模块化备用流体供应系统的利记博彩app

专利名称：模块化备用流体供应系统的利记博彩app
模块化备用流体供应系统
相关申请的n参考
本申请要求临时申请号为N0.60/705538的申请的优先权。 狱领域
本发明通常涉及一种流体供应系统及其设备，并且尤其涉及--种模 块化备用液压流体供应系统及其设备。 背景駄
海底IA^操作会蹈拼喷，井喷是控制不了的鹏流体iaA到钻井内。井 喷很危险并且代价很高。井喷可能会导致人员伤亡、环境污染、损坏钻將置、 以^S^底产品的损失。为了避免井喷，就需要防喷(BOP)装置。BOP装置典 Mife包括一系列隔离性好并能控制粘荆立置的鹏压力和流体的功能。BOP功 能包括打开和关闭ME操作的闸板、密封环、用于切割管子的剪切式闸板、一 系列控制钻井流体流量的远程操作的阀、以及井底再进A^置。！tl^卜，再加上 M^和环^ife视^S就完成了 BOP系统。钻井:oik涉及作为BOP堆栈的BOP 系统。
钻井和BOP Mii—4^tikM流体(如油等)到表面，钻探流WI环
的海底取油^t^接到表面钻駆虹具。海底取油tTO^部(lower)海底取 油管包("LMRP") g到BOP，其中LMRP包^^到BOP、用于井底控制 的密封环的装置，和为BOP的操作提供^E流体的流动控制装置。LMRP和 BOP通常麟同称之为简单的BOP。许多BOP功能元件是舰控制的、具有 连接到用于提供mE流体和其它井底控制流体的升降器的管路。典型地，中央
控制单元允i權作者从表面—brn朋n控制BOP功能元件。中鹏制单元包括用
于控制各种BOP功能元件的、鹏控制系统，^h舰控制系统都具有很多位于
其上游的流动控制部件。表面运载工具上的操作^mii电子多路朗控帝係统
典型鵬作流动控制部件和BOP功能元件(fimctions)。
某些钻探或环境条件需要操作者将LMRP从BOP断开并将升降器和 LMRP重新取回至懷面ii^X具上。当LMRP断开时BOP功軎^t件必须容纳井底，从而1M^流^R^A到外部环境内。为了提高在翻倒或不连接^#下 井底被糊的可旨胜，系统(companies)典型地包括一个备用系统，设计用于 在一个控制部件失效时防止失控。通常，系^^在所有关键控制单元内安装 两个斜虫的互相te的中央控制系统来提供备用。该工业上涉及两个中央控制 单元如一个蓝色箱(blue pod)和一个黄色箱(yellowpod)。只有一，正常使 用，而另一个用于,备用。
虽然:Dlk上早已经在部件失灵的情况下设计了可回收鄉的箱，后来麟
型的尺寸增大了并且不能有效地被回收。此外，虽然现在的系统已经有两个备 用，但是该备用经常仅是安全的备用而不是可操作性的备用，也就是单个的部 件失灵将需要停止钻^作、，底安全、皿^的部件。停止钻探来皿 部件经常意味着一个较大的停工周期以及钻探承包商和操作者的重大收入损 失。
IDIk上需要一种简单并&财低的方法来提供额外的备用并防止意外的堆 (stadc retrieval)-工业上需要一种简争的可回收系^允许在部件失灵
期间^的安全操作并能容易且快速安装到现有的井底控制系统内。工业上需 要一种简单、经济、并且有效的方法雜制海底水井控制系统。

发明内容
在一些实施例中，本发明提供了一种i^a了的方法和设备通过可选择的流
动路线为流体流动部ft^供备用。在一些实施例中，本发明考虑到故障部件的 安全和有效旁通同时允许，流到功能元件和目的地(destination)。本发明可以 被^到任何现有的流体系统或被安^E全新的流体系统内以提供一个有效备 用层。在其它实施例中，本发明涉及一种用于海底防喷(BOP)控制功能元件 的M:的控制系统。本发明尤其用于水中10000米以及以下深度处的ME操作 控制系统和功能元件。
在一些实施例中，流体供应设#^括一初级流 动路径，iM^括一 个或多个初级流动控制部件、干涉梭阀(intervention shuttle valve)和目的地； 旁通流动控制部件的次级流鹏动路径，该路径包括一个或多个次级流动控制 部件的模块化可拆卸块、干涉梭阀和将次级流动控制部件的模块化可拆卸块连 接到干涉梭阀的可选择拆卸软管和目的地。繊操作运紅具(ROV)可以将 可选择的舰供应源提供到已经失去了传统控制的BOP功能元件。在一些实施例中，干涉梭阀具有出口和次级入口，该出口驗到BOP功育^i件的硬管，该 鄉入口狄接收繊鹏管(hardpiped)。
在一些实施例中，模M:阀组是可拆卸的并包括方向控制阀。多个方向控 制阀可以安装在^M:阀组，方向控制阀的縫与可以同时鹏的BOP功能元
件的fcl:对应。模M:阀M常利用ROV恢复，从而容易维修和更换。砂卜，
当现有的给油阀组需要维修和保养时，给油阀组的模块性质也就是可替换给油 阀组可以被存储以及配置。许多其它的部件可以安装在模皿阀组上，其包括 导向阀和压力调节蓄能器。导向阀可以是液压阀或电磁阀操作的。
在一些实施例中，模靴阀组通过压力平衡穿刺接头，并且在需要电子接
头的实施例中，ilM电子湿式接头，连接到BOP堆栈。在--些实施例中，微 化阀组安装在固定连接到BOP堆栈的模块^^收器。>[^k，模块化块接收 器是烦的从而许多不同的模块化阀组都可以连接其上。在一些实施例中，模 m阀组鹏块化鹏收器连接到临时接头，用于接收软管以将模块化阀组连 接到干涉梭阀。
在一些实施例中，干涉梭阀包括具有大致圆柱空腔的外壳、iSA到外劍iJ 部的初级入口、 iSA^外誠部的次级入口、具有定位器的线轴式梭、和从外 壳侧部出去的出口。在一些实施例中，出口硬管连接到目的地，并且初级入口 硬管连接到初级流 0在正常流动过程中，梭处于正常流动位置并且流体进 AU初级入口并在梭柄周围流动最后从出口出去。梭设计为使流体与其流过的 其他区域隔离。当备用流体被引入到次级入口时，流鹏梭推入到启动位置， 隔离初级入口并且仅允许流体从次级入l.硫动。
在一些实施例中，组合,应急滑阀包括两个其出口连接到选通(gate)梭 阀的入口的干涉梭阀。因而，组^P涉梭阀包括两个初级入口、两个次级入口、 和一个出口。 JM梭阀与干涉梭阀类似，由于其具有一个可以移动从而使流体 从"H^入口流动并与另一个入口隔离的梭， 常具有不同的梭结构。
在一些实施例中，BOP^ffi^制系统包括蓝色中娥葡贿、黄色中鹏制 箱、和至少一个与^hfl齢以为所有控制箱部〗顿供域备用的m^七阀组。 模块化阀组具有一4 1临时接头连接到软管的出口 ，并且其另一端连接到多 ^f涉梭阀中的ft"个，齡干涉梭阀与BOP功肯^;件关联。因而，#^模块 化阀组为至少一个BOP功育^;^JI^备用。在另一实施例中，本发明包括3拉式海底控制系统，微构成并麟可恢
复的、局部的、并且与多^Hl常用于海底bop系统内的船部件ai的控制。
縣统排除了单个控制箱的需要。其它实施例顿有bop功肖阮件的失灵的灾 鄉鄉制瞎况下，禾佣餘面发超ijisv的应急舰管允许制虫的rov应急。
bop功肯阮件的独立的禾n/或备用控伟赚短了停工时间并提高了安全性。此
外，具有简单可恢复部件的控制系统允许快速并容易地维修和鄉。在一些实
施例中，本发明与很多已确定的系统兼容并为bop系统制m^宜的备用。
絲发明的其它实施例中，模块化阀组的控制被明显集成至舰有的多路M控
制系统，允i條作者利用P艮于的控制系统控审MM:阀组。
前面的描述已经概括描述了本发明的特征和技术优点，使g下来后面的 详细描述将能更好地M本发明。本发明的附加特征和优点将在形成本发明权 利要求主体的后面中描述。本领域的普通技术人员应当理解，为了执行本发明 相同的目的，根据公开的旨和特定实施例可以容易地将其修改或设计成其它 结构。本领域的普通駄人员鹏该離，J^等效结构如賴权利要求中出 现的将不脱离本发明的实质和范围。本发明中被认为是新颖的特征，及其结构 和操,法，连同其它主题和优点将结合附图从下面的描述更容易理解。明显 iteM解，然而，每个附图都仅是为了图解和描述而提供的但不用于p艮制定 狄发明。


为了更全面的解释本发明，现在将下面与附图一起的说明书作为参考，其
中
图1劍 *发明一个实施例的海底控审赎块的禱亂
图2魏括有本发明一个实施例的深海繊操作的示意图； 图3 J^括有本发明一个实施例的bop设备的侧视图 图4a是根据本发明一个实施例的模m阀组的祿亂
图4b是根据本发明--个实施例的模M:阀组的透视图
图5a和5b是根据本发明实施例的干涉梭阀的纖面侧视图
图6是根据本发明一个实施例的混^T涉梭阀的横截面侧视图 图7魏括有本发明一个实施例的bop鹏控制系统的示意图 图8魏括有本发明一个实施例的bop mBE控制系统的示意图图9A和犯Ji/示出了禾IJ用本发明方法的实施例鹏图。
具体实施例方式
下文中可知，当在权利要求种或说明书内与"包括'一词(或同义词"包括") —起鹏的词"一"或'- -个"可以意 是"一个"，但也有'一个或多个'、"至少 —个，、以及"一个或大于一个"。財卜，如下文中使用的短语"连在......上"意味
着可以通信、直接^M;中间元件连在^A其内。
参考图i，本发明的一个实施例包括备用流体供应设备io，该备用流体设 备io ^^初级流Mi动路径11和次级流#^路径12。初级流，动路径11
流 13并连续M51初级流动控制部件14和15， M:干涉梭阀16的初级
入口 100并至哒目的地17。次级流体流动路径12針流鹏13或备用流鹏 102并连续M:模:^:阀18， J1M^靴可拆卸软管19， M;干涉梭阀16的启
动入口101，并到达目的地17。
虽然图1示出了两个初级流动部件14和15，也可以有其它数量的部件。 初级流动部件14和15可以包括流瓶动系统中任何部件，如阀、管、软管、 封口、接头、以及测量仪表，但不限于此。模靴阀组18可以包括任何模块、 可拆卸流动控制部件、至少其中一个应该能,Ht旁通流动控制部件14和15。虽 然下面将详细描述，干涉梭阀16 iKl初级入口 100或次级入口 101接受流体。 当流体鹏次级入口 101时，位于初级入口 100上游的部件被隔离瓶旁通， 但流体经过鄉流鹏动路径12 3^flAJ很的地17。
软管19 M临时接头103驗到模靴阀组18并舰临时接头104连接 到干涉梭阀16的次级入口 101。在一些实施例中，临时接头103直接雜至帳 靴阔组18，而在其它实施例中在它们之间絲管鹏它體。相1鹏，在一 些实施例中临时接头104直接连接到次级入口 101，而在其它实施例中在它们之 间械管戯它装置。
临时软管103和104包括商业上有效的对扣(stab)接头，如它们具有延伸
到接头口并与其g电路配合的外部自对准、M链。通常， 一个对扣接头包括 一个接收器或凹面部分以及一个对扣或凸面部分，并且任一部分通常可以作为 对扣接头。在一个实施例中，次级入口 101 M:t^接到容纳临时接头104并 可以糊其它临时接头的接收娜105连接。
在一些实施例中，流体供应设备10包^S^作运虹具(ROV) 106，i^^作运载工具106舰软管19并将其连接到^^阀组18以及干涉梭 阀16的次级入口 101。 ROV 106也可以不驗到软管19并连接跡鹏到模 m阀组18。 ROV106可以由人在表面h操作，棘基于多路朗控制系统的 输A^其进^ 页编程以执，定的连接或不连接。
在一些实施例中，流体供应系统10用于提供,流体到BOP部件。还是 参考图2，水面21上的水面运载工具20通过海底取油管23连接到BOP堆22。 海底取油管23可以織各种供应线和管，如^E供应线、节流管线、压井管线 等。在这样的实施例中，流條13通常是向下至嗨底取油管23的主舰供应 线。备用流鹏102可以包括，但不限于，蓄能器、辅助舰供应线、海底取 油管23上的辅助导管、或来自于控制箱24的,供给。
在一个实施例中，控制箱24连接到BOP堆22并且模块化阀组18连接到 控制滞24。软管19将模树七阀组18连接到BOP堆22。控制箱24可以是用于 控制各种BOP功倉^i件(fiinctions)的ftM系统，并且可以包括阀、量器、管、 ^ffl仪器、蓄能器、调节器等的各种组合。传统上，工业上把控制箱24和^& 用副本控帝懒25称作蓝色箱和黄色箱。根据本发明在没有备用的控制箱24内 部的ftM元件的失灵或故P章都需要停止钻探并维修控制箱，这需要花费很多钱。 然而，本发明的一个实施例包括ROV106、软管19、禾瞎块化阀组18， Jlil旁 M^隔离故障部件^M流MU1模块化阀组18和软管19来允i^S制箱24内 的漸牛实现备用。
参考图3示范的本发明的实施例，控带贿24 (如蓝色箱)连接到BOP堆 栈22，并且模M:阀组18连接到控制箱24。贻卜，次级控制箱25 (如黄色箱) 驗到BOP堆栈22，并且次级模M:阀组31连接到控伟懒25。在该实施例中， B流体的目的M BOP功肖阮件。控制箱24和25 ^S制给各种BOP功 會^i件，部分上述BOP功能元件由附图标记301、 303和304^。 BOP功能 元#^括，但不限于，液压操作闸板的开口和闭口、密封环、用于切割管子的 剪切式闸板、 一系列用于控制繊流微动的繊操作阀、隔水管连接器、以 (^#底再^4>^§。控制^g 24和25与包括BOP功能元件301 、 303和304 的各种BOP功能元倂更管连接，这意赠如果控制箱24或25内的--个部件失 灵了并且必须修补时，^h控伟懒或LMRP必须断开并且控制BOP功倉^i件的 控制箱将停lt^^^限制。此处舰盼'被硬t^接"或'硬W^接"指的是管路和相关的接头比较持久并且不容易从ROV拆卸。Jl^卜，处于安全和管理的因素， !^^^不能仅在一條行的控制箱下操作。因而，一铺的一镇件的失灵 会强制钻微作的停止。本发明的一个实施例Sii为控带擴块24^/和25的许
多制顿^^和可选择的备用解决了海底钻探的上述问题。
参考图3， BOP功能元件301 、 302、和304分别被硬管连接到干涉梭阀16、 300、和302。在该实施例中，干涉梭阀16也M:硬管连接32被硬管连接至I展 收娜105上的临时接头104。干涉梭阀300和302 iWl硬管驗被驗至赎 收娜105上的其它临时接 收器。贻卜，控制箱24 aai硬管鹏33连接 到干涉梭阀16。尽管未显示，控制箱24也连接至扦涉梭阀300和302。当控制 箱24内的控制部件鹏时，与其控制部件对应的BOP功能元件将不能响应正 常的指令(如，环鹏被关闭)。在被确定为BOP部件没有工作时，ROV 106 可能在接收M 105上的接头接收皿tt接连接到软管19，接收皿105被 硬t^接到未响应的功能元件。在图3中，ROV已经将软管19连接到临时接 头104，其是接收器板105上的多个临时接头中的一个。ROV 106还在临时接 头103处将软管19连接至鹏块化阀组189在其它实施例中，ROV 106首先将 软管19驗到模块化阀组18,瓶下来将其连接到干涉梭阀16。在任何情况 下，控制箱24内故障的控制部件被旁通，并且^ffi流,过包括有模块化阀组 18、软管19、和干涉梭阀16。 BOP功能元件现在将正常工作，避免了停工时间。 在一些实施例中，模:fe她阀组18设计得比较坚固从而肖繩务于多个不同的 BOP功能元件，其每一个M3iJG软管19插AJlJ与正在出现控制问题的BOP功 兽阮件相关的特定的干涉梭阀而,择。下面将详细描述的^化阀组18上的 部件可以控制箱24禾IV和25内的多^|5#^备用，从而^MM:阀组变得大 gC^而使其变得经肺效。即使在一，件嫁以前，软管19可以驗到微 化阀组18和接收娜105上特定的接头以预鹏定部件的故障。当然，如果不 同的部件失灵时间比预期的晚，ROV106可以将软管19从接收娜105上的初 级数断开并将其连接到不同的接头(与失灵BOP功能元件对应的那个)以允 许实现备用控制。
图4A和4B描述了模m阀组18的一个实施例，其包括方向控制阀40和 42以及导向阀41和43。虽然示出了两组阔和导向阀，可以将任何数量的阀设置在微化阀组18上。方向控制阀的驢与可以同,作^ifc阀组的BOP 功會阮件的fCi^应。然而，模刺七阀组18在大部分膺况下足够少以被ROV 106 恢复。在一些实施例中，^M:阀组18包括控律仿向控制阀40和42的内系统 制牛顺流的,流体供自力的歧管压力调节器45、和控制导向(pilot)系统 可以的压力的导向压力调节器46。在一些实施例中，导向压力调节器46也被配 置为會鹏供反馈鹏压力到控制箱24。
在一些实施例中，模块化阀组18包括蓄能器44以避^动导向阀41和 43、和蓄能器倾泄阀47时导致的任何压力损失从而允许蓄能器44在正^^作 期间所需要的通风。在--些实施例中，导向阀41和43、蓄能器44、歧管压力 调节器45、以及导向压力调节器46不被容纳在^i化阀组18上，而是^g在 上游赫不需要。当许多BOP部件需要相同压力的鹏流体，在该实施例中其 中^fc阀组18通常能提供舰流体到不同压力的不同的BOP部件(例如剪 切式闸板的环)，歧管压力调节器45是有优势的。阀、导向器、调节器、蓄能 1和其^制部件的各种组^iP是可以的，并且在一些实施例中，导向阀41 和43是电磁娜导向阀，而在其它实施例中，它们是舰导向阀。Itl^卜，在一 些实施例中，BOP堆栈22连接到多个模块化阀组，其每一个,以为一个或多 个控制部#^备用。
^化阀组18还包^^接到BOP堆栈22的接头400、 401 、 402和403。 在一些实施例中，接头400、 401、 402和403是考虑经由ROV106拆卸和重新 ^A的压力平衡穿刺接头。在需要电磁接头的实施例中，接头410是允许电磁 接头^7jC下接通和关断的电磁湿接头。参考图4B，在一些实施例中丰娥化阀组 18装配至l微化阀组接收器48上。模树七阀组接收器48固定连接到BOP堆栈 22并且鹏流体供应源硬管驗到其上。根据图犯的实施例，模M:阀组接 收器48包括插孔404、 405、 406和407以接收接头400、 401、 402和403。插 孔404、 405、 406和407以及接头400、 401 、 402和403 ,是大致的从而使 本发明可以被安装在任何驢的BOP堆栈并且不同的模块化阀组可以连接至帳 靴阀组接收器48。
鹏供应接头408和409将舰流体和导向舰流体鹏到模靴阀组18。 ft^^S的供应源可以提供到舰供应接头408和409，如，但不P艮于此，主液 压源、蓄能器、辅助TO供应线、海底取油管23上的辅助管线、或来自于控制箱24的舰反馈。虽然临时接头103可以直接被容纳在模靴阀组18上，其 也可以被容纳在^M:阀组接收器48上。Jt[^卜，也可以包括一个或多个附加的 临时接头411。驗至鹏靴阀组18的临时接头的fcSM常对应于微化阀组 18上的方向控制阀的数量并且也将通常^同时使用的BOP功能元件的数量。 虽然示出了雜于微化阀组接收器48侧面的临时接头103，其也可以雜于 ^M:阀组接收器48上的ftM地方，如竖直指向海底的底部，舰急堆鹏期 间容易断开。 干涉梭阀
参考图5A和5B，干涉梭阀16包括外壳58、大致柱状空腔500、初级入 口IOO、次级入口IOI、大，轴式梭51以及出口50。空腔500包括顶部^UC 圆形区域501、底部大致圆形区域502、以及侧部圆形区域503。外壳58具有在 烦圆形区域503上的凸缘52。在一些实施例中，梭51包括离次级入口 101 ^a并且其半径与空腔500 ^N5S^上相等的第一区域504、离次级入口 101 稍远并且其^比第一区域504小的第二区域505、离次级入口 101再远一些并 且其雜与空腔500^S^上相等的第三区域506、离次级入口 101最远并且 其^比第三区域506小的第四区域507，以及位于第一区域504和第二区域 505之间的过渡表面56。过渡表面56在第一区域504和第二区域505的^t 间可以逐^H棘其可以M^—区域504的^^悌二区域505的^g^ 速改变(在该瞎况下迚渡表面56是与第二区域505的圆柱侧垂直的平坦表面)。 在一些实施例中，出口50被硬管连接到目的地，如BOP功能元件，初级入口 被硬難接到控制箱24，并且次级入口 101被硬t^到接收娜105。在正 常 情况下，其相当于,图1的初级流，动路径11流动，梭51位于正 常流^置并且流体iSA初级入口 100、在第二区域505周围流动、并皿出口 50出去。因为密封区域54和53分别对应第一区域504和第三区域506，所以 流体殆流到其它区域，从而防止流体泄漏或从其上流过。流过初级入口 100 的流体为迚渡区域56,反向力以保证梭51的平衡。从而，梭阀保持在正常 錢。
当需要从正常流动转换到备用流动时，流体被引A^次级入口 101，其为 梭51的宽阔表面55提供压力。因为宽阔表面55的表面面积比过渡区域56的 表面面积大，次级入口 101内与SA^lJ初级入口 100的流体具有相同压力的流*I^G^ 51推AIU启动(actuated)位置。图5B示出了梭51位于启她置的 梭阀16。在流体位于启动位置期间，其相当于流W&着图1的次级流动路径12 赫，流体ia/NJ欣级入口 101并从出口 50出来。因为密封区域54防止流动 所以流#^#从梭51流出去。Jtl^卜，第三区域506撞击凸缘52，这样就防止梭 51ift"^鹏动。因而，当梭51位于启动健时，初级入口 100和其上游的部 件 隔离和旁通。梭51可以在任何时间Sii将流体JI^至做气孔57并将梭 ffiA^j正常^g而被复位。
参考图6，在一些实施例中，干涉梭阀16与其它阀组合以形成混合干涉梭 阀60。在一些实施例中，混合干涉梭阀60包括两个滑阀16和61、选通梭形阀 62、初级入口100和600、次级入口101和601、选通梭64和出口65。连接器 63将混合梭阀60连接到BOP功肖阮件。短语"^il梭"没有限制i^特定类型 的鹏阀的意思，娜于将其与干涉梭阀16区别开。舰干涉梭阀62可以是
其可以移动以使其織-^赎收流体并与另^(i隔离的ftf可梭阀。
追踪图6内一种可能的流动路径，流体i3A梭阀16的次级入口 101，将梭 51 ffiA^J启动^fi。流体连续从干涉梭阀16出来并iaAiiJi^l干涉梭阀62，
如果流体停止流过干涉梭阀16并且流 弓1^Jlj梭阀61 ，—j^^梭64 到右边，与梭阀16隔离。在一些实施例中，混轩涉梭阀60可以用于提供来 自于蓝色箱麟色箱(如图3的控制箱24和25)的、鹏流体的正常流体以诚 自于图3的模块化阀组18或31的^ 体。^i:述实施例中，混^T涉梭阀 60能将来自于四个不同源的、鹏流体鋭至嗵向BOP功能元件的出口。在一些 实施例中，干涉梭阀16、 61和62的外壳由一整片材料制成，但在其它实施例 中，外壳可以由不同部件制成并且千涉梭阀16、 61和62被互相固定连接在以
琉繊图
图7是包括BOP闸板700和相关鹏反馈系统的示意图。流鹏13包括 "^h主^EA口和从阀70 ^VJ啦制箱24鹏制箱25的流体。在一个可能的 流动路陉中，阀70将流体^^啦制箱24并且阀703使流^31^制部件14 和15SA^混奸涉梭阀60。参考图6和图7，在一个实施例中，混^T涉梭 阀60具有位于控制箱24下游的初级入口 100、位于控制箱25下游的初级入口600、位于临时接头104下游的次级入口 101、和位于临时接头74下游的次级入 口 601 。选通梭64隔离混1^f涉梭阀60的未启动侧—-允许流^^i^接器63 而it/NJlJ BOP功胄^;件。在该实施例中，干涉梭阀16处于启动位置以允许流 体从 入口 101 ^A，并EJ^M梭64隔离干涉梭阀61并允许流,入干涉 梭阀16。
虽然ME流体的目的地可以包括任何BOP功會^;件，图7描述了包括两个 补充目的地第一功能元件和第二功能元件，其中第一功能元件"闸板关闭 件，5701对应于混^F涉梭阀60并打开闸板700，第二功肖^i件"闸板打刑牛，702 对应于混^F涉梭阀78并关闭闸板700。在该实施例中，软管19 g临时接头 103和临时接头104以使备用 ^EE流体B到混^F涉梭阀60的干涉梭阀16。 因而，正常情况下将流体指向功能元伴'闸板闭合件'701的控制箱24的控制部 件14和15已经被隔离和旁通，并且流体M51模块化阀组18、软管19、和混合 干涉梭阀60的干涉梭阀16被^t。
在图7的实施例中，闸板打开件702和闸板闭合件701都可以为控伟懶24 和控制箱25Pf銜的流体备用。因而，可以为控制箱24和控制部件25提鹏制 部分的完全备用。模靴阀组18包括临时接头411的附力咄口，并且^fc阀 组77鹏临时接头75和76。相似地，接收娜105包括临时接头72、 73和 74的附加部分。如图所示，临时接头41K 75、 76、 72、 73或74中没有一个具 有驗其上的软管，但ROV106可以将一个软雜接到其需要的接头上。在一 些实施例中，由于模Ml阀组18和77的通性，ROV可以将软^^到临时接 头103、411、75和76中的任一个或全部并将软管指向任何数量的导向其它BOP 功會^i件(标出)的临时接头。在一些实施例中，BOP功能元件如闸板打开 (标出)。 、、口 、、、、、、"、 、
在所有液压控制失灵的情况下为干涉梭阀16提供应急备用直达流体到 BOP功肖阮件也是可能的。在上述实施例中，ROV106iii^自于表面的应急 ME供应管并将其直接鹏到临时接头104，临时接头104连接到干涉梭阀16 的次级入口 101，从而在其它鹏流体供应源顿的情况下能鄉舰流体。如 此，在系统失灵情况下鹏流体可以^fe被鄉到《琉数量的BOP功會^t件。
在一些实施例中，电子多路Mffi控制系统('TVIUX")和表面上的操作者控审J^/^^控BOP功倉^;件和fflE供应源。简单来说，MlIX^i^^^# M^ 下^M^I似物雜制BOP功能元件。例如，操作者关闭环，JiM31按压按钮 繊入电子指令以发信号^BE系统来关闭环。在一些实施例中，本发明可以 集成到现有的多路复用系统从而可以通过按下按钮来指示备用液压供应源开 始。形卜，软件可以允许正常流动和备用流动变为明显之间的切换，由于操作 者按下相同的按钮以控律孵定功能元件处于正常流动还是备用流动。
絲发明的其它实施例中，如图8所示，中鹏带贿(如图7内的控制箱 24和25)从BOP舰供应系统被完全拆卸。代替中鹏制箱，多个初级、专 用員化阀组和相关的干涉梭阀被硬t^接到各种BOP功能元件。作为没有限 制的实施例，初级,化阀组80和81典型地被分别硬管iS^到混^F涉梭阀 60'和78'，但可以衝i临时接头被连接。初级皿化阀组80和81典型可恢复 地被安装到,接收器板，但可以直接安装在BOP堆栈上。具有多个初级模块 化阀组使维修失灵的初级控制部ft^得更容易并更经^W效，因为ROV可以恢 复特定的失灵的初级模刺七阀组而不是维修針中央控制箱。在一些实施例中， 初级微化阀组禾佣一个或多个次级模M:阀组如次级微化阀组18'和77'备 用，战次级模块化阀组通过--个或多个软管19'连接到干涉梭阀。因而，舰
可恢复的模块化阀组容易地可备用地提供全部ME控制。除了容易地可恢复， 由于可以雌^模块化阀组，S31^济上形fi^鹏可以节省娜。 繊图
参考图9A，在一个实施例中， 一种方法提供了备用流体到目的地。在一些 实施例中，参報91，操作者启动鄉流鹏动路径，如当他检测至帙灵的功 能部件禾fV或他需要将流体发超啦制部件周围。在一些实施例中，流体是舰 流体并且目的地是BOP功能元件。参，92和93，将ROVlfig连接至鹏块 化阀组和干涉梭阀的次级入口。在连接上软管以后，流体ffiil模m阀组、软 管、和干涉梭阀的次级入口^t并到达目的地如框94所示的。在一些实施伊J 中，如框95所示，明显切换到达功兽阮件的、^ffi流体的多路M控制从而鹏 作者可以利用与控制失灵的控制部件相同的按钮鄉入经由模块化阀组来控制 BOP功育阮件。
图犯示出了本发明的实施例，包括蓝和黄控审懒以麟舰流体到一个 或多个BOP功能元件。在一个实施例中，、鹏流体MMM色箱提供，但控制部件的嫁需要框902内所示被检测到。在一些实施例中，如框903内所示的， fflE供应皿色箱转换到黄色箱，该转1 作者输入或自动计 1启动来 实现。当然，在其它实施例中，在启动备用流体鹏制可以保持在蓝色箱内。 参報904，隨ROV并将软管连接至鹏m阀组和与适当的BOP功能元件 相应的混^T涉梭阀。在一些实施例中，如框905所示，明显切换鹏流鹏 到功能元件的多路复用控制从而操作者可以利用与控制未失灵的控制部件相同 的按^1A^由模块化阀组^制B0P功能元件。参考框906， ME供应源
可以被切换回到蓝色箱，并且液压流鹏过失灵的控制部件周围、M:模块化
阀组、并到达BOP功能元件，ilMM色箱恢复BOP功育阮件的舰控制。
虽然E^详细描述了本发B月及其优点，应当Slf皿可以包括没有脱离本 发明的实质和范围如扁权利要求定义的各种被、魏、和顿。然而，本 发明应用的范围不局限于说明书中描述的逸程、机器、制造、各种组合、手段、 方法和步骤的特定实施例。作为本发明本领域的普通^人员容易从本发明的 公开中理解，从现在存在的^来发展的与此处描述的相应实施例具有实质上 相同的功能或实质上能得到相同结果的，、机器、制造、各种组合、手段、 方法或步骤可根据本发明而被使用。因此，从属权利要求意在包括在它们范围 内如鹏、鹏、审腊、各种组合、手段、方法鄉骤。
权利要求
1. 一种流体供应设备，包括初级流体流动路径，该路径包括一个或多个初级流动控制部件，具有初级入口和次级入口的干涉梭阀，以及目的地；旁通初级流动控制部件的次级流体流动路径，该路径包括一个或多个次级流动控制部件的模块化可拆卸块；干涉梭阀，以及将次级流动控制部件的模块化可拆卸块连接到干涉梭阀的次级入口的可选择拆卸软管；以及目的地。
2. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，还包括繊操作的运虹具， 连接以及拆卸从次级流动控制部件的模块化可拆卸块到干涉梭阀的次级入口的
3. 如权利要求l所述的设备，^#征在于，次级流动控制部件的^M:可拆卸她括方向控制阀。
4. 如权利要求3所述的设备，辦征在于，次级流动控制部件的^^可 拆卸^S包括从包括歧管压力调节器、蓄能器、导向阀、导向压力调节器及其 组合的组中选择的部件。
5. 如权利要求4所述的设备，，征在于，导向阀是次级电磁导向阀或次 级TO导向阀。
6. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，目的地包括从包括剪切式闸板 开口、剪切式闸板关闭r-i、闸板开口、闸板关闭口、环形密封开口、环形密封 关闭口、提升连接器开口、提升连接器关闭口、流体控制阀开口、流体控制阀 关闭口 、井底再i3A开口和井底再i4A关闭口的组中选择的BOP功育^;件的液 HA口。
7. 如利要求1所述的设备，，征在于，2^tSil穿刺式^g到干涉梭阀和次级流动控制部件的m^:可拆卸块。
8. 如权利要求7所述的设备，^ir征在于，干涉梭阀的次级入口被硬難 接到穿刺式接头接收器。
9. 如权利要求l所述的设备，辦征在于，^^括多个目的地以及相应的 多^hT涉梭阀；其中软管从次级流动控制部件的微化可拆卸块驗到多付 涉梭阀中的做一个。
10. 如权利要求9所述的设备，其',征在于， 一个或多个初级流动控制部 件连接到第一中央控律懶，織一中鹏制箱包括多个指向多个目的地的初级 流动控制漸牛。
11. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，一个或多个初级流动控制部 件连接到模块化可拆卸块，并且多个其它初级流动控制部件连接到相应的多个 模靴可拆卸块，并且包括有初级流动控制部件的*模块化可拆卸块被硬管 驗到一个或多个相应的干涉梭阀和目的地。
12. 如权利要求10所述的设备，其特征在于，还包括为第一中央控审贿提^&用的第二中鹏制箱；以及与第二中央控制箱相关的次级流动控制部件的至少一个附加的模块化可拆 卸块。
13. 如权利要求7所述的设备，其特征在于，次级流动控制制牛的微化可拆卸块可拆卸Jfe^接到模块化^收器，该模M:块接收器容纳用于连接软管的^拭接收皿头；以及次级流动控制部件的模块化可拆卸块可从模块化^收器拆卸而不中断初 级赫路径。
14. 如权利要求13所述的设备，其伊征在于，用于连接软管的模^^^ 收器的穿刺式接收器接头在与海底垂直的方向上定向。
15. 如权利要求1所述的设备，其伊征在于，还包括电子多路^控制系统。
16. 如权利要求15所述的设备，其特征在于，电子多路朗控制系统明显 J^^IJ初级流^^动路径和次级流,动路径。
17. —种流体供应设备，包括多个初级流，动路径，该路径包括多个相应的初级流动控制部件组、多 个相应的干涉梭阀以及多个相应的目的地；旁Mm—个初级流动控制部件组的可选择次级流條动路径，并且该路鲍括^tt:可拆卸流动控制部件组；干涉梭阀，与被旁通的初级流动控制部件纟欣j"应；以及有选W^接和拆卸的软管，连接到次级模块化可拆卸流动控制部件组和 与被旁通的初级流动控制部件舰应的干涉梭阀；目的地，与麟通的初级流动控制部件乡I^应；以及^i操作的运载工具，连接以及拆卸从次级模块流动控制部件组到干涉梭 阀的软管。
18. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，干涉梭阀包括初级入口、次 级入口和梭。
19. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，次级模块化可拆卸流动控制 部件组包括方向控制阀。
20. 如权利要求19所述的设备，其特征在于，次级^M:可拆卸、,控制部件组还包括从包括歧管压力调节器、蓄能器、导向阀、导向压力调节器及其 组合的组中选择的部件。
21. 如权禾腰求20所述的设备，其特征在于，导向阀是次级电磁导向阀或 次级ME导向阀。
22. 如权利要求17戶服的设备，其特征在于，目的地包括从包括剪切式闸 板开口、剪切式闸板关闭口、闸板开口、闸板关闭口、环形密封开口、环形密 封关闭口、提升连接器开口、提升连接器关闭口、流体控制阖开口、流体控制 阀关闭口、井底再i3A开口、和井底再iaA关闭口的组中选择的BOP功肖阮件 的MEA口。
23. 如权利要求18所述的设备，其伊征在于，软管舰穿刺式接头驗到干涉梭阀的次级入口和次级模M:可拆卸流动控制部件组。
24. 如权利要求23戶服的设备，其特征在于，干涉梭阀的次^口被硬管 魏到穿刺式接诚收器。
25. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，多个初级流动控制部件组被连接到第一中央控制箱。
26. 如权利要求17所述的设备，其特征在于，多个初级流动控制部件组的每一个都连接到多个相应的模块化可拆卸块之一上，并且*模靴可拆卸块 ^^到相应的干涉梭阀和目的地。
27. 如权利要求25所述的设备，其特征在于，还包括为第一中鹏伟懒的 初级流动控制部mi供多组备用的初级流动控制部件的第二中鹏审贿；以及与第二中央控制箱相关的至少-个附加的次级模块化可拆卸流动控制部件。
28. 如权利要求27所述的设备，其特征在于，一个或多个干涉梭阀魏合 式干涉梭阀，其中^m合式干涉梭阀包括第一初级入口、第二初级入口、第 一,入口、第二次级入口、第一梭、第二梭、选通梭以及到BOP功會阮件的 出口。
29. 如权利要求23所述的设备，其特征在于，次级模块化可拆卸 控制 部件可拆卸ife^接到丰娥化块接收器，该模块化^收器容纳用于连接软管的 至少—个穿刺式接收驗头；以及次级模M:可拆卸流动控制部件可从模块化块接收器拆卸而不中断初级流动路径。
30. 如权利要求29所述的设备，其特征在于，用于连接软管的模^fc^ 收器的穿刺式接收器接头在与海底垂直的方向上定向。
31. 如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括电子多路朗控制系统。
32. 如权利要求31戶服的设备，其^tE在于，电子多路朗控制系统明显 ife^到初级流舰动路柳次级流瓶动路径。
33. —种用于水下BOP系统的、鹏流体供应系统，包括 模块化可拆卸阀组，具有连接到液压流鹏的入口和连接到阀组穿剌接头的出口多^hT涉梭阀，每^hT涉梭阀具有硬管连接至iJ舰流体供应管的初级入口、驗到备用入口荆赎錄收器的备用入口、连接到M^的BOP功會阮件 的出口以及梭；可选择接合软管，该软管具有可拆卸连接到阀组穿刺接头的第一端部和可 驗到任何一个备用入口穿刺接头的第二端部；^g操作的运载工具，该运^X具连接以及拆卸从阀组穿刺接头到备用入口鄉接头的软管。
34. 如权利要求33戶腿的设备，其特征在于，t娥化可拆卸阀组包括方向 控制阀。
35. 如权利要求34戶，的设备，其伊征在于，^M:可拆卸流动控制部件 组还包括从包括歧管压力调节器、蓄能器、导向阀、导向压力调节器及其组合 的组中选择的部件。
36. 如权禾腰求35所述的设备，其特征在于，导向阀是电磁导向阀^ffi 导向阀。
37. 如权利要求33戶脱的设备，其1T征在于，备用入口穿刺接头被^^ 接收l^上并且被硬管连接到干涉梭阀的备用入口 。
38. 如权利要求33,的设备，其特征在于，还包括有选^ife以及可拆卸 ife^到备用入口穿刺接头之一上的应急M源。
39. 如权利要求33所述的设备，其特征在于，BOP系统包括连接到第一中 ^制箱的多个初级流动控制部件组。
40. 如权利要求33所述的设备，赚征在于，BOP系统包括多个初级鹏 控制部件组，每个初级流动控制部件组连接到多个相应的初级模,可拆卸块 之一上，其中^h初级模皿可拆卸块被连接到相应的干涉梭阀和目的地。
41. 如权利要求39所述的设备，其特征在于，还包括为第一中央控制箱的 初级流动控制部#||供多组备用的初级 控制部件的第二中头腔帝鹏；以及与第二中鹏制箱相关的至少一个附啲模靴可拆卸阀组。
42. 如权利要求41所述的设备，其特征在于，一个或多^T涉梭阀魏合式干涉梭阀，其中^Na合式干涉梭阀包括包括第一初级入口、第二初级入口、第一次级入口、第二次级入口、第一梭、第1、 ；i^l梭以及到BOP功肖阮件 的出口。
43. 如权利要求42戶脱的设备，其特征在于，模块化可拆卸阀组各自鹏 到单独的模块化块接收器，该模块化块接收器容纳用于连接软管的至少一个穿 刺式接收驗头；以及模块化可拆卸阀组可从模块化鹏收娜卸而不中断流过第一中央控制箱 或第二中，制箱的流动。
44. 如权利要求43所述的设备，其特征在于，用于连接软管的模m^收器的穿刺式接收M头在与海底垂直的方向上定向。
45. 如权利要求43所述的设备，其伊征在于，^^可拆卸阀组SMffi力 平衡魏接头和电子湿接头连接到判虫的模靴鹏收器。
46. 如权利要求33臓的设备，其伊征在于，还包括电子多路朗控制系统。
47. 如权禾腰求46戶腿的设备，其特征在于，电子多路复用控制系统明显ife^到^t可拆卸阀组的操作。
48. —种为水下BOP功能元mi^、鹏流体备用源的方法,包括以下步骤: 麟多个初级流动控制部件组和一可拆卸连接到BOP堆栈的+娥阀组，模块阀组具有连接到阀组穿刺接头的出口 ；提供多W涉梭阀，^干涉梭阀具有通过初级流动控制部件组硬管连接 到鹏流体供应源的初级入口、连接到备用入口穿刺接头的备用入口和硬管连 接萝Mffi操作的BOP功能元件的出口；以及控制S^作的运载工具以S31可拆卸穿刺接头将软管的第一端部连接到 阀组^嗾头并将软管的第二端部连接到备用入口穿刺接头之-一 上。
49. 如权利要求48戶脱的方法，其特征在于，还包括基于来自操作者的信 号或电子监控系统选择干涉梭阀以连接到软管的步骤。
50. 如权利要求48所述的皿，其特征在于，还包括,模块阀组的电子 表面控制器；以及将模块阀组的电子表面控伟lJ^成到电子多路OT控制系统的步骤。
51. 如权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括将流体m到干涉梭 阀之一的备用入口穿刺接头并iM:干涉梭阀到达BOP功會阮件的步骤，其中通 过干涉梭阀的流体使梭启动并与其下游的初级流动控制部件组的初级入口隔 离。
52. 如权利要求48戶腿的施，其伊征在于，还包括在控审臓操作的运mi具以连接软管之前确定去往模决阀组的、ffi供应的步骤。
53. 如权利要求48所述的方法，其^E在于，还包括将备用入口穿刺^ 安^^接收皿上；以及M用入口穿刺接斜更l^接到干涉梭阀的备用入口的步骤。
54. 如权利要求48戶腐的方法，其特征在于，还包括将多个初级流动控制制牛舰接到第—中央控鹏；麟为初级流动控制部#^备用组的第二中鹏制箱；以及 皿具有第1的至少一个附力Pm决阀组的步骤。
55. 如权利要求54所述的方法，其伊征在于，还包括,具有第二初^A口、第二备用入口、第一梭、第二梭和iia梭的多^HF涉梭阀的步骤。
56. 如权利要求55戶服的旅，其特征在于，还包括在，一中娥律懒 i^^ffi流体时接收BOP功倉阮件失灵指示的步骤；以及将流舰动切换到第二中鹏串懶的步骤。
57. 如权利要求48所述的方法，其特征在于，还包括提供具有方向控制阀 的模，可拆卸阀组的步骤。
58. 如权利要求57所述的方法，其特征在于，还包括,模皿可拆卸阀 组的步骤，其中模块化可拆卸阀组具有从包括歧管压力调节器、蓄能器、导向 阀、导向压力调节器及其组合的组中选择的部件。
全文摘要
一种利用可拆卸模块化部件组将备用或替换流体发送到失灵的部件周围的系统和方法。在典型实施例中，通过将软管的一端连接到模块化阀组并将其另一端连接到干涉梭阀，ROV将备用流体提供到BOP功能元件，从而阻止并隔离失灵的部件。提供包括有第一和第二初级入口、第一和第二次级入口和出口的组合式干涉梭阀。提供包括有方向控制阀、导向阀、歧管压力调节器、导向压力调节器、穿刺式液压接头和电湿式接头的模块化阀组。
文档编号F16D31/00GK101300433SQ200680036627
公开日2008年11月5日 申请日期2006年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者S·多诺赫, S·奥利里, T·思拉什 申请人:越洋离岸深海钻探公司