BR112020002264B1

BR112020002264B1 - AUXILIARY CONTROL SYSTEM FOR CONTROLING SUBMARINE EQUIPMENT AND METHOD FOR CONTROLING SUBMARINE EQUIPMENT

Info

Publication number: BR112020002264B1
Application number: BR112020002264-0A
Authority: BR
Inventors: James Andrew Jamieson
Original assignee: Subsea 7 Limited
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2023-08-01

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de controle auxiliar e método para controlar equipamento submarino tal como uma árvore ou coletor, por exemplo, em caso de falha de um umbilical de controle. Uma unidade de energia é instalada submarina e então uma ferramenta de controle é acoplada ao equipamento submarino. Sinais de controle provenientes de uma fonte de superfície são transmitidos para a unidade de energia, a qual energiza e controla a ferramenta de controle em resposta aos sinais de controle, para operar um elemento de controle do equipamento submarino, tal como uma válvula.The present invention relates to an auxiliary control system and method for controlling subsea equipment such as a tree or collector, for example, in the event of failure of a control umbilical. A power unit is installed subsea and then a control tool is attached to the subsea equipment. Control signals from a surface source are transmitted to the power unit, which energizes and controls the control tool in response to the control signals, to operate a control element of the subsea equipment, such as a valve.

Description

[001] A presente invenção refere-se aos desafios de controlar aparelho submarino, especialmente manter o controle de tal aparelho no caso de um sistema primário de controle falhar.[001] The present invention relates to the challenges of controlling underwater apparatus, especially maintaining control of such apparatus in the event of a primary control system failing.

[002] Sistemas de controle submarino são usados para acionar elementos de controle de aparelhos submarinos, como válvulas e bombas. Exemplos específicos desses elementos de controle são válvulas incorporadas em coletores ou árvores submarinas, usadas para produzir petróleo e gás costa afora.[002] Subsea control systems are used to activate control elements of underwater devices, such as valves and pumps. Specific examples of these control elements are valves incorporated into subsea manifolds or trees, used to produce oil and gas up and down the coast.

[003] Geralmente, um sistema de controle submarino responde aos comandos de uma instalação de superfície que pode estar localizada em uma plataforma ou em terra. Na indústria submarina de petróleo e gás, a instalação de superfície compreende tipicamente uma sala de controle na qual operadores e sistemas de computadores monitoram um campo de produção submarino e controlam sua operação.[003] Generally, a subsea control system responds to commands from a surface installation that may be located on a platform or on land. In the subsea oil and gas industry, the surface facility typically comprises a control room in which operators and computer systems monitor a subsea production field and control its operation.

[004] Em uso normal, um sistema de controle submarino funciona acionando válvulas ou outros elementos de controle de forma remota. Isso é feito aplicando energia elétrica e/ou hidráulica a esses elementos através de um ou mais umbilicais que se estendem da superfície ao aparelho submarino.[004] In normal use, a submarine control system works by activating valves or other control elements remotely. This is done by applying electrical and/or hydraulic energy to these elements through one or more umbilicals that extend from the surface to the subsea apparatus.

[005] Geralmente, a parte submarina do sistema de controle é implementada em compartimentos ("pods") substituíveis, cada um alimentado diretamente por um cordão umbilical. Se componentes como válvulas no compartimento falharem ou exigirem manutenção, o umbilical é desconectado do compartimento e recuperado para a superfície, para permitir que o compartimento seja levantado e substituído. O umbilical é em seguida, implantado de volta debaixo d'água e conectado ao compartimento de substituição. Contudo, recuperação e implantação de umbilical é uma operação longa e arriscada. Isso ocorre porque um umbilical é frequentemente conectado mecanicamente a um sistema de subida da produção para evitar fadiga que seria causada pela flutuação livre como uma catenária a partir da superfície.[005] Generally, the underwater part of the control system is implemented in replaceable compartments ("pods"), each powered directly by an umbilical cord. If components such as valves in the compartment fail or require maintenance, the umbilical is disconnected from the compartment and recovered to the surface to allow the compartment to be raised and replaced. The umbilical is then deployed back underwater and connected to the replacement compartment. However, umbilical recovery and implantation is a long and risky operation. This is because an umbilical is often mechanically connected to a production riser system to avoid fatigue that would be caused by free floating like a catenary from the surface.

[006] Se um umbilical falhar ou for danificado, ele não poderá fornecer energia para os elementos de controle associados e, portanto, deve ser substituído ou reparado. Esta também é uma operação longa e arriscada. Enquanto isso, medidas auxiliares de controle devem ser usadas.[006] If an umbilical fails or is damaged, it cannot supply power to the associated control elements and must therefore be replaced or repaired. This is also a long and risky operation. Meanwhile, auxiliary control measures should be used.

[007] Em caso de emergência o controle auxiliar pode envolver um veículo subaquático não tripulado como um ROV que opera diretamente um elemento de controle submarino. Em águas suficientemente rasas um mergulhador pode fazê-lo. Por exemplo, um UUV ou um mergulhador pode fechar uma válvula submarina para desligar ou desviar um fluxo de produção, acoplando uma ferramenta de torque a uma formação de acoplamento, como um soquete ou uma espiga, conectado a essa válvula. No entanto, isso não impede eventualmente a necessidade de substituir ou reparar o umbilical. Também não é uma solução prática para a necessidade de controle operacional contínuo, e em atividade, do sistema enquanto o umbilical estiver fora de ação.[007] In an emergency, auxiliary control may involve an unmanned underwater vehicle such as an ROV that directly operates an underwater control element. In shallow enough water a diver can do this. For example, a UUV or a diver can close an underwater valve to shut down or divert a production flow by coupling a torque tool to a coupling formation, such as a socket or spigot, connected to that valve. However, this does not prevent the eventual need to replace or repair the umbilical. It is also not a practical solution to the need for continuous, live operational control of the system while the umbilical is out of action.

[008] A US 9458689 mostra como os blocos funcionais de um sistema submarino podem ser separáveis para simplificar a manutenção e a substituição. Aqui, um sistema de controle de cabeça de poço é projetado em módulos e um umbilical de controle pode ser distinto do tubo de subida. Contudo, este sistema não é adequado para a adaptação de campos de petróleo mais antigos. Um controle umbilical também é implementado independentemente de um tubo de subida na US 9097066.[008] US 9458689 shows how the functional blocks of a subsea system can be separable to simplify maintenance and replacement. Here, a wellhead control system is designed in modules and a control umbilical can be distinct from the riser. However, this system is not suitable for retrofitting older oil fields. An umbilical control is also implemented independently of a riser in US 9097066.

[009] O documento WO 2007/016678 ensina métodos de reparo nos quais um ROV contorna o mau funcionamento de sistemas hidráulicos. Para esse fim, uma mangueira de ponte é conectada à entrada e saída do sistema de controle.[009] Document WO 2007/016678 teaches repair methods in which an ROV circumvents malfunctions in hydraulic systems. For this purpose, a bridge hose is connected to the inlet and outlet of the control system.

[0010] O documento WO 2011/041525 divulga controle hidráulico submarino usando umbilical separado a partir da superfície.[0010] Document WO 2011/041525 discloses submarine hydraulic control using umbilical separated from the surface.

[0011] A US 7650943 divulga um sistema de controle remoto no qual uma fonte de pressão hidráulica está localizada na cabeça do poço. Isso evita qualquer linha hidráulica entre a cabeça do poço e o sistema de controle. No entanto, esse arranjo também não é adequado para a moderlização, uma vez que a fonte hidráulica deve ser montada preliminarmente na cabeça do poço.[0011] US 7650943 discloses a remote control system in which a source of hydraulic pressure is located at the wellhead. This prevents any hydraulic lines between the wellhead and the control system. However, this arrangement is also not suitable for modernization, since the hydraulic source must be preliminarily assembled at the wellhead.

[0012] O documento US 2012/111572 descreve um sistema de controle de emergência (ECS) para um BOP (conjunto de preventores).[0012] Document US 2012/111572 describes an emergency control system (ECS) for a BOP (preventer assembly).

[0013] O documento US 2009/114140 descreve um sistema de serviço / manutenção subaquático que fornece suporte para uma variedade de dispositivos robóticos autônomos e semiautônomos que realizam tarefas submarinas. O documento WO 2015/001377 descreve um 'rastreador' submarino que pode ser usado para operar várias partes de uma instalação submarina e que pode ser recarregado por meio de uma estação de recarga incorporada na cabeça de terminação de um umbilical. O documento US 6167831 descreve um veículo submersível que tem uma parte destacável ligada a ele (por meio de uma corda) que pode ser usado como um aparelho de transmissão de energia e dados para outra peça de equipamento submarino.[0013] Document US 2009/114140 describes an underwater service/maintenance system that provides support for a variety of autonomous and semi-autonomous robotic devices that perform underwater tasks. Document WO 2015/001377 describes a subsea 'tracker' which can be used to operate various parts of a subsea installation and which can be recharged via a charging station incorporated into the termination head of an umbilical. US 6167831 describes a submersible vehicle that has a detachable part attached to it (via a tether) that can be used as a power and data transmission apparatus to another piece of underwater equipment.

[0014] Contra este fundamento, a invenção fornece um sistema auxiliar de controle para controle de equipamentos submarinos. O sistema compreende uma unidade de energia instalada submarina que tem uma bateria a bordo e uma fonte de alimentação. Um dispositivo de captura de dados (receptor de dados) está conectado à unidade de energia por um enlace de comunicação submarino, sendo o dispositivo de captura de dados disposto para capturar sinais de controle emitidos de uma fonte remota de superfície e para transmitir esses sinais para a unidade de energia ao longo do enlace de comunicação. Por exemplo, a fonte remota de superfície pode ser uma instalação de superfície conectada ao equipamento submarino por um umbilical.[0014] Against this basis, the invention provides an auxiliary control system for controlling subsea equipment. The system comprises a subsea installed power unit that has an onboard battery and a power supply. A data capture device (data receiver) is connected to the power unit by a subsea communications link, the data capture device being arranged to capture control signals emitted from a remote surface source and to transmit those signals to the power unit along the communication link. For example, the remote surface source may be a surface facility connected to subsea equipment by an umbilical.

[0015] Pelo menos uma ferramenta de controle está conectada à fonte de alimentação por um primeiro condutor aéreo ou mangueira flexível para receber energia da unidade de energia e é móvel em relação à unidade de energia a ser acoplada ao equipamento submarino permitindo que a ferramenta de controle acoplada opere pelo menos um elemento de controle do equipamento submarino em resposta aos sinais de controle. Pelo menos um conector de energia é móvel em relação à unidade de energia a ser acoplada ao equipamento submarino e está conectado à fonte de alimentação por um segundo condutor aéreo ou mangueira flexível para receber energia para energizar o equipamento submarino.[0015] At least one control tool is connected to the power source by a first overhead conductor or flexible hose to receive power from the power unit and is movable relative to the power unit to be coupled to the subsea equipment allowing the control tool to coupled control operates at least one control element of the subsea equipment in response to control signals. At least one power connector is movable with respect to the power unit to be coupled to the subsea equipment and is connected to the power supply by a second overhead conductor or flexible hose to receive power to energize the subsea equipment.

[0016] O dispositivo de captura de dados (receptor de dados) pode ser suportado por uma boia de superfície para receber sinais de controle transmitidos a partir da fonte remota de superfície através do ar. Nesse caso, a boia é adequadamente ancorada pela unidade de energia através de um tendão que se estende da unidade de energia até a boia. O tendão pode incorporar o enlace de comunicação.[0016] The data capture device (data receiver) may be supported by a surface buoy to receive control signals transmitted from the surface remote source through the air. In this case, the float is suitably anchored by the power unit via a tendon extending from the power unit to the float. The tendon can incorporate the communication link.

[0017] Em outra abordagem, o dispositivo de captura de dados (receptor de dados) pode ser acoplado a um portador de dados submarino para receber sinais de controle transmitidos da fonte remota de superfície ao longo do portador de dados.[0017] In another approach, the data capture device (data receiver) may be coupled to a subsea data carrier to receive control signals transmitted from the surface remote source along the data carrier.

[0018] De forma conveniente, a boia pode suportar pelo menos um dispositivo de geração de eletricidade, e uma linha de energia conecta esse dispositivo à bateria da unidade de energia. A linha de energia pode se estender ao longo do tendão acima mencionado.[0018] Conveniently, the float can support at least one electricity generating device, and a power line connects this device to the battery of the power unit. The power line can extend along the aforementioned tendon.

[0019] A fonte de alimentação compreende preferencialmente ambas, uma fonte de alimentação elétrica e uma fonte de alimentação hidráulica. A fonte de alimentação hidráulica pode ser pressurizada por uma bomba acionada por um motor energizado pela fonte de alimentação elétrica.[0019] The power source preferably comprises both an electrical power source and a hydraulic power source. The hydraulic power supply may be pressurized by a pump driven by a motor energized by the electrical power supply.

[0020] Uma turbina de corrente pode ser convenientemente suportada na unidade de energia e conectada à unidade de energia para carregar a bateria. A bateria também pode ser carregada por uma conexão de energia entre a unidade de energia e uma fonte de alimentação de outro item de equipamento submarino.[0020] A current turbine can be conveniently supported on the power unit and connected to the power unit to charge the battery. The battery may also be charged by a power connection between the power unit and a power supply from another item of subsea equipment.

[0021] O sistema da invenção pode ainda compreender um sistema de posicionamento robotizado instalado submarino para mover a ou cada ferramenta de controle entre diferentes locais no equipamento submarino. Isso permite que o sistema opere em sucessão diferentes elementos de controle do equipamento submarino.[0021] The system of the invention may further comprise a robotic positioning system installed subsea to move the or each control tool between different locations in the subsea equipment. This allows the system to operate different control elements of subsea equipment in succession.

[0022] O conceito inovador se estende a um método correspondente para controlar equipamento submarino. O método compreende: instalar uma unidade de energia submarina; mover pelo menos uma ferramenta de controle relativa à unidade de energia para acoplar a ferramenta de controle ao equipamento submarino; capturar sinais de controle emitidos de uma fonte remota de superfície e transmitir esses sinais para a unidade de energia; energizar a ferramenta de controle da unidade de energia; usar a ferramenta de controle acoplada para operar pelo menos um elemento de controle do equipamento submarino em resposta aos sinais de controle; mover pelo menos um conector de energia em relação à unidade de energia para acoplar o conector ao equipamento submarino; e fornecer energia ao conector da unidade de energia para energizar o equipamento submarino. A pelo menos uma ferramenta de controle é conectada à unidade de energia por um primeiro condutor aéreo ou mangueira flexível e o pelo menos um conector de energia é conectado à unidade de energia por um segundo condutor aéreo ou mangueira flexível.[0022] The innovative concept extends to a corresponding method for controlling subsea equipment. The method comprises: installing a subsea power unit; moving at least one control tool relative to the power unit to couple the control tool to the subsea equipment; capture control signals emitted from a remote surface source and transmit these signals to the power unit; energize the power unit control tool; using the attached control tool to operate at least one control element of the subsea equipment in response to control signals; moving at least one power connector relative to the power unit to couple the connector to subsea equipment; and supply power to the power unit connector to energize subsea equipment. The at least one control tool is connected to the power unit by a first overhead conductor or flexible hose and the at least one power connector is connected to the power unit by a second overhead conductor or flexible hose.

[0023] Os sinais de controle são preferencialmente capturados (recebidos) em um local de superfície, mas poderiam ser capturados (recebidos) de um portador de dados submarino. Energia elétrica também pode ser gerada no local de superfície e transmitida a partir do local da superfície para carregar uma bateria da unidade de energia.[0023] Control signals are preferably captured (received) at a surface location, but could be captured (received) from an underwater data carrier. Electrical power can also be generated at the surface location and transmitted from the surface location to charge a power unit battery.

[0024] Energia elétrica e hidráulica podem ser fornecidas a partir da unidade de energia. Energia hidráulica pode ser produzida convenientemente a partir de energia elétrica a bordo da unidade de energia.[0024] Electrical and hydraulic power can be supplied from the power unit. Hydraulic power can be conveniently produced from electrical power on board the power unit.

[0025] Onde a fonte remota de superfície de sinais de controle é uma instalação de superfície conectada ao equipamento submarino por um umbilical, o método da invenção é capaz de ser realizado em resposta a falha do, ou dano ao umbilical.[0025] Where the surface remote source of control signals is a surface installation connected to subsea equipment by an umbilical, the method of the invention is capable of being performed in response to failure of, or damage to, the umbilical.

[0026] Em resumo, portanto, a invenção fornece uma modernização alternativa ou sistema de reparo que elimina a necessidade de operações umbilicais. A invenção simplifica operações de modernização ou de reparo fornecendo um dispositivo de "backup" separado que fornece funções de controle externamente a uma cabeça de poço, a saber, fornecimento de energia hidráulica e/ou elétrica, além de controle a partir da superfície, enquanto limitando a necessidade de linhas físicas de energia ou hidráulicas entre a superfície e a cabeça do poço.[0026] In summary, therefore, the invention provides an alternative modernization or repair system that eliminates the need for umbilical operations. The invention simplifies retrofit or repair operations by providing a separate "backup" device that provides control functions externally to a wellhead, namely supplying hydraulic and/or electrical power, as well as control from the surface, while limiting the need for physical power or hydraulic lines between the surface and the wellhead.

[0027] É simples e rápido instalar um dispositivo de backup da invenção, que pode então, ser deixado no lugar pelo tempo que for necessário. De fato, se o dispositivo de backup puder ser deixado no lugar, pode não ser necessário substituir ou reparar um componente com falha, como um umbilical danificado, que levou à instalação desse dispositivo.[0027] It is simple and quick to install a backup device of the invention, which can then be left in place for as long as necessary. In fact, if the backup device can be left in place, it may not be necessary to replace or repair a failed component, such as a damaged umbilical, that led to the installation of that device.

[0028] Modalidades preferidas da invenção fornecem um dispositivo de backup para um sistema de controle submarino. Pelo menos um condutor aéreo elétrico e/ou hidráulico ou mangueira pode conectar o dispositivo de backup a uma cabeça de poço.[0028] Preferred embodiments of the invention provide a backup device for a submarine control system. At least one electrical and/or hydraulic overhead conduit or hose may connect the backup device to a wellhead.

[0029] O dispositivo de modalidades preferidas compreende pelo menos um suporte que pode ser posicionado no fundo do mar, distinto da estrutura do sistema de controle. O dispositivo compreende ainda uma fonte de energia elétrica e uma fonte de pressão hidráulica alimentada por uma fonte de energia elétrica montada no suporte. Um compartimento de controle, que poderia ser distinto da fonte de pressão hidráulica, está disposto para energizar componentes da cabeça do poço em virtude da fonte de alimentação elétrica e/ou da fonte de pressão hidráulica.[0029] The device of preferred embodiments comprises at least one support that can be positioned on the seabed, distinct from the structure of the control system. The device further comprises an electrical power source and a hydraulic pressure source powered by an electrical power source mounted on the support. A control compartment, which could be distinct from the hydraulic pressure source, is arranged to energize wellhead components by virtue of the electrical power source and/or the hydraulic pressure source.

[0030] Pelo menos uma bateria embarcada fornece energia à fonte de alimentação elétrica. A bateria é de preferência a principal fonte de energia para o dispositivo, mas pode ser carregada por meio de conexão a uma estrutura submarina, através de um cabo a uma boia, como uma boia de comunicação de superfície, sendo conectada a um UUV e/ou a uma turbina de corrente montada no suporte.[0030] At least one onboard battery provides energy to the electrical power supply. The battery is preferably the main source of power for the device, but can be charged by connecting to an underwater structure, via a cable to a buoy, such as a surface communications buoy, by being connected to a UUV and/or or to a current turbine mounted on the support.

[0031] Um meio de transmissão de sinal fornece comunicação com uma boia de comunicação de superfície. Por exemplo, os meios de transmissão de sinal podem compreender um cabo suspenso da boia. Os meios de transmissão de sinal podem, no entanto, ser sem fio. Os meios de transmissão de sinal podem interfacear com um umbilical pré- existente ou tubo de subida, por exemplo, por meio de acoplamento indutivo.[0031] A signal transmission means provides communication with a surface communication buoy. For example, the signal transmission means may comprise a cable suspended from the buoy. The signal transmission means may, however, be wireless. The signal transmission means may interface with a pre-existing umbilical or riser, for example, by means of inductive coupling.

[0032] Modalidades preferidas da invenção também implementam um método para controlar um sistema de controle submarino. O método compreende: instalar próximo ao sistema de controle submarino um sistema de controle externo de backup que compreende uma estrutura, uma fonte de energia elétrica energizada por uma bateria, uma fonte de pressão hidráulica energizada eletricamente e um compartimento de controle. Uma conexão elétrica pode ser feita entre o sistema de controle de backup externo e uma estrutura submarina para carregar a bateria. O sistema de controle de backup externo troca sinais com uma boia de superfície de comunicação.[0032] Preferred embodiments of the invention also implement a method for controlling a submarine control system. The method comprises: installing close to the subsea control system an external backup control system comprising a structure, an electrical power source energized by a battery, an electrically energized hydraulic pressure source and a control compartment. An electrical connection can be made between the external backup control system and a subsea structure to charge the battery. The external backup control system exchanges signals with a communication surface buoy.

[0033] Assim, quando um umbilical de controle existente falha ou é danificado, uma unidade da invenção pode ser implementada por UUV ou intervenção de mergulhador em um sistema submarino associado, como uma árvore ou coletor submarino, para permitir que o controle seja restaurado. Portanto, ferramentas submarinas estão conectadas ao sistema submarino, uma unidade de energia e comunicação é localizada submarina e conectada ao ferramental, e uma boia de superfície conectada à unidade de energia e comunicação fornece um enlace de controle remoto para a terra ou uma plataforma.[0033] Thus, when an existing control umbilical fails or is damaged, a unit of the invention can be implemented by UUV or diver intervention into an associated subsea system, such as a subsea tree or collector, to allow control to be restored. Therefore, underwater tools are connected to the subsea system, a power and communications unit is located underwater and connected to the tooling, and a surface buoy connected to the power and communications unit provides a remote control link to land or a platform.

[0034] A unidade de energia e comunicação pode ser configurada para fornecer energia elétrica e/ou energia hidráulica para o ferramental. O ferramental pode ser fixo ou móvel após a instalação para acessar vários locais no sistema submarino, por exemplo, sendo movido por um braço de manipulação de um UUV ou por um mergulhador, ou sendo montado em um robô capaz de acionar movimento do ferramental nos eixos x, y e z. Esse robô pode ser separado da ou acoplável à unidade de energia e comunicação. A própria unidade não precisa ter meios de bordo para mover o ferramental em relação à unidade.[0034] The power and communication unit can be configured to provide electrical power and/or hydraulic power to the tooling. The tooling can be fixed or movable after installation to access various locations in the subsea system, for example, being moved by a handling arm of a UUV or by a diver, or being mounted on a robot capable of driving movement of the tooling in the axes x, y and z. This robot can be separated from or attachable to the power and communication unit. The unit itself does not need to have on-board means to move tooling relative to the unit.

[0035] A unidade de energia e comunicação possui uma bateria interna cuja capacidade pode permitir vários meses de operação. No entanto, a bateria pode ser recarregada ou substituída por UUV ou intervenção de mergulhador. Alternativamente, a boia de superfície pode ter uma capacidade de geração de energia usando a geração por corrente, ondas, eólica e/ou solar, para manter a bateria carregada. Também é possível que a bateria seja carregada por uma turbina de corrente submarina. Convenientemente, essa turbina pode ser montada na própria unidade de energia e comunicação.[0035] The power and communication unit has an internal battery whose capacity can allow several months of operation. However, the battery can be recharged or replaced by UUV or diver intervention. Alternatively, the surface buoy may have a power generation capability using current, wave, wind and/or solar generation to keep the battery charged. It is also possible for the battery to be charged by an underwater current turbine. Conveniently, this turbine can be mounted on the power and communications unit itself.

[0036] Hardware que implementa a invenção é capaz de ser fornecido em uma ou mais unidades discretas, estruturas ou quadros, como esquis submarinos, que podem ser autossustentáveis ou acopláveis a aparelhos ou equipamentos submarinos. Como tal unidade pode precisar permanecer na estação por um longo período de tempo, ao contrário de uma UUV, ela não requer capacidade de autopropulsão.[0036] Hardware implementing the invention is capable of being provided in one or more discrete units, structures or frames, such as underwater skis, which may be self-supporting or attachable to underwater apparatus or equipment. As such a unit may need to remain on station for a long period of time, unlike a UUV, it does not require self-propulsion capability.

[0037] Assim, o conceito inovador abrange ambos, um sistema de controle auxiliar e um método para controlar equipamentos submarinos, como uma árvore ou coletor, por exemplo, no caso de falha de um umbilical de controle. Uma unidade de energia é instalada submarina e, em seguida, uma ferramenta de controle é acoplada ao equipamento submarino. Sinais de controle a partir de uma fonte de superfície são transmitidos à unidade de energia, que alimenta e controla a ferramenta de controle em resposta aos sinais de controle, para operar um elemento de controle do equipamento submarino, como uma válvula.[0037] Thus, the innovative concept encompasses both an auxiliary control system and a method for controlling subsea equipment, such as a tree or collector, for example, in the event of failure of a control umbilical. A power unit is installed subsea and then a control tool is attached to the subsea equipment. Control signals from a surface source are transmitted to the power unit, which powers and controls the control tool in response to the control signals, to operate a control element of the subsea equipment, such as a valve.

[0038] Para que a invenção possa ser mais facilmente compreendida, referência será feita agora, a título de exemplo, aos desenhos anexos nos quais:[0038] So that the invention can be more easily understood, reference will now be made, by way of example, to the attached drawings in which:

[0039] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma unidade de backup da invenção que é usada para controlar aparelho submarino;[0039] Figure 1 is a schematic side view of a backup unit of the invention that is used to control subsea apparatus;

[0040] A Figura 2 corresponde à Figura 1, mas mostra uma variante da invenção; e[0040] Figure 2 corresponds to Figure 1, but shows a variant of the invention; It is

[0041] A Figura 3 corresponde às Figuras 1 e 2, mas mostra outra variante da invenção.[0041] Figure 3 corresponds to Figures 1 and 2, but shows another variant of the invention.

[0042] Os desenhos são esquemáticos e muito simplificados e não estão em escala. Numerais iguais são usados para características semelhantes.[0042] The drawings are schematic and very simplified and are not to scale. Like numerals are used for similar characteristics.

[0043] Fazendo referência primeiramente à Figura 1 dos desenhos, uma instalação submarina 10 compreende aparelho submarino exemplificado aqui como uma árvore 12 em cima de uma cabeça de poço no fundo do mar 14. A árvore 12 e outras partes da instalação submarina 10 são controladas a partir de uma instalação de superfície, exemplificada aqui como uma plataforma 16 que flutua na superfície 18. A instalação de superfície poderia de outra forma estar em terra, ou o controle da instalação submarina 10 poderia ser distribuído entre locais em terra e costa afora.[0043] Referring primarily to Figure 1 of the drawings, a subsea installation 10 comprises subsea apparatus exemplified here as a tree 12 on top of a seabed wellhead 14. The tree 12 and other parts of the subsea installation 10 are controlled from a surface installation, exemplified here as a platform 16 that floats on the surface 18. The surface installation could otherwise be on land, or control of the subsea installation 10 could be distributed between onshore and offshore locations.

[0044] Normalmente, a árvore 12 é controlada através de um umbilical 20 pendurado da plataforma 16 entre a superfície 18 e o fundo do mar 14. Assim, o umbilical 20 transmite sinais de controle entre a plataforma 16 e a árvore 12. Neste exemplo, o umbilical 20 também fornece energia hidráulica a um compartimento de controle 22 da árvore 12 e, opcionalmente, também fornece energia elétrica para a árvore 12. No entanto, seria possível para o umbilical 20 transmitir sinais de dados e que a árvore 12 seja energizada a partir de outra fonte, como uma rede de energia submarina.[0044] Typically, the tree 12 is controlled via an umbilical 20 hanging from the platform 16 between the surface 18 and the seabed 14. Thus, the umbilical 20 transmits control signals between the platform 16 and the tree 12. In this example , the umbilical 20 also provides hydraulic power to a control compartment 22 of the tree 12 and optionally also provides electrical power to the tree 12. However, it would be possible for the umbilical 20 to transmit data signals and for the tree 12 to be energized. from another source, such as an underwater power grid.

[0045] Como é comum, o umbilical 20 pode fazer parte de um sistema de tubos de subida de produção. Um sistema de tubos de subida de produção é exemplificado aqui por uma torre de tubo de subida 24 que suporta o umbilical 20 em paralelo às linhas de fluxo 26 que se estendem desde o fundo do mar 14 até a plataforma 16 na superfície 18.[0045] As is common, the umbilical 20 may form part of a production riser system. A production riser system is exemplified here by a riser tower 24 that supports the umbilical 20 in parallel to flow lines 26 extending from the seabed 14 to the surface platform 16 18.

[0046] Uma árvore submarina normalmente irá suportar uma multiplicidade de elementos de controle acionados hidraulicamente e/ou eletricamente. No entanto, para simplicidade e facilidade de entendimento, a árvore 12 mostrada aqui tem apenas um elemento de controle de fluxo, que é exemplificado aqui como uma válvula acionada hidraulicamente 28.[0046] A subsea tree will typically support a multiplicity of hydraulically and/or electrically driven control elements. However, for simplicity and ease of understanding, the shaft 12 shown here has only one flow control element, which is exemplified here as a hydraulically actuated valve 28.

[0047] Em operação normal, a válvula 28 é ajustada por um atuador 30 que é acionado através do compartimento de controle 22 da árvore 12 em resposta à pressão hidráulica e eventualmente controla sinais recebidos da plataforma 16 via umbilical 20. No entanto, em uma emergência como uma falha de energia, a válvula 28 pode ser ajustada por um ROV ou mergulhador, usando uma ferramenta de torque para engatar e girar uma formação de acoplamento do atuador 30. A formação de acoplamento é exemplificada aqui como uma espiga 32 que se projeta de uma face da árvore 12. Sinais de monitoramento a partir do compartimento de controle 22, por exemplo, vazão e posição do atuador de válvula 30, são enviados de volta para a plataforma 16 através do umbilical 20.[0047] In normal operation, the valve 28 is adjusted by an actuator 30 that is actuated through the control compartment 22 of the shaft 12 in response to hydraulic pressure and eventually controls signals received from the platform 16 via the umbilical 20. However, in a emergency such as a power failure, the valve 28 can be adjusted by an ROV or diver, using a torque tool to engage and rotate an actuator coupling formation 30. The coupling formation is exemplified here as a tang 32 that projects of a face of the shaft 12. Monitoring signals from the control compartment 22, e.g. flow rate and position of the valve actuator 30, are sent back to the platform 16 via the umbilical 20.

[0048] Se o umbilical 20 falhar ou for danificado, de modo que a árvore 12 não possa mais receber ou enviar sinais de controle e receber energia, medidas automáticas de falha em segurança podem ser implementadas na árvore 12. No entanto, o controle normal da árvore 12 só pode ser restabelecido reparando ou substituindo o umbilical 20. Este é um procedimento difícil e potencialmente perigoso em vista da proximidade do umbilical 20 com outras partes do sistema de tubos de subida.[0048] If the umbilical 20 fails or is damaged such that the tree 12 can no longer receive or send control signals and receive power, automatic fail-safe measures can be implemented in the tree 12. However, normal control of the tree 12 can only be restored by repairing or replacing the umbilical 20. This is a difficult and potentially dangerous procedure in view of the proximity of the umbilical 20 to other parts of the riser system.

[0049] Nesta situação, o sistema de backup 34 da invenção é capaz de ser instalado como mostrado. O sistema de backup 34 compreende uma unidade submarina de energia e comunicações 36 que pode ser instalada na árvore ou adjacente à árvore 12. Por exemplo, a unidade submarina 36 pode ser colocada e deixada no fundo do mar 18 por um mergulhador ou por um ROV 38, como mostrado aqui.[0049] In this situation, the backup system 34 of the invention is capable of being installed as shown. The backup system 34 comprises a subsea power and communications unit 36 that may be installed on or adjacent to the tree 12. For example, the subsea unit 36 may be placed and left on the seabed 18 by a diver or by an ROV. 38, as shown here.

[0050] Neste exemplo, o sistema 34 compreende ainda uma boia de superfície 40 que está conectada à unidade submarina 36 por um cabo de dados 42. Convenientemente, o cabo de dados 42 constitui, ou faz parte de um tendão para a boia 40, que pode, portanto, ser ancorada pela unidade submarina 36.[0050] In this example, the system 34 further comprises a surface buoy 40 that is connected to the subsea unit 36 by a data cable 42. Conveniently, the data cable 42 constitutes, or forms part of, a tendon for the buoy 40, which can therefore be anchored by submarine unit 36.

[0051] A boia 40 estabelece comunicação de dados entre a plataforma 16 e a unidade submarina 36, pelo que, uma sala de controle na plataforma 16 pode controlar o sistema de backup 34 e, portanto, a instalação 10, e pode atuar nos sinais de monitoramento enviados de volta à plataforma 16. Neste exemplo, o enlace de comunicação de dados é via um satélite 44. No entanto, uma rede local de dados sem fio, como uma rede 4G, pode ser suficiente, principalmente se comunicação confiável de linha de visão é possível entre a boia 40 e a plataforma 16.[0051] The buoy 40 establishes data communication between the platform 16 and the subsea unit 36, whereby a control room on the platform 16 can control the backup system 34 and, therefore, the installation 10, and can act on the signals monitoring devices sent back to platform 16. In this example, the data communication link is via a satellite 44. However, a local wireless data network, such as a 4G network, may be sufficient, particularly if reliable line communication is available. view is possible between buoy 40 and platform 16.

[0052] Os sinais de controle enviados da plataforma 18 através da boia 40 e do cabo 42 são recebidos por uma interface de comunicações 46 e processados por um controlador 48 da unidade submarina 36. A interface de comunicações 46 e o controlador 48 são energizados por uma bateria de bordo 50 da unidade 36. A bateria 50 também fornece energia a uma fonte de energia elétrica 52 da unidade 36 sob controle do controlador 48.[0052] Control signals sent from platform 18 via buoy 40 and cable 42 are received by a communications interface 46 and processed by a controller 48 of the subsea unit 36. The communications interface 46 and controller 48 are energized by an on-board battery 50 of unit 36. Battery 50 also supplies power to an electrical power source 52 of unit 36 under control of controller 48.

[0053] A bateria 50 da unidade submarina 36 pode ser substituível ou carregável periodicamente por UUV ou intervenção de mergulhador, mas é preferencialmente carregada continuamente submarina. Vários exemplos de sistemas de carregamento submarino são mostrados aqui. Um exemplo é uma turbina acionada por corrente 54 que é, de forma conveniente, suportada pela unidade submarina 36 que serve como uma fundação. Outro exemplo envolve conectar a bateria 50 a uma fonte de alimentação de outro item de equipamento submarino, como através do cabo de alimentação, mostrado aqui se estendendo através do fundo do mar 18 a partir da fonte de alimentação de outra árvore 56.[0053] The battery 50 of the underwater unit 36 may be replaceable or chargeable periodically by UUV or diver intervention, but is preferably continuously charged underwater. Several examples of subsea loading systems are shown here. An example is a chain-driven turbine 54 that is conveniently supported by the subsea unit 36 that serves as a foundation. Another example involves connecting the battery 50 to a power supply of another item of subsea equipment, such as via the power cable, shown here extending across the sea floor 18 from the power supply of another tree 56.

[0054] Outra maneira de carregar a bateria 50 da unidade submarina 36 é usar a boia de superfície 40 como um suporte para um sistema de geração e usar o cabo de dados 42 ou um cabo de alimentação paralelo, para transportar a energia elétrica resultante à unidade 36. Tal sistema de geração é exemplificado aqui por uma turbina acionada por corrente 58 pendurada sob a boia 40. Será evidente para o leitor versado, que outros sistemas de geração poderiam ser suportados pela boia 40, como sistemas acionados por vento, ondas ou energia solar.[0054] Another way to charge the battery 50 of the subsea unit 36 is to use the surface buoy 40 as a support for a generating system and use the data cable 42 or a parallel power cable to transport the resulting electrical energy to the unit 36. Such a generation system is exemplified here by a current-driven turbine 58 suspended beneath the float 40. It will be apparent to the skilled reader that other generation systems could be supported by the float 40, such as systems driven by wind, waves or solar energy.

[0055] A fonte de alimentação 52 da unidade submarina 36 está conectada a pelo menos um cabo flexível de saída 60 que transporta corrente elétrica da fonte de alimentação 52 para uma ferramenta ou conector na extremidade livre do condutor 60. Para mostrar essas duas possibilidades, existem dois condutores 60 no exemplo mostrado na Figura 1.[0055] The power supply 52 of the subsea unit 36 is connected to at least one flexible output cable 60 that carries electrical current from the power supply 52 to a tool or connector at the free end of the conductor 60. To show these two possibilities, There are two conductors 60 in the example shown in Figure 1.

[0056] Um condutor 60 fornece energia a uma ferramenta de torque acionada eletricamente 62 que pode ser mantida e manipulada pelo ROV 38 ou por um mergulhador. A ferramenta de torque 62 tem uma formação de acoplamento rotativo que, neste exemplo, é um soquete 64 que recebe e complementa a espiga 32, que sobressai da árvore 12. Deste modo, a ferramenta de torque 62 pode ser acoplada para transmissão de torque para o atuador 30 da árvore 12.[0056] A conductor 60 provides power to an electrically driven torque tool 62 that can be held and manipulated by the ROV 38 or a diver. The torque tool 62 has a rotary coupling formation which, in this example, is a socket 64 that receives and complements the tang 32, which protrudes from the shaft 12. In this way, the torque tool 62 can be coupled for transmitting torque to the actuator 30 of the tree 12.

[0057] Acoplar a ferramenta de torque 62 ao atuador 30 dessa maneira permite que a válvula 28 seja operada novamente sob o controle da plataforma 16, atuando através do enlace de comunicação e o sistema de backup 34. A ferramenta de torque 62 pode então ser removida pelo ROV 38 ou por um mergulhador, ou pode ser deixada acoplada ao atuador 30 para que a plataforma 16 possa continuar a controlar a árvore 12 através do sistema de backup 34. Assim, o sistema de backup 34 da invenção pode ser usado para recuperar e manter o controle da árvore 12.[0057] Coupling the torque tool 62 to the actuator 30 in this manner allows the valve 28 to be operated again under the control of the platform 16, acting through the communication link and the backup system 34. The torque tool 62 can then be removed by the ROV 38 or a diver, or may be left attached to the actuator 30 so that the platform 16 can continue to control the tree 12 through the backup system 34. Thus, the backup system 34 of the invention can be used to recover and maintain control of the tree 12.

[0058] O outro condutor 60 fornece energia a um elemento conector elétrico que é exemplificado aqui como um plugue 66 adaptável a umidade. O plugue 66 pode ser mantido e manipulado pelo ROV 38 ou por um mergulhador para ajustar em um soquete complementar 68 na árvore 12. Isso permite que energia elétrica seja fornecida da bateria 50 da unidade submarina 36 para o compartimento de controle 22 da árvore 12. O compartimento de controle 22 pode então ser capaz de acionar o atuador 30 para operar a válvula 28 no caso de a fonte de alimentação elétrica normal para a árvore 12 ter falhado, mas o umbilical 16 ainda é capaz de transmitir sinais de controle para a árvore 12.[0058] The other conductor 60 supplies power to an electrical connector element which is exemplified here as a moisture adaptable plug 66. The plug 66 can be held and manipulated by the ROV 38 or by a diver to fit into a complementary socket 68 on the tree 12. This allows electrical power to be supplied from the battery 50 of the subsea unit 36 to the control compartment 22 of the tree 12. The control compartment 22 may then be able to drive the actuator 30 to operate the valve 28 in the event that the normal electrical power supply to the spindle 12 has failed, but the umbilical 16 is still capable of transmitting control signals to the spindle. 12.

[0059] Outros acoplamentos transmissores de energia, opcionalmente sem contato, como acoplamentos indutivos, seriam possíveis em vez de um sistema de contato como o plugue ilustrado 66 e soquete 68.[0059] Other power transmitting couplings, optionally non-contact, such as inductive couplings, would be possible instead of a contact system such as the illustrated plug 66 and socket 68.

[0060] Como observado acima, uma árvore submarina normalmente irá suportar uma multiplicidade de elementos de controle, como válvulas. Cada um desses elementos de controle pode ter uma respectiva formação de acoplamento, como uma espiga 32 como aquela mostrada na Figura 1. O leitor versado apreciará que a unidade submarina 38 poderia hospedar e controlar mais de um item de ferramental, como uma ferramenta de torque 62 ou um elemento conector de energia, como um plugue 66. Isso permitiria mais do que uma válvula 28 ou outro elemento de controle ser controlado ou alimentado simultaneamente. Em outra abordagem, a ferramenta de torque 62 pode ser movida pelo ROV 38 ou por um mergulhador para engatar com diferentes formações de acoplamento e, portanto, operar diferentes elementos de controles de cada vez.[0060] As noted above, a subsea tree will typically support a multiplicity of control elements, such as valves. Each of these control elements may have a respective coupling formation, such as a tang 32 like that shown in Figure 1. The skilled reader will appreciate that the subsea unit 38 could host and control more than one item of tooling, such as a torque tool. 62 or a power connector element such as a plug 66. This would allow more than one valve 28 or other control element to be controlled or powered simultaneously. In another approach, the torque tool 62 may be moved by the ROV 38 or by a diver to engage with different coupling formations and therefore operate different control elements at a time.

[0061] Voltando em seguida para a Figura 2, esse desenho corresponde amplamente à Figura 1, mas mostra como o sistema de backup 34 da invenção pode ser adaptado pela adição de um robô 70 que é capaz de manter e mover a ferramenta de torque 62 nos eixos x, y e z. O robô 70 permite que a ferramenta de torque 62 seja movida para interagir com as formações de acoplamento de vários elementos de controle, mas sem a necessidade de um ROV ou um mergulhador permanecer na estação para fazer isso.[0061] Turning next to Figure 2, this drawing largely corresponds to Figure 1, but shows how the backup system 34 of the invention can be adapted by adding a robot 70 that is capable of holding and moving the torque tool 62 on the x, y and z axes. The robot 70 allows the torque tool 62 to be moved to interact with the coupling formations of various control elements, but without the need for an ROV or a diver to remain at the station to do so.

[0062] Para ilustrar esse princípio com simplicidade, a Figura 2 mostra a árvore 12 como tendo dois elementos de controle novamente exemplificados como válvulas 28, cada um tendo uma formação de acoplamento na forma de uma espiga 32. É claro que pode haver mais de dois elementos de controle e formações de acoplamento em uma matriz unidimensional ou bidimensional. Para ajudar na clareza, algumas características foram omitidas da Figura 1, mesmo que ainda estivessem presentes, a saber o ROV 38 e o compartimento de controle 22 da árvore 12. Uma das válvulas 28 é uma válvula menor eletricamente alimentada, acionada por um atuador 30. Nesta modalidade alternativa a espiga 32 contorna o atuador 30 para atuar sobre a haste da válvula 28.[0062] To illustrate this principle simply, Figure 2 shows the tree 12 as having two control elements again exemplified as valves 28, each having a coupling formation in the form of a tang 32. Of course there may be more than two control elements and coupling formations in a one-dimensional or two-dimensional array. To aid clarity, some features have been omitted from Figure 1 even though they were still present, namely the ROV 38 and the control compartment 22 of the spindle 12. One of the valves 28 is a smaller electrically powered valve actuated by an actuator 30 In this alternative embodiment, the spigot 32 bypasses the actuator 30 to act on the valve stem 28.

[0063] Neste exemplo, o robô 70 compreende um carrinho 72 que pode ser movido ao longo de um trilho 74. O próprio trilho 74 pode ser movido ao longo de guias 76 em uma direção ortogonal ao seu comprimento. Isso permite que o carrinho 72 seja movido em um plano ao longo de dois eixos reciprocamente ortogonais em alinhamento com qualquer de uma matriz bidimensional de formações de acoplamento como as espigas 62. Para permitir o movimento em um terceiro eixo ortogonal ao plano, e portanto, na direção ou para longe das espigas 62 da árvore 12, o carrinho 72 suporta uma montagem telescópica 78 com uma garra 80 na sua extremidade livre, de frente para a árvore 12. A garra 80 pode agarrar ou liberar uma ferramenta de torque 62 para mover a ferramenta de torque 62 entre espigas 32.[0063] In this example, the robot 70 comprises a cart 72 that can be moved along a rail 74. The rail 74 itself can be moved along guides 76 in a direction orthogonal to its length. This allows the cart 72 to be moved in a plane along two reciprocally orthogonal axes in alignment with any of a two-dimensional array of mating formations such as the tenons 62. To allow movement in a third axis orthogonal to the plane, and therefore, toward or away from the tenons 62 of the tree 12, the carriage 72 supports a telescoping mount 78 with a claw 80 at its free end, facing the tree 12. The claw 80 can grasp or release a torque tool 62 to move the torque tool 62 between tangs 32.

[0064] O robô 70 poderia ser implementado de várias outras maneiras, por exemplo, por um braço articulado. Mais geralmente, o robô 70 pode ser montado na unidade submarina 36 ou pode ser separado da unidade submarina 36, como mostrado, seja independente ou preso à árvore 12.[0064] Robot 70 could be implemented in various other ways, for example, by an articulated arm. More generally, the robot 70 may be mounted on the subsea unit 36 or may be separate from the subsea unit 36 as shown, either independently or attached to the tree 12.

[0065] Voltando finalmente para a Figura 3 dos desenhos, essa mostra como um sistema de backup 82 da invenção pode ser adaptado para fornecer energia hidráulica em vez de, ou além do fornecimento de energia elétrica, como na Figura 1. Novamente, algumas características mostradas na Figura 1 foram omitidas da Figura 3 para maior clareza, mesmo que ainda possam estar presentes, a saber, as turbinas movidas por corrente 54 e 58 montadas, respectivamente, na unidade submarina 36 e boia de superfície 40.[0065] Turning finally to Figure 3 of the drawings, this shows how a backup system 82 of the invention can be adapted to provide hydraulic power instead of, or in addition to, electrical power supply, as in Figure 1. Again, some features shown in Figure 1 have been omitted from Figure 3 for clarity, even though they may still be present, namely the current-driven turbines 54 and 58 mounted, respectively, on the subsea unit 36 and surface buoy 40.

[0066] A unidade submarina 84 da Figura 3 contém todas as características mostradas na unidade submarina 36 da Figura 1, mas é adaptável por meio da adição de uma fonte de alimentação hidráulica 86. Especificamente, a fonte de alimentação hidráulica 86 é alimentada com pressão hidráulica por uma bomba 88, tal como uma bomba de palhetas, acionada por um motor elétrico 90. O motor 90 é acionado, por sua vez, pela fonte de alimentação elétrica 52 da unidade submarina 84.[0066] The subsea unit 84 of Figure 3 contains all of the features shown in the subsea unit 36 of Figure 1, but is adaptable through the addition of a hydraulic power supply 86. Specifically, the hydraulic power supply 86 is pressure fed hydraulic by a pump 88, such as a vane pump, driven by an electric motor 90. The motor 90 is driven, in turn, by the electrical power supply 52 of the subsea unit 84.

[0067] A fonte de alimentação hidráulica 86 da unidade submarina 84 na Figura 3 habilita o sistema de backup 82 da invenção a suportar ferramental acionado hidraulicamente, como uma ferramenta de torque 92, que neste caso é acoplada à fonte de alimentação hidráulica 86 por uma mangueira hidráulica flexível 94. Como a ferramenta de torque 62 das Figuras 1 e 2, a ferramenta de torque 92 pode ser mantida e manipulada pelo ROV 38, por um mergulhador, ou por um robô 70 como aquele mostrado na Figura 2.[0067] The hydraulic power supply 86 of the subsea unit 84 in Figure 3 enables the backup system 82 of the invention to support hydraulically driven tooling, such as a torque tool 92, which in this case is coupled to the hydraulic power supply 86 by a flexible hydraulic hose 94. Like the torque tool 62 of Figures 1 and 2, the torque tool 92 can be held and manipulated by the ROV 38, by a diver, or by a robot 70 like the one shown in Figure 2.

[0068] De maneira análoga às provisões de suprimento elétrico da unidade submarina 36 mostrada na Figura 1, a fonte de alimentação hidráulica 86 da unidade submarina 84 na Figura 3 também suporta uma segunda mangueira hidráulica 94. A segunda mangueira hidráulica 94 termina em um elemento de conexão 35, como um plugue 96, que também pode ser mantido e manipulado pelo ROV 38, por um mergulhador, ou por um robô 70, como aquele mostrado na Figura 2.[0068] Analogous to the electrical supply provisions of the subsea unit 36 shown in Figure 1, the hydraulic power supply 86 of the subsea unit 84 in Figure 3 also supports a second hydraulic hose 94. The second hydraulic hose 94 terminates in an element connection 35, such as a plug 96, which can also be held and manipulated by the ROV 38, by a diver, or by a robot 70, such as the one shown in Figure 2.

[0069] Novamente, o plugue 96 pode ser engatado com um soquete complementar 98 na árvore 12. Essa conexão permite que energia hidráulica seja fornecida a partir da fonte de energia hidráulica 86 da unidade submarina 84 para uma fonte de alimentação hidráulica 100 da árvore 12. A fonte de alimentação 100 pode então ser capaz de acionar um motor hidráulico 102 para operar a válvula 28 no caso de a fonte de alimentação hidráulica normal para a árvore 12 falhar, mas o umbilical 16 ainda é capaz de transmitir sinais de controle para a árvore 12.[0069] Again, the plug 96 can be mated with a complementary socket 98 on the shaft 12. This connection allows hydraulic power to be supplied from the hydraulic power source 86 of the subsea unit 84 to a hydraulic power source 100 of the shaft 12 The power supply 100 may then be able to drive a hydraulic motor 102 to operate the valve 28 in the event that the normal hydraulic power supply to the shaft 12 fails, but the umbilical 16 is still capable of transmitting control signals to the tree 12.

[0070] Embora não seja mostrado na Figura 3 para clareza, será evidente que, como nas Figuras 1 e 2, a fonte de alimentação 52 da unidade submarina 84 pode ser conectada pelos respectivos condutores aéreos (flutuantes) 60 a ferramental como uma ferramenta de torque acionada eletricamente 62 e/ou um elemento conector elétrico, como o plugue 66. Da mesma forma, a árvore 12 mostrada na Figura 3 também pode ter um compartimento de controle elétrico 22 como aquele mostrado nas Figuras 1 e 2.[0070] Although not shown in Figure 3 for clarity, it will be apparent that, as in Figures 1 and 2, the power supply 52 of the subsea unit 84 can be connected by respective overhead (floating) conductors 60 to tooling as a electrically driven torque 62 and/or an electrical connector element such as plug 66. Likewise, the shaft 12 shown in Figure 3 may also have an electrical control compartment 22 like that shown in Figures 1 and 2.

[0071] Muitas outras variações são possíveis dentro do conceito inovador. Por exemplo, o cabo de dados 15 entre a unidade submarina e a boia de superfície poderia ser evitado por transmissão sem fio de dados submarinos. A comunicação de dados entre a unidade submarina e uma instalação de controle de superfície também poderia ser efetuada de outras maneiras, por exemplo, estabelecendo uma conexão de dados através de um umbilical pré-existente da instalação submarina. Acoplamento indutivo com o umbilical pré-existente é uma maneira de estabelecer tal conexão.[0071] Many other variations are possible within the innovative concept. For example, the data cable 15 between the underwater unit and the surface buoy could be avoided by wireless transmission of underwater data. Data communication between the subsea unit and a surface control facility could also be carried out in other ways, for example, by establishing a data connection through a pre-existing umbilical of the subsea installation. Inductive coupling with the pre-existing umbilical is one way to establish such a connection.

Claims

1. Auxiliary control system (34) for controlling subsea equipment (12), the system characterized by the fact that it comprises: a subsea installed power unit (36) having an on-board battery (50) and a power supply (52 ); a data receiver (46) connected to the power unit by a subsea communications link, the data receiver (46) being arranged to receive control signals emitted from a remote surface source and to transmit those signals to the power unit along the communications link; at least one control tool (62) connected to the power supply (52) by a first overhead conductor or flexible hose (60) for receiving power from the power unit (52) and which is movable with respect to the power unit to be coupled to the subsea equipment (12), allowing the coupled control tool to operate at least one control element (28) of the subsea equipment in response to control signals; and at least one power connector (66) which is movable with respect to the power unit (52) to be coupled to the subsea equipment (12) and which is connected to the power supply by a second overhead conductor or flexible hose (60) to receive energy to energize subsea equipment (12).

2. System according to claim 1, characterized by the fact that the data receiver is supported by a surface buoy (40) to receive control signals transmitted from the remote surface source through the air.

3. System, according to claim 2, characterized by the fact that the float (40) is anchored by the power unit (36) by means of a tendon (42) that extends from the power unit to the float.

4. System, according to claim 3, characterized by the fact that the tendon (42) incorporates the communications link.

5. System according to any one of claims 2 to 4, characterized by the fact that the float (40) supports at least one electricity generating device (58) and a power line connects this device to the battery (50) of the power unit (52).

6. The system of claim 1, wherein the data receiver is coupled to a subsea data carrier to receive control signals transmitted from the surface remote source along the data carrier.

7. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the power source (52) comprises an electrical power source and a hydraulic power source (86).

8. System, according to claim 7, characterized by the fact that the hydraulic power source (86) is pressurized by a pump (88) which is driven by a motor (90) powered by the electrical power source.

9. System according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that it further comprises a power connection between the power unit (52) and a power source of another item of subsea equipment for charging the battery (50) .

10. System according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that it further comprises a subsea installed robotic positioning system (70) for moving the or each control tool (62) between different locations on the subsea equipment (12) to operate different control elements (28) of the subsea equipment in succession.

11. Method for controlling subsea equipment (12), characterized by the fact that it comprises: installing a subsea power unit; moving the at least one control tool (62) relative to the power unit (36) to couple the control tool to the subsea equipment (12), wherein the at least one control tool is connected to the power unit by a first overhead conductor or flexible hose (60); receiving control signals emitted from a remote surface source and transmitting these signals to the power unit (36); supply power to the control tool (62) from the power unit (36); and using the coupled control tool (62) to operate at least one control element (28) of the subsea equipment (12) in response to control signals; moving the at least one power connector (66) relative to the power unit (36) to couple the connector to the subsea equipment (12), wherein the at least one power connector (66) is connected to the power unit by a second overhead conductor or flexible hose (60); and supplying power to the connector (66) from the power unit (36) to energize the subsea equipment (12).

12. Method according to claim 11, characterized by the fact that it comprises receiving the control signals at a surface location.

13. Method according to claim 12, characterized by the fact that it comprises generating electrical energy at the surface location and transmitting this energy from the surface location to charge a battery (50) of the power unit.

14. Method according to claim 11, characterized by the fact that it comprises receiving control signals from a submarine data carrier.

15. Method, according to any one of claims 11 to 14, characterized by the fact that it comprises supplying electrical and hydraulic energy from the power unit (36).

16. Method, according to claim 15, characterized by the fact that it comprises producing hydraulic energy from electrical energy on board the power unit (36).

17. Method according to any one of claims 11 to 16, characterized by the fact that it comprises charging the battery (50) from a power source of another item of underwater equipment.

18. Method according to any one of claims 11 to 17, characterized by the fact that it comprises moving the or each control tool (62) between different locations on the subsea equipment (12) to operate different control elements (28) of the subsea equipment in succession.

19. Method, according to claim 18, characterized by the fact that it comprises moving the or each control tool (62) by means of a positioning system (70) distinct from the power unit (36).

20. Method according to any one of claims 11 to 19, characterized by the fact that the surface remote source of control signals is a surface installation (16) connected to the subsea equipment by an umbilical (20).