采用低频天线设备的油气立管卡盘及方法技术

提供用于跟踪多个海洋立管资产的设备和方法。立管生命周期监测系统的一部分，设备能够包括油气立管卡盘以在立管管道柱的装配期间连接多个立管管道区段。在与第二区段连接期间，立管卡盘形成围绕多个立管管道区段的第一区段的环形部，并且支承多个立管管道区段的第一区段。设备还能够包括读取器，读取器包括天线布置以读取附连到多个立管管道区段中的每个的外表面部分或嵌入在该外表面部分内的多个射频识别标签例如定向的125 kHz RFID标签。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请是如下的专利申请的部分继续申请案并且要求如下的专利申请的优先权和益处：标题为“Oil and Gas Riser Spiderwith Low-Frequency Antenna Apparatus and Method”的美国专利申请No.13/919573，其是标题为“Oil and Gas Riser Spider with Low-Frequency Antenna Apparatus andMethod”的美国专利申请12/710707的继续申请案，并且要求其优先权和益处；以及标题为“Riser Lifecycle Management System, Computer Readable Medium andProgram Code”的美国专利申请No.13/707121，其要求标题为“RiserLifecycle Management System, Program Product, and Related Methods”的美国申请13/300155的优先权和益处，其要求提交于2008年2月11日而现在为美国专利No.8074720的标题为“RiserLifecycle Management System, Program Product, and Related Methods”的美国专利申请No.12/029376的优先权和益处，并且与发布于2008年2月12日的标题为“Systemfor Sensing Riser Motion”的共有的美国专利No.7328741B2有关，通过引用而将每个全部合并于本文中。专利
本专利技术涉及油气工业。更具体地，本专利技术涉及供在通过利用卡盘设备而监测并且管理具有识别标签的多个海洋立管资产的立管管理系统中使用的采用内置式天线布置的油气卡盘设备和相关方法。相关技术的描述在油气工业中，立管是海底与船或钻探设备之间的管道的柱（string）。使用被称为“卡盘”的装置来装配油气立管管道柱。卡盘馈送（feed）并且连接柱中的立管管道的每个区段。卡盘能够具有不同的配置。一些卡盘由立管馈穿（feed through）的固体环制成；一些卡盘由将立管管道围住并且然后使立管管道馈穿的两个部件（piece）制成。对于卡盘的每个配置类型，立管管道全都以相同的取向馈送于卡盘中。在海上典型的现场安装期间，将海洋立管组件个别地从船舶的甲板提起，在立管卡盘处彼此连接，并且停转（run down）。包含立管柱的主长度的立管接头以从50’至90’变动的长度制作。在运转程序期间，使完全地构成的立管柱的部分落在立管卡盘上。然后，将下一个立管接头拾取，并且放置在稍高于卡盘，紧接地在悬浮的立管柱的上方。然后，借助于机械连接器而将两个立管区段接合。诸如在共有的美国专利No.8074720中描述了立管生命周期管理系统（RLMS）。这类立管生命周期管理系统例如能够向资产管理器提供分配给特定的船舶的所有的立管资产的列表，并且提供目前部署的那些资产、位于甲板上的那些资产或寻求维护的那些资产的进一步的细目分类（breakdown），连同预期的返回日期；即将来临的预定的维护事件的列表；由特定的立管资产所扩展的操作寿命量的估计；以及由特定的立管资产所使用的操作寿命的总量的估计，连同大部分的有破坏性的事件（即，某一飓风事件）的细节。这类立管生命周期管理系统能够包括例如中心数据库，其能够由现场维护人员使用以维护并且传达关键的立管信息，并且其能够增强例行维护调度和识别对于未预定维护事件的需要。与立管卡盘关联的常规的固定读取器能够妨碍卡盘的正常操作。例如，已知的设计能够要求天线和标签的接触。其他常规的设计可能要求读取器被定位得太远离标签以致不能在没有标签信号中的大量的损失或与其他相邻的标签的数据冲突（如果标签不包括反冲突的预备的话）的情况下被读取。目前，在手动过程中，定向125kHz RFID标签嵌入在钻井管道中，并且使用手持式读取器来读取。常规地，在手动过程中，定向125kHz RFID标签嵌入在钻井管道中，并且使用手持式读取器来读取。专利技术概要鉴于前述，申请人认识到，用于读取立管管道的手动过程是易于出错的并且昂贵的。此外，申请人认识到对于用于自动地读取立管管道而不要求手持式读取器、手动过程或对正常操作的妨碍的设备及相关的方法的需要。具体地，申请人认识到，内置到卡盘中的低频（LF）固定读取器天线组合件将会允许在装载管道时，自动地读取立管管道。此外，申请人认识到包括环式卡盘和两部件卡盘两者的各种卡盘设计的天线配置的优点。因此，本专利技术的实施例有利地提供采用内置式天线组合件的油气卡盘设备及相关的方法。各种实施例能够例如增强立管管理系统，该系统监测并且管理多个立管资产，例如，诸如例如能够穿过卡盘设备而安装的其他管状物、立管管道或钻井管道的海洋立管资产。本专利技术的各种实施例包括例如设备。设备能够包括立管卡盘以在立管管道柱的装配期间连接多个立管管道区段。立管卡盘能够定位成在与多个立管管道区段的第二区段连接期间形成围绕多个立管管道区段的第一区段的环形部，并且支承多个立管管道区段的第一区段。设备能够包括天线以读取附连到多个立管管道区段的外表面部分或嵌入在该外表面部分内的多个射频识别标签。天线能够是单个天线或天线组合件的一部分。根据配置，天线包括长圆形环路，长圆形环路附连到立管卡盘的内表面并且基本上跨越该内表面的大约一半，使得天线沿着（follow）立管卡盘的轮廓（contour）。在该配置中，立管通常携带彼此径向地分离至少大约90°的至少两个识别标签（例如，RFID标签）。根据另一配置，第二个类似的半球状的延伸环路在裂缝（split）区段立管卡盘的第二区段上。根据另一配置，天线包括基本上跨越立管卡盘的一部分的整个内部圆周的长圆形环路。根据又一配置，多个环路天线沿着单部件卡盘或裂缝区段立管卡盘的内部圆周定位，以形成天线布置。根据另外配置，天线设计能够具有各种几何形状，其配置成提供沿着立管卡盘的纵向轴线的相互覆盖，使得具有连接到其表面或嵌入在该表面内的单个识别标签并且经过立管卡盘的海洋管状物将沿着天线之一通过，并且由关联的读取器读取。即，天线布置配置能够提供360°的覆盖，从而允许管状物与其识别标签一起以任何径向定位（取向）经过并且仍然以高置信度读取。本专利技术的各种实施例能够包括例如跟踪海洋立管管道区段的方法。本方法能够包括例如提供附连到多个立管管道区段的外侧且与多个立管管道区段关联的多个射频识别标签。本方法能够包括例如利用立管卡盘来在立管管道柱的装配期间连接多个立管管道区段或连接钻井管道，以形成钻井柱。在与多个立管管道区段的第二区段连接期间，立管卡盘能够形成围绕多个立管管道区段的第一区段的环形部，并且支承多个立管管道区段的第一区段。本方法能够包括例如在使关联的立管管道区段馈穿立管卡盘期间，利用上述的天线或天线布置来读取多个例如射频识别标签中的每个。天线或天线布置能够是这样的，以致于多个识别标签不管在操作上被部署时它们相对于立管卡盘的径向定位来读取。本专利技术的各种实施例能够进一步包括例如跟踪多个立管管道区段的方法。本方法能够包括例如在装配立管管道柱期间在使立管管道区段馈穿立管卡盘期间，针对多个立管管道区段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上钻井设备，包含：立管卡盘，用于在立管管道柱的装配期间，支承多个立管管道区段，在与所述多个区段的第二立管管道区段连接期间，所述立管卡盘形成围绕穿过所述立管卡盘所部署的所述多个立管管道区段的第一立管管道区段的环形部，并且支承所述第一立管管道区段，每个立管管道区段具有附连到所述相应的立管管道区段的面向外部的表面或嵌入在所述表面内的识别标签；天线布置，包含天线，所述天线附连到所述立管卡盘的面向内部的表面的相当大的部分或嵌入在所述部分内，并且被配置，使得所述天线至少基本上沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面的所述相当大的部分的轮廓；以及读取器，可操作地连接到所述天线布置，用于读取附连到所述多个立管管道区段的所述相应的面向外部的表面的多个射频识别标签。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.13 US 14/0791431.一种海上钻井设备，包含：立管卡盘，用于在立管管道柱的装配期间，支承多个立管管道区段，在与所述多个区段的第二立管管道区段连接期间，所述立管卡盘形成围绕穿过所述立管卡盘所部署的所述多个立管管道区段的第一立管管道区段的环形部，并且支承所述第一立管管道区段，每个立管管道区段具有附连到所述相应的立管管道区段的面向外部的表面或嵌入在所述表面内的识别标签；天线布置，包含天线，所述天线附连到所述立管卡盘的面向内部的表面的相当大的部分或嵌入在所述部分内，并且被配置，使得所述天线至少基本上沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面的所述相当大的部分的轮廓；以及读取器，可操作地连接到所述天线布置，用于读取附连到所述多个立管管道区段的所述相应的面向外部的表面的多个射频识别标签。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线布置配置成规定以至少大约96%的可靠性读取以与所述立管卡盘的旋转取向有关的所述相应的立管管道区段的任何旋转取向穿过所述立管卡盘而部署的所述多个立管管道区段中的每个的所述识别标签。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个立管管道区段中的每个包括至少两个周向地偏移的识别标签，并且其中，所述天线布置配置成规定以100%的可靠性读取以与所述立管卡盘的旋转取向有关的所述相应的立管管道区段的任何旋转取向穿过所述立管卡盘而部署的所述多个立管管道区段中的每个的所述识别标签中的至少一个。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线布置包括沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面周向地布置的多个天线环路。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述多个天线环路具有最小的间隙间距，以防止相邻的天线环路之间的不期望的耦合和对应的互连的几何结构，导致不存在所述相邻的天线环路之间的沿着所述立管卡盘的纵向轴线的垂直线分离。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述立管卡盘包含一起将穿过所述立管卡盘而部署的每个相应的立管管道区段的所述面向外部的表面围住的两个部分；以及其中，所述天线包含周向地沿着所述立管卡盘的所述两个部分中的第一部分的所述面向内部的表面基本上完全地跨越的一个或多个天线环路。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述天线布置进一步包含：第二天线，所述第二天线包含周向地沿着所述立管卡盘的所述两个部分中的第二部分的所述面向内部的表面基本上完全地跨越的一个或多个天线环路。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线包含周向地沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面基本上完全地跨越大约360°的单个天线环路。9.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线包含周向地沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面基本上完全地跨越大约360°的多个天线环路。10.如权利要求1所述的设备，进一步包含：所述多个立管管道区段；其中，所述立管卡盘包含一起将穿过所述立管卡盘而部署的每个相应的立管管道区段的所述面向外部的表面围住的两个部分；其中，仅在所述立管卡盘的所述两个部分中的所述第一部分上采用所述天线布置；其中，所述天线包含周向地沿着所述立管卡盘的所述两个部分中的第一部分的所述面向内部的表面基本上完全地跨越的一个或多个天线环路；以及其中，所述立管管道区段中的每个携带周向地间隔开大于大约90°但小于大约270°以确保读取可靠性的至少两个识别标签。11.一种设备，包含：立管卡盘，用于在管状物柱的装配期间支承多个管状物，在与所述多个管状物的第二管状物连接期间，所述立管卡盘形成围绕穿过所述立管卡盘所部署的所述多个管状物的第一管状物的环形部，并且支承所述第一管状物，每个管状物具有附连到所述相应的管状物的面向外部的表面或嵌入在所述表面内的识别标签；以及天线布置，包含天线，所述天线附连到所述立管卡盘的面向内部的表面的相当大的部分或嵌入在所述部分内，并且被配置，使得所述天线至少基本上沿着所述立管卡盘的所述面向内部的表面的所述相当大的部分的轮廓。12.如权利要求11所述的设备，进一步包含：读取器，可操作地连接到所述天线布置，用于读取附连到所述多个管状物的所述相应的面向外部的表面的多个射频识别标签；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：P麦肯兹，JA古佐，LA德罗斯，BS古德，
申请(专利权)人：韦特柯格雷公司，
类型：发明
国别省市：美国;US