用于全电动BOP的安全完整性等级评估控制的制作方法

背景技术：

1、典型的bop系统是用于防止水下油气井井喷的液压系统。传统的bop设备包括一套两个或两个以上的冗余控制系统，冗余控制系统具有独立的液压通路，用于操作指定的bop功能。冗余控制系统通常被称为蓝色控制箱和黄色控制箱。在已知的系统中，通信和电力电缆将信息和电力发送到具有特定地址的致动器。致动器转而移动液压阀，从而打开流体到一系列其他阀/管道以控制bop的部分。

2、许多常规bop系统都必须符合安全完整性等级(sil)。此外，大多数bop系统预期在水下停留长达12个月。为了降低需求故障概率，bop控制阀在水下时需要进行测试，而无需bop的额外的打开和关闭循环或无需额外的高压液压循环以仅为测试目的而关闭阀盖。各种类型的控制系统可以根据一系列不同的标准进行安全评估。例如，这些标准可以是iec61511或iec61508。安全标准通常使用安全完整性等级来评估系统的有效性。系统的sil等级定义了与不具备sil评估功能的类似控制系统相比，该系统按需执行的概率提高了多少。例如，被评估为sil 2的系统与基本系统相比，按需执行的概率将提高大于或等于100倍以及小于1000倍。

技术实现思路

1、本技术实现要素：旨在介绍一些概念的选择，这些概念将在下文的详细说明中进一步阐述。本发明内容无意确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是用来帮助限制所要求保护的主题的范围。

2、在一个方面，本文公开的实施例涉及一种安全完整性等级评估控制系统，该系统具有水面控制系统和水下控制系统。水面控制系统可包括一个或多个远程显示面板、一个或多个可操作地连接到一个或多个远程显示面板中的每个的按钮、两个连接到一个或多个远程显示面板的主控制器、两个接线盒(每个接线盒连接到两个主控制器中的一个)以及通过布线总线连接到一个或多个按钮的水面干预系统控制器。水下控制系统可通过从两个接线盒延伸出的一条或多条脐带缆连接到水面控制系统。

3、在另一个方面，本文公开的实施例涉及的方法包括将安全完整性等级评估控制系统耦接到全电动防喷器堆叠。这些方法可包括通过远程显示面板检测全电动防喷器堆叠的组件的运行故障，按下连接到远程显示面板的按钮，其中按下按钮会产生指令，并将该指令从水面干预系统控制器发送到水下控制系统。可在与全电动防喷器堆叠的一个部分耦接的远程终端单元处接收指令，并从远程终端单元将指令传输到与全电动防喷器堆叠的不同部分耦接的控制箱。方法还可包括将指令传输到控制箱内的安全完整性等级网络交换机，通过黑色通道通信将指令从安全完整性等级网络交换机传输到安全控制器，以及至少部分地基于指令致动组件。

4、在另一个方面，本文公开的实施例涉及的方法包括将安全完整性等级评估控制系统耦接到全电动防喷器堆叠，其中安全完整性等级评估控制系统具有水面控制系统和水下控制系统。方法还可包括创建送往全电动防喷器堆叠的组件的通信包，并通过水面控制系统和水下控制系统将通信包传输到组件。使用这种方法，可以检测到组件未能根据通信包致动的故障，并生成指令。方法还可包括将指令传输到与全电动防喷器堆叠的一个部分耦接的远程终端单元，将指令从远程终端单元传输到与全电动防喷器堆叠的不同部分耦接的控制箱内的安全完整性等级网络交换机，通过黑色通道通信将指令从安全完整性等级网络交换机传输到安全控制器，以及至少部分地基于指令致动组件。

5、从下面的描述和所附的权利要求书中，可以明显看出所要求保护的主题的其他方面和优点。

技术特征：

1.一种安全完整性等级评估控制系统，包括：

2.根据权利要求1所述的安全完整性等级评估控制系统，其中水面控制系统和水下控制系统连接到与水下井口耦接的全电动防喷器堆叠，全电动防喷器堆叠包括下部海洋立管总成(lmrp)部分和下部堆叠部分。

3.根据权利要求1或2所述的安全完整性等级评估控制系统，其中水面干预系统控制器被配置为检测由一个或多个按钮中的一个创建的用户输入，并至少部分地基于用户输入创建通信包。

4.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，其中水下控制系统包括：

5.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，其中水下控制系统包括：

6.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，其中水下控制系统包括：

7.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，还包括：

8.根据权利要求7所述的安全完整性等级评估控制系统，其中dm/as电池组被配置为在没有从水面电力系统向水下控制系统提供电力的停机情况下，或者在当下部堆叠部分中的一个或多个防喷器打开时lmrp部分与下部堆叠部分断开连接的自动剪切情况下，提供电力。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的安全完整性等级评估控制系统，其中一个或多个远程显示面板是触摸屏。

10.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，其中一个或多个按钮通过水面控制系统和水下控制系统连接到全电动防喷器堆叠的一个或多个组件。

11.根据权利要求10所述的安全完整性等级评估控制系统，其中全电动防喷器堆叠的一个或多个组件选自由全封剪断闸板、套管剪断闸板、lmrp连接器和紧急断开组成的组。

12.根据权利要求4所述的安全完整性等级评估控制系统，其中第一安全完整性等级网络交换机、第二安全完整性等级网络交换机和安全控制器被配置为在紧急情况下通过黑色通道通信进行通信。

13.根据权利要求2所述的安全完整性等级评估控制系统，还包括设置于全电动防喷器堆叠上并通过黑色通道通信与lmrp部分和下部堆叠部分通信的声学箱。

14.根据权利要求4所述的安全完整性等级评估控制系统，其中两个远程终端单元与lmrp部分耦接，并被配置为向与下部堆叠部分耦接的两个控制箱传输通信包。

15.一种方法，包括：

16.根据权利要求15所述的方法，还包括覆写组件的运行故障。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中致动组件包括关闭全电动防喷器堆叠的第二部分的打开连接器部分。

18.一种方法，包括：

19.根据权利要求18所述的方法，还包括覆写组件未能根据通信包致动的故障。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中致动组件包括关闭全电动防喷器堆叠的打开连接器部分。

技术总结安全完整性等级评估控制系统包括水面控制系统(100)和水下控制系统(116、136、140)。水面控制系统(100)包括一个或多个远程显示面板(102)、与每个远程显示面板可操作地连接的一个或多个按钮(104)、与远程显示面板连接的两个主控制器(106)、两个接线盒(108)，每个接线盒与两个主控制器中的一个连接，以及通过布线总线与一个或多个按钮连接的水面干预系统控制器(112)。水下控制系统通过从两个接线盒延伸出来的一条或多条脐带缆(110)与水面控制系统相连。技术研发人员：约翰·霍尔姆斯,阿民·阿布-阿萨德受保护的技术使用者：海德里尔美国配送有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20