BR112015008807B1

BR112015008807B1 - Aparelho e método de controle de um componente de perfuração submarino

Info

Publication number: BR112015008807B1
Application number: BR112015008807-4A
Authority: BR
Inventors: Jose Gutierrez; Luis Pereira
Original assignee: Transocean Innovation Labs Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2021-03-23
Also published as: EP2909436A4; JP6317359B2; JP2016501999A; CN105051324A; BR112015008807A2; AU2013331309B2; AP2015008452A0; AU2013331309A1; MX2015004944A; AU2013331312A1; EP2909436A1; NZ708037A; US20200332653A1; CN105051324B; MX2018012271A; MX2015004943A; CA2888251A1; KR102186672B1; AU2013331312B2; US20140102713A1

Abstract

processador submarino para operações de perfuração submarina. um processador submarino pode ser localizado perto do leito do mar de um local de perfuração e utilizado para coordenar as operações dos componentes de perfuração submarinos. o processador submarino pode ser encerrado em uma única unidade intercambiável que encaixa um receptor em um componente de perfuração submarino, tal como o elemento de prevenção de explosão (bop). o processador submarino pode emitir comandos para controlar o bop e receber medições dos sensores localizados por todo o bop. o processador submarino pode retransmitir a informação para a superfície para gravação ou monitoramento. o processador submarino também pode ser programado com um modelo a partir do qual se basear a operação do bop, tal como em condições de emergência.

Description

APARELHO E MÉTODO DE CONTROLE DE UM COMPONENTE DE PERFURAÇÃO SUBMARINO

REFERÊNCIAS A PEDIDOS CO-PENDENTES

[001] Esse pedido reivindica os benefícios da prioridade do pedido de patente provisório U.S. No. 61/715.113 de Jose Gutierrez depositado em 17 de outubro de 2012, e intitulado "Subsea CPU for Underwater Drilling Operations", e reivindica os benefícios da prioridade do pedido de patente provisório U.S. No. 61/718.061, de Jose Gutierrez depositado em 24 de outubro de 2012 e intitulado "Improved Subsea CPU for Underwater Drilling Operations", e reivindica os benefícios da prioridade do pedido de patente provisório U.S. No. 61/883.623, de Luis Pereira, depositado em 27 de setembro de 2013 e intitulado "Next Generation Blowout Preventer (BOP) Control Operating System and Communications," cada um dos quais é incorporado por referência em sua totalidade.

DECLARAÇÃO DE SUPORTE GOVERNAMENTAL

[002] Essa invenção foi criada com o suporte governamental sob o Acordo de Trabalho para Outros No. NFE-12-04104 concedido pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos. O governo detém determinados direitos sobre essa invenção.

FUNDAMENTOS

[003] Elementos de prevenção de explosão convencionais (BOP) são geralmente limitados em termos de capacidade operacional e operam com base em hidráulica. Quando determinadas condições de pressão são detectadas, as partes hidráulicas dentro dos elementos de prevenção de explosão são ativadas para vedar o poço ao qual o BOP está anexado. Esses BOPs convencionais não possuem qualquer capacidade de processamento, capacidade de medição, ou capacidade de comunicação.

BREVE SUMÁRIO

[004] Um elemento de prevenção de explosão (BOP) pode ser aperfeiçoado possuindo uma unidade de processamento submarino localizado debaixo d'água com o elemento de prevenção de explosão. A unidade de processamento pode permitir que o elemento de prevenção de explosão funcione como um impedidor de explosão (BOA), visto que a unidade de processamento pode determinar que existem condições problemáticas que necessitam de ação dentro do elemento de prevenção de explosão para evitar e/ou impedir uma possível condição de explosão.

[005] De acordo com uma modalidade, um aparelho pode incluir um componente de perfuração submarino, componente de perfuração submarino esse que pode incluir um receptor físico configurado para receber uma primeira unidade de processamento, um dispositivo de energia indutiva configurado para transferir a energia para a primeira unidade de processamento através do receptor físico, e um sistema de comunicações sem fio configurado para comunicar com a primeira unidade de processamento através do receptor físico.

[006] De acordo com outra modalidade, um aparelho pode incluir um processador; um dispositivo de energia indutiva acoplado ao processador e configurado para receber energia para o processador; e um sistema de comunicações sem fio acoplado ao processador e configurado para comunicar com um componente de perfuração submarino.

[007] De acordo com outra modalidade, um método de controle de um componente de perfuração submarino pode incluir o recebimento de energia, em um processador submarino, através de um acoplamento indutivo com o componente de perfuração submarino, e se comunicando sem fio, a partir do processador submarino, com o componente de perfuração submarino para controlar o componente de perfuração submarino.

[008] De acordo com uma modalidade adicional, um aparelho pode incluir pelo menos um componente submarino de uma ferramenta de perfuração submarina; e pelo menos um processador submarino configurado para comunicar sem fio com o componente submarino, onde o pelo menos um componente submarino e o pelo menos um processador submarino são configurados para comunicar de acordo com um esquema de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA).

[009] De acordo com outra modalidade, um sistema pode incluir pelo menos um componente submarino de uma ferramenta de perfuração submarina; pelo menos dois processadores submarinos configurados para comunicar com o pelo menos um componente submarino; e um barramento de comunicações compartilhado entre o pelo menos um componente submarino e os pelo menos dois processadores submarinos compreendendo uma rede submarina, onde pelo menos dois processadores submarinos são configurados para comunicar no barramento de comunicações compartilhado de acordo com um esquema de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA).

[010] De acordo com outra modalidade, um método pode incluir o recebimento de dados, em um processador submarino, a partir de um componente submarino de uma ferramenta de perfuração submarina; o processamento dos dados recebidos, no processador submarino, para determinar um comando para controlar o componente submarino; e transmissão de comando, a partir do processador submarino, para o componente submarino através de um barramento de comunicações compartilhado de acordo com um esquema de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) em uma rede submarina.

[011] O acima destacou de forma ampla as características e vantagens técnicas da presente invenção a fim de que a descrição detalhada da invenção que segue possa ser mais bem compreendida. Características e vantagens adicionais da invenção serão descritas doravante e formam o assunto das reivindicações da invenção. Deve ser apreciado pelos versados na técnica que a concepção e a modalidade específica descritas podem ser prontamente utilizadas como uma base para modificação ou projeto de outras estruturas para a realização das mesmas finalidades da presente invenção. Deve ser realizado também pelos versados na técnica que tais construções equivalentes não se distanciam do espírito e escopo da invenção como apresentados nas reivindicações em anexo. As características de novidade que são consideradas características da invenção, tanto com relação à sua organização quanto ao seu método de operação, juntamente com objetivos e vantagens adicionais serão mais bem compreendidas a partir da descrição a seguir quando considerada com relação às figuras em anexo. Deve-se compreender expressamente, no entanto, que cada uma das figuras é fornecida para fins de ilustração e descrição apenas e não deve ser uma definição dos limites da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] Os desenhos a seguir formam parte da presente especificação e são incluídos para demonstrar adicionalmente determinados aspectos da presente descrição. A descrição pode ser mais bem compreendida por referência a um ou mais desses desenhos em combinação com a descrição detalhada das modalidades específicas.

[013] A figura 1 é uma ilustração de uma unidade de CPU submarina sem fio e receptor para a mesma de acordo com uma modalidade da descrição;

[014] A figura 2 é um diagrama em bloco ilustrando um aparelho para receber uma CPU submarina sem fio de acordo com uma modalidade da descrição;

[015] A figura 3 é um diagrama em bloco ilustrando uma implementação sem fio híbrida das CPUs submarinas de acordo com uma modalidade da descrição;

[016] A figura 4 e um diagrama em bloco ilustrando um sistema de energia e comunicações combinado para um BOP de acordo com uma modalidade da descrição;

[017] A figura 5 é um fluxograma ilustrando um método de distribuição de energia e dados para uma CPU submarina de acordo com uma modalidade da descrição;

[018] A figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de distribuição em alta frequência de energia para uma rede submarina de acordo com uma modalidade da descrição;

[019] A figura 7 é um diagrama em bloco ilustrando uma pilha de elevador com as CPUs submarinas de acordo com uma modalidade da descrição;

[020] A figura 8 é um diagrama em bloco ilustrando componentes de uma rede submarina comunicando através de um esquema TDMA de acordo com uma modalidade da descrição;

[021] A figura 9 é um diagrama em bloco ilustrando um esquema TDMA para comunicação entre os aplicativos executados nas CPUs submarinas de acordo com a modalidade da descrição;

[022] A figura 10 é um fluxograma ilustrando um método de comunicação de componentes de acordo com uma modalidade da descrição;

[023] A figura 11 é um fluxograma ilustrando um método de controle de um BOP com base em um modelo de acordo com uma modalidade da descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[024] Um elemento de prevenção de explosão (BOP) pode ser aperfeiçoado possuindo uma unidade de processamento submarina localizada debaixo d'água com o elemento de prevenção de explosão. A unidade de processamento pode permitir que o elemento de prevenção de explosão funcione como uma impedidor de explosão (BOA), visto que a unidade de processamento pode determinar que condições problemáticas existem que exigem a tomada de decisão dentro do elemento de prevenção de explosão para evitar e/ou impedir uma possível condição de explosão.

[025] Um receptor no BOP pode ser projetado para fornecer acesso fácil à unidade de processamento para a instalação e substituição rápidas da unidade de processamento enquanto o BOP está submerso. O receptor é ilustrado como um receptor 102 na figura 1. O receptor 102 é projetado para receber uma unidade de processamento 104, que inclui um painel de circuito 106 contendo dispositivos lógicos, tal como um microprocessador ou micro controlador, e memória, tal como memória flash, acionadores de disco rígido, e/ou memória de acesso randômico (RAM). Apesar de um formato particular para o receptor 102 ser ilustrado, outros formatos podem ser selecionados e a unidade de processamento 140 ajustada para encaixar o receptor 102.

[026] De acordo com modalidades particulares do receptor 102, o receptor 102 pode operar o BOP sem contato elétrico com o BOP. Por exemplo, um sistema de energia indutiva pode ser incorporado ao BOP e um receptor indutivo embutido na unidade de processamento 104. A energia pode então ser distribuída a partir de uma fonte de energia no BOP, tal como uma bateria submarina, para operar o circuito 106 dentro da unidade de processamento 104. Em outro exemplo, o BOP pode se comunicar sem fio com o circuito 106 na unidade de processamento 104. As comunicações podem ser, por exemplo, por comunicações de frequência de rádio (RF).

[027] As comunicações com a unidade de processamento 140, e particularmente o circuito 106 dentro da unidade de processamento 104, podem incluir o transporte de dados dos sensores dentro do BOP para o circuito 106 e o transporte de comandos do circuito 106 para os dispositivos dentro do BOP. Os sensores podem incluir dispositivos capazes de medir a composição e volume de lama e dispositivos para detecção de kick. Sensores podem ser lidos pela unidade de processamento 104 e utilizados para determinar a ação dentro do BOP. Apesar de o BOP ser referido aqui, a unidade de processamento 104 pode ser fixada a outros aparelhos submarinos. Adicionalmente, apesar de os sensores e dispositivos dentro do BOP serem descritos aqui, o circuito 106 pode enviar e transmitir dados para outros dispositivos submarinos não anexados ao mesmo aparelho que a unidade de processamento 104.

[028] O receptor 102 reduz os desafios associados com a instalação e manutenção do BOP. Por exemplo, visto que não existem conexões físicas entre a unidade de processamento 104 e o receptor 102, uma nova unidade de processamento pode ser facilmente inserida no receptor 102. Essa ação de substituição é fácil para um veículo submarino, tal como um veículo operado remotamente (ROV) completar.

[029] Adicionalmente, visto que não existem conexões físicas entre a unidade de processamento 104 e o receptor 102, a unidade de processamento 104 pode ser fabricada como uma unidade de peça única. Por exemplo, a unidade de processamento 104 pode ser fabricada por uma impressora tridimensional, que pode incorporar o circuito 106 à unidade de processamento 104. Visto que a unidade de processamento 104 pode ser fabricada como uma peça única, sem junções de construção, a unidade de processamento 104 pode ser robusta e capaz de suportar as condições difíceis nas operações de perfuração submarina em águas profundas tal como a pressão de água alta presente em águas profundas.

[030] Quando o circuito 106 da unidade de processamento 104 inclui memória, a unidade de processamento 104 pode funcionar como uma caixa preta para gravação das operações submarinas. No caso de um evento catastrófico ocorrer, a unidade de processamento 104 pode ser recuperada e dados da unidade de processamento 104 capturados para compreender melhor os eventos que resultam no evento catastrófico e como os esforços para impedir e/ou manusear o evento catastrófico auxiliam nos esforços de recuperação.

[031] Um diagrama em bloco para implementação da unidade de processamento 104 em um sistema submarino é ilustrado na figura 2. Um LMRP 204, incluindo um impedidor de explosão (BOA) 208 possuindo êmbolos 206, pode ter fixadas a ou mais unidades de processamento 202a a 202c. As unidades de processamento 202a a 202c podem ser fixadas ao Pacote de Elevador Marinho Inferior (LMRP) 204 através de um receptor similar ao ilustrado na figura 1. Quando mais de uma unidade de processamento é fiada ao LMRP 204, as unidades de processamento podem cooperar para controlar o LMRP 204 através de um barramento de dados comum. Apesar de as unidades de processamento 202a a 202c poderem compartilhar um barramento de dados comum, as unidades de processamento 202a a 202c podem incluir, cada uma, a memória separada. Cada uma das unidades de processamento 202a a 202c pode incluir uma porta de leitura permitindo que um veículo submarino conecte a uma das unidades de processamento 202a a 202c para recuperar dados armazenados na memória de cada uma das unidades de processamento 202a a 202c.

[032] As unidades de processamento 202a a 202c podem ser configuradas para seguir um voto da maioria. Isso é, todas as unidades de processamento 202a a 202c podem receber dados dos sensores dentro do BOP 208. Então, cada uma das unidades de processamento 202a a 202c pode determinar um curso de ação para o BOP 208 utilizando o conjunto de circuitos lógicos independentes. Cada uma das unidades de processamento 202a a 202c pode então comunicar suas decisões e o curso de ação acordado pela maioria (por exemplo, dois de três) das unidades de processamento 202a a 202c pode ser executado.

[033] Ter múltiplas unidades de processamento no LMRP 204, ou outro local na pilha BOP, também reduz a probabilidade de falha do LMRP 204 devido ao mau funcionamento das unidades de processamento. Isso é, a tolerância à falha é aumentada pela presença de múltiplas unidades de processamento. Se qualquer uma, ou até mesmo duas, das unidades de processamento 202a a 202c falhar, ainda resta uma unidade de processamento para continuar a operação do BOP 208.

[034] As unidades de processamento 202a a 202c também podem se comunicar sem fio com um computador 210 localizado na superfície. Por exemplo, o computador 210 pode ter uma interface de usuário para permitir que um operador monitore as condições dentro do BOP 208 como medido pelas unidades de processamento 202a a 202c. O computador 210 também pode emitir sem fio comandos para as unidades de processamento 202a a 202c. Adicionalmente, o computador 210 pode reprogramar as unidades de processamento 202a a 202c através das comunicações sem fio. Por exemplo, as unidades de processamento 202a a 202c podem incluir uma memória flash, e novas funções lógicas podem ser programadas na memória flash a partir do computador 210. De acode com uma modalidade, as unidades de processamento 202a a 202c podem ser inicialmente programadas para operar os êmbolos 206 pela abertura completa ou fechamento completo dos êmbolos 206 para cisalhar um tubo de perfuração. As unidades de processamento 202a a 202c podem, posteriormente, ser reprogramadas para permitir a operação variável dos êmbolos 206, tal como para fechar parcialmente os êmbolos 206. Apesar de o computador 210 poder interfacear com as unidades de processamento 202a a 202c, as unidades de processamento 202a a 202c podem funcionar independentemente no caso de a comunicação com o computador 210 ser perdida.

[035] As unidades de processamento 202a a 202c podem emitir comandos para vários dispositivos submarinos, tal como o BOP 208, através de sinais eletrônicos. Isso é, um fio condutor pode acoplar o receptor para as unidades de processamento 202a a 202c ao dispositivo. Um sinal sem fio contendo um comando pode ser transportado a partir das unidades de processamento 202a a 202c para o receptor e então através do fio condutor para o dispositivo. As unidades de processamento 202a a 202c podem emitir uma sequência de comandos para os dispositivos no BOP 208 pela tradução de um comando recebido do computador 210 em uma série de comandos menores.

[036] As unidades de processamento 202a a 202c também podem emitir comandos para vários dispositivos submarinos através da conexão hidráulicoeletrônica híbrida. Isso é, um sinal sem fio contendo um comando pode ser transportado a partir das unidades de processamento 202a a 202c para o receptor e então convertido em sinais hidráulicos que são transferidos para o BOP 208 ou outros dispositivos submarinos.

[037] Um processador independente em um BOP, tal como as unidades de processamento 202a a 202c no BOP 208, pode fornecer vantagens adicionais ao BOP, tal como manutenção reduzida do BOP. BOPs podem ser chamados de volta para a superfície em determinados intervalos para verificar se o BOP está funcional, antes de uma situação de emergência ocorrer que exija que o BOP impeça uma explosão. O chamado do BOP para a superfície coloca o poço fora de serviço enquanto o BOP estiver sendo reparado. Adicionalmente, o esforço significativo é exigido para se chamar o BOP de volta para a superfície. Muitas vezes esses eventos de manutenção são desnecessários, mas sem comunicações com o BOP a situação do BOP é desconhecida, e, dessa forma, o BOP é chamado novamente periodicamente para inspeção.

[038] Quando as unidades de processamento 202a a 202c estão localizadas dentro do BOP 208 e em comunicação com sensores dentro do BOP 208, as unidades de processamento 202a a 202c podem determinar quando o BOP 208 deve ser servido. Isso é, o BOP 208 pode ser programado com procedimentos para verificação de operação de componentes do BOP 208, tal como os êmbolos 206. Os procedimentos de verificação podem incluir o corte de um tubo de amostra, a medição de assinaturas de pressão, a detecção de desgaste, e/ou o recebimento de retorno dos componentes (por exemplo, s êmbolos sejam de fato fechados quando instruídos para fechar). Os procedimentos de verificação podem ser executados em determinados momentos, e o BOP 208 pode não ser chamado a menos que um problema seja descoberto pelos procedimentos de verificação. Dessa forma, a quantidade de tempo gasto em manutenção de BOP 208 pode ser reduzido.

[039] As unidades de processamento podem ser implementadas em um sistema sem fio híbrido possuindo algumas conexões com fio para a superfície, tal como ilustrado no diagrama em bloco da figura 3. Um sistema de energia 102, um sistema de controle 104 e um sistema hidráulico 106 podem ser localizados em uma embarcação de perfuração ou uma estrutura de perfuração na superfície do mar. Conexões com fio podem conectar o sistema de energia 102 e o sistema de controle 104 a um centro de distribuição sem fio 110 em um aparelho submarino. Em uma modalidade, as conexões dom fio podem fornecer conexões de banda larga através de linhas de energia para a superfície. O centro de distribuição sem fio 110 pode retransmitir sinais do sistema de energia 102 e sistema de controle 104 para e dos componentes submarinos, tal como unidades de processamento 112, solenoides 114, baterias 116, válvulas piloto 118, válvulas de maior energia 120, e sensores 122. As partes hidráulicas 106 também podem ter uma linha física se estendendo para os componentes submarinos, tal como válvulas piloto 118. A linha hidráulica, a linha de comunicação, e a linha de energia podem ser embutidas em um tubo único, que se estende descendentemente para os componentes submarinos no leito do mar. O tubo possuindo linhas físicas pode ser fixado ao tubo de elevador se estendendo a partir da embarcação de perfuração ou estrutura de perfuração para o poço no leito do mar.

[040] Em uma modalidade, um sistema de comunicações com fio pode interconectar as unidades de processamento 202a a 202c da figura 2 para comunicação e distribuição de energia. A figura 4 é um diagrama em bloco ilustrando um sistema de comunicação e energia combinado para um BOP de acordo com uma modalidade da descrição. A figura 4 ilustra a recepção de um sinal de dados 402 e um sinal de energia 404, os mecanismos para transmissão de sinal de dados 402 e/ou o sinal de energia 404, e a distribuição de dados e/ou energia para uma pluralidade de CPUs submarinas 426a a 426f associadas com um BOP. De acordo com algumas modalidades, as comunicações ilustradas pela figura 4 correspondem às comunicações entre uma plataforma offshore e uma rede em comunicação com um BOP e/ou componentes de BOP localizados perto do leito do mar.

[041] A figura 5 é um fluxograma ilustrando um método de distribuição de energia e dados para uma CPU submarina de acordo com uma modalidade da descrição. Um método 500 pode começar no bloco 502 com o recebimento de um sinal de dados, tal como o sinal de dados 402. No bloco 504, um sinal de energia, tal como o sinal de energia 404, pode ser recebido. O sinal de energia recebido 404 pode ser, por exemplo, um sinal de energia de corrente direta (DC) ou corrente alternada (AC). O sinal de dados recebido 402 e o sinal de energia recebido 404 podem ser recebidos a partir de uma rede onshore (não ilustrada), de uma rede submarina (não ilustrada), ou de uma rede de superfície (não ilustrada) tal como uma plataforma ou estrutura de perfuração offshore.

[042] No bloco 506, o sinal de dados 402 e o sinal de energia 404 podem ser combinados para criar um sinal de dados e energia combinado. Por exemplo, com referência à figura 4, o componente de acoplamento de energia e dados 410 pode receber sinal de dados 402 e sinal de energia 404, e enviar pelo menos um sinal de energia e dados combinado 412a. O componente de acoplamento de energia e dados 410 também pode ser enviado de forma redundante de sinais de energia e dados combinados 412b e 412c. Os sinais redundantes 412b e 312c podem, cada um, ser uma duplicata do sinal 412a e podem ser transmitidos juntos para fornecer redundância. A redundância fornecida pelos múltiplos sinais de energia e dados combinados 412a a 412c pode aperfeiçoar a confiabilidade, disponibilidade e/ou tolerância à falha do BOP.

[043] De acordo com uma modalidade, o componente de acoplamento de energia e dados 410 pode acoplar de forma indutiva o sinal de dados 402 e o sinal de energia 404. Por exemplo, o componente de acoplamento de energia e dados 410 pode modular de forma indutiva o sinal de energia 404 com o sinal de dados 402. Em uma modalidade, o componente de acoplamento de energia e dados 410 pode utilizar um padrão de banda larga através de linhas de energia (BPL) para acoplar o sinal de dados 402 e o sinal de energia 404. Em outra modalidade, o componente de acoplamento de energia e dados 410 pode utilizar um padrão de linha de assinante digital (DSL) para acoplar o sinal de dados 402 e o sinal de energia 404 um ao outro.

[044] Retornando-se à figura 5, o método 500 pode incluir, no bloco 508, a transmissão do sinal de energia e dados combinado 412 para uma rede dentro de um BOP. Uma rede dentro do BOP pode incluir uma unidade de processamento submarina e uma rede de aplicativos de controle, monitoramento e/ou análise executados nas unidades de processamento submarinas ou outros sistemas de processamento dentro do BOP.

[045] Em uma modalidade, os sinais de energia e dados combinados 412a a 412c podem ser transmitidos sem se aumentar e/ou reduzir a voltagem dos sinais 412a a c, caso no qual os blocos de transformador 414 e 416 podem ser ultrapassados ou podem não estar presentes. Em outra modalidade, os sinais de energia e dados combinados redundantes 412a a 412c podem ter sua voltagem aumentada através do bloco de transformador 414 antes da transmissão dos sinais de energia e dados combinados 412a a 412c para o BOP e/ou outros componentes perto do leito do mar. Os sinais de energia e dados combinados redundantes 412a a 412c podem ter sua voltagem reduzida através do bloco de transformador 416 depois do recebimento no BOP ou outros componentes localizados no leito do mar. Cada bloco de transformador pode incluir um par de transformadores separado para cada linha de energia e dados combinada 412a a 412c. Por exemplo, o bloco de transformador 414 pode incluir os pares de transformador 414a a 414c para combinar o número de sinais de energia e dados combinados redundantes 412a a 412c sendo transmitidos para a rede/componentes de sistema operacional de controle de BOP no leito do mar.

[046] De acordo com uma modalidade, o bloco de transformador 414 pode ser localizado na plataforma offshore/estrutura de perfuração para configurar a voltagem dos sinais de energia e dados combinados 412a a 412c transmitidos para o leito do mar. O bloco de transformador 416 pode ser localizado perto do leito do mar e pode ser acoplado ao BOP para receber os sinais de energia e dados combinados 412a a 412c transmitidos a partir da plataforma de offshore.

[047] Depois de ser recebido pelo BOP, o sinal de energia e dados combinado 412 pode ser separado para separar o sinal de dados do sinal de energia com um componente de desacoplamento de energia e dados 420. A separação do sinal de dados do sinal de energia depois de o sinal de energia e dados combinado 412 ser recebido no BOP pode incluir o desacoplamento intuitivo do sinal de dados do sinal de energia para criar os sinais de energia 422a a 422c e os sinais de dados podem ser sinais de dados 424a a 424c. De acordo com uma modalidade, o componente de desacoplamento de energia e dados 420 pode separar os sinais de dados e energia pela demodulação indutiva dos sinais de energia e dados combinados recebidos 412a a 412c. Depois da separação de sinais de energia e dados para obtenção de sinais de energia 422a a 422c e sinais de dados 424a a 424c, os sinais podem ser distribuídos para as CPUs submarinas 426a a 426f ou outros componentes de um BOP ou LMRP como ilustrado na seção 408.

[048] Como descrito acima, a voltagem pode ser aumentada para transmissão de energia para um BOP. Da mesma forma, a frequência pode ser aumentada para distribuição para os componentes na seção 408 de um BOP, incluindo processadores submarinos 426a a 426f. O uso de uma distribuição de energia de alta frequência pode reduzir o tamanho e o peso dos transformadores utilizados para a transmissão de sinais. A figura 6 é um fluxograma ilustrando um método para distribuição em alta frequência de energia para uma rede submarina de acordo com uma modalidade da descrição. Um método 600 começa no bloco 602 com o recebimento de um sinal de energia CA. No bloco 604, a frequência do sinal de energia CA pode ser aumentada, e opcionalmente a voltagem do sinal de energia CA aumentado, para criar um sinal de energia CA de alta frequência. O sinal de energia CA pode ser combinado com um sinal de dados de modo que o sinal de energia CA inclui um sinal de energia e dados combinado, como ilustrado nas figuras 4 e 5. De acordo com uma modalidade, a frequência e/ou voltagem do sinal de energia CA pode ser aumentada na plataforma offshore. Por exemplo, com referência novamente à figura 4, o componente de acoplamento de energia e dados 410, que pode ser localizado na plataforma offshore, também pode ser utilizado para aumentar a frequência na qual os dados, energia e/ou energia e dados combinados são transmitidos. A frequência do sinal de energia CA pode ser aumentada com um alterador de frequência. O bloco transformador 414, que também pode ser localizado na plataforma offshore, pode ser utilizado para aumentar a voltagem na qual os dados, energia e/ou energia e dados combinados são transmitidos.

[049] Retornando para a figura 6, o método 600 pode incluir, no bloco 606, a transmissão de sinal de energia CA de alta frequência para uma rede submarina. Depois de ser recebido em ou perto do leito do mar, o sinal de energia CA de alta frequência transmitido pode ser reduzido em voltagem com o bloco transformador 416 e/ou a frequência do sinal de alta frequência transmitido pode ser reduzida na rede submarina. Por exemplo, o componente de desacoplamento de energia e dados 420 da figura 4, pode incluir a funcionalidade para reduzir a frequência da energia de frequência alta recebida ou sinal de energia e dados combinados.

[050] O sinal de energia CA de alta frequência pode ser retificado depois de ser transmitido para criar um sinal de energia CC, e o sinal de energia CC pode ser distribuído para componentes diferentes dentro da seção 408 da figura 4. Por exemplo, os sinais de energia retificados podem ser sinais de energia 422a a 422c, que podem ser os sinais de energia CC. Especificamente, os sinais de energia CC 422a a 422c podem ser distribuídos para uma pluralidade de CPUs submarinas 426a a 426f. Em uma modalidade, a retificação do sinal de energia CA de alta frequência pode ocorrer perto do leito do mar. A distribuição de um sinal CC pode permitir uma distribuição de energia menos complexa e permite o uso de baterias para fornecer energia para os sinais de energia CC 422a a 422c.

[051] As CPUs submarinas 426a a 426f podem executar aplicativos de controle que controlam as várias funções de um BOP, incluindo sistemas elétricos e hidráulicos. Por exemplo, a CPU submarina 426a pode controlar um cisalhamento de êmbolo de um BOP, enquanto a CPU submarina 426e pode executar um aplicativo de sensor que monitora e percebe uma pressão no poço. Em algumas modalidades, uma única CPU submarina pode realizar múltiplas tarefas. Em outras modalidades, as CPUs submarinas podem receber tarefas individuais. As várias tarefas executadas pelas CPUs submarinas são descritas em maiores detalhes com referência à figura 7.

[052] A figura 7 é um diagrama em bloco ilustrando uma pilha de elevador com CPUs submarinas de acordo com uma modalidade da descrição. Um sistema 700 pode incluir uma estrutura de perfuração offshore 702 e uma rede submarina 704. O sistema 700 inclui uma unidade de comando e controle (CCU) 706 na estrutura de perfuração offshore 702. A estrutura de perfuração offshore 702 também pode incluir um monitor remoto 708. A estrutura de perfuração offshore 702 também pode incluir uma unidade de acoplamento de energia e comunicações 710, tal como descrito com referência à figura 4. A rede submarina 704 pode incluir uma unidade de desacoplamento de energia e comunicações 712, tal como descrito com referência à figura 4. A rede submarina 704 também pode incluir uma CPU submarina 714 e uma pluralidade de dispositivos de controle hidráulico, tal como o subsistema de válvula integrado 716 e/ou válvula de transporte 718.

[053] A redundância pode ser incorporada ao sistema 700. Por exemplo, cada uma das unidades de desacoplamento de energia e comunicações 712a a 712c podem ser acopladas a uma ramificação diferente da linha de energia e comunicações 720. Adicionalmente, os grupos de componente podem ser organizados para fornecer redundância. Por exemplo, um primeiro grupo de componentes pode incluir uma unidade de desacoplamento de energia e comunicações 712a, uma CPU submarina 714a, e um dispositivo hidráulico 716a. Um segundo grupo de componentes pode incluir uma unidade de desacoplamento de energia e comunicações 712b, uma CPU submarina 714b, e um dispositivo hidráulico 716b. O segundo grupo pode ser disposto em paralelo ao primeiro grupo. Quando um dos componentes no primeiro grupo de componentes falha ou exibe uma falha, a função BOP ainda pode estar disponível com o segundo grupo de componentes fornecendo o controle da função BOP.

[054] As CPUs submarinas podem gerenciar os processos primários incluindo o controle de poço, intervenção de veículo operado remotamente (ROV), conexão ou desconexão comandada e de emergência, retenção de tubo, monitoramento de poço, monitoramento de situação, e/ou teste de pressão. As CPUs submarinas também podem realizar prognósticos e diagnósticos de cada um desses processos.

[055] As CPUs submarinas podem arquivar dados para ações, eventos, situação e condições dentro de um BOP. Essa capacidade de arquivamento pode permitir algoritmos de prognósticos avançados, fornece informação para o aperfeiçoamento contínuo dos processos de qualidade e/ou fornece registro detalhado e automatizado para análise de modo de falha. O aplicativo de arquivamento de dados também pode fornecer um sistema de arquivamento de dados avançado e distribuído que é capaz de reproduzir, em um ambiente de simulação, o comportamento exato de um sistema BOP quando os arquivos de dados são rodados off-line. Adicionalmente, um sistema de armazenamento de memória embutido pode agir como uma caixa preta para o BOP de modo que a informação armazenada possa ser utilizada para fins de investigação forense de sistemas a qualquer momento. A funcionalidade da caixa preta pode permitir o auto teste ou auto cura por um BOP empregado dentro do sistema de operação de controle de BOP com um aplicativo de controle, como descrito aqui. Cada ativação com base em estado (ações, acionadores, eventos, estados de sensor, e assim por diante) pode ser registrada no sistema de arquivamento de dados avançado de modo que qualquer período funcional do BOP possa ser reproduzido online ou offline.

[056] Vários esquemas de comunicações podem ser empregados para comunicação entre as CPUs submarinas e/ou entre CPUs submarinas e outros componentes da rede submarina, a rede onshore, e a rede offshore. Por exemplo, os dados podem ser multiplexados em um barramento de dados comum. Em uma modalidade, o acesso múltiplo por divisão por tempo (TDMA) pode ser empregado entre os componentes e aplicativos sendo executados nesses componentes. Tal esquema de transferência de comunicação e dados permite que a informação, tal como dados de sensor, situação de controle, e resultados, sejam tornados disponíveis em um barramento comum. Em uma modalidade, cada componente, incluindo CPUs submarinas, pode transmitir dados em momentos predeterminados e os dados acessados por todos os aplicativos e componentes. Tendo-se uma partição de tempo para permuta de comunicação, a possiblidade de perda de dados devido ao enfileiramento pode ser reduzida ou eliminada. Ademais, se qualquer um dos sensores/componentes falharem em produzir os dados sem sua partição de tempo especificada, o sistema pode detectar a anomalia dentro de um intervalo de tempo fixo, e qualquer processo urgente/emergencial pode ser ativado.

[057] Em uma modalidade, um canal de comunicação entre os componentes pode ser uma rede de área local passiva (LAN), tal como um barramento de difusão que transporta uma mensagem em um momento. O acesso ao canal de comunicação pode ser determinado por um esquema de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) onde a temporização é controlada por um algoritmo de sincronização de relógio utilizando relógios de tempo real comuns ou separados.

[058] A figura 8 é um diagrama em bloco ilustrando os componentes de uma rede submarina comunicando através de um esquema TDMA. Uma rede submarina 800 pode incluir sensores 802 e 804, um êmbolo de cisalhamento 806, solenoides 808 e 810, e outros dispositivos 812. Os componentes da rede submarina 800 pode se comunicar através de um esquema TDMA 820. No esquema TDMA 802, um período de tempo para comunicação em um barramento compartilhado pode ser dividido em partições de tempo e essas partições de tempo designadas para vários componentes. Por exemplo, uma partição de tempo 820a pode ser designada para o êmbolo 806, uma partição de tempo 820b pode ser designada para o solenoide 808, uma partição de tempo 820c pode ser designada para o solenoide 810, uma partição de tempo 820d pode ser designada para o sensor 802, e uma partição de tempo 802e pode ser designada para o sensor 804. O período de tempo ilustrado no esquema TDMA 820 pode ser repetido com cada componente recebendo a mesma partição de tempo. Alternativamente, o esquema TDMA 820 pode ser uma dinâmica com cada uma das partições 820a a e sendo dinamicamente designado com base nas necessidades dos componentes no sistema 800.

[059] Os aplicativos sendo executados nas CPUs submarinas também podem compartilhar as partições de tempo de um barramento de comunicações compartilhado de uma forma similar. A figura 9 é um diagrama em bloco ilustrando um esquema TDMA para comunicações entre os aplicativos sendo executados nas CPUs submarinas de acordo com uma modalidade da descrição. De acordo com uma modalidade, um sistema 900 pode incluir uma pluralidade de aplicativos 902a a 902n. Um aplicativo 902 pode ser um componente de software executado por um processador, um componente de hardware implementado com conjunto de circuito lógico, ou uma combinação de componentes de software e/ou hardware.

[060] Aplicativos 902a a 902n podem ser configurados para realizar uma variedade de funções associadas com controle, monitoramento e/ou análise de um BOP. Por exemplo, um aplicativo 902 pode ser configurado como um aplicativo de sensor para perceber a pressão hidrostática associada com um BOP. Em outro exemplo, o aplicativo 902 pode ser configurado para realizar uma análise de diagnóstico e/ou prognostico do BOP. Em um exemplo adicionalmente, um aplicativo 902 pode acoplar a um BOP e processar parâmetros associados com um BOP para identificar um erro na operação atual do BOP. Os parâmetros de processo monitorados podem incluir pressão, fluxo de fluido hidráulico, temperatura e similares. Acoplamento de um aplicativo a uma estrutura, tal como um BOP ou estrutura de perfuração offshore, pode incluir a instalação e execução de software associado com o aplicativo por um processador localizado no BOP ou a estrutura de perfuração offshore e/ou o acionamento de funções BOP pelo aplicativo enquanto o aplicativo é executado em um processador em um local diferente.

[061] Um sistema de operação de controle BOP pode incluir um aplicativo de sistema operacional 902j para gerenciar o controle, monitoramento e/ou análise de um BOP com os aplicativos 902a a 902n. De acordo com uma modalidade, o aplicativo de sistema operacional 902j pode interromper as comunicações entre os aplicativos 902a a 902n.

[062] O sistema 900 pode incluir uma unidade de processamento central submarina (CPU) 906a no leito do mar e pode ser designado para o aplicativo 902a. O sistema 900 também pode incluir uma unidade de comando e controle (CCU) 908a, que pode ser um processador acoplado a uma estrutura de perfuração offshore em comunicação com o BOP, e pode ser designado para o aplicativo 902c. O sistema 900 também pode incluir um computador pessoal (PC) 910a acoplado a uma estação de controle onshore em comunicação com a estrutura de perfuração offshore e/ou o BOP, que pode ser designado para o aplicativo 902e. Pela designação de um recurso de processamento para um aplicativo, o recurso de processamento pode executar o software associado com o aplicativo e/ou fornecer conjunto de circuito lógico de hardware configurado para implementar o aplicativo.

[063] Cada uma das CPUs submarinas 906a a 906c pode comunicar uma com a outra através do barramento submarino 912. Cada uma das CCUs 908a a 908c pode se comunicar uma com a outra através do barramento de superfície 914. Cada um dos PCs 910a a 910c pode se comunicar um com o outro através do barramento onshore 916. Cada um dos barramentos 912 a 916 pode ser uma rede de comunicação com ou sem fio. Por exemplo, o barramento submarino 912 pode ser um barramento de fibra ótica empregando o protocolo de comunicação Ethernet, o barramento de superfície 914 pode ser uma conexão sem fio empregando um protocolo de comunicação Wi-Fi, e o barramento onshore 916 pode ser uma conexão sem fio empregando um protocolo de comunicação TCP/IP. Cada uma das CPUs submarinas 906a a 906c pode estar em comunicação com o barramento submarino 912.

[064] A comunicação entre aplicativos não é limitada à comunicação na rede de comunicação submarina local 912, a rede de comunicação de superfície 914, ou a rede de comunicação onshore 916. Por exemplo, um aplicativo 902a implementado pela CPU submarina 906a pode comunicar com um aplicativo 902f implementado pelo PC 910c através do barramento submarino 912, uma ponte de elevador 918, barramento de superfície 914, uma ponte SAT 920 e o barramento onshore 916. Em uma modalidade, a ponte de elevador 918 pode estar em uma ponte de rede de comunicação que permite a comunicação entre a rede de superfície 914 e a rede onshore 916, e a ponte SAT 920 pode incluir um meio de comunicação com fio ou um meio de comunicação sem fio. Portanto, em algumas modalidades, os aplicativos 902a a 902n associados com a rede submarina 912 podem comunicar com os aplicativos 902a a 902n implementados em qualquer lugar no mundo devido ao alcance global das redes de comunicação onshore que podem criar a ponte SAT 920. Por exemplo, a ponte SAT 920 pode incluir uma rede de satélite, tal como uma rede de terminal de abertura muito pequena (VSAT) e/ou a Internet. De acordo, os recursos de processamento que podem ser alocados para um aplicativo 902 podem incluir qualquer processador localizado em qualquer lugar no mundo desde que o processador tenha acesso a uma rede de comunicação global, tal como VSAT e/ou a Internet.

[065] Um exemplo de programação a transferência de informação a partir da pluralidade de aplicativos em um barramento compartilhado é ilustrado na figura 10. A figura 10 é um fluxograma ilustrando um método de comunicação de componentes de acordo com uma modalidade da descrição. Um método 1000 pode ser implementado pelo aplicativo de sistema operacional 902j da figura 9, que também pode ser configurado para programar a transferência de informação a partir da pluralidade de aplicativos em um barramento. O método 1000 começa no bloco 1002 com identificação de uma pluralidade de aplicativos, tal como os associados com um BOP. Por exemplo, cada uma das redes de comunicação 912 a 916 pode ser digitalizada para identificar os aplicativos. Em outro exemplo, os aplicativos podem gerar uma notificação indicando que o aplicativo está instalado. A pluralidade identificada de aplicativos pode ser de aplicativos que controlam, monitoram e/ou analisam uma pluralidade de funções associadas com o BOP, tal como os aplicativos 902a a 902n na figura 9.

[066] No bloco 1004, uma partição de tempo para transferência de informação pode ser alocada para cada um dos aplicativos. Os aplicativos podem transferir informação para o barramento durante a partição de tempo. Em algumas modalidades, um aplicativo pode ser capaz de transferir informação para o barramento durante as partições de tempo alocadas para outros aplicativos, tal como durante situações de emergência. A partição de tempo durante a qual um aplicativo pode transferir dados pode ser periódica e pode repetir depois de um período de tempo igual à soma de todas as partições de tempo alocadas para os aplicativos para transferência de informação.

[067] Com referência à figura 9, cada um dos aplicativos 902a a 902n pode ser acoplado a um barramento de função virtual 904 através dos barramentos 912 a 916 no sistema 900. O barramento de função virtual 904 pode ser uma representação da colaboração entre todos os barramentos 912 a 916 para reduzir a probabilidade de dois aplicativos estarem transferindo a informação para o barramento ao mesmo tempo. Por exemplo, se um aplicativo associado com a rede de superfície 914 estiver tentando transferir a informação para o barramento de superfície 914 durante uma partição de tempo alocada, então nenhum outro aplicativo, tal como um aplicativo associado com outro barramento submarino 912 ou barramento onshore 916, pode transferir informação para seus respectivos barramentos de rede local. Isso porque o barramento de função virtual 904 tem alocado a partição de tempo para o aplicativo no barramento de superfície 914. O barramento de função virtual 904 pode servir como o interruptor entre os barramentos 912 a 916 e os aplicativos 902a a 902n.

[068] De acordo com uma modalidade, a duração de tempo 922 pode representar todo o tempo necessário para cada aplicativo no sistema receber uma partição de tempo. Cada uma das partições de tempo pode ou não ter a mesma duração. Por exemplo, uma primeira partição de tempo pode ser de 10 ms, enquanto uma segunda partição de tempo pode ser de 15 ms. Em outras modalidades, cada uma das partições de tempo pode ter a mesma duração. A alocação de uma partição de tempo e a duração de uma partição de tempo pode ser dependente da informação associada com o aplicativo. Por exemplo, um aplicativo configurado para monitorar as funções hidráulicas do BOP pode receber mais tempo do que um aplicativo que simplesmente lê informação a partir de uma memória. Cada um dos aplicativos pode ter um relógio que sincroniza cada um dos aplicativos.

[069] Retornando-se à figura 10, no bloco 1006, a transferência de informação para o barramento pode ser monitorada para detectar quando nenhuma informação está disponível no barramento e para identificar o aplicativo que recebeu a partição de tempo durante a qual a falta de informação no barramento foi detectado. Em algumas modalidades, quando uma falta de informação é detectada no barramento, um processo de controle de BOP de emergência pode ser ativado, tal como o acionamento de êmbolo BOP. Em outras modalidades, quando uma falta de informação é detectada no barramento, uma notificação e/ou um alarme pode ser acionado, tal como uma notificação e/ou alarme em uma interface de usuário. De acordo com outra modalidade, quando uma falta de informação é detectada no barramento, uma solicitação pode ser feita para os dados serem reenviados, ou nenhuma ação ser realizada.

[070] Os aplicativos 902a a g podem controlar um BOP de forma autônoma de acordo com os modelos pré-programados. A figura 11 é um fluxograma ilustrando um método de controle de um BOP com base em um modelo de acordo com uma modalidade da descrição. Um método 1100 começa no bloco 1102 com o recebimento de um primeiro identificador associado com um BOP. O primeiro identificador pode ser utilizado dentro de um protocolo de descoberta de serviço para identificar um primeiro modelo que especifica a estrutura do BOP e uma pluralidade de funções controláveis do BOP. Em uma modalidade, o modelo pode ser identificado pela comparação do identificador recebido com uma base de dados de modelos BOP, onde cada modelo de BOP na base de dados de modelos de BO Pode ser associado com um identificador singular que pode ser comparado com o identificador recebido. Em algumas modalidades, o modelo pode incluir um modelo comportamental ou um modelo de máquina de estado. No bloco 1106, uma função do BOP pode ser controlada de acordo com as especificações fornecidas no modelo identificado.

[071] Uma exibição representativa do modelo identificado pode ser enviada em uma interface de usuário. A interface de usuário pode incluir uma interface de usuário para o BOP no leito do mar, uma interface de usuário para comunicação a partir de uma estrutura de perfuração offshore para o BOP, e/ou uma interface de usuário para comunicação de uma estação de controle onshore para a estrutura de perfuração offshore e/ou o primeiro BOP. A interface de usuário pode ser um dentre os aplicativos 902a a 902n da figura 9. Por exemplo, com referência à figura 9, um aplicativo de interface de usuário pode incluir o aplicativo 902g, que é uma interface homem-máquina (HMI). O aplicativo HMI pode ter acesso à leitura de informação durante qualquer intervalo de tempo e/ou pode ser capaz de transferir informação para qualquer um dos barramentos 912 a 916 durante qualquer partição de tempo. Por exemplo, em uma modalidade, a informação de uma HMI pode ser transferida para qualquer um dos barramentos 912 a 916 durante qualquer partição de tempo para garantir um mecanismo de eliminação onde um usuário pode se impor ao sistema em situações de emergência. Em algumas modalidades, o aplicativo HMI pode acessar qualquer informação armazenada ou processada em qualquer aplicativo e exibir uma representação visual da informação.

[072] De acordo com uma modalidade, o registro de usuário pode ser recebido na interface de usuário, e o controle da primeira função do BOP pode ser baseado no registro recebido. De acordo com outra modalidade, os parâmetros associados com o BOP podem ser recebidos e processados com pelo menos um dentre um processador acoplado ao BOP no leito do mar, um processador acoplado a uma estrutura de perfuração offshore em comunicação com o BOP, e um processador acoplado a uma estação de controle onshore em comunicação com a estrutura de perfuração offshore e/ou BOP. O controle da primeira função do BOP pode então ser realizado com base no processamento dos parâmetros recebidos. Em algumas modalidades, o BOP pode incluir um BOP de funcionamento ao vivo, tal como um BOP em operação no leito do mar, e o modelo pode incluir um modelo em tempo real para o BOP em funcionamento ao vivo. Se o BOP for um BOP de funcionamento ao vivo, então o controle das funções do BOP pode ocorrer em tempo real com base no registro de usuário fornecido em uma interface de usuário e/ou processamento dos parâmetros associados com o primeiro BOP.

[073] Apesar de a presente descrição e suas vantagens terem sido descritas em detalhes, deve-se compreender que várias mudanças, substituições e alterações podem ser realizadas aqui sem se distanciar do espírito e escopo da descrição como definida pelas reivindicações em anexo. Ademais, o escopo do presente pedido não deve ser limitado às modalidades particulares de processo, máquina, fabricação, composição de matéria, meios, métodos e etapas descritos na especificação. Como os versados na técnica compreenderão prontamente a partir da presente invenção, descrição, máquinas, fabricação, composições de matéria, meios, métodos ou etapas, atualmente existentes ou posteriormente desenvolvidos que realizam substancialmente a mesma função ou alcançam substancialmente o mesmo resultado que as modalidades correspondentes descritas aqui podem ser utilizados de acordo com a presente descrição. De acordo, as reivindicações em anexo devem incluir em seu escopo tais processos, máquinas, fabricação, composições de matéria, meios, métodos ou etapas.

Claims

Aparelho, CARACTERIZADO pelo fato de compreender:
uma ou mais unidades de processamento (104), cada uma incluindo:
um processador (106) configurado para ser disposto dentro da uma ou mais unidades de processamento (104); e
um dispositivo de recebimento de energia indutiva configurado para ser acoplado ao processador (106) e configurado para ser disposto dentro da uma ou mais unidades de processamento (104), o dispositivo de recebimento de energia indutiva configurado para receber energia para o processador (106) através da uma ou mais unidades de processamento (104) e a partir de um receptáculo (102) de um componente de perfuração submarino, o receptáculo (102) sendo um dentre um ou mais receptáculos (102) do componente de perfuração submarino, cada um do um ou mais receptáculos (102):
definindo um volume configurado para receber de forma removível dentro do volume uma respectiva unidade dentre a uma ou mais unidades de processamento (104);
incluindo um dispositivo de transmissão de energia indutiva configurado para transferir energia para o dispositivo de recebimento de energia indutiva da respectiva unidade de processamento (104); e
posicionado no componente de perfuração submarino para permitir acoplamento da respectiva unidade de processamento (104) ao receptáculo (102) a partir de um exterior do componente de perfuração submarino; e
pelo menos um sensor; e
um sistema de comunicações sem fio configurado para permitir comunicação entre o pelo menos um sensor e pelo menos uma dentre a uma ou mais unidades de processamento (104), pelo menos uma dentre a uma ou mais unidades de processamento (104) sendo configurada para controlar o componente de perfuração submarino com base, pelo menos em parte, em dados capturados através do pelo menos um sensor.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de a uma ou mais unidades de processamento (104) incluírem três ou mais unidades de processamento (104); e
o um ou mais receptáculos (102) incluírem três ou mais receptáculos (102), cada um configurado para receber uma respectiva unidade dentre as três ou mais unidades de processamento (104).
Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de as três ou mais unidades de processamento (104) serem configuradas para controlar o componente de perfuração submarino de acordo com um esquema de votação de maioria.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o componente de perfuração submarino compreender um elemento de prevenção de explosão (BOP).
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender uma memória configurada para armazenar dados capturados através do pelo menos um sensor.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sistema de comunicações sem fio ser configurado para receber comandos a partir de pelo menos um dentre uma rede offshore e uma rede onshore.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de o sistema de comunicações sem fio ser configurado para transmitir os comandos para o componente de perfuração submarino para controlar o componente de perfuração submarino.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos uma dentre a uma ou mais unidades de processamento (104) ser configurada para controlar o componente de perfuração submarino de acordo com um modelo.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos uma dentre a uma ou mais unidades de processamento (104) ser configurada para receber um identificador a partir do componente de perfuração submarino e controlar o componente de perfuração submarino de acordo com um modelo correspondendo ao identificador recebido.
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de o sistema de comunicações sem fio ser configurado para permitir comunicação entre pelo menos duas dentre a uma ou mais unidades de processamento (104).
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de cada receptáculo dentre o um ou mais receptáculos (102) ser configurado para pelo menos parcialmente envolverem uma parte da respectiva unidade de processamento (104) quando a respectiva unidade de processamento (104) for recebida dentro do volume do respectivo receptáculo (102).
Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de cada receptáculo (102) ser, pelo menos parcialmente, de formato cônico.
Método para controlar um componente de perfuração submarino, o método CARACTERIZADO pelo fato de compreender:
acoplar de forma removível uma unidade de processamento (104) a um receptáculo (102) do componente de perfuração submarino a partir de um exterior do componente de perfuração submarino, a unidade de processamento (104) incluindo um dispositivo de recebimento de energia indutiva contido dentro da unidade de processamento (104), o acoplamento de forma removível incluindo dispor a unidade de processamento (104), pelo menos parcialmente, dentro de um volume definido pelo receptáculo (102);
alimentar a unidade de processamento (104) através de um acoplamento indutivo com o receptáculo (102), transmitindo energia indutiva a partir de um dispositivo de transmissão de energia indutiva para o dispositivo de recebimento de energia indutiva;
receber, na unidade de processamento (104), dados capturados por pelo menos um sensor do componente de perfuração submarino; e
controlar, com a unidade de processamento (104), o componente de perfuração submarino com base, pelo menos em parte, nos dados capturados através do pelo menos um sensor.
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente receber, na unidade de processamento (104), um identificador a partir do componente de perfuração submarino.
Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que controlar o componente de perfuração submarino é realizado de acordo com um modelo.
Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o modelo corresponde ao identificador recebido.
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de processamento (104) é proveniente de uma pluralidade de unidades de processamento (104), o método compreendendo adicionalmente:
a pluralidade de unidades de processamento (104) inclui três ou mais unidades de processamento (104); e
o controle do componente de perfuração submarino é realizado através de pelo menos três das três ou mais unidades de processamento (104) de acordo com um esquema de votação de maioria.
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de o componente de perfuração submarino compreender um elemento de prevenção de explosão (BOP).
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o acoplamento de forma removível inclui dispor a unidade de processamento (104), pelo menos parcialmente, dentro do volume definido pelo receptáculo (102) de modo que o receptáculo (102), pelo menos parcialmente, envolve a respectiva unidade de processamento (104).
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de o receptáculo (102) ser, pelo menos parcialmente, de formato cônico.
Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente usar um veículo submarino para pelo menos um dentre remover a unidade de processamento (104) do receptáculo (102) ou inserir a unidade de processamento (104) no volume definido pelo receptáculo (102), quando ambos o receptáculo (102) e a unidade de processamento (104) estão submersos.