BRPI0906334B1

BRPI0906334B1 - Aparelho para a atualização de dados em um sistema de controle de poço e método para a atualização de dados de um preventor de explosão

Info

Publication number: BRPI0906334B1
Application number: BRPI0906334-0A
Authority: BR
Inventors: Eric Lee Milne
Original assignee: Hydril Usa Manufacturing Llc
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2019-05-21
Also published as: WO2009128999A1; US8159365B2; AR071126A1; EP2281104B1; AU2009236543B2; US20090265395A1; BRPI0906334B8; NO2281104T3; BRPI0906334A2; EP2281104A1; AU2009236543A1

Abstract

aparelho para a atualização de dados em um sistema de controle de poço e método para a atualização de dados de um preventor de explosão a invenção trata de um aparelho para atualizar dados em um sistema de controle de poço que inclui uma unidade de controle central (240) em comunicação com uma rede de comunicações (230), sendo que a unidade de controle central (240) compreende uma primeira base de dados de exibição, um dispositivo de extremidade (210) em comunicação com a rede de comunicações, sendo que o dispositivo de extremidade (210) compreende uma base de dados de hardware local (212, 312), e um painel do operador (220) em comunicação com a rede de comunicações (230), sendo que o painel do operador (220) compreende uma segunda base de dados de exibição, e sendo que a base de dados de hardware local é configurada para atualizar automaticamente os dados para uma base de dados de exibição primária designada como uma dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição, e sendo que a base de dados de exibição primária é configurada para atualizar automaticamente os dados para a outra dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição.

Description

“APARELHO PARA A ATUALIZAÇÃO DE DADOS EM UM SISTEMA DE CONTROLE DE POÇO E MÉTODO PARA A ATUALIZAÇÃO DE DADOS DE UM PREVENTOR DE EXPLOSÃO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um aparelho para a atualização de dados em um sistema de controle de poço e aparelhos e métodos para a atualização de dados de um preventor de explosão.

Antecedentes da Invenção [002] O controle de poço é um importante aspecto da exploração de petróleo e gás. Quando é realizada a perfuração de um poço, por exemplo, em aplicações de exploração de petróleo e gás, os dispositivos devem ser colocados em seus lugares para evitar danos à equipe e ao equipamento associados às atividades de perfuração. Um dispositivo de controle de poço é conhecido como um preventor de explosão (BOP - Blowout Preventer).

[003] Os preventores de explosão são, em geral, usados para vedar um furo do poço. Por exemplo, a perfuração de poços na exploração de petróleo ou gás envolve penetrar uma variedade de estruturas geológicas de subsuperfície, ou camadas. Cada camada, em geral, compreende uma composição geológica específica como, por exemplo, xisto, arenito, calcário, etc. Cada camada pode conter gás ou fluidos aprisionados em diferentes pressões de formação, e as pressões de formação aumentam com o aumento da profundidade. A pressão no furo do poço é, em geral, ajustada para ao menos equilibrar a formação de pressão, por exemplo, através do aumento da densidade da lama de perfuração no furo do poço, ou do aumento da pressão de bombeio na superfície do poço.

[004] Há ocasiões durante as operações de perfuração em que um furo do poço pode penetrar uma camada tendo uma formação de pressão substancialmente mais alta que a pressão mantida no furo do poço. Quando isto

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2/21 ocorre, diz-se que o poço experimentou um kick. O aumento de pressão associado ao kick é, em geral, produzido por um influxo de fluidos de formação (que podem ser um líquido, um gás, ou uma combinação dos mesmos) no furo do poço. O kick de pressão relativamente alta tende a se propagar a partir de um ponto de entrada nas partes superiores do furo do poço (de uma região de alta pressão a uma região de baixa pressão). Se for deixado o kick atingir a superfície, o fluido de perfuração, as ferramentas de poço, e outras estruturas de perfuração podem ser explodidos para fora do furo do poço. Essas explosões podem resultar na destruição catastrófica do equipamento de perfuração (incluindo, por exemplo, a sonda de perfuração) e ferir a equipe que trabalha com a sonda.

[005] Em razão do risco de explosões, os preventores de explosão são, tipicamente, instalados na superfície ou no fundo do mar em disposições de perfuração em águas profundas de um modo que os kicks possam ser adequadamente controlados e circulem para fora do sistema. Os preventores de explosão podem ser ativados para efetivamente vedar um furo do poço até que as medidas ativas possam ser tomadas para controlar o kick. Há muitos tipos de preventores de explosão, sendo que as mais comuns são os preventores de explosão anulares e preventores de explosão do tipo gaveta.

[006] Os preventores de explosão anulares compreendem, tipicamente, packers elastoméricos anulares que podem ser ativados (por exemplo, inflados) para encapsular o tubo de perfuração e as ferramentas de poço, e vedar completamente o furo do poço. Um segundo tipo de preventor de explosão é o preventor de explosão do tipo gaveta. Os preventores do tipo gaveta compreendem tipicamente um corpo e ao menos duas chapeletas dispostas em oposição. As chapeletas são, em geral, presas ao corpo sobre sua circunferência, por exemplo, com parafusos. Alternativamente, as chapeletas podem ser presas ao corpo com uma dobradiça e parafusos de um modo que a

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3/21 chapeleta possa ser girada para o lado para o acesso da manutenção.

[007] O interior de cada chapeleta contém uma gaveta acionada por pistão. A funcionalidade das gavetas pode incluir gavetas de tubo, gavetas cisalhantes, ou gavetas cegas. As gavetas de tubo (incluindo gavetas de furo variáveis) se engatam e realizam uma vedação ao redor do tubo de perfuração ou ao redor da ferramenta de poço deixada no furo do poço, deixando intactos os objetos engatados. Em contrapartida, as gavetas cisalhantes se engatam e cisalham fisicamente o tubo de perfuração ou as ferramentas de poço deixadas no furo do poço. De modo similar, as gavetas cegas se engatam umas com as outras e bloqueiam o furo do poço quando não há tubo de perfuração ou ferramentas de poço no furo do poço. As gavetas estão, tipicamente, localizadas em oposição uma à outra e, sejam as gavetas de tubo, as gavetas cisalhantes, ou as gavetas cegas, as gavetas tipicamente são vedadas uma contra a outra em proximidade de um centro do furo do poço a fim de vedar o furo do poço.

[008] Por exemplo, muitas formações de mancal de petróleo e gás residem abaixo de grandes corpos de água. Os poços de produção que se estendem nessas formações são equipados com cabeças de poço submarino e outras instalações subaquáticas as quais repousam no oceano ou no fundo do mar. Por exemplo, costuma-se fornecer uma proteção contra explosão e outras funções relacionadas durante as operações submarinas de perfuração. Por exemplo, as instalações submarinas de preventores de explosão podem ser equipadas com inúmeros e variados tipos de válvulas, gavetas, e com outros controles de operação que podem ser operados hidraulicamente, eletromecanicamente, ou eletro-hidraulicalmente para controlar os fluidos de furo do poço.

[009] Em águas rasas, muitas instalações submarinas de controle de fluxo e de preventor de explosão são controladas hidraulicamente.

Esses sistemas totalmente hidráulicos podem incluir um rolo de mangueiras

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4/21 hidráulicas e de linhas de controle estendendo-se entre as instalações de superfície e submarinas. Alternativamente, as mangueiras individuais podem fornecer potência hidráulica a partir da superfície até a instalação submarina para monitorar a situação do equipamento submarino e para realizar operações de controle. Vantajosamente, esses sistemas são simples, confiáveis, e baratos para comprimentos de mangueira relativamente pequenos (isto é, profundidades de água) embora o tempo de resposta possa ser lento. Entretanto, nas instalações em água profunda, o tempo de resposta para um sistema hidráulico aumenta e sua confiabilidade diminui.

[010] Em resposta às exigências dos ambientes submarinos em águas profundas, sistemas eletro-hidráulicos foram introduzidos para aperfeiçoar o desempenho de sistemas hidráulicos tradicionais em água profunda ou ao longo de distâncias longas. Por exemplo, um cabo de controle submarino eletrohidráulico pode empregar uma mangueira multiplex (MUX) na qual vários sinais de controle hidráulico podem ser multiplexados (por exemplo, através da divisão de tempo digital) e transmitidos. A profusão de sinais pode, então, ser separada na extremidade da mangueira multiplex, e usada para manipular as válvulas em uma cápsula de um preventor de explosão ou outro componente submarino. Visto que uma linha umbilical multiplex pode ser uma mangueira hidráulica, devese compreender que uma linha elétrica pode, também, servir como um conduto de multiplexação.

[011] Inicialmente, com relação à figura 1, é mostrado um exemplo de uma unidade de perfuração marítima 10 tomada da Patente U.S. n° 6.484.806, concedida a Childers et al, e incorporada por referência em sua totalidade. A Unidade de perfuração 10 inclui uma sonda de perfuração flutuante 12 em água 14 capaz de perfurar um poço no fundo do mar 16. A unidade de perfuração 10 é mostrada conectada a um conjunto de BOP 30 tendo uma pluralidade de atuadores de BOP de gaveta 94 através de um par de cabos

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5/21 umbilicais 22 e 24. Por exemplo, os sistemas eletro-hidráulicos, que controlam os preventores de explosão através das mangueiras, requerem um sistema de controle.

[012] Por exemplo, pode ser desejável arquivar os dados do sistema de controle em uma base de dados para uma análise ou uso no futuro. Particularmente, é desejável que qualquer sistema de controle de processo tenha um dispositivo de armazenamento de dados, como uma base de dados, em uma localização remota. Esses sistemas podem precisar atualizar e/ou armazenar informações remotamente com propósitos de arquivamento ou de recuperação a partir de outro sistema remoto.

[013] Tipicamente, os sistemas de controle de poço abrangem aplicações de controle de poço locais que monitoram sensores ou controlam o hardware em conjunto com o controle de um preventor de explosão. As atualizações das leituras e comandos do sensor têm de ser enviadas pelas aplicações locais por meio de uma rede de comunicações a uma base de dados principal que está localizada em algum lugar no sistema. A base de dados principal, então, propaga os novos valores por todo o sistema. Dessa forma, a aplicação local tem de identificar o local da base de dados principal em todos os momentos, e uma aplicação local pode ser responsável por atualizar todos os nós ou plataformas do processador no próprio sistema. Isto leva a gastos desnecessários, além de ser altamente ineficiente.

[014] Uma vez que a perfuração de poço submarina é executada no que poderia ser considerado como um ambiente adverso, existem inúmeras ameaças que põe em perigo o equipamento submarino. Portanto, é desejável que o equipamento e os sistemas submarinos sejam resilientes e funcionais independentemente dessa ameaça. Um caminho para alcançar essa funcionalidade é o de separar as bases

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6/21 de dados em agrupamentos lógicos, e distribuí-las por todo o sistema de controle.

Descrição da Invenção [015] Em um aspecto, a presente revelação refere-se a um aparelho para atualizar os dados em um sistema de controle de poço incluindo uma unidade de controle central em comunicação com uma rede de comunicações, sendo que a unidade de controle central compreende uma primeira base de dados de exibição, e um dispositivo de extremidade em comunicação com a rede de comunicações, sendo que o dispositivo de extremidade compreende uma base de dados de hardware local, e um painel do operador em comunicação com a rede de comunicações, sendo que o painel do operador compreende uma segunda base de dados de exibição, em que a base de dados de hardware local é configurada para atualizar automaticamente os dados para uma base de dados de exibição primária designada de uma dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição, sendo que a base de dados de exibição primária é configurada para atualizar automaticamente os dados para a outra dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição.

[016] Outros aspectos e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir e das reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos [017] A figura 1 mostra uma unidade de perfuração de petróleo do estado da técnica.

[018] A figura 2 mostra um sistema de base de dados de acordo com uma realização da presente revelação.

[019] A figura 3 mostra uma vista parcial de um sistema exemplificador, de acordo com uma realização da presente revelação.

[020] A figura 4 mostra um sistema exemplificador, de acordo com uma realização da presente revelação.

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7/21 [021] As figuras 5a e 5b mostram vistas parciais de um sistema exemplificador, de acordo com uma realização da presente invenção.

[022] A figura 6 mostra uma vista parcial de um sistema exemplificador, de acordo com uma realização da presente revelação.

[023] A figura 7 mostra uma vista parcial de um sistema exemplificador, de acordo com uma realização da presente revelação.

[024] A figura 8 mostra um fluxograma de um processo, de acordo com uma realização da presente revelação.

[025] A figura 9 mostra um fluxograma de um processo, de acordo com uma realização da presente revelação.

Descrição de Realizações da Invenção [026] Realizações específicas da presente revelação serão descritas agora em detalhes com referência às figuras anexas. Elementos similares nas várias figuras são indicados por numerais de referência similares para fins de consistência.

[027] Na descrição detalhada a seguir de uma ou mais realizações, inúmeros detalhes específicos são aqui apresentados de modo a proporcionar um entendimento mais completo da invenção. Entretanto, será aparente para um técnico no assunto que a invenção pode ser executada sem esses detalhes específicos. Em outras instâncias, características bem conhecidas não foram descritas em detalhe para evitar o obscurecimento da invenção.

[028] Em geral, as realizações da presente revelação referem-se a métodos e sistemas para separar as bases de dados em agrupamentos lógicos, e distribuí-los por todo um sistema de perfuração de controle de poço. Mais especificamente, as realizações da presente revelação fornecem a distribuição de uma base de dados de hardware local para cada painel do operador e dispositivo de extremidade do sistema de controle.

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8/21 [029] A figura 2 mostra um sistema 200 para atualizar dados a partir de uma locação local que inclua um dispositivo de extremidade 210 que inclui uma base de dados de hardware local 212 e uma aplicação local 214. A base de dados de hardware local 212 é específica para a aplicação local 214 e para o dispositivo de extremidade 210. Deve ser entendido que o dispositivo de extremidade 210 pode ser qualquer dispositivo conhecido por técnico no assunto incluindo, mas não se limitando a um módulo eletrônico submarino (SEM) de uma cápsula submarina, uma unidade de bombeamento hidráulico, e um dispersor. O dispositivo de extremidade 210 pode ser parte de um sistema de controle de processo como um sistema de perfuração de controle de poço que controla um preventor de explosão (BOP) e que mede, atualiza, e armazena dados remotamente. Além disso, o dispositivo de extremidade 210 pode receber dados do preventor de explosão a partir de outra fonte, tal como de um dispositivo conectado através de uma rede de comunicação 230.

[030] Em um exemplo de operação, a aplicação local 214 de execução sobre o dispositivo de extremidade 210 lê novos dados tais como valores de medição a partir de sensores ou de quaisquer outras informações registráveis ou mensuráveis. A aplicação local 214, então, atualiza a base de dados de hardware local 212 com os novos dados. Em outra realização, a aplicação local 214 verifica a base de dados de hardware local 212 com relação a novos comandos para controlar o hardware, por exemplo, para energizar e desenergizar solenóides.

[031] O sistema 200 inclui, ainda, um painel do operador 220. Conforme será apreciado por um técnico no assunto, o painel do operador 220 pode ser um painel do encarregado da sonda ou um painel do sondador, ou qualquer outro painel de operador. O painel do operador 220 inclui uma base de dados do operador local 222 e uma aplicação do operador local 224.

[032] Ainda com relação à figura 2, o dispositivo de extremidade

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210 é configurado para se comunicar com o painel do operador 220 através de uma rede de comunicações 230, como uma rede de área local (LAN) ou uma rede de longa distância (WAN). Além disso, conforme será entendido por um técnico no assunto, o dispositivo de extremidade 210 e o painel do operador 220 podem incluir mais de uma aplicação local em execução neles.

[033] O sistema 200 inclui, ainda, uma unidade de controle central (CCU) 240 incluindo um controlador de sistema 250, um controlador de comunicação 260, e um processador utilitário 270. Cada um dentre o controlador de sistema 250, o controlador de comunicação 260, e o processador utilitário 270, respectivamente, incluem uma base de dados de hardware local e uma aplicação local (não mostrado separadamente). A unidade de controle central 240 é configurada para ser comunicar com o dispositivo de extremidade 210 e com o painel do operador 220 através da rede de comunicações 230. O técnico no assunto verificará que a unidade de controle central 240 pode compreender mais de um dentre o controlador de sistema 250, o controlador de comunicação 260, e o processador utilitário 270 de modo a fornecer redundância ao sistema 200 no caso de um dentre o controlador de sistema 250, o controlador de comunicação 260, e o processador utilitário 270, respectivamente, falhar, para que o sistema 200 possa continuar a ser operacional.

[034] No caso da unidade de controle central 240 incluir uma pluralidade de controladores de sistema 250, os controladores de sistema 250 podem realizar a mesma tarefa, mas eles podem, apesar de tudo, incluir diferentes tipos de processadores. Por exemplo, os controladores de sistema 250 podem ter diferentes tipos de plataformas de hardware e/ou software com relação à durabilidade. Particularmente, determinados eventos e/ou condições podem causar falha em um tipo de plataforma de hardware/software, mas não em outras. Por exemplo, se a unidade de controle central 240 incluir dois controladores de sistema 250, um controlador de sistema pode incluir uma

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10/21 plataforma WINDOWS enquanto o outro inclui uma plataforma LINUX.

[035] A rede de comunicação 230 facilita a comunicação entre componentes no sistema 200. A comunicação entre componentes no sistema 200 pode estar sob a forma de envio e recebimento de dados entre os componentes, sendo que os dados são um conjunto de valores de medição a serem atualizados às bases de dados de hardware locais ou outros dados necessários para a funcionalidade do sistema 200 como, por exemplo, comandos. Além disso, a rede de comunicação 230 pode incluir qualquer tipo de meio de comunicação, como uma LAN, WAN, barramento ethernet, satélite, celular, qualquer outro tipo de enlace com fio ou sem fio, e equivalentes dos mesmos.

[036] Além disso, a rede de comunicação 230 pode compreender uma pluralidade de redes ou mecanismos de comunicação. Particularmente, dois componentes configurados para se comunicarem um com o outro podem se comunicar através de mais de um mecanismo de comunicação. Por exemplo, um primeiro e um segundo controlador de sistema 250 podem ser conectados um ao outro através de mais de uma rede de área local. A pluralidade de redes pode servir como um nível adicional de redundância no sistema 200.

[037] Conforme mostrado na figura 3, a unidade de controle central 240 pode incluir dois controladores de sistema 350, 351, dois controladores de comunicação 360, 361, e dois processadores utilitários 370, 371. Um dos controladores de sistema (por exemplo, 350) inclui uma base de dados do controlador de sistema primário local 352, e o outro (por exemplo, 351) inclui uma base de dados do controlador de sistema local replicada 353. Similarmente, um dos controladores de comunicação (por exemplo, 360) inclui uma base de dados do controlador de comunicação local primário 362, e o outro (por exemplo, 361) inclui uma base de dados do controlador de comunicação local replicada 363. Um dos processadores utilitários (por exemplo, 370) inclui

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11/21 uma base de dados do processador utilitário local primário 372, e o outro (por exemplo, 371) inclui uma base de dados do processador utilitário local replicado 373.

[038] Cada par de bases de dados de hardware local primária/replicada constitui uma base de dados remota. Em um caso em que a base de dados primária ou base de dados replicada falha, o sistema como um todo não falhará, em razão da redundância presente na base de dados remota. Por exemplo, em um caso em que a base de dados primária (por exemplo, 352) falha, a base de dados replicada (por exemplo, 353) pode ser comutada para operar em um modo primário, realizando dessa maneira as funções da base de dados que falhou 352. Como a base de dados primária original 352 e a base de dados replicada original 353 têm conjuntos idênticos de dados fornecidos pela duplicação, nenhum dado será perdido no caso de uma falha, e a comutação será sem emendas. Além disso, quando uma base de dados original primária 352 é restaurada, a base de dados replicada original 353 pode continuar a operar no modo primário, atualizando dessa maneira as novas entradas à base de dados primária original 352, a qual pode, agora, ser operada em um modo replicado.

[039] Agora, com relação à figura 4, é mostrado um sistema 300 para atualizar os dados de um preventor de explosão, de acordo com uma realização preferencial. O sistema 300 inclui um primeiro dispositivo de extremidade 310 e um segundo dispositivo de extremidade 310'. De uma maneira similar ao item 210 da figura 2, o primeiro e o segundo dispositivo de extremidade 310, 310', cada um inclui uma base de dados de hardware local 312, 312' e uma aplicação local 314, 314', respectivamente. O sistema 300 compreende, ainda, uma unidade de controle central 340 e três painéis do operador que são um painel do sondador 320a, um painel do encarregado da sonda 320b, e um painel de oficina submarino 320c. De uma maneira similar ao

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12/21 item 220 na figura 2, o painel do sondador 320a inclui uma base de dados do sondador local e uma aplicação de sondador local (não mostrado separadamente), o painel do encarregado da sonda 320b inclui uma base de dados do encarregado da sonda local e uma aplicação do encarregado da sonda local (não mostrada separadamente), e o painel de oficina submarino 320c inclui uma base de dados da oficina submarina local e uma aplicação de oficina submarina local (não mostrada separadamente).

[040] O primeiro dispositivo de extremidade 310 e o segundo dispositivo de extremidade 310' são configurados para se comunicarem com a unidade de controle central 340 e com os painéis do operador 320a a 320c através de uma rede de comunicações 330, de maneira similar ao item 230 na figura 2. Será entendido por um técnico no assunto que os painéis do operador 320a a 320c podem, também, se comunicar um com o outro e com a unidade de controle central 340 através da rede de comunicações 330. Na realização mostrada na figura 4, atualizações de novas entradas dos dados do preventor de explosão são comunicadas através da rede de comunicações 330 a partir dos dispositivos de extremidade 310, 310' para a unidade de controle central 340 e para os painéis do operador 320a a 320c. Entretanto, entende-se que os dados podem fluir na outra direção, isto é, os comandos podem ser comunicados através do sistema de comunicações 330 a partir dos painéis do operador 320a a 320c e da unidade de controle central 340 até os dispositivos de extremidade 310, 310'. Além disso, os comandos podem ser enviados diretamente a partir do painel do operador (por exemplo, 320a) para os dispositivos de extremidade (por exemplo, 310) sem passar pela unidade de controle central 340.

[041] Enquanto a figura 4 mostra um sistema 300 tendo dois dispositivos de extremidade 310, 310', um técnico no assunto verificará que inúmeros dispositivos de extremidade podem ser usados. Por exemplo, um sistema de controle de perfuração típico inclui duas cápsulas submarinas (por

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13/21 exemplo, uma cápsula submarina amarela e uma cápsula submarina azul), uma unidade de bombeamento hidráulico (HPU), e um dispersor. Com tal, cada cápsula submarina pode incluir um módulo eletrônico submarino primário e de espera. Os módulos eletrônicos submarinos primários e de espera, cada um inclui uma base de dados de cápsula local e uma aplicação de capsula local. Uma das bases de dados de cápsula locais de um par de módulos eletrônicos submarinos primários/de espera pode operar como uma base de dados de cápsula local primária, enquanto a outra pode operar como uma base de dados de cápsula local replicada. As aplicações de cápsula locais dos módulos eletrônicos submarinos primários e de espera, cada uma realiza uma interface com os mesmos hardwares e sensores, como transdutores ou solenóides. Entretanto, outros dispositivos de extremidade podem incluir uma unidade de bombeamento hidráulico e um dispersor. Uma unidade de bombeamento hidráulico pode incluir uma base de dados de HPU local e uma aplicação de HPU local, e o dispersor pode incluir uma base de dados de dispersor local e uma aplicação de dispersor local.

[042] Dessa forma, em algumas realizações, um dispositivo de extremidade pode incluir, opcionalmente, uma base de dados de hardware local bem como uma base de dados de hardware local replicada (por exemplo, onde o dispositivo de extremidade 310 é um módulo eletrônico submarino de uma cápsula submarina), enquanto em outras realizações (por exemplo, onde o dispositivo de extremidade 310 é uma HPU ou um dispersor), a base de dados de hardware local replicada não precisa ser requerida. Além disso, enquanto o sistema 300 é mostrado como tendo dois dispositivos de extremidade 310, 310', um técnico no assunto poderia apreciar que não existe limitação em relação ao número de dispositivos de extremidade 310 que pode estar presente no sistema 300.

[043] Nos casos em que mais de um nó de processador faz

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14/21 interface com o mesmo hardware (sensores, etc.), uma base de dados de hardware local replicada e uma primária são criadas sobre os nós. A base de dados de hardware local replicada é uma cópia duplicada da base de dados de hardware local primária. Este é o caso, por exemplo, dos módulos eletrônicos submarinos primários e de espera das cápsulas submarinas. Outros exemplos serão aparentes a seguir.

[044] As figuras 5a e 5b mostram alguns modos de operação exemplificadores das realizações descritas na presente invenção. Na figura 5a, uma primeira aplicação de cápsula local 414A em execução sobre um módulo eletrônico submarino primário 410A de cápsulas submarinas lê novos dados de BOP 40. A primeira aplicação de cápsula local 414A, então, atualiza os novos dados de BOP para a base de dados de cápsula local primária 412. A base de dados de cápsula local primária 412 é, então, responsável pela duplicação das novas entradas para a base de dados de cápsula local replicada 412r. Na figura 5b, a base de dados de cápsula local primária 412 foi atualizada por meio de uma rede de comunicações (por exemplo, 330 da figura 4) com comandos de solenóides 42 que podem ser originados, por exemplo, do painel do sondador (por exemplo, 320a na figura 4). Esta atualização é replicada automaticamente para a base de dados da cápsula local replicada 412r. As atualizações das bases de dados de cápsula locais replicadas e as primárias 412, 412r acionam a primeira e a segunda aplicações de cápsula locais correspondentes 414A, 414B para verificar as bases de dados de cápsula locais 412, 412r de comandos solenóides. A primeira aplicação de cápsula local 414A, então, executa os comandos 44 sobre o módulo eletrônico submarino primário 410A, por exemplo, de modo a energizar/desenergizar solenóides. Em realizações selecionadas, um módulo eletrônico submarino de espera (por exemplo, 410B) pode apenas executar comandos quando comutado para o modo primário. A comutação para o modo primário pode ser uma operação manual, entretanto, ela poderia ser

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15/21 ajustada para ocorrer automaticamente mediante a falha do SEM primário original (por exemplo, 410A).

[045] Em outro modo de operação, conforme mostrado na figura 6, um painel do sondador 520 inclui dois nós, similares aos módulos eletrônicos submarinos primários e de espera das cápsulas submarinas. O primeiro nó inclui uma base de dados primária local do sondador 522 e uma primeira aplicação do sondador local 542A. O segundo nó inclui uma base de dados do sondador local replicada 522r e uma segunda aplicação do sondador local 524B. Os dois nós fazem interface com o mesmo hardware. A base de dados primária local do sondador 522 é atualizada por meio de uma rede de comunicações (por exemplo, 330 da figura 4) com os comandos 52. Esta atualização é automaticamente replicada para a base de dados replicada do sondador local 522r. As atualizações para as bases de dados do sondador local replicada e a primária 522, 522r acionam a primeira e a segunda aplicações correspondentes do sondador local 524A, 524B para verificar a base de dados do sondador local 522, 522r com relação aos comandos 54 a serem executados pela primeira e segunda aplicações do sondador local 524A, 524B. Simultaneamente, a primeira e a segunda aplicações locais do sondador 524A, 524B lêem os dados 50, os quais podem ser dados de sensor como valores de temperatura. Entretanto, um técnico no assunto pode verificar que os dados de entrada podem não necessariamente ser fornecidos a ambos dentre os dois nós. De preferência, por exemplo, cada nó pode ser responsável por receber tipos específicos de dados, isto é, a partir de vários sensores ou tipos de comandos de uma base de dados de hardware local diferente. Para a entrada de dados para o primeiro nó, a primeira aplicação do sondador local 524A, então, atualiza os novos dados para a base de dados primária local do sondador 522, que é, então, responsável pela duplicação das novas entradas para a base de dados do sondador local replicada 522r. A segunda aplicação do sondador local 524B atualiza seus dados

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16/21 recebidos recentemente para sua base de dados do sondador local 522r do segundo nó. Nesse caso, a base de dados do sondador local 522r do segundo nó opera em um modo primário, isto é, é responsável pela duplicação das novas entradas para a base de dados do sondador local 522 do primeiro nó. Dessa forma, nas realizações selecionadas, cada nó pode se comunicar com qualquer módulo eletrônico submarino (por exemplo, 410A, 410B da figura 5B) em qualquer cápsula contanto que exista uma conexão viável da rede de comunicação.

[046] Voltando à figura 2, o painel do operador 220 e a unidade de controle central 240, cada um, também, compreende uma base de dados de exibição, isto é, uma base de dados de exibição do painel do operador 226 e uma base de dados de exibição CCU 246, respectivamente. Por exemplo, todo componente do sistema 200 tendo uma exibição de interface gráfica de usuário pode estar associado à base de dados de exibição. As bases de dados de exibição 226, 246 são atualizadas, por exemplo, com novos dados de BOP, a partir que qualquer base de dados de hardware local. Em operação, uma das bases de dados de exibição 226, 246 opera em um modo primário, isto é, atua como uma base de dados de exibição primária. Quando a base de dados de hardware local 212 é atualizada com uma nova entrada de dados do preventor de explosão, a base de dados de hardware local 212 duplica automaticamente a entrada da base de dados de exibição primária (por exemplo, 226 ou 246), que é, então, responsável pela atualização das bases de dados de exibição restantes (por exemplo, a outra de 226 e 246) com a nova entrada de dados, isto é, a base de dados de exibição primária cria bases de dados de exibição replicadas em um ou mais componentes tendo uma exibição de interface gráfica de usuário.

[047] Em uma realização, a base de dados de hardware local (por exemplo, 212) atualiza a base de dados de exibição primária (por exemplo, 226) com novas entradas de dados do preventor de explosão. Nessa realização, a

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17/21 base de dados de hardware local 212 pode detectar onde no sistema 200, isto é, sobre qual dentre o painel do operador 220 e a unidade de controle central 240 a base de dados de exibição primária reside. A base de dados de hardware local 212, então, envia uma atualização de dados à base de dados de exibição primária (por exemplo, 226 ou 246) que é, por sua vez, responsável pela atualização das bases de dados de exibição restantes (por exemplo, a outra da 226 e 246).

[048] Enquanto a atualização dos dados para a base de dados de exibição primária é mostrada na figura 2 como sendo enviada pelas bases de dados de hardware locais 212, não há uma limitação sobre o tipo de dispositivo de extremidade pretendida no escopo da presente invenção. Particularmente, qualquer tipo de base de dados de hardware local 212 de qualquer dispositivo de extremidade 210 pode atualizar a base de dados de exibição primária, incluindo cápsulas, unidades de bombeamento hidráulico, dispersores, etc.

[049] A figura 7 mostra um modo de operação exemplificador entre uma unidade de bombeamento hidráulico 380 como um dispositivo de extremidade com a unidade de controle central 340 e os painéis do operador. À medida que a unidade de bombeamento hidráulico 380 recebe novas leituras do sensor da HPU, a aplicação de HPU local 384 atualiza a base de dados da HPU local 382. A base de dados da HPU local 382 é, então, responsável pela duplicação da nova entrada para a base de dados de exibição primária. Na realização mostrada na figura 7, a base de dados de exibição primária 346 está localizada com a unidade de controle central 340, isto é, a base de dados de exibição de CCU local opera no modo primário. A base de dados de exibição primária 346, então, duplica a nova entrada dos dados para as bases de dados de exibição restantes, isto é, a base de dados de exibição primária 346 cria bases de dados de exibição replicadas 326a, 326b no painel do sondador 320a e no painel do encarregado da sonda 320b, respectivamente. Portanto, todas as

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18/21 exibições de interface gráfica de usuário no sistema apresentam a mesma informação para todos os operadores em todos os momentos. Entretanto, a presente invenção não é tão limitada. Particularmente, um técnico no assunto poderia verificar que, nas realizações alternativas, a base de dados de exibição primária pode estar localizada dentro do painel do sondador, do painel do encarregado da sonda, ou de qualquer outro componente de sistema tendo uma exibição de interface gráfica de usuário. Além disso, visto que essa realização mostra a atualização dos dados para a base de dados de exibição primária (e, por sua vez, para as bases de dados de exibição restantes) a partir de uma HPU, um técnico no assunto poderia verificar que os dados de outros dispositivos de extremidade podem ser atualizados para a base de dados de exibição primária de uma maneira similar. Adicionalmente, para um dispositivo de extremidade que inclui uma base de dados de hardware local bem como uma base de dados de hardware local replicada, um técnico no assunto poderia verificar que as atualizações para a base de dados de hardware local poderiam ser replicadas para a base de dados de hardware local replicada em adição a serem atualizadas para a base de dados de exibição primária e, por sua vez, para as bases de dados de exibição restantes.

[050] Agora, com relação à figura 8, um fluxograma mostrando as etapas executadas em uma direção de uma aplicação local é apresentado. As etapas podem ser executadas por um dispositivo de extremidade (por exemplo, 210 da figura 2) sobre o qual a aplicação local reside, como o módulo eletrônico submarino primário de cápsula azul ou o módulo eletrônico submarino primário de cápsula amarela. Primeiramente, a etapa 501 determina se há quaisquer novos dados para serem atualizados, por exemplo, novas entradas de dados de um preventor de explosão. Se não houver novos dados de BOP para serem atualizados, a etapa 501 será repetida até que haja novos dados de BOP para serem atualizados. Quando há novos dados para serem atualizados, a etapa 503

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19/21 atualiza a base de dados de hardware local (por exemplo, 312 da figura 4) tal como a base de dados do módulo eletrônico submarino local da cápsula azul ou amarela. Em seguida, a etapa 505 determina se há uma base de dados de hardware local replicada (por exemplo, 312' da figura 4) que corresponde à base de dados de hardware local. Se não houver uma base de dados de hardware local replicada, a etapa 501 será executada novamente. Se houver uma base de dados de hardware local replicada, a etapa 507 duplicará os novos dados de BOP para a base de dados de hardware local replicada antes da execução da etapa 501. Além disso, nas realizações selecionadas, pode haver mais de uma base de dados replicada. Dessa forma, a etapa 505 pode também verificar para ver se há quaisquer bases de dados replicadas e a etapa 507 pode duplicar novos dados para todas as bases de dados replicadas se houver mais de uma.

[051 ] Agora, com relação à figura 9, um fluxograma mostrando as etapas executadas a fim de duplicar os novos dados de BOP para todas as bases de dados de exibição é apresentado. Primeiramente, a etapa 601 determina se a base de dados de hardware local (por exemplo, 312 da figura 4, ou 382 da figura 5) de um dispositivo de extremidade (por exemplo, 310 da figura 4, ou 380 da figura 5) foi atualizada com novas entradas de dados de BOP. Se a base de dados de hardware local não tiver sido atualizada, a etapa 601 será repetida até que a base de dados de hardware local seja atualizada. Quando a base de dados de hardware local é atualizada, a etapa 603 duplica os novos dados de BOP para a base de dados de exibição primária (por exemplo, 346 da figura 5). Em seguida, a etapa 605 determina se há bases de dados de exibição restantes (por exemplo, 326a e 326b da figura 5) no sistema (por exemplo, 300 na figura 4a). Se houver bases de dados de exibição no sistema, a etapa 607 duplicará os novos dados de BOP a partir da base de dados de exibição primária para as bases de dados de exibição restantes. As etapas na figura 9 são, preferencialmente, executadas por meio de um controlador de sistema, como o

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20/21 primeiro controlador de sistema 240 ou segundo controlador de sistema 250 da figura 2.

[052] A invenção descrita no presente documento pode ser usada com uma variedade de diferentes sistemas. Por exemplo, o sistema pode ser usado com qualquer sistema de controle de processo que precise atualizar informações remotamente com propósitos de arquivamento e/ou de restauração a partir de outro sistema remoto.

[053] Vantajosamente, o sistema e os métodos da presente revelação podem proporcionar ao menos uma das vantagens a seguir. Como todos os componentes do sistema de controle (dispositivo de extremidades, unidade de controle central, painel do operador) incluem ao menos uma base de dados de hardware local, o sistema não precisa incluir um único sistema de base de dados de arquivo simples binário que é replicado por todo o sistema. As atualizações e comandos de dados não precisam passar pela unidade de controle central do sistema, o que leva a um sistema mais eficiente e dinamizado tendo um projeto integrado de base de dados distribuídos em tempo real. Todas as atualizações de dados são realizadas para a base de dados de hardware local que está envolvida na execução da aplicação local correspondente, e a base de dados de hardware local é responsável pela atualização automática da base de dados de hardware local replicada correspondente, se houver alguma.

[054] Adicionalmente, todas as atualizações para uma base de dados de hardware local são atualizadas automaticamente para a base de dados de exibição primária a qual, por sua vez, é responsável pela atualização das bases de dados de exibição restantes no sistema. Assegura-se que as bases de dados replicadas e as primárias são consistentes uma com a outra. Portanto, as aplicações locais têm apenas de fazer interface com seu hardware local e com as bases de dados de exibição, e as bases de dados locais correspondem de maneira mais próxima ao hardware local. Isto simplifica todas as interações de

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21/21 base de dados no sistema, e torna a interação do sistema de base de dados menos complexa.

[055] Visto que a invenção foi descrita com relação a um número limitado de realizações, os técnicos no assunto, obtendo o benefício dessa revelação, verificarão que outras realizações podem ser desenvolvidas sem que afastem do escopo da invenção, conforme revelado no presente documento. Consequentemente, o escopo da invenção não deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

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Claims

Reivindicações

1. APARELHO PARA A ATUALIZAÇÃO DE DADOS EM UM SISTEMA DE CONTROLE DE POÇO compreendendo:

uma unidade de controle central (240) em comunicação com uma rede de comunicações (230), sendo que a unidade de controle central (240) compreende uma primeira base de dados de exibição;

um dispositivo de extremidade (210) em comunicação com a rede de comunicações (230), sendo que o dispositivo de extremidade (210) compreende uma base de dados de hardware local (212, 312); e um painel do operador (220) em comunicação com a rede de comunicações (230), sendo que o painel do operador (220) compreende uma segunda base de dados de exibição;

caracterizado pelo fato de que a base de dados de hardware local (212, 312) é configurada para atualizar automaticamente os dados para uma base de dados de exibição primária designada de uma dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição, em que a base de dados de exibição primária é configurada para atualizar automaticamente os dados para a outra dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição.
2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo painel do operador (220) compreender ao menos um dentre um painel do sondador (320a), um painel do encarregado da sonda (320b), e um painel da oficina submarina (320c).
3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo de extremidade (210) compreender ao menos um dentre uma cápsula submarina, uma unidade de bombeamento hidráulico (380), e um dispersor.
4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,

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2/3 caracterizado pela rede de comunicações (230) compreender ao menos um dentre uma rede de área local, uma rede de longa distância, e uma rede sem fio.
5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de controle central (240) compreender:

um primeiro controlador de sistema (250) que compreende uma base de dados do controlador de sistema local primária;

um segundo controlador de sistema (250) que compreende uma base de dados do controlador de sistema local replicada;

um primeiro controlador de comunicação (260) que compreende uma base de dados do controlador de comunicação local primária;

um segundo controlador de comunicação (260) que compreende uma base de dados do controlador de comunicação local replicada;

um primeiro processador utilitário (270) que compreende uma base de dados local primária do processador utilitário; e um segundo processador utilitário (270) que compreende uma base de dados local replicada do processador utilitário;

sendo que cada uma das bases de dados locais primárias é configurada para replicar automaticamente os dados para a base de dados local replicada correspondente.
6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo de extremidade (210) compreender, ainda, uma base de dados de hardware local replicada (312'), sendo que a base de dados de hardware local (212, 312) é configurada para atualizar automaticamente os dados para a base de dados de hardware local replicada (312').
7. MÉTODO PARA A ATUALIZAÇÃO DE DADOS DE UM PREVENTOR DE EXPLOSÃO, caracterizado por compreender:

conectar uma unidade de controle central (240) que compreende uma primeira base de dados de exibição a uma rede de comunicações (230);

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3/3 comunicar um dispositivo de extremidade (210) que compreende uma base de dados local com a rede de comunicações (230) e com o preventor de explosão;

conectar um painel do operador (220) que compreende uma segunda base de dados de exibição à rede de comunicações (230);

designar uma dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição como uma base de dados de exibição primária;

atualizar a base de dados de hardware local (212, 312) com as entradas de dados do preventor de explosão;

atualizar automaticamente as entradas de dados da base de dados de hardware local (212, 312) para a base de dados de exibição primária através da rede de comunicações (230); e atualizar automaticamente as entradas de dados da base de dados de exibição primária para a outra dentre a primeira e a segunda bases de dados de exibição.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender adicionalmente a atualização automática das entradas de dados da base de dados de hardware local (212, 312) para uma base de dados de hardware replicada local (312') do dispositivo de extremidade (210).