CN108064321B - 用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设备及方法 - Google Patents

用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设备及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108064321B
CN108064321B CN201680029081.5A CN201680029081A CN108064321B CN 108064321 B CN108064321 B CN 108064321B CN 201680029081 A CN201680029081 A CN 201680029081A CN 108064321 B CN108064321 B CN 108064321B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blowout preventer
manifold
pressure
sensor
bop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680029081.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108064321A (zh
Inventor
J.S.霍姆斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydril USA Distribution LLC
Original Assignee
Hydril USA Distribution LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydril USA Distribution LLC filed Critical Hydril USA Distribution LLC
Publication of CN108064321A publication Critical patent/CN108064321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108064321B publication Critical patent/CN108064321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/16Control means therefor being outside the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • E21B33/064Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers specially adapted for underwater well heads
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
    • E21B33/061Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams
    • E21B33/062Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams
    • E21B33/063Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams for shearing drill pipes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06Measuring temperature or pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2876Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for valves

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

一种用于测试海底的安全阀的完整性的防喷器(BOP)安全系统(100),所述系统的特征在于:BOP(120),该BOP(120)的特征在于BOP剪切闸板(122);第一液压回路(128),第一个液压回路(128)与BOP剪切闸板(122)流体连通并具有打开侧(129)和关闭侧(131);岐管(116),其中岐管(116)设置成与倾泄阀(118)、第一传感器(114)和供应阀(152)靠近且流体连通;和第一安全阀(134),其设置在关闭侧(131)上的歧管(116)和BOP(120)之间并与歧管(116)和BOP(120)流体连通,其中倾泻阀(118)可操作用于允许通过第一安全阀(134)从BOP(120)到歧管(116)的流动,并且其中第一传感器(114)可操作用于检测从BOP(120)到歧管(116)的流动。

Description

用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设 备及方法
相关申请案
本申请是要求2015年5月20日提交的美国临时申请No.62/164,086的优先权的非临时申请,该临时申请的公开内容明确地以引用方式全文并入本文。
技术领域
本公开一般涉及防喷器(BOP,Blowout Preventer)系统的可操作性和磨损的测试设备。更具体地,本公开涉及在关闭高压BOP测试之前、期间和之后测试海底BOP系统中的阀的操作。
背景技术
BOP系统是用于防止海底油气井的井喷的液压系统。BOP设备通常包括一组两个或更多个冗余控制系统,其具有用于操作指定的BOP功能的单独的液压通道。冗余控制系统通常称为蓝控制箱和黄控制箱。在已知系统中,通信和电力电缆将信息和电力发送到具有具体地址的致动器。致动器又移动液压阀,从而打开流体到一系列其它阀/管道以控制BOP的一部分。
许多BOP系统要求是安全完整性等级(SIL)兼容的。此外,大多数现代BOP系统预计一次可以在海底停留12个月。为了降低要求时失效概率,BOP控制阀需要在海底进行测试,而不需要BOP的额外开启和关闭循环或者额外的高压液压循环来仅仅为了测试目的关闭罩盖。各种类型的控制系统可以根据一系列不同标准进行安全分级。这些标准可以是例如IEC61511或IEC61508。安全标准通常通过使用安全完整性等级评估系统的有效性。系统的SIL级别限定了系统相比没有SIL分级功能的类似的控制系统表现出的按需执行概率的提高程度。例如,相比基本系统,评级为SIL 2的系统将按需执行的概率提高大于或等于100倍且小于1000倍的倍数。
实现海底液压设备的安全完整性等级评级的一个问题是缺乏在不从海底取回阀的情况下测试系统中的每个阀并且确定其功能的能力。BOP系统通常利用一起工作的多个阀来激活单个回路中的功能。虽然有些人建议对BOP系统中的每个阀进行诊断,但这种解决方案是不切实际的并且在实践中难以执行。
发明内容
本发明的实施例利用背压和减少数量的传感器来在BOP系统中进行验证测试。因此,公开了一种用于测试海底的液压安全阀的完整性的防喷器(BOP)安全系统。该系统包括:BOP组,其包括BOP,该BOP包括BOP剪切闸板;第一液压回路,该第一液压回路与BOP剪切闸板流体连通并具有打开侧和关闭侧;和歧管,其中歧管设置成与倾泄阀、第一传感器和供应阀靠近且流体连通。该系统还包括第一安全阀,其设置在关闭侧上的歧管和BOP之间并与歧管和BOP流体连通,其中倾泻阀可操作以允许通过安全阀从BOP到歧管的流动,并且其中第一传感器可操作以检测从BOP到歧管的流动。
另外公开了一种用于测试在海底的防喷器(BOP)上的安全阀的完整性的方法。该方法包括以下步骤:对歧管加压以增加歧管中的压力;检测歧管中的第一压力增加;将歧管中的压力降低到小于流体地联接到歧管的BOP罩盖中的压力;打开设置在流体地联接到歧管的BOP罩盖和歧管之间的阀,以允许从BOP罩盖到歧管的流动;检测歧管中的第二压力增加;关闭阀;对歧管重新加压;以及呈现阀完整性的通过或失败的测试消息。
还公开了一种用于在海底应用中增强BOP的安全性和可靠性测试的BOP安全表征系统。该系统包括与水面计算单元电气连通的BOP组和设置在水面计算单元内的处理单元,处理单元包括可操作用于从BOP组接收电信号的处理器。处理单元与非暂时性有形存储介质通信并且包括非暂时性有形存储介质,非暂时性有形存储介质与处理器通信且具有一组存储的指令,所述一组存储的指令可由处理器执行并且包括以下步骤:对BOP组执行压力测试并且在BOP组的一个或多个BOP中保持压力;将歧管加压;检测歧管中的第一压力增加;响应于检测到歧管中的第一压力增加,经由阀释放歧管中的压力以将歧管减压至约大气压力;允许流体在BOP组的一个或多个BOP和歧管之间流动;检测歧管中的第二压力增加;以及响应于检测到歧管中的第一和第二压力增加而向用户可读的显示器显示测试通过或测试失败消息。
附图说明
参照下面的描述、权利要求和附图,本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。然而,应当注意,附图仅示出了本公开的几个实施例,并且因此不应被认为是限制本公开的范围,因为它可以允许其他同等有效的实施例。
图1是具有独特放置的安全阀和歧管的BOP液压驱动回路的示意图。
图2是包括验证测试传感器的图1的BOP液压驱动回路的示意图。
图3是用于示例性方法中的验证测试的序列图,该方法可选地在图1-2的BOP液压驱动回路上执行。
具体实施方式
为了可以更详细地理解使验证测试系统和方法的实施例的特征和优点以及其他变得显而易见的方式,可以参照在附图中示出且构成本说明书的一部分的本发明的实施例进行以上简要概述的本公开的实施例的更具体的描述。然而,应当注意,附图仅示出了本公开的各种实施例,因此不应被认为是限制本公开的范围,因为本公开也可以包括其他有效实施例。
首先参考图1,示出了具有独特放置的安全阀和歧管的BOP液压驱动回路的示意图。图1的液压驱动回路结合图2更详细地描述。图1示出了允许实现安全分级系统所需的冗余的阀的一种示例性布置。如前所述,实现海底液压设备的安全评级的一个问题是缺乏在不从海底取回阀的情况下测试系统中的每个阀并且确定其功能的能力。有利地,本公开允许在系统正在海底进行压力测试期间内对BOP安全系统进行测试。这样的解决方案缓解了添加许多冗余阀和传感器的问题,并且不需要将BOP组定期地拉到水面进行测试。
然而,图1缺少足够数量的传感器来确定阀是否在海底正常地操作。在图1的实施例中,完全确定阀是否全部工作的一种方式是启动(fire)BOP剪切闸板。图1的系统的一个潜在问题是,启动BOP往往会使系统劣化并增加设备所需的重建频率。按照美国石油学会(API)高压高温(HPHT)设备规程的要求,解决这个问题的一个解决方案是充分利用钻机上已经出现的压力测试频率。
现在参考图2,示出了具有验证测试传感器的BOP液压驱动回路的示意图。在BOP安全系统100中,利用本公开的实施例特有的多个压力传感器和阀,以允许在水面以上进行验证测试。图2主要示出了设置在LMRP或下部立管总成下方的防喷器的下部防喷器组。立管连接器101靠近LMRP设置在下部防喷器组之上。
某些示例性传感器和传感器布置如下所述。虽然将参考诸如压力计和压力开关的示例性传感器,但是本领域普通技术人员将会理解,可以使用其他合适的表计、开关和/或传感器,例如流量计、流量检测器和/或声传感器。此外,本领域普通技术人员将会认识到,在BOP液压驱动回路中可以存在验证传感器的替代布置和组合。在图2和图3的实施例中,BPCS表示基本过程控制系统。
BOP安全系统100包括换能器或变送器102,用于测量在3,000psi(3K)调节器106的输出104处的特性,例如压力,以用于连续诊断。在一些实施例中,传感器或变送器102是压力计或压力开关。BOP安全系统100还包括换能器或变送器108,用于测量在4,000psi(4K)调节器112的输出110处的压力,以用于连续诊断。在一些实施例中,传感器或变送器108是压力计或压力开关。虽然图中讨论的调节器包括3K和4K调节器,但是任何其它调节器都可用于本公开的系统和方法中,包括例如但不限于1.5K、5K和/或7K调节器。
BOP安全系统100还包括换能器或变送器114,用于测量4K歧管116中的特性,例如流体的压力或存在性。在一些实施例中,传感器或变送器114是压力计或压力开关。图2中还示出了阀118,例如倾泻阀,其设置成与4K歧管116靠近并流体连通。阀118与4K歧管116流体连通,以在本说明书下文描述的本公开的测试方法期间缓解4K歧管116中的压力。
在图2中,BOP 120包括BOP上部全封闭剪切闸板122,BOP套管剪切闸板124和BOP下部全封闭剪切闸板126。BOP上部全封闭剪切闸板122与回路128流体连通,BOP套管剪切闸板124与回路130流体连通,并且BOP下部全封闭剪切闸板126与回路132流体连通。如图所示,每个回路128、130、132具有打开侧129和关闭侧131。底板安装(SPM)阀134、136、138示出在回路128、130、132的关闭侧131上。SPM阀140、142、144示出在回路128、130、132的打开侧129上。压力开关146、148、150设置成与每个回路128、130、132的打开侧129靠近且流体连通,以检测压力。如前所述,在其他实施例中可以使用除压力开关146、148、150之外或替代压力开关146、148、150的其他传感器。
用于使用诸如图2中的单元102、108、114、146、148、150的传感器单元来确定BOP安全系统100中的阀是否正确地和安全地操作的过程是由本公开的实施例提供的一个优点。某些有利地放置的传感器单元用于连续诊断,例如换能器或变送器102、108,并且提供在调节器106、112中的任一个失效时系统报警的能力。
现在参考图3,示出了示例性方法中的验证测试的序列图,该方法可选地在图2的BOP液压驱动回路上执行。回路128、130、132的打开侧129上的压力开关146、148、150独特地应用于海底测试方法的实施例中。在由图3例示的示例性测试方法中的第一步骤300中,通过打开一个或多个阀来泄放或释放打开侧129上的压力,以测试打开侧129上的所述一个或多个阀。如由步骤300所表示的,可以打开SPM阀,例如SPM阀140。例如,为了测试回路128上的SPM阀140,当基本过程控制系统将BOP 120(包括BOP上部全封闭剪切闸板122)打开时,压力被施加到回路128的打开侧129。为了测试诸如SPM阀140的回路128中的安全阀,可以在BOP 120打开时操作安全开启阀。
在步骤302中,诸如压力开关146的压力开关将在在步骤300中通过打开SPM阀140释放或泄放压力之后从看到升高的压力转变为看不到升高的压力,并且压力开关146将提供阀实际从关闭位置移动到打开位置的反馈。在步骤304中,诸如SPM阀140的阀然后可以返回到其正常操作状态,这将重新施加压力到BOP上部全封闭剪切闸板122的打开侧129(也称为开放端口)。该过程允许验证打开侧安全阀实际上移动,而不需要改变阀本身以具有附加的诊断设备,并且不需要将阀从BOP安全系统100或海底移除。该过程不会对BOP安全系统100施加任何液压闭合压力,因此在验证测试期间BOP 120本身不移动,并且不会在BOP上造成磨损。
测试在BOP的关闭侧的阀组需要与基本过程控制系统进行交互。剪切BOP通常具有低压和高压关闭回路。通常,为了在系统不剪切时关闭BOP,可以施加任何实质性的低压(例如约1,500psi)。使用低压是因为它减少了部件的磨损并延长了BOP的寿命。当BOP在剪切事件期间关闭时,可以使用高压(例如约4,000psi)回路。高压增加了剪切刀片上的力,从而提高了BOP剪切(当管道在操作期间存在时)并关闭的可能性。诸如BOP安全系统100的安全系统仅应用高压回路。安全系统设计中不包括低压回路。
高压高温(HPHT)设备的API标准要求基本过程控制系统和BOP以3周或更短的间隔进行压力测试。对BOP上的安全系统进行验证测试的一个解决方案是将验证测试与API所要求的压力测试相结合,如本说明书所述。API要求的测试使用基本过程控制系统以低压关闭回路关闭BOP。然后将诸如BOP 120的BOP加压。当测试完成时,BOP打开,系统恢复使用。例如,在图3中,在步骤306中,当BOP上部全封闭剪切闸板122关闭时,API测试开始,并且在步骤308中根据API标准进行高压测试。在步骤310中,API测试完成,并且进行根据本公开的方法的进一步测试。
为了对安全回路的关闭侧的底板安装(SPM)阀进行验证测试,21天(3周)API压力测试修改如下。这里,例如,参考BOP上部全封闭剪切闸板122,在API测试之后,在API测试的步骤306期间已通过基本过程控制系统由低压回路关闭的BOP上部全封闭剪切闸板122保持关闭。如上面结合步骤306、308、310所解释的,BOP安全系统100被加压,并且测试通过。之后,在步骤312中,BOP安全系统100通过在步骤314中打开歧管填充阀152开始歧管填充阀152的测试,并使用换能器或变送器114,例如诸如压力计或压力开关的压力传感器,在步骤316中确认歧管116的压力高达4Kpsi。一旦在步骤316中歧管压力高达4Kpsi,则在步骤318中显示测试通过的消息。在由图3例示的方法中,方法步骤可以由计算机可读介质自动化并执行或由用户执行。可以应用结果来执行后续步骤和/或可以显示给水面上的用户。
在BOP安全系统的某些实施例中,存在三个逻辑解算器,一个在水面上,两个在海底。用户接口将设置在水面上,其允许用户运行安全和测试过程。或者,该过程可以记录在维护手册中,并且用户接口可以允许用户控制各个阀。在这两种情况下,存在来自水面的一些启动以运行测试或测试的一部分。
在步骤320中,开始对诸如SPM阀134的BOP SIL关闭阀的测试。在步骤322中,由BOP安全系统100关闭歧管填充阀152,并且在步骤324中,阀118(例如倾泄阀或通气阀)从歧管116泄放压力。歧管116中的压力下降到约大气压力。在步骤326中,由换能器或变送器114确认歧管116中的压降,并且在步骤328中,阀118返回到关闭状态。在该过程的这一点上,回路128的BOP关闭回路侧在BOP上部全封闭剪切闸板122的罩盖中仍然具有约1,500psi的压力,并且通过该压力和集成到BOP的多位置锁的组合保持关闭。如上所述,在步骤324中压力被泄放之后,歧管116已经返回到约环境压力。
为了剪切,BOP通常包含两个刀片,它们由两个活塞(有时称为活塞操作器)推动到一起。罩盖是在那里液压流体进入和离开BOP组件的活塞的外壳。在某些实施例中,当BOP关闭时,控制系统在活塞操作器的关闭侧保持液压。然而,也存在机械锁定机构(有时称为“MPL”),以在液压压力损失的情况下保持BOP关闭。
在步骤330中,安全系统打开用于BOP上部全封闭剪切闸板122的回路128的关闭侧131上的SPM阀134。由于BOP上部全封闭剪切闸板122的罩盖具有1,500psi的压力,并且歧管116处于环境压力,打开SPM阀134将产生从BOP上部盲板剪切闸板122罩盖到歧管116的反向流动。在步骤332中,可以使用设置成与歧管116靠近且流体连通的换能器或变送器114来通过感测压力变化确认SPM阀134移动。在步骤334中,回路128的关闭侧131上的SPM阀134然后可以返回到操作(关闭)状态。在步骤336中,打开歧管填充阀152,并且基本过程控制系统可以将BOP上部全封闭剪切闸板122返回到打开位置。这允许系统返回钻井操作模式。在步骤338中,向用户显示通过或失败测试消息。相比简单地将BOP上部全封闭剪切闸板122的罩盖驱动到4Kpsi以测试安全阀,这种方法的一个优点是,高压的附加应力绝不会施加到BOP罩盖,从而延长寿命并改善维护周期。
本公开的验证测试部分地由MPL实现。如上所述,BOP上部全封闭剪切闸板122的罩盖具有1,500psi的压力,并且歧管116处于环境压力,因此打开SPM阀134将产生从BOP上部盲板剪切闸板122罩盖到歧管116的反向流动。测试诸如SPM阀134的关闭侧阀有意地从罩盖的关闭侧泄放压力。在此过程中,MPL将BOP保持关闭,直到液压重新施加到罩盖。
虽然图3的方法在很大程度上结合图2和BOP上部全封闭剪切闸板122以及回路128进行了描述,但是本领域普通技术人员可以修改该方法以将背压测试应用于其它系统和其他BOP闸板,例如BOP套管剪切闸板124和BOP下部全封闭剪切闸板126。
此外,虽然某些附图和权利要求结合BOP闸板叙述了本发明的实施例,但是本领域普通技术人员可以将验证测试算法应用于环空BOP。用于环空的验证测试算法略有修改。如上所述,闸板防喷器具有多位置锁(MPL),当关闭侧压力被排出时,多位置锁将防喷器保持关闭。环空BOP不具有该特征。使用与环空BOP的液压室体积相比具有足够小体积的歧管,普通技术人员可以在环空中实现基本相似的过程。通过相对于环空BOP体积的设计岐管尺寸,普通技术人员可以测量歧管中的压力变化,而不存在排放掉保持环空闭合的所有压力的风险。
在所描述的本公开的各种实施例中,本领域普通技术人员将认识到,各种类型的存储器可由计算机读取,例如参考各种计算机和服务器所描述的存储器,例如计算机、计算机服务器、Web服务器或具有本公开的实施例的其他计算机。
单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物,除非上下文明确地另外指定。
计算机可读介质的示例可以包括但不限于:一个或多个非易失性硬编码型介质,例如只读存储器(ROM)、CD-ROM和DVD-ROM,或可擦除的电可编程只读存储器(EEPROM);可记录型介质,例如软盘、硬盘驱动器、CD-R/RW、DVD-RAM、DVD-R/RW、DVD+R/RW、闪存驱动器、记忆棒和其他较新类型的存储器;以及传输型介质,例如数字和模拟通信链路。例如,这样的介质可以包括操作指令,以及与先前描述的系统和方法步骤相关的指令,并且可以在计算机上操作。本领域技术人员将理解,代替或除了所描述的存储计算机程序产品(例如包括其上的软件)的位置之外,这样的介质可以在其他位置处。本领域技术人员将理解,先前描述的各种软件模块或电子部件可以由电子硬件、软件或两者的组合来实现和维护,并且可通过本发明的实施例想到这些实施例。

Claims (18)

1.一种用于测试在海底的安全阀的完整性的防喷器安全系统(100),其包括:
防喷器(120),所述防喷器(120)包括防喷器剪切闸板(122);
第一液压回路(128),所述第一液压回路(128)与所述防喷器剪切闸板(122)流体连通并且具有打开侧(129)和关闭侧(131);
歧管(116),其中,所述歧管(116)设置成与倾泄阀(118)、第一传感器(114)和供应阀(152)靠近并流体连通;
第一安全阀(134),其在所述关闭侧(131)上设置在所述歧管(116)和所述防喷器(120)之间并与所述歧管(116)和所述防喷器(120)流体连通,其中,所述倾泄阀(118)可操作用于允许通过所述第一安全阀(134)从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的流动,并且其中,所述第一传感器(114)可操作用于检测从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的所述流动;
第二安全阀,其设置在所述打开侧(129)上且与所述防喷器(120)流体连通;
第二传感器,其中所述第二传感器可操作用于在所述第二安全阀在打开和关闭位置之间改变时检测变化;以及
第一液压调节器(106)和第三传感器(102),所述第三传感器(102)用于测量在所述第一液压调节器(106)的输出处的特性以用于连续诊断。
2.根据权利要求1所述的防喷器安全系统,其特征在于,还包括第二液压调节器(112)和第四传感器(108),所述第四传感器(108)用于测量在所述第二液压调节器(112)的输出处的特性以用于连续诊断。
3.根据权利要求1所述的防喷器安全系统(100),其中,所述防喷器剪切闸板(122)是上部全封闭剪切闸板,并且其特征在于,还包括:
套管剪切闸板(124);
第二液压回路(130),所述第二液压回路(130)与所述套管剪切闸板(124)流体连通并且具有打开侧(129)和关闭侧(131);和
第三安全阀(136),其在所述第二液压回路(130)的所述关闭侧(131)上设置在所述歧管(116)和所述防喷器(120)之间并与所述歧管(116)和所述防喷器(120)流体连通,其中,所述倾泄阀(118)可操作用于允许通过第三安全阀(136)从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的流动,并且其中,所述第一传感器(114)可操作用于检测从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的所述流动。
4.根据权利要求3所述的防喷器安全系统(100),其特征在于,还包括:
下部全封闭剪切闸板(126);
第三液压回路(132),所述第三液压回路(132)与所述下部全封闭剪切闸板(126)流体连通并且具有打开侧(129)和关闭侧(131);和
第四安全阀(138),其在所述第三液压回路(132)的所述关闭侧(131)上设置在所述歧管(116)和所述防喷器(120)之间并与所述歧管(116)和所述防喷器(120)流体连通,其中,所述倾泄阀(118)可操作用于允许通过所述第四安全阀(138)从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的流动,并且其中,所述第一传感器(114)可操作用于检测从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的所述流动。
5.根据权利要求4所述的防喷器安全系统(100),其特征在于,还包括:
第二安全阀(140),其设置在所述打开侧(129)上并靠近所述上部全封闭剪切闸板与所述防喷器(120)流体连通;
第五安全阀(142),其设置在所述打开侧(129)上并靠近所述套管剪切闸板(124)与所述防喷器(120)流体连通;
第六安全阀(144),其设置在所述打开侧(129)上并靠近所述下部全封闭剪切闸板(126)与所述防喷器(120)流体连通;
第二传感器(146),其可操作用于在所述第二安全阀(140)在打开和关闭位置之间改变时检测变化;
第五传感器(148),其可操作用于在所述第五安全阀(142)在打开和关闭位置之间改变时检测变化;和
第六传感器(150),其可操作用于在所述第六安全阀(144)在打开和关闭位置之间改变时检测变化。
6.根据权利要求5所述的防喷器安全系统(100),其中,所述第一传感器(114)、所述第二传感器(146)、所述第五传感器(148)、所述第六传感器(150)选自由下列组成的组:压力计、压力开关以及它们的组合。
7.根据权利要求1所述的防喷器安全系统(100),其中,所述倾泄阀(118)可操作用于允许通过所述第一安全阀(134)从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的流动,并且其中,所述第一传感器(114)可操作用于在所述防喷器剪切闸板(122)在防喷器测试后关闭时检测从所述防喷器(120)到所述歧管(116)的所述流动。
8.一种用于测试在海底的防喷器(120)上的安全阀的完整性的方法,所述方法包括以下步骤:
对歧管(116)加压以增加所述歧管(116)中的压力;
检测所述歧管(116)中的第一压力增加;
将所述歧管(116)中的所述压力降低到小于流体联接到所述歧管(116)的防喷器罩盖中的压力;
打开设置在流体联接到所述歧管(116)的所述防喷器罩盖和所述歧管(116)之间的第一安全阀(134),以允许从所述防喷器罩盖到所述歧管(116)的流动;
检测所述歧管(116)中的第二压力增加;
关闭所述第一安全阀(134);
对所述歧管(116)重新加压;和
呈现针对所述第一安全阀的完整性的通过或失败的测试消息。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
释放在所述防喷器(120)上的液压回路的打开侧(129)上的压力;
检测在所述打开侧(129)上的压降;和
对所述打开侧重新加压。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
关闭所述防喷器(120)的闸板(122,124,126);和
对所述防喷器(120)进行高压完整性测试。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
测量在第一液压调节器(106)的输出(104)处的所述防喷器(120)的特性以用于连续诊断。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
测量在第二液压调节器(112)的输出(110)处的所述防喷器(120)的特性以用于连续诊断。
13.根据权利要求10所述的方法,其中,将所述歧管(116)中的所述压力降低到小于流体联接到所述歧管(116)的防喷器罩盖中的压力的所述步骤使用设置成与所述歧管(116)靠近并流体连通的倾泄阀(118)进行。
14.根据权利要求8所述的方法,其中,检测所述歧管(116)中的所述第一压力增加和所述第二压力增加的所述步骤使用设置成与所述歧管(116)靠近并流体连通的第一传感器(114)进行。
15.根据权利要求8所述的方法,其中,所述方法的所有步骤在高压防喷器测试之后进行。
16.根据权利要求9所述的方法,其中,释放在所述防喷器(120)上的液压回路的打开侧(129)上的压力、检测在所述打开侧(129)上的压降和对所述打开侧重新加压的所述步骤在高压防喷器测试之前进行。
17.一种防喷器安全表征系统,用于增强在海底应用中的防喷器的安全性和可靠性测试,所述系统包括:
防喷器组,所述防喷器组与水面计算单元电气连通;
处理单元,其设置在所述水面计算单元内且包括可操作用于从所述防喷器组接收电信号的处理器,其特征在于,所述处理单元与非暂时性有形存储介质通信,且所述非暂时性有形存储介质与所述处理器通信,具有一组存储的指令,所述一组存储的指令可由所述处理器执行,并且包括以下步骤:
对所述防喷器组执行压力测试并保持所述防喷器组的一个或多个所述防喷器(120)中的压力;
对歧管(116)加压;
检测所述歧管(116)中的第一压力增加;
响应于检测到所述歧管(116)中的所述第一压力增加,经由阀释放所述歧管中的压力以将所述歧管(116)减压至约大气压力;
允许在所述防喷器组的所述一个或多个防喷器(120)和所述歧管(116)之间的流体流动;
检测所述歧管(116)中的第二压力增加;和
响应于检测到所述歧管(116)中的所述第一和第二压力增加,向用户可读的显示器显示测试通过或测试失败消息。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,可由所述处理器执行的所述一组存储的指令还包括以下步骤:
在所述防喷器组的打开侧(129)上泄放或释放压力以测试所述打开侧(129)上的一个或多个阀;
在所述压力在所述防喷器组的所述打开侧(129)泄放或释放之后检测降低的压力;和
将压力重新施加到所述防喷器组的所述打开侧(129)。
CN201680029081.5A 2015-05-20 2016-05-20 用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设备及方法 Active CN108064321B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562164086P 2015-05-20 2015-05-20
US62/164086 2015-05-20
PCT/US2016/033459 WO2016187511A1 (en) 2015-05-20 2016-05-20 Proof testing apparatus and method for reducing the probability of failure on demand of safety rated hydraulic components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108064321A CN108064321A (zh) 2018-05-22
CN108064321B true CN108064321B (zh) 2021-07-06

Family

ID=56098401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680029081.5A Active CN108064321B (zh) 2015-05-20 2016-05-20 用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设备及方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10012049B2 (zh)
KR (1) KR20180009777A (zh)
CN (1) CN108064321B (zh)
BR (1) BR112017023457A2 (zh)
MX (1) MX2017014781A (zh)
NO (1) NO20171720A1 (zh)
WO (1) WO2016187511A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10876369B2 (en) 2014-09-30 2020-12-29 Hydril USA Distribution LLC High pressure blowout preventer system
US10196871B2 (en) 2014-09-30 2019-02-05 Hydril USA Distribution LLC Sil rated system for blowout preventer control
MX2017010403A (es) 2015-02-15 2018-06-07 Transocean Innovation Labs Ltd Sistemas de control bops y metodos relacionados.
SG11201809881UA (en) * 2016-07-11 2018-12-28 Halliburton Energy Services Inc Analyzer for a blowout preventer
US10697278B2 (en) * 2016-12-20 2020-06-30 Encline Artificial Lift Technologies LLC Gas compression system for wellbore injection, and method for optimizing intermittent gas lift
US11959358B2 (en) * 2019-06-10 2024-04-16 Downing Wellhead Equipment, Llc Bleeding off a hydraulic fracturing manifold used in oil and gas extraction operations
CN112130486B (zh) * 2020-09-02 2021-11-16 国电南瑞科技股份有限公司 一种电力继电保护设备智能出口模块及其容错控制方法
AU2022221361A1 (en) * 2021-02-10 2023-09-21 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Systems, methods and apparatus for improved management of hydraulically actuated devices and related systems
GB2608418A (en) * 2021-06-30 2023-01-04 Equinor Energy As Subsea tree valve testing
CN117404079B (zh) * 2023-12-13 2024-03-08 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 闸板防喷器剪切过程在线诊断评价方法及系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4046191A (en) * 1975-07-07 1977-09-06 Exxon Production Research Company Subsea hydraulic choke
US7706980B2 (en) * 2007-02-01 2010-04-27 Bp Corporation North America Inc. Blowout preventer testing system and method
US20100300696A1 (en) 2009-05-27 2010-12-02 Schlumberger Technology Corporation System and Method for Monitoring Subsea Valves
US8490705B2 (en) 2009-10-28 2013-07-23 Diamond Offshore Drilling, Inc. Hydraulic control system monitoring apparatus and method
US8403053B2 (en) 2010-12-17 2013-03-26 Hydril Usa Manufacturing Llc Circuit functional test system and method
US8781743B2 (en) * 2011-01-27 2014-07-15 Bp Corporation North America Inc. Monitoring the health of a blowout preventer
EP2867443B1 (en) * 2012-05-21 2019-03-27 BP Corporation North America Inc. Methods and systems for testing the integrity of components of a hydrocarbon well system
JP2016537540A (ja) 2013-09-27 2016-12-01 トランスオーシャン イノベーション ラブス リミテッド 噴出防止装置制御および/または電力および/またはデータ通信システム、および関連方法
CN106103884B (zh) * 2013-10-07 2020-08-11 越洋创新实验室有限公司 用于向海底防喷器提供液压流体的歧管以及相关方法
US9759033B2 (en) * 2013-11-05 2017-09-12 Shell Oil Company Electronic deadman/autoshear circuit
US10267705B2 (en) * 2015-03-31 2019-04-23 HilFlo, LLC Hydrostatic and vibration test system for a blowout preventative
US20160334300A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 HilFlo, LLC Hydrostatic Pressure Test Method
US10107712B2 (en) * 2015-04-07 2018-10-23 HilFlo, LLC Automated blowout preventer control and testing system

Also Published As

Publication number Publication date
US10012049B2 (en) 2018-07-03
NO20171720A1 (en) 2017-10-30
US20160340998A1 (en) 2016-11-24
BR112017023457A2 (pt) 2018-07-31
MX2017014781A (es) 2018-03-23
WO2016187511A1 (en) 2016-11-24
KR20180009777A (ko) 2018-01-29
CN108064321A (zh) 2018-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108064321B (zh) 用于降低安全分级液压部件的要求时失效概率的验证测试设备及方法
US8781743B2 (en) Monitoring the health of a blowout preventer
US20130054034A1 (en) Method, device and system for monitoring subsea components
Meng et al. STAMP-based analysis of deepwater well control safety
US10329875B2 (en) Apparatus and method for monitoring valve operation
EP2423429A1 (en) Valve condition monitoring
US20180238467A1 (en) System and methods for operation of a blowout preventor system
NO20190440A1 (en) System and method for controlling a blowout preventer system in an oil rig
US11078742B2 (en) BOP health monitoring system and method
US20240133262A1 (en) Systems, methods and apparatus for improved management of hydraulically actuated devices and related systems
AU2016414770B2 (en) Analyzer for a blowout preventer
US11702926B2 (en) Downhole monitoring of hydraulic equipment
He et al. BOP risk model development and applications
CN107208468A (zh) 海底bop液压流体流量监测
Bergan et al. POAC’15
Roberts et al. Delivering a HIPPS Safety Critical Control System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant