KR20160046838A - 해저 펌핑 장치 및 관련 방법 - Google Patents

해저 펌핑 장치 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

본 내용은 해저 펌핑 장치들과 관련 방법들을 포함한다. 일부 장치들은 각각 입구와 출구를 갖는 하나 이상의 해저 펌프들과, 각각 유압 유체를 입구로부터 출구로 소통시키기 위해 적어도 하나의 펌프를 작동시키도록 구성되어 있는 하나 이상의 모터들을 포함하며, 해저 펌핑 장치는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통하도록 구성된다. 일부 해저 펌핑 장치들은 유압 유체 중 적어도 일부를 생성하도록 구성된 탈염 시스템과, 펌프의 출구로부터의 유압 유체를 예를 들어 해저 환경, 저장소 및/또는 펌프의 입구로 선택적으로 보내도록 각각 구성되는 하나 이상의 밸브들과, 유압 유체의 적어도 일부를 저장하도록 구성되는 저장소를 포함한다. 일부 장치들은 유압 작동 디바이스에 직접 결합되도록 구성된다.

Description

해저 펌핑 장치 및 관련 방법{SUBSEA PUMPING APPARATUSES AND RELATED METHODS}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 8월 15일자로 출원된 발명의 명칭이 "폭발 방지기(BOP) 유압 디바이스를 위한 통합 모니터링, 제어 및 작동"인 미국 가출원 제61/866,483호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 내용과 상충되지 않는 범위에 대해 그 전문이 참조로 통합되어 있다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 해저 펌핑에 관한 것이며, 특히 비제한적인 방식에 의해 (예를 들어, 폭발 방지기(blowout preventer)의) 해저 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성되는 해저 펌핑 장치에 관한 것이다.
폭발 방지기는 유정 또는 가스정들을 밀봉, 제어 및/또는 감시하기 위해 사용되는, 일반적으로 적층체들에 중복적으로 설치되는 기계 디바이스이다. 통상적으로, 폭발 방지기는 예를 들어 램(ram)들, 애뉼러(annular)들, 축압기(accumulator)들, 테스트 밸브들, 킬(kill) 및/또는 초크(choke) 라인들 및/또는 밸브들, 라이저(riser) 커넥터들, 유압 커넥터들 및/또는 유사물 같은 다수의 구성요소들을 포함하며, 이들 중 다수는 유압식으로 작동될 수 있다.
통상적으로, 해저 유정에서, 이런 유압 작동은 표면 설비로부터 하나 이상의 유압 라인들을 통해 해저 폭발 방지기로 유압 유체를 펌핑함으로써 달성된다.
해저 펌프들의 예들은 미국 특허 제8,382,457호, 제8,500,419호 및 제8,083,501호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 해저 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성되는 해저 펌핑 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 하나 이상의 커넥터들(예를 들어, 유압 스태브(stab)들, 인터페이스 포트들 및/또는 유사물) 및/또는 프레임 및/또는 하우징을 통해, 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스에 직접적으로 결합 및/또는 직접적으로 유체 소통하도록(예를 들어, 따라서, 해저부 위에 배치되도록) 구성된다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 예를 들어 역삼투 멤브레인 및 해수가 멤브레인을 지나가게 하도록 구성된 펌프를 갖는 탈염 시스템을 통해 유압 유체의 해저 생성을 가능하게 하도록 구성된다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은, 펌프의 출구와 각각 유체 소통하며 출구로부터 출구의 내부 압력보다 낮은 압력을 갖는 영역(예를 들어, 해저 환경, 저장소, 펌프의 입구 및/또는 유사물)으로 유압 유체를 보내도록 구성되는 하나 이상의 밸브들을 통해, 펌프로부터의 유압 유체 유동에 대한 부하의 감소 및/또는 펌프로부터의 유압 유체 유동의 제어 및/또는 출구의 내부 압력의 감소를 허용하도록 구성된다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 적어도 하나의 펌프와 유체 소통하는 유체 저장소를 통해 유압 유체를 해저에 저장하도록 구성된다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 입구와 출구를 각각 갖는 하나 이상의 해저 펌프들과, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 모터들을 포함하며, 해저 펌핑 장치는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 유압 작동 디바이스는 램, 애뉼러, 커넥터 및 페일세이프 밸브 기능 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예들에서, 유압 유체는 해수, 탈염수, 처리수 및 오일 기반 유체 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 각각 유체 소통하는 하나 이상의 유압 스태브들을 포함하며, 해저 펌핑 장치는 하나 이상의 유압 스태브들을 통해 분출 방치기의 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통되도록 구성된다.
일부 실시예들은 유압 유체의 적어도 일부를 생성하도록 해수를 탈염하도록 구성된 탈염 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에서, 탈염 시스템은 역삼투 멤브레인과, 유압 유체를 생성하기 위해 해수가 멤브레인을 지나가게 하도록 구성된 펌프를 포함한다.
일부 실시예들은 하나 이상의 밸브들을 포함하고, 이들 밸브들은 각각 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 출구와 유체 소통하며, 유압 유체를 출구로부터 해저 환경, 저장소 및 펌프의 입구 중 적어도 하나로 선택적으로 보내도록 구성된다.
일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 유체 소통하는 유체 저장소를 포함하고, 유체 저장소는 유압 유체의 적어도 일부를 저장하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 유체 저장부는 축압기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 유체 저장소는 유체 저장소의 내부 체적을 변화시키도록 구성된 피스톤을 포함하고, 피스톤은 해수에 노출되는 표면을 갖는다. 일부 실시예들에서, 유체 저장소는 가요성 블래더를 포함한다. 일부 실시예들에서, 유체 저장소는 주위 압력 저장소를 포함한다.
일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 출구와 유체 소통하는 유체 레일을 포함한다. 일부 실시예들은 해저 펌핑 장치로부터 유압 작동 디바이스로 유압 유체를 1 이상의 압력으로 전달하도록 구성되는 하나 이상의 조정기들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 유압 유체의 적어도 일부는 표면 상에 저장된다. 일부 실시예들은 유압 커넥터를 포함하며, 유압 커넥터는 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 유체 소통하며, 해저 펌핑 장치에 유압 유체의 적어도 일부를 공급하기 위해 강성 도관과 핫 라인 중 적어도 하나에 결합되도록 구성된다.
일부 실시예들은 유압 유체의 적어도 일부에 도핑제를 공급하도록 구성되는 처리 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에서, 처리 시스템은 유압 유체에 도핑제를 공급하도록 구성되는 도핑제 펌프를 포함한다. 일부 실시예들에서, 처리 시스템은 도핑제의 적어도 일부를 저장하도록 구성된 도핑제 저장부를 포함한다.
일부 실시예들은 유압 유체를 필터링하도록 구성된 필터링 시스템을 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터링 시스템은 필터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터링 시스템은 펌프를 포함한다. 일부 실시예들에서, 필터링 시스템은 필터링 시스템의 적어도 일부 주위로 유체를 선택적으로 전환시키도록 구성된 우회 밸브를 포함한다. 일부 실시예들은 유압 유체의 적어도 일부를 UV 광에 노출시키도록 구성되는 자외선(UV) 광원을 포함한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 피스톤 펌프, 다이아프램 펌프, 원심 펌프, 베인 펌프, 기어 펌프, 게로터 펌프(gerotor pump) 또는 스크류 펌프를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 정용량형 펌프(fixed displacement pump)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 양방향 펌프를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 출구는 적어도 하나의 다른 펌프와 유체 소통한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들은 2개의 펌프들을 포함한다. 일부 실시예들은 유체 충전 펌프 챔버를 포함하며, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나가 펌프 챔버 내에 배치된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 동기 교류(AC) 모터, 비동기 AC 모터, 브러시형(brusher) 직류(DC) 모터, 브러시리스 DC 모터 또는 영구 자석 DC 모터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 하나 이상의 펌프들 중 적어도 2개의 모터들을 작동시키도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 기어 박스를 통해 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 결합된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 직접 결합되어서, 모터의 샤프트 밀봉부도 펌프의 샤프트 밀봉부도 해저 환경에 노출되지 않는다.
일부 실시예들은, 해저 펌핑 장치에 결합되며 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나에 전력을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 배터리들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 배터리들은 하나 이상의 모터들의 대부분에 전력을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들은 대기압 용기를 포함하고, 하나 이상의 배터리들 중 적어도 하나가 이 대기압 용기 내에 배치된다. 일부 실시예들은 압력 보상 유체 충전 챔버를 포함하고, 하나 이상의 배터리들 중 적어도 하나가 유체 충전 챔버 내에 배치된다.
일부 실시예들은, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하며 해저 펌핑 장치에 전력을 제공하기 위해 보조 케이블에 결합되도록 구성된 전기 커넥터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 전기 커넥터는 유도 커플러를 포함한다.
일부 실시예들은 본 발명의 해저 펌핑 장치들 중 다른 것에 직접 결합되도록 구성된다. 일부 실시예들은 폭발 방지기에 직접 결합되도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 해저 펌핑 장치의 적어도 일부는 원격 작동 수중 차량(ROV)에 의해 회수될 수 있도록 구성된다. 일부 실시예들은 해저 펌핑 장치의 전기 또는 유압 ROV 제어 중 적어도 하나를 가능하게 하도록 구성된 하나 이상의 ROV 스태브를 포함한다.
일부 실시예들은 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 하나 이상의 모터 제어기를 포함하며, 각 모터 제어기는 하나 이상의 모터 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하며, 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터 제어기들 중 적어도 하나는 선택적으로 모터를 활성화 및 비활성화함으로써 모터의 속도를 조절하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 모터 제어기들 중 적어도 하나는 적어도 3개의 사전 결정된 속도들로부터 선택된 속도로 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록 구성된다.
일부 실시예들은 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 하나 이상의 밸브 제어기들을 포함하며, 각 밸브 제어기는 하나 이상의 밸브들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하고, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브의 위치를 선택적으로 변화시킴으로써 펌프의 출력을 조절하도록 구성된다.
일부 실시예들은 해저 펌핑 장치에 결합되어 압력, 유량, 온도, 전도성, pH, 위치, 속도, 가속도, 전류 및 전압 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포착하도록 구성되는 하나 이상의 센서들을 포함한다. 일부 실시예들은 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 데이터를 나타내는 신호를 통신하기 위한 회로를 포함한다. 일부 실시예들은 회로에 결합된 메모리를 포함한다.
일부 실시예들은 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나 및 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나 중에서 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나, 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나, 유압 작동 디바이스 및 폭발 방지기 중 적어도 하나를 포함하는 하나 이상의 구성요소와 연관된 비정상적 동작을 검출하고, 하나 이상의 구성요소들의 진단 분석을 수행하고, 진단 분석의 결과 및 검출된 비정상적 동작 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 구성요소들을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예들은 프로세서에 결합된 메모리를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 해상 제어 인터페이스와 전기적으로 소통하도록 구성된다. 일부 실시예들은 프로세서에 전력을 공급하도록 구성된 배터리를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 해저 펌핑 장치에 결합된다.
본 발명의 중복적 압력 시스템들의 일부 실시예들은 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성된 강성 도관을 포함하는 제1 유동 소스와 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성된 본 발명의 해저 펌핑 장치들 중 하나 이상을 포함하는 제2 유동 소스를 포함하며, 제1 및 제2 유동 소스들은 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 동시에 공급하도록 구성된다.
해저 펌핑 장치에 배치된 다수의 해저 펌프들을 작동시키기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 보조 케이블로부터의 전력을 통해 적어도 제1 펌프를 작동시키는 단계와, 해저 펌핑 장치 상에 배치된 배터리로부터의 전력을 통해 적어도 제2 펌프를 작동시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들은 제1 보조 케이블에 의해 제공되는 제1 레벨의 동력으로 적어도 제1 펌프를 작동시키는 단계와, 제2 보조 케이블에 의해 제공되는 제2 레벨의 동력으로 적어도 제2 펌프를 작동시키는 단계를 포함하며, 제1 레벨의 동력은 제2 레벨의 동력과 같거나 그보다 크다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 펌프는 적어도 하나의 다른 펌프와 직렬이다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 펌프는 적어도 하나의 다른 펌프와 병렬이다.
해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 해저 펌프들을 작동시키기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 출구로부터 유압 유체를 전환시키도록 해저 펌핑 장치의 밸브를 작동시키는 단계와, 해저 환경, 저장소 및 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 입구 중 적어도 하나로 전환된 유압 유체를 보내는 단계를 포함한다.
해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 해저 펌프들을 작동시키기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 구성된 적어도 하나의 모터를 선택적으로 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함한다.
유압 작동 디바이스를 작동시키기 위한 유압 유체의 해저 생성을 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 유압 유체를 생성하기 위해 해저 멤브레인을 통해 해수를 펌핑하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들은 유압 유체의 적어도 일부와 도핑제를 혼합하는 단계를 포함한다.
유압 작동 디바이스를 작동시키기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 펌프들을 사용하여 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 펌프들은 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통한다. 일부 실시예들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 결합된 모터의 속도를 변화시킴으로써 유압 작동 디바이스의 작동 속도를 변화시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 양방향 유압 펌프이다.
해저 유압 시스템 내의 압력을 제어하기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 해저 유압 시스템으로부터 유압 유체 누설의 양을 결정하는 단계와, 하나 이상의 해저 펌프들로 유압 유체 누설의 양과 실질적으로 일치하는 유압 유체의 양을 해저 유압 시스템에 제공하는 단계를 포함한다.
다수의 모터 작동 해저 펌프들을 제어하기 위한 본 발명의 방법들의 일부 실시예들은 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 제1 모터의 가동시간을 기록하는 단계와, 기록된 가동 시간이 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우 제1 모터를 비활성화하고, 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들은 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수를 기록하는 단계와, 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우 제2 사전 결정된 시간 기간 동안 제1 모터 대신 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 실시예는 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 모터의 모터 활성화들의 횟수를 기록하는 단계와, 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 모터의 모터 활성화의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우, 모터가 활성화되어 있다면, 제2 사전 결정된 시간 기간 동안 모터를 비활성화하지 않는 단계를 포함한다.
본 내용에서 사용될 때, 용어 "폭발 방지기"는 단일 폭발 방지기 뿐만 아니라 하나보다 많은 폭발 방지기를 포함할 수 있는 폭발 방지기 조립체(예를 들어, 폭발 방지기 스택)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 펌핑 장치들의 및/또는 그에 적합한 유압 유체들은 예를 들어, 해수, 탈염수, 처리수, 오일 기반 유체, 그 혼합물들, 합성 유체들, 플랜트 기반 유체들 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 유체를 포함할 수 있다.
용어 "결합된"은 연결된 것으로 규정되며, 직접적일 필요도 없고 기계적일 필요도 없다. 단수 표현은 본 내용에서 달리 명시적으로 요구되지 않는 한 하나 이상으로서 규정된다. 용어 "실질적으로"는 본 기술 분야의 통상적 숙련자가 이해하는 바와 같이, 큰 부분이지만, 반드시 특정된 바의 전체일 필요는 없는 것으로 규정된다(그리고, 특정된 바를 포함한다; 예를 들어 실질적으로 90도는 90도를 포함하고, 실질적으로 평행한은 평행한을 포함한다). 임의의 개시된 실시예에서, 용어 "실질적으로" 및 "대략"은 "특정된 바의 [백분율] 이내"로 치환될 수 있으며, 여기서, 이 백분율은 0.1, 1, 5 및 10%를 포함한다.
또한, 특정 방식으로 구성된 디바이스 또는 시스템은 적어도 해당 방식으로 구성되지만, 또한, 특정하게 설명된 것들 이외의 다른 방식으로 구성될 수도 있다.
용어 "포함하다"(그리고, "포함하고" 및 "포함하는" 같은 포함하다의 임의의 다른 형태), "갖는다"(그리고, "갖고" 및 "갖는" 같은 갖는다의 임의의 다른 형태), "구비하다"(그리고, "구비하고" 및 "구비하는" 같은 구비하다의 임의의 다른 형태) 및 "함유하다"(그리고, "함유하고" 및 "함유하는" 같은 함유하다의 임의의 다른 형태)는 개방단 연결 동사들이다. 결과적으로, 하나 이상의 요소들을 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "함유하는" 장치는 그들 하나 이상의 요소들을 소유하지만 단지 이들 요소들만을 소유하는 것에 한정되지는 않는다. 유사하게, 하나 이상의 단계들을 "포함하는", "갖는", "구비하는" 또는 "함유하는" 방법은 하나 이상의 이들 단계들을 소유하지만, 단지 이들 하나 이상의 단계들을 소유하는 것에만 한정되지는 않는다.
임의의 장치들, 시스템들 및 방법들의 임의의 실시예는 설명된 단계들, 요소들 및/또는 특징들로 구성되거나 본질적으로 이들로 구성될 수 있다(이들을 포함하는/갖는/함유하는/구비하는 대신). 따라서, 임의의 청구항에서, 용어 "~로 구성되는" 또는 "~로 본질적으로 구성되는"은 달리 개방단 연결 동사를 사용한 청구항으로부터 주어진 청구항의 범주를 변경하기 위해 앞서 인용한 임의의 개방단 연결 동사들을 대체할 수 있다.
일 실시예의 특징 또는 특징들은 실시예들의 본성이나 본 내용에 의해 명시적으로 금지되지 않는 한, 설명되거나 예시되어 있지 않은 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
상술한 실시예들 및 다른 실시예들과 연계된 일부 세부사항들이 후술된다.
이하의 도면들은 예를 들어, 그리고, 비제한적으로 예시한다. 간결성 및 명료성을 위해, 주어진 구조의 모든 특징은 항상 해당 구조가 나타나는 모든 도면에 표시되어 있는 것은 아니다. 동일한 도면 부호들은 반드시 동일한 구조를 나타내는 것은 아니다. 대신, 유사한 특징 또는 유사한 기능성을 갖는 특징을 나타내기 위해 동일한 도면 부호가 사용되며, 동일하지 않은 도면 부호들도 마찬가지이다. 도면들은 (달리 언급되지 않는 한) 비례적으로 그려져 있으며, 이는 도시된 요소들의 크기들이 적어도 도면들에 도시된 실시예에 대하여 서로 상대적으로 정확하다는 것을 의미한다.
도 1a는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제1 실시예의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 펌핑 장치의 측면도이다.
도 1c 및 도 1d는 각각 도 1a의 펌핑 장치의 정면도 및 배면도이다.
도 1e는 도 1a의 펌핑 장치의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 모터 구성의 도면이다.
도 2b는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 모터 구성의 도면이다.
도 3a는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 밸브 구성의 도면이다.
도 3b는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 밸브 구성의 도면이다.
도 4a는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제2 실시예의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 펌핑 장치의 측면도이다.
도 4c 및 도 4d는 각각 도 4a의 펌핑 장치의 정면도 및 배면도이다.
도 4e는 도 4a의 펌핑 장치의 부분 절단 평면도이다.
도 5a는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 유체 저장소의 측단면도이다.
도 5b는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 유체 저장소의 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 탈염 시스템 및 처리 시스템의 도면이다.
도 7a는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제3 실시예의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 펌핑 장치의 측면도이다.
도 7c 및 도 7d는 각각 도 7a의 펌핑 장치의 정면도 및 측면도이다.
도 7e는 도 7a의 펌핑 장치의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제4 실시예의 도면이다.
도 9는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제5 실시예의 도면이다.
이제 도면들, 더 구체적으로는 도 1a 내지 도 1e를 참조하면, 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제1 실시예가 여기에 도시되어 도면 부호 10a로 표시되어 있다. 도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10a)는 하나 이상의 해저 펌프(14)들을 포함하고, 이들 각각은 입구(18)와 출구(22)를 갖는다. 본 실시예에서, 펌핑 장치(10a)는 4(4개) 펌프들을 포함하지만, 본 발명의 펌핑 장치들의 다른 실시예들은 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 더 많은 펌프들 같은 임의의 적절한 수의 펌프들을 포함할 수 있다. 본 발명의 펌핑 장치들의 임의의 펌프는 예를 들어 용적형 펌프(예를 들어, 엑시얼 피스톤 펌프, 레디얼 피스톤 펌프, 듀플렉스, 트리플렉스, 퀸터플렉스 또는 유사 피스톤/플런저 펌프 같은 피스톤 펌프, 다이아프램 펌프, 기어 펌프, 베인 펌프, 스크류 펌프, 게로터 펌프 및/또는 유사물), 속도 펌프(예를 들어, 원심 펌프 및/또는 유사물) 같은 임의의 적절한 펌프를 포함할 수 있고, 각 펌프는 유형, 크기, 구성 및/또는 유사사항이 펌프들 중 임의의 다른 펌프들과 동일할 필요는 없다. 다른 예에 대하여, 펌프(14)들 중 하나 이상은 가변 용량형 또는 정용량형, 단방향 또는 양방향 및/또는 압력 보상 또는 비 압력 보상식일 수 있다. 또 다른 예에서, 펌프(14)들 중 하나 이상은 양방향 펌프, 오버-센터 펌프 및/또는 모드 절환 펌프일 수 있다. 본 발명의 장치들 및 펌프들은 임의의 적절한 유량 및/또는 압력에서 유압 유체를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 장치들 및/또는 펌프들의 일부 실시예들은 3 gpm(gallons per minute)과 130 gpm 사이 또는 그 이상의 유량과, 500 psig(pounds per square inch gauge)와 5,000 psig 사이 또는 그 이상의 압력에서 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10a)는 예를 들어, 램, 애뉼러, 축압기, 테스트 밸브, 페일세이프 밸브, 킬 및/또는 초크 라인 및/또는 밸브, 라이저 조인트, 유압 커넥터 및/또는 유사물 같은 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 이런 유체 소통은 예를 들어 임의의 적절한 커넥터(예를 들어, 더 상세히 후술된 스태브(46)들, 인터페이스 포트(26)들 및/또는 유사물)를 통해 해저 펌핑 장치에 연결될 수 있는 유압 작동 디바이스와 해저 펌핑 장치 사이에 배치된 하나 이상의 도관(고정식이든 제거 가능하든, 그리고, 강성적이든 가요성이든)들을 통해 용이해질 수 있다.
본 실시예에서, 펌핑 장치(10a)는 하나 이상의 모터(30)들을 포함하고, 이들 각각은 펌프 입구(18)로부터 펌프 출구(22)로 유압 유체를 소통시키기 위하여 적어도 하나의 펌프(14)를 작동시키도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 하나 이상의 모터(30)들 각각은 전기적으로 작동되지만, 다른 실시예들에서, 하나 이상의 모터들 중 임의의 수가 유압식으로 및/또는 전기적으로 작동될 수 있다. 하나 이상의 전기 모터(예를 들어, 10a)들을 포함하는 실시예들에서, 임의의 전기 모터는 예를 들어 동기 교류(AC) 모터, 비동기 AC 모터, 브러시형 직류(DC) 모터, 브러시리스 DC 모터, 영구 자석 DC 모터 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 전기 모터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모터(30)들 중 적어도 하나는 압력 보상식이다.
도시된 실시예에서, 적어도 하나의 모터(30)는 적어도 하나의 펌프(14)에 직접 결합된다. 일부 실시예들에서, 이런 직접 결합은 펌프의 샤프트 밀봉부 및 모터의 샤프트 밀봉부 중 어느 쪽도 해저 환경에 노출되지 않도록 이루어진다. 예를 들어, 모터의 일부가 펌프의 일부에 걸쳐 연장하도록 구성될 수 있고, 펌프의 일부가 모터의 일부에 걸쳐 연장하도록 구성될 수 있고, 및/또는 모터와 펌프 사이의 인터페이스가 밀봉될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이런 직접 결합은 자기 결합을 통해 용이하게 될 수 있다. 예를 들어, 모터 및/또는 펌프의 적어도 일부는 자성적일 수 있고, 모터로부터의 토크들 및/또는 작동력들이 펌프에 자성적으로 전달될 수 있다. 이들 실시예들에서, 모터 및/또는 펌프는 해저 환경으로부터 실질적으로 밀봉될 수 있다(예를 들어, 모터와 펌프 사이의 자기 결합을 실질적으로 중단시키지 않는 재료에 의해). 이러한 방식으로, 펌프 및/또는 모터의 밀봉부 및/또는 회전가능한 샤프트는 실질적으로 해저 환경으로부터 밀봉될 수 있으면서, 동시에, 모터로부터 펌프로 작동력들 및/또는 토크들이 자기적으로 전달될 수 있게 한다.
일부 실시예들에서, 적어도 하나의 모터(30)는 펌프(14)의 입구(18) 및/또는 출구(22)와 유체 소통하는 유체 통로를 포함하는 하우징을 갖는다. 이러한 방식으로, 펌프에 의해 유도된 유압 유체 유동은 모터의 유체 통로를 통과할 수 있다(예를 들어, 모터 냉각을 촉진하도록).
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 펌핑 장치(예를 들어, 10a)들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 모터 구성들의 두 가지 예시적 예들의 도면들이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)는 적어도 하나의 다른 펌프(14)의 출구(22)와 유체 소통한다(예를 들어, 적어도 2개의 펌프들이 병렬로 배치되며, 이는 정점 펌핑 파워 소비의 감소 및/또는 펌프 이중안전 수준을 제공할 수 있다). 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 모터(30)가 적어도 2개의 펌프(14)들을 작동시키도록 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 하나 이상의 원웨이 및/또는 온-오프 밸브들(34)이 적어도 하나의 펌프의 출구(22)와 유체 소통으로 배치되며 역류(펌프의 입구에 진입하는 유동)를 방지하도록 구성된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)는 적어도 하나의 다른 펌프(14)의 입구(18)와 유체 소통한다(예를 들어, 적어도 2개의 펌프들이 예를 들어 직렬로 배치되어 계단식 펌핑을 통해 유압 유체 압력을 증가시킨다). 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 모터(30)는 단일 펌프(14)를 작동시키도록 구성된다. 도시된 예에서, 적어도 하나의 모터(30)는 가변 비율 구동부(32)(예를 들어, 기어들, 롤러들, 벨트들 및/또는 유사물을 포함하든 그렇지 않든 예를 들어 유성기어 박스 및/또는 유사물 같은 기계적 가변 비율 구동부, 유압 가변 비율 구동부 및/또는 유사물)를 통해 펌프(14)에 결합된다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 펌프 및 모터 구성들은 단지 예로서 도시되어 있으며, 다른 것을 배제하지는 않는다. 예를 들어, 본 발명의 펌핑 장치들은 직렬로 배치된 2개 이상의 펌프(14)들, 병렬로 배치된 2개 이상의 펌프들, 그 임의의 조합 및/또는 임의의 다른 적절한 구성을 포함할 수 있다. 다른 예에 대하여, 본 발명의 펌핑 장치들은 단일 모터(30)(예를 들어, 또는 모터들의 그룹)에 의해 작동되는 2개 이상의 펌프들, 단일 모터(예를 들어, 또는 모터들의 그룹)에 의해 작동되는 단일 펌프, 그 임의의 조합 및/또는 임의의 다른 적절한 구성을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 밀봉된 유체 충전된 펌프 챔버(36)(예를 들어, 압력 보상될 수 있음)를 포함한다. 이들 실시예들에서, 펌프들 및/또는 모터들 중 적어도 하나는 펌프 챔버 내에 배치된다(예를 들어, 해저 환경으로부터 모터 및/또는 펌프를 차폐하기 위해). 일부 실시예들에서, 펌프들 및/또는 모터들 중 적어도 하나는 유사한 차폐 및/또는 보호를 제공하도록 유압 유체 저장소(예를 들어, 더 상세히 후술되는 50) 내에 배치된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 펌핑 장치(예를 들어, 10a)들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 펌프 및 밸브 구성들의 2개의 예시적 예들의 도면들이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 펌핑 장치들은 하나 이상의 밸브(38)들을 포함할 수 있고, 이들 각각은 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)와 유체 소통하며 출구(22)로부터 유압 유체를 선택적으로 전환 및/또는 보내도록 구성된다. 임의의 밸브(38)는 예를 들어 2방 포핏 밸브, 3방 비례 언로더 밸브, 릴리프 밸브, 조정 밸브, 언로딩 밸브 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 밸브를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 3a에서, 밸브(38)는 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)로부터의 유압 유체를 해저 환경 및/또는 저장소에 전환 및/또는 보내도록 구성될 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 밸브(38)는 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)로부터의 유압 유체를 펌프의 입구(18)로 선택적으로 전환 및/또는 보내도록 구성될 수 있다. 펌프 출구 내의 압력은 주변 해저 환경의 주위 압력 및/또는 저장소 내의 및/또는 펌프 입구 내의 압력보다 높을 수 있다. 따라서, 이들 실시예들에서, 하나 이상의 밸브(38)들은 펌프 및/또는 모터 상의 부하를 감소시키고(예를 들어, 모터 및/또는 펌프 시동 동안), 해저 펌핑 장치의 일부 내의 및/또는 펌프 출구 및/또는 펌프 내의 압력을 완화시키고, 및/또는 출구를 벗어나는 유압 유체의 유량 및/또는 압력을 조정하도록 구성될 수 있다.
도 1a 내지 도 1e를 다시 참조하면, 도시된 실시예에서, 해저 펌핑 장치(10a)는 해저 펌핑 장치의 구성요소들(예를 들어, 펌프(14)들, 모터(30)들, 밸브(34 및/또는 38)들, 인터페이스 포트(26)들, 커넥터(28)들, 도관들, 후술된 다른 구성요소들 및/또는 유사물)을 수납, 안전화 및/또는 격리시키도록 구성된 프레임(42)을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 하나 이상의 모터(예를 들어, 그리고, 연계된 펌프(14))들은 프레임(42) 내에(예를 들어, 대체로 수직 배향으로), 그리고 종방향으로 서로 상에 배치된다. 다른 예에 대하여, 본 실시예에서, 각 모터(30)는 하나 이상의 모터 장착부(44)들을 통해 각 다른 모터에 독립적으로 프레임(42)에 결합된다. 이 방식으로, 프레임(42)은 다른 모터들 및/또는 펌프들에 의해 유도될 수 있는 진동들로부터 각 모터(30)(예를 들어, 그리고, 연계된 펌프(14)들)의 격리를 촉진한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 프레임(42)은 생략될 수 있고, 도관들, 구성요소들, 구성요소 하우징들 및/또는 유사물이 펌핑 조립체 내의 구성요소들을 위치설정 및/또는 안전화하도록 기능할 수 있다.
본 실시예에서, 펌핑 장치(10a)는 폭발 방지기에 및/또는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스에 직접 결합되도록 구성된다(예를 들어, 프레임(42), 인터페이스 포트(26)들, 커넥터(28)들, 스태브(46)들(더 상세히 후술됨) 및/또는 유사물을 통해)(예를 들어, 펌핑 장치(10a)는 해저 위쪽에 배치되도록 구성된다). 도시된 실시예에서, 해저 펌핑 장치(10a)의 적어도 일부(예를 들어, 그 전부까지, 그리고, 그 전부를 포함하여)는 원격 작동 수중 장치(ROV)에 의해 회수될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, ROV는 예를 들어, 프레임(42)의 일부분의 조작에 의해 펌핑 장치(10)를 조작할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프레임(42)은 관형 부재들을 포함한다. 이들 실시예들에서, 이런 관형 부재들은 모터(30)들, 펌프(14)들, 다른 구성요소들 및/또는 유사물을 위한 구조적 지지부를 제공할 수 있고 및/또는 유압 및/또는 전기 도관들로서 구성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 펌핑 장치들의 제2 실시예(10b)의 다양한 도면들을 도시한다. 본 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는 하나 이상의 유압 스태브(46)들을 포함한다. 본 발명의 스태브(46)들은 암형 또는 수형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 스태브(46)들은 해저 펌핑 장치의 유압 ROV 제어(예를 들어, 펌프, 모터 및/또는 유사물의 ROV 제어)를 가능하게 하도록 구성된다(예를 들어, 그리고, 커넥터(28)들은 해저 펌핑 장치의 전기적 ROV 제어를 가능하게 하도록 구성될 수 있다). 도시된 실시예에서, 스태브(46)들은 하나 이상의 펌프(14)들 중 적어도 하나와 유체 소통된다. 펌핑 장치(10a)에서, 스태브(46)들은 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통하는 것을 용이하게 하도록 구성된다(예를 들어, 및/또는 이런 기능성은 인터페이스 포트(26)들 및/또는 유사물을 통해 촉진될 수 있다).
예를 들어, 유압 작동 디바이스를 작동시키기 위한 본 발명의 방법들 중 일부는 해저 펌핑 장치(예를 들어, 10b) 상에 배치된 하나 이상의 펌프(예를 들어, 14)들을 사용하여 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하는 것을 포함하며, 하나 이상의 펌프들은 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통한다(예를 들어, 스태브(46)들을 통해 및/또는 유압 작동 디바이스와 펌핑 장치 사이에 어떠한 개입 밸브들, 작동기들 및/또는 유사물들도 없이)(예를 들어, 유압 작동 디바이스의 용적 제어된 작동을 가능하게 하도록). 예를 들어, 일부 실시예들에서, 펌핑 장치(예를 들어, 또는 그 펌프(14))의 입구와 펌핑 장치(예를 들어, 또는 그 펌프(14))의 출구는 유압 작동 디바이스의 용적 제어된 작동을 가능하게 하도록 예를 들어 초크 또는 킬 밸브 같은 유압 작동 디바이스의 개방 챔버 및 폐쇄 챔버에 직접적으로 각각 결합될 수 있다. 일부 방법들은 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 결합된 모터(예를 들어, 30)의 속도를 변화시킴으로써(예를 들어, 더 상세히 후술된 하나 이상의 모터 제어기(174)들을 통해) 및/또는 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 출구(예를 들어, 22)와 유체 소통하는 밸브(예를 들어, 38)의 위치를 변화시킴으로써(예를 들어, 더 상세히 후술되어 있는 하나 이상의 밸브 제어기들을 통해) 유압 작동 디바이스의 작동 속도를 변화시키는 것을 포함한다. 일부 방법들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 양방향 유압 펌프이다. 이런 실시예들에서, 적어도 하나의 양방향 유압 펌프는 제1 방향으로 디바이스의 작동을 유발하도록 제1 방향으로 작동될 수 있고, 제2 방향으로 디바이스의 작동을 유발하도록 제2 방향으로 작동될 수 있다. 일부 방법들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 오버-센터 가변 용량형 펌프(variable displacement pump)이다. 일부 방법들에서, 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 모드 절환식 펌프이다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는 적어도 하나의 펌프(14)와 유체 소통하는 유체 저장소(50)를 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 유체 저장소(50)는 유압 유체(예를 들어, 유압 작동 디바이스의 복귀 라인으로부터, 강성 도관 및/또는 핫 라인으로부터, 탈염 및/또는 처리 시스템으로부터 및/또는 유사물로부터 수용됨)를 저장하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 유체 저장소(50)는 펌핑 장치(10b)의 일부 및/또는 구성요소, 다른 저장소 및/또는 유사물로부터 오버플로우 유압 유체를 저장하도록 구성된다(예를 들어, 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 오버플로우 릴리프 밸브(52)를 포함할 수 있다).
일부 실시예들에서, 유체 저장소(50)는 축압기(예를 들어, 유압 유체를 저장하기 위한)이다. 일부 실시예들은 다수의 축압기(예를 들어, 가압된 유압 유체를 저장하기 위해 유체 저장소(50)로서 구성되든 그렇지 않든)들을 포함한다(예를 들어, 병렬 및/또는 직렬로 구성됨). 일부 실시예들에서, 축압기들은 유압 유량 및/또는 압력 스파이크들의 감소를 용이하게 할 수 있고 및/또는 펌프(14)에 의해 제공된 가압된 유압 유체에 추가하여 또는 그 대신에 가압된 유압 유체를 제공할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 유체 저장소(50a)의 일 예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 유체 저장소(50a)는 저장소의 내부 체적을 변화시키도록 구성된 피스톤(54)을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 저장소(50a)는 해수를 수용하도록 구성된 제1 부분(58)과 유압 유체를 저장하도록 구성된 제2 부분(62)을 형성하며, 제1 및 제2 부분들은 활주 가능한 피스톤(54)에 의해 분리되어 있다(예를 들어, 피스톤은 하나 이상의 스프링들을 통해 제1 부분(58) 및/또는 제2 부분(62)을 향해 편향될 수 있다). 도시된 실시예에서, 피스톤(54)의 표면(66)은 해수에 노출될 수 있으며(예를 들어, 제1 부분(58) 내에서), 이는 벤트 또는 개구(70)를 통해 제1 부분에 진입 및/또는 제1 부분을 벗어날 수 있다. 도시된 실시예에서, 조대형 필터(74)가 제1 부분(58)과 해저 환경 사이에 배치된다(예를 들어, 벤트 또는 개구(70) 위에서)(예를 들어, 이는 입자들 및/또는 오염물들의 저장소(50a) 내로의 바람직하지 못한 진입을 최소화할 수 있다). 본 실시예에서, 피스톤(54)은 제1 부분(58) 내의 압력이 제2 부분(62) 내의 압력과 실질적으로 동일할 때까지 저장소 내에서 활주식으로 변위될 수 있다(예를 들어, 표면(66) 상에 작용하는 수압에 의해). 도시된 실시예에서, 저장소(50a)는 유압 유체를 제2 부분(62) 내로 및/또는 외부로 유동시키도록 구성된 연결부(78)를 포함한다.
도 5b는 본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들에 사용하기에 적합한 유체 저장소(50b)의 일 예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 유체 저장소(50b)는 가요성 블래더(82)(예를 들어, 탄성적이든 및/또는 비탄성적이든)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 가요성 블래더(82)는 가요성 블래더의 벽이 저장소(50b)의 내부의 2개의 부분을 형성하도록 유체 저장소(50b) 내에 배치되며, 이 2개의 부분은 블래더(82) 내의 제1 부분(86) 및 블래더 외측의 제2 부분(90)이다. 도시된 실시예에서, 제1 부분(86)(예를 들어, 가요성 블래더(82))은 제2 부분(90)의 내부 압력을 변화시키기 위해 해수를 수용하도록 구성되며(예를 들어, 벤트 또는 개구(94)를 통해 제1 부분(86)에 진입 및/또는 그로부터 빠져나올 수 있으며); 그러나, 다른 실시예들에서, 제1 부분(86)(예를 들어, 가요성 블래더(82))은 유압 유체를 저장하도록 구성될 수 있고, 제2 부분(90)은 제1 부분의 내부 압력을 변화시키도록 해수를 수용하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 해수가 제1 부분(86)에 진입함에 따라서, 가요성 블래더(82)는 제1 부분 내의 압력이 실질적으로 제2 부분(90) 내의 압력과 실질적으로 같아질 때까지 팽창(예를 들어, 탄성적인 경우) 및/또는 다른 방식으로 변위될 수 있다. 도시된 바와 같이, 조대형 필터(98)가 제1 부분(86)과 해저 환경 사이에 배치된다(예를 들어, 벤트 또는 개구(94) 위에서)(예를 들어, 이는 저장소(50b) 내로 입자들 및/또는 다른 오염물들의 원치않는 진입을 최소화할 수 있다). 도시된 실시예에서, 저장소(50b)는 제2 부분(90)의 내로 및/또는 외부로의 유압 유체 유동을 가능하게 하도록 구성된 연결부(102)를 포함한다. 본 실시예에서, 유체 저장소(50b)는 연결부(102)의 외부로의 블래더(82)의 압출을 방지하도록 구성된 압출방지 포핏 밸브(106)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 유압 유체의 적어도 일부는 해상에 저장될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는 유압 커넥터(예를 들어, 인터페이스 포트(26), 스태브(46) 및/또는 유사물)를 포함하며, 이 유압 커넥터는 하나 이상의 펌프(14)들 중 적어도 하나와 유체 소통하고 해상으로부터 해저 펌핑 장치로 유압 유체의 적어도 일부를 공급하도록 강성 도관 및 핫 라인 중 적어도 하나에 결합되도록 구성된다.
도 4a 내지 도 4e를 다시 참조하면, 본 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는, 해저 펌핑 장치에 결합되고 모터(30)들 중 적어도 하나에 전력을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 배터리(110)(도 4e)들을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에서, 하나 이상의 배터리들은 모터들 중 대부분에 전기를 공급하도록 구성된다(예를 들어, 펌핑 장치(10b)가 예를 들어 보조 케이블을 통해 해상으로부터 제공되는 전기 없이 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스를 적절히 작동시킬 수 있도록). 본 발명의 임의의 배터리는 예를 들어, 리튬-이온 배터리, 니켈-금속 하이드리드 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 납-산 배터리 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 배터리를 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 적어도 하나의 배터리(110)가 용기(114) 내에 배치된다. 예를 들어, 본 실시예에서, 용기(114)는 대기압 용기이다(예를 들어, 대략 1 기압(arm)의 내부 압력을 갖도록 구성됨). 그러나, 다른 실시예들에서, 용기(114)는 유체 충전 챔버로서 구성될 수 있다(예를 들어, 유전 물질 및/또는 유사물 같은 비전도성 물질로 충전됨). 일부 실시예들에서, 이런 유체 충전 챔버들은 압력 보상될 수 있다(예를 들어, 유체 저장소(50a 및/또는 50b)를 위해 상술한 바와 유사하게 해저 환경의 압력과 일치하거나 또는 이를 초과하는 챔버 내의 압력을 생성하도록 구성된 피스톤, 가요성 블래더, 다이아프램 및/또는 유사물을 구비함).
본 발명의 펌핑 장치들의 배터리들은 에너지 저장 디바이스들로서 구성될 수 있으며, 다른 에너지 저장 디바이스들(예를 들어, 축압기들)보다 증가된 압력들에서 유효성 소실들에 덜 민감할 수 있다. 본 발명의 배터리들은 더 작은 체적을 점유하도록 구성될(예를 들어, 물리적으로 더 작아질) 수 있고(예를 들어, 또한) 및/또는 다른 에너지 저장 디바이스들(예를 들어, 축압기들)보다 더 낮은 중량을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 배터리들은 예를 들어 폭발 방지기와 연계된 긴급 동작들(예를 들어, 오토시어(autoshear) 기능들, 긴급 분리 기능들 및/또는 데드 맨 기능들)을 수행하기 위해 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공하도록 효율적으로 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는, 적어도 하나의 모터와 전기적으로 소통하고 해저 펌핑 장치에 전력을 제공하기 위해 보조 케이블에 결합되도록 구성되는 적어도 하나의 커넥터(예를 들어, 인터페이스 포트(26), 커넥터(28) 및/또는 유사물)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 이런 전기 커넥터들은 유도 커플러들을 포함한다. 보조 케이블(들)을 통해 제공되는 전력은 예를 들어 하나 이상의 모터(30)들에 전기르 공급하고, 배터리들(110) 중 하나 이상을 충전하고 및/또는 유사작업을 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 펌프(14)들 중 임의의 수(예를 들어, 펌프(14)들 모두까지 그리고 모두를 포함)가 하나 이상의 배터리들(110)로부터의 전력을 통해 및/또는 보조 케이블(들)로부터의 전력을 통해 부분적으로 또는 전체적으로 작동될 수 있다. 해저 펌핑 장치(예를 들어, 10b) 상에 배치된 다수의 해저 펌프들(예를 들어, 14)을 작동시키기 위한 본 발명의 방법들 중 일부는 제1 보조 케이블에 의해 제공되는 제1 레벨의 동력으로 적어도 제1 펌프를 작동시키는 단계와, 제2 보조 케이블에 의해 제공되는 제2 레벨의 동력으로 적어도 제2 펌프를 작동시키는 단계를 포함하고, 제1 레벨의 동력은 제2 레벨의 동력과 동일하거나 그보다 크다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는 유압 유체의 적어도 일부를 생성하기 위해 해수를 탈염하도록 구성된 탈염 시스템(118)을 포함한다. 역삼투 탈염 시스템들의 후속 설명은 단지 예를 들어 제공되며, 본 발명의 펌핑 장치들의 실시예들은 예를 들어 열적 탈염 시스템 같은 임의의 적절한 탈염 시스템을 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 실시예에서, 탈염 시스템(118)은 역삼투 멤브레인(122)과, 유압 유체(예를 들어, 탈염수)를 생성하기 위해 멤브레인을 해수가 통과하도록 구성된 펌프(126)를 포함한다. 탈염 시스템(118)은 해저 펌핑 장치(10b)를 위한 유압 유체의 일부(예를 들어, 그 모두까지, 그리고, 그 모두를 포함)를 생성하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10b)는 유압 유체의 적어도 일부에 도핑제를 공급하도록 구성된 처리 시스템(130)을 포함한다. 본 발명의 처리 시스템들에 사용하기에 적합한 도핑제들은 예를 들어, 부식방지 및/또는 윤활성 첨가제들, 글리콜, 살생물제들, 빙점 억제제들 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 도핑제를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 처리 시스템(130)은 유압 유체의 일부에 도핑제를 공급하도록 구성된 도핑제 펌프(134)를 포함한다(예를 들어, 유압 유체의 일부가 탈염 시스템에 의해 생성되든 그렇지 않든). 도시된 실시예에서, 처리 시스템(130)은 도핑제의 적어도 일부를 저장하도록 구성된 도핑제 저장소(138)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 도핑제 저장소(138)는 예를 들어 저장소의 재충전을 용이하게 하도록 ROV와 인터페이싱하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 인터페이스 포트들, 연결부들, 스태브들 및/또는 유사물을 통해).
본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 탈염 및/또는 도핑제 시스템의 존재와 무관하게, 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스에 비탈염 및/또는 비처리 해수를 제공하도록 구성된다(예를 들어, 긴급 상황에서)(예를 들어, 전용일 수 있으며 및/또는 펌프(14, 126 및/또는 134)를 포함할 수 있는 하나 이상의 긴급 펌프들을 통해).
본 발명의 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 유압 유체와 해저 환경 사이의 열 교환을 위해(예를 들어, 펌핑 동안 가열될 수 있는 유압 유체를 냉각하기 위해) 구성된 열 교환기를 포함한다.
도 6은 본 발명의 펌핑 장치(예를 들어, 10b)들의 일부 실시예들을 사용하기에 적합한 탈염 시스템(118a) 및 처리 시스템(130a)의 도면이다. 도시된 실시예에서, 펌프(126)는 탈염 시스템 내로 해수를 끌어당기기 위해 모터(142)들에 의해 작동되도록 구성되며 펌프(14)들과 모터(30)들로부터 분리하며; 그러나, 다른 실시예들에서, 펌프(126)들은 펌프(14) 및/또는 펌프(134)를 포함할 수 있고 및/또는 모터(142)들은 모터(30) 및/또는 모터(150)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 탈염 시스템(118a)은 해수를 필터링하도록 구성된 하나 이상의 필터(146)들을 포함한다(예를 들어, 필터들은 도시된 바와 같이 탈염 시스템을 통한 유로를 따라 조대형으로부터 미세형으로 직렬로 배치될 수 있다). 본 발명의 탈염 시스템들의 구성요소들(예를 들어, 역삼투 멤브레인(122)(들), 펌프(126)(들), 모터(142)(들), 필터(146)(들) 및/또는 유사물)은 임의의 적절한 구성으로 배치될 수 있으며, 예를 들어, 본 실시예에서, 탈염 시스템(118a)은 병렬로(예를 들어, 연계된 펌프들, 모터들 및 필터들을 따라) 배치된 2개의 역삼투 멤브레인(122)들을 포함한다. 본 발명의 탈염 시스템에 의해 생성된 유압 유체는 예를 들어 유압 작동, 시스템-누설 구성, 저장소(들)의 충전 및/또는 유사작업을 위한 것 같이 해저 펌핑 장치, 유압 작동 디바이스 및/또는 유사물 내에서 임의의 적절한 목적을 위해 사용될 수 있다.
또한, 도 6에는 처리 시스템(130a)의 예시적 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 도핑제 펌프(134)는 도핑제 저장소(138)로부터 도핑제를 끌어당기도록 모터(150)에 의해 구동되도록 구성되고, 펌프 및 모터는 펌프(14 및/또는 126)들 및/또는 모터(30 및/또는 142)들로부터 분리되어 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 펌프(134)는 펌프(14 및/또는 126)를 포함할 수 있고 및/또는 모터(150)는 모터(30 및/또는 142)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 처리 시스템(130a)은 도핑제의 적어도 일부를 필터링하도록 구성된 필터(152)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 발명의 펌핑 장치들, 탈염 시스템들, 처리 시스템들 및/또는 저장부들은 유압 유체의 적어도 일부를 UV 광에 노출시키도록(예를 들어, 유압 유체의 적어도 일부를 살균하기 위해) 구성된 자외선 광원(154)(도 8)을 포함한다.
해저 탈염 시스템들, 처리 시스템들 및/또는 유사물이 특정 장점들(예를 들어, 유압 라인들 및/또는 라우팅의 감소)을 제공할 수 있지만, 일부 실시예들에서, 탈염 시스템 및/또는 처리 시스템의 적어도 일부는 해상에(예를 들어, 표면 시설에) 배치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 유압 유체(예를 들어, 탈염수)는 해상에서 생성 및/또는 처리되고 해저에 배치된 펌핑 장치에 제공될 수 있다(예를 들어, 인터페이스 포트(26), 스태브(46) 및/또는 유사물에 연결된 강성 도관, 핫 라인 및/또는 유사물을 통해).
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제3 실시예(10c)의 다양한 모습들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 펌핑 장치들은 직렬로 및/또는 병렬로 유압식으로 및/또는 전기적으로 연결되고(예를 들어, 도시된 바와 같이 인터페이스 포트(26)들에 연결된 도관(156)들을 통해) 서로 (예를 들어, 직접적으로) 결합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서, 해저 펌핑 장치(10c)는 서로 결합된 하나 이상의(예를 들어, 4개의 해저 펌핑 장치(10a)들을 포함한다. 예시를 위해, 본 실시예에서, 각 해저 펌핑 장치(10a)의 프레임(42)은 적어도 하나의 다른 해저 펌핑 장치(10a)의 프레임에 결합된다. 이들 실시예들에서, 해저 펌핑 장치(10a)는 해저 펌핑 모듈이라 지칭될 수 있고, 해저 펌핑 장치(10c)는 해저 펌핑 조립체라 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 해저 펌핑 모듈(예를 들어, 10a)(예를 들어, 및/또는 펌프(14)들, 모터(30)들 및/또는 유사물)들은 예를 들어, ROV 및/또는 윈치 조작(winch manipulation)을 통해 해저 펌핑 조립체(예를 들어, 해저 펌핑 장치(10c)) 내에서 제거 가능 및/또는 교체 가능할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예(예를 들어, 10c)들은 예를 들어, 해저 펌핑 장치의 하나 이상의 유압 및/또는 전기 커넥터(예를 들어, 28)들, 인터페이스 포트(예를 들어, 26)들, 스태브(예를 들어, 46)들 및/또는 유사물에 대한 구성요소(들)의 제거 가능한 연결을 통해 해저 펌핑 장치 내에서 모듈식, 교체 가능, 재구성 가능 및/또는 교환 가능(예를 들어, 핫 스왑 가능)하도록 구성되는 구성요소(예를 들어, 해저 펌핑 모듈(예를 들어, 10a)들, 펌프(14)들, 모터(30)들 및/또는 유사물)들을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제4 실시예(10d)의 도면이다. 본 도면에서, 유체 경로들의 예들은 실선(158)들로 표시되어 있고, (예를 들어, 전기적) 동력 경로들의 예들은 긴 점선(162)들에 의해 표시되어 있으며, 신호 경로들의 예들은 짧은 점선(166)들에 의해 표시되어 있다. 본 발명의 펌핑 장치들의 임의의 회로, 제어기들, 프로세서들, 전자 구성요소들 및/또는 유사물은 예를 들어 제어기 하우징(168)(도 1) 같은 챔버들(예를 들어, 해저 환경으로부터 구성요소들을 보호하기 위해)(예를 들어, 대기압 및/또는 압력 보상 제어기 하우징) 내에 밀봉될 수 있다. 본 발명의 펌핑 장치들의 임의의 회로, 제어기들, 프로세서들, 전자 구성요소들 및/또는 유사물은 하나 이상의 배터리들(110)에 의해 및/또는 해상으로부터 소통되는(예를 들어, 보조 케이블을 통해) 동력으로부터 동력을 공급될 수 있다. 본 발명의 펌핑 장치들의 임의의 회로, 제어기들, 프로세서들, 전자 구성요소들 및/또는 유사물은 해저에 배치되지만 해저 펌핑 장치 상에 배치되지 않은 및/또는 해상에(예를 들어, 표면 시설에) 배치된 펌핑 장치 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 펌핑 장치들(예를 들어, 10d)의 실시예들은 전기 모터 제어 및/또는 유압 펌프 제어를 통해 해저 펌핑 장치 내에서 및/또는 그로부터 유압 유체 유량 및/또는 압력을 변화시키도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10d)는 제어 회로(170)를 포함한다. 본 실시예에서, 제어 회로(170)는, 모터(30)들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하며 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록(예를 들어, 모터에 제어 신호를 제공함으로써 및/또는 모터에 공급되는 전력을 변경함으로써)(예를 들어, 따라서, 연계된 펌프(들)(14)에 의해 제공되는 유압 유체 유량 및/또는 압력을 변화시키도록) 각각 구성되는 하나 이상의 모터 제어기(174)들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 모터 제어기(174)는 이원적 및/또는 가변 제어를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서, 적어도 하나의 모터 제어기(174)는 모터를 선택적으로 활성화 및 비활성화함으로써(예를 들어, 이원적 또는 온/오프 모터 제어) 모터의 속도를 조절하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 적어도 하나의 모터 제어기(174)는 적어도 3개의 사전 결정된 속도들로부터 선택된 속도로 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 본 실시예에서, 적어도 하나의 모터 제어기(174)는 3개 이상의 속도들 중의 속도로 모터의 속도를 조절하도록 구성되며, 이 속도들 중 적어도 2개는 모터가 비활성화될 때 모터의 속도보다 크다. 일부 실시예들에서, 모터 제어기(174)는 속도들의 범위 내의(예를 들어, 전체 가변 모터 제어를 제공하기 위해 최대 모터 속도의 0%와 100% 사이의) 임의의 적절한 속도로 모터의 속도를 조절하도록 구성된다.
다른 예에 대하여, 본 실시예에서, 펌핑 장치(10d)는 하나 이상의 밸브 제어기들(예를 들어, 본 실시예에서, 제어기 또는 프로세서(178)와 일체인 및/또는 그 구성요소(들)를 형성하는)을 포함하는 제어 회로(예를 들어, 본 실시예에서는 170)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 밸브 제어기(예를 들어, 제어기 또는 프로세서(178) 내의)들은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 밸브(38)(예를 들어, 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 펌프(14)의 출구(22)와 유체 소통하며 펌프 출구로부터 펌프 입구, 저장소, 해저 환경 및/또는 유사물로 유압 유체를 선택적으로 전환 및/또는 보내도록 구성됨)를 선택적으로 조절함으로써 펌프(14)의 출력을 조절하도록 구성된다. 본 실시예에서, 밸브 제어기들 및/또는 밸브(38)들은, 밸브들이 단지 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 선택적으로 조절 가능하도록(예를 들어, 이원적 또는 온/오프 밸브 제어, 예를 들어, 2방 언로더 밸브(38)) 구성될 수 있으며 및/또는 적어도 3개의 사전 결정된 위치들 사이에서 선택적으로 밸브들이 조절될 수 있도록 구성될 수 있다(예를 들어, 가변 밸브 제어, 예를 들어, 비례 언로더 밸브(38)). 일부 실시예들에서, 하나 이상의 밸브 제어기들은 위치들의 범위 내에서(예를 들어, 완전 가변 밸브 제어를 제공하기 위한 완전 개방 위치의 0%와 100% 사이) 임의의 적절한 위치로 밸브의 위치를 조절하도록 구성된다. 이들 실시예들에서, 하나 이상의 해저 펌프(14)들 및/또는 모터(30)들은 하나 이상의 펌프들의 출구로부터의 유압 유체를 (예를 들어, 출구 내의 압력보다 낮은 압력의 영역으로) 전환하도록 밸브(38)를 작동시킴으로써(예를 들어, 밸브 제어기 및/또는 제어기 또는 프로세서(178)의 제어 하에) 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 밸브(38)들은 펌프 및/또는 모터의 부하를 감소시키고, 펌프 및/또는 펌프 출구 내의 압력을 경감하고 및/또는 출구를 벗어나는 유압 유체의 유량 및/또는 압력을 조정하도록 조절될 수 있다.
본 발명의 해저 펌핑 장치들은 동작 유압 유량 및 압력 요건들이 변할 수 있는 다양한 유압 작동 디바이스들에 동력을 공급하기 위해 유압 유체를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 유압 작동 디바이스들은 효과적인 및/또는 바람직한 동작을 위해 500 psig와 5,000 psig 사이의 압력에서 3 gpm과 130 gpm 사이의 유량을 필요로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 해저 펌핑 장치(예를 들어, 10d)들의 일부 실시예들은 다양한 유압 작동 디바이스들에 유압 유체를 제공하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 직전에 앞서 나타낸 것들을 표시할 수 있는 유량들 및/또는 압력들의 범위에서). 이런 조절성은 예를 들어, 상술한 바와 같이, 모터(30)들의 전기적 제어 및/또는 펌프(14)들의 이원적 및/또는 가변적 유압 제어를 사용하여 이행될 수 있다.
예를 들어, 이원적 유압 펌프 및/또는 전기 모터 제어는 유압 유체 유량 및/또는 압력의 증분적 조절성을 제공할 수 있다. 예시를 위해, 해저 펌핑 장치의 각 펌프(14)가 10 gsm의 유량으로 유압 유체를 제공하도록 구성되면, 해저 펌핑 장치의 각 모터(30)가 2개의 펌프들을 작동시킬 수 있는 것을 예시하도록, 유량 조절성은 모든 펌프가 이원적 유압 제어를 위해 구성되면, 10 gpm의 증분들로 제공될 수 있거나, 모든 모터가 이원적 전기적 제어를 위해 구성되면, 20 gpm의 증분들로 제공될 수 있다. 해저 펌핑 장치의 펌프(14) 또는 모터(30)가 가변적 유압 및/또는 전기적 제어를 위해 구성되면, 펌프 및/또는 모터는 유압 유체 유량 및/또는 압력의 범위(예를 들어, 모터 및/또는 펌프의 유량 능력의 0 내지 100%)를 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각 펌프(14)들 및/또는 모터(30)들은 가변적 제어를 위해 구성될 수 있으며, 이런 실시예들은 따라서 주어진 유압 작동 디바이스를 위한 유압 유량 및/또는 압력 요건에 실질적으로 일치하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들은 임의의 적절한 모터 및/또는 펌프 제어 구성(예를 들어, 이원적 및/또는 가변적, 전기적 및/또는 유압적, 그 조합 및/또는 유사방식)을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들은 주어진 유압 작동 디바이스를 위한 원하는 유압 유체 유량 및/또는 압력에 실질적으로 일치하지 않는 유량을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 해저 펌핑 장치에 의해 제공되는 유량이 주어진 유압 작동 디바이스를 위해 바람직한 것 보다 높은 경우, 시스템 압력은 증가할 수 있고, 릴리프, 우회 및/또는 조정 밸브(182)가 잉여 유압 유체 유동을 저장소, 해저 환경 및/또는 유사물로 보내도록(예를 들어, 따라서, 시스템 압력을 감소시키도록) 작동될 수 있다.
도시된 실시예에서, 해저 펌핑 장치(10d)는 해저 펌핑 장치에 결합되어 압력, 유량, 온도, 전도성, pH, 위치, 속도, 가속도, 전류, 전압 및/또는 유사물 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포착하도록 구성되는 하나 이상의 센서(186)들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 본 발명의 펌핑 장치들은 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 데이터를 나타내는 신호를 (예를 들어, 표면 위 설비로) 통신하기 위한 회로를 포함한다. 일부 실시예들에서, 펌핑 장치들은 회로에 결합된 메모리를 포함한다(예를 들어, 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 데이터를 나타내는 데이터를 저장하기 위해).
도시된 바와 같이, 펌핑 장치(10d)는 프로세서 또는 제어기(178)를 포함한다. 본 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 적어도 하나의 모터(30)들(예를 들어, 모터 제어기(174)를 통해), 그리고, 적어도 하나의 펌프(14)들(예를 들어, 밸브 제어기를 통해) 중 적어도 하나의 작동을 하나 이상의 센서(186)들에 의해 포착된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 제어하도록 구성되며; 그러나, 다른 실시예들에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 하나 이상의 센서(186)들에 의해 포착된 데이터와 무관하게 해저 펌핑 장치를 제어하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 그리고, 이들 실시예들 중 일부에서, 하나 이상의 센서(186)들이 생략될 수 있다).
예를 들어, 센서(186)들은 출구 압력 및/또는 유량(예를 들어, 펌프(14)의, 펌프(14)들의 그룹의 및/또는 해저 펌핑 장치의 출구의)을 나타내는 데이터를 포착하도록 구성될 수 있고, 프로세서 또는 제어기(178)는 이 데이터를 수신하고, 예를 들어, 어떤 펌프(14)들 및/또는 모터(30)들을 작동시킬 것인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서 또는 제어기(178)는 센서(186)들로부터 데이터를 수신할 수 있고, 이 데이터를 주어진 유압 작동 디바이스를 위한 공지된, 계산된 및/또는 명령된 유압 유체 압력 및/또는 유량 요건에 비교할 수 있다. 데이터가 출구 압력 및/또는 유량이 공지된, 계산된 및/또는 명령된 유압 유체 압력 및/또는 유량 요건보다 낮은 경우, 프로세서 또는 제어기는 하나 이상의 모터(30)들을 작동 및/또는 그 속도를 증가시킴으로써(예를 들어, 모터 제어기(174)들과의 소통을 통해) 출구 압력 및/또는 유량을 상향 조절하고 및/또는 하나 이상의 펌프(14)들의 출력을 증가시키킬 수 있다(예를 들어, 폐쇄 위치를 향해 하나 이상의 밸브(38)들을 이동시키도록 밸브 제어기들과 소통하는 것을 통해). 대안적으로, 데이터가 출구 압력 및/또는 유량이 공지된, 계산된 및/또는 명령된 유체 압력 및/또는 유량 요건보다 높은 경우, 프로세서 또는 제어기는 하나 이상의 모터(30)들을 비활성화 및/또는 그 속도를 감소시킴으로써 출구 압력 및/또는 유량을 하향 조절하고 및/또는 하나 이상의 펌프(14)들의 출력을 감소시킬 수 있다(예를 들어, 개방 위치를 향해 하나 이상의 밸브(38)들을 이동시키도록 밸브 제어기들과 소통하는 것을 통해).
상기 제어를 수행하는 한 가지 방식은 하기의 예시적 코드를 사용하는 것에 의한다:
function Gain_out = SSPA_Controller(P_atram, Gain_curr, P_setpt, P_band, P_hydro, P_thresh1, P_thresh2, Gain_max, Gain_min, Gain_thresh1, Gain_thresh2)
P_curr = P_atram - P_hydro;
P_target_low = P_setpt-P_band; %펌프 이득을 증가시키기 위한 임계치
P_target hi = P_setpt+P_band; %펌프 이득을 감소시키기 위한 임계치
%임계치 초과 동작의 경우, 동시에 활성화되는 펌프들의 수를 제한
if P_curr > P_thresh2
Gain_max = Gain_thresh2;
elseif P_curr > P_thresh1
Gain_max = Gain_thresh1;
end
%이득 임계치에서의 동작의 경우, 목표 압력으로부터의 압력 차이들에 기초하여 펌프들을 활성화할지 여부를 결정
if Gain_curr == Gain_thresh1
P_target_low = 0.5*P_thresh1;
elseif Gain_curr == Gain_thresh2
P_target_low = 0.5*P_thresh2;
end
if Gain_curr < Gain_min
Gain_out = Gain_min;
elseif Gain_curr > Gain_max
Gain_out = Gain_max;
elseif (P_curr < P_target_low) && (Gain_curr < Gain_max)
Gain_out = Gain_curr+1;
elseif (P_curr > P_target_hi) && (Gain_curr > Gain_min)
Gain_out = Gain_curr-1;
else
Gain_out = Gain_curr;
end
end
유사한 제어 판정들은 예를 들어, 온도(예를 들어, 유압 유체의), 전류(예를 들어, 보조 케이블을 통한) 및/또는 유사물(예를 들어, 감시, 비교, 작동 형태의 면에서) 같은 임의의 적절한 변수들에 기초하여 이루어질 수 있다.
다른 예에 대하여, 다수의 모터 작동 해저 펌프들(예를 들어, 14)을 제어하기 위한 본 발명의 방법들 중 일부는 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 제1 모터(예를 들어, 30)의 가동 시간을 기록(예를 들어, 프로세서 또는 제어기(178)로)하는 단계와, 기록된 가동 시간이 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우 제1 모터를 비활성화하고 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함한다. 다수의 모터 작동 해저 펌프들을 제어하기 위한 본 발명의 방법들 중 일부는 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수를 기록하는 단계와, 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우 제2 사전 결정된 시간 기간 동안 제1 모터 대신 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서 또는 제어기(예를 들어, 178)는 제2 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 활성화된 모터의 모터 활성화들의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우 제1 사전 결정된 시간 기간 동안 활성화된 모터(예를 들어, 30)의 비활성화를 회피하도록 구성된다. 이러한 방식에서, 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 일부 실시예들은 펌프(14)들 및/또는 모터(30)들에 대한 마모 및 파열을 완화시키도록 구성될 수 있다.
또 다른 예에 대하여, 본 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 하나 이상의 센서(186)들에 의해 포착된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 이상의 펌프(14)들 중 적어도 하나, 하나 이상의 모터(30)들 중 적어도 하나, 유압 작동 디바이스 및 폭발 방지기를 포함하는 하나 이상의 구성요소들과 연계된 비정상 동작을 검출하고, 하나 이상의 구성요소들의 진단 및/또는 예상 분석을 수행하고, 진단 및/또는 예상 분석의 결과와 검출된 비정상 동작 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 구성요소들을 제어(예를 들어, 제1 모터(30) 및/또는 펌프(14)가 고장났거나 및/또는 고장진행중이라는 하나 이상의 센서(186)들로부터의 지표에 기초하여 제2 모터(30) 및/또는 펌프(14)를 활성화)하도록 구성된다.
도시된 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 유압 유체 누설을 완화 및/또는 보상하도록 구성요소들(예를 들어, 펌프(14)들 및/또는 모터(30)들)을 감시 및/또는 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 해저 유압 시스템 내의(예를 들어, 해저 펌핑 장치(10d), 유압 작동 디바이스, 폭발 방지기 및/또는 유사물 내의) 압력을 제어하기 위한 본 발명의 방법들 중 일부는 해저 유압 시스템으로부터의 유압 유체 누설의 양을 결정하는 단계(예를 들어, 하나 이상의 센서(186)들을 감시하는 프로세서 또는 제어기(178)를 통해)와, 하나 이상의 해저 펌프들(예를 들어, 14)로 유압 유체 누설의 양과 실질적으로 일치하는 유압 유체의 양을 해저 유압 시스템에 제공하는 단계(예를 들어, 이런 유체가 예를 들어, 해수의 도입, 탈염수의 해저 생성 및/또는 유사방식을 통한 것 같이 해저에서 제공되든 및/또는 예를 들어 강성 도관, 핫 라인 및/또는 유사물을 통해 해상으로부터 제공되든)를 포함한다.
도시된 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 하나 이상의 배터리들(110)의 상태를 감시 및/또는 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서 또는 제어기(178)는 하나 이상의 배터리들을 부하 테스트하고, 하나 이상의 배터리들의 충전과 연계된 파라미터들을 측정 및/또는 제어하고, 하나 이상의 배터리들이 방전되기 이전의 시간 기간을 추산하고 및/또는 유사작업을 수행하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)는 해상 제어 인터페이스와 전기적으로 소통하도록(예를 들어, 신호들, 데이터, 명령들, 명령들 및/또는 유사물을 전송 및/또는 수신하도록) 구성된다.
도시된 실시예에서, 해저 펌핑 장치(10d)는 프로세서 또는 제어기(178)에 결합된 메모리를 포함한다(예를 들어, 본 실시예에서, 프로세서 또는 제어기(178)와 일체 및/또는 그 구성요소를 형성함). 본 발명의 장치들의 메모리들은 예를 들어, 진단 및/또는 예상 동작들에 관한 정보, 구성 파일들(예를 들어, 해저 펌핑 장치, 유압 작동 디바이스 및/또는 폭발 방지기를 위한), 이력(예를 들어, 센서) 데이터 및/또는 유사물 같은 임의의 적절한 정보를 저장하도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 해저 펌핑 장치들의 제5 실시예(10e)의 도면이다. 도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10d)는 펌프(14)들 중 적어도 하나의 출구(22)와 유체 소통하는 유체 레일(190)을 포함 및/또는 그와 유체 소통한다. 본 실시예에서, 유체 레일(190)과 유체 소통하는 하나 이상의 밸브(194)들(예를 들어, 릴리프 밸브(들), 조정 밸브(들), 언로딩 밸브(들) 및/또는 유사물)은 1 이상의 압력들로 폭발 방지기의 하나 이상의 유압 작동 디바이스(들)에 해저 펌핑 장치(10e)로부터 유압 유체를 전달하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 펌핑 장치(10e)는 유압 유체를 필터링하도록(예를 들어, 임의의 오염물들 및/또는 유사물을 제거하기 위해) 구성된 필터링 시스템(198)(예를 들어, 하나 이상의 필터들(202)을 포함)을 포함한다. 본 실시예에서, 필터링 시스템(198)은 필터링 시스템의 적어도 일부 주변으로 유체를 선택적으로 전환시키도록 구성된 우회 밸브(206)를 포함한다(예를 들어, 필터(202) 같은 필터링 시스템(198)의 일부가 막히고 및/또는 다른 방식으로 사용에 부적합하게 되면).
본 발명의 펌핑 장치들은 중복적 압력 시스템의 일부로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유동 소스는 유압 유체를 유압 작동 디바이스에 제공하도록 구성된 강성 도관 및/또는 핫 라인을 포함할 수 있고, 제2 유동 소스는 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성된 해저 펌핑 장치(예를 들어, 10a, 10b, 10c, lOd, lOe 및/또는 유사물)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 유동 소스들은 유압 작동 디바이스에 선택적으로 유압 유체를 공급 및/또는 동시에 공급하도록 구성될 수 있다.
상술한 설명 및 예들은 예시적 실시예들의 구조 및 사용에 대한 완전한 설명을 제공한다. 비록, 특정 실시예들이 소정 정도의 특정성으로 또는 하나 이상의 개별 실시예들을 참조로 상술되었지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 개시된 실시예들에 대한 다수의 변경들을 수행할 수 있다. 이 때문에, 방법들 및 시스템들의 다양한 예시적 실시예들은 개시된 특정 형태들에 한정되기를 의도하지 않는다. 대신, 이들은 청구범위의 범주 내에 드는 모든 변경들 및 대안들을 포함하며, 도시된 것 이외의 실시예들은 도시된 실시예의 특징들 모두 또는 그 중 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 요소들은 단일 구조로서 조합되거나 생략될 수 있으며 및/또는 연결들이 치환될 수 있다. 또한, 적절하다면, 상술한 실시예들 중 임의의 것의 양태들은 설명된 다른 예들 중 임의의 것의 양태들과 조합되어 동일한 또는 다른 문제들을 해결하면서 비견할만하거나 다른 특성들 및/또는 기능들을 갖는 다른 실시예들을 형성할 수 있다. 유사하게, 상술한 장점들 및 이득들은 일 실시예에 관련될 수 있거나 다수의 실시예들에 관련될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
청구범위는 이런 제한이 각각 "~를 위한 수단" 또는 "~를 위한 단계"의 어구(들)을 사용하여 주어진 청구항에서 명시적으로 언급되어 있지 않는 한, 수단-더하기-기능 또는 단계-더하기-기능 한정들을 포함하는 것을 의도하지 않으며, 이들을 포함하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (86)

  1. 해저 펌핑 장치로서,
    각각 입구 및 출구를 갖는 하나 이상의 해저 펌프들;
    상기 입구로부터 상기 출구로 유압 유체를 소통시키기 위해 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 모터들; 및
    상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 각각 유체 소통하는 하나 이상의 유압 스태브들을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 상기 하나 이상의 유압 스태브들을 통해 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구와 유체 소통하며 상기 출구로부터 해저 환경, 저장소 및 상기 펌프의 입구 중 적어도 하나로 유압 유체를 선택적으로 보내도록 각각 구성되는 하나 이상의 밸브들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 생성하기 위해 해수를 탈염하도록 구성되는 탈염 시스템을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  4. 해저 펌핑 장치로서,
    각각 입구와 출구를 갖는 하나 이상의 해저 펌프들;
    상기 입구로부터 상기 출구로 유압 유체를 소통시키기 위해 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 모터들; 및
    상기 유압 유체의 적어도 일부를 생성하기 위해 해수를 탈염하도록 구성되는 탈염 시스템을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 각각 유체 소통하는 하나 이상의 유압 스태브들을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 상기 하나 이상의 유압 스태브들을 통해 상기 폭발 방지기의 상기 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구와 유체 소통하며 상기 출구로부터 해저 환경, 저장소 및 상기 펌프의 상기 입구 중 적어도 하나로 유압 유체를 선택적으로 보내도록 각각 구성되는 하나 이상의 밸브들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈염 시스템은
    역삼투 멤브레인; 및
    상기 유압 유체를 생성하기 위해 상기 멤브레인을 해수가 통과하도록 구성되는 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  8. 해저 펌핑 장치로서,
    각각 입구 및 출구를 구비하는 하나 이상의 해저 펌프들;
    상기 입구로부터 상기 출구로 유압 유체를 소통시키기 위해 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 모터들; 및
    상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구와 유체 소통하며 상기 출구로부터 해저 환경, 저장소 및 상기 펌프의 상기 입구 중 적어도 하나로 유압 유체를 선택적으로 보내도록 각각 구성되는 하나 이상의 밸브들을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 생성하기 위해 해수를 탈염하도록 구성되는 탈염 시스템을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 탈염 시스템은
    역삼투 멤브레인;
    상기 유압 유체를 생성하도록 상기 멤브레인을 해수가 통과하도록 구성되는 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 각각 유체 소통하는 하나 이상의 유압 스태브들을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 상기 하나 이상의 유압 스태브들을 통해 상기 폭발 방지기의 상기 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 유체 소통하는 유체 저장소를 포함하고, 상기 유체 저장소는 상기 유압 유체의 적어도 일부를 저장하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  13. 해저 펌핑 장치로서,
    입구와 출구를 각각 구비하는 하나 이상의 해저 펌프들;
    상기 입구로부터 상기 출구로 유압 유체를 소통시키도록 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 각각 구성되는 하나 이상의 모터들; 및
    상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 유체 소통하며, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 저장하도록 구성되는 유압 저장소를 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 폭발 방지기의 유압 작동 디바이스와 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 생성하도록 해수를 탈염하도록 구성되는 탈염 시스템을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 탈염 시스템은
    역삼투 멤브레인; 및
    상기 유압 유체를 생성하기 위해 상기 멤브레인을 해수가 통과하도록 구성되는 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 각각 유체 소통하는 하나 이상의 유압 스태브들을 포함하고;
    상기 해저 펌핑 장치는 상기 하나 이상의 유압 스태브들을 통해 상기 폭발 방지기의 상기 유압 작동식 디바이스와 직접 유체 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구와 유체 소통하며 상기 출구로부터 해저 환경, 저장소 및 상기 펌프의 상기 입구 중 적어도 하나로 유압 유체를 선택적으로 보내도록 각각 구성되는 하나 이상의 밸브들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 저장소는 축압기를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 저장소는 상기 유체 저장소의 내부 체적을 변화시키도록 구성되는 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤은 해수에 노출되는 표면을 구비하는, 해저 펌핑 장치.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 저장소는 가요성 블래더를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 저장소는 대기압 저장소를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치의 적어도 일부는 원격 작동 해저 차량(ROV)에 의해 회수될 수 있도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치의 전기 또는 유압 ROV 제어 중 적어도 하나를 가능하게 하도록 구성되는 하나 이상의 ROV 스태브들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 피스톤 펌프, 다이아프램 펌프, 원심 펌프, 베인 펌프, 기어 펌프, 게로터 펌프 또는 스크류 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 가변 용량형 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 정용량형 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 양방향 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구는 적어도 하나의 다른 펌프의 상기 입구와 유체 소통하는, 해저 펌핑 장치.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구는 적어도 하나의 다른 펌프의 상기 출구와 유체 소통하는, 해저 펌핑 장치.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들은 2개의 펌프들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉된 유체 충전된 펌프 챔버를 포함하고, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 상기 펌프 챔버 내에 배치되는, 해저 펌핑 장치.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 유체는 해수, 탈염수, 처리수 및 오일 기반 유체 중 적어도 하나를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부에 도핑제를 공급하도록 구성되는 처리 시스템을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 처리 시스템은 상기 유압 유체에 상기 도핑제를 공급하도록 구성되는 도핑제 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 처리 시스템은 상기 도핑제의 적어도 일부를 저장하도록 구성되는 도핑제 저장소를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부는 해상에 저장되는, 해저 펌핑 장치.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나와 유체 소통하며 상기 해저 펌핑 장치에 상기 유압 유체의 적어도 일부를 공급하기 위해 강성 도관과 핫 라인 중 적어도 하나에 결합되도록 구성되는 유압 커넥터를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 상기 출구와 유체 소통하는 유체 레일을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  39. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치로부터 상기 유압 작동 디바이스로 1 이상의 압력으로 유압 유체를 전달하도록 구성되는 하나 이상의 조정기들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  40. 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 유체를 필터링하도록 구성된 필터링 시스템을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 필터링 시스템은 필터를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  42. 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 필터링 시스템은 펌프를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  43. 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터링 시스템은 상기 필터링 시스템의 적어도 일부 주위로 유체를 선택적으로 전환시키도록 구성된 우회 밸브를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  44. 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 UV 광에 노출시키도록 구성되는 자외선(UV) 광원을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 동기 교류(AC) 모터, 비동기 AC 모터, 브러시형 직류(DC) 모터, 브러시리스 DC 모터 또는 영구 자석 DC 모터를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  46. 제1항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 2개를 작동시키도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  47. 제1항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는 기어 박스를 통해 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 결합되는, 해저 펌핑 장치.
  48. 제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나는, 상기 모터의 샤프트 밀봉부 및 상기 펌프의 샤프트 밀봉부 중 어느 쪽도 상기 해저 환경에 노출되지 않도록, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 직접 결합되는, 해저 펌핑 장치.
  49. 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 하나 이상의 모터 제어기들을 포함하며, 모터 제어기 각각은 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하고, 상기 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  50. 제49항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터 제어기들 중 적어도 하나는 모터를 선택적으로 활성화 및 비활성화함으로써 상기 모터의 속도를 조절하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  51. 제49항 또는 제50항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터 제어기들 중 적어도 하나는 적어도 3개의 사전 결정된 속도들로부터 선택된 속도로 모터의 속도를 선택적으로 조절하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  52. 제2항, 제6항, 제8항 또는 제17항 중 어느 한 항에 종속되는, 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 밸브 제어기들을 포함하는 제어 회로를 포함하며;
    각 밸브 제어기는 상기 하나 이상의 밸브들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하고, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상기 밸브의 위치를 선택적으로 변경함으로써 상기 펌프의 출력을 조절하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  53. 제1항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치에 결합되고 압력, 유량, 온도, 전도성, pH, 위치, 속도, 가속도, 전류 및 전압 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포착하도록 구성되는 하나 이상의 센서들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  54. 제53항에 있어서, 상기 하나 이상의 센서들에 의해 포착된 상기 데이터를 타나내는 신호를 통신하기 위한 회로를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 회로에 결합된 메모리를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  56. 제53항에 있어서, 상기 하나 이상의 센서에 의해 포착된 상기 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나 및 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  57. 제56항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 하나 이상의 센서들에 의해 포획된 상기 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나, 유압 작동 디바이스, 폭발 방지기 중 적어도 하나를 포함하는 하나 이상의 구성요소들과 연계된 비정상적 동작을 검출하고;
    상기 하나 이상의 구성요소들의 진단 분석을 수행하고;
    상기 검출된 비정상적 동작과 상기 진단 분석의 결과 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 구성요소들을 제어하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  58. 제56항 또는 제57항에 있어서, 상기 프로세서에 결합된 메모리를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  59. 제56항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서에 전력을 제공하도록 구성된 배터리를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  60. 제56항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 해저 펌핑 장치에 결합되는, 해저 펌핑 장치.
  61. 제56항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는 해상 제어 인터페이스와 전기적으로 소통하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  62. 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치에 결합되며 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나에 전력을 제공하도록 구성되는 하나 이상의 배터리들을 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  63. 제62항에 있어서, 상기 하나 이상의 배터리들은 상기 하나 이상의 모터들 중 대부분에 전력을 제공하도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  64. 제62항 또는 제63항에 있어서, 대기압 용기를 포함하고, 상기 하나 이상의 배터리들 중 적어도 하나는 상기 대기압 용기 내에 배치되는, 해저 펌핑 장치.
  65. 제62항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 보상된 유체 충전 챔버를 포함하고, 상기 하나 이상의 배터리들 중 적어도 하나는 상기 유체 충전 챔버 내에 배치되는, 해저 펌핑 장치.
  66. 제1항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 모터들 중 적어도 하나와 전기적으로 소통하며 상기 해저 펌핑 장치에 전력을 제공하도록 보조 케이블에 결합되도록 구성되는 전기 커넥터를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 전기 커넥터는 유도 커플러를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  68. 제1항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 작동 디바이스는 램, 애뉼러, 커넥터 및 페일세이프 밸브 기능 중 적어도 하나를 포함하는, 해저 펌핑 장치.
  69. 제1항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치는 상기 폭발 방지기에 직접 결합되도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  70. 제1항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해저 펌핑 장치는 제1항 내지 제69항 중 어느 한 항의 해저 펌핑 장치에 직접 결합되도록 구성되는, 해저 펌핑 장치.
  71. 중복적 압력 시스템으로서,
    유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하도록 구성되는 강성 도관을 포함하는 제1 유동 소스; 및
    유압 유체를 상기 유압 작동 디바이스에 제공하도록 구성되는 제1항 내지 제70항 중 어느 한 항의 해저 펌핑 장치를 포함하는 제2 유동 소스를 포함하고,
    제1 및 제2 유동 소스들은 상기 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 동시에 공급하도록 구성되는, 중복적 압력 시스템.
  72. 해저 펌핑 장치 상에 배치된 다수의 해저 펌프들을 작동시키는 방법으로서,
    보조 케이블로부터의 전력을 통해 적어도 제1 펌프를 작동시키는 단계; 및
    상기 해저 펌핑 장치 상에 배치된 배터리로부터의 전력을 통해 적어도 제2 펌프를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  73. 해저 펌핑 장치 상에 배치된 다수의 해저 펌프들을 작동시키는 방법으로서,
    제1 보조 케이블에 의해 제공되는 제1 레벨의 동력으로 적어도 제1 펌프를 작동시키는 단계;
    제2 보조 케이블에 의해 제공되는 제2 레벨의 동력으로 적어도 제2 펌프를 작동시키는 단계를 포함하고;
    상기 제1 레벨의 동력은 상기 제2 레벨의 동력과 같거나 그보다 큰, 방법.
  74. 제72항 또는 제73항에 있어서, 적어도 하나의 펌프는 적어도 하나의 다른 펌프와 직렬인, 방법.
  75. 제72항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 펌프는 적어도 하나의 다른 펌프와 병렬인, 방법.
  76. 해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 해저 펌프들을 작동시키기 위한 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 펌프들 중 적어도 하나의 출구로부터 유압 유체를 전환시키도록 상기 해저 펌핑 장치의 밸브를 작동시키는 단계; 및
    상기 전환된 유압 유체를 해저 환경, 저장소 및 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나의 입구 중 적어도 하나로 보내는 단계를 포함하는, 방법.
  77. 해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 해저 펌프들을 작동시키기 위한 방법으로서,
    상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나를 작동시키도록 구성된 적어도 하나의 모터를 선택적으로 활성화 및 비활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
  78. 유압 작동식 디바이스를 작동시키기 위한 유압 유체의 해저 생성을 위한 방법으로서,
    상기 유압 유체를 생성하도록 해저 멤브레인을 통해 해수를 펌핑하는 단계를 포함하는, 방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 유압 유체의 적어도 일부를 도핑제와 혼합하는 단계를 포함하는, 방법.
  80. 유압 작동 디바이스를 작동시키는 방법으로서,
    해저 펌핑 장치 상에 배치된 하나 이상의 펌프들을 사용하여 상기 유압 작동 디바이스에 유압 유체를 제공하는 단계를 포함하고;
    상기 하나 이상의 펌프들은 상기 유압 작동 디바이스와 직접 유체 소통하는, 방법.
  81. 제80항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나에 결합된 모터의 속도를 변화시킴으로써 상기 유압 작동 디바이스의 작동 속도를 변화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  82. 제81항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프들 중 적어도 하나는 양방향 유압 펌프인, 방법.
  83. 해저 유압 시스템 내의 압력을 제어하는 방법으로서,
    상기 해저 유압 시스템으로부터의 유압 유체 누설의 양을 결정하는 단계와,
    하나 이상의 해저 펌프들로, 상기 유압 유체 누설의 양과 실질적으로 일치하는 유압 유체의 양을 상기 해저 유압 시스템에 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  84. 다수의 모터 작동 해저 펌프들을 제어하는 방법으로서,
    사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 제1 모터의 가동 시간을 기록하는 단계; 및
    상기 기록된 가동 시간이 사전 결정된 임계치를 초과하는 경우, 제1 모터를 비활성화하고, 제2 모터를 활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
  85. 다수의 모터 작동 해저 펌프들을 제어하는 방법으로서,
    제1 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수를 기록하는 단계;
    상기 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 상기 제1 모터의 모터 활성화들의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하면 제2 사전 결정된 시간 기간 동안 상기 제1 모터 대신 제2 모터를 활성화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  86. 다수의 모터 작동 해저 펌프들을 제어하는 방법으로서,
    제1 사전 결정된 시간 기간에 걸쳐 모터의 모터 활성화들의 횟수를 기록하는 단계; 및
    상기 제1 사전 결정된 시간 기간에 걸친 상기 모터의 모터 활성화들의 횟수가 사전 결정된 임계치를 초과하면, 모터가 활성화되어 있다면 제2 사전 결정된 시간 기간에 대하여 모터를 비활성화하지 않는 단계를 포함하는, 방법.
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