CN109937285A

CN109937285A - 用于控制钻油平台中的防喷器系统的系统和方法

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Publication number: CN109937285A
Application number: CN201780054290.XA
Authority: CN
Inventors: P·曼特瑞; J·S·霍姆斯; M·兰哈拉汉; S·桑达尔; S·古普塔; S·达尔
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-06-25
Also published as: NO20190440A1; WO2018048523A1; BR112019004361A2; US20190360295A1

Abstract

提供一种用于钻油平台(10)中的防喷器(BOP)系统(14)的控制系统(50)和方法。输入模块(52)为所述防喷器系统的所需部件(16、20、22)生成控制输入(54)，并且将所述控制输入(54)作为操作输入和数字输入同时发射，其中所述操作输入被发射到所述防喷器系统(14)的所述所需部件。同步模型(58)耦合到所述输入模块(52)以接收所述数字输入，并且基于所述数字输入复制所述防喷器系统(14)的操作。所述同步模型(58)还基于所述防喷器系统(14)的操作的所述复制而生成一个或多个模型输出(64)。

Description

用于控制钻油平台中的防喷器系统的系统和方法

背景技术

本公开大体上涉及钻油平台，并且更具体地，涉及用于控制钻油平台中的防喷器系统的系统和方法。

石油和天然气的深水钻探通常是从船舶等浮船或浮式钻井平台进行的。这种浮船可以锚定，但对于深水，目前主要的做法是使用动态定位，其中浮船通过动态定位系统保持在期望位置，动态定位系统是记录如由例如GPS接收器、拉紧线或水声系统等位置参考系统测量的位置的计算机系统。

海底防喷器(本文也称为“BOP”和“防喷器”)是在油井和气井的钻井作业期间使用的安全装置。其通常是大型专用高压阀或类似的机械装置，用于密封、控制和监测油井和气井以防止井喷，即从井中不受控制地释放原油和/或天然气。它们通常以堆叠形式冗余安装。BOP的主要功能是打开和关闭井筒。

如上所述，防喷器用于应对极端不稳定的压力和不受控制的流动，其被称为地层井涌(通常称为“井涌”)，在钻井期间从井储层发出。井涌可能导致称为井喷的潜在灾难性事件。除了控制井下(发生在钻孔中)压力以及油气流动外，当出现井喷威胁时，防喷器还用于防止管道(例如，钻杆和井套管)、工具和钻井流体从井筒(也称为钻孔、通向储层的孔)中吹出。防喷器对船员、钻具(用于钻井筒的设备系统)和环境的安全至关重要。

海底BOP包括两种主要类型的防喷器，环形(也称为球形)和闸板。环形BOP通常安装在BOP堆叠的最顶部。在环形BOP下方，通常安装两个、三个或四个闸板BOP。环形BOP可以通过不同的装置(例如钻柱)关闭井，并且不同类型的闸板可以利用井内的钻杆封闭井。在紧急情况下，如有必要，可以使用剪切闸板切割井内的管道。所有闸板都是液压激活的。

为了控制井喷，BOP组装有液压管线，使钻井人员或作业人员能够在井中抽取较重的钻井流体(压井管线)，或从井中抽出较轻的流体(阻流管线)。BOP系统中存在地面部件，例如高压单元和蓄能器，它们通过液压管线与用于此流体管理的海底BOP堆叠连接。选择BOP的工作压力以支持钻井作业期间遇到的最大压力。压力范围通常为5000psi(磅力/平方英寸)至20000psi(约345巴至1380巴)。

安装在海底时，难以充分了解海底BOP的操作和性能。海底BOP问题的任何识别都需要中止钻井作业并且将海底BOP从海底抬升到平台，或执行水下修复。这导致钻井的显著额外成本，因为钻具将停止运行一天或更长时间。此外，有时，即使BOP控制系统中的软件错误也可能导致可能引起井喷的潜在危险情况。

为了控制BOP的操作，有时使用ROV(远程操作车辆)，其为与钻油平台一起使用的水下船舶，并且具有摄像机和机械臂，以及一系列传感器，例如压力和航向传感器。ROV通过电缆从地面进行控制和操作，所述电缆向ROV提供电能和指令信号，并且将摄像机图像和传感器信号传送回地面。

或者，浅水控制系统可以用于控制BOP的操作，其使用液压系统进行信号发射。使用液压流体激活功能以激活吊舱或控制系统阀上的先导阀。此解决方案可用于高达5000英尺的水深。

目前，MUX(多路复用)BOP控制系统通常用于在超过3500英尺的水深处钻孔。在MUXBOP控制系统中，电信号从平台发射到BOP。这种系统通常在平台上使用计算机或PLC(可编程逻辑控制器)，其与海底BOP上的防水吊舱中所含有的海底电子装置通信。此解决方案允许编程逻辑功能和自动操作排序。冗余硬件用于提高可靠性。

为了监控BOP操作以确保安全作业，通常使用基于传感器的反馈。只有对BOP操作的基于传感器的监控和/或控制仍然是一个挑战，因为这些部件在海底，深度很大，并且纯粹基于传感器反馈存在跟踪例如BOP的任何部件中的功能失常等问题的延迟可能性。传感器本身可能无法正常工作，从而导致传感器反馈的解译不正确。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于钻油平台中的防喷器(BOP)系统的控制系统。所述控制系统包括输入模块，所述输入模块用于为所述BOP系统的一个或多个部件生成一个或多个控制输入，并且将所述一个或多个控制输入作为操作输入和数字输入同时发射，其中所述操作输入被发射到所述BOP系统的所述一个或多个部件。同步模型耦合到所述输入模块，用于接收所述数字输入并且用于基于所述数字输入复制所述BOP系统的操作。所述同步模型还基于所述BOP系统的操作的复制生成一个或多个模型输出。提供输出模块用于接收所述一个或多个模型输出，其中所述一个或多个模型输出用于监视和/或控制所述防喷器系统的操作。

在另一方面，提供了一种用于控制钻油平台中的防喷器系统(BOP)的方法。所述方法包括：为所述BOP系统生成一个或多个控制输入，并且将所述一个或多个控制输入作为操作输入和数字输入同时发射，其中所述操作输入被发射到所述BOP系统；以及同时将控制输入转换为数字输入并且发送到同步模型以复制BOP系统的操作。所述同步模型还生成一个或多个模型输出，其中所述一个或多个模型输出用于监控和/或控制所述BOP系统的操作。

在另一方面，提供了一种用于实施上文描述的方法和系统的计算机程序产品。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的部分，其中：

图1是钻油平台的示例性图示；

图2是海底BOP堆叠的一些部件的示例性表示；

图3是钻油平台的BOP系统的示例性框图表示；

图4是根据本发明的一个方面的BOP控制系统的示意图。

图5是在BOP控制系统的输入模块中生成的控制输入的框图表示；

图6是具有对应信号的高级功能模块的框图表示；

图7是BOP系统的一些部件的样本信号的波形表示；

图8到10是来自本发明的同步模型的示例性控制输出的图解表示；以及

图11是用于控制钻油平台中的防喷器系统的示例性方法的流程图表示。

具体实施方式

除非上下文另有明确规定，否则本文使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数个提及物。

典型的钻油平台10在图1中示出。钻油平台10包括浮动设备12(或岸上远程控制设备)和BOP系统14。BOP系统14包括一个或多个海底BOP堆叠16，其安装在井口18处，井口下面是油气储层。BOP系统14还包括地面部件20。

海底堆叠防喷器16可以具有不同类型和功能，并且包括若干辅助部件，例如阀、测试阀、压井管线和阻流管线、立管接头、电气、通信和液压管线、控制盒和支撑框架的海底BOP堆叠。

地面部件20包括液压蓄能器、高压单元(HPU)、流体储器单元，以及相关联的泵、阀、液压、电气和通信管线、液压连接器以及用于海底BOP操作的流体控制和管理的其它此类部件。

LMRP(海底立管总成)22安装在海洋立管24的下端，并且用于连接到海底BOP堆叠16。LMRP 22还具有阀堆叠以控制海洋立管24的下端的打开和关闭。为了本发明的目的，LMRP被认为是海底BOP16的一部分。

具有一些部件(环形阀26、闸板28和液压连接29)的海底BOP堆叠的概述在图2中示出。本领域技术人员已知海底BOP阀堆叠通常包括：

-环形阀，所述环形阀当井筒为空时以及钻井立管中有钻杆或套管时，关闭井筒。

-管道闸板，所述管道闸板当井筒中有钻杆时，关闭海底BOP的阀。

-盲闸板，所述盲闸板当井筒中没有钻杆时，关闭井筒

-剪切闸板，所述剪切闸板是切断钻杆并且关闭井筒的阀。

-钻井四通，用于连接阻流管线和压井管线。

图3示出了用于图1的BOP系统14的多路复用BOP控制系统30。在有时称为图1的浮动设备12的平台或船舶上，两个相同的计算机实施的中央控制单元(CCU)，一个CCU被指定为蓝色系统32，一个CCU被指定为黄色系统34(可以有更多的控制单元用于冗余)。平台上的中央控制单元与相应海底电气和液压区段36以及下部液压控制器38通信。如图3所示，每个电气和液压区段36通常包括海底变压器、一对海底电子模块(SEM)、电力单元和螺线管，具有适当的电连接。电气和液压区段耦合到下部液压控制区段38，所述下部液压控制区段具有SPM(底板安装)阀和连接到BOP堆叠16的液压回路。区段36和38一起通常称为吊舱。中央控制单元32和34连接到平台12上的多个作业人员控制台40、42。中央控制单元32、34也通过信号发射系统连接，所述信号发射系统包括例如通往蓝色吊舱36和黄色吊舱38的串行通信管线和光纤通信管线。

钻井作业人员使用作业人员控制台40、42来控制海底BOP阀并且从海底BOP中的海底BOP传感器接收信号。作业人员控制台40、42在浮动设备12处连接到中央控制单元32、34。作业人员选择平台处的哪个冗余中央控制单元32、34以及哪个冗余SEM将用于控制海底BOP16。

本发明的各方面适用于上文所述的每个中央控制单元32、34。在下文中描述的BOP控制系统50是指具有通过本发明的各方面实现的增强能力的中央控制单元32、34中的每一者。以下描述集中于这些增强的能力。

图4是根据本发明的一个方面的BOP控制系统50(图3的BOP控制系统30的增强)的示例性实施方案的示意图。BOP控制系统50包括输入模块52，所述输入模块用于为BOP系统14的一个或多个部件生成控制输入54。本文提及的一个或多个部件包括地面部件和/或海底BOP部件。控制输入54包括用于地面部件的控制输入，例如泵和蓄能器，以及例如闸板的海底部件。海底控制输入包括到螺线管的信号(实时“开”或“关”)，其启动SPM(底板安装)阀，进而执行BOP功能。根据控制系统50中预定义的蓄能器和泵逻辑中的压力，地面控制输入包括每个泵(例如，总共三个泵，在一个实施方案中)的“开”或“关”状态。本领域技术人员可以理解，输入模块使用计算系统的处理器和非暂时性存储介质来实施，并且包括用于实施特定功能性的代码和例程。

输入模块52通过有线或无线构件耦合到(本文的耦合暗示处于通信关系)BOP系统14，其已在上文中在中央控制单元32、34和吊舱36、38的不同实施方案中简要描述。控制输入54另外被发送到BOP控制系统50中的BOP系统14的同步模型58(下文称为“同步模型”)。本领域技术人员将理解，同步模型58可以集成在用于BOP控制系统50的中央计算系统内，或者可用于通信地链接到中央计算系统(更具体地说，在中央计算系统中存在的输入模块52)的单独的专用计算系统上。本领域技术人员可以进一步理解，使用与用于输入模块或单独的专用计算系统相同的计算系统的处理器和非暂时性存储介质来实施同步模型58，如上文所述。此外，同步模块包括用于实施本文描述的特定功能性的代码和例程。

本领域技术人员可以进一步注意到，当控制输入54被发射到BOP系统14时，同步模型58同时从输入模块52接收控制输入54。这些控制输入54被转换成用于同步模型58的对应数字输入，而BOP系统14接收这些控制输入54作为电信号或升学信号形式的操作输入，或操作BOP系统14的一个或多个部件的其它构件。

在示例性实施方案中，同步模型58是基于物理的模型，其通过将每个功能性的基础物理转换为模块化功能模块60而并有BOP系统14的所有功能性(包括地面部件和海底BOP)。同步模型58还包括一些分析模块62，所述分析模块使用功能模块60来生成模型输出64。

本文给出了在同步模型58中部署的基于物理的建模的示例。本领域技术人员将理解，海底BOP 16的不同阀由螺线管操作，螺线管又接收来自BOP控制系统50的操作输入，并且将操作输入转换成相关联气缸的机械运动。在阀的关闭操作期间，力施加在相关联的汽缸上。为了在传统的仿真模型中复制此操作，使用从有限元分析获得的力-位移曲线。这些曲线很复杂，并且使用这些曲线进行模拟是数值密集的。同步模型替代地使用线性当量，例如弹簧刚度对力-位移曲线的当量影响。此技术显著减少了计算时间。对于地面部件和海底BOP中的每个操作，使用不同的基于物理的应用在同步模型中完成对应操作的对应映射。

通过此映射，在指定的计算系统(中央计算系统或单独的专用计算系统)的图形用户界面(显示单元66)上复制(由附图标记56表示)BOP系统的实际操作。无论控制输入对防喷器的影响如何，在同步模型中生成相同的影响并且显示在计算装置的图形用户界面66上。此处值得注意的是，同步模型58主要依赖于控制输入54，并且不一定需要来自为海底BOP部署的传感器的任何传感器反馈。同步模型58具有必要的稳健性和准确性，以复制BOP操作而不依赖于传感器反馈。这提供了优于现有技术解决方案的巨大优势，因为传感器数据通常可能有误，并且传感器本身有时会被损坏。

在示例性实施方案中，所复制的防喷器操作用于监控防喷器的操作。在另一示例性实施方案中，基于来自功能模块60的操作数据，同步模型58使用所复制的防喷器操作来生成如图4所示的一个或多个模型输出64。

模型输出64对于监视或控制BOP系统的操作是有用的。这些模型输出64被发射到输出模块68，所述输出模块在一个示例性实施方案中是与显示防喷器的所复制操作相同的图形用户界面66。或者，输出模块68可以位于单独的通信装置上，其中同步模型58通信地链接到所述单独的通信装置。这些模型输出64可以由用户(本文所指的用户可以是用于防喷器操作的作业人员，或者被编程为接收模型输出64并且将其用于用户定义的控制和/或监视动作的控制系统)用来将它们转换成控制输入54，或者仅存储模型输出64用于进一步分析，这对于监视BOP系统的操作是有用的。本文提及的输出模块68使用处理器和非暂时性存储介质来实施，并且包括用于实施特定功能性的代码和例程。

在下文中参考图5到10描述BOP控制系统和同步模型的一些方面的进一步细节。

图5是在BOP控制系统50的输入模块52中生成并且显示在图形用户界面66上的一些样本控制输入54的框图70，如上文在图4的描述中所提及。

图6是在同步模型58中实施的两个部件(BOP闸板和LMRP)及其相关联子部件的选择示例性功能性(关闭、打开、锁定、解锁、信号)的图形表示80，所述功能性例如在同步模型58中实施和复制的与部件BOP闸板及LMRP和其相关联信号相对应的功能性。术语UBSR、UBSRHP、CSR、CSR HP表示上盲剪切闸板、上盲剪切闸板高压、套管剪切闸板、套管剪切闸板高压。术语UA和LA是指上环形和下环形，并且术语LMRP Conn、LMRP Conn Pri和LMRP ConnSec分别表示LMRP连接器、LMRP主连接器、LMRP辅助连接器。在一个示例性实施方式中，已经实施了对应于BOP的不同部件的不同功能性的大约96个信号。

图7是对应于在同步模型58中实施的BOP系统的部件的一些示例性非限制性功能性的示例性代表信号的示例性表示90。同步模型包括信号构建器，其中每个代表性信号(有时也称为电磁阀信号)表示为0或1，其中1表示启动阀，并且0表示阻断阀。

此处可以注意到，本文提及的每个功能性都基于BOP系统14的一个或多个部件的液压连接。此处应理解，功能模块是具有连接灵活性的模块化模块，以实现防喷器的一个或多个部件的不同配置。因此，功能模块是灵活的和适应性的，使得它们可以适用于防喷器的不同配置。因此，相同的同步模型可以用于不同的油井，所述油井可以具有防喷器的不同配置。

本文提及的不同配置意味着防喷器中的不同部件的液压连接可以按不同方式实施以用于不同的功能性。同步模型有利地通过功能模块而适应所有这些不同的配置，所述功能模块可以被重新配置以利用特定防喷器的给定部件和连接实施特定功能性、被配置为模块化模块，并且具有连接灵活性以实现防喷器的一个或多个部件的不同配置。

参考下表解释同步模型的上述方面。表1包括作为示例的海底BOP的不同部件的现有状态。参考表1，SPM1-SPM4是(b)栏中提及的不同部件(底板安装阀)，并且给出如(a)栏中所示的部件编号(部件次序)，并且对应的功能状态在(c)栏(功能索引)中提及并且是对应部件的功能性。根据控制输入，期望状态必须更改并且在(d)栏中提及。功能连接器通过更改功能索引、功能状态的的排序次序而由同步模型更改，以映射到期望状态，如表2和表3所示。因此，在不更改部件次序的情况下，将通过更改功能连接器创建用于新功能性的新功能模块。这为基于用户或控制输入的相同海底BOP创建新功能性提供了灵活性和适应性，并且使同步模型适应于可能具有不同部件配置的不同海底BOP。

表1

表2

表3

图8到图10是来自如结合图4所述的同步模型58的示例性模型输出64的图解表示。图8是示例性输出92，示出了闸板关闭时间。图9是示出在不同时刻的流速的示例性输出94，以及示出在BOP操作期间的不同时刻的压力的示例性输出96。图10是示出在一个示例中显示的不同字段的示例性输出98，通过其功能名称(上环形、下环形等)识别不同部件，加仑计数显示将具有与特定部件相关联的实际数字，其指示在给定时间的流体容量，CT是关闭时间显示，其中关闭时间由同步模型计算，绘图字段提供如图9所示的图形输出。可以使用例如蓄能器的海底BOP部件和地面部件两者的状态的显示，如图10所示。在一些实施方案中，输出可以单独用于海底部件与地面部件。

如上所述，从关于图4描述的分析模块获得一个或多个模型输出64。来自多个分析模块中的至少一个分析模块用于计算防喷器的关闭时间。防喷器的关闭时间是确保油井安全作业的最关键控制方面之一，并且防止原油和/或天然气从井中不受控制地释放到海中。

因此，同步模型58的这些不同方面提供了独特优点：实时复制BOP操作、提供有用的模型输出(可用于监视和控制BOP系统)，以及能够适应多个海底BOP，其中这些多个海底BOP具有不同的配置。

在另一方面，提供了一种用于使用上文所述的BOP控制系统控制钻油平台中的防喷器(BOP)系统的方法，并且如图11中的流程图100所示。所述方法包括用于生成防喷器系统和同步模型的控制输入的步骤112；如步骤114所示，将控制输入转换为同步模型的数字输入，并且如步骤116所示，通过使用同步模型来复制防喷器系统的操作，其中同步模型和防喷器系统的一个或多个部件同时接收控制输入。如上所述，对于同步模型，控制输入被转换成数字输入，所述数字输入用于使用处理器复制防喷器系统的操作并且显示在图形用户界面上，如步骤118所示。同步模型包括模块化功能模块和分析模块，并且还生成从多个功能模块的操作数据导出的一个或多个模型输出，如步骤120所示，如上文关于本发明的控制系统所描述。所述一个或多个模型输出用于监视和/或控制防喷器系统的操作，如步骤122所示。包括与上文描述的功能模块和分析模块有关的方面的同步模型的其它方面也适用于本发明的方法。

虽然为了便于理解而在本文中以单数形式提及海底BOP，但其将包括与钻油平台相关联的所有不同的海底BOP堆叠。本文使用的术语“示例性”意味着“作为示例”。

如本文所使用，术语“非暂时性计算机可读介质”旨在表示以用于短期和长期存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块，或任何装置中的其它数据)的任何方法或技术实施的任何有形的基于计算机的装置。因此，本文描述的方法可以被编码为体现在有形、非暂时性的计算机可读介质中的可执行指令，包括但不限于存储装置和/或存储器装置。当由处理器执行时，这些指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储装置，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移除的和不可移除的介质，例如固件、物理和虚拟存储装置、CD-ROM、DVD以及任何其它数字源，例如网络或互联网，以及尚未开发的数字构件，唯一的例外是暂时性传播信号。本领域技术人员将理解，将使用通信接口、通信构件和通信网络，其允许控制用于防喷器系统的数据、用户输入和命令(包括同步模型)在系统的不同部件/模块之间的流动。本领域技术人员将理解，通信基于标准通信协议，并且在BOP系统中使用的标准网络上实施。

本领域技术人员将进一步了解，包括同步模型的不同部件/模块以及本文描述的方法步骤是使用嵌入式硬件和/或软件通过使用处理器、微控制器和/或输入/输出(I/O)部件、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或任何其它可编程电路和存储装置来实施的。存储器装置可以包括例如动态随机存取存储器(DRAM)装置、静态随机存取存储器(SRAM)装置、数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)装置、数字通用可重写(DVD-RW)装置、闪存装置或其它非易失性和有形存储装置。这些部件被配置为嵌入式电路，以执行各种计算机实施的功能(例如，执行本文公开的方法、步骤、计算等)。

本领域技术人员还将了解，用户输入将采用包括人机接口的合适输入和输出装置。I/O装置可以包括可视部件(例如，例如等离子显示面板(PDP)的显示器、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、投影仪或阴极射线管(CRT))、声学部件(例如，扬声器)、触觉部件(例如，振动马达、阻力机构)、其它信号发生器等。在额外实施方案中，I/O装置可以包括字母数字输入部件(例如，键盘、配置为接收字母数字输入的触摸屏、光学键盘或其它字母数字输入部件)、基于点的输入部件(例如，鼠标、触摸板、轨迹球、操纵杆、运动传感器或其它指示仪器)、触觉输入部件(例如，物理按钮、提供触摸或触摸手势的位置和/或力的触摸屏，或其它触觉输入部件)、音频输入部件(例如，麦克风)等。

在一些实施方案中，非暂时性计算机可读介质可以用程序编码，所述程序具有指令以指示控制系统执行针对本发明的系统和方法描述的功能。在另一方面，作为本发明的一个方面，还包括用于控制系统的计算机程序产品，所述控制系统用于控制本文所述的具有本发明的其它方面的钻油平台中的防喷器系统。所述计算机程序产品包括具有与其一起实施的程序代码的有形存储装置，所述程序代码可由计算机的处理器执行以执行本发明的方法，其中所述方法步骤使用处理器、有形存储介质和通信接口来执行，如上所述。

如本文所使用，术语“非暂时性计算机可读介质”旨在表示以用于短期和长期存储信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块，或任何装置中的其它数据)的任何方法或技术实施的任何有形的基于计算机的装置。因此，本文描述的方法可以被编码为体现在有形、非暂时性的计算机可读介质中的可执行指令，包括但不限于存储装置和/或存储器装置。当由处理器执行时，这些指令使处理器执行本文描述的方法的至少一部分。此外，如本文所使用，术语“非暂时性计算机可读介质”包括所有有形的计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机存储装置，包括但不限于易失性和非易失性介质，以及可移除的和不可移除的介质，例如固件、物理和虚拟存储装置、CD-ROM、DVD以及任何其它数字源，例如网络或互联网，以及尚未开发的数字构件，唯一的例外是暂时性传播信号。

如本文所使用，术语“计算机”和相关术语(例如，“计算装置”)不限于本领域中称为计算机的集成电路，而是广泛地指代至少一个微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本文中可互换使用。

出于说明和解释的目的，前面的描述针对本发明的特定实施方案。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对上述实施方案进行许多修改和改变。希望将所附权利要求解释为包含所有这些修改和变化。

虽然本文仅说明和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应理解，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真正精神内的所有这些修改和变化。

Claims

1.一种用于钻油平台(10)中的防喷器(BOP)系统(14)的控制系统(50)，所述控制系统包括：

输入模块(52)，所述输入模块用于为所述防喷器系统的一个或多个部件(16、20、22)生成一个或多个控制输入，并且将所述一个或多个控制输入作为操作输入和数字输入同时发射，其中所述操作输入被发射到所述防喷器系统的所述一个或多个部件；

同步模型(58)，所述同步模型耦合到所述输入模块(52)，用于接收所述数字输入并且用于基于所述数字输入复制所述防喷器系统的操作，并且其中所述同步模型生成一个或多个模型输出；以及

输出模块(68)，所述输出模块用于接收所述一个或多个模型输出(64)，其中所述一个或多个模型输出(64)用于监视和/或控制所述防喷器系统(14)的操作，

其中所述输入模块(52)、所述同步模型(58)和所述输出模块(68)是使用处理器和有形存储装置实施。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中所述同步模型(58)包括用于所述防喷器系统(14)的期望功能性的多个功能模块(60)，其中所述期望功能性是基于所述防喷器系统(14)的所述一个或多个部件(16、20、22)的连接。

3.如权利要求2所述的控制系统，其中所述多个功能模块(60)中的每一者被配置为具有连接灵活性的模块化模块，以实现所述防喷器系统的所述一个或多个部件(16、20、22)的不同配置。

4.如权利要求2所述的控制系统，其中所述同步模型(58)包括多个分析模块(62)，所述多个分析模块用于从所述多个功能模块(60)接收操作数据，并且用于确定所述一个或多个模型输出(64)。

5.如权利要求1所述的控制系统，其中所述操作输入是电气输入或声学输入中的至少一者。

6.一种用于控制钻油平台(10)中的防喷器系统(14)的方法，所述方法包括：

为所述防喷器系统(14)的一个或多个部件(16、20、22)生成一个或多个控制输入(54)，并且将所述一个或多个控制输入(54)作为操作输入和数字输入同时发射，其中所述操作输入被发射到所述防喷器系统(14)的对应的一个或多个部件(16、20、22)；以及

通过使用同步模型(58)复制所述防喷器系统(14)的操作，其中所述同步模型(58)和所述防喷器系统(14)的所述一个或多个部件(16、20、22)同时接收所述控制输入(54)，并且其中所述同步模型(58)生成一个或多个模型输出(64)，

其中所述一个或多个模型输出(64)用于监控和/或控制所述防喷器系统(14)的操作。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述同步模型(58)用于针对所述防喷器系统(14)的每个功能性实施多个功能模块(60)。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述多个功能模块(60)中的每一者被配置为具有连接灵活性的模块化模块，以实现所述防喷器系统(14)的不同配置。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述同步模型(58)用于实施多个分析模块(62)，所述多个分析模块用于从所述多个功能模块(60)接收操作数据，并且用于确定一个或多个模型输出(64)。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述操作输入是电气输入或声学输入中的至少一者。