鐘平(蘇州道森鉆采設(shè)備股份有限公司，江蘇 蘇州 215138)

0 引言

海洋鉆井平臺是工作人員在海洋上實施鉆井作業(yè)的重要結(jié)構(gòu)，也是開展海上油氣勘探開發(fā)作業(yè)不可缺少的手段。通常，海洋鉆井平臺為了能夠有效提升海上油氣勘探的質(zhì)量，會選擇將海洋鉆井操作平臺構(gòu)建于遠離大陸的海洋區(qū)域。但是因為諸多因素的影響，很容易致使海洋鉆井平臺的構(gòu)建存在極大的安全隱患，對海洋鉆井平臺作業(yè)和國家經(jīng)濟造成較大影響。為了避免在海洋鉆井平臺操作作業(yè)中出現(xiàn)問題，需要按照一定的原則對防噴器控制系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計[1]。

1 海洋鉆井防噴器控制系統(tǒng)原則

1.1 結(jié)合相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計

在開展防噴控制系統(tǒng)設(shè)計工作的過程中，如果按照與之相對應(yīng)的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行，將會對防噴控制系統(tǒng)的優(yōu)化和完善將會產(chǎn)生極大的推動作用，進而促使在海洋鉆井操作期間使其作業(yè)質(zhì)量能夠明顯提升。而在此過程中API spaed16D《鉆井控制設(shè)備控制系統(tǒng)及分流設(shè)備控制系統(tǒng)規(guī)范》等較為嚴(yán)格的相關(guān)設(shè)計規(guī)范和設(shè)計要求，將其作為防噴控制系統(tǒng)設(shè)計期間所需嚴(yán)格遵循的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范內(nèi)容。以這樣的方式開展防噴控制系統(tǒng)設(shè)計工作，可以有效保證防噴控制系統(tǒng)設(shè)計工作完成之后，在其正式投入使用后能夠推動海洋鉆井工作的實施，保證海洋鉆井工作的順利推進。

1.2 結(jié)合海域?qū)嶋H情況開展設(shè)計活動

不僅需要按照保溫或散熱的設(shè)計方式開展防噴系統(tǒng)設(shè)備及管線的設(shè)計工作，在設(shè)計防噴設(shè)備結(jié)構(gòu)件、管線走向以及相應(yīng)的緊固件工作時，一定要按照海洋環(huán)境下強腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，符合這樣的環(huán)境設(shè)計需求將非常有助于避免防噴器控制系，因海水鹽分和長時間的侵蝕受到嚴(yán)重的腐蝕。在選擇相應(yīng)構(gòu)件的材料時，應(yīng)該將361L 高性能防腐材料運用到防噴控制系統(tǒng)構(gòu)件的設(shè)計中，在選擇油漆時應(yīng)嚴(yán)格按照海洋油氣標(biāo)準(zhǔn)，以這樣的方式開展防噴控制系統(tǒng)設(shè)計工作，將非常有助于提升整個控制系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性，充分提高海洋鉆井平臺質(zhì)量在實際運用過程中可具備較高的穩(wěn)定性。

2 海洋鉆井防噴器控制原理與配置

KFDQ 型防噴霧控制系統(tǒng)作為現(xiàn)階段較新型的一種海洋鉆井平臺，在當(dāng)前開展海洋鉆井平臺工作的過程中較常使用的一種控制系統(tǒng)，使用這種新型的防噴控制系統(tǒng)，主要因為其自身具有遠程控制臺、防爆按鈕控制箱、HMI 操作面板等部分極其重要的控制設(shè)備，由此而構(gòu)成一種安全且可靠的防噴控制系統(tǒng)。

2.1 BOP 與分流器雙操作界面

工作人員在對防噴器規(guī)劃配置時，為了能夠有效避免與之相對應(yīng)的防噴器設(shè)備在實際使用過程中占用操作平臺過多的空間，與此同時也為了能夠有效促進整個防噴系統(tǒng)集成化程度的不斷提高。這就需要通過對BOP 控制單元和分流器控制單元雙重操作界面的方式進行精心設(shè)計，以這樣的方式是兩者能夠共同對同一遠程的控制臺和控制箱實現(xiàn)有效控制。但是在實際規(guī)劃設(shè)計過程中，由于與之相對應(yīng)的控制對象存在非常大的差異，并且不同設(shè)備在實際使用過程中，對其運用的操作習(xí)慣也存在較為明顯的區(qū)別，因此為了能夠充分保障防噴器配置工作的順利開展和實施，需要采取有效方式保證在規(guī)劃和設(shè)計的過程中將整個防噴系統(tǒng)，設(shè)置為分流器自動操作模式、分流器手動操作模以及BOP 三種操作模式，非常有利于這三種操作模式在不同工況下的自由切換，實現(xiàn)司按鈕箱和HMI 按面板兩種不同模式的相互切換。

2.2 將氮氣接口作為備用

隨著我國綜合實力的不斷提升，針對海洋鉆井作業(yè)工作的開展也在不斷提升，國家對此項內(nèi)容的重視程度也在持續(xù)提高。為了能夠有效保障海洋鉆井作業(yè)及相關(guān)工作的順利推進，提升相關(guān)工作的整體質(zhì)量和作業(yè)水平，針對專業(yè)設(shè)備在實際使用過程中的安全性提高也有了不斷上升的高要求。遠程控制臺控制管匯設(shè)計了與之相匹配的氮氣備用接口以及與之相對應(yīng)專用隔離閥，這樣大大增加了遠程控制臺自身的冗余配置。在面對海洋鉆井作業(yè)現(xiàn)場突發(fā)的井噴故事時，這就需要對其實施積極的封井操作，如果地面防噴器控制裝置遠控臺出現(xiàn)主用泵和備用泵組同時發(fā)生故障，會導(dǎo)致不能及時完成井噴的風(fēng)景工作，進而導(dǎo)致井噴事故的持續(xù)性擴大，進而引發(fā)更大的安全事故，從而對海洋鉆井作業(yè)平臺及其工作人員造成非常嚴(yán)重的生命及財產(chǎn)損失。為了能夠采取合理的方式實現(xiàn)問題的解決，這就需要將氮氣備用接口作為一種常用的備用設(shè)備，并將這種備用設(shè)備運用到實際工作中，當(dāng)發(fā)生緊急情況時以通過高壓氮氣提供壓力實現(xiàn)封井操作，對海洋鉆井平臺在實際工作過程中自身安全性以及持續(xù)性的提高具有非常重要的意義。

3 海洋鉆井防噴器控制系統(tǒng)的發(fā)展

3.1 “閉式”液壓控制系統(tǒng)

該類系統(tǒng)屬于最早的直接液壓控制系統(tǒng)，液壓源將液體輸送至船上的控制管匯，液壓管線由管匯和每個防噴器合理的接通。液壓管線沿著隔水管下去，與之構(gòu)建起整體，實現(xiàn)合理的綁扎，做出直徑較大的獨立軟管束，控制閥讓液體實現(xiàn)科學(xué)的分流，保證各個防噴器和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)揮出實際的作用。復(fù)位階段，控制液需要經(jīng)過各自液壓管線回至船上控制管匯并回到油箱。一旦水的深度逐步增加，系統(tǒng)便會產(chǎn)生一定的問題。最關(guān)鍵的是鉆井船以及防噴器組的粗大軟管束受到影響，海流和風(fēng)浪的雙重干擾，使得管束斷裂及失控。此外，便是因操作的時間較長，以至于深水鉆井的基本需求無法滿足。

3.2 先導(dǎo)液壓控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)重點是通過控制液的作用，使得控制信號能夠傳遞至控制閥，合理節(jié)省時間，確保該系統(tǒng)及時讓動力液借助于防噴器組成的部件傳入至海水，由此縮減關(guān)閉防噴器的時間。先導(dǎo)液壓控制系統(tǒng)運用的便是蓄能器中液體壓力能，通過水面本身的控制信號，讓相應(yīng)的控制閥得以驅(qū)動，在這樣的條件之下，使得各項功能實現(xiàn)。蓄能器的發(fā)展也開始發(fā)生了變化，其已經(jīng)由原有的水上限制拓展至水下使用，可以更好的縮短防噴器組的動力液作用時間，對比上述的相關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)勢相對明顯[2]。鉆井工作中，水深對于先導(dǎo)信號的傳輸一般有著較為深刻的影響，因此應(yīng)該積極的重視相關(guān)的情況。因為液壓控制階段多是運用了軟管束進行科學(xué)的傳輸，所以其高壓膨脹和水擊現(xiàn)象中會讓傳輸信號的時間明顯延長，由此導(dǎo)致一些問題出現(xiàn)。為了適當(dāng)?shù)囊?guī)避該類問題，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑龃筌浌芄軓?，或者是將其更換為硬管。增大管徑的過程中，能夠讓信號傳輸?shù)乃俣让黠@強化，但是相應(yīng)的體積也會隨之增大，下放軟管的滾筒體積也會明顯提升。在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，可以適當(dāng)?shù)母倪M偏壓先導(dǎo)液壓控制系統(tǒng)，由此讓其更好的適應(yīng)實際的發(fā)展需求。高壓先導(dǎo)液體能夠?qū)⒖刂品绹娖鹘M的閥門及時打開，水上水下蓄能器的高能動力液可以及時的進入至防噴器，后續(xù)需要落實好關(guān)閉操作細節(jié)。防噴器實際運用的階段，原有液體并不會進入到系統(tǒng)回收，所以可以適當(dāng)節(jié)省時間。

3.3 電液控制系統(tǒng)

若是水深超過了1 800 m，原有的純液壓信號傳輸方式無法滿足實際的需求，電控方式的運用，讓深水防噴器組控制系統(tǒng)成為可能。對比流體而言，電控的明顯優(yōu)勢就是實現(xiàn)遠距離傳輸，同時還能獲取較快的響應(yīng)速度。電液控制系統(tǒng)依照電信號的基本傳輸方式，使得單路和多路有效劃分。前者重點是指水下電磁閥在平臺控制柜中存在著與之對應(yīng)的獨立電信號傳輸路徑，電纜鎧裝就是較為常見的接地回路。若是水下的需求功能點較多的時候，則應(yīng)該具備十分豐富的電纜傳輸控制信號。功能較多的情況下，實際的電纜直徑也就越大，纏繞電纜的滾筒直徑也就更加的明顯，實際的成本支出越來越多。后者則是平臺控制柜運用一根或者是通訊電纜完成有效的處理?？刂菩盘栐诮?jīng)過多路控制之后，通過電纜以及光纜的傳輸作用，完成和水下控制箱的有效連接，水下控制箱中的電子模塊往往需要進行解碼，從而更好地將信息進行傳遞，整個過程需要經(jīng)過嚴(yán)格的校驗和分析，在確認無誤之后，才能控制相應(yīng)的電磁閥，確保具體的功能加以執(zhí)行。對比單路電液控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的光纜和電纜數(shù)量明顯降低，相應(yīng)的電纜滾筒體積也明顯的減小，對成本支出的節(jié)省具有較大的幫助。另外，該類多路控制系統(tǒng)的邏輯電路還能讓系統(tǒng)的安全性得到有效的強化，成為備受矚目的焦點。

4 結(jié)語

綜上所述，相關(guān)工作人員在設(shè)計海洋鉆井平臺防噴器控制系統(tǒng)階段，不僅需要結(jié)合本行業(yè)的相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)開展設(shè)計活動。與此同時，還要結(jié)合海洋鉆井平臺的實際海域位置及其情況開展相應(yīng)的設(shè)計活動，保障海洋鉆井平臺防噴器正常運行。