專利名稱：監(jiān)測海底流設(shè)備的系統(tǒng)、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海底流設(shè)備的監(jiān)測，諸如在從油氣儲層中生產(chǎn)流體的過程中使用的海底流線的溫度的監(jiān)測以及這種監(jiān)測操作的供電。
背景技術(shù)：
在從海底油氣儲層生產(chǎn)流體的過程中，通常使用各種海底流設(shè)備，譬如布置在海底上并提供傳送流體的通道的管線或流線。例如，海底井能夠從海底儲層提供產(chǎn)出流體到傳送流體離開井的海底流線。流線能夠?qū)⒘黧w傳送到岸上設(shè)施、其它海底裝備、將流體傳送到頂側(cè)設(shè)施的立管等。其它海底流設(shè)備可以包括流儲存、致動或控制裝備，譬如油氣罐、油氣泵、電機、閥門等。這種海底流設(shè)備的監(jiān)測對于實現(xiàn)從井中的成功和最佳生產(chǎn)是重要的。例如，傳送 高溫流體的海底流線可暴露于劇烈的溫度梯度和變化，尤其是在深水中工作的流線。即使對于絕緣流線，流線內(nèi)部的產(chǎn)出流體和流線外部的海水之間的溫度差也能夠在流線的內(nèi)外之間導致高的熱梯度。隨時間的溫度變化可以源自諸如在產(chǎn)出流體的存在可以加熱管道時的生產(chǎn)時間和在管道沒有產(chǎn)出流體或包含未流動時冷卻的產(chǎn)出流體時的未生產(chǎn)時間之間，產(chǎn)出流體的流變化。管線上的熱效應(yīng)可包括海底上的管線的應(yīng)力、應(yīng)變和運動。在一些情況下，這種效應(yīng)可以威脅到流線的完整性。能夠監(jiān)測海底流線，以便努力評估流線的持續(xù)完整性，從而便于有計劃的預防措施和避免諸如非計劃生產(chǎn)中斷的意外事件的非計劃介入。一種傳統(tǒng)的監(jiān)測方法包括使用能夠沿著流線行進并利用相機收集信息的遙控潛水器(ROV)對流線進行周期性可視檢查?？商娲?，可以將原地監(jiān)測系統(tǒng)安裝在流線上。該系統(tǒng)可以包括從沿著流線的多個位置檢測熱或其它數(shù)據(jù)的多個換能器，并且所述換能器能夠經(jīng)由沿著流線延伸到接收器的光纜傳送數(shù)據(jù)。在一些情況下，能夠通過存在于流線和周圍海水之間的熱差對換能器供電。雖然該監(jiān)測系統(tǒng)潛在地能夠提供比可視檢查更多的信息，但這樣的系統(tǒng)可能是復雜的、昂貴的、和不可靠的，例如，因為光纜可能斷裂。并且，該系統(tǒng)的安裝可能與某些類型的流線和某些流線部署技術(shù)不兼容，并且可能增加提供、部署和維護流線的成本。存在對于監(jiān)測海底流設(shè)備，諸如沿著被布置在海底上并在冷海水環(huán)境下傳送熱的產(chǎn)出流體的流線監(jiān)測溫度或其它特性的改進系統(tǒng)、裝置和方法的不斷需要。所述系統(tǒng)、裝置和方法應(yīng)當與不同類型的部署兼容，并且提供可靠的流設(shè)備監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例一般性地提供了用于監(jiān)測海底流設(shè)備，諸如傳送來自海底井的產(chǎn)出流體的海底流線的系統(tǒng)、裝置和方法。所述裝置一般包括熱電器件和傳感器。所述熱電器件適用于從海底流設(shè)備和周圍海水之間的熱勢產(chǎn)生電力。例如，所述海底流設(shè)備可以是由在接頭處接合的多個相繼管段形成的海底流線，以及可以在接頭之一處將熱電器件安裝到流線。所述裝置可以在流線的組裝和部署期間附到流線上。當流線工作時，由于流線中的相對較熱產(chǎn)出流體和圍繞流線的相應(yīng)較冷海水之間的溫度差，在熱電器件的兩端可以存
在溫差。所述傳感器由所述熱電器件供電，并且適用于監(jiān)測流設(shè)備的特性和提供指示監(jiān)測的特性的輻射輸出。例如，可以將傳感器配置成監(jiān)測流線的溫度和/或流線內(nèi)的應(yīng)變，并通過改變指示傳感器所監(jiān)測的特性的輻射輸出，諸如通過提供變化的光輸出來傳送指示溫度和/或應(yīng)變的信號?？梢栽诹骶€上，即，在流線的位置提供光輸出，使得它能夠與流線一起在海底被觀察。所述裝置還可以包括太陽能電池和/或蓄電池?？蓪⑻柲茈姵嘏渲贸稍诓渴鹚鲅b置之前接收陽光以便對蓄電池充電，在部署所述裝置之后接收來自水下光源的光，并對傳感器供電以監(jiān)測流設(shè)備的特性。在一些情況下，所述裝置包括與熱電器件和傳感器并置的存儲器。所述存儲器可
以適用于存儲來自傳感器的指示一段時間內(nèi)的測量特性的信息，并輸出該段時間的信息。本發(fā)明的一種用于監(jiān)測海底流設(shè)備的系統(tǒng)包括多個裝置?？蓪⒚總€裝置分別布置在沿著流線長度的相繼接頭處。在一些情況下，也可以將位于各自接頭處的每個裝置配置成把指示多個接頭處的特性的信號傳送給位于各自接頭之后的相繼接頭處的相繼一個裝置。按照另一個實施例，本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測海底流設(shè)備的方法。該方法包括從海底流設(shè)備和周圍海水之間的熱勢產(chǎn)生電力；將所述電力用于操作傳感器，從而監(jiān)測流設(shè)備的特性；以及提供指示傳感器所監(jiān)測的特性的輻射輸出。所述方法可以包括使用太陽能電池接收來自水下光源的光，從而提供光衍生電力；以及利用所述光衍生電力對傳感器供電。在一些情況下，太陽能電池被用于在流設(shè)備被部署到海底位置之前接收太陽光，從而提供太陽光衍生電力。例如，太陽能電池可以在進入水中之前和剛進入水中之后接收光，并且太陽能電池可以將光轉(zhuǎn)變成電以對傳感器供電，從而允許傳感器在安裝流線期間監(jiān)測流線。利用太陽光衍生電力對蓄電池充電，并且當熱勢不足以對傳感器供電時，利用蓄電池對傳感器供電。在利用蓄電池對傳感器供電之后，太陽能電池還可被用于接收來自水下光源的光線，從而提供可被用于對傳感器供電的光衍生電力。例如，水下光源可由潛水器提供，所述潛水器也可檢測來自傳感器的輻射輸出，從而確定傳感器所監(jiān)測的特性。所述方法還可以包括將裝置安裝到海底流設(shè)備，該裝置被配置成進行產(chǎn)生電力、使用電力、以及提供輻射輸出的操作。更具體地說，所述海底流設(shè)備可以是具有在接頭處被接合的多個相繼管段的海底流線，以及熱電器件可以在接頭之一處安裝到管道。可以通過改變流線上的光輸出來提供輻射輸出，從而指示流線的特性，例如，流線的溫度和/或應(yīng)變。產(chǎn)生電力、使用電力、以及提供輻射輸出的操作可以在沿著流線的長度的相繼位置上的多個地點進行。并且，可以讓潛水器沿著流線通過，以便相繼檢測來自傳感器的輻射輸出，從而確定每個傳感器所監(jiān)測的特性?？梢詫碜悦總€裝置的傳感器的信息存儲在安裝在海底流設(shè)備上的存儲器中。該信息可以是一段時間內(nèi)的特性的指示，并且可以從存儲器輸出該段時間的信息。在一些情況下，可以將指示流設(shè)備的溫度和/或應(yīng)變的信號從傳感器傳送到遠端接收器。產(chǎn)生電力、使用電力、以及提供輻射輸出的操作可以包括在沿著海底流設(shè)備的多個地點產(chǎn)生電力，使
用所述電力來操作每個地點的傳感器，以及在每個地點提供指示該地點的傳感器所監(jiān)測的特性的輻射輸出?？梢詫⒅甘径鄠€傳感器所監(jiān)測的特性的信號從每個傳感器傳送到相繼一個地點的相繼一個傳感器，使得沿著海底流設(shè)備逐步地傳送信號。例如，每個傳感器可被配置成沿著海底流設(shè)備與至少兩個相繼傳感器無線和直接地通信。本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法一般可以提供流設(shè)備的監(jiān)測，提供可被用于理解和保持流設(shè)備的完整性并有助于使流設(shè)備維持工作的信息。在一些情況下，每個監(jiān)測裝置與傳統(tǒng)的更復雜系統(tǒng)相比，可以相對較簡單、較小、和較便宜。


在如此一般性地描述了本發(fā)明之后，現(xiàn)在參照未必按比例畫出的附圖來介紹，在附圖中圖I是例示按照本發(fā)明一個實施例的用于監(jiān)測海底流設(shè)備的系統(tǒng)的示意圖；
圖2是例示圖I的系統(tǒng)在組裝和部署期間的示意圖；圖2A是例示圖2的系統(tǒng)的兩個相鄰管段之間的接頭的放大圖；圖3是示意性地例示圖I的系統(tǒng)的一個監(jiān)測裝置和流線的接頭的剖視圖；以及圖4是例示圖I的系統(tǒng)的一部分的示意圖，其中示出從該系統(tǒng)收集信息的潛水器。
具體實施例方式
現(xiàn)在在下文中將參考示出一些但非所有本發(fā)明實施例的附圖更全面描述本發(fā)明。的確，本發(fā)明可以以許多不同形式具體化，而不應(yīng)該理解為局限于本文闡述的實施例；而是，提供這些實施例是為了使本公開滿足可申請法律要求。相同標號自始至終都指相同元件?，F(xiàn)在參照附圖，尤其圖1，所示的是按照本發(fā)明一個實施例的用于監(jiān)測海底流設(shè)備的系統(tǒng)10。一般說來，該系統(tǒng)10可被用于監(jiān)測海底流線12，S卩，被配置成接收來自海底井14的產(chǎn)出流體并沿著海床16輸送流體，向上輸送到浮動表面設(shè)施18，輸送到陸地設(shè)施，或輸送到其它設(shè)施的管線。應(yīng)該懂得，系統(tǒng)10可以包括并可以監(jiān)測其它類型的流設(shè)備，諸如，閥門、線軸、泵、電機、和其它海底裝備。在例示性實施例中，海底流線12由接合在一起以形成所希望長度的多個相繼管段20組成。頂側(cè)設(shè)施18可以是剛性地固定到海床16的結(jié)構(gòu)、浮動結(jié)構(gòu)或系泊結(jié)構(gòu)。例如，在一些情況下，頂側(cè)設(shè)施18可以是具有用于組裝和部署流線12的特殊裝備的船只。流線12可以延伸到頂側(cè)設(shè)施18，或者流線12可以通過立管22或其它管狀構(gòu)件與頂側(cè)設(shè)施18連接。圖I例示了從一個或多個海底井14延伸到管線終端(“PLET”)24的以典型部署配置的流線12。在第一端26，流線12被配置成接收來自海床16下面的井14和儲層28的產(chǎn)出流體，并且可以配備諸如泵的附加裝備以便于流體的輸運和管理。在相反的第二端30，流線12可以通過PLET24與立管22連接，立管22將產(chǎn)出流體輸送到頂側(cè)設(shè)施18，頂側(cè)設(shè)施18可以具有與先前被用于部署流線12的設(shè)施18相同或不同的結(jié)構(gòu)。PLET24可被配置成適應(yīng)流線12的末端30的運動，例如，以允許流線12隨著變熱或變冷而擴張或收縮。圖2例示了流線12的組裝和部署，在例示性實施例中，流線12由多個管段20組成，并限定相鄰管段20之間的接頭32。在部署流線12之前，可以以足夠短以方便運輸和管理的一致長度，譬如，可以用卡車輸送和要不然使用傳統(tǒng)裝備管理的大約40英尺或更短的長度將管段20提供給頂側(cè)設(shè)施18。通常作為部署操作的一部分使用可配備在頂側(cè)地點的組裝裝備把管段20接合在一起。頂側(cè)設(shè)施18可以是或可以包括具有用于管理和組裝管段20的裝備的船只或其它設(shè)施。管段20可以按照各種傳統(tǒng)方法被組裝和下放，通常通過接合相繼管段20來形成被相繼下放到水面34以下并部署在海床16上的長的流線12。相繼管段20的連接或“現(xiàn)場接頭”32通常包括在部署期間將管段20焊接在一起而形成的焊接連接36。如果管段20是包括熱絕緣體的多層管狀構(gòu)件，則絕緣體通常不延伸到管段20的末端。例如，如圖2A和3所示，管段20可以包括鋼管40，鋼管40在其外表面44上有絕緣體42。每段20上的絕緣體42可以在組裝管段20之前使鋼管40的端部46暴露出來。因此，每段20在鋼管40暴露出來的每端上可以具有較小的端部46，以便于相繼管段20的焊接。在焊接了兩個相繼管段20之后，可用流體現(xiàn)場接頭填充材料50來填充兩個管段20的絕緣體42之間的間隙或“現(xiàn)場接頭區(qū)”48，流體現(xiàn)場接頭填充材料50諸如在接頭32下放到水中和海床16之前或之后固化或干燥的注射成型聚丙烯?！?br> 如圖I和2所例示的監(jiān)測系統(tǒng)10包括沿著流線12的長度布置在相繼接頭32處的多個監(jiān)測裝置(在圖I中分別用標號60'，60" ,60' "，60""指示并在圖2中用標號60統(tǒng)稱)。更具體地說，在每個接頭32處可以布置至少一個監(jiān)測裝置60，并且可以在部署流線12期間將每個裝置60布置在流線12上。例如，如果流線12是從多個絕緣管段20組裝的，則可以在接頭32處將裝置60附到流線12上，例如，在施加現(xiàn)場接頭材料50之前。因此，如圖3所例示，可以將裝置60布置在現(xiàn)場接頭材料50內(nèi)，使得現(xiàn)場接頭材料50至少部分圍繞裝置60，以及在一些情況下，裝置60被布置在現(xiàn)場接頭材料50層和底下的鋼管40之間。可以將裝置60配備在沿著流線12的各種地點，例如，在一些或所有現(xiàn)場接頭32處。每個裝置60可被配置成監(jiān)測裝置60的位置處，例如，裝置60所在的各自接頭32處的流線，從而提供指示流線12的輸出。因此，可以通過接收來自沿著流線12的長度的各種監(jiān)測裝置60的信號來確定在流線12的整個長度上流線12的條件或特性。在一些情況下，可以將裝置60放置在沿著流線12的選擇地點處，在所述選擇地點處，流線12被認為更有可能經(jīng)歷彎曲、扭曲、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度變化、或其它條件。每個監(jiān)測裝置60還可以包括被配置用于產(chǎn)生電力的一個或多個發(fā)電設(shè)備，所述電力可被用于監(jiān)測流線12和提供代表流線12的輸出，例如，使得裝置60不依賴于必須在部署之前完全預存在裝置60中的能源。圖3是例示附到流線12上的監(jiān)測裝置60之一的截面圖，其中熱的混合相產(chǎn)出流體82在流線12中流過。如圖所例示的，裝置60包括用于監(jiān)測流線12的特性的傳感器62。例如，傳感器62可以包括用于檢測流線12中的應(yīng)變的應(yīng)變計；用于檢測流線12的溫度或溫度變化的熱電偶、電阻性溫度檢測器或其它器件；用于檢測流線12的運動或位置的地點或運動檢測器件；和/或用于監(jiān)測流線12的其它特性的其它器件。裝置60 —般可以通過機械連接、粘合劑等附到流線12上。例如，可以使用熱環(huán)氧樹脂來連接裝置60，尤其是實現(xiàn)傳感器62和鋼管40之間的足夠接合。傳感器62可被配置成提供指示溫度的光輸出。例如，傳感器62可以包括諸如發(fā)光二極管或其它發(fā)光器的電磁輻射發(fā)射器64。輻射發(fā)射器64可以適用于提供根據(jù)流線12的被監(jiān)測條件而變化的輻射輸出。例如，如果輻射發(fā)射器64是發(fā)光二極管，則該二極管可被配置成以指示流線12的條件的頻率發(fā)出脈沖，通過指示流線12的條件的強度發(fā)亮，改變顏色以指示流線12的條件，發(fā)出指示流線12的條件的編碼圖案，或要不然改變其輸出以指示流線12的條件。在一些情況下，輻射發(fā)射器64可以有許多(或無限)種不同變化，例如，以任何頻率、強度或給定范圍內(nèi)的顏色變化?？商娲?，輻射發(fā)射器64可被配置成提供有限種輸出變化來指示流線12的某些離散條件。例如，輻射發(fā)射器64可被配置成如果流線12正工作在第一條件(諸如正常條件)下則發(fā)出第一種顏色，以及如果流線12正工作在第二條件(諸如異常條件)下則發(fā)出第二種顏色，或沒有顏色。如圖3所例示，傳感器62可由諸如熱電器件66和/或太陽能電池68的一個或多個發(fā)電器件供電。熱電器件66可以按照珀爾帖-塞貝克效應(yīng)工作，以便從熱勢，諸如，可能存在于流線12中的流體和圍繞流線12的海水70之間的熱勢產(chǎn)生電力。熱電器件66的第一側(cè)72可以徑向地向內(nèi)指向鋼管40的外表面44，而熱電器件66的第二側(cè)74可以徑向地向外從鋼管40指向當被布置在海底時圍繞流線12的海水70。當在鋼管40的外表面44和海水72之間存在溫差時,熱電器件66可以產(chǎn)生可被用于對傳感器62供電的電力。 太陽能電池68可被配置成接收光并從太陽能中產(chǎn)生電力。太陽能電池68可以從鋼管40指向外部，并被配置成接收太陽光或要不然投射在流線12上的其它光。太陽能電池68可以取代熱電器件66被使用或者與熱電器件66組合使用。在任一種情況下，還可以配備蓄電池80或其它儲能器件以便儲存來自發(fā)電器件66、68的能量，使得在不可能發(fā)出足夠電力時使用所述能量。例如，在將裝置60部署在海底之前，可以使太陽能電池暴露于陽光，例如，在儲存或組裝管段20的同時，并且，在部署裝置60之前，太陽能電池68可以轉(zhuǎn)換太陽光以便對蓄電池80充電。除了對蓄電池充電之外，或取代對蓄電池充電，在流線12的部署和工作之前，太陽能電池68可被用于對傳感器62供電，即使熱流未通過流線12，以及熱電器件66通常還不能對傳感器62供電。例如，太陽能電池68可被用于在安裝流線12的過程中對傳感器62供電，以便在其最終部署之前確定流線21的應(yīng)力、應(yīng)變或其它特性。在將流線12部署到它的海底地點之后，太陽能電池68可能接收不到足夠的光來對傳感器62供電。此時，熱電器件66可以產(chǎn)生足夠的能量來對傳感器62供電，例如，如果流線12正被用于傳送熱流82。也可以將來自熱電器件66的能量儲存在蓄電池80中。如果熱電器件66不能產(chǎn)生足夠的能量，例如，因為熱流82還未進入流線12中，或流線12中的流體在流線21未用期間已被清空或冷卻，則蓄電池80可被用于對裝置60供電。發(fā)電器件66、68的輸出可以由控制器84控制。控制器84可以與裝置60的部件通信，并控制裝置60和/或裝置60的每個部件的操作。例如，控制器84可被配置成使裝置60在一些時段內(nèi)工作而在其它時段內(nèi)不工作，諸如，按照預定時間表或按照裝置60的環(huán)境參數(shù)。在一些情況下，控制器84也可以處理傳感器62收集的數(shù)據(jù)。傳感器62所檢測的信息可被存儲在裝置60中、實時地從裝置60發(fā)送、和/或以延遲方式從裝置60發(fā)送。更具體地，傳感器62可以包括被配置成接收來自傳感器62的信號并存儲來自傳感器62的一些或所有信息的存儲器86。例如,存儲器86可以以規(guī)則時間間隔存儲指示傳感器62的輸出的信息的日志。可替代地，存儲器86可被配置成只存儲某種信息或發(fā)生在某些時間的信息，例如，可能指示裝置60正工作在某種工作模式之外的高于或低于預定閾值的數(shù)據(jù)值，諸如指示流線12中的過大應(yīng)力、損害、運動或其它變化的高應(yīng)變程度或應(yīng)變程度的極端變化。輻射發(fā)射器64可以提供一般指示傳感器62的當前檢測的輸出信號，或輻射發(fā)射器64可以提供代表先前存儲在存儲器86中的數(shù)據(jù)的輸出信號。裝置60可以包括可以是分開的設(shè)備或組合設(shè)備的發(fā)送器88和/或接收器90。發(fā)送器88可被配置成將來自裝置60的信息發(fā)送給另一個裝置60和/或另一個接收器。在一些情況下，流線12上的第一裝置60"的發(fā)送器88可被配置成將信息傳送給沿著流線21的第二相繼裝置60"。然后，第二裝置60"可以將來自第一和第二裝置60'、60"的信息傳送給沿著流線21的第三相繼裝置60'"，并且可以沿著流線12繼續(xù)傳送，使得沿著流線12相繼傳遞來自所有裝置60的信息。這樣的裝置到裝置傳送可以經(jīng)由電線、在裝置60之間延伸的其它媒體、或通過管道40本身來進行，或者裝置60可被配置成無線地進行傳送。每個裝置60也可被配置成與不止一個相繼裝置60通信，使得沿著流線12的通信不會因一個裝置60的故障而受到妨礙。例如，第一裝置60'可以直接與第二和第三裝置60"、60'"通信，并且第二裝置60"可以直接與第三和第四裝置60' "、60""通信，依此類推。 系統(tǒng)10可以包括被配置成接收來自各種裝置60，如上所述，直接來自每個裝置60或經(jīng)由一個或多個其它裝置60的信號的接收器。該接收器可以位于海底或在海面34上。例如，如圖I所示，接收器92a可以位于PLET24上，并且接收器92a可被配置成經(jīng)由臍帶電纜或其它電纜93與頂側(cè)地點的遠程接收設(shè)備92b通信，例如，經(jīng)由與臍帶電纜93的浮動導線連接和/或經(jīng)由海底分配單元等。PLET24上的接收器92a也可以檢測和記錄流線12的位移和力負荷，并且這個信息可被存儲在接收器92a中和/或與頂側(cè)接收設(shè)備92b傳送。在一些情況下，如下面結(jié)合圖4所述的潛水器可以從PELT24上的接收器92a中檢索信息，即，使得潛水器能夠從一個地點獲取來自裝置60的各種數(shù)據(jù)和/或在PLET24處測量的信息。太陽能電池68能夠接收光以便對裝置60供電和/或?qū)π铍姵?0再充電，即使在裝置60處在海底時。例如，可以讓光源沿著流線12通過，使得光源沿著流線12的長度相繼地將光照射在裝置60上，從而為裝置60提供能量。具體地，如圖4所示，光源94可由諸如ROV或自動潛水器(AUV)的潛水器96攜帶。潛水器96可以沿著流線12的長度行進，并且可以包括用于可視地檢查流線12的相機或其它裝備。潛水器96所攜帶的光源94可以提供足夠的光來照射流線12以便可視檢查。光源94也可以向太陽能電池68提供足夠的光來臨時對裝置60供電，例如，使得裝置60能夠?qū)o線通信輸出信號提供給潛水器96。潛水器96包括接收如標號100所指的來自裝置60的輸出信號的接收器98。例如，如果輻射發(fā)射器64被配置成提供光輸出，則接收器98可以是測量光輸出的強度、頻率或其它特性的光檢測器。潛水器96可以將來自裝置60的信息重新發(fā)送給諸如接收器92的另一個遠程接收器，和/或潛水器96可以存儲來自每個裝置60的信息，使得在潛水器96完成它對流線12的檢查之后，能夠從潛水器96下載所述信息。應(yīng)該懂得，裝置60—般說來可以相對較簡單、較小和較便宜。并且，裝置60可被集成，以便形成可被定制成提供任何所希望類型和數(shù)量的監(jiān)測和通信以及可以按照特定流線12或其它被監(jiān)測設(shè)備的不斷變化需要加以調(diào)整的系統(tǒng)10。從在前面的描述和相關(guān)圖形中給出的教導中受益的本發(fā)明所屬的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以想出本文闡述的發(fā)明的許多修改和其它實施例。因此，要明白的是，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，那些修改和其它實施例都應(yīng)該包括在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)，盡管本文采用了特定術(shù)語，但只在一般或描述的意義上使用它們，而不是為了限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測海底流設(shè)備的裝置，該裝置包含 熱電器件，適用于從所述海底流設(shè)備和周圍海水之間的熱勢產(chǎn)生電力；以及傳感器，由所述熱電器件供電并適用于監(jiān)測流設(shè)備的特性和提供指示所述特性的輻射輸出。
2.按照權(quán)利要求I所述的裝置，進一步包含太陽能電池和蓄電池，其中，所述太陽能電池被配置成在部署所述裝置之前接收太陽光以便對蓄電池充電，在部署所述裝置之后接收來自水下光源的光，以及對所述傳感器供電以監(jiān)測流設(shè)備的特性。
3.按照權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述傳感器適用于改變輻射輸出以指示所述傳感器所監(jiān)測的特性。
4.按照權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述海底流設(shè)備是由在接頭處接合的多個相繼管段形成的海底流線，以及其中，所述熱電器件在接頭之一處被安裝到所述流線，以及所述傳感器被配置成監(jiān)測所述流線的溫度和應(yīng)變至少之一，并通過在流線上提供變化光輸出來傳送指示所述溫度和應(yīng)變至少之一的信號。
5.按照權(quán)利要求I所述的裝置，進一步包含與所述熱電器件和傳感器并置的存儲器，該存儲器適用于存儲來自所述傳感器的指示一段時間內(nèi)的特性的信息，并輸出該段時間內(nèi)的信息。
6.一種用于監(jiān)測海底流設(shè)備的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個如權(quán)利要求4所述的裝置，該裝置分別被布置在沿著所述流線的長度的相繼接頭處，以及其中，位于各自接頭處的每個裝置被配置成將指示多個接頭處的特性的信號傳送給位于各自接頭之后的相繼接頭處的相繼一個裝置。
7.一種用于監(jiān)測海底流設(shè)備的方法，該方法包含 從所述海底流設(shè)備和周圍海水之間的熱勢產(chǎn)生電力； 使用所述電力來操作傳感器，從而監(jiān)測所述流設(shè)備的特性；以及 提供指示所述傳感器所監(jiān)測的特性的輻射輸出。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含使用太陽能電池接收來自水下光源的光，從而提供光衍生電力；以及利用所述光衍生電力對所述傳感器供電。
9.按照權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含 在將流設(shè)備部署到海底地點之前使用太陽能電池接收太陽光，從而提供太陽光衍生電力； 利用太陽光衍生電力對蓄電池充電；以及 當所述熱勢不足以對所述傳感器供電時，利用所述蓄電池對所述傳感器供電。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，進一步包含 在利用所述蓄電池對所述傳感器供電的所述步驟之后，使用太陽能電池接收來自水下光源的光，從而提供光衍生電力；以及 利用所述光衍生電力對所述傳感器供電，其中，所述水下光源由潛水器提供，以及 利用所述潛水器檢測來自所述傳感器的輻射輸出，從而確定所述傳感器所監(jiān)測的特性。
11.按照權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含將一個裝置安裝到海底流設(shè)備，所述裝置被配置成進行所述產(chǎn)生電力、使用電力、以及提供輻射輸出的步驟，其中，所述海底流設(shè)備是具有在接頭處接合的多個相繼管段的海底流線，以及其中，在接頭之一處將熱電器件安裝到管道。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其中，提供輻射輸出包含改變流線上的光輸出，從而指示流線的溫度和應(yīng)變至少之一。
13.按照權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述產(chǎn)生電力、使用電力、以及提供輻射輸出的步驟是在沿著流線的長度的相繼位置處的多個地點進行的。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，進一步包含讓潛水器沿著流線通過，以及利用所述潛水器相繼地檢測來自傳感器的輻射輸出，從而確定每個傳感器所監(jiān)測的特性。
15.按照權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含將來自傳感器的信息存儲在安裝在海底流設(shè)備上的存儲器中，所述信息指示一段時間內(nèi)的特性；以及從存儲器輸出該段時間內(nèi)的 信息。
16.按照權(quán)利要求7所述的方法，進一步包含將指示流設(shè)備的溫度和應(yīng)變至少之一的信號從傳感器傳送到遠端接收器，以及其中，所述產(chǎn)生、使用、以及提供步驟包含在沿著海底流設(shè)備的多個地點產(chǎn)生電力，使用所述電力來操作每個地點的傳感器，以及在每個地點提供指示該地點的傳感器所監(jiān)測的特性的輻射輸出。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，進一步包含將指示多個傳感器所監(jiān)測的特性的信號從每個傳感器傳送到相繼一個地點的相繼一個傳感器，使得沿著海底流設(shè)備逐步地傳送信號。
18.按照權(quán)利要求17所述的方法，其中，每個傳感器被配置成與沿著海底流設(shè)備的至少兩個相繼傳感器無線和直接地進行通信。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于監(jiān)測諸如海底流線的海底流設(shè)備的系統(tǒng)、裝置和方法。該裝置一般包含適用于從海底流設(shè)備和周圍海水之間的熱勢產(chǎn)生電力的熱電器件。由該熱電器件供電的傳感器適用于監(jiān)測流設(shè)備的諸如溫度或應(yīng)變的一個或多個特性并提供指示所述特性的輻射輸出。
文檔編號E21B43/01GK102959429SQ201180032137
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者S·梅巴奇亞, R·朗 申請人:雪佛龍美國公司