[发明专利]阀状况监测

说明书

技术领域

该发明涉及用于监测水下位置设备的操作的方法以及用于水下位置设备的监测装置。

背景技术

水下装备(例如海底烃生产井)典型地包括至关重要的部件，这些部件如果故障则将导致相当大的问题。因此监测这样部件的操作是重要的，这对这样远程位置的部件可不是简单的。例如，控制来自海底源头的生产流体的流动的必要方法是借助于利用海底树上装配的生产控制阀的至少一个阀，其能如要求地开启或者关闭。一般地，这些阀水压式操作。已知的传统的测量这样阀的位置的方法是借助于使用至少一个压力换能器，其与阀的水压源或者返回线路至少其中之一连接。换能器或者每个换能器通常装配在装备的歧管处，并且来自换能器的电输出信号经由脐带式电缆被传送至表面处的控制装置。实际测量的压力提供阀的开启或者关闭的状态的指示，从而能够从表面来控制该阀。由压力换能器提供的信息还能实现对阀状况与性能进行的有限评估，但是这将被各个因素(例如流体温度、流体气穴(fluid cavitation)以及其他流体流动效果与漏泄)所影响。

最近，已做出努力以通过从海底传感器产生的信号的评估来提高可适用的信息的范围以及可靠性，示例是从共同待批的专利申请GB0916421.1已知的状况监测系统。

目前已经发现，已知的压力换能器监测设置的使用提供不足以使用状况监测技术实现设备(比如如上所描述的阀)的完全分析的信息。

本发明的目的是提供用于远程位置设备的监测系统，其提供增强的信息以及可靠性。该目的通过声或加速度探测设备的使用以导出关于设备状况的信息来完成。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供用于监测水下位置设备的操作的方法，其包括以下步骤：

i)提供传感器，该传感器包括声传感器以及加速计至少其中之一，

ii)在设备附近放置该传感器以实现通过传感器对由设备操作产生的声和/或加速度分量的探测，以及

iii)根据所探测的分量产生电输出信号。

根据本发明的第二方面，提供用于水下位置设备的监测装置，其包括用于监测设备的操作的传感器，该传感器包括声传感器以及加速计的至少一个并且可操作成根据由设备操作产生的声和/或加速度分量来输出电信号。

以该方式，采用声传感器或者加速计，其可被安置在水下主机设施(例如海底井树)上，并且能够连续捕获声/加速度信号以及关联的声/加速度频谱。这些然后可被转播至表面位置，在表面位置该数据能与相关设备的已知声/加速度特性(如，各个阀状态)相比，并且被用以确定设备的操作的状态(如，阀的开启以及关闭)。

该状况(设备的性能以及降级量)能通过使用模式识别技术来测量，以预测状况并且推论故障与性能损失的原因。这通过将特性与各个设备状况的历史数据以及模型结果相比来完成。该信息能被用以确定执行维护的最适宜的时间并且这将进而减少对执行非预期的修理的停机时间。该数据能与关于控制系统操作的信息结合使用以探测并且监测海底设备的状况与性能。

目前的技术实现海底硬件的监测并且在流体流动的情况下例如可被用以确定阀与阻塞门移动、监测在操作轮廓中的改变、探测在流体流动中的气穴以及其他流态、探测流体漏泄以及监测在流体管道中的流动。该技术具有对产生可测量的频谱/加速度的海底设备的一般应用。

设备的几个零件(例如阀与阻塞门)，可参与控制从井的流体流动并且其他装置(比如高集成管道保护阀)可被监测以确保操作安全。这些的每个以可配备有声传感器/加速计，或者备选地单个声传感器/加速计可被用以监测设备的多个项目(如，阀/阻塞门)。

包括以下的优点可从本发明的实现来产生：

-潜在故障的早期识别；

-在正常操作期间换掉恶化的设备的机会；

-计划外操作的减少；

-减少的修理成本与关机时间；

-延长的设备寿命；

-备件的更好控制，从而减少成本；

-损失生产的减少；

-提供对于预防性维护系统的有价值的信息的可能性；

-流体流动状况的最优化的实现。

附图说明

本发明现将参照附图来说明，其中：

图1示意地示出使用声传感器的本发明的实施例；以及

图2示意地示出使用加速计的本发明的第二实施例。

具体实施方式

使用声传感器的本发明的第一实施例示意地在图1中示出。此处被监测的设备是位于烃生产井的海底树上的生产控制阀。