[发明专利]用于传送EDS备用信号到海底荚的装置和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例一般地涉及用于将备用紧急断开信号(EDS)传送到配置成控制防喷器的海底荚的装置和方法。

背景技术

尽管关于石油储备的可达性和开采的安全性方面有越来越多的挑战，但石油和气的开采仍然是世界经济的关键构成。因此，在海上位置钻探以从海底开采石油和气在世界范围内广泛使用。随着井位置的海底深度的提高，海底石油和气开采变得更具挑战性。

海上石油和气装置1包括可出于安全性和环境原因密封井口时使用的海底防喷器组。如图1所示，海底防喷器组包括附连到海底20的井口的低位防喷器(“BOP”)组10，以及附连到钻柱40末端的深海立管总成(“LMRP”)30。钻柱40从钻探船50(或任何其他类型的水面钻探平台或者船舶)延伸到井口。正常操作期间，低位BOP组10和LMRP 30相连接。有时，可能关闭位于低位BOP组10和LMRP 30的防喷器25。可从低位BOP组10断开LMRP 30并取回到水面，以及使低位BOP组10留在海底20的井口之上。因此，例如，当预期到恶劣天气时或者当井口暂时停止使用时，可能断开并取回LMRP 30。

电缆和/或液压线路60将来自水面(即，钻探船50)的控制信号传送到作为LMRP 30的部分的两个荚70和75。根据从水面(即，钻探船50)接收到的信号，两个荚70和75控制在LMRP 30和低位BOP组10的BOP和其他装置。两个荚70和75，分别称为“黄色”荚和“蓝色”荚，大体上是相同的并确保冗余(即，如果一个故障了，另外的一个取而代之)。

一旦收到EDS信号，荚70和/或荚75控制关闭LMR 30和低位BOP组10的BOP。然而，当电缆60无意间中断时，EDS信号可能到达不了荚70和荚75。为了在荚处接收控制信号，电缆60的物理连续性是必要的。然而，当发生引起必须将来自水面的EDS信号发送到荚70和/或荚75的紧急情况时，电缆60可能已经意外中断。如果EDS信号没有到达荚70和/或荚75以及BOP没有关闭，对于操作人员，设备以及环境的影响可能是可怕的。

在一些装置中，通过海水声学地传送声学备用EDS信号。然而，当水表面和LMRP的距离大时，此声学备用EDS信号可能会丢弃和遗失。另外，由于紧急情况的发生，海水中环境的干涉可能阻止在海底正确地接收声学备用EDS信号。

因此，除电缆和/或水柱之外，期望使用另一个通道提供从水面到附连到LMRP的荚的EDS信号的备用传送。

发明内容

根据一个示范实施例，提供了在海上石油和气装置中可用的备用紧急断开信号(EDS)传送系统。该系统包括压力脉冲发生器，其配置成在钻柱内的泥浆柱中的流动的流体中生成正压力脉冲和负压力脉冲的至少一个，以形成与紧急断开信号对应的预定压力变化模式，压力脉冲发生器位于泥浆柱的水面末端。系统进一步包括压力脉冲接受器，其配置成测量在靠近防喷器的海底位置处、泥浆柱中流动的流体的压力。

根据一个示范实施例，海上石油和气装置包括：水面钻探平台或船舶，附连到位于海底的井口并配置成中断来自井口的流体流的低位防喷器(BOP)组，以及可拆卸地附连到低位BOP组的深海立管总成(LMRP)。海上石油和气装置进一步地包括了钻柱(其配置成通过至少一个泥浆柱允许在井口和水面钻探平台或船舶之间的流体流)，附连到LMRP的海底控制器(其配置成一旦接收到紧急信号(EDS)就关闭位于低位BOP组和LMRP的防喷器)，以及配置成将来自水面钻探平台或者船舶的EDS传送到海底控制器的电通信线路。系统进一步包括了压力脉冲发生器，其配置成在钻柱内的泥浆柱中的流体流中生成正压力脉冲和负压力脉冲的至少一个，以形成与EDS对应的预定压力变化模式，压力脉冲发生器位于泥浆柱的水面末端，以及连接到海底控制器的压力脉冲接受器，其配置成测量泥浆柱中流体流的压力。

根据另一实施例，提供了用于备用传送紧急断开信号(EDS)的方法。方法包括：(i)在靠近在钻柱中的泥浆柱的水面末端的第一位置处生成与EDS信号对应的压力变化模式，(ii)在靠近防喷器的第二位置处测量泥浆柱中的压力值，基于压力值识别与EDS信号对应的压力变化模式，以及将EDS信号传送到配置成关闭防喷器的控制器。

附图说明

附图并入本说明书并作为其一部分，连同描述一起说明一个或多个实施例以及解释这些实施例。在附图中：

图1是传统的海上钻塔的示意图；

图2a是根据示范实施例的海上钻塔的示意图；