EA007346B1

EA007346B1 - Система распределенного управления

Info

Publication number: EA007346B1
Application number: EA200501470A
Authority: EA
Inventors: Сармад Аднан; Шуньфэн Чжэн; Мэттью Д. Рауз; Вейбин Лу; Кент К. Оупел
Original assignee: Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2006-08-25
Also published as: CA2519111C; NO336877B1; CA2519111A1; WO2004083970A3; NO20054354D0; MXPA05009762A; NO20054354L; WO2004083970A2; EP1606677A2; US20040182574A1; US6968905B2; EA200501470A1

Abstract

Система распределенного управления выполняет местное или дистанционное управление оборудованием. Система распределенного управления обеспечивает мост связи через локальную панель управления между сетью, работающей не в реальном времени, такой как Ethernet, и сетью реального времени, такой как сеть области контроллера. Пригодны как сеть, работающая строго в реальном времени, так и сеть, работающая не строго в реальном времени, но предпочтительна сеть, работающая строго в реальном времени. Система использует множество блоков распределенного управления, чтобы управлять различными компонентами оборудования и потому является в высокой степени расширяемой. Система распределенного управления может быть применена в любой среде. При применении к установленному на платформе блоку витого трубопровода система распределенного управления снижает количество требуемых гидравлических рукавов, и потому делает установку и снятие более короткими и более экономичными.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к распределенному управлению и автоматизации оборудования. В одном применении данное изобретение может использоваться для управления блоком витого трубопровода. В зависимости от конфигурации системы управления работа оборудования может управляться на месте или удаленным оператором.

Уровень техники

Системы связи, работающие в реальном времени, представляют собой костяк применений распределенного управления.

Своевременность связи в реальном времени важна в комплексной распределенной системе реального времени. Использование сети, работающей не в реальном времени, системой распределенного управления, которая зависит от связи в реальном времени, представляет проблемы, к которым существующие решения не обращаются. В системе распределенного управления имеется необходимость интегрировать и шунтировать сеть, работающую не в реальном времени, сетью реального времени, чтобы эффективно управлять оборудованием, к примеру в цехе. В комбинации сеть, работающая не в реальном времени, и сеть реального времени позволяют управлять оборудованием как на местах, так и дистанционно. Эта архитектура управления легко расширяется. Настоящее изобретение имеет много различных применений, но оно находит частное применение в нефтяной и газовой промышленности и особенно в работе витых трубопроводов.

Витой трубопровод становится все более популярным как способ бурения скважин и операций по пропусканию в нефтяной или газовой скважине. Витой трубопровод используется как непрерывная нитка и поэтому является более простым и быстрым, чем традиционный трубопровод во многих применениях, таких как бурение скважин, развертывание отклоненных завершений, каротаж скважин под большими углами и развертывание потоков обработки. Витой трубопровод особенно полезен в горизонтальных и многосторонних скважинах.

Блоки или вышки витого трубопровода используются в нефтяной и газовой промышленности многие годы. Они используются как на суше, так и в открытом море для разных видов операций. Одна общая операция в промышленности часто именуется «очистка песка». В процессе добычи песок из окружающих формаций может частично или полностью забить скважину. Блок витого трубопровода вводится в скважину, чтобы удалить из нее песок. Витой трубопровод продвигается в скважину, и жидкость циркулирует вниз через витой трубопровод в скважину. Эта жидкость и песок проходят вверх к отверстию и из устья скважины, где песок удаляется. Этот процесс зачастую восстанавливает продуктивность скважины или, по меньшей мере, улучшает ее производительность. Как упомянуто выше, блоки витого трубопровода используются для разных иных операций, в том числе, но не ограничиваясь ими, для матричного окисления и сброса азота.

Для большинства операций в открытом море блок витого трубопровода сделан модульным. Блок витого трубопровода может быть развернут с корабля или платформы. Упаковка оборудования блока витого трубопровода состоит, как правило, из следующих объектов: инжекторная головка, монтажный кран, катушка витого трубопровода, узел питания, кабина управления и превентор фонтана (ПФ) (ВОР). После того, как все это оборудование доставлено на морскую платформу, блок витого трубопровода должен быть установлен, и должны быть подсоединены различные рукава. Установка и спуск оборудования часто занимают несколько часов на морской скважине. Работа самого витого трубопровода может длиться от нескольких часов до нескольких дней. Существует необходимость снизить величину времени, которое уходит на установку и спуск блока витого трубопровода на морской скважине. Необходимо также снизить общий вес упаковки оборудования витого трубопровода, посылаемой для морских работ.

Чтобы облегчить транспортировку к морскому местоположению и от него, каждый из следующих компонентов устанавливается обычно на отдельной подставке: катушка витого трубопровода, инжекторная головка и монтажный кран, узел питания и кабина управления. Главные компоненты катушки витого трубопровода включают в себя следующее: барабан катушки, приводная система катушки, узел лебедки, шарнир катушки и магистраль. Главные компоненты узла питания обычно включают в себя следующее: двигатель, гидравлические насосы, управляющие давлением клапаны, резервуар жидкости, фильтры, сетки, теплообменники и гидравлическая жидкость. Как упомянуто ранее, кабина управления устанавливается на подставке, хотя она также может быть встроена в узел питания. Кабина управления содержит все необходимые органы управления и инструменты, чтобы дать возможность работы витого трубопровода местным оператором. Прозрачное окно позволяет оператору видеть остальные компоненты в процессе работы. Главные компоненты инжекторной головки часто включают в себя следующее: гидравлические двигатели, приводные цепи, натяжные приспособления цепей, гузнек, указатель веса, монтажный кран и воздушный тормоз. Могут использоваться разные типы ПФ, но часто встречается четырехугольный ПФ.

Четырехугольные ПФ частот включают в себя глухие плашки, срезающие плашки, зажимные плашки, трубные плашки и выравнивающие клапаны.

Блоки витого трубопровода для наземных скважин развертываются с тележек или прицепов. Пример мобильного блока витого трубопровода описан в патенте США № 6273188, который включен сюда

- 1 007346 посредством ссылки. Блок витого трубопровода включает в себя трактор и прицеп. Кабина управления и узел питания установлены на тракторе. Прицеп поддерживает катушку витого трубопровода, инжекторную головку и мачту, которую можно поднимать при работе или опускать при переезде. Мачта поддерживает инжекторную головку над скважиной во время работ. ПФ также может транспортироваться на прицепе, либо он может транспортироваться к скважине отдельным транспортом.

Как на наземном, так и на морском блоках витого трубопровода многочисленные рукава проходят между различными компонентами оборудования. Имеется необходимость уменьшить число гидравлических рукавов, гидравлических соединений и число подставок для блоков витого трубопровода. В общем, меньшее число гидравлических рукавов и соединений уменьшает число утечек нефти, что экономически выгодно, так как снижаются затраты на эксплуатацию. Меньшее число утечек также выгодно для окружающей среды. Если уменьшается число подставок, это означает меньшую стоимость оборудования для работы.

Патенты США №№ 6264128 и 6457534 также описывают устройства и способы, которые могут быть использованы с блоками витого трубопровода, а именно лебедочную систему для катушки витого трубопровода и способ снижения усталости трубопровода за счет исключения кратких движений, и также включены сюда посредством ссылки.

Раскрытие изобретения

Изобретение определяет систему управления оборудованием, состоящую из системы распределенного управления, работающей в сети реального времени, связанной с сетью, работающей не в реальном времени, и по меньшей мере одну управляющую и (или) следящую станцию. Оператор способен управлять оборудованием из главной управляющей станции. Главная управляющая станция и оператор могут располагаться вблизи от оборудования, чтобы видеть его работу. Как используется здесь, «вблизи» означает, что оператор находится достаточно близко к оборудованию при его работе и может делать значимые визуальные наблюдения невооруженными глазами за его работой, так что эти визуальные сведения могут помогать оператору в правильной работе с оборудованием. Например, если оператор находится в будке управления с окнами и оператор имеет беспрепятственный обзор оборудования, то такие оператор и управляющая станция находятся вблизи от оборудования. В альтернативной конфигурации главная управляющая станция может располагаться на удалении. Термин «удаление», как он используется здесь, противоположен термину «вблизи». Удаление означает такое расстояние от оборудования, что оператор не может визуально наблюдать работу оборудования без помощи некоторого оптического устройства, такого как видеокамера. Например, если поле зрения оператора ограничено либо оборудование находится слишком далеко, либо в кабине управления оператора отсутствуют окна, тогда оператор и управляющая станция удалены. Далее, оператор, находящийся на берегу, не будет способен визуально наблюдать работу морской платформы без помощи видеокамеры или иного оптического устройства, поэтому оператор считается удаленным. Когда оператор и главная управляющая станция располагаются удаленно, может быть желательно, а в некоторых случаях обязательно, иметь одно или несколько устройств видеоввода (видеокамер), расположенных вблизи оборудования, и один или несколько электронных дисплеев (видеомониторов), расположенных рядом с оператором для облегчения наблюдения за оборудованием. Устройства звукового ввода, размещенные вблизи от оборудования, могут также облегчить удаленному оператору слежение за работой. Одно или несколько местоположений скважин могут обрабатываться из единственной удаленной управляющей станции. Для снижения числа требуемых электронных дисплеев можно использовать технологию разделенного экрана. Вспомогательные управляющие станции могут использоваться для слежения за работой. Управляющие станции имеют способность переключать свои функции, так что вспомогательная управляющая станция может принять на себя управление работой и действовать как главная управляющая станция. Это придает системе управления дополнительную степень гибкости и безопасности. Это переключение регулируется защищенным протоколом, который гарантирует, что переключение совершается без осложнения, такого как потеря управления и двойное управление оборудованием.

Главная управляющая станция соединяется с локальной панелью управления (ЛПУ) (ЬСР) посредством сети Е111сгпс1 или иной сети, работающей не в реальном времени. ЛПУ соединяется со множеством блоков распределенного управления (БРУ) (ИСи) сетью области контроллера или иной сетью реального времени. Предпочтительны, однако, сети, работающие строго в реальном времени. ЛПУ обеспечивает мост между сетью, работающей не в реальном времени, и сетью реального времени. БРУ управляет разным оборудованием и механическими компонентами в системе. Архитектура управления по настоящему изобретению легко расширяется.

Каждая ЛПУ и (или) каждый БРУ может иметь алгоритм управления, который обеспечивает разные уровни управления по оборудованию. Предпочтительно, чтобы каждая ЛПУ и (или) каждый БРУ имел алгоритм управления, который автоматизирует работу оборудования без вмешательства оператора. В этом предпочтительном варианте осуществления каждая ЛПУ и (или) каждый БРУ программируется для исполнения завершенной задачи без вмешательства оператора. Например, когда оператор блока витого трубопровода дает команду на изменение тормозного давления инжектора с 500 ρκί (35 кг/см²) до 100 ρκί (70 кг/см²) или увеличить скорость инжектора с 25 фут/мин (7,6 м/мин) до 60 фут/мин (18,3 м/мин), ЛПУ

- 2 007346 или БРУ выполняет эту задачу управляемым образом без дополнительного ввода от оператора. ЛПУ и БРУ могут использовать разомкнутое или замкнутое (модифицированный выход на основании обратной связи от датчиков) управление для обращения с оборудованием. Предпочтительно также программировать каждую ЛПУ и (или) каждый БРУ для слежения, предсказания и автоматического управления одним или несколькими критическими параметрами, чтобы рабочие пределы (называемые также рабочим охватом) не превышались.

В одном применении данное изобретение можно использовать для дистанционного управления блоком витого трубопровода. Как обсуждалось ранее, блок витого трубопровода обычно состоит из следующего оборудования: инжекторная головка, монтажный кран, катушка витого трубопровода, узел питания, кабина управления и ПФ. Для безопасного проведения операций с витым трубопроводом, оператор, как правило, должен координировать работу этих различных компонентов при разных условиях, внимательно следя за оборудованием, особенно за катушкой витого трубопровода. Существующие автоматические системы для операций витого трубопровода обычно основаны на программируемом логическом контроллере (ПЛК) (РЬС), где каждый отдельный ПЛК связывается с датчиками и электромеханическими устройствами для оборудования. Эти существующие системы управления не имеют способности дистанционного управления, а их свойства безопасности весьма ограничены. Настоящее изобретение раскрывает новую систему управления для автоматической работы витого трубопровода, которая имеет архитектуру распределенного управления и способность дистанционного управления и слежения. Настоящее изобретение включает в себя самоотключающиеся средства и самодиагностику оборудования.

Настоящее изобретение удаляет действия вслепую из работы блока витого трубопровода. Опираясь на БРУ и ЛПУ для автоматизации, слежения, предсказания и управления работой, изобретение увеличивает безопасность работы и снижает требуемый уровень умения оператора. Разные заранее заданные рабочие параметры или пределы, называемые здесь «рабочим охватом», могут загружаться в главную управляющую станцию, один или несколько БРУ и (или) ЛПУ. Охват безопасной работы может разрабатываться на основе прошлого опыта для множества различных функций и разнообразных ситуаций. Термин рабочий охват может относиться к единственному набору рабочих параметров, множеству наборов параметров и даже вычисленных значений. Настоящее изобретение снижает количество гидравлических рукавов и число соединений, что облегчает и ускоряет установку и съем. Уменьшение рукавов также делает систему более надежной из-за меньших утечек. Эти признаки делают настоящее изобретение более экономичным в работе, нежели существующие блоки. В установленном на площадке блоке витого трубопровода настоящее изобретение исключает далее необходимость в кабине управления. Это снижает общий вес оборудования, доставляемого на морскую платформу, и экономит стоимость оборудования.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является блок-схемой архитектуры управления для предлагаемой системы распределенного управления;

фиг. 2 является блок-схемой блока витого трубопровода и предлагаемой системы распределенного управления;

фиг. 3 является другой блок-схемой предлагаемой системы распределенного управления, работающей с блоком витого трубопровода, включающей в себя гидравлические линии, используемые для питания блока.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 является блок-схемой архитектуры управления для предлагаемой системы 10 распределенного управления. Изобретение, показанное на фиг. 1, может применяться в любой области автоматизации и не ограничивается применениями в нефтяной и газовой промышленности. К примеру, система 10 распределенного управления может использоваться для управления одной или несколькими линиями сборки в цехе или иным оборудованием, обозначенным ссылочной позицией 12. Несколько датчиков, электрических и (или) электромеханических устройств используются для управления, слежения или диагностики оборудования 12. Несколько БРУ имеются на стороне оборудования, чтобы управлять или следить за этими датчиками или устройствами. Эти БРУ связываются с локальной панелью 14 управления (ЛПУ) через сеть 8 реального времени. Следует отметить, что ЛПУ не обязательно является физическим устройством, но может быть вместо этого программным обеспечением. БРУ могут также осуществлять связь друг с другом. Главная управляющая станция 16 соединяется с ЛПУ 14 через сеть 6, работающую не в реальном времени. Главная управляющая станция 16 предполагает способность полного управления и слежения за оборудованием 12 и его работой. Оператор использует разные устройства ввода (такие как джойстики, клавишные панели, кнопки, ручки и выключатели) в главной управляющей станции 16 и выдает команды в то время, как БРУ исполняют эти команды, чтобы воздействовать на оборудование 12. Могут иметь место небольшая задержка между активацией устройства ввода и откликом оборудования из-за интерфейса между сетями, работающими в реальном времени и не в реальном времени, а также собственные задержки сети, работающей не в реальном времени. Аналогично, может иметь место небольшая задержка между обнаружением датчиком рабочих данных и отображением этих данных на устройстве вывода в главной управляющей станции 16. Несколько управляющих станций могут быть объединены локально, к примеру в цехе, чтобы обеспечить управление и слежение за работой в реальном

- 3 007346 времени, либо управляющие станции могут располагаться на удалении. В систему управления могут быть встроены разнообразные средства обеспечения отказоустойчивости, как будет обсуждаться далее. Система может также содержать разнообразные средства для самодиагностики, как будет обсуждаться далее. Следует отметить, что любое сочетание обсуждаемых здесь признаков находится в объеме данного изобретения. Для целей управления БРУ не обязательно должны связываться друг с другом, но для средств обеспечения отказоустойчивости и для самодиагностики оборудования может потребоваться связь между БРУ.

На фиг. 1 оператор располагается вблизи от главной управляющей станции 16, которая расположена вблизи подлежащего управлению оборудования 12. Эта физическая близость позволяет оператору визуально наблюдать за оборудованием 12. В альтернативных вариантах осуществления оператор и главная управляющая станция 16 могут располагаться на удалении от оборудования 12. В дистанционно управляемом оборудовании может быть желательно, а в некоторых случаях и необходимо, иметь по меньшей мере одно видеоустройство вблизи от оборудования 12, передающее «живое» видео из помещений обратно на по меньшей мере один электронный дисплей, который может наблюдать оператор. В вариантах осуществления с дистанционным управлением может быть также желательно иметь по меньшей мере одно устройство звукового ввода вблизи оборудования 12 для передачи звуковых сигналов оборудования на по меньшей мере одно устройство звукового вывода, чтобы шум оборудования мог быть слышен удаленным оператором. Устройство звукового ввода может включать в себя, но не ограничиваться ими, микрофоны (пьезоэлектрические, угольные, ленточные, динамические и конденсаторные), преобразователи, измерители уровня звука и дозиметры. Устройства звукового вывода могут включать в себя, но не ограничиваться ими, громкоговорители, преобразователи и вибрационные диафрагмы.

На фиг. 1 вспомогательные управляющие станции 18 и 20 располагаются удаленно от местоположения главной управляющей станции 16. Во время работы только одна управляющая станция за раз может реально управлять системой 10 распределенного управления. В данном примере управляющая станция 16 назначена «главной» управляющей станцией. Но в иных ситуациях управляющая станция 18 или управляющая станция 20 тоже может быть «главной». В варианте осуществления по фиг. 1 вспомогательные станции 18 и 20 служат для дистанционного слежения за работой. По меньшей мере одно устройство видеоввода может располагаться вблизи от оборудования 12, чтобы передавать «живое» видео из помещений назад на по меньшей мере один электронный дисплей, расположенный вблизи управляющей станции 18 и 20. Это обеспечивает удаленным наблюдателям на управляющих станциях 18 и 20 возможность наблюдать оборудование 12 в работе и, если это уместно, сообщать комментарии оператору на главной управляющей станции 16. По меньшей мере одно устройство звукового ввода может располагаться вблизи оборудования 12 для передачи звуковых сигналов и шума от оборудования 12 назад на по меньшей мере одно устройство звукового вывода, расположенное вблизи от управляющих станций 18 и 20. Это дает удаленным наблюдателям на управляющих станциях 18 и 20 возможность слышать оборудование 12 в работе и, если это уместно, делать комментарии оператору на главной управляющей станции 16. Эта система звукового слежения является опциональной.

Главная управляющая станция 16 соединяется с концентратором 22 и ЛПУ 14 посредством сети, работающей не в реальном времени, такой как Е1йегпе1, в общем обозначенной ссылочной позицией 6. Для данного применения пригодны также и иные сети, работающие не в реальном времени, такие как маркерное кольцо, сети с подключаемыми ресурсами и протокол автоматизации производства. ЛПУ 14 соединяется со множеством блоков распределенного управления, обозначенных как БРУ1, БРУ2, БРУ3, БРУ4 и БРУп, сетью реального времени, такой как сеть области контроллера (СОК) (САЫ), в общем, обозначенной ссылочной позицией 8. СОК представляет собой последовательный протокол, эффективно поддерживающий распределенное управление в реальном времени с очень высоким уровнем безопасности. Для данного соединения пригодны также и другие сети или протоколы реального времени, например Г1ге Айе. БРУ1 используется для управления и отслеживания устройства 24. БРУ2 используется для управления и отслеживания устройства 26. БРУ3 используется для управления и отслеживания устройства 28. БРУ4 используется для управления и отслеживания устройства 30. БРУп используется для управления и отслеживания устройства 32. Тот факт, что один или множество БРУ управляют одной частью оборудования, лежит в объеме настоящего изобретения. Тот факт, что одна или множество частей оборудования управляются единственным БРУ, также лежит в объеме настоящего изобретения.

Сеть датчиков используется для слежения и отправки данных датчиков различных типов от оборудования 12 к управляющим станциям. Данные сенсоров отображаются на разнообразных устройствах вывода, таких как приборы, лампы или компьютерные мониторы. Могут использоваться различные сети датчиков, например, интеллектуальная распределенная сеть (ИРС) (8Ό8), ΡΚΟΗΙΒυδ, САЫореп или Оеу1ее№1. Однако в данном варианте осуществления предпочтительной сетью датчиков является ИРС, используемая совместно с сетью реального времени с абонентским доступом. Для простоты это сочетание будет далее именоваться здесь ИРС/СОК. ЛПУ 14 располагается вблизи оборудования 12, например в цехе или скважине. ЛПУ 14 содержит один или несколько центральных процессоров (ЦП) (СРи) и действует в качестве перемычки между сетью, работающей не в реальном времени, и сетью реального времени. Каждый БРУ также имеет один или несколько ЦП. ЦП в ЛПУ может использоваться, а может и не

- 4 007346 использоваться для хранения и(или) вычисления параметров отказоустойчивости, для передачи сигналов управления, для хранения и накопления касающихся функционирования данных сенсоров в запоминающих устройствах или для генерирования замечаний по эксплуатации. ЦП в различных БРУ могут использоваться, а могут и не использоваться для хранения и(или) вычисления параметров отказоустойчивости, для передачи сигналов управления, для хранения и накопления касающихся функционирования данных сенсоров в запоминающих устройствах или для генерирования замечаний по эксплуатации.

В предпочтительном варианте осуществления каждый БРУ или ЛПУ 14 может иметь алгоритмы управления, которые обеспечивают различные уровни управления оборудованием. Предпочтительно для каждого БРУ или ЛПУ 14 иметь алгоритмы управления, которые автоматизируют работу оборудования 12 без вмешательства оператора. В данном предпочтительном варианте осуществления каждый БРУ или ЛПУ 14 программируется для исполнения полной задачи без вмешательства оператора. Предпочтительно также программировать каждый БРУ или ЛПУ 14 для слежения, предсказания и автоматического управления одним или несколькими критическими параметрами, чтобы рабочий охват не превышался.

Как показано на фиг. 1, вспомогательная управляющая станция 18 соединяется с концентратором 34 и через интернет - с концентратором 22. Аналогично, вспомогательная управляющая станция 20 соединяется с концентратором 34 и через интернет - с концентратором 36 и с концентратором 22. При этом наблюдатели на удаленных вспомогательных управляющих станциях 18 и 20 могут следить за действиями операторов, инструментов и показаниями датчиков, которые появляются на различных устройствах вывода на главной управляющей станции 16, которые просматриваются оператором. В зависимости от характеристики сети, доступного аппаратного обеспечения, а также подразумеваемых расстояний связь между концентратором 22 и концентраторами 34 и 36 может быть проводной или беспроводной. Пригодна также спутниковая связь 38.

Данная архитектура управления обеспечивает нейтральную систему управления оборудованием. Эта архитектура управления применима к любому оборудованию безотносительно к его источнику питания. Оборудование может запитываться электрически, гидравлически или иной формой энергии. Архитектура эта в высокой степени расширяема как со стороны оборудования, так и со стороны оператора. Она обеспечивает платформу для дистанционной работы. Она также обеспечивает платформу для автоматической работы оборудования, скоординированных операций для обеспечения работы по отказоустойчивости и самодиагностики системы.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему традиционного блока витого трубопровода и настоящей системы распределенного управления. Блок витого трубопровода обозначается в общем ссылочной позицией 50 и может устанавливаться на платформе или на тележке. Различные компоненты включают в себя инжектор 52, монтажный кран 82, узел 54 питания, превентор 56 фонтана (ПФ), катушку 58 витого трубопровода и другую аппаратуру 60.

Архитектура управления состоит из двух сетей связи. На стороне оборудования, обозначенной в общем ссылочной позицией 62, связь основана на сети 8 реального времени, такой как ИРС/СОК. На стороне оператора, обозначенной в общем ссылочной позицией 64, связь основана на сети 6, такой как Е111СГПС1. работающей не в реальном времени. ЛПУ 14, расположенное на стороне 62 оборудования, служит в качестве перемычки между этими двумя сетями.

Несколько датчиков, электрических и(или) электромеханических устройств используются для управления, слежения или диагностики оборудования. Несколько БРУ могут осуществлять связь друг с другом и с ЛПУ через сеть реального времени, такую как ИРС/СОК. Дополнительные БРУ могут легко добавляться или отниматься от шины ИРС/СОК, делая систему в высокой степени расширяемой для приспособления ее к различному оборудованию и средствам управления. В качестве опции, каждый отдельный БРУ может иметь свои собственные независимые средства управления и может принимать независимые решения без ввода от оператора. В качестве опции БРУ могут осуществлять связь друг с другом, чтобы скоординированные между ними операции могли выполняться без вмешательства оператора. Эти признаки обеспечивают отказоустойчивую автоматизацию оборудования, что будет более глубоко обсуждаться в отношении фиг. 3.

Главная управляющая станция 16 соединяется с ЛПУ 14 через сеть 6, работающую не в реальном времени, такую как Е111сгпс1. Главная управляющая станция 16 предполагает способность полного управления и слежения за блоком 50 витого трубопровода. Управляющие команды, выдаваемые из главной управляющей станции 16, передаются через сеть 6, работающую не в реальном времени, на ЛПУ 14, преобразуются в команды сети реального времени, такие как команды шины ИРС/СОК, и доставляются к подходящим БРУ.

Несколько других управляющих станций могут подключаться локально или дистанционно, чтобы дать возможность слежения за работой. Когда используется множество управляющих станций, только одна управляющая станция играет роль выдающей команды управления и называется здесь «главной» управляющей станцией. Все остальные управляющие станции могут лишь использоваться для слежения за работой. В зависимости от характеристики сети, доступного аппаратного обеспечения, а также расстояния между стороной 62 оборудования и стороной 64 оператора, связь может быть проводной или беспроводной.

- 5 007346

Фиг. 3 представляет собой другую блок-схему настоящей системы 10 распределенного управления, работающей с блоком 50 витого трубопровода, включающим в себя основные гидравлические линии, используемые для запитки блока витого трубопровода. В данном примере блок 50 витого трубопровода используется для работы на добывающей морской скважине 100.

Система 10 распределенного управления включает в себя множество датчиков, электрические и (или) электромеханические устройства, три БРУ, обозначенные БРУА, БРУВ и БРУС, ЛПУ 14, главную управляющую станцию 16, сеть 6, работающую не в реальном времени, и сеть 8 реального времени. Хотя показана только одна управляющая станция, другие управляющие станции могут соединяться с системой для целей слежения. В данном примере главная управляющая станция 16 располагается локально на морской платформе, и оператор может визуально наблюдать блок 50 витого трубопровода, когда он находится на главной управляющей станции 16.

Однако в альтернативных вариантах осуществления главная управляющая станция 16 и оператор могут располагаться на удалении, например на морском средстве. Когда оператор и главная управляющая станция 16 удалены от блока 50 витого трубопровода, будет необходимо, чтобы множество устройств видеоввода было расположено на стороне 62 оборудования для отправки «живого» видео о работе к одному или нескольким электронным дисплеям, расположенным вблизи от оператора, так что оператор может визуально наблюдать операции на стороне 62 оборудования. Электронные дисплеи могут включать в себя электронно-лучевые трубки, плазменные экраны, жидкокристаллические диодные дисплеи и иные типы дисплеев для наблюдения видеосигналов. В данном примере устройство 1 видеоввода располагается, чтобы посылать сигналы «живого» видео катушки 58 витого трубопровода. Устройство 2 видеоввода располагается, чтобы посылать «живые» видеосигналы инжекторной головки 52, а устройство 3 видеоввода располагается, чтобы посылать сигналы монтажного крана 82, ПФ 56 и устья скважины. Другие устройства видеоввода могут быть расположены на стороне 62 оборудования для лучшего наблюдения операций из удаленного местоположения. Эти дополнительные устройства видеоввода могут быть закреплены в ориентации, либо они могут быть регулируемы удаленным оператором. Устройство 4 звукового ввода располагается вблизи инжекторной головки 52. Звуки из инжекторной головки 52 и другого оборудования передаются к устройствам звукового вывода вблизи главной управляющей станции 16, чтобы дать возможность оператору слышать звуки, которые издаются на стороне 62 оборудования. Для облегчения работы на стороне 62 оборудования могут использоваться несколько устройств звукового ввода.

Главная управляющая станция 16 имеет по меньшей мере два интерфейса для операторов, чтобы выдавать команды управления. Аппаратный интерфейс имеет множество устройств ввода (таких как кнопки, джойстики, клавишные панели), которые обеспечивают оператору быстрый и легкий доступ к средствам управления, таким как управление скоростью/направлением инжектора, отцепление лебедки, активация ПФ или аварийный останов. Программный интерфейс позволяет оператору управлять другими средствами, такими как дроссельный клапан двигателя, обратное натяжение катушки и т. д. Помимо этого, программный интерфейс также обеспечивает параметры для целей мониторинга системы. Вместе аппаратный и программный интерфейсы в главной управляющей станции 16 позволяют оператору осуществлять управление и слежение за работой витого трубопровода.

ЛПУ 14 осуществляет несколько функций. С внутренней стороны она служит как перемычка между различными сетями связи. В данном примере она соединяет работающий не в реальном времени ЕФсгпс! и работающую в реальном времени ИРС/СОК. ЛПУ 14 представляет собой программируемое устройство преобразования сетевых протоколов, управления и сбора данных. ЛПУ 14 может выполнять двухканальное двунаправленное преобразование ИРС/СОК (интеллектуальной распределенной системы/сети абонентского доступа) в ЕФсгпсГ Она также позволяет удаленным главным компьютерам взаимодействовать с шиной ИРС/СОК. Это позволяет системам, работающим не в реальном времени, выполнять управление в реальном времени путем передачи функций отклика в реальном времени этой ЛПУ. В качестве опции, ЛПУ 14 может отслеживать характеристики шины ИРС/СОК и Е111сгпс1 и навязывать отказоустойчивое состояние в случае сетевого отказа. ЛПУ 14 может также отслеживать, предсказывать и управлять характеристикой операции, во многом как отдельный БРУ. Наконец, ЛПУ 14 может служить в качестве вторичного пользовательского интерфейса. Она может позволить операторам выдавать критические команды, такие как аварийный останов, и наблюдать ключевые системные параметры, например давление в устье скважины.

Три БРУ - БРУА, БРУВ и БРУС - используются для связи с датчиками и электрическими и(или) электромеханическими устройствами. Хотя точное число и размещение БРУ являются переменными вследствие гибкости системы управления, нижеследующее обсуждение обращено к конкретному случаю, представленному на фиг. 3. Каждый БРУ программируется для исполнения завершенной задачи без вмешательства оператора. Например, когда оператор блока витого трубопровода выдает команду в главной управляющей станции 16 изменить давление тормоза инжектора с 500 ρκί (35 кг/см²) до 1000 ρκί (70 кг/см²) или увеличить скорость инжектора с 25 фут/мин (7,6 м/мин) до 60 фут/мин (18,3 м/мин), БРУ выполняет эту задачу управляемым образом без дополнительного ввода от оператора. БРУ может использовать разомкнутое или замкнутое (модифицированный выход на основании обратной связи от датчиков)

- 6 007346 управление для обращения с оборудованием. Каждый БРУ программируется также для слежения, предсказания и автоматического управления одним или несколькими критическими параметрами, чтобы рабочий охват не превышался. Для того чтобы исполнять завершенную задачу, БРУ может понадобиться осуществлять связь и координацию с другими БРУ. БРУА управляет работой катушки 58 витого трубопровода и связанных с ней компонентов через датчики и электрические и (или) электромеханические устройства. БРУВ управляет операциями узла 54 питания и связанных с ним компонентов, в том числе гидравлического давления, подаваемого на все компоненты витого трубопровода, через датчики и электрические и (или) электромеханические устройства. БРУС управляет операциями инжекторной головки 52 и связанных с ней компонентов, в том числе монтажного крана 82 и ПФ 56, через датчики и электрические и (или) электромеханические устройства.

Традиционные блоки витого трубопровода работают от гидравлики. Кабина управления традиционного блока витого трубопровода имеет гидравлические рукава, подходящие к узлу питания и отходящие от него, и иные рабочие компоненты, в том числе катушку блока витого трубопровода, инжекторную головку и ПФ. В настоящем изобретении кабина управления традиционного блока витого трубопровода полностью исключена. Далее, в настоящем изобретении нет гидравлических рукавов, отходящих от главной управляющей станции 16 к какому-либо иному компоненту в блоке витого трубопровода. Это исключает более чем 20% гидравлических рукавов, используемых традиционными блоками витого трубопровода, установленного на платформе. Главная управляющая станция 16 осуществляет связь с локальной панелью 14 управления по сети, работающей не в реальном времени, такой как ЕФсгпс!. Сигналы, которыми обмениваются между собой главная управляющая станция 16 и локальная панель 14 управления, посылаются по проводам либо они могут быть беспроводными. Независимо от того, как они обмениваются, нет необходимости в кабине управления, как в традиционном блоке витого трубопровода, и нет гидравлических рукавов, проходящих к главной управляющей панели 16 по настоящему изобретению. Это делает блоки витого трубопровода легче и быстрее для установки и снятия. Наконец, это делает настоящее изобретение более экономичным в работе. Это также делает его более надежным из-за меньшего числа утечек.

Локальная панель 14 управления осуществляет связь с БРУА, БРУВ и ЮРУС через сеть реального времени, такую как ИРС/СОК. Гидравлические рукава 70 подключаются между узлом 54 питания и катушкой 58 витого трубопровода, обеспечивая жидкостную связь между этими компонентами. Гидравлические рукава 72 подключаются между узлом 54 питания и инжекторной головкой 52, обеспечивая жидкостную связь между этими компонентами. Гидравлические рукава 74 подключаются между узлом 54 питания и катушкой 76 рукава инжектора/ПФ, также обеспечивая жидкостную связь между этими компонентами. Гидравлические рукава 70, 72 и 74 позволяют гидравлическому потоку под давлением из гидравлического насоса (не показан) течь в другие компоненты блока 50 витого трубопровода, чтобы обеспечить необходимую энергию для различных гидравлических двигателей и другого оборудования, общеизвестного специалистам.

Дополнительные гидравлические рукава 78 соединяются между катушкой 76 рукавов и ПФ, обеспечивая жидкостную связь между узлом 54 питания, катушкой 76 рукавов и ПФ 56. Другие гидравлические рукава 80 подключаются между катушкой 76 рукавов и монтажным краном 82, обеспечивая гидравлическую связь между узлом 54 питания, катушкой 76 рукавов и монтажным краном 82. Гидравлические рукава 84 подключаются между катушкой 76 рукавов и инжекторной головкой 52, обеспечивая гидравлическую связь между узлом 54 питания, катушкой 76 рукавов и инжекторной головкой 52. Гидравлические рукава 78, 80 и 84 позволяют гидравлическому потоку течь от гидравлического насоса (не показан) на узле 54 питания через катушку 76 рукавов к ПФ 56, монтажному крану 82 и инжекторной головке 52.

Инжекторная головка 52 может быть установлена на стенде 90, который иногда называют «подъемным стендом» в промышленности. В альтернативном варианте инжекторная головка 52 может подвешиваться с крана или мачты. ПФ 56 подключается к устью скважины общеизвестным в технике образом.

БРУ должным образом запрограммированы для исполнения сигналов управления, выданных с главной управляющей станции 16, как они транслируются локальной панелью 14 управления. Когда БРУ принимает команду (сигнал управления), он имеет всю мощность обработки для исполнения команды посредством выдачи соответствующих команд.

В систему 10 распределенного управления может быть встроено множество средств автоматизации и отказоустойчивости, включающих в себя рабочие охваты, за счет использования мощности обработки в каждом индивидуальном БРУ и (или) ЛПУ 14, а также способности БРУ связываться друг с другом. Любое или все средства автоматизации и отказоустойчивости находятся в объеме настоящего изобретения. Одним из средств автоматизации является автоматический запуск витого трубопровода 91 в скважину 100 и из нее. Это совершается путем программирования БРУ, ответственного за скорость инжектора, опускать инжектор согласно профилю скорости в зависимости от глубины скважины. Другим средством автоматизации является автоматическая проверка вытягивания витого трубопровода, в которой БРУ, ответственный за скорость инжектора, программируется на останов инжектора, запуск инжектора в обратном направлении (из скважины) на заранее предписанное расстояние, новый останов инжектора, а затем продолжение запуска инжектора в направлении в скважину. Еще одним средством автоматизации

- 7 007346 является автоматическое управление натяжением катушки. Это осуществляется путем программирования БРУ, ответственного за натяжение катушки, на автоматическую регулировку давления в двигателе катушки для поддержания целевого натяжения катушки. Другим средством автоматизации является управление давлением. Это достигается путем программирования БРУ, ответственного за давление конкретного средства, такого как давление тормоза, на автоматическую регулировку открывания и закрывания соответствующего клапана управления давлением для поддержания целевой установочной точки давления. Например, давлениями средств могут быть давление тормоза, давление натяжения цепи или давление монтажного крана. Еще одним признаком автоматизации является управление скоростью двигателя в узле питания, в котором БРУ, ответственный за двигатель узла питания, программируется на регулировку дроссельной заслонки двигателя для поддержания установочной точки скорости двигателя. Следует отметить, что для достижения этих средств управления может оказаться необходимой связь и кооперация среди БРУ и (или) ЛПУ 14.

Средства отказоустойчивости для системы управления обращаются к связи, оборудованию и отказам в работе. Отказ в связи может произойти между главной управляющей станцией 16 и ЛПУ 14, так что потеряется сигнал Е+сгпсЕ Если это случится, ЛПУ 14 будет способна обнаружить такой отказ и заменить систему управления в безопасном состоянии по умолчанию и предупредить персонал без вмешательства оператора. Главная управляющая станция 16 также способна обнаружить такой отказ и предупредить оператора. Отказ в связи может произойти также в шине 8 ИРС/СОК. Он включает в себя полную потерю сигнала связи на шине 8 или потерю конкретного сигнала, такого как сигнал веса или сигнал глубины. БРУ запрограммированы на обнаружение такого сигнального отказа и способны действовать при таком отказе вместо системы управления в безопасном состоянии по умолчанию без вмешательства оператора. Отказ оборудования может случиться как отказ компонента, ведущий к потере гидравлического давления, к примеру, потеря давления тормоза. В этом случае БРУ, ответственный за такое средство, программируется обнаруживать такой отказ, предупреждать оператора и пытаться скорректировать такой отказ автоматически без вмешательства оператора. В случае потери давления тормоза БРУ программируется на обнаружение источника утечки и изоляцию этой утечки, так что может быть продолжена нормальная работа. В случае давления гидравлического потока минимальное гидравлическое давление может быть загружено в БРУ и ЛПУ 14. В зависимости от серьезности потери давления останов работы может быть инициирован посредством БРУ без вмешательства оператора. Отказ в петле управления между БРУ и частью оборудования (включает в себя отказ выхода БРУ, повреждение электрического провода между БРУ и оборудованием, аппаратный отказ устройства вывода и отказ датчика) приведет к видимому отказу управления. В этом случае оператор будет извещен об этом отказе управления, и БРУ заменят систему управления в безопасном состоянии по умолчанию без вмешательства оператора.

БРУ по настоящему изобретению могут программироваться на обнаружение, исправление и предотвращение многих потенциальных отказов дорогостоящего оборудования и работы. Общим режимом отказа в текущих операциях витого трубопровода является полный отказ (коллапс) инжекторного гузнека и, возможно, коллапс инжектора и катушки как результат высокого обратного натяжения катушки, связанного с высоким давлением тормоза и положительной скоростью инжектора (направление в скважину). Этот вид отказа имеет место вследствие отсутствия координации при поддержании вручную работы различных компонентов блока витого трубопровода, а именно обратного натяжения катушки, давления тормоза и управления скоростью инжектора. Такой режим отказа легко предотвратим в настоящей системе управления. Настоящая система управления имеет БРУ, программируемые на координацию работы всех различных компонентов, так что нужное обратное натяжение катушки поддерживается все время, пока движется инжекторная цепь. Если по некоторой причине устанавливается тормоз катушки, БРУ автоматически предотвратят перемещение инжекторной цепи. Другое отказоустойчивое средство это предотвращение рабочего отказа вследствие скважинного препятствия. Когда движущийся витой трубопровод натыкается на скважинное препятствие, необходим своевременный отклик для предотвращения полного отказа в работе, такого как затягивание («штопор»), и последующего разрыва витого трубопровода. Однако человеческая реакция обычно недостаточно быстрая, чтобы предотвратить такой отказ. В настоящей системе управления БРУ программируются на обнаружение случаев скважинного препятствия различными средствами, такими как изменение веса на интервал времени, или изменение веса на интервал глубины. Когда БРУ обнаружат скважинное препятствие, они автоматически остановят движение витого трубопровода и тем самым предотвратят отказ в работе. Другим важным отказоустойчивым средством в настоящей системе управления является автоматическое обнаружение и исправление убегания витого трубопровода, которое обсуждается ниже.

Убегание витого трубопровода представляет собой проблему безопасной работы и может вызвать порчу скважины и оборудования. Определение безопасного рабочего охвата и загрузки таких данных в систему может помочь снизить появление убегания витого трубопровода. Автоматическое обнаружение и исправление убегания витого трубопровода достигается взаимодействием ЛПУ 14, БРУА, БРУВ и БРУС и связанного с ними оборудования. БРУС обнаруживает состояние скольжения, в котором скорость витого трубопровода выше, чем скорость спуска инжектора, и пытается исправить его путем увеличения давления тормоза, чтобы согласовать скорость инжекторной цепи со скоростью витого трубо

- 8 007346 провода. Тормоз, называемый также «внутренним натяжным приспособлением цепи», прикладывает такое усилие для захвата витого трубопровода, что, когда инжекторная цепь движется, витой трубопровод также движется соответственно в направлении в скважину и из скважины. Когда такая попытка не удается и скорость витого трубопровода превышает заранее предписанную скорость убегания, например 300 фут/мин (91,4 м/мин), БРУС автоматически посылает управляющий сигнал тревоги, чтобы приложить аварийное давление тормоза и максимальное давление монтажного крана. Если такая мера приводит скорость витого трубопровода под управление, тогда убегание исправляется, и БРУВ медленно снижает скорость инжекторной головки до останова. Если скоростью витого трубопровода нельзя управлять, тогда убегание продолжается, пока витой трубопровод не наткнется на дно скважины. В этом случае скорость инжектора и давление тормоза снижаются до минимальных, чтобы предотвратить отказ витого трубопровода, такой как затягивание («штопор»), как результат сжатия витого трубопровода после того, как он наткнется на дно скважины.

Еще одним отказоустойчивым средством является автоматическое управление усилием разрушения витого трубопровода. Определение охвата безопасной работы и загрузки таких данных в систему помогает снизить появление сломанного витого трубопровода. БРУ и (или) ЛПУ 14 программируются для периодического предсказания развития осевого напряжения витого трубопровода и давления вниз по скважине на ближайшее время. Если объединенное напряжение из предсказанного осевого напряжения и напряжения вследствие давления вниз по скважине на витом трубопроводе превосходит рабочий предел витого трубопровода, то сигнал аварийного управления может быть выдан посредством ЛПУ 14 и (или) одним или несколькими БРУ, чтобы вызвать автоматический останов.

Настоящая система управления может далее использоваться для самодиагностики оборудования. Для этой цели на блоке 50 витого трубопровода могут быть установлены несколько диагностических датчиков и подключены к БРУ. Эти датчики могут использоваться для измерения нескольких индикаторов характеристик оборудования, в том числе задирание, деформация, цикл давления и утечка нефти. Эти датчики могут также следить за работой оборудования и предупреждать оператора, что эксплуатация идет правильно, или о потере предписанной эксплуатации. Конкретно, эти датчики могут использоваться для слежения и накопления цикла напряжения, цикла давления, рабочего времени и метража выпущенного витого трубопровода для инжекторной головки, катушки и иных компонентов оборудования и связанных с ними трубопроводов, таких как рукава и штуцеры. Помимо этого, датчики могут использоваться для слежения за часами и скоростью работы двигателя на узле 54 питания. Один или несколько БРУ и (или) ЛПУ 14 могут посылать эксплуатационные извещения и (или) предупреждения на главную управляющую станцию 16. Может также запускаться тревога, когда эксплуатация является должной, и такие сигналы тревоги могут посылаться на удаленную управляющую станцию, которая может следить за работой. Следует отметить, что любое сочетание автоматизации, средств отказоустойчивости и средств самодиагностики оборудования, обсуждавшихся здесь, входят в объем настоящего изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ распределенного управления оборудованием, включающий в себя операции, на которых осуществляют функционирование устройства ввода на главной управляющей станции, чтобы передавать сигналы управления от главной управляющей станции по сети, работающей не в реальном времени, по меньшей мере к одной локальной панели управления (ЛПУ);

преобразуют и передают эти сигналы управления из главной управляющей станции по сети реального времени по меньшей мере к одному блоку распределенного управления (БРУ), чтобы управлять работой оборудования;

воспринимают данные датчиков и передают эти данные датчиков по сети реального времени по меньшей мере из одного БРУ к ЛПУ; и преобразуют и передают данные датчиков из ЛПУ по сети, работающей не в реальном времени, по меньшей мере к одному устройству вывода на главной управляющей станции.
2. Способ по п.1, содержащий также операцию, на которой наблюдают за работой оборудования со вспомогательной управляющей станции.
3. Способ по п.1, содержащий также операции, на которых осуществляют функционирование устройства ввода на вспомогательной управляющей станции, чтобы передавать сигналы управления из этой вспомогательной управляющей станции по сети, работающей не в реальном времени, по меньшей мере к одной ЛПУ;

преобразуют и передают сигналы управления из вспомогательной управляющей станции по сети реального времени по меньшей мере к одному БРУ, чтобы управлять работой оборудования;

воспринимают данные датчиков и передают эти данные датчиков по сети реального времени из по меньшей мере одного БРУ к ЛПУ; и преобразуют и передают данные датчиков из ЛПУ по сети, работающей не в реальном времени, по меньшей мере к одному устройству вывода на вспомогательной управляющей станции.

- 9 007346
4. Способ по п.1, содержащий также операцию, на которой передают видеосигналы оборудования на электронный дисплей вблизи главной управляющей станции.
5. Способ по п.4, содержащий также операцию, на которой передают звуковые сигналы оборудования на устройство звукового вывода вблизи главной управляющей станции.
6. Способ по п.1, в котором сеть реального времени включает в себя сеть, работающую строго в реальном времени.
7. Способ по п.1, в котором сеть реального времени включает в себя сеть, работающую не строго в реальном времени.
8. Система распределенного управления оборудованием, содержащая главную управляющую станцию, включающую в себя по меньшей мере одно устройство ввода и по меньшей мере одно устройство вывода, чтобы осуществлять работу оборудования;

по меньшей мере одну локальную панель управления (ЛПУ);

по меньшей мере один блок распределенного управления (БРУ);

сеть, работающую не в реальном времени, для передачи сигналов между главной управляющей станцией и ЛПУ;

сеть реального времени для передачи сигналов между по меньшей мере одной ЛПУ и по меньшей мере одним БРУ.
9. Система по п.8, в которой главная управляющая станция располагается вблизи оборудования, позволяя оператору визуально наблюдать работу этого оборудования.
10. Система по п.9, содержащая также по меньшей мере одно устройство видеоввода, расположенное вблизи оборудования, для отправки видеосигналов по меньшей мере на один электронный дисплей, расположенный вблизи главной управляющей станции.
11. Система по п.9, содержащая также по меньшей мере одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи оборудования, для передачи звуковых сигналов по меньшей мере на одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи главной управляющей станции.
12. Система по п.8, содержащая также вспомогательную управляющую станцию, чтобы следить за работой оборудования.
13. Система по п.8, в которой главная управляющая станция располагается удаленно от оборудования, так что оператор не может наблюдать работу этого оборудования без дополнительной помощи видеокамеры или иного оптического устройства.
14. Система по п.13, содержащая также по меньшей мере одно устройство видеоввода, расположенное вблизи оборудования, для отправки видеосигналов по меньшей мере на один электронный дисплей, расположенный вблизи главной управляющей станции.
15. Система по п.13, содержащая также по меньшей мере одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи оборудования, для передачи звуковых сигналов по меньшей мере на одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи главной управляющей станции.
16. Способ распределенного управления блоком витого трубопровода, включающий в себя операции, на которых осуществляют функционирование устройства ввода на управляющей станции, чтобы передавать сигналы управления от этой управляющей станции по сети, работающей не в реальном времени, к локальной панели управления (ЛПУ);

преобразуют и передают эти сигналы управления из управляющей станции по сети реального времени по меньшей мере к одному блоку распределенного управления (БРУ);

передают сигналы управления по меньшей мере из одного БРУ по меньшей мере к одной части оборудования блока витого трубопровода;

воспринимают данные датчиков по меньшей мере от одной части оборудования блока витого трубопровода и передают эти данные датчиков по сети реального времени по меньшей мере из одного БРУ к ЛПУ; и преобразуют и передают данные датчиков из ЛПУ по сети, работающей не в реальном времени, по меньшей мере к одному устройству вывода на управляющей станции.
17. Способ по п.16, содержащий также операцию, на которой наблюдают работу по меньшей мере одной части оборудования витого трубопровода из вспомогательной управляющей станции.
18. Способ по п.16, содержащий также операцию, на которой передают звуковые сигналы от блока витого трубопровода к устройству звукового вывода вблизи управляющей станции.
19. Способ по п.16, содержащий также операцию, на которой передают видеосигналы блока витого трубопровода к электронному дисплею вблизи управляющей станции.
20. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых располагают управляющую станцию в местоположении, которое удалено от блока витого трубопровода; и передают звуковые сигналы от блока витого трубопровода к устройству звукового вывода вблизи удаленно расположенной управляющей станции, чтобы дать возможность оператору слышать работу блока витого трубопровода.

- 10 007346
21. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых располагают управляющую станцию в местоположении, которое удалено от блока витого трубопровода; и передают видеосигналы блока витого трубопровода к электронному дисплею вблизи управляющей станции, чтобы дать возможность оператору наблюдать работу блока витого трубопровода.
22. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых воспринимают отказ сигнала сети, работающей не в реальном времени; и передают сигналы управления по меньшей мере к одному БРУ, когда воспринимается отказ сигнала сети, работающей не в реальном времени.
23. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий далее следующие операции:

воспринимают отказ сигнала сети, работающей не в реальном времени; и передают сигналы управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, когда воспринимается отказ сигнала сети, работающей не в реальном времени.
24. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых воспринимают отказ сигнала сети реального времени и передают сигналы управления по меньшей мере к одному БРУ, когда воспринимается отказ сигнала сети реального времени.
25. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых воспринимают отказ сигнала сети реального времени и передают сигналы управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, когда воспринимается отказ сигнала сети реального времени.
26. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых воспринимают отказ сигнала данных датчиков и передают сигналы управления по меньшей мере к одному БРУ, когда воспринимается отказ сигнала данных датчиков.
27. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых воспринимают отказ сигнала данных датчиков и передают сигналы управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, когда воспринимается отказ сигнала данных датчиков.
28. Способ по п.16, в котором блок витого трубопровода содержит узел питания для подачи питания на остальные компоненты блока витого трубопровода, катушку витого трубопровода, инжекторную головку, монтажный кран и ПФ и в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых преобразуют и передают сигналы управления из управляющей станции по сети реального времени к одному или нескольким из БРУ узла питания, чтобы управлять работой узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, чтобы управлять работой катушки витого трубопровода, и БРУ инжекторной головки/ПФ, чтобы управлять работой инжекторной головки, монтажного крана и ПФ; и воспринимают данные датчиков и передают эти данные датчиков по сети реального времени из одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ к ЛПУ.
29. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых генерируют автоматические сигналы управления и передают автоматические сигналы управления к блоку витого трубопровода.
30. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых генерируют автоматические сигналы управления в ЛПУ и передают автоматические сигналы управления по меньшей мере к одному БРУ для автоматического управления блоком витого трубопровода.
31. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых генерируют автоматические сигналы управления в БРУ и передают автоматические сигналы управления по меньшей мере из одного БРУ для автоматического управления блоком витого трубопровода.
32. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ и локальной панели управления и вычисляют отказоустойчивые параметры и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления из локальной панели управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.
33. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких по меньшей мере из одного БРУ и локальной панели управления и вычисляют отказоустойчивые параметры и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления из ЛПУ по меньшей мере к одному БРУ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.

- 11 007346
34. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких по меньшей мере из одного БРУ и ЛПУ и вычисляют отказоустойчивые параметры и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления по меньшей мере из одного БРУ к другому БРУ по сети реального времени или ЛПУ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.
35. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ и ЛПУ и вычисляют отказоустойчивые параметры и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления из одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ к другому БРУ по сети реального времени или ЛПУ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.
36. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых сохраняют данные датчиков из одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ и ЛПУ в запоминающем устройстве и вычисляют отказоустойчивые параметры на основании сохраненных данных датчиков и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.
37. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых сохраняют данные датчиков по меньшей мере из одного БРУ и локальной панели управления в запоминающем устройстве и вычисляют отказоустойчивые параметры на основании сохраненных данных датчиков и сравнивают с заранее загруженным рабочим охватом и автоматически передают сигналы управления по меньшей мере к одному БРУ, когда заранее загруженный рабочий охват нарушается.
38. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых загружают рабочий охват в локальную панель управления;

передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ и ЛПУ и передают сигналы управления из ЛПУ к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ, когда рабочий охват нарушается.
39. Способ по п.16, в котором по меньшей мере один БРУ содержит БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ, содержащий также операции, на которых загружают рабочий охват в запоминающее устройство;

передают и совместно используют данные датчиков среди одного или нескольких из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ и ЛПУ и передают сигналы управления к одному или нескольким из БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода, БРУ инжекторной головки/ПФ, когда рабочий охват нарушается.
40. Способ по п.16, содержащий также операции, на которых отслеживают данные датчиков, включающие в себя характеристику блока витого трубопровода; сохраняют и накапливают эти данные датчиков, включающие в себя характеристику блока витого трубопровода; и генерируют замечания по эксплуатации и включают эти данные датчиков в отказоустойчивые рабочие охваты.
41. Система распределенного управления блоком витого трубопровода, причем блок витого трубопровода включает в себя узел питания и связанные с ним компоненты, катушку витого трубопровода и связанные с ней компоненты, инжекторную головку и связанные с ней компоненты и ПФ и связанные с ним компоненты, содержащая главную управляющую станцию, включающую в себя по меньшей мере одно устройство ввода и по меньшей мере одно устройство вывода, чтобы осуществлять работу блока витого трубопровода;

локальную панель управления (ЛПУ);

блок распределенного управления (БРУ) узла питания, чтобы управлять работой этого узла питания и связанных с ним компонентов;

БРУ катушки витого трубопровода, чтобы управлять работой этой катушки витого трубопровода и связанных с ней компонентов;

БРУ инжекторной головки/ПФ, чтобы управлять работой этой инжекторной головки и связанных с ней компонентов и ПФ и связанных с ним компонентов;

сеть, работающую не в реальном времени, для отправки сигналов между главной управляющей станцией и ЛПУ;

сеть реального времени для отправки сигналов между ЛПУ, БРУ узла питания, БРУ катушки витого трубопровода и БРУ инжекторной головки/ПФ.

- 12 007346
42. Система по п.41, в которой сеть, работающая не в реальном времени, представляет собой РФегпе!.
43. Система по п.41, в которой сеть, работающая не в реальном времени, представляет собой маркерное кольцо.
44. Система по п.41, в которой сеть реального времени представляет собой сеть области контроллера (СОК).
45. Система по п.41, в которой сеть реального времени использует также сеть датчиков, чтобы посылать сигналы датчиков от датчиков к ЛПУ.
46. Система по п.45, в которой сеть датчиков выбирается из группы, состоящей из интеллектуальной распределенной сети (ИРС) (8Ό8), Оеу1ееЫе1, ΡΚΘΗΙΒυδ и САЫореп.
47. Система по п.41, в которой главная управляющая станция располагается вблизи блока витого трубопровода, позволяя оператору визуально наблюдать работу блока витого трубопровода.
48. Система по п.47, содержащая также по меньшей мере одно устройство видеоввода, расположенное вблизи блока витого трубопровода, для отправки видеосигналов по меньшей мере на один электронный дисплей, расположенный вблизи главной управляющей станции.
49. Система по п.47, содержащая также по меньшей мере одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи блока витого трубопровода, для передачи звуковых сигналов от блока витого трубопровода по меньшей мере на одно устройство звукового ввода вблизи главной управляющей станции.
50. Система по п.41, содержащая также вспомогательную управляющую станцию, чтобы следить за работой оборудования.
51. Система по п.41, в которой главная управляющая станция располагается удаленно от блока витого трубопровода, так что оператор не может наблюдать работу этого блока витого трубопровода без дополнительной помощи видеокамеры или иного оптического устройства.
52. Система по п.51, содержащая также по меньшей мере одно устройство видеоввода, расположенное вблизи блока витого трубопровода, для отправки видеосигналов по меньшей мере на один электронный дисплей, расположенный вблизи главной управляющей станции.
53. Система по п.51, содержащая также по меньшей мере одно устройство звукового ввода, расположенное вблизи блока витого трубопровода, для передачи звуковых сигналов от блока витого трубо-