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海洋钻井防喷器控制系统发展趋势的研究

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  摘 要:海洋钻井防喷器控制系统作为海洋钻井设备中的重要组成部分,其控制的主要对象为井口防喷器组、阻流管汇液动节流阀、压井阀等重要设备,为井控设备提供充足的液压动力源,保证井控设备的正常开启关闭及其他状态,对钻井工作人员在处理钻完井、修井作业时非正常井喷问题的发生拥有着良好的抑制作用,提高海洋钻井井控的安全性。因此本文主要针对防喷器控制系统设计原则、防喷器控制原理及配置进行了相应的探究,从而为行业相关企业在系统设计选型方面提供更多的改进意见。
  关键词:海洋钻井防喷器;控制系统;发展趋势
  海洋钻井平台作为开展钻探井工作的重要海上結构物,是海上油气勘探开发不可缺少的手段。一般情况下,平台为了提高海上油气勘探的质量,都会将平台选择在远离陆地的海洋区域。但是在实际的工作之中,进行平台的建造需要投入大量的资金,并且海上作业拥有着极高的风险性,如果遇上了非正常井喷方面的问题,不仅会给海洋钻井工作的开展造成严重的阻碍,给国家造成巨大的经济损失,同时还会给平台工作人员抢险、救援的开展造成极大的困难。因此为了避免相关问题的出现,就需要按照一定的原则对防喷器控制系统的进行选型设计。
  1防喷器控制系统设计原则
  1.1结合相应的行业规范和标准进行设计
  当前我国在不断的发展过程中为了保证海洋钻井工作的顺利进行,海洋钻井平台防喷器控制系统设计工作的正常开展有了越来越高的重视。只有做好防喷器控制系统的没计工作,才能让海洋钻井工作质量持续提升。而在进行设计的过程中,如果按照相应的规范和标准进行设计,对于防喷器控制系统在运行期间质量的提升将会产生极大的推动。而这其中API Spec 16D《钻井控制设备控制系统及分流设备控制系统规范》,SY/T5053.2-2007《钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范》等规范和要求作为防喷器控制系统在进行设计期间需要严格遵照的规范[1]。从而通过这种方式,确保防喷器控制系统完成设计和使用之后推动海洋钻井工作的顺利进行。
  1.2结合实际的海域情况进行设计
  由于海洋钻井平台地处海洋附近,因此防喷器控制系统在使用的过程中很容易受到海洋因素的影响。但是由于不同地区在海域环境方面拥有着显著的差异,不仅在温度与湿度方面存在着不同之处,同时在海洋盐雾浓度方面也具有显著的差异。因此为了保证防喷器控制系统在运行的过程中能够对海洋钻井工作的正常进行提供更多的帮助,不仅需要按照保温或散热没计进行设备及管线的设计工作,同时还要在进行设备结构件、管线、紧固件的设计时必须满足海洋强腐蚀环境要求,有利于避免防喷器控制系统受到海水的严重腐蚀[2]。而在进行相应材料的选择时,将316L高性能防腐材料运用其中,同时严格按照海洋油漆标准进行相应的工作,有利于提高防喷器控制系统在运行过程中的质量。
  2防喷器控制原理及配置分析
  FKDQ型防喷器控制系统作为海洋钻井平台在当前开展钻井工作期间使用的一种新型的控制系统,其主要是由远程控制台、防爆按钮控制箱、HMI操作面板等重要设备构成的。而这其中,远程控制台的建立能够保证防喷器控制系统在使用的过程中能够顺利得到有效的控制。同时由泵组产生高压控制液,并储存在蓄能器组中,当需要开关防喷器、节流和压井阀或操作分流器时,来自蓄能器的高压控制液通过控制管汇的三位四通转阀分配到各控制对象。
  2.1 BOP与分流器双操作界面
  工作人员在进行防喷器的配置时为了避免相应的设备在使用的过程中占用太大的空间,同时为了促进系统集成化程度的持续提升,需要通过设计BOP控制单元与分流器控制单元双操作界面的方式共同进行同一远程控制台与控制箱的控制。但是在实际的过程中,由于相应的控制对象存在着极大的差异,并且不同的设备在使用习惯方面也有着不同之处,因此为了保证工作的顺利进行,就需要确保将整个系统设置为分流器自动操作模式、分流器手动操作模式和BOP操作模式,有利于自由切换司钻按钮箱和HMI面板两种不同的模式。
  2.2将氮气接口作为备用
  随着我国对于海洋钻井作业工作的开展的重视程度的持续提升,为了保证相关工作的开展拥有更高的质量,对设备在使用过程中安全性的提升也有了越来越高的要求,远程控制台控制管汇设计了氮气备用接口及相应隔离阀,增加了远程控制台的冗余配置。面对现场突发井喷需要封井的紧急情况,如果地面防喷器控制装置远控台出现主、备用泵组同时故障,就会导致不能及时封井而发生井喷重大安全事故的出现,从而造成严重的经济损失。因此为了对这种问题进行合理的解决,将氮气备用接口作为备用设备运用其中,就可以通过高压氮气提供压力紧急关井,对于海洋钻井平台安全性能的持续提升拥有着极大的帮助。
  3结语
  综上所述,相关工作人员在进行海洋钻井平台防喷器控制系统的设计期间,不仅需要结合相应的行业规范和标准进行设计,同时还要结合实际的海域情况进行设计,对于防喷器的正常运行有着极大的促进作用。同时在进行防喷器的配置期间,需要确保BOP与分流器双操作界面,并且还要将氮气接口作为备用。从而通过这种方式,保证系统的正常运行。
  参考文献:
  [1]赵春明,薛苏玲,张辉等.海洋钻井平台防喷器控制系统研制[J].机械工程师,201 6,4(5):230-232.
  [2]耿艳东,王莎,王卫华等.海洋油气开发水下防喷器紧急备用控制系统研究[J].石油矿场机械,2016,45(2):79-83.
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