logo
专注油气领域
与独立思考者同行

BOP控制系统革命——由电动液压走向全电动

BOP控制系统革命——由电动液压走向全电动

防喷器作为最重要的井控设备,对于保证钻井作业顺利进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载全电动BOP控制系统的新技术,以提高钻井作业的安全性、经济性。

来自 | Upstream
编译 | 郑斯赫

挪威的一家技术公司——Electrical Subsea & Drilling(ESD)正在开发一种全电动防喷器(BOP)控制系统,用来作为电动液压防喷器控制技术的替代方案,该公司声称这项技术能极大地改善钻井作业效果。

自2010年墨西哥湾漏油事件以来,ESD公司就在John Dale的带领下致力于一项BOP新理念的研究,该公司希望这份理念能从本质上提高钻井安全和效率。(John Dale是休斯敦Dril-Quip公司和Cameron挪威分公司这两家公司的前任经理。)

“我们的目标是找到一种方案,能让钻井更安全,成本更低。”Dale说。

新规 新要求

墨西哥事故后,美国安全和环境执法局(BSEE)对钻井行业制定了新的法规要求,并会分阶段逐步实施。

Dale说,利用我们现有的BOP技术很难满足某些新要求——比如切割、维护和测试等要求,此外,关于多余能量管理以及利用水下机器人进行监控和巡检等方面的法规更加严苛。

有些要求还跟BOP组内部的井屏障有关——双闸板、扶正器等等——ESD公司认为可以通过开发电动BOP来满足这些要求。

现有的BOP技术同样受到超深高压高温井钻井条件的制约。BOP组重量的增加会对钻机、装卸设备以及水下井口的完整性产生负面影响。

同时,深度越深,孔隙压力越高,作业对压力级别为20000psi的BOP系统的需要也越来越高,而近来的法规变化也对其设计有一定的影响。

美国安全和环境执法局变更了计算最大预期地表压力(MASP)和最大容许工作压力(MAWP)的方法。过去有些井是配备15000psi的BOP组进行钻探作业的,但按最新的法规,上述井的钻进作业是不符合要求的。

在现有钻井船没有较大变动的情况下,ESD公司的电动BOP能提高作业水深,Dale继续说到。

“它能提高作业水深和设计承压能力,且不会有液压流体泄露到环境中去。”

“我们这项技术的核心部分是大型机电作动系统,该系统将与井屏障设施以及新控制系统集成在一起。该产品样机技术能承受达1800公吨的力。”

Dale指出,控制系统失效是导致BOP出现问题的主要原因。

“非生产时间、传统BOP的测试和维修会让钻井承包商和作业者耗费大量的成本,”他说。“导致钻井设备出现非生产时间的一个潜在原因可能就是现今的BOP控制系统采用的都是液压技术。”

他接着说到:“大型油气公司每年由于钻井作业的停工所造成的总损失不少于50亿挪威克朗(约合五亿九千万美元)。ESD公司的BOP设计能够减少停工时间,还能进行状态监测。”

样机测试

ESD公司声称其正在开发的系统有许多潜在的优势,比如减少净重、提高作业水深,同时由于不存在水下液压造成的延迟现象,还能实现即时响应。

“由于无须地面液压动力装置,还能节约海上作业空间,同时,脐带缆也由电线代替。”Dale说,并补充,该设备可以加装在现有的BOP上。

ESD公司已对该样机的关键作动技术进行了测试。下一步将会对完整BOP概念机进行开发,该概念机采用的是电作动系统,按照设计可以降低成本并提高效率。该公司同时指出,这套设备会比现有装置重量更轻,甲板空间占用率更低。

ESD公司同时还开发了应用于隔水管较短的钻井系统的旋转控制设备(RCD)。该项开发技术是由挪威研究委员会和挪威国家石油公司(Statoil)共同赞助的,这也是推动控压钻井发展的关键技术。

“RCD的使用寿命要比现有设备长的多,有了RCD,钻井隔水管都可以淘汰了,”Dale说到。

“同传统的钻井技术相比,这项技术可以极大地减少作业成本,节约空间,显著改善钻井作业效果。”

ESD计划在2017年年底完成全部的RCD测试工作并做好试验准备。现有样机的部分资金是由挪威科技基金Demo 2000提供的。

Dale说,大型钻井承包商和国际作业者已经注意到,电动BOP和RCD相结合可以给钻井行业带来根本性变化。

“除了Statoil,也有别的作业者做好了参与RCD样机开发的准备。”

英文原文请点击 (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章:

白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。