BR112015010435B1 - Método e aparelho para armazenamento submarino de energia para preventores de explosão (bop) - Google Patents

Método e aparelho para armazenamento submarino de energia para preventores de explosão (bop) Download PDF

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Abstract

armazenamento submarino de energia para preventores de explosão (bop). a presente invenção refere-se a um armazenamento submarino de energia para equipamento de controle de poço, onde a energia armazenada próxima de um poço no fundo do mar monitora e ativa o equipamento de controle de poço de forma independente, ou em conjunto com a energia hidráulica. a energia para o armazenamento submarino de energia pode ser fornecida por superfície umbilical, veículo operado remotamente, ou por geração elétrica submarina a partir da energia hidráulica armazenada. a energia elétrica armazenada também pode recarregar a energia hidráulica armazenada. um sistema de controle submarino é configurado para registrar dados, comparar os dados às assinaturas de eventos predeterminados, e operar o equipamento de controle de poço com a energia elétrica armazenada.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade para o Pedido de Patente Provisória US No. 61/723.591 depositado em 7 de novembro de 2012 e intitulado “SMART BLOW OUT PREVENTER (BOP) WITH SUBSEA ENERGY STORAGE”, que é incorporado aqui por referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
[002] Esta descrição refere-se a poços submarinos. Mais particularmente, a presente descrição refere-se a sistemas de energia para poços submarinos.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[003] Os preventores de explosão (“BOP”) existentes funcionam em sistemas hidráulicos. Para aqueles sistemas que usam energia elétrica, o sistema elétrico é usado para energizar um atuador unidirecional de circuito aberto sem retorno, de baixa energia, tal como um solenoide. Esse atuador unidirecional então controla uma válvula piloto hidráulica que transmite um sinal de energia hidráulica para um atuador de alta energia, tal como uma válvula SPM, que, por sua vez, passa a energia hidráulica em taxa de fluxo e pressões suficientes para operar uma gaveta BOP ou outras funções BOP. A liberação do atuador eletrônico, da válvula piloto e da válvula principal conta com um retorno de mola e são também do modelo de circuito aberto.
[004] Os sistemas BOP existentes usam a energia elétrica para cargas leves que consistem de pequenos atuadores de energia (descrito acima), sensor limitado e capacidade computacional. Essa energia elétrica é fornecida a partir do de um navio via um cabo umbilical, através de uma corrente alternada (AC) de alta tensão. A alta tensão necessária para manter a corrente de pico, entretanto, leva ao estresse de isolamento e à ruptura, permitindo a entrada de água salina, corrosão galvânica do cabo, e um possível enfraquecimento dos condutores metálicos causado pelo hidrogênio. A exigência de alta corrente resulta na seleção de não cabo flexível pesado que é difícil de terminar e causa erros de acotovelamento. Esses cabos são difíceis de armazenar a bordo de um navio. Adicionalmente, as linhas de comunicação podem ser integradas no cabo umbilical e a energia AC cria distúrbios no campo magnético e ruído nas linhas de comunicação.
[005] Para aplicações em águas profundas, a corrente entregue é limitada, tanto por distâncias extremas de transmissão quanto pelo risco de interferência na linha de comunicação. Por causa do risco de perder a conexão de energia com a superfície, os componentes BOP existentes são projetados para operar em condições sem energia. Por exemplo, o atuador unidirecional que controla a válvula piloto hidráulica incorpora o retorno de mola mencionado acima, o que permite que a válvula desligue mesmo quando a energia é perdida. Entretanto, o engate do atuador exige energia sustentada a partir da superfície, o que limita a quantidade de atuadores que podem ser engatados em qualquer momento. Ademais, a perda ou distúrbio de energia a partir da superfície resulta na perda de comunicações e causa ainda uma mudança na posição de todos os atuadores solenoides energizados. Isso pode causar mudanças hidráulicas indesejadas às funções do BOP.
[006] Os poucos sensores usados na tecnologia BOP existente medem pressão, fluxo e outros parâmetros físicos em uma tentativa de fornecer retorno para componentes operando em um circuito aberto, tentando confirmar que uma determinada função foi acionada ou concluída. O uso de forças de sensores centrais permite que somente uma função seja operada por vez, porque o retorno da pressão central e dos sensores de fluxo não estaria claro se múltiplas funções fossem operadas simultaneamente. A natureza integrada do sistema, onde existe uma infraestrutura compartilhada extensiva, força o uso de níveis significativos de software de aplicativo único. Esse software, e os sistemas de apoio off-line para ele são escritos para um número muito limitado de aplicações. O resultado é previsibilidade pobre, dificuldade na solução de problemas, e fraco suporte à indústria.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[007] Em uma modalidade, são descritos um dispositivo e um método para armazenar energia elétrica próximo de um poço no leito marinho e ativar o equipamento de controle de poço com a energia elétrica armazenada. Atuadores submarinos de equipamento no leito marinho podem incluir um modelo elétrico. Atuadores submarinos podem incluir alternativamente um modelo elétrico/mecânico híbrido, no qual uma válvula hidráulica principal pode ser controlada eletricamente, permitindo que uma ou mais bombas hidráulicas alimentadas eletricamente operem uma gaveta cisalhante (SHEAR RAM) em conjunto com ou independentemente de um sistema hidráulico pressurizado. De acordo com uma modalidade, os cilindros na gaveta cisalhante são movidos uma primeira distância sob energia elétrica armazenada e então são movidos em uma segunda distância sob energia hidráulica armazenada, onde a primeira distância pode ser a parte de um caminho que a gaveta cisalhante atravessa antes de contatar uma obstrução, tal como uma tubulação de perfuração.
[008] De acordo com outra modalidade, a energia elétrica armazenada pode ser usada para operar uma bomba para gerar pressão hidráulica. A pressão hidráulica gerada pode ser armazenada no leito marinho. Em certas modalidades, o fluido hidráulico pode ser recapturado para uso posterior, ao invés de exaurir o fluido para o mar. O excesso de fluido hidráulico pode ser armazenado sob pressão ambiente próxima do poço no leito marinho. Esse excesso de fluido hidráulico pode ser pressurizado pela bomba submarina usando a energia elétrica armazenada. Em uma modalidade, um veículo operado remotamente (ROV) pode fornecer ou fluido hidráulico sob pressão ambiente ou fluido hidráulico pressurizado. Quando o fluido pressurizado é fornecido pelo ROV, a energia hidráulica a partir do ROV pode operar uma bomba submarina como um gerador para recarregar a energia elétrica armazenada em certas modalidades.
[009] De acordo com uma modalidade, o dispositivo e o método incluem um sistema de comunicações e energia autônomo completo, múltiplos sensores, memória de assinatura e eventos, retorno de circuito fechado em posicionamento mecânico, e modelos matemáticos de processos de atuadores. O equipamento de controle de poço pode ser ativado com base nos dados recebidos a partir de um ou mais sensores próximos do poço. Em uma modalidade, os dados podem ser recebidos sem fio a partir de um sensor próximo do poço. Em certas modalidades, os dados recebidos a partir de um ou mais sensores podem ser registados por um período de tempo e comparados com as assinaturas de evento com o propósito de determinar se o evento ocorreu. Em adição, o estado geral do BOP ou do equipamento de controle pode ser determinado a partir dos dados recebidos.
[010] De acordo com uma modalidade, há um aparelho que compreende um equipamento de controle de poço e uma fonte de energia elétrica submarina acoplada ao equipamento de controle de poço e configurada para operar o dito equipamento de controle de poço. Há ainda um aparelho que compreende um reservatório hidráulico e uma linha hidráulica acoplada ao reservatório hidráulico e acoplada ao equipamento de controle de poço, a linha hidráulica é configurada para operar o equipamento de controle de poço em conjunto com a fonte de energia elétrica submarina. Em uma modalidade, o aparelho compreende ainda uma válvula hidráulica, um atuador hidráulico acoplado à válvula hidráulica, e um sistema de controle acoplado ao atuador hidráulico e acoplado ao sistema de armazenamento de energia submarina, o sistema de controle é configurado para operar o equipamento de controle de poço com energia elétrica a partir da fonte de energia elétrica submarina e energia hidráulica a partir da linha hidráulica. Em ainda outra modalidade, o equipamento de controle de poço compreende uma gaveta cisalhante. O armazenamento de energia submarina é usado para mover a gaveta cisalhante em uma primeira distância e um atuador hidráulico é usado para mover a gaveta cisalhante em uma segunda distância.
[011] Em certas modalidades, o aparelho compreende ainda um sensor acoplado ao sistema de controle, sistema de controle que é configurado para ativar o equipamento de controle de poço com base, pelo menos em parte, nos dados recebidos a partir do sensor. Em uma modalidade, o equipamento de controle de poço é acoplado sem fio ao sistema de controle. Em outra modalidade, o sistema de controle é acoplado sem fio ao sensor. De acordo com uma modalidade, o aparelho é configurado ainda para registrar os dados do sensor por um período de tempo, comparar os dados registrados para assinaturas de eventos predeterminada, e determinar um evento que ocorreu com base na etapa de comparação. De acordo com outra modalidade, a fonte de energia submarina é configurada para operar de forma independente do equipamento de controle de poço. Em ainda outra modalidade, o aparelho compreende ainda uma bomba submarina acoplada à linha hidráulica e acoplada à fonte de energia elétrica submarina, a bomba submarina é configurada para gerar a pressão hidráulica na linha hidráulica a partir da energia na fonte de energia elétrica submarina.
[012] Em uma modalidade, há um reservatório hidráulico que compreende um reservatório hidráulico sob pressão ambiente, e no qual a bomba submarina é configurada para pressurizar o meio hidráulico do reservatório hidráulico sob pressão ambiente para operar a linha hidráulica. Em ainda outra modalidade, há uma porta configurada para receber o meio hidráulico sob pressão ambiente a partir de um ROV. De acordo com uma modalidade da presente descrição, há uma porta configurada para receber o meio hidráulico pressurizado a partir de um ROV, no qual a bomba submarina é configurada para operar como um gerador para recarregar a fonte de energia elétrica submarina a partir do meio hidráulico de pressão recebida.
[013] A descrição anterior destacou principalmente e amplamente as características e vantagens técnicas da presente descrição, de modo que a descrição detalhada da presente invenção que se segue seja entendida melhor. Características e vantagens adicionais da presente descrição serão descritas aqui em seguida, as quais formam o assunto das reivindicações da presente descrição. Os versados na técnica deveriam apreciar que o conceito e modalidade específica descritos podem ser usados prontamente como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para executar os mesmos propósitos da presente descrição. Os versados na técnica também deveriam perceber que tais construções equivalentes não abandonam o espírito e escopo da descrição como apresentado nas reivindicações em anexo. As novas características que se acredita sejam as características da descrição, tanto com relação à sua organização quanto ao método de operação, juntamente com outros objetivos e vantagens, serão entendidos melhor a partir da seguinte descrição, quando considerados em conjunto com as figuras em anexo. Dever-se-ia entender expressamente, entretanto, que cada uma das figuras é fornecida com o propósito de ilustração e descrição e não é destinada a ser uma definição dos limites da presente invenção.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[014] Para um entendimento mais completo do sistema e métodos descritos, a referência é feita agora às seguintes descrições tomadas em conjunto com os desenhos em anexo.
[015] A Figura 1 é uma representação esquemática de uma modalidade de uma gaveta híbrida do preventor de explosão (BOP).
[016] A Figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra uma válvula hidráulica operada eletricamente e um pacote de sensores, de acordo com uma modalidade da presente descrição.
[017] A Figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra uma modalidade de um sistema de energia do preventor de explosão (BOP), um subsistema de reservatório hidráulico e sistemas de recarga do veículo operado remotamente (ROV).
[018] A Figura 4 é um diagrama de blocos que representa uma modalidade de um sistema de controle do atuador autônomo.
[019] A Figura 5 é um diagrama de blocos que representa uma configuração de um sistema preventor de explosão (BOP), de acordo com uma modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[020] Em uma modalidade, um sistema preventor de explosão (BOP) pode incluir um sistema elétrico/hidráulico híbrido de circuito fechado. O armazenamento submarino de energia que é fornecido permite a entrega de energia elétrica quando necessário, tal como através de sinal de alta corrente e baixa tensão, aos componentes elétricos do poço.
[021] A Figura 1 mostra um cilindro hidráulico de gaveta de alta pressão 208 com um modelo de cilindro de pressão em torno do poço 220. Embora certos modelos de gaveta sejam ilustrados no sistema da Figura 1, outros tipos de gavetas podem ser usados. O pacote de sensor e atuador 202 pode regular a energia elétrica para o motor 204. O motor 204 pode ser conectado à bomba hidráulica 206, que move o meio hidráulico, tal como o fluido hidráulico, na linha hidráulica fechada 230 para pressionar os cilindros de gaveta na posição fechada. O fluido hidráulico pode ter a direção invertida através do motor 204 para operar o dito motor 204 como um gerador. Uma gaveta de vedação de cisalhamento, tal como aquela representada na gaveta 208, tem uma região de fluxo de baixa energia, onde os cilindros se movem sem obstruções, e uma região de fluxo de alta energia, onde os cilindros se engatam e cortam uma obstrução, tal como o revestimento do poço 220 (não mostrado) ou a tubulação de perfuração (não mostrada).
[022] Em sistemas convencionais de gaveta cisalhante, as válvulas para tanques de fluido hidráulico pressurizado submarinos existentes são usadas para manipular os cilindros tanto através de regiões de baixa energia quanto através de regiões de alta energia. À medida que um tanque acumulador hidráulico move o fluido hidráulico para a linha fechada, a pressão cai rapidamente. Em sistemas de gaveta convencionais, a zona de pressão mais alta dos tanques hidráulicos é desperdiçada durante a movimentação dos cilindros através da região de baixa energia, onde os cilindros são movidos simplesmente para o local para contatar a obstrução a ser cortada.
[023] A presente modalidade fornece uma eficiência aumentada quando usando uma bomba hidráulica 206 para mover os cilindros hidráulicos da gaveta 208 através da região de baixa energia. Quando os cilindros contatam uma obstrução a ser cortada, a válvula do tanque de fluido hidráulico pressurizado 214A pode ser aberta permitindo que o fluido hidráulico de alta pressão passe do tanque 214 para a linha hidráulica fechada 230. O fluido hidráulico de alta energia pode ajudar a fechar os cilindros da gaveta 208 para cisalhar uma obstrução no poço 220. Dessa forma, o fluído de alta energia é usado para cortar, ao invés de apenas mover o cilindro através da região de baixa energia. Embora um sistema elétrico/hidráulico híbrido seja descrito, o sistema também pode usar a bomba hidráulica 206 para operar os cilindros da gaveta 208, tanto através da fase de baixa energia quanto através da fase de alta energia.
[024] O uso de componentes elétricos, tais como a bomba 206, no sistema submarino pode permitir que a redundância seja aumentada. Por exemplo, o fluido hidráulico pressurizado dentro do tanque 214 pode ser usado para mover os cilindros da gaveta 208 através da região de baixa energia. Igualmente, a bomba 206 pode acionar os cilindros da gaveta 208 através da região de alta energia. Em uma modalidade, a água do mar pode ser usada em lugar do fluido hidráulico, tal como em situações de emergência quando o fluido hidráulico não está disponível. O fluido hidráulico pode ser liberado posteriormente através do sistema submarino para remover os contaminantes deixados pela água do mar.
[025] O modelo de circuito fechado da modalidade mostrada na Figura 1 também pode gerar benefícios adicionais. Por exemplo, o tanque 214 pode ser recarregado a partir da bomba 206, fechando as válvulas (não mostradas) na linha fechada 230. Em adição, com a bomba 206 acoplada tanto à linha fechada 230 quanto à linha aberta 232, a dita bomba ajuda ainda a gaveta 208 a puxar o fluido hidráulico do lado de cisalhamento dos cilindros para a linha aberta 232. Quando os sistemas convencionais liberam o fluido hidráulico usado no mar aberto, algumas modalidades de sistema submarino descrito na Figura 1 podem reutilizar o fluido hidráulico. Reutilizar o fluido hidráulico é ambientalmente correto. Ademais, quando o fluido hidráulico é reutilizado, o fluido hidráulico de qualidade mais alta pode ser usado, o que é adaptado melhor à gaveta 208. Também, o monitoramento da repressurização do tanque 214 ou do tanque 212 fornece um indicador adicional da posição dos cilindros dentro da gaveta 208. Finalmente, o modelo híbrido hidráulico elétrico, tal como descrito aqui, remove a necessidade pela válvula piloto hidráulica de sistemas BOP convencionais.
[026] Um modelo submarino elétrico/hidráulico pode também fornecer outra funcionalidade. Com a disponibilidade do subsistema elétrico armazenado no fundo mar, um BOP pode executar o processamento local de dados. A Figura 2 mostra um diagrama de blocos do sistema elétrico de acordo com uma modalidade da presente descrição. Os componentes localizados dentro do diagrama de blocos podem estar autocontidos com o motor e a válvula hidráulica, como mostrado na Figura 2, ou eles podem ser independentes do motor e/ou da válvula. Em algumas modalidades, certos componentes da Figura 2 podem ser incorporados no pacote de acionamento e de sensor 202 da Figura 1. A energia elétrica pode entrar no sistema 300 a partir da conexão de energia 350. A energia pode ser escalonada através de níveis de tensão com um transformador e/ou condicionada na fonte de energia 304 e no módulo de energia 306. O módulo de energia 306 também pode recarregar ou direcionar a energia a partir de um dispositivo de armazenamento de energia interna 302. O módulo de energia 306 pode conter uma unidade de frequência variável para o motor/atuador 330. A fonte de energia 304 também pode energizar a placa de controle 310 e pode energizar um ou mais sensores 312 dentro do pacote de válvula e sensor 202.
[027] A placa de controle 310 pode incluir memória e um processador. O processador pode ser configurado para desempenhar funções, tais como a coleta de dados a partir dos sensores 312 e controle do motor 330 de e/ou da válvula 340 e outras funções descritas nesta descrição. Em um exemplo, a placa de controle 310 pode ser configurada para ativar a gaveta cisalhante com a energia elétrica armazenada para mover a gaveta cisalhante por uma primeira distância e ativar a gaveta cisalhante com a energia hidráulica armazenada para mover a dita gaveta cisalhante por uma segunda distância.
[028] A placa de controle 310 pode receber a energia a partir de uma fonte de energia 304 e a informação processada pelo bloco de comunicação 308, que pode ser recebida a partir da conexão de comunicações 360. A conexão de comunicações 360 pode ser uma conexão sem fio sem conexões elétricas galvânicas, que remove os conectores elétricos tradicionais e as vedações impermeáveis à água usadas para isolar as conexões elétricas a partir da água do mar. As transmissões de comunicação podem entrar e sair do pacote de válvula e sensor 202 via a conexão 360. Em adição, o bloco de comunicação 308 pode incorporar a tecnologia sem fio para se comunicar com os sensores 312. Os sensores embutidos 312 podem relatar a informação de estado para a placa de controle 310. Um ou mais sensores podem fornecer informação de umidade, temperatura, pressão, vibração, aceleração, fluxo, torque, posição, energia, ou outra informação particular para uma determinada válvula, motor, ou atuador. A placa de controle 310 telemetra as medições brutas dos sensores 312 para relatar para a superfície ou para outros componentes submarinos. Em adição, a placa de controle 310 pode executar cálculos, converter dados de medição brutos em telemetria interpretável, e/ou outro processamento. Por exemplo, a placa de controle 310 pode aplicar calibrações programáveis pelo usuário aos sensores 312. Como a energia ser armazenada e fornecida no ambiente submarino, o sistema 300 pode receber um retorno de circuito fechado em qualquer dispositivo mecânico. Além disso, a placa de controle 310 pode incluir memória para permitir o registro de assinaturas elétricas de um ou mais dispositivos remotos. A placa de controle 310 pode então interpretar a informação de estado dos dispositivos remotos, comparando as assinaturas elétricas com assinaturas elétricas predeterminadas ou assinaturas de histórico para os dispositivos remotos. Por exemplo, a placa de controle 310 pode ser pré-programada com uma assinatura eletrônica para uma falha da gaveta cisalhante que inclui medições aproximadas ao longo do tempo a partir de uma gaveta cisalhante que podem indicar uma falha da gaveta cisalhante. A assinatura eletrônica registrada para a gaveta cisalhante pode então ser comparada com essa assinatura eletrônica pré-programada para determinar se ocorreu uma falha ou se o serviço é exigido.
[029] As comunicações entre a placa de controle 310, atuadores, motores, válvulas, gavetas, indicadores e sensores podem ser através de conexão por fio. Em certas modalidades, a comunicação sem fio entre os componentes pode ser implementada, por exemplo, através de comunicação de radiofrequência (RF).
[030] A placa de controle 310 pode fazer mais do que somente comunicar e interpretar a informação a partir dos sensores 312. A conexão ao módulo de energia 306 pode permitir que placa de controle 310 manipule ativamente o motor/atuador 330, bem como a válvula 340. A placa de controle 310 pode incluir memória dinâmica, permitindo a agregação dos dados de sensor ao longo do tempo com estampas de tempo. De acordo com uma modalidade, a placa de controle 310 pode registrar dados ao longo de um período de tempo definido para determinar os parâmetros de operação normais ou mesmo anormais e, em seguida, usando algoritmos de comparação integrados, comparar parâmetros de dados atuais com esses parâmetros históricos. Dessa forma, a placa de controle 310 pode determinar se um evento ocorreu. Ademais, a memória da placa de controle 310 permite que o registro de dados não esteja restrito por limitações de largura de banda ou ruído na linha de comunicações 360. Assim, a captura de dados de resolução mais alta é possível. Os operadores podem então descarregar os registros de eventos de tempo estampado particulares quando desejado através da linha de comunicações 360. A placa de controle 310 pode enviar a informação detalhada sobre a saúde e o estado da válvula, tal como o quão rápido a válvula fechou, quanta energia foi usada para fechar a válvula, o aumento de temperatura durante o fechamento da válvula, alta aceleração ou vibração, etc. Ademais, a placa de controle 310 pode comparar o fechamento da válvula com fechamentos anteriores para determinar a saúde da válvula.
[031] De acordo com uma modalidade, a placa de controle 310 manipula, de forma autônoma, o equipamento do poço de acordo com as condições pré-programadas. Assim, mesmo se a comunicação for cortada para a superfície, a placa de controle submarina 310 possui a energia e a capacidade de processador para operar independentemente o BOP. A placa de controle 310 pode facilitar também as correções operacionais do dia a dia sem a necessidade de intervenção humana.
[032] De acordo com outra modalidade, a placa de controle 310 pode processar os modelos matemáticos de operação normal ou anormal de vários componentes do equipamento de poço. Por exemplo, dada uma pressão inicial hidráulica padrão, os algoritmos de perda de carga, profundidade de equipamento, resistência ao cisalhamento de uma obstrução a ser cortada, etc., a modelagem matemática será capaz de calcular ou estimar a quantidade de fluido hidráulico saindo de um dado acumulador. Se esse número difere por uma certa quantidade, a placa de controle 310 pode emitir um código de evento que alertaria os operadores na superfície. Em adição, a placa de controle 310 pode realizar uma ação autônoma com base no código do evento. Ao longo do tempo, os dados agregados e o modelo matemático fornecem, aos operadores, informação adicional com relação à operação de um determinado BOP. Os operadores podem então atualizar os parâmetros de resposta autônoma da placa de controle 310, de acordo com as assinaturas preditas.
[033] O processamento submarino de dados pode permitir um controle mais rápido do equipamento. Por exemplo, as hidráulicas existentes podem medir o fluxo em lugares limitados devido às limitações de comunicação irregular com a plataforma de petróleo discutidas acima. Como resultado, os sistemas hidráulicos submarinos existentes são impedidos de abrir simultaneamente as duas válvulas a montante de um único medidor de fluxo, porque o operador perderia a informação com relação ao fluxo através de cada válvula individual. Com o uso do controle de sistema elétrico, entretanto, cada válvula poderia manter o seu próprio pacote de sensor e válvula energizados completo com sensores integrados para medir o fluxo, temperatura, vibração, pressão, etc. Assim, mais sensores e mais atuadores poderiam ser operados independentemente. Também, os sistemas de controle elétrico permitem que os operadores façam mais ajustes e mais rapidamente. Como tal, essa característica pode reduzir o tempo de desconexão de emergência devido a problemas no navio.
[034] Em ambientes de alta pressão em mar profundo, o estado visual da válvula pode ser limitado pela disponibilidade de energia e o acesso aos sistemas para processamento de dados. De acordo com uma modalidade, uma indicação do estado da válvula pode estar disponível. O bloco de indicação 314 da Figura 2 pode receber informação a partir dos sensores 312 através da placa de controle 310. O bloco de indicação 314 pode exibir certos aspectos do estado da válvula de forma visual, audível, magnética, etc. Por exemplo, uma válvula hidráulica fechada pode disparar um diodo de emissão de luz (LED) verde visível no exterior válvula por um veículo operado remotamente (ROV). A título de exemplo, uma válvula fechada, onde o fluido hidráulico usado excedeu os parâmetros normais, pode exibir tanto um LED verde quanto um LED amarelo. Em ambientes significativamente de alta pressão, uma tela de LED pode ser impraticável. Em certas modalidades, o bloco de indicação 314 pode empregar um sistema de emissão de dados magnéticos. Por exemplo, a polarização de um eletroímã pode mover uma bússola montada no exterior da válvula ou dentro de um ROV. Em certas modalidades, sinais audíveis podem ser iniciados pelo bloco de indicação 314. Por exemplo, dois assobios podem indicar uma válvula fechada, sendo que três assobios indicam uma válvula fechada com problemas de pressão. Embora o presente exemplo seja direcionado a uma válvula preventora de explosão (BOP), este modelo pode ser aplicado também a outro equipamento de poço.
[035] De acordo com uma modalidade, o sistema de controle elétrico de circuito fechado descrito aqui pode ser um modelo modular, renunciando ao uso de processador e infraestrutura centra para plataforma de petróleo. Neste exemplo, múltiplos componentes do equipamento de poço podem conter pacotes de sensor e válvula idênticos, tal como descrito na Figura 2. Os atuadores submarinos podem conter o mesmo software padronizando assim a telemetria e os cálculos.
[036] O sistema 400, como descrito na Figura 3, é uma modalidade de um BOP de acordo com a presente descrição. A energia elétrica pode ser alimentada dentro e fora do sistema 400 através do cabo umbilical 450 (ou cabo umbilical secundário 451). Tanto a corrente alternada (AC) quanto a corrente contínua (DC) podem ser transferidas com o pacote eletrônico 404 convertendo e/ou condicionando a energia como necessário. O cabo umbilical 450 pode também compreender linhas de comunicação. Para implementações profundas, a capacidade de transmissão de longa distância de energia AC pode ser empregada. Em sistemas convencionais sem armazenamento submarino de energia, a energia AC de alta corrente é transmitida através do cabo umbilical, como descrito acima, e resulta em ruído na linha e distúrbios de comunicação. Como o sistema 400 contém o armazenamento submarino de energia, entretanto, tanto a corrente quanto a tensão de transmissão de energia através do cabo umbilical 450 podem ser reduzidas. Enquanto eventos maiores no sistema submarino 400 pode consumir momentaneamente alta energia, muitos componentes do sistema submarino 400 podem operar em condições normais em um modo de sensoriamento de baixa energia. A energia enviada ao sistema submarino 400, através do cabo umbilical 450, pode ser corrente baixa e baixa tensão durante condições normais. Pequenas quantidades de energia elétrica adicional podem ser transferidas para armazenamento dentro do sistema submarino 400 ao longo do cabo umbilical 450 em cargas lentas do armazenamento. Quando alta energia é exigida, alguma da energia adicional já pode ser armazenada no leito marinho e pode reduzir a energia adicional exigida para ser transferida ao longo do cabo umbilical 450. Essa capacidade de carga lenta pode reduzir os efeitos deletérios dos sistemas de energia AC submarinos existentes. Em adição, com as exigências de baixa energia, a energia DC pode ser alimentada no cabo umbilical 450. Em certas situações, cabo umbilical 450 pode transferir a energia do sistema submarino 400 para a plataforma de petróleo, tal como durante o recondicionamento do dispositivo de armazenamento 402.
[037] O armazenamento submarino de energia pode permitir que cada pacote de sensor/atuador submarino seja independente de qualquer fonte de energia complexa. A distribuição de energia é baixa tensão e pode estar nos mesmos condutores que são usados para a comunicação. Em modalidades com a distribuição de energia DC, os campos elétricos e magnéticos alternados através dos condutores são reduzidos, o que remove uma fonte de ruído das linhas de comunicação. O armazenamento de energia em um sistema submarino, tal como o “Lower Main Riser Package” (LMRP), remove altas correntes de pico do circuito de cabo umbilical. Ademais, em certas modalidades, os sistemas submarinos podem operar com perda momentânea ou contínua de energia a partir da superfície. Em modalidades com capacidade de carga lenta, o gerenciamento de tensão pode ser mais simples e pode reduzir o uso de transformadores complexos no equipamento submarino. Ademais, Sistemas de Energia Ininterrupta (UPS) em nível de superfície podem ser fornecidos para fornecer energia DC ao longo do cabo umbilical para redundância adicional. A energia DC nas linhas umbilicais superfície-leito marinho também elimina os problemas de impedância complexos e simplifica muito o projeto do cabo. Como as correntes de pico mais baixas permitem cabo menor, mais cabo pode ser armazenado no navio em superfície. O cabo de bitola menor também é mais fácil e mais rápido de terminar, resiste ao acotovelamento e simplifica os reparos. O cabo de bitola menor também é mais rápido e menos dispendioso de substituir, e pode ser terminado com tecnologia ROV existente.
[038] O pacote eletrônico 404 pode regular a energia através do sistema 400. Na modalidade mostrada na Figura 3, o pacote eletrônico 404 pode aceitar uma carga lenta a partir do cabo umbilical 450, condicionar a energia elétrica, e carregar o dispositivo de armazenamento 402. Dispositivo de armazenamento 402 pode ser qualquer bateria química conhecida na técnica, tal como a bateria de íons de lítio (LiIon), cádmio e níquel (NiCd) ou de níquel-hidreto metálico (NiMH). Em adição ou alternativamente às baterias químicas, o dispositivo de armazenamento 402 pode compreender células de combustível, capacitores, ou volantes. O dispositivo de armazenamento 402 também pode conter uma bateria de reserva não recarregável para operações de emergência. Alternativamente, as baterias de reserva e os dispositivos de armazenamento de energia localizados, tal como dispositivo de armazenamento de energia 302, podem estar localizados dentro do pacote eletrônico 404 ou em outras localizações no sistema 400. Em uma modalidade, o dispositivo de armazenamento 402 podem existir em um recipiente preenchido com óleo sob pressão ambiente.
[039] O pacote eletrônico 404 monitora e mantém uma carga apropriada para o dispositivo de armazenamento 402. Na modalidade mostrada, o pacote eletrônico 404 pode conter eletrônicos e sensores, tais como associados à Figura 2 acima. O pacote eletrônico 404 pode incluir também uma unidade de velocidade variável 408 para uso no motor de acionamento 414. Energia adicional para uso internamente no pacote eletrônico 404 ou para uso externo pode ser armazenada no dispositivo de armazenamento de energia 406. O dispositivo de armazenamento de energia 406 também pode ser usado para condicionar energia. O pacote eletrônico 404 também pode conter, ou ser conectado a componentes de indicação, tal como o guia acústico 480.
[040] A energia elétrica armazenada no leito marinho pode ser usada para o motor de acionamento 414, que, por sua vez, é acoplado à bomba hidráulica 416. O motor 414 e a bomba 416 podem ter múltiplos usos no sistema submarino. Por exemplo, a bomba 416 pode aceitar o fluido hidráulico de recarga a partir do ROV 434 e bombear o fluido para o reservatório hidráulico 410. O reservatório hidráulico 410 pode ser uma membrana de fluido sob pressão ambiente contida no alojamento de proteção 411. A bomba 416 pode transferir também o fluido hidráulico do reservatório sob pressão ambiente 410 para tanques de armazenamento de energia hidráulica em alta pressão 430. A bomba 416 pode pressurizar os tanques 430, criar o armazenamento de energia hidráulica para uso na gaveta 470 ou para uso na bateria de carregamento 402. A bomba 416 pode também aceitar o fluido hidráulico a partir da superfície ao longo do cabo umbilical 452 para uso no reabastecimento do reservatório hidráulico 410. A bomba 416 também pode aceitar o fluido hidráulico a partir do ROV 432. Em adição, a bomba 416 pode acionar o motor 414 para recarregar o dispositivo de armazenamento 402. Em modo de geração de energia, o ROV 434 empurra o fluido hidráulico através da bomba 416 para o reservatório de pressão ambiente 410. A bomba 416 gira o motor 414, que gera eletricidade para carregar o dispositivo de armazenamento 402. Em uma modalidade alternativa, o fluido hidráulico pode ser descartado no mar através da válvula externa 420. O fluido hidráulico também pode ou alternativamente ser enviado através da bomba 416 a partir dos tanques de armazenamento de energia hidráulica pressurizada 430.
[041] O sistema 400 fornece usos adicionais para um ROV. Como mencionado, o ROV 432 e o ROV 434 podem fornecer fluido hidráulico ao sistema 400. O ROV 434 também pode recarregar o dispositivo de armazenamento 402 através da bomba 416 e o gerador 414. Em adição, o ROV 434 podem se comunicar diretamente com o pacote eletrônico 404 em caso de problemas com o cabo umbilical 450. Igualmente, o ROV 434 pode fornecer energia DC bruta ao pacote eletrônico 404 para uso no sistema de energia 400 ou para recarregar o dispositivo de armazenamento 402. O ROV 434 se conecta através do dispositivo de acoplamento RF e indução 442 que é capaz de transferir tanto energia quanto comunicações sem uma conexão cobre a cobre.
[042] O sistema 400 pode incluir um subsistema de armazenamento de energia hidráulica convencional. Os tanques acumuladores hidráulicos pressurizados 430 podem ser acoplados à válvula operada hidraulicamente e à unidade de bomba 460 460. A unidade 460 contém a bomba 462, a válvula 464, o pacote de sensor e eletrônicos 466 e o indicador 468. De acordo com a operação da gaveta hidráulica convencional, o fluido hidráulico de alta pressão pode ser transmitido através do regulador 476 para a válvula 464, onde ele é direcionado para abrir ou fechar a gaveta 470. O excesso de fluido hidráulico pode ser exaurido para o mar através da porta 469. Na modalidade da Figura 3, a bomba 462 pode auxiliar na abertura ou fechamento dos cilindros da gaveta 470. A bomba 462 pode extrair o fluido hidráulico de baixa pressão a partir do reservatório hidráulico 410 ou a partir do ROV 432. A válvula 464 pode então direcionar o fluido hidráulico pressurizado pela bomba 462 ao longo ou da linha hidráulica 472 ou da linha 474 para fechar ou abrir, respectivamente, os cilindros da gaveta 470. De acordo com uma modalidade, a unidade 460 contém também o pacote de sensor e eletrônicos 466. O pacote de sensor e eletrônicos 466, como descrito em relação à Figura 2, pode registrar e telemetrar medições tais como a taxa de fluxo, vibração, aceleração, pressão, temperatura, umidade, posição da válvula, torque ou energia. O pacote de sensor e eletrônicos 466 pode ser energizado a partir do pacote eletrônico 404 através, por exemplo, do dispositivo de acoplamento RF ou indução 444. Em adição, o pacote de sensor e eletrônicos 466 pode incluir um dispositivo de armazenamento de energia interna. O pacote de sensor eletrônico 466 pode transmitir as comunicações ao longo da linha de energia ou pode manter separada a conexão de comunicação sem fio ou por fio com o pacote eletrônico 404. O indicador 468 pode receber dados e informações a partir do pacote de sensor eletrônico 466 ou a partir do sensor eletrônico 404, e exibe as informações consequentemente. Por exemplo, o indicador 468 pode empregar qualquer um dos sistemas discutidos em relação ao bloco de indicação 314 na Figura 2. Em certas modalidades, o indicador 468 pode incluir uma interface de câmara de vídeo para fazer a interface com um humano em uma localização remota.
[043] Em certas outras modalidades, o indicador 468 pode ser uma interface sem fio para permitir o relatório de dados de válvula para um dispositivo portátil acessado por um técnico, enquanto o BOP é acessível em um convés de navio ou de um parque de armazenamento. Enquanto certos componentes do sistema submarino estão localizados no convés ou no pátio de armazenamento, a eles podem ser fornecidos interfaces de comunicação e energia para permitir o recebimento de dados de sensor e a verificação de componentes operacionais antes da instalação submarina. Adicionalmente, os circuitos hidráulicos de circuito fechado discutidos permitem a operação do BOP na plataforma do navio no pátio de armazenamento sem hardware e fluido hidráulico para a plataforma de petróleo.
[044] A Figura 4 representa o esquema de comunicação de acordo com uma modalidade da presente descrição. Na Figura 4, o pacote eletrônico 530 foi ampliado para se comunicar com múltiplas unidades de válvula e de bomba hidráulica operadas 460. Nesta modalidade, a placa de controle 310, por exemplo, pode ter múltiplas portas de entrada/saída canalizadas através de um centro de distribuição de comunicações 532, tal como um multiplexador/demultiplexador. A placa de controle 310 localizada dentro do pacote eletrônico 530 pode receber e processar dados dos sensores de dentro de cada uma das cinco unidades de válvula e de bomba hidráulico operadas 460, como mostrado na Figura 4. Na Figura 4, a energia para a plataforma de petróleo primária 522 pode ser carregada lentamente para o dispositivo de armazenamento de energia 406, que, em seguida, alimenta as unidades de bomba 460. Como o dispositivo de armazenamento de energia 406 ou dispositivo de armazenamento 402 pode possuir energia suficiente para ligar as unidades de válvula e bomba hidráulicas operadas 460, as restrições de energia para a plataforma de petróleo 522 podem ser reduzidas e podem permitir o uso de baixa tensão, baixa amperagem, energia AC ou DC.
[045] Os eletrônicos da plataforma de petróleo 512 podem se comunicar com o pacote eletrônico 530. A telemetria pode ser enviada para a plataforma de petróleo e comandos operacionais podem ser encaminhados para o equipamento de poço. A telemetria e os comandos executados podem ser registrados no equipamento de registro de dados 516. A telemetria pode ser exibida em telas na plataforma de petróleo 514 e também enviada para localizações remotas via internetwork ou intranetwork 510. Os comandos também podem ser transmitidos via a rede 510.
[046] A Figura 5 representa uma modalidade da presente descrição na configuração de um LMRP e BOP submarinos acoplados a uma coluna de ascensão. O hardware montado em navio 610 do sistema 600 pode estar na plataforma de petróleo e incluir o armazenador de fluido hidráulico 616, a bomba hidráulica 614, e/ou o reservatório hidráulico 612. O fluido hidráulico pode ser entregue através da linha de abastecimento de fluido 452 ou da linha de abastecimento secundária 453. A comunicação e a energia podem ser entregues via cabo umbilical 450 ou cabo umbilical secundário 451. De acordo com uma modalidade, os cabos umbilicais podem ser configurados para transportar energia independentemente da comunicação. Por exemplo, o cabo umbilical 450 pode transportar apenas poder e cabo umbilical 451 pode transportar apenas comunicação. Isso pode reduzir o ruído na linha e melhorar a comunicação. Para propósitos de redundância, os cabos umbilicais podem ser invertidos de modo que o cabo umbilical 451 transporte apenas energia e o cabo umbilical 450 transporte apenas comunicação, ou qualquer cabo umbilical possa ser configurado para transportar os dois simultaneamente. Igualmente, os pacotes eletrônicos 640 e 642 podem ser configurados em conjunto para serem totalmente redundantes ou eles podem ser configurados para operar em série, com o pacote eletrônico 640 dedicado ao condicionamento e fornecimento de energia, e o pacote eletrônico 642 dedicado às comunicações e controle. Os pacotes eletrônicos 640 e 642 podem ser acoplados pela linha de energia e de comunicações 641. Os pacotes eletrônicos 640 e 642 podem estar localizados dentro do LMRP 630 ou montados como guias, como mostrado na Figura 5. Os pacotes eletrônicos 640 e/ou 642 podem ligar e controlar as válvulas hidráulicas 644 e 646, bem como os reguladores de função principal e de distribuição hidráulica 650. Os pacotes eletrônicos 640 e 642 também podem gerenciar e condicionar a bateria 652.
[047] O LMRP 630 pode conter um armazenador de energia hidráulica independente 654 ou pode ser conectado ao armazenador de energia hidráulica 664 do BOP 670 através, por exemplo, de estabilizadores hidráulicos multicaminhos 660 para conexões de energia hidráulica a gavetas e válvulas. A energia elétrica e as comunicações podem ser transferidas entre o LMRP 630 e o BOP 670 através de portas de comunicação e de transferência de energia 656 e 662. As portas 656 e 662 podem ser conectadas por fio ou acopladas sem fio através de indução. O BOP 670 pode incluir várias gavetas 470 circundando o poço 454. Em uma modalidade, as gavetas 470 podem incluir unidades de válvulas e bombas hidráulicas operadas independentes 460. Em outras modalidades, as unidades de válvulas e bombas hidráulicas operadas 460 podem ser interconectadas para controlar e monitorar múltiplas gavetas 470.
[048] Os sistemas e métodos aqui descritos podem se adaptar, e podem ser aplicados a qualquer equipamento de poço existente ou novo. Embora a presente descrição e suas vantagens tenham sido descritas em detalhes, dever-se-ia entender que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas aqui sem abandonar o espírito e escopo da descrição, como definido pelas reivindicações em anexo. Ademais, o escopo do presente pedido não se destina a estar limitado às modalidades particulares do processo, máquina, fabricação, composição de matéria, dispositivos, métodos e etapas descritos na especificação. Como um versado na técnica apreciará prontamente a partir da presente invenção, a descrição, máquinas, fabricação, composições de matéria, dispositivos, métodos, ou etapas, atualmente existentes ou a serem desenvolvidos posteriormente que desempenham substancialmente a mesma função ou atingem substancialmente o mesmo resultado das modalidades correspondentes aqui descritas podem ser usados de acordo com a presente descrição. Consequentemente, as reivindicações em anexo destinam-se a incluir dentro de seu escopo tais processos, máquinas, fabricações, composições de matéria, dispositivos, métodos, ou etapas.

Claims (20)

1. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: armazenar energia elétrica próximo de um poço em um leito marinho em um dispositivo de armazenamento de energia (302), em que o dispositivo de armazenamento de energia (302) é configurado para fornecer energia elétrica armazenada para operar um equipamento de controle de poço; armazenar energia hidráulica próximo do poço no leito marinho em um tanque de armazenamento de energia hidráulica (430), em que o tanque de armazenamento de energia hidráulica (430) é configurado para fornecer a energia hidráulica armazenada para operar o equipamento de controle de poço; operar uma bomba (206) a partir da energia elétrica armazenada para gerar a energia hidráulica armazenada; e ativar o equipamento de controle de poço com uma combinação da energia elétrica armazenada e a energia hidráulica armazenada, em que a etapa de ativar o equipamento de controle de poço com uma combinação da energia elétrica armazenada e da energia hidráulica armazenada compreende ativar o equipamento de controle de poço por uma primeira duração de tempo com a energia elétrica armazenada e ativar o equipamento de controle de poço por uma segunda duração de tempo com a energia hidráulica armazenada.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de ativar o equipamento de controle de poço compreende ativar uma gaveta cisalhante (208), e em que ativar a gaveta cisalhante (208) compreende: ativar a gaveta cisalhante (208) com a energia elétrica armazenada para mover a gaveta cisalhante (208) uma primeira distância; e ativar a gaveta cisalhante (208) com a energia hidráulica armazenada para mover a gaveta cisalhante (208) uma segunda distância.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira distância é menor do que a segunda distância.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira distância é uma parte de um caminho que a gaveta cisalhante (208) atravessa antes de contatar uma obstrução.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a obstrução é uma tubulação de perfuração.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: armazenar um meio hidráulico sob pressão ambiente próximo do poço no leito marinho; e pressurizar o meio hidráulico com a bomba (206) alimentada pela energia elétrica armazenada.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente receber o meio hidráulico sob pressão ambiente a partir de um veículo operado remotamente (ROV) (434).
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: receber o meio hidráulico pressurizado a partir de um veículo operado remotamente (ROV) (432); e operar uma bomba (206) como um gerador (414) a partir do meio hidráulico pressurizado recebido para recarregar a energia elétrica armazenada.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente retornar o meio hidráulico para ser reutilizado no equipamento de controle de poço.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: receber dados a partir de um sensor (312) próximo ao poço; e ativar o equipamento de controle de poço com base nos dados recebidos a partir do sensor (312).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: registrar os dados a partir do sensor (312) por um período de tempo; comparar os dados registrados com pelo menos uma dentre uma assinatura de evento predeterminada e uma assinatura de evento histórico; e determinar que um evento ocorreu envolvendo o equipamento de controle de poço com base, pelo menos em parte, na etapa de comparar.
12. Aparelho, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: equipamento de controle de poço; uma fonte de energia elétrica submarina (304) acoplada ao equipamento de controle de poço e configurada para fornecer energia elétrica armazenada para operar o equipamento de controle de poço; um reservatório hidráulico (410) configurado para fornecer energia hidráulica armazenada; uma linha hidráulica (230) acoplada ao reservatório hidráulico (410) e acoplada ao equipamento de controle de poço, a linha hidráulica configurada para suprir o equipamento de controle de poço com a energia hidráulica armazenada; e um sistema de controle (300) configurado para operar o equipamento de controle de poço com uma combinação da energia elétrica armazenada e da energia hidráulica armazenada, em que o sistema de controle é configurado para: operar o equipamento de controle de poço por um primeiro período de tempo com a energia elétrica armazenada; e operar o equipamento de controle de poço por um segundo período de tempo com a energia hidráulica armazenada.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de controle é configurado para operar uma gaveta cisalhante (208), e em que o sistema de controle é configurado para operar a gaveta cisalhante (208) ao realizar as etapas compreendendo: operar a fonte de energia elétrica submarina para mover a gaveta cisalhante (208) uma primeira distância usando a energia elétrica armazenada; e operar um atuador hidráulico (330) para mover a gaveta cisalhante (208) uma segunda distância usando a energia hidráulica armazenada.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: uma válvula hidráulica (340); e um atuador hidráulico (330) acoplado à válvula hidráulica (340), em que o sistema de controle é acoplado ao atuador hidráulico (330) e acoplado à fonte de energia elétrica submarina, o sistema de controle sendo configurado para operar o equipamento de controle de poço com energia elétrica armazenada a partir da fonte de energia elétrica submarina e com energia hidráulica armazenada a partir da linha hidráulica (230).
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor (312) acoplado ao sistema de controle, no qual o sistema de controle que é configurado para ativar o equipamento de controle de poço com base, pelo menos em parte, em dados recebidos a partir do sensor (312).
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de controle é adicionalmente configurado para: registrar dados a partir do sensor (312) por um período de tempo para obter dados registrados; comparar os dados registrados com pelo menos uma dentre uma assinatura de evento predeterminada e uma assinatura de evento histórico; e determinar que um evento envolvendo o equipamento de controle de poço tenha ocorrido com base, pelo menos em parte, na etapa de comparar.
17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma bomba submarina acoplada à linha hidráulica (230) e acoplada à fonte de energia elétrica submarina, a bomba submarina (206) configurada para gerar pressão hidráulica na linha hidráulica (230) a partir da energia elétrica armazenada na fonte de energia elétrica submarina.
18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o reservatório hidráulico (410) compreende um reservatório hidráulico (410) sob pressão ambiente, e no qual a bomba submarina é configurada para pressurizar o meio hidráulico do reservatório hidráulico (410) sob pressão ambiente para operar o equipamento de controle de poço usando a linha hidráulica (230).
19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma porta (422) configurada para receber o meio hidráulico sob pressão ambiente a partir de um veículo operado remotamente (432).
20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente uma porta (422) configurada para receber o meio hidráulico pressurizado a partir de um veículo operado remotamente (ROV) (432), no qual a bomba submarina é configurada para operar como um gerador (414) para recarregar a fonte de energia elétrica submarina a partir do meio hidráulico pressurizado recebido.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112015010435B1 (pt) * 2012-11-07 2021-09-28 Aspin Kemp & Associates Holdings Corp. Método e aparelho para armazenamento submarino de energia para preventores de explosão (bop)
GB2517132B (en) * 2013-06-12 2015-11-11 Aes Eng Ltd Barrier System for Mechanical Seal
US20150045969A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Halliburton Energy Services, Inc. Orka subsea pigging and hydrotesting unit
CN105814276A (zh) * 2013-08-15 2016-07-27 越洋创新实验室有限公司 海底泵送器械及相关方法
DE102013217383A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-19 Klaus Biester Blowout-Preventer Stack und Versorgungssystem
US9650856B2 (en) * 2013-11-12 2017-05-16 Cameron International Corporation Assembly and system including a surge relief valve
CN103953309B (zh) * 2014-05-20 2017-04-12 中国海洋石油总公司 脐带缆终端冗余式水下分配单元
GB2530745A (en) * 2014-09-30 2016-04-06 Statoil Petroleum As Blow-Out Preventer
MX2017010403A (es) * 2015-02-15 2018-06-07 Transocean Innovation Labs Ltd Sistemas de control bops y metodos relacionados.
GB2536451A (en) * 2015-03-17 2016-09-21 Ge Oil & Gas Uk Ltd Underwater hydrocarbon extraction facility
EP3377776B1 (en) 2015-11-17 2022-01-05 Transocean Innovation Labs Ltd Reliability assessable systems for actuating hydraulically actuated devices and related methods
KR20190027797A (ko) * 2016-05-31 2019-03-15 트랜스오션 이노베이션 랩스 리미티드 유압식으로 작동되는 장치들 및 관련된 시스템들의 신뢰도를 평가하는 방법들
DE102016216469A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-01 Klaus Biester Blowout-Preventer Stack
DE102017206596A1 (de) * 2017-04-19 2018-10-25 Robert Bosch Gmbh Elektrohydraulisches System für den Einsatz unter Wasser mit einem elektrohydraulischen Stellantrieb
CN106939786B (zh) * 2017-05-23 2018-04-20 中国石油大学(华东) 水下全电采油树紧急备用控制系统
CN110709579B (zh) * 2017-06-15 2022-07-08 海德里尔美国配送有限责任公司 用于防喷器控制的sil评定系统
GB2554497B8 (en) * 2017-06-29 2020-03-11 Equinor Energy As Tubing hanger installation tool
US11183846B2 (en) * 2017-12-22 2021-11-23 Raytheon Company System and method for modulating high power in a submersible energy storage vessel utilizing high voltage DC transmission
US11441579B2 (en) 2018-08-17 2022-09-13 Schlumberger Technology Corporation Accumulator system
US11624254B2 (en) 2018-08-17 2023-04-11 Schlumberger Technology Corporation Accumulator system
DE102018217150A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Hydraulisches System für den Einsatz unter Wasser mit einem hydraulischen Stellantrieb
CN112392424B (zh) * 2019-08-13 2022-12-06 中国石油化工股份有限公司 一种用于监测固完井工具上扣与下入操作的系统及方法
US11821290B2 (en) 2019-08-19 2023-11-21 Kinetic Pressure Control Ltd. Remote underwater robotic actuator
WO2021034759A1 (en) 2019-08-19 2021-02-25 Kinetic Pressure Control, Ltd. Remote underwater robotic actuator
US11708738B2 (en) 2020-08-18 2023-07-25 Schlumberger Technology Corporation Closing unit system for a blowout preventer
US11536116B2 (en) * 2020-12-17 2022-12-27 Schlumberger Technology Corporation Alternative energy battery charging systems for well construction
US11555372B1 (en) 2021-09-22 2023-01-17 Saudi Arabian Oil Company Smart blow off preventer shear ram system and methods
NO347676B1 (en) * 2022-05-11 2024-02-19 Optime Subsea As Subsea Control Unit
US11661811B1 (en) 2022-07-27 2023-05-30 Kinetic Pressure Control Ltd. Remote underwater robotic actuator

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2082386A5 (pt) * 1970-03-12 1971-12-10 Inst Francais Du Petrole
IT1073144B (it) * 1976-10-28 1985-04-13 Welko Ind Spa Apparecchiatura idraulica per l'alimentazione di liquido a due differenti pressioni ad un dispositivo idraulico
CA1239090A (en) * 1985-01-21 1988-07-12 Bernard Gregov Subsea bop stack control system
US4833971A (en) * 1988-03-09 1989-05-30 Kubik Philip A Self-regulated hydraulic control system
US4864914A (en) * 1988-06-01 1989-09-12 Stewart & Stevenson Services,Inc. Blowout preventer booster and method
US4955195A (en) * 1988-12-20 1990-09-11 Stewart & Stevenson Services, Inc. Fluid control circuit and method of operating pressure responsive equipment
CA1291923C (en) 1989-01-16 1991-11-12 Stanley W. Wachowicz Hydraulic power system
GB2251639B (en) * 1991-01-10 1994-07-27 Robert Colin Pearson Remote control apparatus
GB2266546B (en) * 1992-04-22 1995-07-19 Robert Colin Pearson Remote control apparatus
US5519295A (en) * 1994-04-06 1996-05-21 Honeywell Inc. Electrically operated actuator having a capacitor storing energy for returning the actuator to a preferred position upon power failure
GB9526423D0 (en) * 1995-12-22 1996-02-21 Koopmans Sietse Beheer Bv Wellhead apparatus
DE69833091D1 (de) * 1998-09-03 2006-03-30 Cooper Cameron Corp Aktivierungsmodul
US6192680B1 (en) * 1999-07-15 2001-02-27 Varco Shaffer, Inc. Subsea hydraulic control system
US6298767B1 (en) * 2000-02-16 2001-10-09 Delaware Capital Formation, Inc. Undersea control and actuation system
NO312376B1 (no) * 2000-05-16 2002-04-29 Kongsberg Offshore As Fremgangsmåte og anordning for styring av ventiler av en undervannsinstallasjon
US7264050B2 (en) * 2000-09-22 2007-09-04 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for controlling wellbore equipment
US7083004B2 (en) * 2002-10-17 2006-08-01 Itrec B.V. Cantilevered multi purpose tower and method for installing drilling equipment
US7156169B2 (en) * 2003-12-17 2007-01-02 Fmc Technologies, Inc. Electrically operated actuation tool for subsea completion system components
US7159662B2 (en) * 2004-02-18 2007-01-09 Fmc Technologies, Inc. System for controlling a hydraulic actuator, and methods of using same
WO2006048669A1 (en) 2004-11-04 2006-05-11 Hydril Company Lp Improvements in or relating to hydraulic rams
NO322680B1 (no) * 2004-12-22 2006-11-27 Fmc Kongsberg Subsea As System for a kontrollere en ventil
CN101208495B (zh) * 2005-05-18 2013-03-20 阿古斯萨伯希股份有限公司 通用油管悬挂器悬挂组件和完井系统及其安装方法
WO2007139388A1 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Servo Electronics As An apparatus for operating controllable installation means
US7338027B1 (en) 2006-08-22 2008-03-04 Cameron International Corporation Fluid saving blowout preventer operator system
GB0625830D0 (en) 2006-12-21 2007-02-07 Geoprober Drilling Ltd Improvements to blowout preventer/subsea controls
NO20075029L (no) * 2007-10-05 2009-04-06 Multicontrol Hydraulics As Elektrisk dervet hydraulisk pumpeenhet med akkumulatormodul for bruk til undervanns kontrollsystemer.
GB0806098D0 (en) * 2008-04-04 2008-05-14 Vetco Gray Controls Ltd Underwater power supplies
US8220773B2 (en) * 2008-12-18 2012-07-17 Hydril Usa Manufacturing Llc Rechargeable subsea force generating device and method
US8955595B2 (en) * 2009-11-18 2015-02-17 Chevron U.S.A. Inc. Apparatus and method for providing a controllable supply of fluid to subsea well equipment
CN201588594U (zh) * 2010-02-03 2010-09-22 宝鸡石油机械有限责任公司 一种机械驱动闸板锁定装置
US20110232912A1 (en) 2010-03-25 2011-09-29 Chevron U.S.A. Inc. System and method for hydraulically powering a seafloor pump for delivering produced fluid from a subsea well
US9057243B2 (en) 2010-06-02 2015-06-16 Rudolf H. Hendel Enhanced hydrocarbon well blowout protection
CN101886530B (zh) * 2010-07-10 2012-12-05 中国石油大学(华东) 基于fpga的深水防喷器组电控系统
US9419288B2 (en) * 2010-10-06 2016-08-16 Enersys Advanced Systems, Inc. Thermal battery for power systems
US8651190B2 (en) * 2010-10-28 2014-02-18 Hydril Usa Manufacturing Llc Shear boost triggering and bottle reducing system and method
US20120111572A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Cargol Jr Patrick Michael Emergency control system for subsea blowout preventer
US8393399B2 (en) * 2010-11-30 2013-03-12 Hydril Usa Manufacturing Llc Blowout preventer with intervention, workover control system functionality and method
US8781743B2 (en) * 2011-01-27 2014-07-15 Bp Corporation North America Inc. Monitoring the health of a blowout preventer
JP2014512495A (ja) * 2011-03-07 2014-05-22 ムーグ インコーポレーテッド 海中の作動システム
GB2488812A (en) * 2011-03-09 2012-09-12 Subsea 7 Ltd Subsea dual pump system with automatic selective control
CN102226384B (zh) * 2011-05-31 2013-11-27 中国海洋石油总公司 一种海底防喷器组及其控制系统
CN102409994A (zh) * 2011-11-14 2012-04-11 中国石油大学(华东) 一种基于直线电机的闸板防喷器
GB2500188B (en) * 2012-03-12 2019-07-17 Managed Pressure Operations Blowout preventer assembly
EP2845249B1 (en) * 2012-05-02 2019-02-20 EaglePicher Technologies, LLC Reserve battery to provide power for subsea applications
BR112015010435B1 (pt) * 2012-11-07 2021-09-28 Aspin Kemp & Associates Holdings Corp. Método e aparelho para armazenamento submarino de energia para preventores de explosão (bop)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150081340A (ko) 2015-07-13
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NO20230085A1 (en) Blowout preventer system with data playback
Champavere et al. State of the Art Subsea Electric Control Systems

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