用于监测密封元件的方法技术

技术编号:14687645 阅读:142 留言:0更新日期:2017-02-23 09:53
本文提供用于监测密封元件的方法的实施例。在一些实施例中,一种用于监测防喷器的密封元件的方法可包括将流体提供至设置在防喷器内的腔室以促动设置在腔室内的活塞,其中活塞的促动引起密封元件的内径的减小;经由传感器测量流体的一个或多个参数;从传感器接收关于一个或多个参数的数据;使用关于一个或多个参数的数据来确定密封元件的刚度;以及通过将密封元件的确定的刚度与已知数据分布比较来确定密封元件的退化量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题大体上涉及防喷器,并且更具体地涉及防喷器的监测构件。
技术介绍
常规防喷器(BOP)包括一个或多个密封元件(例如,环形封隔器或封隔单元),其例如构造成产生围绕井用工具(例如,钻杆)的密封和/或在被促动时完全密封井孔。此类密封元件通常由工艺相容的弹性体材料制成。然而,此弹性体材料例如由于材料损失、老化引起的性质变化(例如,弹性、刚性等)而经历退化,从而具有有限的使用寿命。此退化可导致防喷器的灾难性故障。因此,密封元件的频繁维护和检查和/或更换以基于预定时间的计划进行。然而,专利技术人观察到,此基于时间的计划相对于密封元件的使用寿命并不准确,从而可能导致密封元件的潜在过早故障的漏检测或作为备选的功能密封元件的过早替换,导致较高的成本和浪费。因此,专利技术人提供了一种用于监测密封元件的改进的方法。
技术实现思路
本文提供了用于监测密封元件的方法的实施例。在一些实施例中,一种用于监测防喷器的密封元件的方法可包括将流体提供至设置在防喷器内的腔室以促动设置在腔室内的活塞,其中活塞的促动引起密封元件的内径的减小;经由传感器测量流体的一个或多个参数;从传感器接收关于一个或多个参数的数据;使用关于一个或多个参数的数据来确定密封元件的刚度;以及通过将密封元件的确定的刚度与已知数据分布比较来确定密封元件的退化量。在一些实施例中,一种具有储存在其上的指令的计算机可读介质,指令在执行时引起执行用于监测防喷器的密封元件的方法,其中该方法可包括将流体提供至设置在防喷器内的腔室以促动设置在腔室内的活塞,其中活塞的促动引起密封元件的内径的减小;经由传感器测量流体的一个或多个参数;从传感器接收关于一个或多个参数的数据;使用关于一个或多个参数的数据来确定密封元件的刚度;以及通过将密封元件的确定的刚度与已知数据分布比较来确定密封元件的退化量。本专利技术的实施例的前述和其它特征将参照附图和详述的说明来进一步理解。附图说明在上文中简要概述且在下文中更详细论述的本专利技术的实施例可通过参照附图中所示的本专利技术的示范性实施例来理解。然而,将注意到的是,附图仅示出了本专利技术的典型实施例,且因此不认作是限制范围,因为本专利技术可允许其它同样有效的实施例。图1为适于结合根据本专利技术的一些实施例的创造性方法使用的示例性防喷器的一部分的截面视图。图2绘出了根据本专利技术的一些实施例的用于监测密封元件的方法。为了便于理解,在可能的情况下将使用相同的参考标号来表示附图中共同的等同元件。附图并未按比例绘制,且可为了清楚起见来简化。可构想出一个实施例的元件和特征可有利地并入并未进一步阐述的其它实施例。具体实施方式本文公开了用于监测密封元件的方法的实施例。创造性方法有利地便于监测防喷器的构件(例如,密封元件、环形封隔单元等),从而改善钻孔操作可用性和可靠性、维护灵活性和响应能力,且降低维护成本。图1为适用于结合根据本专利技术的一些实施例的创造性方法使用的示例性防喷器(环形封隔单元或封隔单元)100的一部分的截面视图。在一些实施例中,环形封隔单元100大体上包括壳体102、可移除的头部110、密封元件112和活塞106。壳体102包括内腔148,其限定井孔132的至少一部分。内腔148/井孔132可具有适合便于钻孔和/或泵送操作的任何大小。例如,在一些实施例中,井孔132可尺寸确定成容纳钻杆、井用工具等。在一些实施例中,环形通道152可形成在壳体102的一部分中。在存在时,通道152可构造成容纳活塞106。在一些实施例中,活塞106大体上包括具有成角度的面(楔形面)108的本体154。在此实施例中,成角度的面108可构造成在活塞106被促动时施加力到密封元件112上,例如,如,下文在环形封隔单元100的示例性操作中所述。在一些实施例中,在设置在通道152中时,活塞106可将通道152的一部分与通道152的另一部分隔离,以在通道152内形成第一腔室150和第二腔室116。在一些实施例中,一个或多个端口(示出了第一端口134和第二端口136)可设置成穿过壳体102的一部分,以将第一流体源138流通地联接到第一腔室150上。在存在时,一个或多个端口允许来自第一流体源138的流体提供在活塞106上方(经由第一端口134)或下方(经由第二端口136),以便于沿平行于封隔单元100的中心轴线144的方向促动活塞106。在一些实施例中,一个或多个阀(示出了第一阀140和第二阀142)可设置在第一端口134和第二端口136中的各个与流体源135之间,以允许来自流体源138的流体有选择地提供至一个或多个端口。第一流体源138可构造成提供适于便于促动如本文所述的活塞106的任何流体。例如,在一些实施例中,第一流体源138可构造成提供不可压缩流体或液压流体,例如,水、油、酒精、酯类、硅酮等。如本文使用的用语\不可压缩\意思是具有大约100000psi或更大的体积弹性模量的流体。然而,将注意到,具有相对较低的体积弹性模量的可压缩流体(例如,空气、氮等)也可使用,且可取决于特定应用而改变。在一些实施例中,一个或多个传感器(示出了一个传感器120)可流通地联接到通道152的一部分上,以便于监测通道152内的流体(例如,上述不可压缩或液压的流体)的一种或多种性质(例如,流速、压力等)。通过监测一个或多个性质,专利技术人观察到,可估计或确定在活塞106被促动时活塞106的位移或活塞106的力。传感器120可为适用于监测设置在通道152内的流体的一个或多个性质(例如,流速、压力、负载等)的任何类型的传感器。例如,在一些实施例中,传感器120可为流量计、压力换能器等。传感器120可在适用于监测一个或多个性质的任何位置上联接到通道152上。例如,在一些实施例中,传感器120可经由第三端口160流通地联接到第二腔室116上,以在活塞106被促动时监测设置在第二腔室116中的流体的一个或多个性质。在此实施例中,第二流体源146可联接到第三端口160上,以提供流体或允许流体在活塞106被促动时从第二腔室116排出。作为备选或组合地,传感器可联接到第一端口134和/或第二端口136上,以监测设置在第一腔室150中的流体的一个或多个性质,例如,如156处的影线所示。在一些实施例中,控制器124可联接到传感器120上,以便于执行如本文所述的方法。控制器124可为任何形式的通用计算机处理器,其可在工业环境中使用来用于控制各种腔室和子处理器。存储器126或CPU128的计算机可读介质可为一种或多种容易获得的存储器,如,随机存储存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或本地或远程的任何其它形式的数字储存器。支持电路130联接到CPU128上来用于以常规方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、收入/输出电路和子系统等。本文所述的创造性方法大体上储存在存储器126中作为软件例行程序。软件例行程序也可由第二CPU(未示出)储存和/或执行,其远离由CPU128控制的硬件。可移除的头部110可移除地联接到壳体102上,且作用为限制或防止活塞106被促动期间密封元件112的垂直移动。在一些实施例中,可移除的头部110包括形成为穿过可移除的头部110的通孔118来进一步限定井孔132。密封元件112可为例如适用于本文档来自技高网...
用于监测密封元件的方法

【技术保护点】
一种用于监测防喷器的密封元件的方法,包括:将流体提供至设置在防喷器内的腔室以促动设置在所述腔室内的活塞,其中所述活塞的促动引起密封元件的内径减小;经由传感器测量所述流体的一个或多个参数;从所述传感器接收关于所述一个或多个参数的数据;使用关于所述一个或多个参数的数据来确定所述密封元件的刚度;以及通过将所述密封元件的确定的刚度与已知数据分布比较来确定所述密封元件的退化量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.14 US 14/2770911.一种用于监测防喷器的密封元件的方法,包括:将流体提供至设置在防喷器内的腔室以促动设置在所述腔室内的活塞,其中所述活塞的促动引起密封元件的内径减小;经由传感器测量所述流体的一个或多个参数;从所述传感器接收关于所述一个或多个参数的数据;使用关于所述一个或多个参数的数据来确定所述密封元件的刚度;以及通过将所述密封元件的确定的刚度与已知数据分布比较来确定所述密封元件的退化量。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述一个或多个传感器为流量计或压力换能器中的至少一者。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,测量所述一个或多个参数包括:测量提供至所述腔室的流体的压力、提供至所述腔室的流体的流速,或提供至所述腔室的流体的体积中的至少一者。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,确定所述密封元件的退化量还包括:使用提供至所述腔室的流体的测得的流速确定所述活塞的位移;使用提供至所述腔室的流体的测得的压力确定所述活塞的力;以及使用所述活塞的位移和所述活塞的力来确定所述密封元件的刚度。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述已知数据分布包括另一个密封元件的一个或多个刚度测量结果或分析模拟结果。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述活塞被促动的同时测量所述一个或多个参数。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在活塞从第一位置促动至第二位置之后测量所述一个或多个参数。8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述密封元件为环形封隔器。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述已知数据分布包括从在用于制造所述密封元件的材料上执行的一个或多个材料性质测试获得的数据分布。10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从在所述密封元件的模型上执行的有限元分析获得所述已知数据分布。11.一种具有储存在其上的指令的计算机可读介质,所述指令在执行时引起执行...

【专利技术属性】
技术研发人员:D特里维迪WL卡鲍夫GR吉列特JA因卡沃W葛
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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