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BOP控制系統革命——由電動液壓走向全電動

BOP控制系統革命——由電動液壓走向全電動

防噴器作為最重要的井控設備,對于保證鉆井作業順利進行和人身安全具有重要作用。目前,一家挪威的公司正致力于研究搭載全電動BOP控制系統的新技術,以提高鉆井作業的安全性、經濟性。

來自 | Upstream
編譯 | 鄭斯赫

挪威的一家技術公司——Electrical Subsea & Drilling(ESD)正在開發一種全電動防噴器(BOP)控制系統,用來作為電動液壓防噴器控制技術的替代方案,該公司聲稱這項技術能極大地改善鉆井作業效果。

自2010年墨西哥灣漏油事件以來,ESD公司就在John Dale的帶領下致力于一項BOP新理念的研究,該公司希望這份理念能從本質上提高鉆井安全和效率。(John Dale是休斯敦Dril-Quip公司和Cameron挪威分公司這兩家公司的前任經理。)

“我們的目標是找到一種方案,能讓鉆井更安全,成本更低?!盌ale說。

新規 新要求

墨西哥事故后,美國安全和環境執法局(BSEE)對鉆井行業制定了新的法規要求,并會分階段逐步實施。

Dale說,利用我們現有的BOP技術很難滿足某些新要求——比如切割、維護和測試等要求,此外,關于多余能量管理以及利用水下機器人進行監控和巡檢等方面的法規更加嚴苛。

有些要求還跟BOP組內部的井屏障有關——雙閘板、扶正器等等——ESD公司認為可以通過開發電動BOP來滿足這些要求。

現有的BOP技術同樣受到超深高壓高溫井鉆井條件的制約。BOP組重量的增加會對鉆機、裝卸設備以及水下井口的完整性產生負面影響。

同時,深度越深,孔隙壓力越高,作業對壓力級別為20000psi的BOP系統的需要也越來越高,而近來的法規變化也對其設計有一定的影響。

美國安全和環境執法局變更了計算最大預期地表壓力(MASP)和最大容許工作壓力(MAWP)的方法。過去有些井是配備15000psi的BOP組進行鉆探作業的,但按最新的法規,上述井的鉆進作業是不符合要求的。

在現有鉆井船沒有較大變動的情況下,ESD公司的電動BOP能提高作業水深,Dale繼續說到。

“它能提高作業水深和設計承壓能力,且不會有液壓流體泄露到環境中去?!?/span>

“我們這項技術的核心部分是大型機電作動系統,該系統將與井屏障設施以及新控制系統集成在一起。該產品樣機技術能承受達1800公噸的力?!?/span>

Dale指出,控制系統失效是導致BOP出現問題的主要原因。

“非生產時間、傳統BOP的測試和維修會讓鉆井承包商和作業者耗費大量的成本,”他說?!皩е裸@井設備出現非生產時間的一個潛在原因可能就是現今的BOP控制系統采用的都是液壓技術?!?/span>

他接著說到:“大型油氣公司每年由于鉆井作業的停工所造成的總損失不少于50億挪威克朗(約合五億九千萬美元)。ESD公司的BOP設計能夠減少停工時間,還能進行狀態監測?!?/span>

樣機測試

ESD公司聲稱其正在開發的系統有許多潛在的優勢,比如減少凈重、提高作業水深,同時由于不存在水下液壓造成的延遲現象,還能實現即時響應。

“由于無須地面液壓動力裝置,還能節約海上作業空間,同時,臍帶纜也由電線代替?!盌ale說,并補充,該設備可以加裝在現有的BOP上。

ESD公司已對該樣機的關鍵作動技術進行了測試。下一步將會對完整BOP概念機進行開發,該概念機采用的是電作動系統,按照設計可以降低成本并提高效率。該公司同時指出,這套設備會比現有裝置重量更輕,甲板空間占用率更低。

ESD公司同時還開發了應用于隔水管較短的鉆井系統的旋轉控制設備(RCD)。該項開發技術是由挪威研究委員會和挪威國家石油公司(Statoil)共同贊助的,這也是推動控壓鉆井發展的關鍵技術。

“RCD的使用壽命要比現有設備長的多,有了RCD,鉆井隔水管都可以淘汰了,”Dale說到。

“同傳統的鉆井技術相比,這項技術可以極大地減少作業成本,節約空間,顯著改善鉆井作業效果?!?/span>

ESD計劃在2017年年底完成全部的RCD測試工作并做好試驗準備?,F有樣機的部分資金是由挪威科技基金Demo 2000提供的。

Dale說,大型鉆井承包商和國際作業者已經注意到,電動BOP和RCD相結合可以給鉆井行業帶來根本性變化。

“除了Statoil,也有別的作業者做好了參與RCD樣機開發的準備?!?/span>

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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