用于液压控制系统的监控装置及方法

申请号 CN201080049183.6 申请日 2010-10-28 公开(公告)号 CN102597415A 公开(公告)日 2012-07-18
申请人 戴蒙德海底钻探公司; 发明人 杰森·波斯特III·柯蒂斯;
摘要 本 发明 公开一种用于操作海底防喷器的液压控制系统,包括:地面分路 阀 箱,其将液压动 力 传递到防喷器;地面驱动阀,其与海底导向阀液压连接,并且被配置为操作该防喷器;以及控制系统监控装置。该控制系统监控装置包括:地面分路阀箱压力 传感器 ,其液压连接地面分路阀箱; 电子 读回系统;以及地面控制管线 压力传感器 ,其液压连接至少一个控制软管的地面端和该地面驱动阀。该控制系统监控装置被配置为读取、记录、处理由地面分路阀箱和地面控制管线压力传感器提供的压力数据。
权利要求

1.一种用于操作防喷器的液压控制系统,该系统包括:
地面分路箱,其被配置为将液压动传递到防喷器;
地面驱动阀,其与海底导向阀液压连接,并且被配置为操作该防喷器;
控制系统监控装置,其包括:
地面分路阀箱压力传感器,其液压连接地面分路阀箱;
电子读回系统;以及
地面控制管线压力传感器,其液压连接至少一个控制软管的地面端和该地面驱动阀;
所述的控制系统监控装置被配置为读取、记录、处理由地面分路阀箱和地面控制管线压力传感器提供的压力数据。
2.根据权利要求1所述的液压控制系统,其中,电子读回系统包括个人电脑,其具有与压力传感器相接的设备接口
3.根据权利要求1所述的液压控制系统,其中,电子读回系统包括至少一个可编程逻辑控制器,其适于读取、记录、处理来自压力传感器的压力数据。
4.根据权利要求1所述的液压控制系统,其中,电子读回系统包括至少一个液晶显示屏,其用以显示实时压力数据。
5.根据权利要求1所述的液压控制系统,其中,该防喷器被配置为具有小于60秒的关闭时间。
6.根据权利要求1所述的液压控制系统,其中,控制系统监控装置进一步包括海底分路阀箱压力传感器。
7.一种监控防喷器关闭时间的方法,所述方法包括以下步骤:
启动地面驱动阀并在固定时间间隔内记录地面分路阀箱的压力;
确定在特定时间间隔内地面分路阀箱压力的最小值;
计算启动地面驱动阀的开始时间到地面分路阀箱压力到达最小值的持续时间;
在电子读回系统的显示器上显示所计算的持续时间。
8.根据权利要求7所述的方法,所述方法进一步包括将预定的延时增加到所计算的持续时间上。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述的延时大约为1秒。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述的固定时间间隔大约为75-100秒。
11.根据权利要求7所述的方法,其中,由电激励信号触发所述地面分路阀箱压力的记录。

说明书全文

用于液压控制系统的监控装置及方法

相关申请的交叉引用

[0001] 本申请根据美国专利法35 U.S.C.§119(e),本申请要求2009年10月28日提交的美国专利申请61/255,745的优先权,所述专利被转让给本受让人,该申请的全文通过引用的方式被包含于此。

技术领域

[0002] 这里公开的实施例总体涉及一种用于海底驱动装置的改良液压控制系统。更具体地,这里公开的实施例总体涉及一种用于通过液压控制系统监控深海海底防喷器(“BOP”)的驱动的装置及方法。

背景技术

[0003] 通常由海底防喷器(“BOP”)组合进行深海石油和天然气钻探,而海底防喷器组合可以可拆卸地附加到接近海底的井口上。例如,如果受压液体从地质层进入钻井孔,则防喷器组合中的一个或多个海底防喷器可以闭合以封闭该钻井孔。海底防喷器组合可以由多种控制系统之一从地面进行控制,例如液压或者电动液压系统,其中包括复合(“MUX”)电动液压控制系统。
[0004] 最早的海底防喷控制系统是液压系统,而大量液压系统至今还被采用。液压系统通常较便宜,而且比电动液压系统更可靠。例如,液压系统通常比电动液压系统的具有更长的正常工作时间,出现问题时更容易诊断,需要配置的备用零件更少,而且可以由该领域的非专业工作人员修复。有研究表明,复合电动液压防喷器控制系统的初始成本可能是液压系统的四倍,并且,在5年期间,复合电动液压防喷器控制系统的停工期平均大约是液压系统的1.8倍。目前来说,对于现代浮动钻探设备,停工的成本大约为每小时20,000美元,因此,复合液压系统增加的停工时间是一个大问题。
[0005] 但是,在深海中,现有的液压防喷器控制系统可能会出现在海底的防喷器响应时间延迟;由于种种原因,电动液压控制系统(特别是复合液压系统)现在可能特别适用于深海钻探,尤其用于深度大于5000英尺的海域。
[0006] 行业标准(如美国石油协会(“API”))规定无论深多少海底防喷器最长的关闭时间;环形防喷器需要在60秒内关闭,而闸板防喷器需要在45秒内关闭。当然,为提高安全性,在实践中,尽可以快地执行这些功能是一个行业目标。
[0007] 关闭时间通常被定义这样的一段时间—从地面(即,钻井船)启动选定的海底防喷器功能到来自防喷器组合表明选定的防喷器功能已完成的反馈信号到达地面之间的持续时间。启动海底防喷器功能的过程通常包括4个分立的步骤:(1)从地面向海底防喷器组合发送一个信号;(2)响应于来自地面的信号,打开海底防喷器组合的至少一个液压口;(3)对选定的防喷装置进行液压驱动;最后(4)向地面发送一个信号表示已经成功启动防喷器功能。
[0008] 在现有的液压控制系统中,可以由通过中心软管连接到海底组合的液压分路阀箱的地面测压计来提供表示选定的防喷器功能已经成功启动的指示,该液压分路阀箱对选定防喷器功能的液压驱动提供动。选定的防喷器功能开始启动时,海底液压分路阀箱的压力会下降。防喷器功能完全启动后,海底液压分路阀箱的压力会上升,回到标称水平(通常为1500磅/平方英寸)。地面的测压计表明海底液压分路阀箱的压力恢复到标称值时,通常认为防喷器功能完成。
[0009] 在深海里,地面的测压计通常可能对海底液压分路阀箱的压力改变的响应非常慢。例如,在选定的防喷器功能被启动到地面测压计显示的压力回到了标称分路阀箱压力之间大约相隔10到20秒,该时段在防喷器容许关闭时间中占据较大比率。
[0010] 因此,需要一种液压控制系统,用来控制深海海底防喷器组合,以得到更快更精确的选定防喷器功能被启动的指示,而不依赖于不可靠的电信号,例如用于电动液压控制系统上的电信号。发明内容
[0011] 一方面,这里公开的实施例涉及一种用于操控海底防喷器的液压控制系统,该系统包括:用于传导液压到防喷器的地面分路阀箱、与海底阀的液压连接并操控防喷器的地面驱动阀、以及控制系统监控装置。该控制系统监控装置包括:液压连接到地面分路阀箱的地面分路阀箱压力传感器电子读回系统、与至少一个控制软管的地面端和地面驱动阀液压连接的地面控制线压力传感器。控制系统监控装置用于读取、记录以及处理由地面分路阀箱和地面控制线压力传感器提供的液压数据。
[0012] 另一方面,这里公开的实施例涉及一种监控防喷器关闭时间的方法,该方法包括:启动地面驱动阀,记录固定时间段内地面分路阀箱的压力数据,判定该固定时间段内地面分路阀箱压力数据的最小值,计算出从驱动地面驱动阀的开始时间到地面分路阀箱压力到达最小值的时间,并且将该时间显示在电子读取系统中。
[0013] 本发明的其他方面和优点将通过以下描述和所附权利要求变得显而易见。附图说明
[0014] 图1是现有技术的液压海底防喷控制系统中的一个管道的示意图;
[0015] 图2是现有技术的液压海底防喷控制系统中在一个环形防喷控制管道中压力随时间变化的曲线图;
[0016] 图3是根据本公开的实施例的液压防喷器控制系统中的一个管道的示意图。

具体实施方式

[0017] 图1是用于海底防喷器组合的液压控制系统中的一个管道的简化示意图。控制系统的部件可以被认为是地面设备或者海底设备。
[0018] 电机1A驱动液压1B,而该液压泵与地面分路阀箱1E液压连接。地面分路阀箱1E中的液压由地面分路阀箱储压器1C所维持并且由地面分路阀箱压力计1D进行测量。地面分路阀箱1E还与海底液压供应线5A液压连接,该供给线典型地包括一系列相互连接的管,这些钢管的内径为1英寸或更大,并连接到钻井隔水管,以将液压动力从地面传递到紧邻海床的海底防喷器。地面分路阀箱1E典型地可以具有一个大约3000磅/平方英寸(psi)的标称调节压力,但是可能存在其他标称调节压力。
[0019] 可调式压力调节器2A设置控制分路阀箱2C中的压力,该压力由控制分路阀箱压力计2B所测量。要注意的是,在一些液压控制系统中,可调式压力调节器2A可能不存在,这种情形下控制分路阀箱2C中的压力可以由减压阀或者类似设备(未示出)相对粗略地调节。控制分路阀箱2C液压连接到地面驱动阀6,该地面驱动阀可以是手工三位四通阀,如图所示,还可以包括一个或多个本技术领域中已知的阀。在操作过程中,控制分路阀箱2C通常具有大约3000磅/平方英寸的标称压力,但是也可以其他标称压力。
[0020] 地面驱动阀6分别通过控制软管6A和6B与海底导向阀10A和10B液压连接。海底导向阀10A和10B分别通过控制软管11A和11B依次与地面板安装(“SPM”)阀7A和7B液压连接。SPM阀7A和7B分别通过液压管8A和8B与海底防喷器9相连。要注意的是,海底导向阀10A和10B及SPM阀7A和7B是不可调节的、弹簧加载的阀,但是它们可以交替地具有可调节的偏置弹簧或者在某些情形下可以是压力加载阀。总之,在控制软管6A和6B底部的海底导向阀10A和10B分别被驱动,此处的压力由海底导向阀的偏置设定决定。
[0021] 海底防喷器9进一步包括开放腔9A和封闭腔9B。要注意的是,海底防喷器为闸板防喷器,但是本领域的技术人员应该明确控制电路也可以操作其他液压驱动设备,如环形防喷器或者闸阀。本领域的技术人员还应该明确一些海底液压系统可以选择性地包括一个海底导向阀或者针对每个功能的多个地面板安装(“SPM”)阀;如一个用于环形防喷器的液压海底控制电路可以包括一个用于开启两个SPM阀的导向阀,以得到高流速,因为环形防喷器通常具有一个非常大的关闭腔,因此需要这种高流速。
[0022] 在海底防喷组合中,海底液压供应线5A与一个或多个海底分路阀箱压力调节器5B相连,从而在预设的压力下调节海底液压分路阀箱5C的标称压力(如使用多个压力调节器为闸板或者环形防喷器的分开的分路阀箱产生不同的压力)。海底液压分路阀箱5C中的液压通过海底分路阀箱压力管5D传送到地面,并且由海底分路阀箱压力计5E显示。海底液压分路阀箱5C中的标称调节液压通常可以为1500到3000磅/平方英寸,但是可能存在其他压力值。
[0023] 控制软管6A、6B、11A、11B和海底分路阀箱压力软管5D通常为内径为3/16英寸高压液压软管,这些软管被绑在一起形成系缆软管束(或简称为“脐”),而系缆软管束通常与钻井隔水管相连。地面分路阀箱1E与偏压调节器3A液压相连,对偏压分路阀箱3C和分别与控制软管6A和6B相连的偏压阀4A和4B进行输送。在一些最低偏压值(通常为250-500磅/平方英寸)的情况下,偏压调节器3A和偏压阀4A和4B分别维持控制软管6A和6B中的静态压力,从而轻微拉伸软管,使控制操作过程中软管具有较小的体积膨胀。
[0024] 应该注意的是,图1中的液压控制系统被描述为一个偏压系统,这是因为现有公开的发明人得到的测试结果(后续将要讨论)来自于偏压系统。本领域的技术人员将会理解许多海底液压控制系统并没有偏压电路,而且,现有公开的监控装置和方法在控制软管6A和6B中可以无需偏压。
[0025] 当关闭海底防喷器9时,地面驱动阀6将完全向转动到左边,从而达到减压控制软管6A和增压控制软管6B的效果。控制软管6B中的压力转移到海底导向阀10B上从而增压控制软管11B,进而转动SPM阀7B,将增压的液压流从海底分路阀箱5C输送到海底防喷器9的封闭腔9B里,从而最终关闭海底防喷器9。当打开海底防喷器9时,地面驱动阀6将完全移动到右边,从而达到减压控制软管6B和增压控制软管6A的效果。进而转动海底导向阀10A和SPM阀7A,将增压的液压流从海底分路阀箱8A输送到海底防喷器9的开放腔9B里,从而最终打开海底防喷器9。值得注意的是,在中心或者中间位置,地面驱动阀6减压控制软管6A和6B,进而分别减压海底导向阀10A和10B及SPM阀7A和7B的驱动器
[0026] 当SPM阀7B转动至关闭海底防喷器9时,海底分路阀箱5C中的调节压力值可能下降(通常从几百磅/平方英寸至大约达1000磅/平方英寸,这取决于海底分路阀箱5C中的标称压力,以及防喷器9和其中管道的设计),几秒钟后将会在海底分路阀箱压力计5E上进行显示。当海底防喷器9完全关闭时,海底分路阀箱5C中的压力开始上升,同样会在几秒钟后在海底分路阀箱压力计5E上进行显示。
[0027] 现有技术中,由液压控制系统所控制的海底防喷器的关闭时间通常被定义为从地面驱动阀6转动(或“驱动”)直到海底分路阀箱压力计5E所显示的压力值回到适用于海底分路阀箱5C的海底分路阀箱压力调节器5B所设置的标称压力值的时间。
[0028] 参照图2,示出了关闭海底环形BOP过程中图1所示的液压电路在多个时间点上的压力值曲线图。这些压力值来自现有公开的发明人从其执行的实验中所获取的实验数据。曲线图的解释如下,曲线20代表控制软管6B顶部的压力值,曲线21代表地面分路阀箱2C中的压力值,地面分路阀箱2C中的标称压力值(如在零秒时)大约是3000磅/平方英寸。
曲线22代表海底分路阀箱5C的压力值,曲线23代表位于地面上的海底分路阀箱压力计5E上所显示的压力值。曲线24代表控制软管6B底部的压力值。
[0029] 从获取数据的实验设置来看,(a)BOP是 环形BOP(b)控制软管6A和6B的内径大约为3/16英寸,每根软管近似为10,500英尺长,浮式钻井装置通常位于水深约为10,000英尺的地方,(c)控制软管6A和6B绕在卷轴上(以增加流动阻力),并且不受到外部静液压力(这就使得软管比其在海底展开具有更大的体积膨胀)(d)海底液压供应线5A可以由软管和输出管所模拟,所述软管和输出管的流量系数(或“Cv”)与内径(“ID”)为
1英寸、长约10,500英尺的钢管大致相同。
[0030] 在0秒时(即点25),地面驱动阀6完全转动到左边(以关闭海底防喷器9),控制软管6B顶部的压力(即曲线20)快速上升,而控制软管6B底部的压力(即曲线24)相对缓慢上升,这取决于控制软管6B相对低的流量系数(或Cv),以及当对控制软管6B加压高于300磅/平方英寸的偏压时控制软管6B的体积膨胀。大约4秒后,在点25A处,控制软管6B底部的压力(即曲线24)开始缓慢上升。大约12秒后,在点25B处,当控制软管6B底部的压力(即曲线24)达到约850磅/平方英寸(海底导向阀10B的驱动压力),海底分路阀箱5C中的压力快速下降(即曲线22),约1秒后地面分路阀箱2C中的压力下降(即曲线21)。
[0031] 在约37秒的点22A处达到最小值之前,海底分路阀箱5C中的压力(即曲线22)震荡大约8秒(这是因为在SPM阀7B和BOP封闭腔9B之间引发了液压锤效应),在点22A处防喷器9完全关闭,海底分路阀箱5C中的压力(即曲线22)快速上升。防喷器9完全关闭后约1秒的点22A,地面分路阀箱2中的压力(即曲线21)在约38秒的点21处到达最小值。海底分路阀箱压力计5E处的压力(即曲线23)在约15秒时开始下降,在约41秒的点23A处达到最小值,或者在防喷器9完全关闭后约4秒的点22A处达到最小值。海底分路阀箱压力计5E处的压力然后开始上升,在约70秒的点23B处到达海底分路阀箱5C的标称调节压力值。
[0032] 在现有技术中,BOP的关闭时间通过记录(通常使用手动秒表)地面驱动阀6在0秒的点25A处转动到点23B处的时间决定。图2中,对于环形BOP而言,现有技术的BOP关闭时间约为70秒。在实际中,使用手动秒表测量BOP关闭时间可能会使BOP关闭时间中加入额外时间。正如所述的,环形BOP关闭时间的常规限定通常为60秒。
[0033] 参照图3,示出了根据本公开的实施例的简化液压控制系统的示意图。电机31A驱动与地面分路阀箱31E液压连接的液压泵31B。地面分路阀箱31E中的压力由地面分路阀箱储压器31C所维持,并且由地面分路阀箱压力计31D测量。可调式压力调节器32A设定控制分路阀箱32C中的压力,该压力由控制分路阀箱压力计32B所测量。控制分路阀箱32C与地面驱动阀36液压连接。
[0034] 地面驱动阀36的液压通过控制软管36A和36B分别与海底导向阀40A和40B液压连接。海底导向阀40A和40B进而通过控制软管41A和41B与SPM阀37A和37B液压连接,而SPM阀分别通过液压管38A和38B连接到海底防喷器39。海底防喷器39有一个开放腔39A和一个封闭腔39B。海底液压供应线35A为一个或多个海底分路阀箱压力调节器35B进行输送以此来调节海底液压分路阀箱35C的标称压力。海底液压分路阀箱35C中的液压通过海底分路阀箱压力软管35D传送到地面,并由位于地面的海底分路阀箱压力计35E进行显示。地面分路阀箱31E与偏压调节器33A也液压连接,为与控制软管36A和36B分别连接的偏压分路阀箱33C和偏压阀34A和34B进行输送。
[0035] 本公开的液压控制系统监控装置30包括:地面分路阀箱压力传感器30C,电子读回系统30A和地面控制线压力传感器30B。在某些实施例中,液压控制系统监控装置30也可以包括海底分路阀箱读回传感器30D。地面分路阀箱压力传感器30C与地面分路阀箱31E液压相连。地面控制线传感器30B与控制软管36B的地面端液压连接,并在大多数实施例中可以与偏压阀34B的任一端相连。可选的海底分路阀箱读回传感器30D与更邻近海底分路阀箱压力计35E的海底分路阀箱压力软管35D相连接。在一些实施例中,压力传感器30B,30C和30D是4-20毫安(“mA”)压力传感器,但是也可以使用现有的其他类型压力传感器,如0-10伏传感器。
[0036] 电子读回系统30A包括读取、记录和处理由传感器30B和30C,以及可选地来自传感器30D所提供的压力数据的装置,还包括显示例如实时压力和BOP关闭时间计算值的数据的装置。
[0037] 根据本公开的一些实施例,电子读回系统30A可以包括具有与传感器30B和30C相连接的设备接口的个人电脑(“PC”)。在相关实施例中,电子读回系统30A可以包括装有传感器设备接口的便携式个人电脑、以及一个连接安装在或紧邻BOP控制板的传感器30B和30C的接口,从而允许传感器临时与便携式个人电脑相连接(例如在对运行后的BOP组合进行测试,或对海底防喷器组合进行定期检测),这可以允许便携式个人电脑用于钻机的其他测量设备和诊断目的上。
[0038] 在一些实施例中,电子读回系统30A可以包括一个或多个可编程逻辑控制器(“PLC”)或类似装置,以适于读取、记录、处理来自压力传感器30B和30C(还可以包括压力传感器30D)的压力数据,以及至少一个液晶显示屏(“LCD”)。在相关的实施例中,电子读回系统30A可以包括一个PLC或类似装置,至少一个电源,一个显示设备,该电子读回系统30A位于一个合适的防护外壳内,以适用于例如钻井平台地面这样的危险环境。本领域普通技术人员会认识到电子读回系统30A不仅仅包括适用读取、记录、处理来自压力传感器的压力数据的个人电脑或可编程逻辑控制器。例如,一个适于读取、记录和处理压力数据的专用电路板可以用来代替可编程逻辑控制器或个人电脑。
[0039] 参照图2和图3,在本文公开的实施例中所描述的具有液压控制系统监控装置的液压BOP控制系统的操作如下。地面控制线压力传感器30B监控控制线36B顶部的压力(图2中的曲线20)。地面分路阀箱压力传感器30C监控地面分路阀箱31E中的压力(图2中的曲线21).可选的海底分路阀箱监控压力传感器30D监控位于海底分路阀箱压力计
35E处的压力(图2中的曲线23)。
[0040] 当驱动阀36转动至左边以关闭BOP39时,控制软管36B顶部的压力(图2中的曲线20,由图3中地面控制线传感器30B所监控)开始上升。在一些实施例中,当控制软管6B中的压力到达位于触发点20A处的1000磅/平方英寸时,电子读回系统30A开始记录来自压力传感器30B和30C的压力数据。在相关的实施例中,电子读回系统30A也在这个点开始记录来自压力传感器30D的压力。在进一步的实施例中,通过电子读回系统30A记录的压力数据由与连接在控制阀36的驱动装置的电力微动开关或类似装置(未示出)所触发。
[0041] 在控制阀36通常被电激励信号激励的情况下,如被螺线管或者通过电气驱动器激励,电力激励信号可以通过电子读回系统30A触发压力数据记录。使用压力传感器30B来触发压力数据记录有以下优点:(a)压力传感器30B的正常运转通过在地面分路阀箱31E上所显示的由压力驱动器30B测量的压力来不断地确认,以及(b)压力传感器非常可靠。
[0042] 然而,控制阀在0秒(点25)的驱动到触发点20A之间可能存在1秒的延迟,因此,在一些实施例中,有必要增加一个预设的“延迟时间”到BOP关闭时间上,该BOP关闭时间由液压控制系统监控器30所测算。所需的“延迟时间”可以使用已知的方法通过测量选定的BOP控制系统来实验决定,这个时间为驱动地面驱动阀36到曲线20上触发点20A之间的时间间隔。
[0043] 延迟时间可以采用各种方法来减少,包括如(a)安装压力传感器30B液压地接近地面驱动阀36,和/或(b)设置触发点20A处于高于控制软管36B中标称压力的最低可能压力值。如,在本公开的一些实施例中,包括一个BOP控制系统,其中控制软管36A和36B的偏压达到300磅/平方英寸,触发点20A可以设置为450-600磅/平方英寸。在其他实施例中,如果控制软管36A和36B没有被设置偏压,触发点20A可以设置为150-300磅/平方英寸。
[0044] 在一些实施例中,来自压力传感器30B和30C(以及可选地来自压力传感器30D)的压力数据可以在一段固定的时间间隔内进行记录(如75-100秒)。在相关的实施例中,所述固定的时间间隔可能长于所需的BOP关闭时间。在另一个相关的实施例中,固定的时间间隔至少为所需的BOP关闭时间的1.5倍。
[0045] 根据本公开的其他实施例,压力数据可以从地面分路阀箱压力传感器30C和/或可选的海底分路阀箱压力传感器30D所测量的压力下降低至低于第一预定压力值开始,直至接着上升至高于第二预定压力值时进行记录。在相关的实施例中,所述第一预定压力值可以与第二预定压力值相同。举例说明,记录可以在地面分路阀箱压力传感器30C所测量的压力(曲线21)下降至预定压力为2000磅/平方英寸时(在大约23秒处)并且接着上升至高于2000磅/平方英寸(在大约78秒处)之后停止记录。在另一个例子中,记录可以在压力传感器30D(曲线23)所测量的压力降至1000磅/平方英寸(在大约33秒处)并且接着升至高于1500磅/平方英寸(在大约75秒处)之后停止记录。
[0046] 根据本公开的某些实施例,特别适用于具有电激励型地面驱动阀的BOP控制系统(即在启动时没有延迟时间),电子读回电路30A(a)根据电信号开始记录分路阀箱压力数据,这个电信号是地面驱动阀36驱动时发出的(b)在一段固定的时间间隔后停止记录压力数据(c)回顾地确定地面分路阀箱31E的压力(曲线21)的最小值21A(d)计算0秒(点25)和最小值21A之间的持续时间以及(e)在电子读回系统30A的显示设备上,将计算的持续时间作为BOP关闭时间进行显示。使用图2中的数据,这个实施例中的BOP关闭时间大约为37秒(即,从0秒到点21A之间的时间)
[0047] 在本公开的一些实施例中,电子读回电路30A(a)当控制软管36B中的压力上升至高于压力传感器30B所测量的规定值时,压力数据开始被记录(例如在触发点20A为1000磅/平方英寸时)(b)在一段固定的时间间隔后(例如75秒)停止记录压力数据(c)回顾地确定地面分路阀箱31E中压力(曲线21)的最小值(点21A)(d)计算触发点20A和最小值21A之间的持续时间(d)增加一个预定的延迟时间(例如1秒)(e)在电子读回系统30A的显示设备上将计算的持续时间作为BOP关闭时间进行显示。
[0048] 利用图2中显示的数据,假定保守延迟时间为1秒,本实施例中关闭时间大约为38秒(从触发点20A到点21A的时间为37秒,再加1秒的延迟时间),较好地位于环形BOP所需的60秒关闭时间内。应注意到,地面分路阀箱压力(曲线21)总是在BOP封闭腔9B填充后且防喷器9在点22A出关闭时到达最小值(点21A),但是点21A与点22A之间的时间差通常很小,并且与水深和海底液压供应线35A的流量系数(“Cv”)相关。
[0049] 点21A与点22A之间的时间差可以通过增加液压供应线35A的流量系数使之最小化。本公开的一个实施例中,海底液压供应线35A内部覆涂一层低摩擦聚合物涂层以增加其流量系数(Cv)。在一个相关的实施例中,海底液压供应线35A的内径大于2英寸,其内部覆涂一层低摩擦聚合物以增加其流量系数(Cv)。
[0050] 本公开的另一实施例中,BOP控制系统监控器30可以包括海底分路阀箱压力传感器30D。电子读回电路30A(a)在触发点20A处开始记录压力数据(b)75秒后停止记录压力数据(c)回顾地确定海底分路阀箱软管35D中压力(曲线23)的最小值23A(d)计算触发点20A和最小值23A之间的持续时间(e)增加一个预定的延迟时间(f)在电子读回系统30A的显示设备上将计算的持续时间作为BOP关闭时间进行显示。使用图2中的数据,假定保守延迟时间为1秒,系统的关闭时间约为42秒(达到点23A处的时间为41秒,再加1秒的延迟时间),较好地位于环形BOP所需的60秒关闭时间内。
[0051] 在相关的实施例中,电子读回系统30A的显示设备显示了地面分路阀箱31E中和/或海底分路阀箱软管35D中的实时压力。在另一个实施例中,电子读回系统30A的显示设备显示了地面分路阀箱31E中和/或海底分路阀箱软管35D中的压力随时间变化的曲线图。在另一个的实施例中,电子读回系统30A显示了两个BOP关闭时间,一个基于曲线23的最小值(点23A),一个基于曲线21的最小值(点21A)。
[0052] 与本公开的装置相应的方法包括步骤(a)在压力触发点开始记录BOP控制系统压力数据(b)在停止点停止记录BOP控制系统压力数据(c)回顾地确定液压分路阀箱中位于触发点和停止点之间的最小压力点(d)计算触发点和分路阀箱最小压力点之间的持续时间间隔(e)显示计算的持续时间作为BOP关闭时间。
[0053] 本公开的另一方法包括步骤(a)在由电功能激励信号所确定的起点处开始记录BOP控制系统压力数据(b)在由固定时间间隔所确定的停止点处停止记录BOP控制系统压力数据(c)回顾地确定液压分路阀箱中位于起点和停止点之间的最小压力点(d)计算起点和分路阀箱最小压力点之间的持续时间(e)显示计算的持续时间作为BOP关闭时间。
[0054] 本公开的另一个实施例中,BOP关闭时间可选择地通过计算起点和分路阀箱压力曲线上一点之间的持续时间来确定,而该分路阀箱压力曲线是利用数学函数(如压力曲线的斜率)替代分路阀箱最小压力点的值来确定的。用于分路阀箱压力曲线来达到这个目的的数学函数包括压力平均变化率(例如分路阀箱压力曲线在固定时间间隔内的平均斜率值),或分路阀箱压力曲线上方的面积百分比(也就是位于曲线积分的某个百分比的时间)。但是,一般来说,已经实验地证实了回顾地确定最小分路阀箱压力值优于更复杂的数学函数。
[0055] 虽然通过有限的实施例对本公开进行了描述,但是得益于本公开的本领域的技术人员将认识到可以设计不脱离本文所描述的公开的范围的其他实施例。因此,本公开的保护范围应该仅仅由所附权利要求限制。
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