产品名称： Cameron声波控制三控制箱Mark IV 防喷器控制系统

项目时间： 2014

项目地点： 美国

项目国家： 美国

所属公司： 卡梅伦

项目简介：

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。

主要问题：

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。

解决方案：

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：

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%。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

亮点：

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。同时也使用了无限双向通讯来代替通讯母线，是新技术的应用。

挑战：

无控制母线连接的深水防喷器的可靠性还有待检验，比如3000米的水深靠无线电波传输是否可靠。控制系统的冗余性如何保证？