自动化绞盘控制制造技术

本公开是用于经由远程操控台来电启动绞盘的气动控制、因而为石油和天然气技术来扩展危险和未指明区域的组合中的远程控制能力的系统和方法。该方法包括在第二控制网络（110）从第一控制网络（105）接收用于控制第二控制网络（110）的气动螺线管（145）的电控制信号。第二控制网络（110）至少部分基于气动螺线管（145）的控制向气动阀（165）提供气动信号。本公开的控制特征至少部分基于气动信号，以经由气动阀（165）来控制一个或多个绞盘（170）（包括线缆或馈线）的卷绕行动，由此卷绕线缆或馈线。

Automatic winch control

The present disclosure is a system and method for pneumatic control of winches by tele-operation console calls, thereby extending the remote control capability in a combination of dangerous and unspecified areas for oil and gas technology. The method includes receiving an electric control signal from a first control network (105) for a pneumatic solenoid (145) for controlling a second control network (110) by a second control network (110). The second control network (110) provides pneumatic signals to the pneumatic valve (165) based at least in part on the control of the pneumatic solenoid (145). The control features of the disclosure are based at least in part on pneumatic signals to control the winding action of one or more winches (170), including cables or feeders, via a pneumatic valve (165), thereby winding the cables or feeders.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化绞盘控制相关申请本公开涉及美国临时申请号62/255074（2015年11月13日提交）的交叉引用并且要求其优先权，其公开通过引用以之整体被结合于本文中。
技术介绍
典型海底钻探操作包括海床处或海床附近的多种组件。这类组件包括下管组、其包括防喷器（BOP）闸板以及典型附连到下管组的下海洋立管封装（LMRP）。LMRP典型包括控制舱（controlpod），在本行业中有时称作蓝舱和黄舱。这些舱控制海底组件的功能，并且经由复用（MUX）线缆或脐带与海面的操作员进行通信。MUX或脐带向控制舱提供尤其是功率和通信能力。除了电MUX线缆之外，向海底阀提供液压功用的液压线也布线到BOP。在海面的船舶或平台，MUX线缆和液压线典型存放在绞盘上，绞盘配置成将MUX线缆和液压线缠绕或者松开到海中，因此它达到海底控制舱。这类绞盘是复杂的，并且包括例如驱动马达、水平绞线器（levelwind）、制动器以及必须控制和监测的其他组件。在某些系统中，绞盘的控制在绞盘本地进行或者经由气动操控台远程进行。气动操控台上的阀向绞盘组合件发送气动信号，因而允许对绞盘驱动系统的控制，并且最终管理MUX线缆、脐带和液压线的卷绕入/卷绕出（spoolingin/out）。虽然操控台可允许对绞盘的远程控制，但是它是完全气动的。
技术实现思路
本申请的技术提供尤其是用于考虑到危险区域的要求而经由远程操控台来电子地启动对绞盘的气动控制从而扩展远程控制能力的方法和系统。在一个实施例中，本公开是一种系统，其包括可选地位于远离第二控制网络的第一控制网络。第二控制网络配置成从第一控制网络接收电控制信号。在本公开的一个方面，电控制信号用于控制气动螺线管。第二控制网络配置用于至少使用气动螺线管来提供气动信号。气动信号对应于至少部分基于气动螺线管的控制的电控制信号。系统的第二控制网络还配置用于向一个或多个绞盘的气动阀提供气动信号。气动阀与一个或多个绞盘（其包括线缆或馈线）关联。气动阀用于至少部分基于气动信号来控制所述一个或多个绞盘的卷绕行动以用于卷绕线缆或馈线。在另一个实施例中，本公开是一种方法，其包括从可选地位于远离第二控制网络的第一控制网络来提供。该方法包括用于从第一控制网络接收电控制信号的第二控制网络。电控制信号用于控制第二控制网络的气动螺线管。该方法还包括从第二控制网络向气动阀提供气动信号。气动信号对应于电控制信号，并且至少部分基于气动螺线管的控制。气动信号对应于电控制信号，并且至少部分基于气动螺线管的控制。本公开的控制特征至少部分基于气动信号，以经由气动阀来控制一个或多个绞盘（包括线缆或馈线）的卷绕行动，由此卷绕线缆或馈线。附图说明本文的附图作为本公开的一部分来提供，并示出实现本系统和方法的方面，并且在以下详细描述中得到支持。图1是按照本公开的实现用于自动化绞盘控制的线图和框图。图2是按照本公开的另一个实现用于备选自动化绞盘控制的线图和框图。图3是示出根据本公开的方面的自动化绞盘控制的实现中的干预能力的线图和框图。图4和图5示出根据本公开的方面的自动化绞盘控制实现的组件的物理特征。图6和图7示出根据本公开的方面的自动化绞盘控制实现的组件中的功率和通信连接性方案。图8和图9示出根据本公开的方面用于自动化绞盘控制实现的绞盘控制操控台的部分的线图和框图。图10示出按照本公开的方面的绞盘控制操控台的绞盘控制接口面板。图11示出按照本公开的方面、提供自动化绞盘控制实现的增加的安全和防火壳体的组件之间的接口。图12示出根据本公开的方面的自动化绞盘控制实现的组件中的功率连接性方案。图13示出按照本公开的方面的自动化绞盘控制实现的功能通信特性。图14是示出按照本公开的方面用于实现自动化绞盘控制操控台的方法的流程图。具体实施方式本申请的技术提供尤其是用于经由远程操控台来电子地启动对绞盘的气动控制从而即使在危险区域中也扩展远程控制能力的方法和系统。在一实施例中，将电气动组件用于面板中的操控台以及将气动控制阀结合到电控制杆来实现本文所公开的远程控制特征。操控台在本文中又称作控制操控台、远程控制操控台、远程操控台和第二控制网络。电气动组件和气动控制阀配置成与可编程逻辑控制器（PLC）进行通信。电气动螺线管（本文中又称作螺线管导向气动阀）系到气动线（其达到绞盘组合件）中。电气动螺线管阀在本文中备选地称作“螺线管”。在一个示例中，螺线管是数字和/或比例螺线管。在一示例中，螺线管的比例方面允许在工作循环中对经过阀的流体流的比例控制。在另一个示例中，阀的数字方面允许阀的二元操作，其中阀全开或全闭。在当前示例中，远程控制经由电控制杆、人机界面（HMI）—字符或图形、或者位于钻机控制网络（DCN）中的类似部件（本文中又称作第一控制网络）来获得。当从DCN或者在操控台所控制时，两者均为电启动的形式，电信号提供对第二控制网络的PLC的输入，第二控制网络的PLC进而向螺线管输出PLC控制信号。在一示例中，第一控制网络包括用于向第二控制网络的PLC发送电控制信号的附加PLC。第二控制网络的螺线管将电信号转变成气动信号（本文中又称作气动导向信号），其被发送给绞盘组合件以用于卷绕中的绞盘控制。在实现中，压力传送器以及压力开关的使用向气动线（本文中又称作空气线或空气导向线）的反馈过程供给反馈信号。反馈被提供给DCN和绞盘控制操控台两者，并且至少基于气动线的监测。在另一个示例中，反馈和监测形成允许用于卷绕中的绞盘控制的在DCN、绞盘控制操控台或者在绞盘处的干预基础。在另一个方面，监测是关于气动线中的气动信号。虽然以上描述是从绞盘控制操控台或DCN来控制单个绞盘，但是以上描述延伸到供给与系统所要求的同样多的绞盘。例如，在一些实施例中，如上所述，绞盘控制操控台包括用于多达5个绞盘或更多（其由例如蓝色MUX线缆绞盘、黄色MUX线缆绞盘、备用MUX线缆绞盘、热线软管绞盘和气体处置器软管绞盘所组成）的控件集合。另外，本技术解决与（a）绞盘、（b）在绞盘组合件处的本地控制、以及（c）在绞盘控制操控台（位于月池中）处的远程控制的电子远程控制相关的问题。月池一般是对容纳远程控制网络设备并且通常与绞盘组合件和DCN处的本地控制进行通信的室的引用。在一实现中，DCN（第一控制网络）至少是一个或多个计算系统，其被连网在一起以执行本文所公开的功能。本技术还能够实现绞盘组合件与绞盘控制操控台（其形成第二控制网络）之间的气动信号和气动线的远程维护。如在第一控制网络的情况中的，第二控制网络至少包括一个或多个计算系统，其被连网在一起以执行指配给操控台的功能。按照本技术的实施例，电方法可适用于从DCN得到对绞盘控制操控台的远程控制并且得到对DCN的正反馈。在某些方面，PLC可适用于绞盘组合件与DCN之间的接口。PLC在第二控制网络中被主控，并且向电气动仪器提供输入和输出（本文中又称作PLC控制信号）。在一示例中，电气动仪器系到绞盘控制操控台的气动管道中，以用于管理用来控制绞盘组合件的导向空气以及用于提供反馈。在一实现中，全气动（例如使用气动阀和/或梭阀）或者全电系统（例如使用控制开关或杆）被安装到绞盘控制操控台，并且用来远离绞盘组合件地控制绞盘。另外，在一些示例实施例中，存在经由全气动或全电系统可用于各绞盘的大约5个功能。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其特征在于：第二控制网络（110），用于从第一控制网络（105）接收电控制信号，所述电控制信号用于控制所述第二控制网络（110）的气动螺线管（145）；所述第二控制网络（110），用于向第一气动阀（165）提供气动信号，所述气动信号对应于所述电控制信号，并且至少部分基于所述第二控制网络（110）的所述气动螺线管（145）的控制；以及与一个或多个绞盘（170）关联的所述气动阀（165），包括线缆或馈线，所述气动阀（165）用于至少部分基于所述气动信号来控制用于卷绕所述线缆或所述馈线的所述一个或多个绞盘（170）的卷绕行动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 US 62/255074;2016.11.11 US 15/3497401.一种系统，其特征在于：第二控制网络（110），用于从第一控制网络（105）接收电控制信号，所述电控制信号用于控制所述第二控制网络（110）的气动螺线管（145）；所述第二控制网络（110），用于向第一气动阀（165）提供气动信号，所述气动信号对应于所述电控制信号，并且至少部分基于所述第二控制网络（110）的所述气动螺线管（145）的控制；以及与一个或多个绞盘（170）关联的所述气动阀（165），包括线缆或馈线，所述气动阀（165）用于至少部分基于所述气动信号来控制用于卷绕所述线缆或所述馈线的所述一个或多个绞盘（170）的卷绕行动。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）至少是具有用于控制向所述气动阀（165）提供所述气动信号的人类用户界面（HMI）（335）的一个或多个计算装置的网络。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述气动螺线管（145）是数字和/或比例螺线管。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）的特征至少在于电开关或杆（250），所述电开关或杆（250）至少耦合到可编程逻辑控制器（PLC）（230），以用于为所述气动螺线管（245）提供PLC控制信号，所述PLC控制信号对应于所述电控制信号以及用于（a）所述气动螺线管（145）的控制、以及（b）通过调整从钻探机（275）所接收的供应空气来提供所述气动信号。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）至少包括用于向所述气动螺线管（145）提供可编程逻辑控制器（PLC）控制信号的PLC（230），所述PLC控制信号对应于所述电控制信号并且用于所述气动螺线管（145）的控制。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）的特征至少在于压力开关和转换器（240），各自用于监测下列中的一个或多个之间的所述气动线（260）：所述第二控制网络（110）和所述气动阀（265）。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）的特征在于用于允许干预的配置，所述干预用于至少部分基于下列中的一个或多个中的所监测的压力来不同于所述电控制信号地适配所述气动信号：（a）所述第二控制网络中的第一气动线（285A）；（b）到所述气动阀（265）的第二气动线（285B）；（c）所述气动阀（265）；以及（d）所述气动螺线管（245）。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二控制网络还提供：（a）对在所述第二控制网络（110）与所述气动阀（265）之间传递所述气动信号的气动线（260）的监测；以及（b）按照所述监测对所述第一控制网络（105）的反馈。9.如权利要求8所述的系统，其中，用于所述卷绕行动的所述一个或多个绞盘（170）至少部分基于所述反馈来进行响应。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）的特征至少在于压力开关和转换器（240），各自用于向所述第一控制网络（105）提供所述反馈，所述反馈是与传递所述气动信号的气动线（260）内部的所监测的压力对应的正反馈。11.如权利要求9所述的系统，其中，所述第二控制网络（110）至少将数字反馈信号作为所述反馈的一部分来传递给所述第一控制网络（105），所述数字反馈信号对应于下列中的一个或多个中的所监测的压力：（a）所述第二控制网络（110）中的第一气动线（285...

【专利技术属性】
技术研发人员：AM阿布阿萨德，HM凯莉，K安托，F博克尔，
申请(专利权)人：海德里尔美国配送有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US