CN103033696A - 用于监测海底部件的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监测海底部件的方法、装置和系统。一种监测水下井的BOP的部件的系统、装置和方法。该方法包括由控制装置将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；由控制装置从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及由控制装置分析接收的一个或多个实际BOP部件分布。两个或更多个BOP部件可以是电磁阀、流量计、换能器、其它装置、或它们的组合。该方法包括由控制装置将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；由控制装置从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及由用于测试插接器组的控制装置软件分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布。

Description

用于监测海底部件的方法、装置和系统
技术领域
本文所公开的主题的实施例大体上涉及用于监测海底控制模块的部件的方法和系统，并且更具体而言，涉及用于监测海底控制模块的部件的机构和技术。
背景技术
随着勘探深度增加，海底油气勘探变得更具挑战性。为了提取石油并为了石油设备和环境的安全，复杂的装置被设置在洋底。这些装置不得不经受尤其是高压(从3,000至60,000 psi(200至4000巴)或以上)和高度腐蚀性环境。虽然在建造这些装置时采取了预防措施，但这些装置的零部件随时间推移而磨损并需要更换。
由于这些零件设置在洋底(有时在海平面以下超过2000 m处)并且有时设置在较大部件内部，所以要接近它们可能是成问题的。例如，图1示出可刚性地附连到在海底14上的井口12的下部防喷器组(“下部BOP组”)10，同时下海洋立管组件(“LMRP”)16可收回地设置在海洋立管18的远端上，海洋立管18从钻探船20或任何其它类型的水面钻探平台或船舶延伸。因此，LMRP 16可包括在其远端处的插头22，插头22被配置为接合位于下部BOP组10的近端的接受器(receptacle)24。
在一些配置中，下部BOP组10可刚性地固定到海底井口12的顶部并可包括(除了别的装置以外)用于在钻井和完井时控制井的多个闸板式BOP 26。柔性立管提供了导管，穿过该导管可将钻具和钻井液部署到海底井筒并从海底井筒收回。通常，LMRP 16可包括(尤其是)在其远端处的一个或多个闸板式BOP 28、在其上端处的环形BOP 30、以及多路(MUX)插接器组(pod)(在一些配置中，双插接器组，其在本行业可被称为蓝色插接器组和黄色插接器组)32。
当需要时，LMRP 16的闸板式防喷器和下部BOP组10可关闭，并且LMRP 16可与下部BOP组10分离并收回到海面，而把下部BOP组10留在井口顶部。因此，例如，在恶劣的气候条件下或当特定井口上的作业临时停止时，可能有必要从井口组收回LMRP 16。
另外，当LMRP 16的一部分失效时，可能需要将整个LMRP 16升高到船20上用于修理和/或维护。可能需要时常维护的一种这样的部件是MUX插接器组32。常规的MUX插接器组系统40在图2中示出并可为下部BOP组和/或LMRP提供在50与100之间的不同功能，并且这些功能可从LMRP或经由LMRP启动和/或控制。
MUX插接器组40固定地附连到LMRP的框架(未示出)并可包括液压起动阀50(在本领域中称为底板安装(SPM)阀)和流体连接到液压驱动阀50的电磁阀52。电磁阀52设置在电子部段54上且被设计成通过从电子控制板(未示出)发送电信号来促动。每个电磁阀52被配置成起动对应的液压驱动阀50。MUX插接器组40可包括也安装在电子部段54上的压力传感器56。液压驱动阀50设置在液压部段58中并固定地附连到MUX插接器组40(即，它们在ROV被设置在海底时也无法被ROV载具移除)。
在某些海底BOP装置中，多路(“MUX”)电缆(电气)和/或管线(液压)将控制信号(经由MUX插接器组和插接器组楔形件)传输到LMRP 16和下部BOP组10装置，从而可从海面控制指定任务。一旦接收到控制信号，海底控制阀就起动，并且(在多数情况下)高压液压管线被导向至执行指定任务。因此，多路电信号或液压信号可操作多个“低压”阀以起动更大的阀，以便使高压液压管线与井口组的各种操作装置连通。
通过直通部件在LMRP与下部BOP组之间桥接的连通管线的示例包括但不限于液压节流管线、液压压井管线、液压多路控制线、电气多路控制线、电力线、液压动力管线、机械动力管线、机械控制线、电气控制线、以及传感器线。
在常规MUX插接器组中，当电磁阀52中的一个或多个或各种其它仪器和部件中的任一个需要维修或更换(可能时常发生)时，必须将整个MUX插接器组40带到海面。然而，由于MUX插接器组40可包括多个部件，所以每个部件都需要检验。由于钻探或采油不得不停止，该操作会中断井的运行，这导致生产损失。
可靠性问题和与深水BOP控制系统相关联的相关统计分析在Shanks等人的“Deepwater BOP Control Systems – A Look at Reliability Issues”中有所讨论，该文献的全部内容以引用方式并入本文中。因此，希望提供一种快速检查BOP部件的能力，以允许对部件失效的更强预测能力和在部件维修中的更大的安排的灵活性。
发明内容
根据一个示例性实施例，存在一种监测水下井的防喷器(BOP)的部件的方法。该方法包括由控制装置将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；由控制装置从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布(profile)；以及由控制装置分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布。两个或更多个BOP部件可以是电磁阀、流量计、换能器、其它装置、或它们的组合。
在一个实施例中，分析的步骤包括下列之一：确定分组的BOP部件中的任一个是否在指定标准以外操作；以及确定分组的BOP部件中的任一个是否遭受过实际失效或易于遭受即将发生的失效。
在一个实施例中，将用于多个BOP部件中的两个或更多个中的每一个的模拟的和/或测量的基线BOP部件分布存储在存储器中。可选地，将接收的一个或多个实际BOP部件分布与存储的基线BOP部件分布中的对应一个进行比较。这种比较可包括自动变化检测分析。这种比较可用来识别指示部件磨损或失效的分布中的变化。该分析可包括仅分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布的一部分，或者可包括分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布的全部。该分析可包括基于所接收的一个或多个实际BOP部件分布来预测BOP部件寿命终止。
两个或更多个BOP部件可以是两个或更多个BOP换能器、两个或更多个BOP流量计、两个或更多个BOP电磁阀、两个或更多个其它BOP装置或它们的组合。当两个或更多个BOP部件为两个或更多个BOP电磁阀时，一个或多个实际BOP部件分布中的每一个包括对应螺线管电流分布的至少一部分。
该方法可包括下列步骤中的至少一个：a)显示所接收的一个或多个实际BOP部件分布；b)基于所接收的一个或多个实际BOP部件分布产生可视的或可听到的警报；c)将与所接收的一个或多个实际BOP部件分布有关的信息发送到远程装置；以及d)接收来自远程装置的控制命令。
根据另一个实施例，存在一种被配置成远程监测水下井的防喷器(BOP)的部件的控制装置。控制装置可包括：接口装置，其被配置成将控制装置经由海底电气连接而连接到BOP；存储器；显示面板；和处理器，其可操作地连接到接口装置、存储器和显示面板。处理器可被配置成将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布。
根据另一个实施例，存在一种被配置成远程监测水下井的防喷器(BOP)的部件的系统。该系统包括：海底装置，其包括被配置成关闭与水下井流体连通的井眼的防喷器；和控制装置，其经由海底电气连接而电气连接到防喷器的部件。如上文所指出的，控制装置可包括：接口装置，其被配置成将控制装置经由海底电气连接而连接到BOP；存储器；显示面板；和处理器，其可操作地连接到接口装置、存储器和显示面板。处理器可被配置成将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及分析所接收的一个或多个实际BOP部件分布。
根据又一个示例性实施例，存在一种包含指令的非瞬时性计算机可读介质，所述指令被配置成促使计算装置执行以上所述的方法。
附图说明
合并到该说明书中并组成其一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且与该描述一起解释这些实施例。在附图中：
图1是常规离岸钻机的示意图；
图2是MUX插接器组的示意图；
图3是螺线管的一般电流分布；
图4是在螺线管的寿命期间在不同时间激励的第一代螺线管的电流分布；
图5是在螺线管的寿命期间在不同时间去激励的第一代螺线管的电流分布；
图6是在螺线管的寿命期间在不同时间激励和去激励的第二代螺线管的电流分布；
图7是根据本发明的实施例的控制装置的框图；以及
图8是根据示例性实施例的流程图。
具体实施方式
示例性实施例的下列描述参考了附图。不同图中的相同附图标记识别相同或类似的元件。下列详细描述不限制本发明。而是，本发明的范围由所附权利要求限定。为简单起见，关于BOP组的术语和结构讨论了下列实施例。然而，接下来要讨论的实施例不限于BOP组，而是可应用于位于难以到达的位置处的其它元件，例如LMRP。
在说明书全文中，对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在说明书全文中，在不同地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定指的是相同实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
根据示例性实施例，海底结构通过提供预定数量的功能来操作。这些功能通过促动阀或其它部件来实现。通过将预定数量的阀(例如，电磁阀)组合(例如，不是物理上分组，而是将多个待检查的完全不同的阀选入作为单元的组中)在一起并作为组而不是逐一地执行健康状况检查，来检验这些部件的健康状况。BOP的操作者有能力根据需要将部件分组(例如，基于软件界面)并通过按下单个按钮来运行对整个组的健康检查。这样，运行健康状况检查所花费的时间减少。以下将提供更多的细节。
本领域技术人员知道，通过导体的电流将产生与电子流的方向成直角的磁场。如果将该导体缠绕成线圈形状，则产生的磁场将沿线圈的长度定向。所有其它因素相同时，电流越大，磁场的强度越大。螺线管是通过电磁线圈的激励而产生机械运动的装置。螺线管可以是直流(DC)或交流(AC)螺线管。螺线管的可移动部分被称为插棒(plunger)或电枢。继电器是一种组装成在其线圈被激励时促动开关触点的螺线管。
螺线管响应时间是在施加电流与插棒的初始移动之间的延时。螺线管行程(stroke)时间是插棒从其初始位置开始移动与当其达到其行程极限时结束的时间。螺线管拉入时间是响应时间与行程时间之和(即，插棒做功所需的时间)。螺线管回动延迟是从电流切断直到插棒开始返回其初始位置的时间。螺线管回程时间是从插棒返回运动开始直到插棒达到其初始位置的时间。螺线管回动是回动延迟和回程之和。
螺线管拉入电流是从其“正常”(去激励)位置促动螺线管或继电器所需的最小线圈电流量。螺线管回动电流是低于该值激励的螺线管或继电器将返回其“正常”状态的最大线圈电流。
为了让螺线管有效地“拉入”电枢以促动(多个)触点，必须有一定的最少量电流通过线圈。该最少量被称为拉入电流。然而，一旦将电枢拉至更靠近线圈的中心处，就可以花费更少的磁场通量(更小的线圈电流)将其保持在那里。因此，在电枢“回动”到其去激励位置之前，线圈电流必须下降至低于拉入电流的值以下。该电流水平被称为回动电流。拉入电流和回动电流之前的差值可形成滞后(hysteresis)。拉入电流(及电压)和回动电流(及电压)因装置不同而有较大变化，并且由制造商指定。
图3是螺线管的一般电流分布。本领域技术人员将认识到，这种一般电流分布可因螺线管不同而不同。当阀被激励时，在电流曲线的指数级上升的大致中点附近出现可测量的电流急降(dip)。类似地，当阀被去激励时，在电流衰减的中点附近出现可测量的急降。当阀被完全激励时，螺线管插棒保持固定。
阀的电流分布的准确形状和位置中的变化可提供对阀健康的洞察。因此，通过观察电流特征随时间推移的变化，可执行对阀健康的监测，从而可以避免失效。也就是说，可利用对电流特征异常的早期检测来预测阀失效，以便使得按时间表更换阀对于井的操作者来说能够更便利。
在深井BOP中，有两种SEM(海底电子模块)可以采用：第一代SEM和第二代SEM。第一代SEM和第二代SEM之间的主要差别是共同地用来提供对插接器组(螺线管)的电气和软件控制的板的类型。
第一代SEM包括一个网络节点处理器(NNP)板、1个模拟板、1个公用板、6个螺线管驱动器板。第二代SEM包括2个32通道螺线管驱动器板、1个模拟板、1个辅助螺线管驱动器板、1个VMIC 2540定时器板、3个VMIC 3113-A板、1个VMIC 2128板、1个带有用于串行I/O通信的PMC 422的VMIC 7807单板计算机板。就螺线管电流回读(read back)范围(毫安-mA)而言，对于第一代SEM来说，该范围为从0-10 mA(螺线管的去激励状态)至400-500 mA(螺线管的激励状态)；而对于第二代SEM来说，该范围为从0-10 mA(螺线管的去激励状态)至约400-500 mA(螺线管的保持状态)，并且然后在几毫秒之后，该范围重新减小至约250 mA(螺线管的激励状态)。基本上，回读电流分布和特性对于两种类型的SEM是不同的，因为它们使用组成不同组的硬件部件的不同类型的板。相比具有更老部件的第一代SEM来说，第二代SEM使用具有更少失效的更新的部件。由于相比第二代SEM而言，电流分布对于第一代SEM是不同的范围，所以电压分布也是不同的(对于第一代SEM为0.5V至15V，而对于第二代SEM为5V至48V)。
图4是在螺线管的寿命期间在不同时间激励的第一代SEM螺线管回读电流的电流分布。分布1是新制造的电磁阀的电流分布。分布2-3是在电磁阀的寿命中后期获得的电流分布。在分布2中，电流急降的时间延迟。在分布3中，急降的持续时间延长。分布2-3对应于退化的阀和/或螺线管操作，这可能是由于座磨损、碎屑积聚或其它阀和/或螺线管失效机理。分布2-3仅为示例性的。电流分布中的任何方式的变化可以在阀的寿命期间观察到。例如，在急降开始时，电流值可能随着阀退化而更高或更低。
图5是在螺线管的寿命期间在不同时间去激励的第一代螺线管的电流分布。分布1是新制造的电磁阀的电流分布。分布2-3是在电磁阀的寿命中后期获得的电流分布。在分布2中，电流急降的时间延迟。在分布3中，急降的持续时间延长。如在图4中那样，分布2-3对应于退化的阀和/或螺线管操作，这可能是由于座磨损、碎屑积聚或其它阀和/或螺线管失效机理。如在图4中那样，分布2-3仅为示例性的。电流分布中的任何方式的变化可以在阀的寿命期间观察到。例如，在急降开始时，电流值可能随着阀退化而更高或更低。
图6是在螺线管的寿命期间在不同时间激励和去激励的第二代螺线管的电流分布。分布1是新制造的电磁阀的电流分布。分布2-3是在电磁阀的寿命中后期获得的电流分布。在分布2中，两个电流急降的时间均延迟。在分布3中，急降的持续时间延长。如在图4中那样，分布2-3对应于退化的阀和/或螺线管操作，这可能是由于座磨损、碎屑积聚或其它阀和/或螺线管失效机理。如在图4中那样，分布2-3仅为示例性的。电流分布中的任何方式的变化可以在阀的寿命期间观察到。例如，在急降开始时，电流值可能随着阀退化而更高或更低。另外，图6识别了各种电压值和电流强度值。然而，这些值仅为示例性的，因为这些值可能根据螺线管的类型或螺线管的使用年限/状态而变化。
在深井BOP中，可以存在可远程(即，从钻探平台)操作和测试的许多电磁阀。在一个实施例中，可存在九十六(96)个电磁阀。为了检查这些电磁阀中每一个的电流分布，常规技术远程监测局限于通过控制面板人工测试每个阀。经验已经证明这太费时间，特别是在紧急情况下。为了提供对所部署的(例如，水下的和安装的)BOP中的多个电磁阀的快速而准确的评估，在本发明的一个实施例中，在井平台上存在电气连接到BOP上的多个电磁阀的控制装置。控制装置包括连接到存储器的处理器。存储器为每个电磁阀存储一个或多个电流分布。这些存储的电流分布可包括制造商提供的用于特定电磁阀或用于同类相关电磁阀的分布、安装前测量的分布、和/或在电磁阀安装在水下BOP中时捕获的一个或多个分布。
控制装置经由位于平台上的控制面板(例如，显示在计算机上的用户界面)来访问。控制面板被配置成允许操作者a)选择多个电磁阀中的一个或多个以用于测试；b)安排测试，包括建立测试周期或时间表；以及c)选择一种或多种输出模式(包括打印报告、可视警报或指示、声音警报或指示、或者到远程地点的有线或无线传输)。控制面板还被配置成允许操作者为一个或多个电磁阀的电流分布设置警报阈值。控制单元获得一个或多个电磁阀的电流分布，并且将所获得的分布与所存储的电流分布中的一个或多个和/或与所建立的阈值进行比较。
通过这种比较，可以在视觉上或基于预定的阈值规范自动地检测变化。阈值规范可包括在激励和/或去激励螺线管的过程中电流急降的时间或持续时间。可使用模式识别软件来识别有缺陷或失效的电磁阀。检测到的变化可被技术人员或计算装置(例如，具有变化检测程序)在实际阀失效之前用来识别为待更换的候选对象的电磁阀。检测到的变化也可被技术人员或计算装置用来预测对应(多个)电磁阀的寿命终止。这种预测可以仅基于电流分布的变化，或者可与历史或预测的阀工作循环结合。
备选地，比较可导致一个或多个警报，包括可视警报、可听到的警报和到远程地点的有线或无线传输。
通过能够将用于测试的一个或多个电磁阀在软件中分组，可以有更有效且动态的测试机制，从而导致更快速且更安全的设备监测。在实施例中，控制面板显示通过阀标识符或阀功能或其它特性分组的阀列表。在实施例中，控制面板显示阀的示意图。控制面板被配置成允许操作者选择预定的成组阀或创建用于测试的成组阀。控制面板还被配置成允许操作者选择所有阀和/或单独地或成组地取消选定阀。控制面板允许操作者通过直接的用户动作启动测试，并且允许操作者为单独的阀或成组阀安排测试。时间表可包括或可不包括计划中的重复测试或者在测试结果被确定为暗示现有或即将发生的阀失效或故障时的重复测试。
上述控制面板可安装在控制BOP的平台或船上。备选地，控制面板可安装在远离平台处并无线连接到平台上的配套装置。控制面板可以是在专用装置上的显示器，或者可以是在个人计算机或相关装置(例如，平板计算机、智能手机等)上的显示器。
以上讨论的控制装置也可用于测试BOP上的其它装置。这样的装置的两个示例是流量计和压力换能器，如下文所讨论地。
流量计是一种用来测量流体或气体的速度、流体或气体的体积流量、或流体或气体的质量流量的装置。石油行业通常采用多种流量计(例如，涡轮流量计和超声流量计)来测量流动速率和其它流体/气体特性。这些仪表的精度通常取决于仪表所经受的轴向流体速度分布的连续性和稳定性。空间不连续分布或随时间大幅变化的分布导致在这样的仪表的校准中不可预测且因此不可接受的偏差。
如同电磁阀一样，BOP可包括许多流量计。为了提供对所部署的(例如，水下的和安装的)BOP中的多个流量计的快速而准确的评估，在本发明的一个实施例中，在井平台上存在电气连接到BOP上的多个流量计的控制装置。控制装置包括连接到存储器的处理器。存储器为每个流量计存储一个或多个流量分布。这些存储的流量分布可包括制造商提供的用于特定流量计或同类相关流量计的分布、安装前测量的分布、和/或在流量计安装在水下BOP中时捕获的一个或多个分布。控制装置经由位于平台上的控制面板访问。控制面板被配置成允许操作者a)选择多个流量计中的一个或多个以用于测试；b)安排测试，包括建立测试周期或时间表；以及c)选择一种或多种输出模式(包括打印报告、可视警报或指示、声音警报或指示、或者到远程地点的有线或无线传输)。控制面板还被配置成允许操作者为一个或多个流量计的流量分布设置警报阈值。控制单元获得一个或多个流量计的流量分布，并且将所获得的分布与所存储的流量分布中的一个或多个和/或与所建立的阈值进行比较。这种比较可导致警报和/或用于进一步分析的输出。通过能够将用于测试的一个或多个流量计分组，可以有更有效且动态的测试机制，从而导致更快速且更安全的设备监测。
如同电磁阀一样，BOP可包括许多压力换能器。为了提供对所部署的(例如，水下的和安装的)BOP中的多个压力换能器的快速而准确的评估，在本发明的一个实施例中，在井平台上存在电气连接到BOP上的多个压力换能器的控制装置。控制装置包括连接到存储器的处理器。存储器为每个压力换能器存储一个或多个压力分布。这些存储的压力分布可包括制造商提供的用于特定压力换能器或同类相关压力换能器的分布、安装前测量的分布、和/或在压力换能器安装在水下BOP中时捕获的一个或多个分布。控制装置经由位于平台上的控制面板访问。控制面板被配置成允许操作者a)选择多个压力换能器中的一个或多个以用于测试；b)安排测试，包括建立测试周期或时间表；以及c)选择一种或多种输出模式(包括打印报告、可视警报或指示、声音警报或指示、或者到远程地点的有线或无线传输)。控制面板还被配置成允许操作者为一个或多个压力换能器的压力分布设置警报阈值。控制单元获得一个或多个压力换能器的压力分布，并且将所获得的分布与所存储的压力分布中的一个或多个和/或与所建立的阈值进行比较。这种比较可导致警报和/或用于进一步分析的输出。通过能够将用于测试的一个或多个压力换能器分组，可以有更有效且动态的测试机制，从而导致更快速且安全的设备监测。
上述新电流分布可以在控制器在水下时或在控制器/BOP在甲板上用于维护或修理时获得。
上述比较可包括一个或多个完整的螺线管激励/去激励周期的比较，或者可包括仅仅螺线管激励动作或仅仅螺线管去激励动作的比较。
在一个实施例中，可将用于多个电磁阀(例如，用于96个阀)的电流分布与对应基线分布连续地逐一比较。在另一实施例中，可将用于多个电磁阀的电流分布经由一个或多个组与对应基线分布相比较。也就是说，在一个实施例中，全部96个阀可同时循环以获得它们的对应实际电流分布。然后，可以将这些电流分布与对应的由计算装置存储的电流分布同时地或几乎同时地进行比较，以便迅速识别哪个电磁阀(如果有的话)具有指示实际或即将发生的失效的电流分布。上述串行和并行诊断可以基于用户输入或根据时间表进行。上述串行和并行诊断可基于用户输入或基于与对应的所存储的电流分布的比较结果而自动地对一个或多个电磁阀重复。
在另一个实施例中，基于螺线管电流分布的测试可由基于来自与电磁阀相关联的流量计的流体耗费(use)(例如，加仑数)的测试来代替或用该测试来补充。在该实施例中，可使用在BOP上的流量计利用由计算装置显示的加仑数范围与对应螺线管激发指示一起来测试功能，以协助钻机工作人员检测组设备(例如，环件中的液压/机械泄漏。如果用户或计算机检测到对于要激发的特定系列的功能不合适的加仑数，则用户或计算机可将问题缩小到特定组的功能，从而有利于更容易的故障排除和/或修理/更换。
在另一实施例中，基于螺线管电流分布的测试可由基于用压力换能器测量的压力的测试来代替或用该测试来补充(例如，将测量的压力值与低和高压力限制进行比较)，以检测和诊断换能器或所涉及的部件的任何潜在问题。在原始(raw)值为200 PSI的情况下，当存在0 PSI的压力(无压力)时，压力在一段时间内不应增加或减小或显示负值；并且当我们具有10,000 PSI的最大压力时，不应显示任何负值或大于10,000 PSI的值或任何其它不准确的较大值。
图7是根据本发明的实施例的控制系统的框图。控制系统包括经由海底电气连接3连接到所部署的BOP 2的控制装置1。BOP 2包括成组的电磁阀21、成组的流量计22和成组的换能器23中的至少一个。控制装置包括处理器11、将处理器连接到海底电气连接3的接口装置12、存储一个或多个BOP装置分布的存储器13、无线通信装置14、以及显示面板15。
如图8所示，所公开的示例性实施例提供了用于由控制装置大体上控制水下井和具体地控制电磁阀的系统和方法。该方法包括接收或输入用于多个BOP部件中的每一个(例如，用于多个电磁阀中的每一个)的模拟和/或测量的基线BOP部件分布(例如，BOP螺线管电流分布)(S1001)。如果基线BOP部件为电磁阀，则BOP部件分布包括这样的螺线管电流分布：其各包括拉入电流分布和回动电流分布中的至少一个。该方法还包括将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中(S1002)。该方法还包括由控制装置从测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布(例如，实际螺线管电流分布)(S1003)；以及由控制装置分析(多个)实际BOP部件分布，以确定分组的BOP部件中的任一个是否在指定标准以外操作，或者分组的BOP部件中的任一个是否遭受过实际失效或易于遭受即将发生的失效的部件(S1004)。分析可包括将(多个)测量的分布与一个或多个存储的分布(例如，存储的基线分布或此前获得的实际分布)进行比较。分析可包括仅分析实际BOP部件分布的一部分(例如，仅螺线管激励或去激励电流分布)或分析实际BOP部件分布的全部。分析可包括执行自动变化检测分析以识别指示部件磨损或失效的分布中的变化。分析可包括基于在实际BOP部件分布与一个或多个存储的BOP部件分布之间的变化预测BOP部件中的一个或多个的寿命终止。寿命终止分析也可考虑历史BOP部件工作循环和预测BOP部件工作循环中的至少一个。在以上讨论中，BOP部件可以是电磁阀、换能器、流量计或其它装置。
根据又一个示例性实施例，存在包含指令的非瞬时性计算机可读介质，所述指令被配置成促使计算装置执行以上所述的方法。
应当理解，该描述并非意图限制本发明。相反地，示例性实施例意图覆盖被包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的替代物、修改和等同物。此外，在示例性实施例的详细描述中，陈述了许多特定细节，以便提供对主张权利的本发明的全面理解。然而，本领域技术人员将会理解，各种实施例可以在没有这些特定细节的情况下实现。
虽然本示例性实施例的特征和元件在特定组合的实施例中被描述，但每个特征或元件可以在没有实施例的其它特征和元件的情况下单独使用，或者在具有或没有本文所公开的其它特征和元件的情况下以不同组合使用。
该书面描述用所公开的主题的示例来使本领域技术人员能实施本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本主题的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它示例。这些其它示例意图在权利要求的范围内。

Claims (22)

1. 一种通过位于远离BOP处的控制装置来监测水下井的BOP部件的方法，包括：
由所述控制装置将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；
由所述控制装置从在所述测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及
由所述控制装置分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括下列之一：
确定所述分组的BOP部件中的任一个是否在指定标准以外操作；以及
确定所述分组的BOP部件中的任一个是否已遭受过实际失效或易于遭受即将发生的失效。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
由所述控制装置为多个BOP部件中的两个或更多个中的每一个存储模拟的和/或测量的基线BOP部件分布(S1001)。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括：
将所述接收的一个或多个实际BOP部件分布与所述存储的基线BOP部件分布中的对应一个进行比较。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述比较步骤包括：
执行自动变化检测分析以识别指示部件磨损或失效的分布中的变化。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括下列之一：
仅分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布的一部分；以及
分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布的全部。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析步骤包括：
基于所述接收的一个或多个实际BOP部件分布预测BOP部件的寿命终止。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个BOP部件中的两个或更多个包括下列之一：
两个或更多个BOP换能器，和
两个或更多个BOP流量计。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个BOP部件中的两个或更多个包括：
两个或更多个BOP电磁阀，
其中，所述一个或多个实际BOP部件分布中的每一个包括对应螺线管电流分布的至少一部分。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下列之一：
由所述控制装置显示所述接收的一个或多个实际BOP部件分布；
由所述控制装置基于所述接收的一个或多个实际BOP部件分布产生可视或可听到的警报，
由所述控制装置将与所述接收的一个或多个实际BOP部件分布有关的信息发送到远程装置；以及
由所述控制装置接收来自所述远程装置的控制命令。
11. 一种被配置成远程监测水下井的BOP部件的控制装置，所述控制装置包括：
接口装置，所述接口装置被配置成将所述控制装置经由海底电气连接而连接到所述BOP；
存储器；
显示面板；和
处理器，所述处理器可操作地连接到所述接口装置、所述存储器和所述显示面板，其中，所述处理器被配置成：
将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；
从在所述测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及
分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布。
12. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成：
确定所述分组的BOP部件中的任一个是否在指定标准以外操作；或
确定所述分组的BOP部件中的任一个是否已遭受过实际失效或易于遭受即将发生的失效。
13. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述存储器被配置成为多个BOP部件中的两个或更多个中的每一个存储模拟的和/或测量的基线BOP部件分布。
14. 根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成将所述接收的一个或多个实际BOP部件分布与所述存储的基线BOP部件分布中的对应一个进行比较。
15. 根据权利要求14所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成执行自动变化检测分析以识别在指示部件磨损或失效的分布中的变化。
16. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成：
仅分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布的一部分；或
分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布的全部。
17. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于所述接收的一个或多个实际BOP部件分布预测BOP部件的寿命终止。
18. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，多个BOP部件中的两个或更多个包括下列之一：
两个或更多个BOP换能器，和
两个或更多个BOP流量计。
19. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，多个BOP部件中的两个或更多个包括：
两个或更多个BOP电磁阀，
其中，所述一个或多个实际BOP部件分布中的每一个包括对应螺线管电流分布的至少一部分。
20. 根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述处理器被配置成执行下列功能中的至少一个：
显示所述接收的一个或多个实际BOP部件分布；
基于所述接收的一个或多个实际BOP部件分布产生可视或可听到的警报；
将与所述接收的一个或多个实际BOP部件分布有关的信息发送到远程装置；以及
接收来自所述远程装置的控制命令。
21. 一种被配置成远程监测水下井的BOP部件的系统，所述系统包括：
海底装置，所述海底装置包括被配置成关闭与所述水下井流体连通的井眼的BOP；和
控制装置，所述控制装置经由海底电气连接而电气连接到所述BOP部件，
其中，所述控制装置包括：
接口装置，所述接口装置被配置成将所述控制装置经由海底电气连接而连接到所述BOP；
存储器；
显示面板；和
处理器，所述处理器可操作地连接到所述接口装置、所述存储器和所述显示面板，其中所述处理器被配置成：
将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；
从在所述测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及
分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布。
22. 一种通过直接连接到测试插接器组的控制装置软件来监测水下井的BOP部件的方法，包括：
由所述控制装置将多个BOP部件中的两个或更多个分组到测试组中；
由所述控制装置从在所述测试组中的分组的BOP部件接收一个或多个实际BOP部件分布；以及
由所述控制装置分析所述接收的一个或多个实际BOP部件分布。
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