[发明专利]用于控制和监测钻探船中钻探设备的辅助装置的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻探船，更具体地，涉及一种用于控制和监测钻探船中钻探设备的辅助装置的装置和方法。

背景技术

随着快速的工业化和工业发展，石油等资源的使用量逐渐增加，因此稳定的石油生产和供应已成为全球级的重要问题。

因此，由于缺乏经济可行性而忽略的较小边际油田或深海油田的开发现在正在出现。因此，随着海底采矿技术的发展，设置有适于在这种油田中使用的石油钻探设备的海上工厂的开发正在积极地进行。

海上工厂设置有各种类型的钻探相关设备，例如井架系统、绞车、顶驱设备、泥浆泵、水泥泵、立管和钻管，以便执行钻探海底存在的石油或天然气。

绞车执行钻管的升降和壳体的插入等，并且包括滚筒和马达。滚筒由马达提供动力，以卷绕或展开用于控制钻管的升降的钢丝绳。可以调节马达的转速以调节滚筒的转速，从而能够调节钻管的速度。

顶驱设备在钻探操作中为钻探和管道紧固提供动力。

泥浆被插入钻管中，以防止钻头由于在钻探操作期间产生的热而过热，并且通过提供润滑来促进钻探操作。然后，泥浆通过钻头逸出，并通过泥浆泵穿过壳体和立管返回钻探船，所述泥浆泵提供用于输送储存在泥浆池中的钻探操作用泥浆的泵送力。

海上工厂分为停泊在近岸一点以进行钻探操作的固定平台和能在3000米或以上的海洋深度进行钻探操作的浮式海上工厂。

浮式海上工厂设置有多个推进器作为主推进装置或用于计算机辅助动态定位的推进装置。推进器位于船的底部以改变螺旋桨的操作方向，并且用于普通航海或在没有拖轮的情况下靠自己的力量在运河中航行或者进入/离开港口。推进器由与其连接的推进电动机提供动力。

首先，将参考图1描述根据现有技术的电力供给系统。图1是根据现有技术的钻探船的电力供给系统的图。

参考图1，将由发电机110产生的交流电供应到与第一交流(AC)/直流(DC)转换器121、第二AC/DC转换器122和第三AC/DC转换器123连接的AC总线。

第一AC/DC转换器121将从AC总线提供的交流电转换成直流电并将该直流电供应到第一DC总线131，并且DC/AC转换器171将从第一DC总线131提供的直流电转换为交流电并将该交流电供应到第一推进电动机181。

第二AC/DC转换器122将从AC总线供应的交流电转换成直流电并将该直流电供应到第二DC总线132，并且DC/AC转换器172将从第二DC总线132提供的直流电转换为交流电并将该交流电供应到第二推进电动机182。

第三AC/DC转换器123将从AC总线提供的交流电转换成直流电并将该直流电供应到第三DC总线133，并且多个DC/AC转换器141-149连接到第三DC总线133。DC/AC转换器141-149中的每一个将从第三DC总线133提供的直流电转换为交流电并将该交流电供应到多个绞车电动机151、152、153、158、159，多个顶驱电动机154、155，泥浆泵电动机156和水泥泵电动机167中对应的电动机。

接下来，将参考图2描述根据现有技术的用于控制钻探船中钻探设备的辅助装置的装置。图2是根据现有技术的用于控制钻探船中钻探设备的辅助装置的装置的图。

参考图2，根据现有技术的用于控制钻探船中钻探设备的辅助装置的装置包括钻探设备控制器210和电动机控制中心(Motor Control Center，MCC)250。

钻探设备控制器210控制钻探相关设备。钻探相关设备可以包括绞车、顶驱设备、泥浆泵和水泥泵，并且钻探设备控制器210可以是绞车控制器、顶驱控制器、泥浆泵控制器和水泥泵控制器。绞车控制器、顶驱控制器、泥浆泵控制器和水泥泵控制器可以构成钻探控制系统(Drilling Control System，DCS)。

绞车由绞车电动机驱动；顶驱设备由顶驱电动机驱动；泥浆泵由泥浆泵电动机驱动；并且水泥泵由水泥泵电动机驱动。绞车控制器控制绞车电动机；顶驱控制器控制顶驱电动机；泥浆泵控制器控制泥浆泵电动机；并且水泥泵控制器控制水泥泵电动机。

然而，假设绞车电动机、顶驱电动机、泥浆泵电动机和水泥泵电动机被称为主装置230，则可以必须操作与主装置230关联的辅助装置260(例如鼓风机电动机和润滑油泵电动机等)以允许主装置230的操作。因此，钻探设备控制器210向MCC 250发送用于操作辅助装置260的控制信号，以便在操作主装置230之前操作辅助装置260，并且MCC 250在接收到控制信号时操作辅助装置260。