在美國休斯頓召開的2015年海洋技術會議(OTC)上,Cameron公司率先推出了具有三箱結構的新型 Mark IV 高可用性(HA)防噴器控制系統。
Mark IV 控制系統為業界第一個三箱(3-POD)水下防噴器控制系統,第三箱(其它兩個為藍箱和黃箱)將鉆井系統可用性的冗余度提高了98%。每個控制箱設計簡潔,提高了防噴器控制系統的可靠性。
原創性
Cameron公司 Mark IV 控制系統的研究工作起始于三年前,經過了半年的技術沉淀,緊接著是兩年半的工程期,于2014年6月完成研發工作,最終在 2014年9月實現了商業化生產。因此該產品進入市場的時間較短,在行業內屬于原創新型技術。
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聯邦法規強制規定防噴器必須具備兩個全功能型的控制箱(POD),傳統的海底防噴器控制系統(包括上一代 Mark III 控制系統)所采用的也均是兩箱設計。
如果一個控制箱失效,操作人員必須將所有的控制功能切換到備用控制箱,關閉操作并密封井眼,將50噸重的POD堆棧提離海底進行維修,然后再將整個結構下放到海底恢復運行。
Mark IV 的最大優勢就在于它的高冗余度,而減少了上提POD堆棧的可能性。
▲新型 Mark IV 高可用性防噴器控制系統Mark IV 控制系統的設計不僅符合API 16D/53、DNV Drill以及ABS CDS的要求,還具備以下幾點創新性:
1)Cameron公司的 Mark IV 控制系統為業界第一個三箱(3-POD)水下防噴器控制系統,是在上一代成熟系統基礎上進行的進一步精簡箱體設計。不僅提高了防噴器控制系統的冗余度和可靠性,而且改善了鉆井系統的可操作性。?
也就是說,Mark IV 控制系統由于第三箱的存在,增加了一個備用控制箱,可以有效減少上提POD堆棧維修次數。可將系統的可用性提高到98%,將上提POD堆棧的可能性降低到73%。
2)Mark IV 控制系統的精簡設計減少了50%的內部連接管路,減少了潛在的泄漏途徑。
3)Mark IV 控制系統的可用功能與 Mark III 相比增加了33%,每個箱體均具備160多個功能,能夠獨立控制八腔堆棧。
鉆井作業時,水下控制箱進行實時監測,每秒將多組溫度、壓力等監測信號反饋至平臺控制室。溫度、壓力等出現異常時,平臺控制室向水下控制箱發出指令,并將指令傳遞到防噴器,做出響應動作。4)Mark IV控制系統的尺寸為46”×49”×14.5” ,比兩箱結構的 Mark III 的體積減少了26%;重量為23000磅,比同類控制箱減少了1/3。
5)Mark IV 控制系統配有壓力補償的導頻累加器,可根據不同的水深自動調節壓力,可有效的防止人為失誤,降低維護成本。
6)Mark IV 控制系統配置子板安裝閥,小閥門采用硬質合金密封件,提高了可靠性,使其能在更小的空間內具備更高的可靠性。?
Cameron公司的新一代 Mark IV 高性能防噴器控制系統是在通過了長時間現場實際應用后的 Mark III 控制系統的技術基礎之上進行的改進。在不增加體積和重量的前提下,增加了第三個控制箱,可以說,這是行業技術標準的一種改進。
Mark 系列的防噴器控制系統主要由復用段(MUX Section)、海底電子模塊(SEM)和平臺控制盤三部分組成,而 MUX 部分主要通過 NASMUX 系統實現對防噴器的控制。
長遠的利益
水下控制箱的意外失效和上提維修,將會導致鉆機停工數天,加上高額的平臺租賃費等,會產生數百萬美元的費用。Cameron公司市場副總裁兼首席技術官Justin Rounce這樣說道:“控制系統的可用性關乎到客戶的腰包,對整個防噴器組來說,控制系統的可用性提高10%,每年就可節省數百萬美元”。
新型 Mark IV 控制系統的每個控制箱都具有控制所有海底堆棧的功能,因此改進后的控制系統能夠有效的提高防噴器的可靠性和可用性,節省了鉆機作業時間和產生的相關費用??梢?,Mark IV 系統的使用,關乎到客戶的長遠利益。
顯著的影響
Mark IV 所帶來的新技術提高了操作的可用性,具備現有技術所達不到的優勢。該系統不僅降低了由于一個控制箱失效而上提堆棧的可能性,同時也降低了防噴器損壞、失效以及環境污染的風險,具有顯著的影響。
公司市場副總裁兼首席技術官Justin Rounce在休斯頓舉辦的OTC展會上說:“我們的系統會面向未來,并不斷應用新的技術”。
最終,Cameron公司 Mark IV 高可用性防噴器控制系統憑借其原創、創新、經過現場驗證,以及能夠為客戶帶來長遠利益和對行業產生顯著影響等特點,摘得本年度“Spotlight on New Technology Awards”獎項,它的應用無疑將進一步推動深水鉆井的步伐。
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