【石油科技】水下应急系统开发 看哈利伯顿如何做到更快、更强

来自 | Halliburton 

编译 | 邵晨

摘要 深水作业一直是石油天然气上游开发的高风险区，及时有效的关井并拔出下井管柱是保证井下安全的关键。哈里伯顿的Veto 水下安全系统利用紧急响应模块Dash 电动液压控制系统，能在15秒之内实现极速关井。让我们来围观一下这个关井神器吧。

哈里伯顿DASH EH系统将井下安全控制做到更快、更强、更简单。DASH EH电动液压双控系统是哈里伯顿的Veto (管道直径3 英寸,最大承压103MPa )水下安全系统的应急响应模块。

如果作业中需要紧急关井或者拔掉下井管柱,那么应该将DASH EH模块安装到Veto系统中。在水深达到10,000英尺（3038米）的动态定位钻井船上进行试井作业时这套水下安全系统是极为重要的。

Dash EH系统利用智能冗余电子控制系统可以在15秒以内完成紧急关井并拔出下井管柱。在正常作业时，Dash EH模块通过液压控制并与哈里伯顿RezConnect的试井系统一体化集成。安全和简单对深水井试井至关重要，Dash EH系统将两者完美融合。
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Dash EH的工作原理

Dash EH通过双电路控制双线圈电磁阀。这种完全冗余的设计为井下控制提供了多种信号控制方式，确保出现紧急情况时电磁阀能够快速响应，并通过Dash EH安全关井，同时打开水下安全控制系统。

为了更加保险，与常规的控制模块使用复杂的多重数字电子器件不同，Dash EH特殊的电路设计让电子故障不会降低整个系统的安全性。每个球阀都有一个独立的蓄能器由地面控制面板单独操作，并且可以放入ESD序列或EQD序列的预编程序。

特性

（1）正常作业中是液压直接控制的被动系统；

（2）实时检测水下液压安全系统管线的温度，压力和流量；

（3）实时监测水下井筒及环空的压力，温度；

（4）实时监测水下的电子模块、元件；

（5）地面控制系统符合防爆标准，HMI的控制和电池备份。

优点

（1）液压系统与Dash EH系统独立运行，电子元件故障不影响Veto系统的安全性和功能；

（2）最小化对电子元件和液压装置的依赖，减小了传统的E/H和MUX系统的事故率；

（3）简洁精巧的设计；

（4）关键电子元器件的完全冗余设计；

（5）实时显示DashEH系统内孔隙的温度和压力，从而预测水合物形成。

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Dash EH地面控制系统

地面电子控制系统

DashTM EH地面电子控制系统的核心是一个DNV额定容器，安装所有必要的电子设备。包括主控制面板，UPS系统，触摸屏，远程ESD / EQD站，地面压力传感器和电缆，所有设备的设计都满足防爆要求。

主控制面板是一个安装了故障保护PLC（POWER-LINE COMMUNICATION ）的净化加压机箱，PLC 负责处理所有地面和水下数据的采集。这个系统在没有钻机风源和动力的条件下，通过氮气备份和UPS系统最少可运行两小时，并对整个系统进行了全面备份。

ESD和EQD的功能经过了简化和可靠性设计，控制逻辑被编码到基础层面与数字遥感探测系统分离。ESD和EQD的功能可以由四线远程悬挂式操作台启动，300米范围内的控制范围都有效，保证了操作过程的安全性。

主控制面板，远程控制站和触摸屏都包括独立诊断指示灯。此外，该系统配备有一个专用的视听报警器，用于重大危险的警报。

Dash EH不仅提供一个广泛的数据采集系统， 而且能够安全地关井和开启Veto系统。水下模块配备显示压力，温度，和流量的仪表，对所有控制管线的压力和温度进行实时监测。另外，地面工作间可容纳所有控制管线的压力传感器。

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地面卷取机

哈利伯顿电动液压系统卷取机由气动控制，将Dash EH的电力、压力管线与地面控制系统一体化集成。卷取机的结构非常坚固，还带有一个起重装置，机器整体通过了DNV2.7-3负载和性能测试。所有EH卷机的电路连接，电缆和接点都符合 ATEX-1评级。

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