[發(fā)明專利]海底壓力控制系統(tǒng)上的螺線管剪切密封閥運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910263672.0
• 申請(qǐng)日: 2009-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101750531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: Z·劉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海德里爾美國(guó)制造業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R19/12
• 分類號(hào): G01R19/12;G01P13/00;G05D16/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;楊松齡

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開(kāi)的實(shí)施例大致涉及用于監(jiān)測(cè)螺線管促動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的 方法和裝置。更具體地說(shuō)，本文公開(kāi)的實(shí)施例涉及通過(guò)電流監(jiān)測(cè)來(lái)監(jiān) 測(cè)螺線管促動(dòng)器運(yùn)動(dòng)的方法和裝置。

背景技術(shù)

在例如用于鉆探機(jī)的BOP系統(tǒng)(防噴系統(tǒng))中的海底電/液壓 壓力控制系統(tǒng)中，螺線管促動(dòng)器用于打開(kāi)和/或關(guān)閉連接到液壓閥的液 壓路徑，該液壓閥控制通過(guò)井眼的泥流。例如，在為開(kāi)采石油鉆井時(shí) 檢測(cè)到意外的高壓氣體時(shí)，控制信號(hào)被發(fā)送給螺線管控制電路以關(guān)閉 或打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)臨界閥(critical?valve)，使得泥流被阻塞以防止鉆井 船或鉆井平臺(tái)上的人被高溫泥漿的無(wú)控制流動(dòng)傷害或死亡。時(shí)常，在 這樣的海底系統(tǒng)中，使用若干組螺線管作為控制開(kāi)關(guān)。按照慣例，通 過(guò)螺線管線圈的電流被監(jiān)測(cè)以確定是否恰當(dāng)?shù)碾娏魉奖惶峁┙o特 定螺線管線圈用于螺線管促動(dòng)器的打開(kāi)或關(guān)閉動(dòng)作。這種現(xiàn)有的螺線 管電流監(jiān)測(cè)方法不確認(rèn)螺線管促動(dòng)器是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)，或者例如 由于機(jī)械故障而沒(méi)有適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)。

常規(guī)的螺線管電流監(jiān)測(cè)電路包括多個(gè)通道，各通道可連接 到單個(gè)螺線管線圈，該螺線管線圈連接到相應(yīng)的電流檢測(cè)元件。通常， 檢測(cè)元件包括阻抗元件(例如與螺線管線圈串聯(lián)設(shè)置的簡(jiǎn)單電阻器)， 電阻器上的壓降與流過(guò)螺線管線圈的電流成比例。在這些常規(guī)的電路 中，電阻器上的電壓是由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)調(diào)節(jié)并且讀取的，并且這 個(gè)電壓測(cè)量用于確定通過(guò)螺線管線圈的電流的電流值。

螺線管電流監(jiān)測(cè)電路，諸如上面說(shuō)明的類型，通常在螺線 管線圈通電或斷電過(guò)程完成之后監(jiān)測(cè)和報(bào)告通過(guò)螺線管線圈的電流 值。因此，如已知的，現(xiàn)有的控制系統(tǒng)報(bào)告螺線管線圈的工作狀態(tài)， 而不檢測(cè)螺線管促動(dòng)器的任何實(shí)際的物理運(yùn)動(dòng)(也就是，現(xiàn)有的用于監(jiān) 測(cè)螺線管線圈中電流的方法不檢測(cè)螺線管促動(dòng)器實(shí)際地是延伸還是 收縮)。因此，如果機(jī)械故障發(fā)生在螺線管促動(dòng)器上，現(xiàn)有的電流監(jiān)測(cè) 電路可能報(bào)告螺線管促動(dòng)器在“工作”，因?yàn)楸M管促動(dòng)器可能已經(jīng)不 移動(dòng)，仍可能在螺線管線圈內(nèi)檢測(cè)到恰當(dāng)?shù)碾娏髦怠?

位置傳感器或運(yùn)動(dòng)傳感器可安裝在螺線管線圈上以檢測(cè)促 動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。來(lái)自該傳感器的信號(hào)被反饋回中央系統(tǒng)以確定是否螺線 管促動(dòng)器已根據(jù)控制信號(hào)移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這種位置和/或運(yùn)動(dòng)傳感器， 螺線管促動(dòng)器及其外殼必須重新機(jī)械設(shè)計(jì)以安裝該傳感器，并且額外 的線必須用來(lái)做電源線/信號(hào)線以連接到位置和/或運(yùn)動(dòng)傳感器。換句 話說(shuō)，要實(shí)施螺線管線圈的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)較大的改造是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，本公開(kāi)大致涉及一種螺線管促動(dòng)器的螺線管 電流監(jiān)測(cè)電路。螺線管電流監(jiān)測(cè)電路包括構(gòu)造成接收控制信號(hào)的螺線 管驅(qū)動(dòng)板，構(gòu)造成檢測(cè)由控制信號(hào)引起的促動(dòng)器的螺線管線圈的電流 信號(hào)的檢測(cè)電阻器，以及構(gòu)造成微分電流信號(hào)的微分器。螺線管電流 監(jiān)測(cè)電路基于由螺線管線圈電感的改變引起的微分電流信號(hào)的改變 來(lái)檢測(cè)促動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。

在另一方面，本公開(kāi)大致涉及一種用于確定螺線管促動(dòng)器 的運(yùn)動(dòng)的方法。該方法包括將控制信號(hào)傳送到螺線管驅(qū)動(dòng)板，從促動(dòng) 器的螺線管線圈獲得由控制信號(hào)引起的電流信號(hào)，微分電流信號(hào)以獲 得脈沖。脈沖由促動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)所引起的螺線管線圈電感的改變?cè)斐傻? 微分電流信號(hào)的改變所產(chǎn)生，以及基于對(duì)脈沖的檢測(cè)來(lái)報(bào)告促動(dòng)器的 運(yùn)動(dòng)。

在另一方面，本公開(kāi)大致涉及海底壓力控制系統(tǒng)，其包括 液壓流路徑；與液壓流路徑流連通的液壓閥；連接到液壓閥的螺線管 促動(dòng)器；以及構(gòu)造成監(jiān)測(cè)螺線管促動(dòng)器的電流的螺線管電流監(jiān)測(cè)電 路，該螺線管電流監(jiān)測(cè)電路進(jìn)一步包括，構(gòu)造成接收控制信號(hào)的螺線 管驅(qū)動(dòng)板，構(gòu)造成檢測(cè)由控制信號(hào)引起的促動(dòng)器的螺線管線圈電流信 號(hào)的檢測(cè)電阻器，以及構(gòu)造成微分電流信號(hào)的微分器，其中螺線管電 流監(jiān)測(cè)電路基于由螺線管線圈電感的改變引起的微分電流信號(hào)的改 變來(lái)檢測(cè)促動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。

上面的簡(jiǎn)短說(shuō)明陳述了本發(fā)明的各種實(shí)施例的特征，以便 詳細(xì)說(shuō)明，使得更好地理解，并且使對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)可以更好地被認(rèn) 識(shí)到。當(dāng)然，本發(fā)明的其它特征將在下文中說(shuō)明并且其將作為權(quán)利要 求的主題。

在這點(diǎn)上，在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的若干實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng) 理解本發(fā)明的各種實(shí)施例在它們的應(yīng)用中不限制為在下列說(shuō)明中陳 述或在附圖中顯示的構(gòu)造的細(xì)節(jié)以及部件的設(shè)置。本發(fā)明能夠是其它 實(shí)施例并且可以以各種方式實(shí)踐和實(shí)施。同樣，應(yīng)當(dāng)理解本文使用的 措辭和術(shù)語(yǔ)是為了說(shuō)明的目的而不應(yīng)被認(rèn)為是限制。