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1. CN108603401 - Safety system for overriding hydrocarbon control module

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权利要求书

1.一种修井安全系统(301),被配置为超越修井控制模块(201),所述修井控制模块被安置为致动碳氢化合物生产装置,尤其是包含低位隔水管套装和紧急断开套装中的至少一个的装置的部件(104);
所述修井控制模块(201)被配置为调控到所述部件的液压流体,所述修井控制模块(201)包括:
液压输入(106_1、106_2),被配置为从相应液压流体源(116、118)接收所述液压流体,以及液压输出(110_1、110_2),被配置为将所接收到的液压流体递送至所述部件,
所述修井安全系统包括:
触发输入(112),被配置为接收触发信号,以及
至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3),串联连接在下面的至少一个之间:
所述修井控制模块的所述液压输入(106_1、106_2)与所述修井控制模块(201)的所述相应液压流体源(116、118)之间,以及
所述修井控制模块(201)的所述液压输出(110_1、110_2、110_3)与所述部件(104)之间,
所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时,关闭所述至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3),特别地关闭功能线路并且打开排气线路,以防止所述液压流体递送至所述部件。

2.根据权利要求1所述的修井安全系统,其中所述修井安全系统关于软件和硬件方面与所述修井控制模块分离。

3.根据权利要求1-2的任何一个所述的修井安全系统,还包括:
安全蓄积器(140),被配置为存储并且提供液压流体,以及
至少一个压力阀门(150),被配置为从所述安全蓄积器(140)接收所存储的液压流体并且将所存储的液压流体递送至所述部件(104),其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个压力阀门(150)被配置为打开以将所存储的液压流体从所述安全蓄积器(140)提供到所述部件,特别地,到布置于井控制套装中的断开阀门和布置于BOP中的环形袋阀门中的至少一个。

4.根据权利要求1-3的任何一个所述的修井安全系统,其中所述至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)包括被配置为以串联连接布置在第一相应液压流体源(116)与第一相应液压输入(106_1)之间的第一超越阀门(114_1),串联连接在第二相应液压流体源(118)与第二相应液压输入(106_2)之间的第二超越阀门(114_2),以及串联连接在所述修井控制模块(201)的所述液压输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间的至少第三超越阀门(120_1、120_2)。

5.根据权利要求1-4的任何一个所述的修井安全系统,其中所述至少一个超越阀门(120_3)被配置为以串联连接布置在上层控制模块阀门(302)与耦合到地表生产翼形阀门(208)的先导阀门(305)之间,其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个超越阀门(120-3)被配置为处于关闭位置,由此防止液压流体流到所述先导阀门(305)和所述地表生产翼形阀门(208)。

6.根据权利要求1-5的任何一个所述的修井安全系统,其中所述修井安全系统中的阀门包括含有A/B冗余的重复阀门。

7.根据权利要求1-6的任何一个所述的修井安全系统,其中所述触发信号包括模拟电压,特别地,直流DC,特别地达48V,包括达25V。

8.一种装置,包括:
根据权利要求1-7和9-14的任何一个所述的修井安全系统,以及
修井控制模块。

9.一种修井安全系统(301),被配置为与修井控制模块(201)一起使用,并且被配置为致动碳氢化合物生产装置,尤其是包含低位隔水管套装和紧急断开套装中的至少一个的装置的部件(104);
所述修井控制模块(201)被配置为调控到所述部件的液压流体,所述修井控制模块(201)包括:
液压输入(106_1、106_2),被配置为从相应液压流体源(116、118)接收所述液压流体,以及至少一个液压输出(110_1、110_2、110_3),被配置为将所接收到的液压流体递送至所述部件,
所述修井安全系统包括:
安全蓄积器(140),被配置为存储并且提供液压流体,
触发输入(112),被配置为接收触发信号,以及
至少一个压力阀门(150),被配置为从所述安全蓄积器(140)接收所存储的液压流体并且将所存储的液压流体递送至所述部件(104);
所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时,打开所述至少一个压力阀门(150)以将所存储的液压流体从所述安全蓄积器(140)递送到所述部件(104)。

10.根据权利要求9所述的修井安全系统,其中所述修井安全系统关于软件和硬件方面与所述修井控制模块分离。

11.根据权利要求9-10的任何一个所述的修井安全系统,还包括串联连接在下面的至少一个之间的至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3):
所述修井控制模块(201)的所述液压输入(106_1、106_2)与所述修井控制模块(201)的所述相应液压流体源(116、118)之间,以及
所述修井控制模块(201)的液压输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间,
其中所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时,关闭所述至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3),特别地关闭功能线路并且打开排气线路,以防止从所述液压流体源(116、118)接收的所述液压流体递送至所述部件。

12.根据权利要求11所述的修井安全系统,其中所述至少一个超越阀门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)包括串联连接在第一相应液压流体源(116)与第一相应液压输入(106_1)之间的第一超越阀门(114_1),串联连接在第二相应液压流体源(118)与第二相应液压输入(106_2)之间的第二超越阀门(114_2),以及串联连接在所述修井控制模块(201)的液压输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间的至少第三超越阀门(120_1、120_2)。

13.根据权利要求11-12的任何一个所述的修井安全系统,其中所述至少一个超越阀门(120_3)串联连接在上层控制模块阀门(302)与耦合到地表生产翼形阀门(208)的先导阀门(305)之间,其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个超越阀门(120-3)被配置为处于关闭位置,由此防止液压流体流到所述先导阀门(305)和所述地表生产翼形阀门(208)。

14.根据权利要求9-13的任何一个所述的修井安全系统,其中所述修井安全系统中的阀门包括含有A/B冗余的重复阀门。

15.根据权利要求9-14的任何一个所述的修井安全系统,其中所述触发信号包括模拟电压,特别地,直流DC,特别地达48V,包括达25V。

16.一种功率管理系统(310),包括:
触发输入(112);
逻辑设备(310A),包括处理器、存储器以及存储在存储器中并且由处理器可执行的指令,所述逻辑设备耦合到所述触发输入,所述逻辑设备被配置为耦合到:
包括功率线路的脐带缆,特别地长度大于300米,特别地大于1000米的脐带缆;以及
连接到所述功率线路的至少一个阀门,特别地超越阀门和蓄积器阀门中的至少一个;
耦合到所述逻辑设备的功率供应(310B),特别地DC功率供应,特别地被配置为递送至少30伏特,特别地达大约500伏特,特别地分立的功率供应或者与所述逻辑集成在一起的功率供应,所述功率供应被配置为当连接到所述阀门时经由所述功率线路致动所述阀门;以及
开关,特别地中继器,耦合到所述逻辑设备和功率供应,所述开关由所述逻辑设备可操作以在下面之间切换:
监控状况,其中所述功率供应不连接到所述阀门,以及
超越状况,其中所述功率供应连接到所述阀门;
所述逻辑设备被配置为执行方法,包括:
测量表征包括所述功率线路和阀门的电气电路的参数;
计算当经由所述脐带缆递送时期望在所述阀门处导致期望电压的上层电压,所述期望电压足够致动所述阀门;以及
将所计算的上层电压传输到所述功率供应。

17.根据权利要求16所述的功率管理系统,其中测量包括:
将非致动电压施加到所述功率线路;
测量由所施加的电压导致的电流;
根据所述阀门的电阻标准化所测量的电流,特别地减去所述阀门的电阻;以及
使用经标准化的电流计算所述脐带缆的电阻。

18.根据权利要求16和17的任何一个所述的功率管理系统,其中所述逻辑设备还被配置为:
经由所述触发输入(112)接收触发信号;以及
操作所述开关以从所述监控状况变成所述超越状况,以便使用所述功率供应致动所述阀门。

19.一种安全系统(301),被配置为耦合到碳氢化合物处理装置,以将所述装置的至少一部分带至安全状态,所述装置包括控制模块(201),特别地修井控制模块WOCM、海底电子模块SEM、海底控制模块(SCM)和隔水管控制模块RCM中的至少一个,
所述控制模块(201)被配置为致动所述装置的部件(104),特别地包括上层生产设施、低位隔水管套装LRP、紧急断开套装EDP、防喷器BOP、隔水管套装RP、钻井套装DP、主控制单元MCU和液压功率单元HPU、采油树,特别地地表采油树,特别地海底采油树,特别地具有电气致动阀门、歧管、连续油管框架和钢丝缆线框架的采油树中的至少一个的部件,
所述控制模块包括:
能量输入(106_1、106_2),特别地电气输入、气动输入和液压输入中的至少一个,所述能量输入被配置为从相应的功率源(116、118)接收足够致动所述部件(104),特别地电动致动器,特别地螺旋传动和螺线管中的至少一个,特别地液压致动器,特别地气动致动器的功率流;以及
能量输出(110_1、110_2),特别地液压输出、气动输出和电气输出中的至少一个,被配置为将经由所述控制模块调控的所述功率流递送至所述部件;
所述安全系统包括:
控制输入(112),被配置为接收触发信号;以及
至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3),特别地阀门和开关中的至少一个,特别地中继器,串联连接在下面的至少一个之间:
所述控制模块(201)的所述能量输入(106_1、106_2)与所述相应功率源(116、118)之间;以及
所述控制模块(201)的所述能量输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间;
所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时关闭所述至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)以防止所述功率流递送至所述部件(104)。

20.根据权利要求19所述的安全系统,其中所述安全系统关于软件和硬件方面与所述控制模块分离。

21.根据权利要求19-20的任何一个所述的安全系统,还包括与能量输出(110_3)并联连接、被配置为提供压力到所述部件的至少一个闸门,特别地阀门或者中继器的至少一个压力闸门(150),所述至少一个压力闸门(150)被配置为从至少一个其他功率源(140)接收功率流,其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个压力闸门被配置为处于打开位置并且将所述功率流提供到布置在紧急断开套装EDP中的所述至少一个闸门、隔水管控制模块RCM中的阀门和/或布置在防喷器BOP内的环形袋,以独立于所述控制模块将液压压力分别提供到所述EDP和/或BOP。

22.根据权利要求19-21的任何一个所述的安全系统,其中所述至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)包括与第一相应功率源(116)串联连接的第一超越闸门(114_1),与第二相应功率源(118)串联连接的第二超越闸门(114_2),以及串联连接在所述修井控制模块(201)的所述能量输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间的至少第三超越闸门(120_1、120_2)。

23.根据权利要求19-22的任何一个所述的安全系统,还包括与先导闸门(305)和地表生产翼形闸门(208),特别地地表生产翼形阀门串联连接的至少一个上层超越闸门(120_3),其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个上层超越闸门被配置为处于关闭位置,由此防止功率流被提供到所述先导闸门(305)和所述地表生产翼形闸门(208)。

24.根据权利要求19-23的任何一个所述的安全系统,其中所述修井安全系统中的闸门包括A/B冗余的重复闸门。

25.根据权利要求19-24的任何一个所述的安全系统,其中所述触发信号包括模拟电压,特别地,直流DC,特别地达48V,包括达25V。

26.根据权利要求1-14的任何一个所述的修井安全系统,或者根据权利要求19-25的任何一个所述的安全系统,还包括根据权利要求16-18的任何一个所述的功率管理系统。

27.根据权利要求19-26的任何一个所述的安全系统,还包括耦合到所述安全系统的所述控制模块。

28.一种安全系统(301),被配置为耦合到碳氢化合物处理装置,以将所述装置的至少一部分带至安全状态,所述装置包括控制模块(201),特别地修井控制模块WOCM、海底电子模块SEM、海底控制模块(SCM)和隔水管控制模块RCM中的至少一个,
所述控制模块(201)被配置为致动所述装置的部件(104),特别地包括上层生产设施、低位隔水管套装LRP、紧急断开套装EDP、防喷器BOP、隔水管套装RP、钻井套装DP、主控制单元MCU和液压功率单元HPU、采油树,特别地地表采油树,特别地海底采油树,特别地具有电气致动阀门、歧管、连续油管框架和钢丝缆线框架的采油树中的至少一个的部件,
所述控制模块包括:
能量输入(106_1、106_2),特别地电气输入、气动输入和液压输入中的至少一个,所述能量输入被配置为从相应的功率源(116、118)接收足够致动所述部件(104),特别地电动致动器,特别地螺旋传动和螺线管中的至少一个,特别地液压致动器、气动致动器的功率流;以及
能量输出(110_3),特别地液压输出和电气输出中的至少一个,被配置为将经由所述控制模块调控的所述功率流递送至所述部件;
所述安全系统包括:
控制输入(112),被配置为接收触发信号;以及
安全蓄积器(140),特别地液压蓄积器、电池、电容器、飞轮和UPS中的至少一个,被配置为存储能量,以及
至少一个蓄积器闸门(150、150A、150B),特别地阀门和中继器中的至少一个,被配置为与下面的至少一个并联连接布置:
所述控制模块(201)的所述能量输入(106_1、106_2)和所述相应功率源(116、118);以及
所述控制模块(201)的所述能量输出(110_3)和所述部件(104);
所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时打开所述至少一个蓄积器闸门(150、150A、150B),以将所存储的能量递送至所述部件(104)。

29.根据权利要求28所述的安全系统,其中所述修井安全系统关于软件和硬件方面与所述修井控制模块分离。

30.根据权利要求28-29的任何一个所述的安全系统,还包括串联连接在下面的至少一个之间的至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3):
所述控制模块(201)的所述能量输入(106_1、106_2)与所述相应能量源(116、118)之间,以及
所述控制模块(201)的能量输出(110_1、110_2、110_3)与所述部件(104)之间,
其中所述安全系统被配置为当接收到所述触发信号时关闭所述至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)以防止所述功率流递送至所述部件。

31.根据权利要求30所述的安全系统,其中所述至少一个超越闸门(114_1、114_2、120_1、120_2、120_3)包括与第一相应功率源(116)串联连接的第一超越闸门(114_1),与第二相应功率源(118)串联连接的第二超越闸门(114_2),以及串联连接在所述修井控制模块(201)的所述能量输出(110_1、110_2)与所述部件(104)之间的至少第三超越闸门(120_1、120_2)。

32.根据权利要求28-31的任何一个所述的安全系统,还包括与先导闸门(305)和地表生产翼形闸门(208),特别地地表生产翼形阀门串联连接的至少一个上层超越闸门(120_3),其中当接收到所述触发信号时,所述至少一个上层超越闸门被配置为处于关闭位置,由此防止功率流被提供到所述先导闸门(305)和所述地表生产翼形闸门(208)。

33.根据权利要求28-32的任何一个所述的安全系统,其中所述安全系统中的闸门包括A/B冗余的重复闸门。

34.根据权利要求28-33的任何一个所述的安全系统,其中所述触发信号包括模拟电压,特别地,直流DC,特别地达48V,包括达25V。

35.根据权利要求28-34的任何一个所述的安全系统,还包括根据权利要求16-18所述的功率管理系统(310)。

36.根据权利要求28-35的任何一个所述的安全系统,还包括耦合到所述安全系统的所述控制模块。