CN103261019B - 封闭式钻塔结构的温度和压力监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封闭式钻塔结构的温度和压力监控系统，本发明的与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力监控系统，其特征在于包括：一个以上的温度传感器，安装在封闭式钻塔的内部，监控所述封闭式钻塔的内部温度；一个以上的压力传感器，安装在所述月池的内部，监控所述月池的内部压差；以及一个以上的风门单元，安装在所述封闭式钻塔的一个侧面中，以克服所述封闭式钻塔的内部温度和所述月池的内部压力的异常改变，且将空气引入到所述封闭式钻塔的内部或将空气排放到所述封闭式钻塔的外部，其中在通过所述温度传感器和所述压力传感器的监控功能而识别出所述封闭式钻塔的异常内部温度和所述月池的异常内部压力时，选择性地调整所述风门单元。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2010年11月19日在韩国知识产权局申请的第10-2010-0115604号韩国专利申请案的优先权，该专利申请案以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及封闭式钻塔结构，且更明确地说，涉及封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，所述监控系统通过监控封闭式钻塔结构的温度和压力来感测封闭式钻塔结构的异常内部温度和压力，借此，有效地应对危险。
背景技术
由于快速国际工业化和工业发展，地球资源（诸如，石油）的使用逐渐增加。因此，石油的稳定生产和供应显现为极其重要的世界性问题。
因此，最近已较关注小型边际油田(marginalfield)或深海油田的开发，小型边际油田或深海油田之前由于其经济可行性低而被忽略。因此，随着近海钻探技术的发展，已开发配备有适用于开发这些油田的钻探设备的钻探船。
在常规近海钻探中，主要使用钻机船(rigship)或固定式平台，其仅可由拖船移动，且使用系泊装置在海洋上锚泊在适当位置，以进行石油钻探作业。然而，最近几年，已开发所谓的钻探船(drillship)，并将其用于近海钻探。钻探船设有先进的钻探设备且具有类似于典型船只的结构，以使得钻探船可使用自身的动力来航行。因为钻探船必须频繁移动以便开发小型边际油田，所以钻探船构造为使用自身的动力来航行，而无需拖船的辅助。
同时，月池在钻机船、固定式平台或钻探船的中央形成，以使得隔水管(riser)或钻杆(drillpipe)可穿过月池(moonpool)垂直移动。此外，集成了各种钻探设备的钻塔(derrick)安装在甲板上。
发明内容
本发明的一方面涉及一种封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，所述监控系统通过根据月池内的通风和波浪的影响来适当地监控封闭式钻塔结构的内部温度和压力，而感测封闭式钻塔结构的异常内部温度和压力，借此，以改进封闭式钻塔结构的内部的设备、工人和工作条件的安全。
同时，为了在极冷区域（诸如，极地区域）中钻探自然资源，已建造极地钻机船、固定式极地平台和极地船（诸如，极地钻探船）。这些极地船可构造为在几乎所有区域中具有封闭式区域(Enclosedarea)，以便防止在极低温环境中冰冻且确保设备的平稳作业和工作人员的安全。
明确地说，封闭极地船的钻塔和月池，以便保护内部设备和工人。通风系统可安装在封闭式钻塔和封闭式月池中，以便对其内部空间进行保护和通风。明确地说，为了在极低温区域中符合规章制度(Rule&Regulation)，优选的是，通风系统将加热的空气供应到钻塔和月池，且通过钻塔的上部部分将冷却的空气排放到外部。
同时，需要通过检查通风系统的异常操作状态以及感测封闭式钻塔和封闭式月池的异常内部温度和压力来保护封闭式钻塔和封闭式月池的内部的设备、工人和工作条件。
为了达成上述的目的，根据本发明的实施例，一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统包含：一个以上的温度传感器，安装在封闭式钻塔的内部以监控所述封闭式钻塔的内部温度；一个以上的压力传感器，安装在所述月池的内部以监控所述月池的内部压差；以及一个以上的风门单元，安装在所述封闭式钻塔的侧面中，以将空气供应到所述封闭式钻塔的所述内部或将空气排放到所述封闭式钻塔的外部，以便应对所述封闭式钻塔的异常内部温度和所述月池的异常内部压力变化，其中在通过所述温度传感器和所述压力传感器的所述监控而感测到所述封闭式钻塔的所述异常内部温度和所述月池的异常内部压力时，根据感测结果而选择性地控制所述风门单元。
所述监控系统可更包含：供气单元，将外界空气供应到所述月池的所述内部；以及排气单元，安装在所述封闭式钻塔的上部部分处以排放内部空气。
所述监控系统可更包含：控制单元，耦接到所述温度传感器和所述压力传感器，以基于所述温度传感器和所述压力传感器所监控的温度和压力信息来控制所述供气单元、所述排气单元和所述风门单元的操作。
所述温度传感器可包含：第一温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的上部部分处；第二温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的中间部分处；以及第三温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的下部部分处。
根据本发明的另一实施例，一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统包含：一个以上的温度传感器，安装在封闭式钻塔的内部以监控所述封闭式钻塔的内部温度；以及一个以上的压力传感器，安装在所述月池的内部以监控所述月池的内部压差，其中所述封闭式钻塔的所述内部温度和所述月池的内部压力得以感测。
所述温度传感器可包含：第一温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的上部部分处；第二温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的中间部分处；以及第三温度传感器，安装在所述封闭式钻塔的下部部分处。
所述封闭式钻塔可包含：排气单元，设置在所述封闭式钻塔的上部内部侧；以及指梁台，横跨中间内部部分而设置。所述第一温度传感器可设置成邻近于所述封闭式钻塔的所述排气单元。所述第二温度传感器可设置在所述封闭式钻塔的所述指梁台上侧。所述第三温度传感器可设置在所述封闭式钻塔的所述指梁台下侧。
根据本发明的另一实施例，一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统的特征在于：封闭式钻塔的内部温度或所述月池的内部压力得以感测，且根据所述封闭式钻塔的所述内部温度或所述月池的所述内部压力的变化，所述封闭式钻塔的内部与所述封闭式钻塔的外部进行通风。
如上所述，本发明可通过温度传感器和压力传感器来适当地监控封闭式钻塔结构的内部温度和压力，借此，准确地检查通风系统的异常操作。
此外，因为基于温度传感器和压力传感器所监控的温度和压力信息而精确地控制了风门等，所以可有效地应对封闭式钻塔和封闭式月池中的异常温度和异常压力的危险。因此，可确保封闭式钻塔和封闭式月池的内部的工人、设备和工作条件的安全。
附图说明
图1是说明根据本发明的实施例的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统的示意图。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述本发明的示范性实施例。
图1是说明根据本发明的实施例的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统的示意图。
如图1所说明，根据本发明的实施例的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统包含一个以上的温度传感器51、52和53，以及压力传感器54，所述传感器安装在封闭式钻塔结构的内部。
本发明所应用的封闭式钻塔结构包含：封闭式钻塔10，安装在极地船的钻台11上；以及封闭式月池15，耦接到封闭式钻塔10的底部。
封闭式钻塔10具有第一内部空间10a，且封闭式月池15具有第二内部空间15a。第一内部空间10a和第二内部空间15a耦接以相互连通。封闭式钻塔10设置在船只的钻台11上，且封闭式月池15设置在钻台11下侧。
封闭式钻塔10的外壁以封闭式结构形成，且第一封闭式隧道17和第二封闭式隧道19设置在封闭式钻塔10的侧面上。开口形成在第一封闭式隧道17和第二封闭式隧道19的末端处，以使得诸如隔水管的设备可通过。
供气单元40安装在封闭式钻塔10的外部，以将外界空气从封闭式钻塔10和封闭式月池15的外部供应到第一内部空间10a和第二内部空间15a。供气单元40包含：一个以上的进气口41，安装在钻台11的外部；一个以上的供气风扇42，耦接到进气口41；一个以上的加热器43，安装得邻近于进气口41；以及一个以上的第一开闭风门44，安装在供气风扇42的下游侧，以选择性地允许流入外界空气。
供气风扇42耦接到进气口41的下部部分，且经配置以强行将外界空气吹到封闭式月池15的第二内部空间15a。由供气风扇42强行吹入的外界空气可通过供气管45供应到第二内部空间15a或第一内部空间10a的下部部分。
在极冷区域中温度较低（低于0℃）时，加热器43对通过进气口41引入的外界空气加热。加热的空气由供气风扇42供应到第一内部空间10a和第二内部空间15a。因此，内部设备、工人和工作条件可安全地受到保护和维护而不受外部极端环境影响。
第一开闭风门44可选择性地开启或闭合以在火灾或其它紧急情况下或在修理供气风扇42时阻断空气流动。
排气单元30安装在封闭式钻塔10的上部部分处。在外界空气由供气单元40供应到封闭式月池15的第二内部空间15a时，排气单元30导引外界空气从封闭式月池15的第二内部空间15a向上流动到封闭式钻塔10的第一内部空间10a的上部部分。
排气单元30包含：一个以上的排气口31，安装在封闭式钻塔10的上部部分中；以及一个以上的排气风扇32，耦接到排气口31。排气风扇32安装在天车区13内，且耦接到第二开闭风门33。第二开闭风门33可选择性地开启或闭合以在火灾或其它紧急情况下或在修理排气风扇32时阻断空气流动。
此外，入口/出口15b形成在月池15的下部部分中，且海水波浪可通过入口/出口15b传递。由于波浪对月池15的影响，会在第一内部空间10a和第二内部空间15a中产生过量负压或正压。因此，一个以上的风门单元20可安装在封闭式钻塔10的至少一个侧面上。因为空气通过风门单元20供应到第一内部空间10a或从第一内部空间10a排放，所以可补偿或抵销在第一内部空间10a和第二内部空间15a中产生的过量负压或正压。因此，可恒定地维持第一内部空间10a和第二内部空间15a的压力，借此，安全地保护内部设备、工人和工作条件。
风门单元20包含：一个以上的连通管道21，安装在封闭式钻塔10的侧面中以将封闭式钻塔10的外部空间与封闭式钻塔10的内部空间连通；以及开闭阀22，耦接到连通管道21以选择性地开启或闭合连通管道21。
温度传感器51、52和53安装在第一内部空间10a中以监控封闭式钻塔10的内部温度，且压力传感器54安装在月池15的第二内部空间15a中以监控内部压差。
温度传感器51、52和53包含：第一温度传感器51，安装在第一内部空间10a的上部部分处；第二温度传感器52，安装在第一内部空间10a的中间部分处；以及第三温度传感器53，安装在第一内部空间10a的下部部分处。
第一温度传感器51安装得邻近于排气单元30，排气单元30安装在所述封闭式钻塔10的上部部分处。明确地说，顶台14设置在封闭式钻塔10的上部部分处，且第一温度传感器51安装在顶台14上。
第二温度传感器52安装在封闭式钻塔10的指梁台16上，且第三温度传感器53安装在封闭式钻塔10的指梁台16与钻台11之间。
因此，因为第一温度传感器51、第二温度传感器52和第三温度传感器53分别安装在第一内部空间10a的三个分割区域中，所以可准确测量或监控第一内部空间10a的温度。
压力传感器54安装在第二内部空间15a中以精确测量或监控在第二内部空间15a中产生的压差。明确地说，波浪对月池15的影响可在第二内部空间15a中产生过量负压或正压。在这种情况下，压力传感器54可通过精确测量或监控负压或正压而准确测量或监控第二内部空间15a的压力的变化。
根据本发明的实施例，可通过第一温度传感器51、第二温度传感器52和第三温度传感器53以及压力传感器54来准确检查通风系统的供气单元40、排气单元30和风门单元20的异常操作。
此外，因为基于通过第一温度传感器51、第二温度传感器52和第三温度传感器53以及压力传感器54而监控的温度和压力信息而精确控制了风门单元20的操作，所以可有效地应对第一内部空间10a和第二内部空间15a中的异常温度和异常压力的危险。因此，可确保封闭式钻塔10和月池15的内部的工人、设备和工作条件的安全。
在一个实施例中，可通过精确控制加热器43、供气单元40、排气单元30或风门单元20的操作，主要为风门单元20的操作，来应对第一内部空间10a和第二内部空间15a的异常温度，以使得第一内部空间10a和第二内部空间15a的内部温度根据第一温度传感器51、第二温度传感器52和第三温度传感器53所监控的温度值而维持在-20℃到45℃的范围中。此外，可通过根据环境条件（波浪和外部温度）将第一内部空间10a和第二内部空间15a的内部压力分类为正常情况和异常情况（极地区域、台风等）而应对第一内部空间10a和第二内部空间15a的异常压力。在正常情况下，优选的是，第一内部空间10a和第二内部空间15a的压力维持在-25帕。在异常情况下，优选的是，第一内部空间10a和第二内部空间15a的压力维持在-75帕到25帕的范围中。此时，压力维持单元控制风门单元20的操作。可手动地或自动地控制风门单元20。
此外，控制单元55可安装为连接到各个设备，以便自动地控制排气风扇42、加热器43、第一开闭风门44、供气单元40、排气单元30、风门单元20、温度传感器51、52和53或压力传感器54。
如上所述，本发明可通过温度传感器和压力传感器来适当地监控封闭式钻塔结构的内部温度和压力，借此，准确地检查通风系统的异常操作。
此外，因为基于温度传感器和压力传感器所监控的温度和压力信息而精确地控制了风门等，所以可有效地应对封闭式钻塔和封闭式月池中的异常温度和异常压力的危险。因此，可确保封闭式钻塔和封闭式月池的内部的工人、设备和工作条件的安全。
虽然已参照具体实施例描述了本发明的实施例，但所属领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离由随附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变和修改。
Claims (7)
1.一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于，所述用于封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统包括：
一个以上的温度传感器，安装在封闭式钻塔结构的内部以监控所述封闭式钻塔结构的内部温度；
一个以上的压力传感器，安装在所述月池的内部以监控所述月池的内部压差；
一个以上的风门单元，安装在所述封闭式钻塔结构的侧面中，以将空气供应到所述封闭式钻塔结构的所述内部或将空气排放到所述封闭式钻塔结构的外部，以便应对所述封闭式钻塔结构的异常内部温度和所述月池的异常内部压力变化；
供气单元，将外界空气供应到所述月池的所述内部；以及
排气单元，排放封闭式钻塔结构的内部空气，
其中在通过所述温度传感器和所述压力传感器的所述监控而感测到所述封闭式钻塔结构的所述异常内部温度和所述月池的异常内部压力时，根据感测结果而选择性地控制所述风门单元。
2.根据权利要求1所述的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于，所述排气单元安装在所述封闭式钻塔结构的上部部分处。
3.根据权利要求2所述的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于更包括：
控制单元，耦接到所述温度传感器和所述压力传感器，以基于所述温度传感器和所述压力传感器所监控的温度和压力信息来控制所述供气单元、所述排气单元和所述风门单元的操作。
4.根据权利要求1所述的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于，所述温度传感器包括：
第一温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的上部部分处；
第二温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的中间部分处；以及
第三温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的下部部分处。
5.一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于，所述封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统包括：
一个以上的温度传感器，安装在封闭式钻塔结构的内部以监控所述封闭式钻塔结构的内部温度；
一个以上的压力传感器，安装在所述月池的内部以监控所述月池的内部压差，
藉此以使所述封闭式钻塔结构的所述内部温度和所述月池的内部压力得以感测；
所述一个以上的温度传感器包括：
第一温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的上部部分处；
第二温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的中间部分处；以及
第三温度传感器，安装在所述封闭式钻塔结构的下部部分处；
所述封闭式钻塔结构包括：
排气单元，设置在上部内部侧；以及
指梁台，横跨中间内部部分而设置，其中
所述第一温度传感器设置成邻近于所述排气单元，
所述第二温度传感器设置在所述指梁台上侧，且
所述第三温度传感器设置在所述封闭式钻塔结构的所述指梁台下侧。
6.一种用于与月池连通的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，特征在于：感测封闭式钻塔结构的内部温度或所述月池的内部压力，且根据所述封闭式钻塔结构的所述内部温度或所述月池的所述内部压力的变化，使所述封闭式钻塔结构的内部与所述封闭式钻塔结构的外部进行通风，并通过供气单元将外界空气供应到所述月池的所述内部，以及通过排气单元以排放所述月池的内部空气。
7.根据权利要求6所述的封闭式钻塔结构的温度和压力的监控系统，其特征在于，所述排气单元安装在所述封闭式钻塔结构的上部部分处。
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