盡管如今的油氣市場價格有所恢復與穩(wěn)定，但鉆機日費仍低于歷史高位，而且依然很難簽訂合同。承包商的鉆機若是想要在業(yè)內脫穎而出，設備與技術升級則是唯一途徑。油氣行業(yè)一直在尋求降本增效的措施，希望能夠重新啟用閑置的鉆機。國民油井華高（NOV）公司一直致力于改進其壓力控制產品，通過提高可靠性，降低維護率，達到削減總經營成本的目的。 

新型閥門設計 

NOV公司設計的低沖擊SPM閥門是近四十年來SPM閥門首次重大進步，它解決了由水力沖擊、腐蝕與裝配故障而導致的各種最常見的失效模式。 

新設計的SPM閥門，設備性能得到了提升。由于減少了水力沖擊，電路發(fā)生故障的風險也降低了（圖1）。通過控制閥門換檔的時間點，在最極端的情況下，水力沖擊可以從近10000 psi降至剛好超過工作壓力。閥門的切換僅用了不到一秒鐘的時間，而且不會產生合流。通過控制換擋，減少了液壓流體的末端沖擊效應。在閥門打開時能夠保護下游組件，在閥門關閉時又能保護上游組件。 

圖1.標準SPM閥與低沖擊SPM閥性能對比圖。 

此外，盡管以前的老版閥門有多種密封尺寸可選，但為了防止密封件安裝錯誤以及選用錯誤型號，又重新設計了新的大間隙密封件。新型密封件是由壓力激活的，減少了因磨損而導致的設備更換情況，用戶還可以在現(xiàn)場進行修理。通過使用一根機械桿，即可卸開閥芯上的底部螺母，也因此改變了傳統(tǒng)的裝配過程。這一簡單的部件會產生許多安裝錯誤，從而導致閥門的失效。在現(xiàn)場存在的另一個問題是，彈簧座由于長期受到海水的沖蝕而被腐蝕。為了解決這一問題，目前將彈簧座浸在控制液中，從而延長了閥門的使用壽命�，F(xiàn)場結果已經表明，壓力水平顯著降低。 

改進的狀態(tài)監(jiān)測功能 

Rigsentry狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是一套非常全面的系統(tǒng)，能夠將實時數據傳輸至陸上，匯報系統(tǒng)現(xiàn)狀，并可通過算法預測故障，而不是僅僅是應對故障。該系統(tǒng)作為防噴器監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，主要關注的是海底防噴器及其相關控制，降低經營總開支。一直以來，數據都被視為是影響系統(tǒng)性能、組件改進以及長期維修計劃的關鍵。但是，利用這些數據的最大障礙是如何將相關信息獲取到陸上來，以便數據分析人員采取行動。在新系統(tǒng)中，采用了交互式儀表板（圖2），這樣就能輕松獲得實時可操作的數據，從而解決了這一問題。 

圖2. Rigsentry BOP監(jiān)測系統(tǒng)可以實時提供關鍵的設備信息，用于故障預測。 

該系統(tǒng)的監(jiān)控級別被有效地分為兩種服務類別。標準服務能夠將防噴器控制系統(tǒng)的數據轉換為安全協(xié)議，以便在鉆機能通信的時候將數據傳輸至岸上；還能進行緩存，以應對未來可能的無法通訊的情況。該系統(tǒng)將數據收集與存儲在NOV的安全云數據平臺中，擁有許可的數據科學家、公司監(jiān)督以及第三方都可以通過網頁進行訪問。 

可以通過手機、平板電腦或PC觀察到防噴器系統(tǒng)的現(xiàn)狀，也可以通過實時連接查看模擬標簽、事件報告以及警報。智能通知系統(tǒng)會向相關鉆機人員（包括在岸代表）發(fā)出維護要求、警報與系統(tǒng)狀態(tài)。 

用戶可以對報告進行配置，并階段性地生成報告，與歷史趨勢進行比較。對于油公司來說，能夠幫助海上人員及時準確地進行系統(tǒng)維修，這是非常有價值的。最后，使用該系統(tǒng)可確�，F(xiàn)場技術人員在關鍵問題上能夠獲得陸上專家的支持。 

第二級監(jiān)控能夠將初始BOP信息轉化為預測信息，用戶使用預測分析功能，就可以對失效進行預測。NOV已經創(chuàng)建了多個分析模型，幫助計算機與數據科學家挖掘實時數據的價值，發(fā)現(xiàn)偏離健康系統(tǒng)的偏差，預測未來可能發(fā)生的失效。 

例如，通過使用高壓調節(jié)器模型，系統(tǒng)會對微小的壓力變化進行檢查，從而在故障發(fā)生之前識別出薄弱組件。由于在鉆井作業(yè)期間會一直用到這些薄弱組件，因此它們通常是BOP故障的罪魁禍首。以前的解決方案是被動的而不是主動的，只有在作業(yè)已經受到影響后才能發(fā)現(xiàn)問題。在正常作業(yè)過程中，海上技術人員可以在完全失效之前識別問題，但這時已經開始接近失效了。 

而使用該系統(tǒng)，數據科學家能夠充分利用歷史數據來確定潛在的失效模式，并協(xié)助工程部門改進產品。在大數據時代之前，只有海上發(fā)現(xiàn)了嚴重的失效，還需向原始設備制造商報告，才能改進產品。 

隨著接收與分析的數據越來越多，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會持續(xù)提高。一個使用超過十年的調節(jié)器，會擁有60億個數據點的歷史數據�；�于這些數據，可以在設備完全失效之前，確定潛在的災難性事件。使用該系統(tǒng)的用戶，還可以有效地利用計劃內的停機時間來診斷與處理風險，從而簡化井間維護，使鉆機可以保持作業(yè)狀態(tài)，而無需長時間的停機，避免不必要的防噴器組裝卸。 

目前NOV公司正在研發(fā)其他預測模型，如泄漏檢測以及可能造成風險的作業(yè)模式。 

該系統(tǒng)在預測事件期間，會有智能通知發(fā)送給客戶標識的聯(lián)系人，通知他們可能的風險。還可在發(fā)生故障之前妥善調配鉆機人員，顯著降低作業(yè)與人員的風險。在油氣行業(yè)的低迷時期，業(yè)內必須齊心協(xié)力，繼續(xù)提高作業(yè)安全性，降低作業(yè)成本，加速數字化進程。

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