選擇鉆井平臺井口周邊用防爆柜,需圍繞 “IIC 類高危氣體(甲烷、油氣)"“鹽霧腐蝕(海水 + 油氣協(xié)同作用)"“強(qiáng)振動沖擊(鉆井作業(yè)震動 + 風(fēng)浪搖晃)" 三大核心風(fēng)險,重點(diǎn)把控 IIC 類防爆等級、抗鹽霧強(qiáng)腐材質(zhì)、抗振動結(jié)構(gòu),確保設(shè)備在 “爆炸風(fēng)險最高、環(huán)境惡劣" 的井口區(qū)域安全可靠:
井口周邊是鉆井平臺爆炸風(fēng)險核心區(qū),存在原油揮發(fā)氣、甲烷(IIC 類氣體,點(diǎn)火能量僅 0.28mJ,遇火花即爆),且油氣與海水混合加劇腐蝕,防爆等級需同時滿足 “最高氣體防爆 + 抗海洋腐蝕",且符合海事安全標(biāo)準(zhǔn)。
核心防爆等級:Ex d IIC T4 Ga(必須隔爆型,禁止正壓型)
井口周邊禁止用正壓型(鉆井作業(yè)易導(dǎo)致補(bǔ)氣系統(tǒng)故障,失去防護(hù)),僅選隔爆型,參數(shù)需精準(zhǔn)匹配:
“Ex d":隔爆型外殼(能承受內(nèi)部 IIC 類氣體爆炸壓力≥1.5MPa,火焰不傳播至外部,適配井口油氣爆炸風(fēng)險);
“IIC":必須覆蓋 IIC 類氣體(井口甲烷、重?zé)N類氣體均屬 IIC 類,IIB 類無法防護(hù),易引發(fā)爆炸);
“T4":最高表面溫度≤135℃(井口夏季甲板溫度達(dá) 65℃+,鉆井設(shè)備散熱疊加,避免柜體高溫引燃油氣);
“Ga":1 區(qū)最高保護(hù)級別(井口周邊 24 小時可能存在油氣泄漏,屬 1 區(qū)危險環(huán)境,需 Ga 級防護(hù))。
強(qiáng)制合規(guī)認(rèn)證(缺一不可)
國內(nèi)需 GB 3836.2-2010(隔爆型 IIC 類)+ GB/T 10125-2021(1000 小時鹽霧測試)+ CCS 船級社認(rèn)證(海事平臺強(qiáng)制要求);
國際項(xiàng)目需額外通過 IECEx IIC 認(rèn)證、ATEX IIC 認(rèn)證;
需提供 油氣 + 鹽霧協(xié)同腐蝕測試報告(柜體材質(zhì)浸泡在 “5% NaCl 溶液 + 10% 原油揮發(fā)氣" 環(huán)境 72 小時,無腐蝕、無結(jié)構(gòu)變形);
拒絕 “IIB 類防爆"“鹽霧測試<1000 小時"“無船級社認(rèn)證" 的產(chǎn)品,避免防爆失效或無法通過海事驗(yàn)收。
井口周邊除高鹽霧、強(qiáng)振動外,還存在油氣黏連(原油易附著柜體,加速腐蝕)、鉆井液污染(含酸性物質(zhì)的鉆井液濺落)、短時浸泡(風(fēng)浪可能濺濕柜體),材質(zhì)和結(jié)構(gòu)需強(qiáng)化。
柜體材質(zhì):抗鹽霧油氣選,超級雙相鋼 2507(推薦)
抗腐性:可耐受鹽霧、油氣、鉆井液(含鹽酸、柴油)的協(xié)同腐蝕,抗點(diǎn)蝕能力是 316L 的 5 倍,無金屬離子析出(避免污染原油);
抗沖擊:抗拉強(qiáng)度≥800MPa,屈服強(qiáng)度≥550MPa,能承受鉆井作業(yè)振動(振幅≤5mm)和設(shè)備碰撞,避免外殼破損;
耐高溫:在 800℃以下穩(wěn)定,覆蓋井口設(shè)備散熱環(huán)境(鉆井泵電機(jī)周邊溫度可達(dá) 70℃+);
必須選用 超級雙相鋼 2507(含 25% 鉻、4% 鉬、0.28% 氮),不接受其他材質(zhì):
禁止選 316L 不銹鋼(3 個月內(nèi)被鹽霧 + 油氣腐蝕出現(xiàn)點(diǎn)蝕)、哈氏合金 C276(強(qiáng)度不足,振動環(huán)境易變形)、碳鋼(1 周內(nèi)被鉆井液腐蝕報廢)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):防滲透 + 抗振動 + 防油氣黏連
柜體表面:拋光至 Ra≤0.4μm(超光滑表面減少原油、鉆井液黏連,黏附后可用高壓水槍直接沖洗);
頂部結(jié)構(gòu):45° 傾斜 + 弧形導(dǎo)流槽(傾斜角度比平臺其他區(qū)域更大,加速原油、雨水滑落,導(dǎo)流槽帶排水孔,避免積液);
底部設(shè)計(jì):抬高≥60cm(高于井口周邊可能的積水高度),焊接防濺擋板(防止鉆井液直接濺到底部接線端子)。
柜體框架:一體化焊接,無螺栓拼接(螺栓在振動中易松動,導(dǎo)致防爆接合面間隙超標(biāo));
內(nèi)部元件固定:用 超級雙相鋼支架 + 硅橡膠防震墊(防震墊硬度 50±5 Shore A,減少振動對變頻器、儀表的影響),元件與支架連接用防松螺栓(涂螺紋鎖固膠);
柜門:加裝 3 道加強(qiáng)筋 + 雙鎖扣(加強(qiáng)筋間距≤20cm,鎖扣為不銹鋼快鎖式,防止振動導(dǎo)致柜門翹曲或松動);
柜門:用 全氟醚橡膠雙道密封膠條(截面 “迷宮式",壓縮量≥40%,密封間隙≤0.03mm,杜絕油氣、鹽霧、鉆井液滲入),膠條外側(cè)加不銹鋼擋水板(防止鉆井液直接沖刷膠條);
線纜入口:用 IIC 類隔爆格蘭頭(超級雙相鋼材質(zhì)),內(nèi)置 PTFE 密封墊 + 金屬壓環(huán),線纜穿入后壓環(huán)緊密擠壓,與線纜間隙≤0.08mm(油氣分子直徑小,需極小間隙阻斷);
焊接接縫:柜體所有焊接(包括防爆接合面)采用 雙面氬弧焊,焊后做 “滲透檢測(PT)",確保無氣孔、夾渣(氣孔會成為腐蝕和爆炸火焰的通道);
防滲透密封(三重防護(hù)):
抗振動設(shè)計(jì)(全結(jié)構(gòu)強(qiáng)化):
防黏連與易清潔:
井口防爆柜需容納鉆井泵變頻器(核心設(shè)備)、井口壓力傳感器控制器、緊急關(guān)斷閥(ESD)控制器,需應(yīng)對振動干擾、油氣污染、短時斷電,配置需兼顧穩(wěn)定與應(yīng)急安全。
內(nèi)部元件與防護(hù)(全抗振抗腐)
禁止用風(fēng)扇散熱(風(fēng)扇易吸入油氣、粉塵導(dǎo)致故障),采用 全封閉熱管散熱器(熱管材質(zhì)為銅鎳合金,耐鹽霧),通過柜體壁自然散熱,確保柜內(nèi)溫度≤55℃(變頻器運(yùn)行時發(fā)熱量大,需高效散熱);
柜體側(cè)面開設(shè)散熱鰭片(超級雙相鋼材質(zhì)),增大散熱面積,鰭片間距≥15mm(避免原油堵塞影響散熱)。
柜內(nèi)加裝 雙層銅網(wǎng)屏蔽層(網(wǎng)格孔徑≤0.5mm),屏蔽層與柜體接地銅排可靠連接(接地電阻≤1Ω),減少鉆井平臺雷達(dá)、電臺產(chǎn)生的電磁干擾(干擾會導(dǎo)致壓力傳感器數(shù)據(jù)失真,影響鉆井安全);
變頻器:選 “鉆井專用隔爆變頻器"(防護(hù)等級 IP66,帶抗振動設(shè)計(jì),可承受 10-50Hz 振動);
端子排:用超級雙相鋼材質(zhì),帶防松端子(避免振動導(dǎo)致接線松動),且表面噴涂 PTFE 防油涂層(防止原油黏附導(dǎo)致短路);
元件選型:所有電氣元件(斷路器、接觸器、端子排)需為 IIC 類隔爆型 + 抗鹽霧抗振款:
電磁屏蔽:
散熱設(shè)計(jì)(無風(fēng)扇,防污染):
安全聯(lián)動與應(yīng)急(井口專屬功能)
配備 隔爆型鋰電池備用電源(容量≥10Ah,續(xù)航≥6 小時),平臺斷電時自動切換,確保報警、緊急關(guān)斷系統(tǒng)正常運(yùn)行(井口斷電后需維持應(yīng)急功能,防止事故擴(kuò)大)。
接入井口壓力傳感器信號,當(dāng)壓力超上限(如≥35MPa)或超下限(如≤5MPa)時,立即觸發(fā)報警并暫停鉆井泵,避免井口噴溢或空抽;
柜內(nèi)集成 井口專用油氣探測器(檢測范圍 0-100% LEL,響應(yīng)時間≤0.5 秒),濃度≥8% LEL 時觸發(fā):
油氣泄漏聯(lián)動(毫秒級響應(yīng)):
壓力異常聯(lián)動:
應(yīng)急供電:
聲光報警(音量≥130dB,紅色爆閃燈,穿透鉆井作業(yè)噪音);
1 秒內(nèi)切斷鉆井泵變頻器電源(停止鉆井作業(yè),減少油氣產(chǎn)生);
輸出干接點(diǎn)信號,聯(lián)動井口緊急關(guān)斷閥(關(guān)閉采油樹主閥)和平臺消防系統(tǒng)(啟動泡沫噴淋);
品牌選擇:僅選 “鉆井平臺 + IIC 類隔爆" 雙經(jīng)驗(yàn)品牌
必須選擇有海上鉆井平臺井口項(xiàng)目案例的品牌(如華隆電氣鉆井專用防爆系列、美國 Appleton 井口防爆柜),需提供至少 3 個國內(nèi)海上油田井口應(yīng)用案例(如渤海、南海油田),且案例運(yùn)行時間≥3 年(驗(yàn)證抗腐抗振性能);
售后要求(海上專屬服務(wù))
質(zhì)保期: 柜體 + 防爆系統(tǒng) 5 年(超級雙相鋼材質(zhì)質(zhì)保),探測器 / 備用電源 2 年(探測器需每 3 個月校準(zhǔn) 1 次,備用電源每 6 個月充放電維護(hù));
響應(yīng)時間: 24 小時海上應(yīng)急服務(wù)(配備鉆井平臺登船資質(zhì)的工程師,故障后 48 小時內(nèi)抵達(dá)平臺現(xiàn)場);
定期維護(hù):每季度上門 1 次,進(jìn)行 防爆接合面檢查(涂抹專用防銹油脂)、接地電阻復(fù)測(≤1Ω)、油氣探測器校準(zhǔn),每年做 1 次柜體壁厚檢測(超聲波探傷,確保無腐蝕減薄)。
先確認(rèn) Ex d IIC T4 Ga 等級 + 1000 小時鹽霧測試 + CCS 認(rèn)證,排除所有不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品;
再確認(rèn) 柜體材質(zhì)為超級雙相鋼 2507 + 全氟醚雙道密封 + 熱管散熱,無其他替代方案;
核對 油氣探測器毫秒級響應(yīng) + 井口壓力聯(lián)動 + 隔爆備用電源,確保具備井口專屬應(yīng)急功能;
最后確認(rèn) 3 個以上井口案例 + 5 年質(zhì)保 + 24 小時海上售后,避免后期運(yùn)維無保障。