NO316870B1 - Utblasingssikring-styresystem samt en fremgangsmate for styring av utblasningssikringen - Google Patents

Description

Den foreliggende søknad krever prioritet fra US Provisional patentsøknad nr. 60/032,947, innlevert 9. desember 1996.

Bakgrunnen for oppfinnelsen

En utblåsningssikring (BOP) utgjør en kritisk komponent ved undersjøiske boringsoperasjoner. En BOPs funksjoner, som eksempelvis ringromsikring og strupe- og drepeventiler, drives av et hydraulisk styringsystem. På grunn av at det hydrauliske fluidet føres gjennom rør fra overflaten, er responstiden ved dypvannsoperasjoner lang på grunn av avstanden. På grunn av dette er en elektronisk- eller kanalvelger- styreboks plassert på en BOP for å gi en raskere styringsrespons. Mekaniske problemer eller vedlikeholdsforskrifter foreskriver at en styreboks blir fjernet og byttet ut en gang imellom. Følgelig er driftssikkerhet og lett vedlikehold vesentlige egenskaper for en styreboks.

Fra US 4,636,934 fremgår et elektro/hydraulisk styringssystem for fjernt plasserte brønnventiler eller andre typer hydraulisk drevet utstyr. Fra publika-sjonen fremgår det et elektronisk aktiveringssystem for en utblåsningsventil hvor det sendes et elektronisk signal som omdannes til hydraulisk trykk. US 5,014,781 viser en enhet brukt for å heve eller senke en serie med rørforbindelser gjennom en spole med stigerør som kommuniserer med en brønnboring, og som er anbrakt med et elektromagnetisk avfølingssystem som kan detektere og angi en posisjon og bevegelsesretning inne i en avfølingsspole mellom den øvre og den nedre utblåsningssikringen for hver rørledningsmansjett. US 5,074,518 viser et ringrom-sikringssystem som tilveiebringer et lukkende hydraulikktrykk til sikringen proporsjonalt med brønntrykket med en tilleggsverdi lik trykket foreskrevet for å drive sikringen.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen vedrører et styringsystem foren utblåsningssikring som er omgitt av en rekke innkapslingsplater og omfatter en elektronikkpakke som mottar et styringssignal og bringer det videre til en rekke solenoider montert inne i et solenoidhus. Solenoidhuset inneholder også et ikke ledende fluid, en sjøvannsfylt trykkutligningsblære, og en rekke transdusere som er tilgjengelig montert inne i solenoidhuset og hvorved en transduser kan fjernes fra solenoidhuset uten å forstyrre det ikke ledende fluidet. En rekke skjær-tettingsventiler (shear seal valves) er også påmontert solenoidhuset.

Oppfinnelsen omfatter videre en rekke tettingselementer som er tilgjengelig uten fjerning av andre elementer på anordningen, minst en knuteplate med slark, og en rekke rørpasstykker med justerbar lengde som mottar hydraulikktrykket fra tettingselementene. Et rørpasstykke omfatter et rør med to gjengete ender, minst en lengdejusteringsmutter påmontert hver gjengete ende av røret, en oppfangende flens som passer over hver lengdejusteirngsmutter og en rekke bolter som fastgjør oppfangingsflensen på plass over lengdejustseringsmutrene.

Oppfinnelsen omfatter videre en innvendig sentreringsdel (stab) som mottar hydraulikktrykket fra rørpasstykkene og overfører det gjennom en rekke faste innvendige kanaler til utblåsningssikringen. En rekke trykkaktiverte pakningstettinger forbinder de faste innvendige kanalene i sentreringsdelen til utblåsningssikringen. En trykkaktivert pakningstetting omfatter en ringformet metallstøtte med et innvendig fremspring, en utvendig slisse og en bunnkanal, et gummisete påsatt rundt det innvendige fremspringet, en konisk gummiflens påsatt rundt den utvendige slissen og en bølgefjær av metall påsatt rundt bunnkanalen. Sentreringsdelen omfatter også en elektrisk kabel som strekker seg gjennom sentreringsdelen, en elektrisk kopling som forbinder den elektriske kabelen med utblåsningssikringen og en koplingsføring som innretter den elektriske koplingen uten rotering. Koplingen innrettes ved å begrense den elektriske koplingens bevegelse til to akser som står vinkelrett på hverandre og som er parallelle med utblåsningssikringen. Koplingsføringen omfatter en føringsramme, et øvre koplingselement med utformet flatt område som er bevegelig montert inne i føringsrammen og et nedre koplingselement med utformede flate områder som er bevegelig montert inne i føringsrammene.

Oppfinnelsen omfatter videre en fremgangsmåte for styring av en utblåsningssikring. Fremgangsmåten omfatter mottakning av et elektronisk styringssignal, omforming av det elektroniske styringssignalet til hydraulikktrykk og overføring av hydraulikktrykket til utblåsningssikringen via et sentreringselement med faste innvendige kanaler. Hydraulikktrykket omformes til et signal via en rekke transdusere montert i en tilgjengelig posisjon inne i et solenoidhus hvori en transduser kan fjernes fra solenoidhuset uten forstyrrelse av et ikke-ledende fluid i solenoidhuset. Trykket utlignes i solenoidhuset med en trykkutligningsblære og hydraulikktrykket overføres til et sentreringselement via rørpasstykker med justerbar lengde.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 viser en typisk dypvanns boringsoperasjon.

Fig. 2 er et perspektivriss av en BOP-styreboks.

Fig. 3 er et frontriss av en BOP-styreboks med innkapslingsplater.

Fig. 4 er et frontriss av en BOP-styreboks forbundet med BOP-mottakelsesblokken. Fig. 5 er et frontriss av styreboksens fundamentblokk og sentreringsdelen forbundet med stigerørets mottakelsesblokk og BOP-mottakelsesblokken. Fig. 6 viser et frontriss av en BOP-styreboks med sentreringselementet frakoplet fra BOP-mottakelsesblokken. Fig. 7 viser et frontriss av en BOP-styreboks med sentreringselementet frakoplet fra BOP-mottakelsesblokken og styreboksens fundamentblokk frakoplet fra stigerørets mottakelsesblokk Fig. 8 viser et frontriss av et rørpasstykke forbundet med en delplatemontert ventil (sub plate mounted valve).

Fig. 9a viser riss ovenifra av en trykkdrevet pakningstetting.

Fig. 9b viser et tverrsnitt av en trykkdrevet pakningstetting.

Fig. 10 viser et tverrsnitt av en transduser.

Fig. 11a viser et frontriss av et sentreringselement med en inngripende elektrisk kopling. Fig. 11b viser et delriss ovenifra av en BOP-mottakelsesblokk med en elektrisk kopling.

Fig. 12a viser en elektrisk kopling med en koplingsføring.

Fig. 12b viser en splittegning av en koplingsføring.

Fig. 12c viser et riss ovenifra av en koplingsføring.

Beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

Den foretrukne utførelsesform er i henhold til oppfinnelsen beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger. Like henvisningstall på forskjellige figurer er vist som like tall.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører undersjøiske styrebokser, eksempelvis vist i US patent 3.460.614, 3.701.549 og 3.817.281 for å styre forskjellige undersjøiske brønnhodeboringsfunksjoner, eksempelvis drift av utblåsningssikringer (BOP). Følgelig er den foreliggende oppfinnelsen særlig tenkt brukt ved trykkstyring og er egnet for dypvannsboring.

Figur 1 viser en typisk undersjøisk boringsoperasjon. BOP 12 strekker seg gjennom den nedre undersjøiske stigerørspakke 14 (LMRP). LMRP er separerbar til et øvre stakk 15 (stack) (vist på figur 4) og et nedre stakk 17 (vist på figur 4). Det finnes situasjoner når LMRPs 14 øvre stakk må frakoples fra den nedre stakken som forblir tilknyttet brønnhodet. Den nedre stakkens boring blir så lukket med kutteventiler og strupe- og drepeventilene lukkes. Styreboksens 10 koplinger plassert på siden av LMRP14 trekkes tilbake for å hindre skade på styreboks 10.

Driften er innrettet med doble identiske styringsystemer av redundans-årsaker. Et system kan styres via en sentral styringsenhet 16 (CCU) eller et styringspanel 18. Styringssignalene sendes til styreboks 10 gjennom en kabel som er påspolet en kanalvelger (mux) spole 24 og strekker seg til styreboksen. Systemets hydrauliske fluid tilføres av en hydraulisk pumpeenhet 26 med dets overflateakkumulatorer 28. Fluidet overføres til styreboksen 10 gjennom en "direktelinje" som er påspolet direktelinjespole 20 under bevegelsen og retur av LMRP. Den hydrauliske hovedtilførselsledningen er en stiv tilførselskanal som blir inkorporert i stigerøret idet BOPen er plassert.

Figur 2 viser et perspektivriss av en undersjøisk styreboks 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. I en foretrukket utførelsesform, omfatter styreboksen 10 en øvre elektronikkmodul 30 montert på topp av den nedre hydraulikkmodul 32. En hydraulisk sylinder 64 (ikke vist på figur 2) er montert ved senter av den nedre modul 32 for senking av et hannkjønnselement, eller sentreringsdel 34 i inngrep med BOP-mottakelsesblokk 74 (ikke vist på figur 2) som er montert på BOPens 12 nedre stakk. På figur 2 er sentreringsdel 34 vist i sin løsgjorte opptrukkede posisjon. På figur 4 vises oppfinnelsen med sentreringsdel 34 i inngripende senket posisjon.

En betydelig fordel fremskaffet av den foreliggende oppfinnelsen er forsyningen med en integrert sentreringsdel 34 og styreboksfundamentblokk 72 konstruksjon, som mer spesielt er vist på figur 5. For tiden er det vanlig på fagområdet å bruke separate sentreringselementer separert fra hovedstyreboksen, hver enkelt som blir senket og trukket tilbake. Undersjøiske bokser som bruker slike systemer foreskriver at slangebunter blir forbundet for hydraulisk kommunikasjon mellom hovedstyreboksen og disse separate sentrerings-elementene.

I henhold til den foreliggende oppfinnelsen er en enkelt sentreringsdel 34 innebygd i styreboks 10. Følgelig, eliminerer den slanger, forenkler hele systemet og forbedrer pålitelighet. Selv om styreboks 10 har et stort fotavtrykk (footprint) p.g.a. integrasjon av funksjoner, eliminerer oppfinnelsen andre anordninger på utsiden av styreboks 10 og representerer derfor en svært effektiv måte å kommunisere fra styreboks 10 på LMRPen 14 til BOP-mottakelsesblokk 74 montert på BOP-mottakelsesstakken med en enkelt opptrekkbar sentreringsdel 34.1 virkeligheten fungerer den enkle sentreringsdel 34 sammen med styreboks-fundamentblokk 72 som en stor hurtigfrakopler.

Den opptrekkbare sentreringsdel 34 fjerner behovet for slanger for å frembringe kopling mellom styrebokskomponentene ved å bruke en rekke boringer eller kanaler 58 maskinert i sentreringsdelen som spesielt fremgår på figur 5. Sentreringsdel 34 er konstruert for å samvirke med den spesielt konstruerte sentreringsfundamentblokken 72 som også har innvendige kanaler 58 som slutter i øvre tettede punkter for inngrep med kanalene i sentreringsdelen. Følgelig omfatter styrebokssokkeblokk 72 innvendige kanaler for drift av BOP-stakke-funksjonene, og utvendige kanaler for drift av stigerørsfunksjonene. Den utvendige siden 78 går i tett inngrep med stigerørsmottakelsesblokk 70 og den innvendige siden 76 går i tett inngrep med den øvre sentreringsdelen når sentreringsdel 34 senkes. Sentreringsdel 34 går i sin tur i tett inngrep med BOP-mottakelsesblokk 74 ved bunnen.

Figur 3 viser styreboksen med innkapslingsplater 60 påmontert den nedre modul 32. Platene tjener til å innkapsle den hydrauliske modul 32 slik at brukte hydrauliske fluider kun er inneholdt i og blir utdrevet gjennom modulutluftingene 62. Dette holder det brukte fluidet på eksossiden av de hydrauliske styrings-ventilene og styringer i sin tur fluidet som er i kontakt med den ventilerte siden av BOPen og stakkventilene. Kontakt med det brukte fluidet er svært foretrukket i forhold til kontakt med sjøvann. Disse egenskapene gir også styreboksen fleksibilitet til å bli arrangert som et "lukket system" hvor det brukte hydrauliske fluidet blir gjenvunnet av systemet. Det er også vist en beskyttende skjerm 61 som beskytter modulen mot å samle opp avfall når sentreringsdel 34 er strukket ut.

Som vist på figurene 4 og 5, kommer alle fluidrørsystemene inn i en mellomliggende styreboks-fundamentblokk 72 slik at det ikke er noen bevegelige rør eller slanger på styreboksen 10. Rørene eller rørpasstykkene 68 er faste og mater øvre tettingspunkter på styreboks-sentreringsdel 34 når sentreringsdelen er i sin utstrukkede posisjon som vist på figur 4. Det hydrauliske fluidet som blir kommunisert gjennom de øvre tettingspunktene strømmer gjennom kanal 58 i sentreringsdel 34 og ut av de nedre tettingspunktene for å gå inn i BOP-mottakelsesblokk 74 for å aktivere forskjellige stakkfunksjoner. Den hydrauliske sylinder 64 jekker styrebokssentreringsdelen opp og ned. De faste rørpasstykkene 68 som er forbundet med styrebokssokkeblokk 72 blir matet ovenifra av ventiler i selve styreboksen 10, som ytterligere vil beskrives under.

Som vist på figur 5, er koplingene mellom kanalene 58 fra sentreringsdel 34 og blokkene tettet med trykkdrevede pakningstetting er 80. Figurene 9a og 9b viser en trykkdrevet pakningstetting 80 som omfatter en ringformet stiv støtte 94 med et innvendig påsatt fleksibelt sete 92. Den stive støtens utvendige kant er i kontakt med tettingslomme 81. Dette skaper støtte for å forhindre at det dannes et ekstruderingsmellomrom mellom produksjonspakningstetting en og lommene. Det fleksible setet 92 strekker seg over den stive støtten 94 som tillater at det dannes en kompresjonstetting når trykket påføres. En utvendige konisk flens 96 er tilknyttet rundt den stive støttens 94 ytre. Det finnes hull 95 ved forskjellige intervaller inne i den stive støtten 94. Dette tillater at det fleksible setet 92 og den koniske flensen 96 kommer i kontakt med hverandre når produksjonspakningen støpes. I tillegg, er bølgefjær 98 påsatt rundt den stive støttens 94 fundament. En bølgefjær 98 har en sirkulær strimmel med periodiske bølger som tillater noe elastisk kompresjon. Den stive støtten 94 og bølgefjær 98 er vanligvis metall, men et hvilket som helst annet passende materiale kan brukes. Det foretrukne materialet er nikkel, aluminium og bronselegeringer som hindrer gnaging. Det fleksible setet 92 og den koniske flensen 96 er vanligvis av gummi, men et hvilket som helst annet passende materiale kan brukes.

Nøkkelen til det trykkdrevede pakningstetting 80 er den koniske flensen 96. En dynamisk tetting dannes når trykket påføres den koniske flensen 96. Den utflatende overflaten presses ut mot tettingslommens 81 innvendige diameter i enden av kanal 58. Denne innretningen vil opprettholde en tett tetting hvis det skulle komme til å finne sted bevegelse av strukturen som kunne forårsake at tettingene lekker.

Figurene 4 og 5 viser at styreboks 10 er inngrep med stigerørsmottakelses-blokk 70 gjennom styringboksfundamentblokk 72 og BOP-mottakelsesblokk 74 gjennom styringbokssentreringsdel 34. Når som helst hvis rigoperatørene skal frakople stigerørspakken og etterlate den nedre BOP-stakken på borehodet, trekker de opp alle sentreringsdelene 34 før de frakopler stigerøret. Den koniske sentreringsdelen 34 må trekkes opp av sin hydrauliske sylinder 64 før stigerørs-pakken frakoples fra den nedre BOP-stakken. Full opptrekking av sentreringsdelen frakopler den fra BOP-mottakelsesblokken som vist på figur 6. Sentreringsdel 34 er konstruert for å bli fullt trukket tilbake inn i den nedre styreboksmodulens legeme for å fremskaffe lett tilgang til styreboksfundamentblokkens trykkdrevne pakningstettinger 80 for overhaling. Idet sentreringsdel 34 er helt trukket opp, blir styringsboksfundamentblokk 72 hydraulisk frakoplet fra BOP-mottakelsesblokk 74 som forblir tilknyttet til stigerørspakken. Når styreboksfundamentblokk 72 blir frakoplet, blir hele styreboksen 10 frakoplet fra stigerørspakken som fremgår fra figur 7. Ved dette punktet er det ingen sentreringsdeler som strekker seg nedover inn i stigerørspakken.

Styreboks 10 er i seg selv ikke ment å være gjenvinnbare fra sjøbunnen, men er konstruert for å være en raskt utskiftbar enhet slik at idet den er installert, blir den satt på plass med bolter som vist på figur 3. Styreboks 10 er montert ved hjelp av åtte bolter 90 på hver side som fastgjør hele styreboksstrukturen til stigerørsmottaksammenstillingen. Selv om bolter er vist som sammenføynings-metode, kan andre passende midler brukes og disse omfatter klemmer brukt i forbindelse med en gjenvinnbar styringstyreboks. Følgelig, kan ved å fjerne boltene 90 en styreboks tas av stigerørspakken og en annen kan bli satt på plass med bolter hvis nødvendig. F.eks. hvis en spesiell bruker hadde tre styrebokser, ville det kun være to aktive bokser på BOP-stakken. Hvis man identifiserer en feilfunksjon i en av de aktive boksene, kunne den styringsboksen fjernes å bli byttet ut med reserveboksen på dekk. Følgelig kan boringsoperasjoner gjenopptas relativt raskt mens styringsboksen med funksjonsfeil blir overhalt.

I tillegg til monteringsboltene 90, er det fem elektriske kabler som må frakoples for å isolere styreboksen fra LMRPen. Først er det en hovedelektrisk leder, eller hoved navlestreng, som bæres på en spole på overflatedekket, og som hovedsakelig driver styringsboksen ved å gjøre det mulig med kommunikasjon med panelene og elektronikken på overflaten. Følgelig fremskaffer hoved navle-strengen all vesentlig elektrisk energi og signalkommunikasjoner. Hovednavle-strengkoplingen 52 må frakoples når styringsboksen gjenvinnes fra LMRP stigerørspakken. Når kabel mottas tilbake til overflaten, kveiles den opp på spolen slik at Hovednavlestrengs-koplingen 52 kan frakoples fra den øvre modul 30. Ved dette punkt, er styreboks 20 i virkeligheten isolert fra overflaten og må hentes. Hovednavlestrengs-koplingen kan være en vekselkopling ("make and break" connector) for en gjenvinnbar styrebokskonfigurasjon.

I tillegg er det rom for fire utvendige kabelkoplinger 54 som er montert til den øvre styreboksmodulen 30, som vist i planrisse på figur 2. Disse kablene gjør det mulig å registrere visse data, eksempelvis trykk og temperatur på stigerørs-pakken. Med andre ord, er de dataoppsamlings og muligens operasjonskabler for temperatur, trykk og andre variabler, og kommuniserer også med elektronikken på overflatedekket.

Idet kablene er frakoplet, og styreboks 10 er fullstendig frakoplet, kan den løftes av stigerørsmottakelsesblokk 70 slik at erstatningsstyreboksen kan boltes fast på sin plass. Omtrent alle undersjøiske systemer har minst to styreboksen av redundanshensyn.

Fra det ovenforstående er det underforstått at selve styreboksen 10 er en modulær enhet som omfatter en øvre elektronikkmodul 30 som kan separeres fra en nedre hydraulikkmodul 32. Følgelig kan en riggoperatør bytte ut hydraulikkmodulen 32 ved å frakople elektronikkmodulen 30 ved forbindelsesplate 38, og flytting av elektronikkmodulen 30 slik at utbyttingen kan finne sted. ingen av de elektriske komponentene trengte å bli forstyrret. Modulene er konstruert for optimal tilpasningsevne slik at omtrent hvilken som helst elektronikkmodul vil la seg montere til omtrent hvilken som helst hydraulikkmodul, uavhengig av spesifikke konfigurasjoner.

Nå med henvisning til figur 4, de hydrauliske regulatorene 39 og delplatemonterte (SPM) 66 ventiler som mater rørpasstykkene 68 som er forbundet med styreboksfundamentblokk 72 er vist sammen med den nedre modul 32. Rørpasstykkene 68 er hovedsakelig tettingselementer i form av rør med o-ring er 82 i hver ende. Spolene er gjenget for forbindelse i begge ender, som fremskaffer en forbindelse mellom SPM-ventilene med justerbar lengde og styreboksfundamentblokk for enten utvendige stigerørsfunksjoner eller innvendige BOP-funksjoner.

Som vist på figur 8, omfatter rørpasstykker 68 et rør 83 med to gjengete ender 88. En høyejusteringsmutter 84 er skrudd på hver av endene inntil den ønske avstanden til rør 83 fra koplingen er oppnådd. En oppfangende flens 86 er fastgjort på plass over høydejusteringsmutter 84 med bolter 90. Dette minimerer sammenbinding av rørpasstykkenes forbindelse til SPM-ventilene og styreboks-fundamentet p.g.a. av toleransen mellom elementene.

De hydrauliske tilførselsmanifoldene er hovedsakelig montert på styringsboks 10s skinner eller rammeelementer. Spesielle justeringsmuttere 84 tillater for posisjonering av SPM-ventilene på manifoldene som er fastgjort ved justering av justeringsmuttere 84 slik at alt er på riktig nivå. Følgelig settes ingen av komponentene seg fast når alt er strammet.

SPM-ventilene er vanlige størrelser, 1-1/2" (38,1 mm), 1" (2,54 mm) og Vz (12,7 mm) og hver harde den samme monteringsfilosofien som manifoldene. Ventilene er montert via 4-bolts flenser (ikke vist) som er innrettet i et rektangulært mønster. Hver SPM-ventils 66 hydrauliske utløp (output) blir rettet gjennom en av rørpasstykkene 68. Som nevnt over, er rørpasstykkenes lengde justerbare via deres gjengete ender. Spollengden forandrer seg i virkeligheten ikke, men justeringene der den støter mot og festes gjør deres effektive lengde justerbare.

Med henvisning tilbake til figur 2, den nedre hydrauliske modulen 32 er vist i en utførelsesform med en høyde på 55" (139,7 cm) og den øvre elektronikkmodulen 30 er vist med en høyde på 60-3/4" (154,3 cm). Elektronikkpakkene 48 huses i den høye boksen ved den øvre modulens 30 senter, mens den kortere boksen innholder transformatorer 50.

Solenoiddrevne skjær-tettingsventiler 41 er montert i solenoidhusene 42 ved elektronikkmodulens 30 utvendige deler. Solenoidene (ikke vist) er montert på innsiden av disse avlukkene. Skjær-tettingsventilene 41 er montert på den mot-satte siden av solenoidene på solenoidhusets 42 ytre del. Disse ventilene er elektrohydrauliske styreventiler. Følgelig, når en operator presser på en knapp på et panel ved overflaten, instrueres elektronikken ved overflaten til å sende et signal ned til elektronikkpakken for å utløse et spesielt solenoid. Så, blir en form for elektronisk verifisering kommunisert frem og tilbake og solenoiden utløses. Når dette skjer, blir hydraulisk trykk rettet fra den skjær-tettingventilen 41 tilknyttet den solenoiden, ned gjennom knuteplate 38 eller tettingslementovergangen, til den riktige SPM-ventilen 66 i den nedre hydraulikkmodulen 32. Følgelig blir trykk rettet fra skjær-tettingsventilen 41 gjennom samleplaten 38 ned til den hydrauliske styringen, SPM-ventil 66.

Samleplate 38 representerer et brytningspunkt mellom de øvre og nedre moduler. Rør strekker seg fra skjær-tettingsventilene 41 ned til tettingselementer 36, og komplementære rør strekker seg fra tettingselementer 36 gjennom den hydrauliske modul 32, ned til SPM-ventilene 66. Hvis og når modulene er frakoplet, f.eks. for å sette inn en erstatningsmodul, vil rørkoplingene allerede være gjort i erstatningsmodulene.

Elektronikken er konstruert for å ha et "bord" format der hvert solenoid og transduser har en spesifikk adresse slik at elektronikken kan kommunisere med anordningen ved den adressen eller avlese mottrykk fra transduseren fra dens adresse. Eksempelvis vil det være noen funksjoner som er programert til å utføres

sekvensielt. F.eks., er nødutløselsessekvenser satt opp for å etterlate stakken så raskt som mulig. Det er visse hydrauliske funksjoner som må utføres for å gjøre det, som kan bli forhåndsprogrammerte. Følgelig, når operatoren utfører den

automatiske frakoplingssekvensen ved å presse på den riktige knappen på panelet, utfører mykvare og elektronikken funksjonene i henhold til programmet. Imidlertid kan sekvensene forandres av operatoren når som helst. Med andre ord, kan operatoren legge til funksjoner som ikke var i programmet i utgangspunktet eller han kan ta ut ting for å forandre forhåndslagde sekvens.

Figur 2 viser også senderne, eller transduserne 40, som er mulige å reparere på plass. Transduserne 40 er vist på bunnraden av elektronikkmodul 30, på det eleverte siderisset. Det er ti på hver side av styringsboksen. Transduserne 40 konverterer hydraulisk trykk til et analogt signal, og er vist i større detalj på

figur 10. Doble o-ring er 82 fremskaffer en tetting ned langs transduserens 40 utvendige diameter, der den passer inn i solenoidhuset 42. Alle elektriske koplinger er på innsiden av solenoidhuset 42, som er fylt med et ikkeledende fluid. Et blæreelement (ikke vist) er montert på topp av huset 42 innvendige i solenoid-husdekselet 44 og tillater inngang av sjøvann inn i blæren for å trykkompensere fluidet i huset med overtrykket fra den omgivende sjø. På denne måten, er alle

elektriske innretninger omgitt av et "vennlig" fluid.

Det finnes doble o-ring stertinger som har en overgang i flere områder i solenoidhuset 42. Hver solenoid har doble o-ringer 82. Transduserne 40 har også doble o-ringer 82 i tillegg til innkapslingsplatene 60, solenoidhusdeksel 44 og tettingselementene 36 som her i overgangen mellom huset og elektronikk-modulene. I tillegg er innretningen som er i solenoidhuset 42 konstruert for å virke selv om huset har sjøvann i seg. Dette slik at systemet har flere backuper, via doble tettinger, et vennlig fluid og elektriske komponenter som vil fortsette å virke selv om de blir utsatt for vann.

Igjen med henvisning til figur 10, den høyre delen av transduseren er montert innvendig i solenoidhuset med vennlig fluid. Den venstre delen er utvendig og har trykkforbindelsespunkter for sammenbinding inne i komponentene hvis trykk skal måles. Orienteringstapper 116 blir brukt for å sikre en skikkelig innretting av transduseren. En Ashcraft-sensor 114 eller tilsvarende er sveiset til

transduserhuset. Ledningene fra denne sensoren slutter i en koplingsplugg som

plugges inn. Koplingen eller penetrereren har fire tapper på hver ende (ikke vist). Følgelig har transduseren en tilkoplings- og frakoplingsforbindelse for sentreringsdelen på hver side av penetrereren.

Det innvendige kammer 100 til den ytre delen av transduser 40 blir tettet ved en atmosfære. Den utvendige delen 101 av transduser 40 innvendig i solenoidhus 42 er ved samme trykk som den omgivende sjø. Igjen er det doble O-ringer 82 som er utsatt for trykkforskjellen i forbindelse med omgivende sjø. Transduser 40s innvendige del er utsatt for hydraulisk trykk pluss trykk i forbindelse med dybden, slik at det er en betydelig trykkforskjell over denne koplingen. Det er en styringstapp på transduserhetten som gjør at sensordelen kun kan installeres på én måte. Den innvendige koplingen har en kile slik at den kun passer én vei. Penetrereren har en tapp som gjør at også den er orientert på en gitt måte. Som et resultat av dette kan alle komponentene settes sammen med trygg forvissning om at de er korrekt innrettet. Transduserens 40 konstruksjon tillater at den trekkes ut av solenoidhus 42 og bli byttet ut uten drenering av fluid fra huset. Utbytting av hovedstykket eller penetrereren vil foreskrive drenering av huset.

Solenoidene har ikke denne egenskapen. Solenoidene har en tetting av overtrekkstype (boot-type seals) over to enkle tappkoplinger som primært gir trykkenergi til tettingen, men noe av fluidet vil nødvendigvis bli tapt fra huset under utbyttingen av et solenoid. Imidlertid, skjær-tettingsdelen på motsatt side av solenoiden kan løsnes uten at fluidet forstyrres, og skjær-tettingen er den delen som er mest sannsynlig vil trenge overhaling. F.eks. kan en o-ring ha gått i stykker eller noe i den retning. Hvis solenoiden må fjernes, vil fluid kunne bli drenert til det nivået solenoiden ligger på.

Transdusere i henhold til kjent teknikk er montert på innsiden av huset på samme måte som solenoiden, og trykkoplingene kommer fra utsiden. Så hvis det skjer noe med en transduser i henhold til kjent teknikk, må solenoidhuset dreneres for å trekke ut transduseren fra innsiden. Dette medfører selvfølgelig mye arbeid. I kontrast til dette, gjør fjerning av fire skruer at det innvendige transduserhuset kan trekkes ut og byttes ut uten at man må forstyrre solenoid husets fluidinnhold hvis

noe skjer med følerelementene på den foreliggende oppfinnelsen.

Solenoiddrevede skjær-tettingsventiler 41 er montert på tettingselementer slik at fjerning av disse også kun omfatter å fjerne et par skruer. Følgelig hvis ikke noe behov for å forstyrre rørene inne i den øvre modulen slik man må i forbindelse med moduler i henhold til kjent teknikk.

Tettingselementene 36 har også doble O-ringer, men hvis en o-ring 82 går i stykker, kan den repareres på stedet ved å skru ut hannelementet fra den nedre knuteplaten 38 uten å fjerne hele elektronikkmodulen 30. Tettingselementenes overgangsplater som funksjonelt forbinder modulene får en viss slark eller dødgang (ikke vist) innebygd i koplingen mellom knuteplate 38 og sine deler slik at når styreboks 20 løftes, belastes ikke disse koplingene strekkmessig av styreboksens vekt. Det finnes fire løftepunkter 46 for å heve styreboks 10, generelt vist rundt solenoidhusene 42 på figur 2. Den plane knuteplaten 38 tilknyttet den øvre elektronikkmodulen 30 har slakk med hensyn til knuteplate 38 som er tilknyttet den ned hydraulikkmodul 32. På denne måten, tas den innebygde slarken i knute-platene 38 opp når styreboksen løftes. Hvis det ikke hadde vært noen innebygget slark, ville boltene som forbinder platene bære styreboksens vekt. Spesielle skulderbolter blir brukt for å fremskaffe den "løse" koplingen som resulterer i slarket. Igjen, er den klare fordelen med denne konstruksjonen at den ikke belaster den knuteplaten 38 som med den nedre moduls 32 fulle vekt. Den eneste belastningen som vil være på overgangsboltene vil være den som er et resultat av separeringskraften til trykket som virker på tettingselementene. En tilsvarende slark kan også brukes mellom sentreringselement 34 og styringsboksfundamentblokk 72 for å lette belastningen på den hydrauliske sylinder 64. Dette gjør at sentreringselement 34 er fritt til å flyte mot styreboksfundamentblokk 72.

Figurene 11 a og 11 b illustrerer en elektrisk kopling som er fremskaffet gjennom sentreringselement 34. En elektrisk kopling 102 som kan koples eller frakoples under vann har blitt spesielt tilpasset for den hydrauliske styreboks-sentreringsdel 34. Koplingen 102 tillater direkte elektrisk kommunikasjon mellom elektronikkmodul 30 og BOP-stakken. Følgelig gjøres koplingene automatisk ved å senke sentreringselement 34 inn i BOP-mottakelsesblokk 74. Hannkjønnsdelen av koplingen er fastgjort til en plate som er montert på bunnsiden av BOP-mottakelsesblokk 74. Hunnkjønnsdelen er montert i den nedre delen av styrebokssentreringselement 34. Slik at når sentreringselement 34 kommer inn i BOP-mottakelsesblokk 74, gjøres den elektriske koplingen automatisk. Hunnkjønnsdelen er konstruert slik at når den frakoples, tettes kontaktene i hunnkjønnsdelen og kan trekkes opp slik at de fungerer under vann. Hannkjønns-tappene er på siden uten energi når de er frakoplet.

I et foretrukket utførelsesform, er det plass til to koplinger på sentreringselements 34 nedre overflate. En kopling, er f.eks. tilknyttet en "smart" BOP-avlesning. Ved sentreringselements 34 øvre del, er det en 90° albuefitting 104 som har en kopling påsatt for tilknytning til en hunnkjønns dreibar slangekopling. En lengde slange (ikke vist) er konstruert for å ligge på toppen av sentreringselement 34. Slangen har en kveil slik at når sentreringselementet beveges opp og ned, er slangen i stand til å bøye seg fritt og blir ikke overdrevet strukket. Den elektriske koplingen på slangeenden på motsatt side av sentreringselementet mates gjennom et skott inn i en koplingsboks 56 (vist på figur 3) over sentreringselement 34, der det er elektrisk forbundet med komponentene i elektronikkmodulen. Koplingsboks 56 er tilpasset for seks elektriske kontakter, fire på toppen og to under. Kontakttettingspunktene har vært en trykkport for testing mellom o-ring stertingene for å sikre fullstendig tetning. En krysskoplingssammenstilling (jumper assembly) som kan forbindes med koplingsboks 56, omfatter ledninger med loddede koplinger på hver side og med hylsetettinger over hver kopling. Etter at koplingene til krysskoplingssammenstillingen er sluttet, blir slangen fylt med fluid. Følgelig, blir de elektriske ledningene innvendig i slangen nedsenket i et vennlig fluid som trykkompenserer slangen med den omgivende sjø. Den fleksible slangen blir i virkeligheten en trykkmembran for å balansere trykket.

Figur 11a viser platen som mottar den sammenpassende hunnkjønns-koplingen i sin posisjon, fastboltet til undersiden av BOP-mottakelsesblokk 74. På grunn av at manglende innretning mellom hannkjønn og hunnkjønnskoplingene kan oppstå, blir koplingene brakt sammen av komplementære flate områder 106 i koplingsføring 107. Som det fremgår fra figurene 12a, 12b og 12c er de flatene delene 106 i det øvre koplingselement 108 og komplementære flater 106 på det nedre koplingselement 110. En tapp 118 er omfattet i koplingsføring 107 for å hindre rotasjon sammen med koplingene 102 og koplingsføring 107. Flatene 106 fungerer ved å tillate bevegelse i alle retninger parallelt med sentreringselement 34 og BOP-mottakelsesblokk 74 som igjen tillater at koplingene innrettes i forhold til hverandre. I tillegg omfatter også en bølgefjær 98 som er plassert mellom det øvre koplingselement 108 og den elektriske leder 102. Bølgefjær 98 tillater noe elastisk bevegelse idet den elektriske kopling 102 blir ført på plass.

Siden koplingen utgjøres av fire tapper, vil den ikke tillate relativ bevegelse mellom hannkjønns- og hunnkjønnskoplingene. Imidlertid, vil koplingene håndtere relativ bevegelse i både X- og Y-retningene. Med andre ord, vil ikke flatene 106 på en kopling tillate at den sammenpassende kopling en roterer, men vil la den slide. Relativ bevegelse tillates i to frihetsgrader, og resulterer i automatisk innretning

mellom de to delene for å komplettere den ønskede elektriske koplingen.

Claims (13)

1. Anordning for styring av en utblåsningssikring omfattende: en elektronikkpakke (48) som mottar en styring; en rekke solenoider montert i et solenoidhus (42) som mottar sjaltings-signaler fra elektronikkpakken (30); en rekke skjær-tettingsventiler (41) som omdanner sjaltesignalene til hydraulikktrykk, karakterisert veden innvendig sentreringsdel (34) som mottar hydraulikktrykket og overfører det til en rekke faste kanaler (58) til utblåsningssikringen (12).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en rekke trykkaktiverte pakningstettinger (80) som kopler de faste kanalene (58) med utblåsningssikringen (12).

3. Anordning i henhold til krav 2, karakterisert ved at en trykkaktivert pakningstetting (80) omfatter: en sirkulær stiv støtte (94) med et innvendig fremspring, en utvendig slisse og en bunnkanal; et fleksibelt sete (92) tilknyttet rundt det innvendige fremspringet; en koniske flens (96) tilknyttet rundt den utvendige slissen; og en bølgefjær (18) påsatt rundt bunnkanalen.

4. Anordning i henhold til krav 1 til 3, karakterisert ved at den videre omfatter: en rekke rørpasstykker (68) med justerbar lengde som overfører det hydrauliske trykket fra skjær-tettingsventilene (41).

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at et rørpasstykke (68) omfatter: et rør (83) med to gjengete ender (88); minst en lengdejusteringsmutter (84) som er tilknyttet hver gjengete ende (88) av røret (83); en oppfangende flens (86) som passer over hver lengdejusteirngsmutter (84); og en rekke bolter (90) som fastgjør den oppfangende flensen (86) på plass over tengdejusteringsmutteren (84).

6. Anordning i henhold til krav 1 til 5, karakterisert ved at den videre omfatter: et ikke-ledende fluid inne i solenoidhuset (42); og en rekke transdusere (40) montert i en tilgjengelig posisjon inne i solenoidhuset (42), som overfører hydraulikktrykket til et signal hvori en transduser (40) kan fjernes fra solenoiden (42) uten å forstyrre det ikke-ledende fluidet i solenoidhuset (42).

7. Anordning i henhold til krav 1 til 5, karakterisert ved at det videre omfatter: en trykkutligningsblære montert sammen med solenoidhuset (42).

8. Anordning i henhold til krav 1 til 7, karakterisert ved at den videre omfatter: en elektrisk kabel som strekker seg gjennom sentreringselementet (34); en elektrisk kopling (102) som kopler den elektrisk kabelen med utblåsningssikringen (12); og en koplingsføring (107) som innretter den elektriske koplingen (102) uten rotasjon på en riktig måte hvori koplingsføringen innretter den elektriske koplingen (102) ved å begrense bevegelsen av den elektriske koplingen (102) til to perpen-dikulære akser som er parallelle med utblåsningssikringen (12).

9. Anordning i henhold til krav 8, karakterisert ved at koplingsføringen (107) omfatter: en føringsramme; et øvre koplingselement (108) med utformede flate områder (106), som er bevegelig montert inne i føringsrammen; og et nedre koplingselement med utformede flate områder, som er bevegelig montert inne i føringsrammen.

10. Anordning i henhold til krav 1 til 9, karakterisert ved at den videre omfatter: en rekke tettingselementer (36) som er tilgjengelige uten fjerning av andre elementer på anordningen; en rekke omkapslingsplater (60); og minst en knuteplate (38) med en viss slakk eller dødgang.

11. Fremgangsmåte for styring av en utblåsningssikring (12), omfattende: motta kn ing av et elektronisk styringssignal; omforming av det elektroniske styringssignalet til hydraulikktrykk; overføring av hydraulikktrykket til utblåsningssikringen (12) via et sentreringselement (34) med faste innvendige kanaler (58), karakterisert ved omforming av hydraulikktrykket til et signal via en rekke transdusere (40), montert i en tilgjengelig posisjon inne i et solenoidhus (42) hvori en transduser (40) kan fjernes fra solenoidhuset (42) uten forstyrrelse av et ikke-ledende fluid i solenoidhuset (42); utligning av trykket inn i solenoidhuset (42) med en trykkutligningsblære; og overføring av hydraulikktrykket til et sentreringselement (34) via rørpasstykker (68) med justerbar lengde.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 11, karakterisert ved at den videre omfatter: sending av et sjaltesignal fra elektronikkstyringspakken (48) til en rekke av solenoidene plasser inne i solenoidhuset (42); sjalting av solenoidene; omforming av sjaltingen av solenoidene til hydraulikktrykk via en rekke skjær-tettingsventiler (41) plassert på solenoidhuset (42); og overføring av hydraulikktrykket fra skjær-tettingsventilene til en rekke tettingselementer (36).

13. Fremgangsmåte i henhold til krav 11 eller 12, karakterisert ved at den videre omfatter: kopling av en elektrisk kabel som strekker seg gjennom sentreringselementet (34) til utblåsningssikringen (12) med en elektrisk kopling (102) som er korrekt innrettet uten rotasjon av en koplingsføring (107); og kopling av sentreringselementets (34) faste innvendige kanaler til utblåsningssikringen (12) ved hjelp av trykkdrevede pakningstettinger.