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这才是真正的深水钻井利器 Cameron Mark IV防喷器控制系统

在美国休斯顿召开的2015年海洋技术会议(OTC)上,Cameron公司率先推出了具有三箱结构的新型 Mark IV 高可用性(HA)防喷器控制系统。 
Mark IV 控制系统为业界第一个三箱(3-POD)水下防喷器控制系统,第三箱(其它两个为蓝箱和黄箱)将钻井系统可用性的冗余度提高了98%。每个控制箱设计简洁,提高了防喷器控制系统的可靠性。

原创性
 
Cameron公司 Mark IV 控制系统的研究工作起始于三年前,经过了半年的技术沉淀,紧接着是两年半的工程期,于2014年6月完成研发工作,最终在 2014年9月实现了商业化生产。因此该产品进入市场的时间较短,在行业内属于原创新型技术。

创新性
 
联邦法规强制规定防喷器必须具备两个全功能型的控制箱(POD),传统的海底防喷器控制系统(包括上一代 Mark III 控制系统)所采用的也均是两箱设计。 
如果一个控制箱失效,操作人员必须将所有的控制功能切换到备用控制箱,关闭操作并密封井眼,将50吨重的POD堆栈提离海底进行维修,然后再将整个结构下放到海底恢复运行。 
Mark IV 的最大优势就在于它的高冗余度,而减少了上提POD堆栈的可能性。 
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▲新型 Mark IV 高可用性防喷器控制系统
Mark IV 控制系统的设计不仅符合API 16D/53、DNV Drill以及ABS CDS的要求,还具备以下几点创新性:1)Cameron公司的 Mark IV 控制系统为业界第一个三箱(3-POD)水下防喷器控制系统,是在上一代成熟系统基础上进行的进一步精简箱体设计不仅提高了防喷器控制系统的冗余度和可靠性,而且改善了钻井系统的可操作性。也就是说,Mark IV 控制系统由于第三箱的存在,增加了一个备用控制箱,可以有效减少上提POD堆栈维修次数。可将系统的可用性提高到98%,将上提POD堆栈的可能性降低到73%。

2)Mark IV 控制系统的精简设计减少了50%的内部连接管路,减少了潜在的泄漏途径。

3)Mark IV 控制系统的可用功能与 Mark III 相比增加了33%,每个箱体均具备160多个功能,能够独立控制八腔堆栈。钻井作业时,水下控制箱进行实时监测,每秒将多组温度、压力等监测信号反馈至平台控制室。温度、压力等出现异常时,平台控制室向水下控制箱发出指令,并将指令传递到防喷器,做出响应动作。
4)Mark IV控制系统的尺寸为46”×49”×14.5” ,比两箱结构的 Mark III 的体积减少了26%;重量为23000磅,比同类控制箱减少了1/3。

5)Mark IV 控制系统配有压力补偿的导频累加器,可根据不同的水深自动调节压力,可有效的防止人为失误,降低维护成本。

6)Mark IV 控制系统配置子板安装阀,小阀门采用硬质合金密封件,提高了可靠性,使其能在更小的空间内具备更高的可靠性。现场验证
Cameron公司的新一代 Mark IV 高性能防喷器控制系统是在通过了长时间现场实际应用后的 Mark III 控制系统的技术基础之上进行的改进。在不增加体积和重量的前提下,增加了第三个控制箱,可以说,这是行业技术标准的一种改进。 
Mark 系列的防喷器控制系统主要由复用段(MUX Section)、海底电子模块(SEM)和平台控制盘三部分组成,而 MUX 部分主要通过 NASMUX 系统实现对防喷器的控制。 


长远的利益


水下控制箱的意外失效和上提维修,将会导致钻机停工数天,加上高额的平台租赁费等,会产生数百万美元的费用。
Cameron公司市场副总裁兼首席技术官Justin Rounce这样说道:“控制系统的可用性关乎到客户的腰包,对整个防喷器组来说,控制系统的可用性提高10%,每年就可节省数百万美元”。
新型 Mark IV 控制系统的每个控制箱都具有控制所有海底堆栈的功能,因此改进后的控制系统能够有效的提高防喷器的可靠性和可用性,节省了钻机作业时间和产生的相关费用。可见,Mark IV 系统的使用,关乎到客户的长远利益。显著的影响
Mark IV 所带来的新技术提高了操作的可用性,具备现有技术所达不到的优势。该系统不仅降低了由于一个控制箱失效而上提堆栈的可能性,同时也降低了防喷器损坏、失效以及环境污染的风险,具有显著的影响。 
公司市场副总裁兼首席技术官Justin Rounce在休斯顿举办的OTC展会上说:“我们的系统会面向未来,并不断应用新的技术”。 
最终,Cameron公司 Mark IV 高可用性防喷器控制系统凭借其原创、创新、经过现场验证,以及能够为客户带来长远利益和对行业产生显著影响等特点,摘得本年度“Spotlight on New Technology Awards”奖项,它的应用无疑将进一步推动深水钻井的步伐。

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