CN112888837A - 用于监测断开连接的井的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及断开连接的海底油井的监测。在这种场景下，本发明提供了一种用于监测断开连接的井的系统，该系统包括：（i）用于获取并处理来自WCT（20）和/或来自井的监测数据的装置（12），用于获取并处理的装置（12）连接到WCT（20）的传感器和/或井的传感器；（ii）用于验证来自WCT（20）和/或来自井的监测数据并将其与预定值进行比较的装置（12）；以及（iii）用于发信号的装置（14、16），其被设计成如果通过将数据与预定值进行比较而检测到异常，则发送至少一个信号。本发明还提供一种与上述系统相关联的方法。

Description

用于监测断开连接的井的系统和方法
技术领域
本发明涉及海底油井的监测。更具体地，本发明涉及断开连接的（disconnected）海底油井的监测。
背景技术
根据现行立法，所有已断开连接达多于三年的海底油井必须具有监测机构，以警报可能导致环境事故的不安全状况的发生。
当前借助于便携式系统监测断开连接的海底油井，该便携式系统询问湿采油树（WCT）的仪器，并且该便携式系统具有在连接时在短时间范围内询问和存储数据的能力。然而，该系统需要专用容器和ROV的支持以执行海底连接并收集数据。此外，必须周期性地重复数据收集，其导致显著的监测成本。
如以下示例中所示，在该技术条件下，连续海底监测系统是已知的。
文档CN1804923A揭示了一种用于深水中长期锚地的自动监测系统，该自动监测系统包括：监测结构、传感器、数据收集模块、长距离无线声学模型以及该结构上的固定单元。数据收集模块连接到数据通信系统的模块；数据通信系统模块通过串行接口将处理后的来自监测的数据从数据收集系统模块发射到长距离无线声学调制解调器；调制解调器通过微处理器以及通过标准串行接口连接到计算机，该标准串行接口可以将数据发射到计算机。
文档US7261162B2揭示了一种海底通信系统，其中通过井中的传感器收集的数据通过海底通信模块发射到水面（surface）。该文档还揭示了应该优选使用光纤系统发送数据。
然而，以上提到的文档均未具体讨论断开连接的井的监测。此外，万一在海底监测系统与水面上的容器/平台之间发生通信故障，如果在井处存在事故，则不存在能够发出警报的备用系统。例如，对于断开连接的井的情况，井处的事故可能导致不可量度的环境损害。
如将在下面更好地详述的，本发明设法以实际且有效的方式在该技术的条件下解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种低成本且非常有效的用于监测断开连接的井的系统和方法，以提供有关任何事故和井和/或WCT的警报。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于监测断开连接的井的系统，该系统包括（i）用于获取并处理来自WCT和/或来自井的监测数据的装置，用于获取并处理的装置连接到WCT的传感器和/或井的传感器，（ii）用于验证来自WCT和/或来自井的监测数据并将其与预定值进行比较的装置，以及（iii）用于发信号的装置，其被设计成如果在将数据与预定值进行比较时检测到任何异常，则发送至少一个信号。
本发明还提供了一种用于监测断开连接的井的方法，该方法包括以下步骤：（i）获取并处理来自WCT和/或来自井的监测数据，其中用于获取并处理的装置连接到WCT的传感器和/或井的传感器；（ii）验证来自WCT和/或来自井的监测数据并将其与预定值进行比较；以及（iii）如果在将数据与预定值进行比较时检测到任何异常，则从发信号装置发送至少一个信号。
附图说明
下面呈现的详细描述参考了附图及其各自的参考标号。
图1包含根据本发明的监测系统的框图。
图2包含根据本发明的系统的等比例示意图。
具体实施方式
首先，要注意，以下描述将从本发明的优选实施例开始。然而，如对于精通该问题的任何人来说将显然的是，本发明不限于该特定实施例。
图1包含根据本发明的监测系统的框图。图2继而包含根据本发明的系统的等比例示意图。
如图1中可以看到的，本发明的用于断开连接的井的监测系统10优选地借助于通过电缆的连接而连接到WCT 20。WCT 20优选地包含连接面板22，本发明的系统的连接元件11在该连接面板22中连接。连接面板22连接到位于井（PDG）中的传感器24以及连接到WCT自身20的监测传感器。
本发明的系统包括用于获取并处理来自WCT和/或来自井的监测数据的装置。优选地，用于获取并处理的装置是中央处理单元12。可选地，中央处理单元12还用作用于存储收集的数据的装置。
中央处理单元12负责自主控制来自安装在WCT 20上和井中的传感器的数据的读取和存储。
本发明的系统还包括用于验证来自WCT 20和/或来自井的监测数据并将其与预定值进行比较的装置。换句话说，本发明的系统评估监测数据是否在控制包络（正常状况）内部。优选地，中央处理单元12还负责数据的验证。
如果数据不在控制包络内，则激活发信号的装置以用信号告知检测到经验证的数据中的异常。
发信号的装置可以是例如海底水声模型14，其被设计成如果检测到异常则向水面上的接收系统30发送至少一个信号。优选地，水面上的接收系统30包括水面水声调制解调器32。
在可替代实施例中，即使系统未在监测参数中检测到异常，海底水声调制解调器14也可以周期性地或根据来自水面水声系统32的询问发送在WCT和/或井处检测到的数据。
中央处理单元12可以例如将数据存储在海底水声模型14中，并且该海底水声模型14保持待命状态，直到被水面水声调制解调器32询问为止。一旦被询问，海底水声调制解调器14将数据发送到水面水声调制解调器32，该水面水声调制解调器32将数据发射到监测中心34。
优选地，如图2中所示，该系统在物理上包括：（i）电连接器11和电跳线，其创建与WCT 20的面板22的接口；（ii）压力容器18，在其内部包含中央处理单元和用于供电的电池；（iii）海底水声调制解调器14；以及（iv）磁性连接器19，其联接WCT 20的结构中的系统。
可替代地，用于发信号的装置可以是例如海底浮标释放系统16，其中浮标包括用于将信号从海面发射到监测卫星的装置，该浮标在检测到异常时被释放。在该实施例中，海底浮标释放系统16由中央处理单元12控制。
优选地，海底浮标释放系统16包括设计成容纳多个浮标的贮器（未示出）。贮器设有用于浮标的单独的释放机构。
每个浮标优选地包括嵌入式电子器件，该嵌入式电子器件被设计用于在具有要被监测卫星捕获的能力的电信卫星频率带宽上的数据存储和传输（广播）。中央处理单元12将数据从WCT并从井下载到浮标存储系统中，并沿水面方向将其释放。一旦在水面上，浮标将数据发射到监测卫星，该监测卫星将信息再发射到陆基监测中心。
本发明还提供了一种用于监测与上述系统相关联的断开连接的井的方法，该方法包括以下步骤：
（i）获取并处理来自WCT 20和/或来自井的监测数据，其中用于获取并处理的装置12连接到WCT 20和/或井上的传感器；
（ii）验证来自WCT 20和/或来自井的监测数据，并将其与预定值进行比较；
（iii）如果通过将数据与预定值进行比较而检测到任何异常，则从用于发信号的装置14、16发送至少一个信号。
要注意，上述系统的所有操作步骤也适用于本监测方法。
准许对本申请的保护范围进行无数种变化。因此，加强了本发明不限于上述特定配置/实施例的事实。

Claims (6)

1.一种用于监测断开连接的井的系统，其中所述系统包括：
用于获取并处理来自WCT（20）和/或所述井的监测数据的装置（12），用于获取并处理的所述装置（12）连接到所述WCT（20）的传感器和/或所述井的传感器；
用于验证来自所述WCT（20）和/或来自所述井的所述监测数据并将其与预定值进行比较的装置（12）；
用于发信号的装置（14、16），其被设计成如果通过将所述数据与所述预定值进行比较而检测到异常则发送至少一个信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括用于存储来自所述WCT（20）和/或来自所述井的监测数据的装置（12）。
3.根据权利要求2所述的系统，其中用于获取、存储、处理和验证的所述装置包含至少一个中央处理单元（12），所述中央处理单元（12）连接到所述WCT（20）的参数监测传感器和/或所述井的参数监测传感器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中至少一个中央处理单元（12）被容纳在借助于磁性连接器（19）附接到所述WCT结构（20）的压力容器（18）内部。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中发信号的所述装置是以下各项中的至少一项：
海底水声模型（14），其设计成如果检测到异常则向水面水声调制解调器（32）发送至少一个信号；
至少一个海底浮标释放系统，其中所述浮标包括用于将信号从海面发射到监测卫星的装置，在检测到异常时释放所述浮标。
6.一种用于监测断开连接的井的系统，其中所述系统包括以下步骤：
获取并处理来自WCT（20）和/或来自所述井的监测数据，其中用于获取并处理的装置（12）连接到所述WCT（XX）和/或所述井上的传感器；
验证来自所述WCT（20）和/或来自所述井的所述监测数据，并将其与预定值进行比较；以及
如果通过将所述数据与所述预定值进行比较而检测到异常，则从用于发信号的装置（14、16）发送至少一个信号。
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