專利名稱：用于測試多路復(fù)用的bop控制系統(tǒng)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋石油眼孔的鉆井中的防噴器。在深海海洋鉆井操作中，防噴器(BOP)是保證安全所必不可少的。BOP具有復(fù)雜的計算機控制系統(tǒng)，并且最重要的是保證這些控制系統(tǒng)恰當(dāng)且有效地運轉(zhuǎn)。目前可獲得的測試方法不足以檢測BOP的計算機控制系統(tǒng)中的軟件錯誤，且這會導(dǎo)致使得不得不中止鉆井操作并且將BOP從海底提升至平臺或者進(jìn)行水下修補的問題。這將造成巨大的額外鉆井費用，因為鉆機將持續(xù)一天或多天不運轉(zhuǎn)。此夕卜，BOP控制系統(tǒng)中的軟件錯誤會引發(fā)潛在的危險狀況，該狀況會導(dǎo)致井噴。通過引入一種改進(jìn)BOP控制系統(tǒng)上的軟件測試覆蓋范圍的基于模擬器的測試方法和測試系統(tǒng)，本發(fā)明提出了一種針對該問題的新的和有效的解決方案。
背景技術(shù)：
將參考附圖中的圖1給出防噴器(BOP)的背景知識。防噴器(BOP)為一組閥。BOP的主要功能是打開和關(guān)閉井眼。為了利用浮動設(shè)施(4)或者陸地遙控設(shè)施在深水處鉆井，在鉆井過程中在海底的井口(5)上安裝BOP。典型地，海底BOP組閥包括:一環(huán)形閥，其在井眼為空并且在鉆井隔水管中存在鉆桿或套管時封閉井眼。一管閘板，其是在井眼中存在鉆桿時封閉BOP的閥。一全封閉閘板，其是在井眼中不存在鉆桿時封閉井眼的閥。一剪切式閘板，其是切斷鉆桿并且封閉井眼的閥。一鉆井四通，其用于連接阻流管線和壓井管線。LMRP (低位海洋隔水管總成座Lower Marine Riser Package) (2)被裝配在海洋隔水管(3)的下端，并且被用于連接海底BOP組。LMRP (2)具有一組閥來控制海洋隔水管
(3)下端的打開和關(guān)閉。在鉆井操作中，典型地通過經(jīng)由海洋隔水管(3)從鉆機上降下的旋轉(zhuǎn)鉆柱進(jìn)行鉆井。鉆柱是中空的，且包括一系列相連的鉆桿段。通過鉆柱向下泵送鉆井泥漿，鉆井泥漿在井底經(jīng)鉆頭流出，進(jìn)入眼孔中的環(huán)形空間。然后，泥漿經(jīng)由環(huán)狀體(其為鉆柱和井外壁之間的空間)上升至鉆機，經(jīng)由海底BOP返回，且通常經(jīng)由鉆井隔水管上升，并且返回到浮動設(shè)施
(4)。海洋隔水管(3)是相對柔軟的管道，該管道形成從鉆機上的鉆臺到安裝于海底上的海底BOP的連接。隔水管包含鉆柱和經(jīng)環(huán)狀體返回的鉆井泥漿。深海鉆井通常從船一樣的浮動船只或浮式鉆機上進(jìn)行。這樣的浮動船只可以被錨固，但是對于深海而言，當(dāng)前的主流做法是采用動態(tài)定位，其中通過動態(tài)定位系統(tǒng)將浮動船只保持在期望位置上，該動態(tài)定位系統(tǒng)為一種計算機系統(tǒng)，該計算機系統(tǒng)記錄如通過位置參考系統(tǒng)(例如GPS接收器、張索或水聲系統(tǒng))測量的位置。ROV (遙控載具)是具有攝像機和機械臂以及一系列傳感器(例如壓力傳感器和航向傳感器)的水下船只。通過向ROV供應(yīng)電能和命令信號的電纜從水面對ROV進(jìn)行控制和操作，并且ROV將攝像機圖像和傳感器信號回送到水面。淺水控制系統(tǒng)可利用液壓系統(tǒng)來進(jìn)行信號傳輸。利用液壓流體來觸發(fā)功能以觸發(fā)艙上的導(dǎo)向器或控制系統(tǒng)閥。該解決方案可用于直至5000ft的水深。MUX (多路復(fù)用)BOP控制系統(tǒng)通常被用于在超過3500英尺的水深下的鉆井。在MUX BOP控制系統(tǒng)中，從平臺將電信號傳給B0P。這樣的系統(tǒng)通常使用平臺上的PLC (可編程邏輯控制器)，該PLC與包含在海底BOP上的水密艙中的海底電子器件進(jìn)行通訊。這樣的解決方案允許對邏輯功能的編程和對操作的自動排序。采用冗余的硬件來提高可靠性。此外，BOP控制系統(tǒng)將具有自動觸發(fā)的緊急BOP控制能力(也叫做輔助介入系統(tǒng))。這可以包括:一所謂“Deadman”系統(tǒng)，將其與海底控制系統(tǒng)獨立地安裝在BOP上，并且所謂“Deadman”系統(tǒng)響應(yīng)于失去與水面的通訊來提供信號以便在無操作人員參與的情況下封閉井眼。一自動模式功能系統(tǒng)，其在海底艙或海底控制系統(tǒng)上運行，并且響應(yīng)于失去與水面的通訊來在無操作人員參與的情況下封閉井眼?！詣蛹羟泄δ芤辉趧討B(tài)定位的鉆機上使用EDS (緊急斷開連接系統(tǒng))。由操作人員通過推壓按鈕來觸發(fā)EDS。海底BOP于是將自動履行一序列操作來為LMRP (2)與海底BOP的安全斷開連接做準(zhǔn)備。這可以包括關(guān)閉壓井閥和阻流閥，以及關(guān)閉剪切式閘板以切斷鉆柱。使用冗余來改進(jìn)可靠性。與此同時，冗余增加了計算機系統(tǒng)的復(fù)雜度，如果因為復(fù)雜的設(shè)計轉(zhuǎn)而導(dǎo)致出現(xiàn)軟件或硬件錯誤，則會引發(fā)問題?？杀辉O(shè)計成執(zhí)行類似功能的輔助介入系統(tǒng)的交互作用是另一個錯誤來源。LMRP (2)的斷開連接可以減少井口(5)上的流體靜力學(xué)的泥漿重量，這可能導(dǎo)致地層流體的涌入，地層流體的涌入會導(dǎo)致井的非期望發(fā)展，其可能導(dǎo)致井噴。US 2009/0101350A1號美國專利申請描述了一種系統(tǒng)和方法，其利用可拆卸的模塊式部件組來允許圍繞故障部件的備用或替換的流體流動路徑。在一個示例性實施例中，ROV通過將軟管的一端連接模塊式閥塊，并且將另一端連接到介入換向閥來形成通向BOP功能的備用液壓流，從而繞過和隔離故障部件。2008/0257559A1號美國專利申請描述了一種混合過程控制系統(tǒng)，其包括向海底液壓功率單元傳輸電功率，海底液壓功率單元轉(zhuǎn)而提供液壓功率來控制液壓致動器。與傳統(tǒng)頂層液壓功率單元結(jié)合地使用臍帶纜中的小孔徑管道的循環(huán)系統(tǒng)關(guān)于由海底液壓致動器產(chǎn)生的污染(尤其是來自井下安全閥的工藝氣體)來提供對液壓流體的質(zhì)量的主動控制。2008/0185143A1號美國專利申請描述了一種測試防噴器(BOP)的方法和裝置，其中增壓單元向BOP的通孔的隔離部分提供流體。表示隨著連續(xù)時間點的通孔隔離部分中的實際壓力的信號以及預(yù)定的不確定性有限狀態(tài)自動機被用于根據(jù)相對于預(yù)定可接受的泄漏率的時間以及達(dá)到穩(wěn)定的時間來預(yù)測通孔的隔離部分中的壓力?；贛UX技術(shù)的BOP控制系統(tǒng)取決于多個計算機系統(tǒng)的正確運作以及這些系統(tǒng)通過接口電子器件和通訊電纜的接合。BOP控制系統(tǒng)經(jīng)歷與工廠驗收測試(FAT)和安裝在鉆機上期間的試運行相關(guān)的大量測試?，F(xiàn)有的測試方法包括運行不同的操作命令以查看BOP控制系統(tǒng)是否執(zhí)行規(guī)定的 功能。此外，可以建立一些故障情形以驗證BOP控制系統(tǒng)能夠處理這樣的故障情形。

發(fā)明內(nèi)容
在所附權(quán)利要求中定義了本發(fā)明。本發(fā)明的重要特征是利用模擬器并且連接多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的不同部分來測試:多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的功能按照規(guī)范、規(guī)則和準(zhǔn)則運行，以及故障狀況被多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)恰當(dāng)且有效地處理。在實施例中，本發(fā)明為一種多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，其中所述多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)包括具有各自的第一操作人員控制臺和第二操作人員控制臺的第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元，其中所述中央控制單元被設(shè)置為經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)來連接到各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)，所述冗余海底控制系統(tǒng)被設(shè)置為連接到海底BOP中的閥和傳感器，并且所述測試系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)信號模擬器，所述控制系統(tǒng)信號模擬器被設(shè)置為連接在所述控制單元中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個之間，且進(jìn)一步地被設(shè)置為完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)并且在所述控制單元中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個之間提供模擬信號。在實施例中，該測試系統(tǒng)還包括BOP閥及傳感器模擬器，該BOP閥及傳感器模擬器被設(shè)置為連接到所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個，且進(jìn)一步被設(shè)置為完全或部分地取代所述BOP閥和BOP傳感器，以及向所述海底控制系統(tǒng)提供模擬的傳感器信號。本發(fā)明還是一種用于測試上述的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的方法，其包括:一通過將控制系統(tǒng)信號模擬器連接于所述控制單元中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個之間，來利用所述控制系統(tǒng)信號模擬器完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)，一從所述控制系統(tǒng)信號模擬器向所述控制單元中的零個或更多個以及所述海底控制系統(tǒng)中的零個或更多個提供模擬信號。在實施例中，該方法還包括將所述BOP模擬器連接到所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個，并且從所述BOP模擬器向所述海底控制系統(tǒng)提供模擬的BOP信號。中央控制單元和海底控制系統(tǒng)之間的通訊線路或第一信號傳輸系統(tǒng)由控制系統(tǒng)信號模擬器替代，所述控制系統(tǒng)信號模擬器可以被用于修改信號、引入信號錯誤、以及檢查與冗余相關(guān)的功能，和在中央控制單元與海底控制系統(tǒng)之間提供修改的或模擬的信號。該模擬的信號可以包括從所述控制單元中的一個或多個到各自的海底控制系統(tǒng)的模擬控制信號。該模擬的信號還可以包括另一方向上的信號，即從所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個到各自的控制單元的模擬傳感器信號或其它信號。在實施例中，模擬的信號可以為修改的信號、或者基于模型計算的信號或者模擬損壞連接的零信號。模擬信號的修改可以包括例如增加噪聲(諸如白噪聲)和引入漫游(roaming)和/或抖動及漂移。模擬信號可以基于例如水下BOP或BOP的特定部件(諸如閥和傳感器)的模型、和/或多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的模型等進(jìn)行計算。本發(fā)明還可以被用于可以通過流動線以及通過臍帶連接系統(tǒng)連接到平臺或陸上終端的遠(yuǎn)程海底井。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以對具有兩個以上的冗余系統(tǒng)的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)進(jìn)行測試。然后可以用第三種顏色(例如綠色)來標(biāo)示該第三系統(tǒng)。在具有例如三個冗余系統(tǒng)的實施例中，多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)還包括:第三冗余中央控制單元，其被設(shè)置為經(jīng)由所述第一信號傳輸系統(tǒng)連接到第三冗余海底控制系統(tǒng)(110)，所述第三冗余海底控制系統(tǒng)被設(shè)置未連接到所述海底BOP中的閥和傳感器；以及控制系統(tǒng)信號模擬器，其被設(shè)置為連接在所述控制單元中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個之間，且進(jìn)一步地被設(shè)置為完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)以及在所述控制單元中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)中的一個或多個之間提供模擬信號。與背景技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，能夠更為有效地執(zhí)行大量測試，并且可以在不訪問海底BOP組的情況下完成測試。此外，基于模擬的系統(tǒng)使得能夠執(zhí)行對于實際的海底BOP組而言難以執(zhí)行或者執(zhí)行起來甚至有害的測試。一個重要的優(yōu)點在于，本發(fā)明允許對冗余問題進(jìn)行非常詳細(xì)和密集的測試，該冗余問題即，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的同時，如何能夠?qū)⒖刂乒δ軓睦缢{(lán)色中央控制單元切換到黃色中央控制單元，以及從藍(lán)色艙或海底控制系統(tǒng)切換到黃色的?；谀M的本發(fā)明的方式允許詳細(xì)檢查在如此的情形下傳遞的信號，這對于檢測和診斷錯誤而言可能是關(guān)鍵的。


圖1是具有隔水管、LMRP和海底井口上的BOP的海洋鉆井平臺或船只的圖示；圖2示出了多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)；圖3在基于信號的方框圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)測試布置；圖4在基于功能的方框圖中示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)布置。
具體實施例方式現(xiàn)在將參見附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。這些附圖僅為了圖示目的而被附著，這些附圖不應(yīng)被解釋成限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求來限定。圖1是之前在背景技術(shù)部分解釋的、具有海洋隔水管(3)、LMRP(2)和海底井口(5)上的海底BOP的海洋鉆井平臺或船只(4)的圖示。圖2示出了將由根據(jù)本發(fā)明的測試系統(tǒng)和方法進(jìn)行測試的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)。在該平臺或船只(4)上使用兩個相同的計算機實現(xiàn)的中央控制單元(CCU)，一個CCU被標(biāo)示為藍(lán)色系統(tǒng)，一個CCU被標(biāo)示為黃色系統(tǒng)。平臺上的中央控制單元與海底電子器件進(jìn)行通訊，所述海底電子器件包括兩個相同的海底控制系統(tǒng)，海底控制系統(tǒng)被稱作SEA (海底電子器件總成)，一個海底控制系統(tǒng)(11)在海底BOP上的藍(lán)色控制艙中，另一個海底控制系統(tǒng)(21)在海底BOP上的黃色控制艙中。在本發(fā)明的實施例中，本發(fā)明被用于井口( 5 )的海底BOP上，該BOP被連接到DP控制下的浮動平臺(4)的海洋隔水管(3)下方的LMRP (2)，如圖1所示那樣。該海底BOP被安裝在井眼的井口(5)上，并且利用下部LMRP (2)連接到海洋隔水管(3)。圖2中示出了多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，“藍(lán)色”中央控制單元(10)和“黃色”中央控制單元(20)均位于平臺(4)上，并且連接到平臺(4)上的若干個操作人員控制臺。中央控制單元還通過信號傳輸系統(tǒng)(包括例如串行通訊線和光纖通訊線)連接到“藍(lán)色艙”中的“藍(lán)色”海底控制系統(tǒng)(11)和“黃色艙”中的“黃色”海底控制系統(tǒng)(21 )，其中，該艙被裝在海底BOP上且連接到BOP閥的致動器和BOP傳感器。鉆井操作人員利用操作人員控制臺(30、31)來控制海底BOP的BOP閥，并且接收來自海底BOP中的BOP傳感器的信號。操作人員控制臺(30、31)連接到浮動設(shè)施(4)處的中央控制單元(10、20)。操作人員選擇將使用平臺上的哪個冗余中央控制單元(10、20)和海底BOP (I)處的哪個冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)來控制海底BOP (I)。操作人員可以利用多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)來執(zhí)行以下工作:一在地層流體流入井中和檢測到潛在的井噴狀況時，關(guān)閉(封閉)井；一打開海底BOP的分流器部分的節(jié)流閥以將地層流體和氣體放入隔水管中。一如果檢測到存在從地層到井的高壓涌入，則打開壓井管線以便能夠?qū)壕酀{從壓井管線注入到井眼中，以使井處于控制之中。一打開穿過海底BOP的主眼以允許鉆桿、套管或其它物體通過B0P。本發(fā)明的重要特征是使用模擬器及連接到多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的不同部分來測試:一多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的功能按照規(guī)范、規(guī)則和規(guī)程運行。一通過多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)恰當(dāng)且有效地處理故障狀況。在本發(fā)明的實施例中，多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)測試系統(tǒng)被設(shè)置成執(zhí)行包括以下測試的一項或多項測試:一藍(lán)色和黃色中央控制單元的冗余處理的測試；- SEA艙的海底控制系統(tǒng)的功率損耗和重啟能力的測試；一緊急斷開連接序列的測試；—聲電一液壓POD功能的測試；- FRU、HPU和分流器的PLC控制的測試；一因部件故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的測試；-1/O、網(wǎng)絡(luò)和操作員站的協(xié)議的測試。在圖3中示出了本發(fā)明實施例的高層次圖，其中強調(diào)測試信號。其中示出了第一和第二中央控制單元(10、20)與第一和第二海底控制系統(tǒng)(11、21)之間的模擬信號(41)。模擬信號(41)可以是雙向信號，例如從中央控制單元(10、20)到各自的海底控制系統(tǒng)(11、21)的控制信號，以及從海底控制系統(tǒng)(11、21)到各自的中央控制單元(10、20)的信號。多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的內(nèi)部信號(諸如握手和協(xié)議特定信息)也可以為模擬信號(41)的一部分。圖4示出了本發(fā)明的實施例，其中示出了具有兩個和三個冗余BOP控制系統(tǒng)的多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)。現(xiàn)今，之前描述的具有藍(lán)色和黃色的控制系統(tǒng)及艙的冗余系統(tǒng)是占支配地位的，本發(fā)明目的在于測試這樣的冗余系統(tǒng)。然而，本發(fā)明也可以通過相同方式被用于測試具有三個或更多的用于BOP的冗余控制系統(tǒng)及艙的冗余系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)包括具有各自的第一操作人員控制臺和第二操作人員控制臺(30、31)的第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元(10、20)，其中所述中央控制單元(10、20)被設(shè)置為經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(40)連接到各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)，所述海底控制系統(tǒng)(11、21)被設(shè)置為連接到海底BOP (I)中的BOP閥(50)和BOP傳感器(55)，所述測試系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)信號模擬器(42)，系統(tǒng)信號模擬器(42)被設(shè)置為連接在所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間，且進(jìn)一步地被設(shè)置為完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)并且在所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)的一個或多個之間提供模擬信號(41)。根據(jù)實施例，本發(fā)明涉及通過將中央控制單元(10、20)連接到控制系統(tǒng)信號模擬器(42)和BOP閥及傳感器模擬器(52)來測試多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)，控制系統(tǒng)信號模擬器(42)和BOP閥及傳感器模擬器(52)用中央控制單元(10、20)與海底控制系統(tǒng)(11、21)之間的模擬或修改的信號(41)來修改或替代一個或多個信號(40)。這是為了測試在上述測試場景中的缺失功率或者缺失一個或多個信號、信號中斷、信號干擾等模擬情形下，中央控制單元(10、20)和艙中的海底控制系統(tǒng)(11、21)如何工作和交互。在實施例中，BOP閥和傳感器模擬器(52)被設(shè)置成使得海底控制系統(tǒng)(10、20)連接到模擬的BOP閥及傳感器系統(tǒng)(52)，該系統(tǒng)(52)從黃色和/或藍(lán)色艙中的海底控制系統(tǒng)(11、21)處接收信號，并且從BOP閥及傳感器模擬器(52)中提供模擬的傳感器信號(51)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該測試系統(tǒng)包括:所述模擬信號(41)為修改的信號、或者基于模型計算的信號或者模擬損壞連接的零信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，測試系統(tǒng)包括BOP閥及傳感器模擬器(52)，B0P閥及傳感器模擬器(52)被設(shè)置為連接到所述海底控制系統(tǒng)(11、，21)中的一個或多個，且進(jìn)一步被設(shè)置為完全或部分取代所述BOP閥(50)和/或BOP傳感器(55)，以及向所述海底控制系統(tǒng)(11、21)提供模擬的傳感器信號(51)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，BOP閥和傳感器模擬器(52)被進(jìn)一步設(shè)置為接收來自所述海底控制系統(tǒng)(11、21)的BOP控制信號(53)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，模擬的傳感器信號(51)為修改的信號、或者基于所述BOP
(I)的模型計算的信號或者模擬損壞連接的零信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該測試系統(tǒng)被設(shè)置用于測試下列中的一項或多項:一第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元(10、20)的冗余處理；一第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)的功率損耗和重啟能力；一緊急斷開連接序列的測試；一第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)的聲電一液壓功能的測試;- FRU、HPU和分流器的PLC控制的測試；一因部件故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的測試；-1/O、網(wǎng)絡(luò)和操作人員控制臺的協(xié)議的測試。根據(jù)本發(fā)明的實施例，多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)還包括第三冗余中央控制單元(100)，第三冗余中央控制單元(100)被設(shè)置用于經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(40)連接到第三冗余海底控制系統(tǒng)(110)，所述第三冗余海底控制系統(tǒng)(110)被設(shè)置用于連接到所述BOP閥(50)和所述BOP傳感器(55)，其中所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)被設(shè)置用于連接在所述控制單元(10、20、100)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21、110)中的一個或多個之間，且進(jìn)一步地被設(shè)置用于完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)以及在所述控制單元(10、20、100)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21、110)中的一個或多個之間提供模擬信號(41)。在實施例中，本發(fā)明是一種測試多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)的方法，其中所述多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)包括:一第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元(10、20)，其具有各自的第一操作人員控制臺和第二操作人員控制臺(30、31)，其中所述中央控制單元(10、20)經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(42)連接到各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21 )，所述第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)連接到海底BOP (I)中的BOP閥(50)和BOP傳感器(55),所述方法包括:一通過將所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)連接于所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間，利用所述控制系統(tǒng)信號模擬器
(42)完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)；一從所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)向所述控制單元(10、20)中的零個或更多個以及所述海底控制系統(tǒng)(11，21)中的零個或更多個提供模擬信號(41)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括將BOP閥及傳感器模擬器(52 )連接到所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個，以及從所述BOP模擬器(52 )向所述海底控制系統(tǒng)(11、21)提供模擬的傳感器信號(51)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括在所述BOP模擬器(52)中從所述海底控制系統(tǒng)(11、21)處接收BOP控制信號(53)。根據(jù)實施例，本發(fā)明為一種多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的測試系統(tǒng)，其包括:一具有操作人員控制臺(30、31)的第一和第二冗余水面中央控制系統(tǒng)CXU (10、20)，第一和第二冗余水面中央控制系統(tǒng)CXU (10、20)被設(shè)置用于設(shè)在水面船只(4)上以及經(jīng)由信號傳輸系統(tǒng)(40)連接到第一和第二冗余海底控制系統(tǒng)SEA (11、21)，所述冗余海底控制系統(tǒng)SEA (11、21)被設(shè)置為進(jìn)行連接以向海底BOP (I)中的閥發(fā)送和從海底BOP (I)中的閥接收控制及傳感器信號(50)，還包括:被設(shè)置用于連接在所述水面控制系統(tǒng)(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間的信號模擬器(42、52)，所述信號模擬器(42、52)被設(shè)置用于完全或部分取代所述信號傳輸系統(tǒng)(40)，并且在所述水面控制系統(tǒng)(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間提供模擬信號(41)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，信號模擬器(42、52 )包括艙(11、21)，艙(11、21)連接到模擬的BOP閥及傳感器系統(tǒng)(52)，該模擬的BOP閥及傳感器系統(tǒng)(52)從黃色和/或藍(lán)色艙(11、21)處接收信號，并且提供來自模擬的BOP閥及傳感器(52)的模擬的傳感器信號(51)。
權(quán)利要求
1.一種用于多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的測試系統(tǒng)，其中，所述多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)包括具有各自的第一操作人員控制臺和第二操作人員控制臺(30、31)的第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元(10、20)，其中，所述第一冗余中央控制單元和所述第二冗余中央控制單元(10、20)被設(shè)置成經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(40)連接到各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)，所述第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)被設(shè)置成連接到海底BOP (I)中的BOP閥(50)和BOP傳感器(55)，并且所述測試系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)信號模擬器(42)，所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)被設(shè)置成連接在所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間，并且所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)還被設(shè)置成完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)，并且在所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間提供模擬信號(41)。
2.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，還包括:所述模擬信號(41)為修改的信號、或者基于模型計算的信號或者模擬損壞連接的零信號。
3.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，還包括BOP閥及傳感器模擬器(52)，所述BOP閥及傳感器模擬器(52 )被設(shè)置成連接到所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個，并還被設(shè)置成完全或部分取代所述BOP閥(50)和/或所述BOP傳感器(55)，以及向所述海底控制系統(tǒng)(11、21)提供模擬的傳感器信號(51)。
4.如權(quán)利要求3所述的測試系統(tǒng)，其中，所述BOP閥及傳感器模擬器(52)還被設(shè)置成接收來自所述海底控制系統(tǒng)(11、21)的BOP控制信號(53)。
5.如權(quán)利要求3所述的測試系統(tǒng)，還包括:所述模擬的傳感器信號(51)為修改的信號、或者基于所述BOP (I)的模型計算的信號或者模擬損壞連接的零信號。
6.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其被設(shè)置成測試下列中的一項或多項:` 一所述第一冗余中央控制單元和所述第二冗余中央控制單元(10、20)的冗余處理； 一所述第一冗余海底控制系統(tǒng)和所述第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)的功率損耗和重啟能力； 一緊急斷開連接序列的測試； 一所述第一冗余海底控制系統(tǒng)和所述第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)的聲電一液壓功能的測試； -FRU、HPU和分流器的PLC控制的測試； 一因部件故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的測試； -1/O、網(wǎng)絡(luò)和操作人員控制臺的協(xié)議測試。
7.如權(quán)利要求1所述的測試系統(tǒng)，其中，所述多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)還包括第三冗余中央控制單元(100)，所述第三冗余中央控制單元(100)被設(shè)置成經(jīng)由所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)連接到第三冗余海底控制系統(tǒng)(110)，所述第三冗余海底控制系統(tǒng)被設(shè)置成連接到所述BOP閥(50 )和所述BOP傳感器(55 )，并且其中，所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42 )被設(shè)置成連接在所述控制單元(10、20、100)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21、110)中的一個或多個之間，并且所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)還被設(shè)置成完全或部分取代所述第一信號傳輸系統(tǒng)(40)，以及在所述控制單元(10、20、100)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21、110)中的一個或多個之間提供模擬信號(41)。
8.一種用于測試多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的方法，其中，所述多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)包括: 一具有各自的第一操作人員控制臺和第二操作人員控制臺(30、31)的第一冗余中央控制單元和第二冗余中央控制單元(10、20)，其中，所述第一冗余中央控制單元和所述第二冗余中央控制單元(10、20)經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(42)連接到各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)，所述第一冗余海底控制系統(tǒng)和所述第二冗余海底控制系統(tǒng)(11、21)連接到海底BOP (I)中的BOP閥(50)和BOP傳感器(55)， 所述方法包括: 一通過將控制系統(tǒng)信號模擬器(42)連接于所述控制單元(10、20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個之間，來利用所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)完全或部分取代所述 第一信號傳輸系統(tǒng)(40)； 一從所述控制系統(tǒng)信號模擬器(42)向所述控制單元(10、20)中的零個或更多個以及所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的零個或更多個提供模擬信號(41)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，包括以下步驟: 一將BOP閥及傳感器模擬器(52)連接到所述海底控制系統(tǒng)(11、21)中的一個或多個，并且從所述BOP模擬器(52 )向所述海底控制系統(tǒng)(11、21)提供模擬的傳感器信號(51)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，包括以下步驟: 一在所述BOP模擬器(52)中接收來自所述海底控制系統(tǒng)(11、21)的BOP控制信號(53)。
全文摘要
一種用于測試多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)的測試系統(tǒng)及方法，其中多路復(fù)用的BOP控制系統(tǒng)(6)包括第一和第二冗余中央控制單元(10，20)，其具有各自的第一和第二操作人員控制臺(30，31)，其中所述中央控制單元(10，20)被設(shè)置用于經(jīng)由第一信號傳輸系統(tǒng)(40)連接各自的第一冗余海底控制系統(tǒng)和第二冗余海底控制系統(tǒng)(11，21)，所述海底控制系統(tǒng)(11，21)被設(shè)置用于連接水下BOP(1)中的BOP閥(50)和BOP傳感器(55)，并且該測試系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)信號模擬器(42)，其被設(shè)置用于連接在所述控制單元(10，20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11，21)中的一個或多個之間，且進(jìn)一步地被設(shè)置用于完全或部分取代第一信號傳輸系統(tǒng)(40)，以及在所述控制單元(10，20)中的一個或多個與所述海底控制系統(tǒng)(11，21)中的一個或多個之間提供模擬信號(41)。
文檔編號G05B23/02GK103119241SQ201180043559
公開日2013年5月22日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月18日
發(fā)明者O·埃格蘭 申請人:海運控制公司