밸브를 도시한다.
도 5는 본 기술의 대안적인 실시형태에 따른 BOP 스택 유압 회로를 도시하는 유압 회로도이다.

본 기술의 전술한 양태, 특징 및 이점은, 바람직한 실시형태들 및 첨부 도면들에 대한 다음의 설명을 참조하여 고려될 때 더 잘 이해될 수 있으며, 여기서 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다. 이하는 개시 내용의 다양한 예시적인 실시형태들에 관한 것이다. 개시된 실시형태들은 청구범위를 포함하는 개시 내용의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 다른 방식으로 사용되어서는 안된다. 또한, 당업자는 이하의 설명이 넓은 적용을 가지며 임의의 실시형태에 대한 설명은 그 실시형태를 예시하기 위한 것일 뿐이며, 청구범위를 포함하는 개시 내용의 범위가 그러한 실시형태로 제한된다는 것을 제안하도록 의도되지 않는다.

도 1은 하부 스택(10) 및 하부 해양 라이저 패키지(lower marine riser package; LMRP)(12)를 포함하는 해저 분출 방지기(blow out preventer; BOP) 조립체를 도시한다. 일반적으로, 하부 스택은 일련의 적층된 램(ram)(14, 16, 18, 20)을 포함한다. 예를 들어, 도 1의 하부 스택(10)은 블라인드 전단(shear) 램(14), 케이싱 전단(shear) 램(16) 및 파이프 램(18, 20)을 포함할 수 있다. 실제로, 램(14, 16, 18, 20)은 드릴 파이프(미도시)가 통과하는 보어(21)를 둘러싼다. 하부 스택(10)은, 드릴 파이프가 하부 스택(10)의 바닥으로부터 우물 헤드(22)를 통해 우물 내로 통과하도록, 우물 헤드(22)의 맨 위에 배치된다. 램의 목적은 필요한 경우에 우물을 제어하는 것이다. 예를 들어, 우물 원형에서 압력의 급증이 발생하면, 파이프 램(18, 20)은 상기 파이프 램(18, 20) 아래의 원형 내의 압력을 수용하도록 파이프 주위를 폐쇄 및 밀봉할 수 있다. 일부 경우들에서, 작업자가 우물에서 완전히 폐쇄되는 것이 필요하거나 바람직할 수도 있으며, 이 경우, 블라인드 전단 램(14) 및/또는 케이싱 전단 램(16)은 드릴 파이프를 포함하여 보어(21) 내의 모든 것을 절단하도록 폐쇄될 수 있다.

일반적으로, 램(14, 16, 18, 20)은 유압식으로 제어된다. 유압은 LMRP(12)에 위치 될 수 있는 제어 포드(24, 26)를 통해 공급될 수 있다. 업계에서 블루 포드(24) 및 옐로우 포드(26)로 종종 지칭되는 2개의 제어 포드(24, 26)의 제공은 제어 시스템의 중복 및 제어 용량의 증가를 허용한다. 제어 포드(24, 26) 이외에, 축압기 탱크(28)가 제공될 수 있다. 축압기 탱크(28)는 해수의 대기압에 비해 고압의 가스로 채워질 수 있고, 배출시에 램(14, 16, 18, 20)에 대하여 강한 유압력을 발휘할 수 있을 때, 램(14, 16, 18, 20)을 폐쇄시킨다. 축압기 탱크(28)들은 이들이 각각의 사용 후에 재충전되어야하므로, 종종 제어 포드(24, 26)에 백업 옵션으로 제공되고, 이에 따라 램(14, 16, 18, 20)을 폐쇄하기 위한 포드(24, 26)로서 편리하지는 않다.

도 1의 BOP 조립체의 추가적인 특징은, 환형 BOP(30), 도관 매니폴드(32), LMRP 커넥터(34), 유압 웨지(36, 38), 및 셔틀 패널(40)을 포함한다. BOP 조립체는 각각 제어 포드(24, 26)에 통신 및 전력 성능을 제공하는 통신 엄빌리컬(42, 44) 및 전력 엄빌리컬(46, 48)을 더 포함한다.

이제 도 2를 참조하면, 본 기술의 일 실시형태의 유압 회로가 도시되어 있다. 구체적으로, 청색 포드 유압 공급기(50) 및 황색 포드 유압 공급기(52)가 도시되어 있다. 청색 포드 유압 공급기(50)는 청색 포드 격리 밸브(54)에 유체 연결되는 반면에 황색 포드 유압 공급기(52)는 황색 포드 격리 밸브(56)에 유체 연결된다. 경질 도관 교차 밸브(58)는 청색 포드 격리 밸브(54)와 옐로우 포드 격리 밸브(56) 사이에 제공될 수 있다. 많은 BOP 동작에서, 청색 및 황색 포드 격리 밸브(54, 56)는 개방 상태에 있으므로, 유압 기능부 하류는 내부 격리 밸브(도시 생략)를 갖는 포드(24, 26) 중 단지 하나에 의해 제어된다. 청색 또는 황색 포드 격리 밸브(54, 56)는 일반적으로 하나의 포드 또는 다른 포드가 제어되지 않은 누출을 갖는 경우에만 폐쇄된다.

청색 포드(24)에 대응하는 유압 회로의 부분과 관련하여, 청색 포드 격리 밸브(54)가 개방 상태에 있을 때, 청색 포드 공급부(50)는 제1 공급 밸브(60)와 유체 소통된다. 도 2에 도시된 것과 같은 일부 실시형태들에서, 청색 도관 체크 밸브(62) 및/또는 청색 도관 필터 어셈블리(64)는 청색 포드 격리 밸브(54)와 제1 공급 밸브(60) 사이에 위치될 수 있다. 청색 도관 체크 밸브(62)는 청색 도관 필터 조립체(64), 청색 흐름 제어 초크 밸브(60) 및 청색 리지드(rigid) 도관 격리 밸브(66)를 향한 유체의 역류를 방지하도록 기능할 수 있다. 청색 리지드 도관 필터 조립체(64)는 도관 내의 유압 유체로부터의 오염물 및 잔해(debris)를 필터링하도록 기능한다.

유체가 청색 강성 도관(68)을 통과하면, 이 유체는 제1 공급 밸브(60), 리지드 도관 필터(64), 체크 밸브(62) 및 포드 격리 밸브(54)를 통해 하류의 청색 리지드 도관 격리 밸브(66)를 선택적으로 통과할 수 있다. 그 후, 유체는 청색 포드 공급부(50)를 통과할 수 있다. 대안적으로, 유체는 청색 리지드 도관 덤프 밸브(69)를 통과하여 청색 수동 리지드 도관 덤프 밸브(80)를 통과하여 환경으로 전달될 수 있다. 청색 포드 격리 밸브(54)는 예를 들어 BOP 램(14, 16, 18, 20)과 같은 하류 기능부와 연통한다. 청색 공급 라인(68) 내의 유압의 조절은 램(14, 16, 18, 20)을 드릴링 작업자가 원하는 대로 전체적으로 또는 개별적으로 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 또한 도 2의 실시형태에는 일반적으로 동작들 이전에 라임들을 세정하는 플러싱 동작 중에 청색 공급 라인(68)으로부터 압력을 방출하도록 기능할 수 있는 청색 범프 밸브(69)가 도시된다. 실제로, 청색 덤프 밸브(69)는 유체를 환경으로 환기 시키거나 표면 또는 다른 곳의 저장소로 다시 환기시키도록 개방될 수 있다. 따라서, 청색 덤프 밸브(69)는 청색 공급 라인(68)의 과도한 가압에 대한 보호 장치로서 기능할 수도 있다. 청색 덤프 밸브(69)는 일반적으로 페일 클로즈드 밸브일 수 있다.

이와 유사하게, 황색 포드(26)에 대응하는 유압 회로의 부분과 관련하여, 황색 포드 격리 밸브(56)가 개방 상태에 있을 때, 황색 포드 유압 공급부(52)는 제2 공급 밸브(70)와 유체 소통한다. 도 2에 도시된 것과 같은 일부 실시형태들에서, 황색 도관 체크 밸브(72) 및/또는 황색 도관 필터 조립체(74)는 황색 포드 격리 밸브(56)와 제2 공급 밸브(70) 사이에 위치될 수 있다. 황색 도관 체크 밸브(72)는, 황색 필터 하우징(74), 황색 흐름 제어 초크 밸브(70), 및 황색 리지드 도관 격리 밸브(76)를 향한 유체의 역류를 방지하도록 기능할 수 있다. 황색 리지드 도관 필터 조립체(74)는 도관 내의 유압 유체로부터의 오염물 및 잔해를 필터링하도록 기능할 수 있다.

유체가 황색 리지드 도관(78)을 통과하면, 이 유체는 제1 공급 밸브(70), 리지드 도관 필터(74), 체크 밸브(72), 및 포드 격리 밸브(56)를 통해 황색 리지드 도관 격리 밸브(76)의 하류를 선택적으로 통과할 수 있다. 그 후, 유체는 황색 포드 공급부(52)를 통과할 수 있다. 대안적으로, 유체는 황색 수동 리지드 도관 덤프 밸브(80)를 통과하여 환경을 향하여 전달될 수 있다. 황색 포드 격리 밸브(56)는 예를 들어 BOP 램(14, 16, 18, 20)과 같은 하류 기능부와 연통한다. 황색 공급 라인(78) 내의 유압의 조정은, 드릴링 작업자에 의해 요구되는 대로 전체적으로 또는 개별적으로 램(14, 16, 18, 20)을 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 또한 도 2의 실시형태에는 일반적으로 동작 이전에 라인들을 세정하기 위하여 플러싱 동작 동안에 황색 공급 라인(78)으로부터 압력을 블리딩하도록 기능할 수 있는 황색 덤프 밸브(79)이다. 실제로, 황색 덤프 밸브(79)는 유체를 환경으로 환기시키거나 또는 표면 또는 다른 곳의 저장소로 다시 환기시키도록 개방될 수 있다. 따라서, 황색 ?m프 밸브(79)는 황색 공급 라인(78)의 과도한 가압에 대한 보호 장치로서 기능할 수 있다. 황색 덤프 밸브(79)는 일반적으로 페일 클로즈드 밸브일 수 있다. 시스템은 청색 및 황색 덤프 밸브(69, 79) 모두와 유체 소통하는 원격 작동 차량(remotely operated vehicle; ROV) 플러시 밸브(80)를 포함할 수 있다.

일부 알려진 BOP 시스템이 가진 한 가지 문제점은 유압 충격 또는 워터 햄머이다. 워터 해머는 유체가 갑자기 속도 또는 방향을 변경하도록 강요될 때 발생한다. 예를 들어, 도 2의 BOP 시스템에서, 제1 또는 제2 공급 밸브(60, 70)를 개방함으로써 기능이 발화될 수 있고, 이에 따라 리지드 도관 공급부(68 또는 78)로부터의 유체가 제1 또는 제2 공급 밸브(60, 70)을 통해 청색 또는 황색 포드 공급부(50, 52)로 흐르게 한다. 공급 라인을 통한 흐름의 속도가 갑자기 증가하면 장비에 손상을 줄 수 있는 압력 서지를 야기할 수 있다. 이와 유사하게, 기능부가 스트로크의 끝에 도달할 때, 공급 라인의 유체가 갑자기 흐름을 멈추고, 결과적인 운동량 변화는 또한 스트로크가 끝날 때 압력 서지를 유발할 수 있다. 현재 기술의 한 가지 이점은, BOP 시스템에서 워터 햄머를 감소시키거나 제거하는 방법을 제공한다는 것이다.

예를 들어, 도 2에 도시된 기술의 실시형태에 따르면, 제1 및 제2 공급 밸브(60, 70)는, 제어된 방식으로 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 그리고 폐쇄 상태와 개방 상태 사이에서 이동할 수 있는 가변 초크 밸브일 수 있다. 실제로, 기능부가 발화될 때, 제1 및 제2 공급 밸브(60, 70)는 결정된 시간 기간에 걸쳐 점진적으로 폐쇄 상태에서 개방 상태로 전이될 수 있다. 밸브의 이러한 점진적인 개방은 스트로크의 시작시에 발생할 수 있는 압력 서지 및 연관된 워터 햄머를 감소 또는 제거하기 위해 밸브를 통한 흐름의 대응하는 점진적인 증가를 야기한다. 나중에, 기능부가 완료됨에 따라, 제1 및 제2 공급 밸브는 결정된 시간 주기에 걸쳐 다시 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 서서히 이동할 수 있다. 이러한 밸브의 제어된 폐쇄는 스트로크가 끝날 때 대응하는 흐름의 제어된 감소 그리고 압력 서지 및 워터 햄머의 감소 또는 제거를 유발할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공급 밸브(60, 70)는 페일 오픈 밸브일 수 있는데, 이는 밸브가 개방 위치쪽으로 바이어싱됨으로써 밸브 제어 실패시에 개방 상태로 유지됨을 의미한다.

도 3은 압력이 밸브 및 하류 도관에 존재하는 상태에서 기능부가 발화됨에 따라 공급 밸브(60, 70)를 통한 유속(flow rate)을 그래픽으로 도시한다. 구체적으로, 기능부는 그래프 상의 지점(82)에서 발화되고, 발화에서 시작하여 유속은 설정 시간 기간(84) 동안 선택적으로 낮게 유지될 수 있다. 그 후, 숫자 86으로 표시된 시간 기간 동안에, 공급 밸브(60, 70)는 점진적으로 개방되어, 기능부가 초기에 작동된 후에 공급 밸브(60, 70)를 통한 더 큰 흐름을 허용한다. 시간 기간(88) 동안에, 공급 밸브(60, 70)를 통해 전체 흐름이 허용된다. 기능부가 거의 완료되기 시작할 때, 공급 밸브(60, 70)는 시간 기간(90) 동안에 서서히 폐쇄되기 시작한다. 공급 밸브(60, 70)가 서서히 폐쇄될 때, 밸브를 통한 유속은 서서히 감소한다. 스트로크의 끝에서, 시간 기간(92) 동안에, 유속은 다시 작아진다. 도 3의 그래프에 의해 도시된 유속의 매끄러운 상승 및 하강은 본 기술의 BOP 시스템에서 워터 햄머를 야기할 수 있는 압력 서지의 부족을 나타낸다.

실제로, 스트로크의 어느 하나의 단부에서 개방과 폐쇄 사이의 전이(transition) 기간을 포함하는 공급 밸브(60, 70)의 개방 및 폐쇄의 특정 타이밍은, 특정 기능부에 따라서 조정될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 센서(57)는 기능부와 연관된 장비 상에 위치되어 그 기능부가 그 스트로크의 과정 중에 어디에 있는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기능부가 BOP 램을 폐쇄하는 경우, 예를 들어, 센서(57)는 스트로크 전체에 걸쳐 램 피스톤의 위치를 결정하기 위하여 램 피스톤 상에 설치될 수도 있다. 센서(57)는 기능부가 시작될 때 그리고 피스톤이 그 스트로크의 끝에 근접할 때, 표시를 위하여 드릴링 용기 도는 BOP 스택 조립체 상의 제어기(590)와 통신할 수 있다. 이 정보를 사용하여, 제어기(59)는 (초크를 통해) 공급 밸브(60, 70)에 지시하여 개방 또는 폐쇄를 시작하고, 가변 속도 등으로 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하여 피스톤의 스트로크의 길이 전체에 걸쳐서 원하는 유속을 달성하게 한다. 각 기능부의 이상적인 흐름 곡선은, 제어기에 부착된 프로세서의 소프트웨어를 사용하여 자동으로 결정되거나, 시추 작업자에 의해 실시간으로 또는 다른 방법으로 결정될 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 기술에 따른 공급 밸브(60, 70)의 다른 실시형태들을 도시한다. 명확화를 위해, 도 4a 내지 도 4d에서, 공급 밸브는 제1 공급 밸브에 대응하는 참조 번호(60) 만을 사용하여 식별된다. 그러나, 제1 공급 밸브(60)에 관한 이하의 설명은 제2 공급 밸브(70)에 동일하게 적용된다는 것을 이해하여야 한다. 도 4a에는, 개폐 흐름 제어 초크(61)에 의해 제어되는 공급 밸브(60)가 도시되어 있다. 이 실시형태에서, 밸브의 위치는 유압 초크의 위치에 대응하며, 이 유압 초크는 조작자에 의해 제어되거나 자동 제어되고, 개방 위치 또는 폐쇄 위치 쪽으로 바이어스되지 않는다.

도 4b에는, 페일 오픈(fail open) 흐름 제어 초크(63)에 의해 제어되는 공급 밸브(60)가 도시되어 있다. 이것은 도 2에 도시된 실시형태이다. 페일 오픈 흐름 제어 초크는, 초크를 폐쇄시키는 충분한 대향 유압력이 없는 경우에 초크를 개방 위치 쪽으로 밀어주는 스프링(60) 또는 기타 바이어싱 메카니즘을 포함한다. 이와 반대로, 도 4c에는, 페일 클로즈 흐름 제어 초크(67)에 의해 제어되는 공급 밸브(60)가 도시되어 있다. 페일 클로즈 흐름 제어 초크는, 초크를 개방하는 충분한 대향 유압력이 없는 경우에 초크를 폐쇄 위치 쪽으로 밀어주는 스프링(65) 또는 기타 바이어싱 메카니즘을 포함한다. 도 4d는 수동(manual) 흐름 제어 초크를 도시하며, 여기서 유압 장치의 사용없이 초크의 위치가 수동으로 제어된다.

도 5를 참조하면,본 기술의 다른 실시형태가 도시되며, 여기서 BOP 시스템의 기능부가 축압기(28)를 사용하여 발화된다. 도 5에 도시된 유압 회로는 BOP 기능부의 상류 측에 위치된 청색 포드 유압 공급부(82) 및 황색 포드 유압 공급부(84)를 포함한다. 청색 포드 유압 공급부(82)는, 청색 포드 격리 밸브(86)를 통해 BOP 시스템의 기능부들과 통신하고, 황색 포드 유압 공급부(84)는 황색 포드 격리 밸브(88)를 통해 BOP 시스템의 기능부들과 통신한다. 스택 축압기 체크 밸브(90)는, 축압기로부터의 유체 흐름이 청색 및 황색 포드 격리 밸브(86, 88)에 도달하는 것을 방지하기 위하여, 청색 및 황색 포드 격리 밸브(86, 88)와 BOP 시스템의 기능부들 사이의 도관에 위치될 수 있다. 도 5의 실시형태에서의 청색 및 황색 유압 공급부(82, 84) 중 하나의 기능부는 축압기(28)를 충전하는 것을 돕는다.

또한 BOP 기능부들의 상류에는, 축압기(28) 뿐만 아니라 축압기 덤프(dump) 밸브(92) 및 ROV 축압기 덤프 밸브(94)가 위치된다. 이들 덤프 밸브(92,94)는 이들 도관 내의 압력이 너무 높은 경우에 축압기(28)로부터 공급 밸브(96)로 이어지는 도관으로부터의 압력을 배출하도록 제공된다. 덤프 밸브(92, 94)는 유압 유체를 환경으로 흘려 보내거나, 또는 이러한 목적을 위해 제공된 유압 유체 저장소로 흘려 보낼 수 있다. 또한 BOP 기능부의 상류에는, 공급 밸브(96)와 격리 밸브(98)가 위치된다. 공급 밸브(96)는 이하에서 보다 상세하게 설명된다. 격리 밸브(98)는 모든 하류 BOP 기능부 및 구성 요소를 격리시킬 수 있다. 도 4에서, 격리 밸브(98)는 유체 도관(99)에서 공급 밸브(96)의 하류에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 실제로는 격리 밸브(98)는 공급 밸브(96)의 상류에 교대로 위치될 수 있다.

또한 도 5에는 연관된 폐쇄 밸브(102) 및 개방 밸브(104)를 갖는 램 피스톤(100)의 개략도가 도시되어 있다. 폐쇄 밸브들 각각은 상이한 소스로부터 유압 유체를 운반하는 도관과 연관될 수 있다. 예를 들어, 밸브(102a)는 축압기(28)와 유체 소통하고, 밸브(102b, 102c, 102d)는 청색 및 황색 공급부(82, 84)와 유체 소통할 수 있고, 밸브(102e)는 ROV와 결합하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 여분의 유압 라인이 램 피스톤(100)에 부착되어, 비상시 또는 BOP 램(들)을 폐쇄함으로써 우물을 차단할 다른 필요성이 있는 경우, 작업자가 램 피스톤들을 폐쇄할 수 있음을 보증한다. 도 5는 자동전단(autoshear) 아암(arm)/디스아암(disarm) 밸브(106) 및 트리거(108)를 더 도시한다. 통상적으로, 자동전단 아암/디스아암 밸브는 보어(21) 내에 전단가능한 항목(예를 들어, 드릴 스트링, 엄빌리컬(umbilical) 등)이 있는 한 항상 준비되다.

도 5에 도시된 기술의 실시형태에서, 워터 해머는 공급 밸브(96)에 의해 감소될 수 있고, 이러한 공급 밸브(96)는, 축압기(28)에 더 가까운, 공급 밸브(96)의 상류 측과, 램 피스톤(100)과 같은 BOP 기능부에 더 가까운, 공급 밸브(96)의 하류 측 사이에서 공급 밸브(96)를 통한 흐름을 감소시키는 환원 오리피스(reducing orifice)를 갖도록 설계된다. 오리피스의 특정 형상 및 결과적으로 공급 밸브(96)를 통한 흐름의 감소는, 기능부에 의존하지만, 램 피스톤 밸브(102a)로의 유속은 피스톤 밸브(102a) 내의 워터 햄머를 방지하기에 충분히 낮도록 유지된다. 일부 실시형태들에서, 공급 밸브(96)는 공급 밸브(96)를 통한 유속의 변화가 조정될 수 있거나 또는 발화될 특정 하류 기능부 및 다른 변수에 맞게 조정될 수 있도록 ROV 또는 다른 방법으로 조정될 수 있다. 일부 다른 실시형태에서, 공급 밸브(96)는 자동 제어를 사용하여 자동으로 조정될 수 있다.

본 개시가 제한된 수의 실시형태에 관하여 설명되었지만, 본 개시의 이점을 갖는 당업자는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시형태들이 고안될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 개시의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되어야 한다.