基于陰極保護(hù)系統(tǒng)的用于浸入式海底系統(tǒng)的功率源和電壓倍增的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及海底監(jiān)視系統(tǒng)，和在視覺(jué)上指示浸入式海底連接器的接合狀況的系統(tǒng)和方法，特別地，該海底連接器將來(lái)自用于浸入式海底裝備的陰極保護(hù)系統(tǒng)的電壓用作用于海底位置監(jiān)視系統(tǒng)的的功率源和/或電壓倍增器。
【背景技術(shù)】
[0002]海底連接器可用于為下部EDP區(qū)段連接提供上部區(qū)段緊急斷開(kāi)總成(“EDP”)，為井口連接提供防噴器(“Β0Ρ”)，為BOP組連接提供低位海上立管總成(“LMRP”)，為井口連接提供完井樹(shù)，為海底歧管連接提供TPL/海底臨時(shí)牽索、生產(chǎn)立管組件，為錨固基底和沉箱完井以及人工島提供單點(diǎn)系泊。
[0003]各種類(lèi)型的這些連接器提供優(yōu)異的拉伸載荷下的彎曲性能、已現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)的液壓操作接合、和金屬對(duì)金屬密封。根據(jù)緊急斷開(kāi)總成實(shí)施，通常稱(chēng)為卡爪(dog)的液壓促動(dòng)器通常完全定位在緊急斷開(kāi)總成的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而使得完井接合的視覺(jué)確認(rèn)是大體不可能的。
[0004]用于降低部署水下裝備之后的金屬制品和EDP的表面(它們由于環(huán)繞的海水的電解性質(zhì)而傾向于腐蝕)的腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是使用陰極保護(hù)(“CP”)。CP的廣泛地使用的形式是犧牲陽(yáng)極型陰極保護(hù)，其中，犧牲的金屬表面定位成最接近待保護(hù)的金屬制品。犧牲的金屬材料選擇成其比待保護(hù)的制品具有更大幅值的電化學(xué)勢(shì)。通常使用的犧牲金屬材料包括例如鋅、鎂和鋁的合金。例如當(dāng)定位在海底鄰近受保護(hù)的金屬構(gòu)件和表面時(shí)，犧牲的金屬材料將代替受保護(hù)的制品而被腐蝕。最終，犧牲的材料將被腐蝕到如下程度，即，使得必須替換犧牲的材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，可期望在框架結(jié)構(gòu)的外部位置處提供它們的有效接合的視覺(jué)指示，該視覺(jué)指示足以由遠(yuǎn)程操作車(chē)輛(“R0V”)感知。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到對(duì)如下系統(tǒng)的需要，該系統(tǒng)提供電流以驅(qū)動(dòng)小電壓裝置，諸如例如固態(tài)信號(hào)燈，其連接到海底緊急斷開(kāi)總成、海底采油樹(shù)或者其他類(lèi)似定位的海底裝備的下部部分，其提供卡爪接合的測(cè)量和/或視覺(jué)位置指示。發(fā)明人進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，到主功率系統(tǒng)中的分支(tap)或驅(qū)動(dòng)搜尋系統(tǒng)的額外集束管線(umbilical line)可使緊急斷開(kāi)總成過(guò)度復(fù)雜化或者使其能力退化。
[0006]發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，海底緊急斷開(kāi)總成裝備的陰極保護(hù)系統(tǒng)可用作原電池，以生成用于小電壓/低功率次要裝置的供應(yīng)電壓或電壓倍增。以備選方式陳述，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到保護(hù)電勢(shì)或閉路陽(yáng)極電勢(shì)用作用于包括視覺(jué)接合狀況指示器的小電壓/低功率裝置的功率源。
[0007]考慮上文所述，本發(fā)明的各種實(shí)施例有利地突出了系統(tǒng)和方法的特征，該系統(tǒng)和方法提供電流以驅(qū)動(dòng)連接到海底系統(tǒng)的下部部分的小電壓裝置，其提供海底裝備的一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)海底構(gòu)件的測(cè)量和/或視覺(jué)位置指示，該海底系統(tǒng)諸如例如緊急斷開(kāi)總成、低位海上立管總成、海底采油樹(shù)或其他類(lèi)似定位的海底裝備。各種實(shí)施例構(gòu)造成將海底裝備的陰極保護(hù)系統(tǒng)用作原電池以生成用于小電壓/低功率次要裝置的供應(yīng)電壓或電壓倍增。根據(jù)各種實(shí)施例，保護(hù)電勢(shì)或閉路陽(yáng)極電勢(shì)用作用于小電壓/低功率裝置的功率源。
[0008]本發(fā)明的各種實(shí)施例提供功率源和/或電壓或電流倍增系統(tǒng)，其將來(lái)自用于浸入式海底系統(tǒng)的陰極保護(hù)系統(tǒng)的電壓用作用于海底監(jiān)視系統(tǒng)的功率源和/或電壓倍增器源。功率源和電壓倍增系統(tǒng)的各種實(shí)施例消除了對(duì)提供長(zhǎng)且昂貴的電氣管線來(lái)供應(yīng)小電壓次要裝置的需要。各種實(shí)施例還消除了對(duì)分支到主海底系統(tǒng)電氣供應(yīng)源或ROV中的其需要，或者提供能夠提供這種測(cè)量或視覺(jué)指示的機(jī)械系統(tǒng)解決方案的需要。
[0009]根據(jù)各種實(shí)施例，海底監(jiān)視系統(tǒng)可包括用于視覺(jué)地指示浸入式海底連接器的接合狀況的系統(tǒng)。更特別地，用于提供海底連接器接合的視覺(jué)指示的系統(tǒng)的實(shí)施例的示例可包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)量裝置(例如，壓電裝置)和視覺(jué)接合狀況指示器組件，測(cè)量裝置定位成提供至少一個(gè)電壓閾值水平，該電壓閾值水平指示用于浸入式海底連接器的鎖定或其他連接機(jī)構(gòu)的接合(例如，應(yīng)變或位置)。該組件可包括:發(fā)光視覺(jué)接合狀況指示器，其例如定位在環(huán)繞的框架部件的外側(cè)部分上，以提供與由壓電裝置提供的連接機(jī)構(gòu)的接合狀況對(duì)應(yīng)的視覺(jué)指示；和功率源組件，其構(gòu)造成與鄰近的陰極保護(hù)系統(tǒng)的部分對(duì)接，以對(duì)視覺(jué)接合狀況指示器提供供應(yīng)功率或電壓倍增。在示例實(shí)施例中，為壓電裝置的形式的測(cè)量裝置測(cè)量應(yīng)變，該應(yīng)變是因可操作地聯(lián)接到一個(gè)或更多個(gè)液壓缸的連接環(huán)與一個(gè)或更多個(gè)鎖定部件(例如，卡爪)的接合導(dǎo)致的，該一個(gè)或更多個(gè)液壓缸連接到緊急斷開(kāi)總成的上部連接器本體組件，該一個(gè)或更多個(gè)鎖定部件構(gòu)造成接合一個(gè)或多個(gè)接合凹部，該一個(gè)或多個(gè)接合凹部延伸到用于緊急斷開(kāi)總成的下部部分的海底連接器的外表面中。應(yīng)變的閾值水平可用作參考以指示該一個(gè)或更多個(gè)鎖定部件與海底連接器的該一個(gè)或多個(gè)接合凹部的接合。
[0010]根據(jù)實(shí)施例，功率源組件包括開(kāi)關(guān)電路(例如，包括邏輯“與，，)，其構(gòu)造成當(dāng)壓電裝置提供具有超過(guò)閾值電壓水平的幅值的信號(hào)電壓時(shí)完成在限定陽(yáng)極的陰極保護(hù)系統(tǒng)的第一元件與視覺(jué)接合狀況指示器之間的電路。第一導(dǎo)體從壓電裝置延伸且連接到開(kāi)關(guān)電路的第一終端，并且第二導(dǎo)體從陰極保護(hù)系統(tǒng)的第一元件(陽(yáng)極)延伸。視覺(jué)接合狀況指示器電氣地聯(lián)接到陰極保護(hù)系統(tǒng)的限定陰極的第二元件，以取決于所利用的訪問(wèn)電氣裝置的類(lèi)型及其位置，當(dāng)壓電裝置遭遇閾值水平的應(yīng)變或其他移動(dòng)時(shí)發(fā)射足夠的光照水平以通過(guò)遠(yuǎn)程操作車(chē)輛視覺(jué)地檢測(cè)。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例還包括視覺(jué)地指示浸入式海底連接器或其他構(gòu)件的接合狀況的方法。方法的示例可包括以下步驟:定位測(cè)量裝置，以提供指示用于浸入式海底連接器的鎖定機(jī)構(gòu)的有效接合的信號(hào)；定位視覺(jué)接合狀況指示器，以提供與由測(cè)量裝置提供的鎖定機(jī)構(gòu)的接合狀況對(duì)應(yīng)的視覺(jué)指示；和使功率源組件的構(gòu)件與陰極保護(hù)系統(tǒng)的鄰近視覺(jué)接合狀況指示器的部分對(duì)接，以對(duì)視覺(jué)接合狀況指示器提供供應(yīng)功率或電壓倍增。定位視覺(jué)接合狀況指示器的步驟可包括將視覺(jué)接合狀況指示器電氣地聯(lián)接到陰極保護(hù)系統(tǒng)的限定陰極的元件，以當(dāng)測(cè)量裝置遭遇閾值水平的應(yīng)變或其他移動(dòng)時(shí)發(fā)射足夠的光照水平以通過(guò)遠(yuǎn)程操作車(chē)輛(“R0V”)視覺(jué)地檢測(cè)。步驟還可包括測(cè)量因鎖定部件的接合表面與對(duì)應(yīng)的鎖定凹部的接合而導(dǎo)致的應(yīng)變，該對(duì)應(yīng)的鎖定凹部延伸到用于緊急斷開(kāi)總成的下部部分的海底連接器的外表面中。閾值水平的應(yīng)變指示鎖定部件的接合表面與海底連接器的鎖定凹部部分的接合，該接合是由于鎖定部件的通過(guò)可操作地聯(lián)接到一個(gè)或更多個(gè)液壓缸的連接環(huán)的接合導(dǎo)致的，該一個(gè)或更多個(gè)液壓缸連接到緊急斷開(kāi)總成的上部連接器本體組件。當(dāng)其遇到閾值水平的應(yīng)變時(shí)，視覺(jué)接合狀況指示器可“點(diǎn)亮”以提供構(gòu)件接合的ROV可見(jiàn)的視覺(jué)指
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【附圖說(shuō)明】
[0012]為了可更詳細(xì)地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)和將變得顯而易見(jiàn)的其他方式，在上文中概述的本發(fā)明的更多具體描述可通過(guò)參考其實(shí)施例來(lái)獲得，這些實(shí)施例在附圖中示出，附圖形成了該說(shuō)明書(shū)的一部分。然而，應(yīng)注意到，附圖僅圖示了本發(fā)明的各種實(shí)施例，且因此不認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)槠湟部砂ㄆ渌行У膶?shí)施例。
[0013]圖1是由陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)的緊急斷開(kāi)總成的透視圖。
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于視覺(jué)地指示施加到圖1的緊急斷開(kāi)總成的浸入式海底連接器的接合狀況的系統(tǒng)的大體系統(tǒng)構(gòu)造的透視圖。
[0015]圖3是由陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)的緊急斷開(kāi)總成的框架的一部分的透視圖，其示出陰極保護(hù)系統(tǒng)的操作。
[0016]圖4是通過(guò)圖3的陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)的緊急斷開(kāi)總成的框架的一部分的透視圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于利用陰極保護(hù)系統(tǒng)的小型電子裝置驅(qū)動(dòng)。
[0017]圖5是示出陰極保護(hù)系統(tǒng)的功能操作的示意圖。
[0018]圖6-9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)造成與圖3的陰極保護(hù)系統(tǒng)對(duì)接的具有不同功率源組件布置的各種電路的示意簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在將參考附圖在下文中更全面地描述本發(fā)明，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式具體化，且不應(yīng)理解為限于本文中陳述的所示實(shí)施例。而是，這些實(shí)施例提供成以便本公開(kāi)將是徹底的且完全的，且將本發(fā)