[發(fā)明專利]用于防噴器(BOP)的海底能量存儲器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380069607.9
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN105121775A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E.P.布羅;J.阿斯平
• 申請（專利權(quán)）人: 越洋塞科外匯合營有限公司;阿斯平肯普控股公司
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;董均華

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2012年11月7日提交且標(biāo)題為“SMARTBLOWOUTPREVENTER(BOP)WITHSUBSEAENERGYSTORAGE(具有海底能量存儲器的智能防噴器(BOP))”的美國臨時專利申請No.61/723,591的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該申請通過引用而并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及海底井。更特別地，本公開涉及用于海底井的功率系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的防噴器(“BOP”)對液壓系統(tǒng)起作用。對于使用電的那些系統(tǒng)，使用電力系統(tǒng)來對具有無反饋、功率低的單向促動器(諸如螺線管)的開環(huán)提供功率。接著，該單向促動器控制液壓導(dǎo)閥，該液壓導(dǎo)閥將液壓功率信號傳到高功率促動器，諸如SPM閥，其進而傳遞流率和壓力足以操作BOP閘板或其它BOP功能的液壓功率。電子促動器、導(dǎo)閥和主閥的釋放依賴于彈力恢復(fù)，并且還具有開環(huán)設(shè)計。

現(xiàn)有的BOP系統(tǒng)對由小功率促動器(在上面描述)和有限的傳感器和計算能力組成的輕型負(fù)載使用電功率。該電功率經(jīng)由臍帶電纜，通過高電壓交流電(AC)從船輸送。然而，保持峰值電流所需的高電壓導(dǎo)致絕緣應(yīng)力和破壞，允許鹽水進入，使電纜有電化學(xué)腐蝕，以及金屬導(dǎo)體的可能氫脆化。高電流要求導(dǎo)致選擇沉重非柔性的電纜，其難以收尾并且引起扭轉(zhuǎn)問題。這些電纜難以機載地存儲在船上。另外，可將通信線路集成在臍帶中，并且AC功率在通信線路中產(chǎn)生磁場干擾和線路噪聲。

對于深水應(yīng)用，可輸送的電流有限，因為傳輸距離極端且有通信線路干涉的風(fēng)險。由于與水面失去功率鏈接的風(fēng)險，故現(xiàn)有的BOP構(gòu)件設(shè)計成在無功率條件下操作。例如，控制液壓導(dǎo)閥的單向促動器并入前述彈力恢復(fù)，即使在失去功率時，該彈力恢復(fù)也允許閥關(guān)閉。然而，促動器的接合需要來自水面的持續(xù)功率，這限制可在任何一個時間接合的促動器的量。此外，來自水面的功率的損失或干擾導(dǎo)致通信損失，并且進一步引起所有被提供功率的螺線管促動器的位置的改變。這可引起對BOP功能的不需要液壓變化。

關(guān)于現(xiàn)有的BOP技術(shù)使用的少數(shù)傳感器測量壓力、流量和其它物理參數(shù)試圖通過試圖確認(rèn)特定功能被促動或完成來提供用于在開環(huán)中操作的構(gòu)件的反饋。使用中央傳感器迫使一次僅操作一個功能，因為如果多個功能同時操作，則中央壓力和流量傳感器的反饋將不清楚。其中存在大量共用基礎(chǔ)設(shè)施的系統(tǒng)的集成性質(zhì)迫使使用顯著水平的單個應(yīng)用軟件。該軟件及用于其的離線支持系統(tǒng)編寫用于數(shù)量非常有限的應(yīng)用。結(jié)果是預(yù)測能力低下，排除故障困難，以及全行業(yè)支持不足。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，裝置和方法將電能存儲在海床上的井附近，并且利用存儲電能啟動井控制裝備。海床裝備上的海底促動器可包括電力設(shè)計。海底促動器可備選地包括混合電力/機械設(shè)計，其中，可電力地控制主液壓功率閥，從而允許一個或更多個電動液壓泵獨立地操作剪切閘板，或者與加壓液壓系統(tǒng)組合操作剪切閘板。根據(jù)一個實施例，剪切閘板中的圓筒在存儲電功率下移動第一距離，并且接著在存儲液壓能下移動第二距離，其中，第一距離可為剪切閘板在接觸障礙物(諸如鉆探管)之前橫過的路徑的一部分。

根據(jù)另一個實施例，存儲電能可用于操作泵，以生成液壓。生成的液壓可存儲在海床處。在某些實施例中，可重新獲取液壓流體用于隨后使用，而非將流體排放至大海。過多的液壓流體可在周圍壓力下存儲在海床上的井附近。海底泵可使用存儲的電能對該過多的液壓流體加壓。在一個實施例中，遙控潛水器(ROV)可輸送周圍壓力液壓流體或加壓液壓流體。在某些實施例中，當(dāng)加壓流體由ROV輸送時，來自ROV的液壓能可使海底泵作為發(fā)電機操作，以對存儲的電能再充電。

根據(jù)一個實施例，裝置和方法包括完整的獨立功率和通信系統(tǒng)、多個傳感器、事件和標(biāo)記存儲器、關(guān)于機械定位的閉環(huán)反饋，以及促動器過程的數(shù)學(xué)模型。井控制裝備可基于接收自井附近的一個或更多個傳感器的數(shù)據(jù)來啟動。在一個實施例中，數(shù)據(jù)可無線地接收自井附近的傳感器。在某些實施例中，可在一時間段內(nèi)記錄接收自一個或更多個傳感器的數(shù)據(jù)，并且與事件標(biāo)記比較，用于確定事件已經(jīng)發(fā)生。另外，可從接收的數(shù)據(jù)確定BOP或井控制裝備的整體狀態(tài)。