海洋立管管理系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)方法
【專利摘要】根據(jù)本技術(shù)的一方面，公開了一種方法。該方法包括接收來自與海洋立管的第一立管接頭(130、132、134)機(jī)械耦合的第一傳感器組(218、220、222)的傳感器數(shù)據(jù)。該方法還包括分析傳感器數(shù)據(jù)以確定第一立管接頭的情況，并確定該情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。該方法還包括響應(yīng)于確定情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)而將包括該情況的通知發(fā)送到與海洋立管通信耦合的船上監(jiān)測器。
【專利說明】
海洋立管管理系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)方法
【背景技術(shù)】
[0001]本文所公開的主題一般涉及海洋立管(marineriser)管理系統(tǒng)。更具體地，本主題涉及用于分析來自耦合于海洋立管的傳感器的傳感器數(shù)據(jù)并且給予該分析將該傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱媳O(jiān)測器的一種系統(tǒng)和方法。
[0002]海洋立管是用于處海洋表面上的船進(jìn)行碳?xì)浠衔锏暮Ｉ香@探和生產(chǎn)操作。海洋立管是垂直結(jié)構(gòu)，其在長度延伸數(shù)英里，從而連接船和海底的井口。海洋立管需要在滿足安全性和管制要求時在富有挑戰(zhàn)的環(huán)境中成功地部署到海洋中并在其使用期限(例如20年)內(nèi)保持。
[0003]現(xiàn)有的立管管理系統(tǒng)包括耦合到海洋立管的傳感器。這類系統(tǒng)具有因限制通過部署在船上的監(jiān)測器的數(shù)據(jù)檢索所引起的許多問題。例如，監(jiān)測器從耦合到傳感器的記錄器接收傳感器數(shù)據(jù)。這類系統(tǒng)是不利的，因?yàn)橛涗浧靼ù罅坎灰捉忉尩膫鞲衅鲾?shù)據(jù)。而且，來自記錄器的傳感器數(shù)據(jù)的檢索通常發(fā)生后處理，即，在鉆探或生產(chǎn)操作完成后。另一個示例中，監(jiān)測器經(jīng)由耦合到傳感器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(例如聲音數(shù)據(jù)傳輸)接收傳感器數(shù)據(jù)。這類系統(tǒng)是不利的，因?yàn)橛杀O(jiān)測器接收到的傳感器數(shù)據(jù)是半實(shí)時的(例如，每天一次，每12小時一次等)，由于低傳輸率和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的功率約束。
[0004]因此，存在對增強(qiáng)海洋立管管理系統(tǒng)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本技術(shù)的一方面，一種方法包括接收來自機(jī)械耦合到海洋立管的第一立管接頭的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)。該方法還包括分析傳感器數(shù)據(jù)以確定第一立管接頭的情況，并確定該情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。該方法還包括響應(yīng)于該情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)送包括該情況的通知到通信耦合到海洋立管船上監(jiān)測器。
[0006]本發(fā)明的本系統(tǒng)的一方面，系統(tǒng)包括通信模塊，配置成接收來自與第一立管接頭機(jī)械耦合的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括分析模塊，配置成分析傳感器數(shù)據(jù)，以確定第一立管接頭的情況。該系統(tǒng)還包括決策模塊。配置成確定該情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)還包括通知模塊，配置成響應(yīng)于確定該情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)送包括該情況的通知到通信耦合到海洋立管的船上檢測器。
[0007]根據(jù)本技術(shù)的一方面，公開編碼指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該指令當(dāng)通過處理器運(yùn)行時，使處理器接收來自機(jī)械耦合到海洋立管的第一立管接頭的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)。該指令還使處理器分析傳感器數(shù)據(jù)以確定第一立管接頭的情況并確定該情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。該指令還使處理器響應(yīng)于確定該情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)送包括該情況的通知到通信耦合到海洋立管的船上監(jiān)測器。
【附圖說明】
[0008]在參照附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時，本公開的這些和其他特征，方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在附圖中，其中相似的符號通篇代表相似部分，其中:
[0009]圖1是根據(jù)一個實(shí)施例圖示海洋立管管理系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是根據(jù)一個實(shí)施例圖示耦合到立管接頭的數(shù)據(jù)傳輸裝置的框圖；
[00??]圖3是根據(jù)一個實(shí)施例的海洋立管的振動模式形狀(vibrat1nal mode shape)的圖形表示；以及
[0012]圖4根據(jù)一個實(shí)施例用于傳輸立管接頭的傳感器數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在下面的說明書和權(quán)利要求書中，將參考許多術(shù)語，這些術(shù)語應(yīng)被定義以具有下面的含意。
[0014]單數(shù)形式“一”、“一個”、和“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另有明確指示。
[0015]如本文所使用的，術(shù)語“非暫時計(jì)算機(jī)可讀媒體”意圖代表以信息的短期和長期儲存的任何方法或技術(shù)的任何有形的基于計(jì)算機(jī)裝置，信息例如計(jì)算機(jī)可讀指令，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，程序模塊和子模塊，或任何裝置中的其它數(shù)據(jù)。因此，本文描述的方法可編碼為體現(xiàn)在有形的非暫時計(jì)算機(jī)可讀媒介的可運(yùn)行指令，該媒介包括但不限于，存儲裝置和/或存儲器裝置。這類指令，當(dāng)由處理器運(yùn)行時，使得所述處理器執(zhí)行本文所描述的方法至少一部分。此外，如本文所使用的，術(shù)語“非暫時計(jì)算機(jī)可讀媒體”包括所有有形的計(jì)算機(jī)可讀媒體，包括但不限于，非暫時計(jì)算機(jī)存儲裝置，包括但不限于，易失性和非易失性媒體以及可移動和不可移動的媒體，例如固件、物理和虛擬存儲裝置、CD-ROM，DVD和任何其他數(shù)字源例如網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)，以及尚待開發(fā)的數(shù)字部件，其中唯一的例外是暫時傳播的信號。
[0016]如本文所使用的，術(shù)語“軟件”和“固件”是可互換，并且可以包括存儲在存儲器中用于由包括但不限于移動裝置、集群、個人計(jì)算機(jī)、工作站、客戶端和服務(wù)器的裝置運(yùn)行的任何計(jì)算機(jī)程序。
[0017]如本文所使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”和相關(guān)術(shù)語，例如，“計(jì)算裝置”，不限于集成電路，其在本領(lǐng)域稱作計(jì)算機(jī)，但寬泛地指的是至少一個微控制器，微計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器(PLC)，專用集成電路和其它可編程電路，并且這些術(shù)語在本文中可互換使用。
[0018]如本文所使用的近似語言在說明書和權(quán)利要求書通篇中可應(yīng)用于修改任何數(shù)量表示，該任何數(shù)量表示能夠準(zhǔn)許變化而沒有導(dǎo)致與它相關(guān)的基本功能的改變。因此，通過諸如“大約”、“近似”和“基本上”的一個術(shù)語或多個術(shù)語所修改的值不是要局限于所指定的精確值。在至少一些實(shí)例中，近似語言可對應(yīng)于用于測量該值的儀器的精確度。在這里并且在說明書和權(quán)利要求書通篇中，范圍限制可被組合和/或互換，這類范圍被識別，并且包含在其中所包含的所有子范圍，除非上下文或語言另有指示。
[0019]本文描述一種傳輸海洋立管傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。圖1圖示根據(jù)一個實(shí)施例的立管管理系統(tǒng)100的框圖。在圖示實(shí)施例中，立管管理系統(tǒng)100包括船110，海洋立管120，和井口 140。船110可以是任何類型的浮在海洋表面上的船或平臺，配置成執(zhí)行碳?xì)浠衔锏暮Ｉ香@探和生產(chǎn)操作。在圖示實(shí)施例中，船110還包括船上監(jiān)測器115，配置成經(jīng)由收發(fā)器(未示出)接收海洋立管120的傳感器數(shù)據(jù)和/或情況。船上監(jiān)測器115可包括處理器，存儲器，和顯示裝置，以進(jìn)一步處理和顯示該情況和/或傳感器數(shù)據(jù)到例如鉆探承包商、立管管理系統(tǒng)100的管理人員等。在一個實(shí)施例中，該船上監(jiān)測器115可進(jìn)一步配置成發(fā)送該情況和/或傳感器數(shù)據(jù)到岸上監(jiān)測器(未示出)，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析，例如，石油泄漏情形，立管更換要求等。在下文該傳感器數(shù)據(jù)和該情況將參照圖2更詳細(xì)地描述。
[0020]海洋立管120可以是垂直結(jié)構(gòu)，其充作海洋表面上在船110和井口140之間的密封通道。在一個實(shí)施例中，該海洋立管120可以是鉆探立管，其用于例如在鉆探操作期間栗入潤滑劑，提取鉆探泥漿和鉆探巖肩等。在另一個實(shí)施例中，該海洋立管120可以是生產(chǎn)立管，其用于例如從洋底提取碳?xì)浠衔铩Ｔ趫D示的實(shí)施例中，該海洋立管120包括多個立管接頭130、132和134，其彼此例如通過螺栓法蘭連接。每個立管接頭130、132和134機(jī)械耦合到多個傳感器(分別是218、220和222)和一個數(shù)據(jù)傳輸裝置(分別是228、230和232)用于發(fā)送立管接頭130、132和134的情況和/或傳感器數(shù)據(jù)到船上監(jiān)測器115。
[0021]圖2圖示根據(jù)圖1中的實(shí)施例的機(jī)械耦合到立管接頭132的多個傳感器220和數(shù)據(jù)傳輸裝置230。數(shù)據(jù)傳輸裝置230和多個傳感器220經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)290彼此通信耦合。網(wǎng)絡(luò)290可以是有線或者是無線的通信類型，和可以具有任意數(shù)量的配置，例如配置星形配置，令牌環(huán)配置，或其他已知的配置。此外，網(wǎng)絡(luò)290可以包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)(例如因特網(wǎng))，和/或多個裝置跨其可通信的任何其他互連的數(shù)據(jù)路徑。在一個實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)290可以是點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)290還可以耦合或包括用于以各種不同的通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)的部分。在另一個實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)290包括藍(lán)牙通信網(wǎng)絡(luò)或蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)用于傳輸和接收數(shù)據(jù)，比如經(jīng)由短消息服務(wù)(SMS)、多媒體消息服務(wù)(麗S)、超文本傳遞協(xié)議(HTTP)、直接的數(shù)據(jù)連接、WAP、郵件等。當(dāng)只有一個網(wǎng)絡(luò)290示為耦合到多個傳感器220和數(shù)據(jù)傳輸裝置230時，多個網(wǎng)絡(luò)290可以耦合到實(shí)體。
[0022]多個傳感器220可以包括任何類型的傳感器，其配置成測量立管接頭132的一個或多個物理參數(shù)。在一個實(shí)施例中，多個傳感器220包括一個或多個應(yīng)變計(jì)，其配置成測量立管接頭132的應(yīng)變。在另一個實(shí)施例中，多個傳感器220包括加速計(jì)/運(yùn)動傳感器，其配置成測量立管接頭132的例如位移、速度、加速度等。在又一個實(shí)施例中，多個傳感器220包括曲率傳感器/傾角計(jì)，其配置成測量立管接頭132的滾動(roll)和俯仰角。多個傳感器220進(jìn)一步配置成經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)290發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)(S卩，應(yīng)變數(shù)據(jù)，位移，俯仰角等)到數(shù)據(jù)傳輸裝置230。多個傳感器220經(jīng)由信號線225耦合到網(wǎng)絡(luò)290。盡管在圖示的實(shí)施例中，多個傳感器220被顯示，在其他實(shí)施例中，單個傳感器可以耦合到立管接頭132。
[0023]數(shù)據(jù)傳輸裝置230可以是任何裝置，其配置成分析從多個傳感器220接收的數(shù)據(jù)并將立管接頭132的情況和/或傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱媳O(jiān)測器115。數(shù)據(jù)傳輸裝置230包括決策應(yīng)用(decis1ning applicat1n)240、處理器250、存儲器260和收發(fā)器270。決策應(yīng)用240包括通信模塊242、分析模塊244、決策模塊246和通知模塊248。決策應(yīng)用240的多個模塊、處理器250、存儲器260和收發(fā)器270可以被耦合到總線(未示出)用于相互之間的通信。數(shù)據(jù)傳輸裝置230經(jīng)由信號線235耦合到網(wǎng)絡(luò)290。盡管在圖示的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸裝置230被示出，在其他實(shí)施例中，多個數(shù)據(jù)傳輸裝置可以被耦合到立管接頭132。
[0024]處理器250可包括至少一個算術(shù)邏輯單元，微處理器，通用控制器或其它處理器陣列以執(zhí)行計(jì)算，和/或檢索儲存在存儲器260上的數(shù)據(jù)。在另一個實(shí)施例中，處理器250是多核處理器。處理器250處理數(shù)據(jù)信號和可以包括各種計(jì)算架構(gòu)，包括復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(CISC)架構(gòu)，精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)結(jié)構(gòu)，或者實(shí)現(xiàn)指令集組合的結(jié)構(gòu)。處理器250的處理能力在一個實(shí)施例中可被限于支持?jǐn)?shù)據(jù)的檢索和數(shù)據(jù)的傳輸。處理器250的處理能力在另一個實(shí)施例中還可以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)，包括各種類型的特征提取、調(diào)制、編碼、復(fù)用等。在其他實(shí)施例中，設(shè)想其他類型的處理器、操作系統(tǒng)和物理配置。
[0025]存儲器260可以是非暫時存儲媒介。例如，存儲器260可以是動態(tài)隨機(jī)存取存儲(DRAM)裝置，靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(SRAM)裝置，閃速存儲器或其它存儲器裝置。在一個實(shí)施例中，存儲器260還包括非易失性存儲器或類似的永久存儲裝置以及媒體例如硬盤驅(qū)動器，軟盤驅(qū)動器，壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)裝置，數(shù)字通用盤只讀存儲器(DVD-ROM)裝置，數(shù)字通用盤隨機(jī)存取存儲器(DVD-RAM)裝置，數(shù)字通用盤可重寫(DVD-RW)裝置，閃速存儲器裝置，或其他非易失性存儲裝置。
[0026]存儲器260存儲決策應(yīng)用240執(zhí)行關(guān)聯(lián)的功能所所要求的數(shù)據(jù)。在一個實(shí)施例中，存儲器260儲存決策應(yīng)用240的模塊(例如，通信模塊242，決策模塊246等)。在另一個實(shí)施例中，存儲器260存儲由例如鉆探操作、數(shù)據(jù)傳輸裝置230或者立管管理系統(tǒng)100的管理人員所限定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)(例如，應(yīng)力閾值，標(biāo)準(zhǔn)模式形狀，疲勞閾值)。在下文傳輸標(biāo)準(zhǔn)參照決策應(yīng)用240被更詳細(xì)地描述。
[0027]收發(fā)器270是配置成接收任何來自多個傳感器220的傳感器數(shù)據(jù)和發(fā)送立管接頭132的情況和/或傳感器數(shù)據(jù)到船上的監(jiān)測器115的任何裝置。收發(fā)器270可以包括任何類型的數(shù)據(jù)通信，比如，聲通信、光通信、電磁通信，硬連線通信等。
[0028]通信模塊242包括代碼和例程，配置成處理多個傳感器220和決策應(yīng)用240的其他模塊之間的通信。在一個實(shí)施例中，通信模塊242包括由處理器250可運(yùn)行的一組指令，以便提供用于處理多個傳感器220和決策應(yīng)用240的其他模塊之間的通信的功能性。在另一個實(shí)施例中，通信模塊242儲存在存儲器260中，并且通過處理器250可訪問且可運(yùn)行。在任一實(shí)施例中，通信模塊242適用于與處理器250和決策應(yīng)用240的其他模塊的通信和協(xié)作。
[0029]在一個實(shí)施例中，通信模塊242經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)290接收來自多個傳感器220的傳感器數(shù)據(jù)。例如，通信模塊242以至少10赫茲的數(shù)據(jù)取樣率實(shí)時接收傳感器數(shù)據(jù)。在另一個實(shí)施例中，通信模塊242響應(yīng)于發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的請求到多個傳感器220而接收傳感器數(shù)據(jù)。接收來自多個傳感器220的傳感器數(shù)據(jù)包括，例如，立管接頭132的應(yīng)變數(shù)據(jù)、位移、速度、加速度、滾動角和俯仰角。在另一個實(shí)施例中，通信模塊242還接收與海洋立管120的一個或多個相鄰立管接頭130和134關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)。在這種實(shí)施例中，通信模塊242將接收的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到分析模塊244。通信模塊242還可以在將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到分析模塊244之前，執(zhí)行模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，噪聲濾波等等。在另一個實(shí)施例中，通信模塊242接收通知，包括例如來自通知模塊248的立管接頭132的情況。在這種實(shí)施例中，通信模塊242經(jīng)由收發(fā)器270將該通知發(fā)送到船上監(jiān)測器。
[0030]分析模塊244包括代碼和例程，配置成基于接收到的傳感器數(shù)據(jù)確定立管接頭132的情況。在一個實(shí)施例中，分析模塊244包括一組由處理器250可運(yùn)行的指令，以提供用于確定立管接頭132情況的功能性。在另一個實(shí)施例中，分析模塊244儲存在存儲器260中，并且通過處理器250可訪問且可運(yùn)行。在任一實(shí)施例中，分析模塊244適用于與處理器250和決策應(yīng)用240的其他模塊的通信和協(xié)作。
[0031]分析模塊244分析從通信模塊242所接收的傳感器數(shù)據(jù)以確定立管接頭132的情況。在一個實(shí)施例中，在確定立管接頭132情況之前，分析模塊244還配置成從接收到的傳感器數(shù)據(jù)移除噪聲。在一個實(shí)施例中，分析模塊244分析傳感器數(shù)據(jù)以確定作為立管接頭132的情況的應(yīng)力水平。例如，分析模塊244基于從通信模塊242接收到的應(yīng)變數(shù)據(jù)，計(jì)算立管接頭132的應(yīng)力水平。在另一個實(shí)施例中，分析模塊244基于立管接頭132的應(yīng)變數(shù)據(jù)，曲率(即，滾動和俯仰角)，計(jì)算立管接頭132的應(yīng)力水平。在另外實(shí)施例中，分析模塊244基于應(yīng)力放大因子，計(jì)算立管接頭132的應(yīng)力水平。分析模塊244從存儲器260中檢索應(yīng)力放大因子。應(yīng)力放大因子取決于立管接頭132在海洋中的深度/位置，并被例如數(shù)據(jù)傳輸裝置230的管理人員限定。
[0032]在另一個實(shí)施例中，分析模塊244分析傳感器數(shù)據(jù)以確定作為立管接頭132的情況的振動特性。分析模塊244基于立管接頭132的位移、速度、加速度和應(yīng)變數(shù)據(jù)中的至少一個來確定振動特性。立管接頭132的振動特性包括，例如振動頻率，振動模式形狀等。例如，分析模塊244基于應(yīng)變數(shù)據(jù)，使用有限元分析，確定立管接頭132的振動頻率和振動模式形狀。
[0033]現(xiàn)在參照圖3，根據(jù)一個實(shí)施例所圖示的海洋立管的振動模式形狀的圖形表示300。在圖示的實(shí)施例中，圖形300包括代表海洋立管在鉆探操作期間五種不同振動模式形狀的曲線(例如，模式-1 310、模式-2 320、模式-3 330、模式-4 340，和模式-5 350)。
[0034]返回參照圖2，在另一個實(shí)施例中，分析模塊244分析傳感器數(shù)據(jù)以確定作為立管接頭132的情況的疲勞水平。分析模塊244基于立管接頭132的應(yīng)變數(shù)據(jù)，應(yīng)力水平，和振動特性中的至少一個，計(jì)算立管接頭132的疲勞水平。在又一個實(shí)施例中，分析模塊244接收來自耦合到一個或多個相鄰立管接頭130、134的多個傳感器218、222的附加傳感器數(shù)據(jù)。在這種實(shí)施例中，分析模塊244分析從多個傳感器220接收的傳感器數(shù)據(jù)和附加傳感器數(shù)據(jù)以確定立管接頭132的情況。例如，分析模塊244基于接收來自多個傳感器220的應(yīng)變數(shù)據(jù)和接收來自耦合到立管接頭130、134的多個傳感器218、222的應(yīng)變數(shù)據(jù)，計(jì)算立管接頭132的應(yīng)變水平。在上面所描述的實(shí)施例中，分析模塊244還配置成將情況和確定情況的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到?jīng)Q策模塊246。
[0035]決策模塊246包括代碼和例程，配置成確定立管接頭132的情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。在一個實(shí)施例中，決策模塊246包括一組由處理器250可運(yùn)行的指令，以提供用于確定立管接頭132的情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)的功能性。在另一個實(shí)施例中，決策模塊246儲存在存儲器260中并且通過處理器250可訪問且可運(yùn)行。在任一實(shí)施例中，決策模塊246適用于與處理器250和決策應(yīng)用240的其他模塊的通信和協(xié)作。
[0036]決策模塊246接收立管接頭132的情況并確定接收到的情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。決策模塊246從存儲器260中檢索傳輸標(biāo)準(zhǔn)。傳輸標(biāo)準(zhǔn)由例如鉆探承包商、數(shù)據(jù)傳輸裝置230的管理人員等定義。如果決策模塊246確定該情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)，則決策模塊246發(fā)送消息到通知模塊248用于將通知發(fā)送到船上監(jiān)測器115。該消息包括情況和由分析模塊244用來確定該情況的傳感器數(shù)據(jù)。
[0037]在一個實(shí)施例中，決策模塊246接收立管接頭132的應(yīng)力水平并確定所接收的應(yīng)力水平是否超過應(yīng)力閾值(即，傳輸標(biāo)準(zhǔn))。例如，決策模塊246接收作為70%的立管接頭132的應(yīng)力水平。在這種實(shí)施例中，決策模塊246確定所接收的應(yīng)力水平超過65%的應(yīng)力閾值并且向通知模塊248發(fā)送消息。
[0038]在另一個實(shí)施例中，決策模塊246接收立管接頭132的振動特性并確定該振動特性是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。例如，決策模塊246接收作為7赫茲的振動頻率。在這種實(shí)施例中，決策模塊246確定所接收的振動頻率在頻率閾值范圍5赫茲-10赫茲之內(nèi)，并向通知模塊248發(fā)送消息。在另一個實(shí)施例中，決策模塊246接收作為模式-4 340的立管接頭132的振動模式形狀(見圖3)。在這種實(shí)施例中，決策模塊246不會向通知模塊248發(fā)送消息，因?yàn)樗邮盏恼駝幽Ｊ叫螤畈慌c模式-2 320(見圖3)(即標(biāo)準(zhǔn)模式形狀)匹配。
[0039]在又一個實(shí)施例中，決策模塊246接收立管接頭132的疲勞水平并確定所接收的疲勞水平是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)。例如，決策模塊246接收作為80%的立管接頭132的疲勞水平。在這種實(shí)施例中，決策模塊246確定所接收的疲勞水平超過50%的疲勞閾值并且向通知模塊248發(fā)送消息。
[0040]通知模塊248包括代碼和例程，配置成發(fā)送通知到船上監(jiān)測器115。在一個實(shí)施例中，通知模塊248包括一組由處理器250可運(yùn)行的指令，以提供用于發(fā)送通知到船上監(jiān)測器115的功能性。在另一個實(shí)施例中，通知模塊248儲存在存儲器260并且通過處理器250可訪問且可運(yùn)行。在任一實(shí)施例中，通知模塊248適用于與處理器250和決策應(yīng)用240的其他模塊的通信和協(xié)作。
[0041 ]通知模塊248接收來自決策模塊246的消息并經(jīng)由收發(fā)器270將通知發(fā)送到船上監(jiān)測器115。在一個實(shí)施例中，通知包括立管接頭132的滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)的情況(例如，應(yīng)力水平，振動模式形狀等)。在另一個實(shí)施例中，通知包括傳感器數(shù)據(jù)的情況和由分析模塊244用來確定該情況的傳感器數(shù)據(jù)。在又一個實(shí)施例中，通知包括基于立管接頭132的情況的指令。例如，如果決策模塊246確定立管接頭132的應(yīng)力水平超過應(yīng)力閾值(例如，傳輸標(biāo)準(zhǔn))，則通知模塊248發(fā)送包括立管接頭132的應(yīng)力水平的、傳感器數(shù)據(jù)和指令的通知到船上監(jiān)測器115。在這種實(shí)施例中，該指令指示船上監(jiān)測器115調(diào)節(jié)海洋立管120的張力。
[0042]在又一個實(shí)施例中，通知模塊248生成數(shù)據(jù)用于提供包括立管接頭132情況的用戶界面到例如鉆探承包商。在這種實(shí)施例中，通知模塊248發(fā)送通知到包含在船上監(jiān)測器115中的顯示裝置。顯示裝置呈現(xiàn)數(shù)據(jù)并且圖形顯示可操作的信息到用戶界面。
[0043]圖4圖示根據(jù)一個實(shí)施例用于傳輸立管接頭的傳感器數(shù)據(jù)的方法的流程圖400。通信模塊接收來自耦合到海洋立管的第一立管接頭的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)402。例如，通信模塊從多個傳感器以至少10赫茲的數(shù)據(jù)取樣率實(shí)時接收立管接頭132的應(yīng)變數(shù)據(jù)和位移(見圖1)。通信模塊還接收來自耦合到海洋立管的第二立管接頭第二傳感器組的附加數(shù)據(jù)404。例如，通信模塊實(shí)時接收立管接頭134的應(yīng)變數(shù)據(jù)和位移(見圖1)。
[0044]分析模塊分析傳感器數(shù)據(jù)和附加的數(shù)據(jù)中的至少一個以確定立管接頭的情況406。在上面實(shí)施例中，分析模塊基于所接收的傳感器數(shù)據(jù)和附加數(shù)據(jù)實(shí)時計(jì)算立管接頭132的應(yīng)力水平和振動模式形狀(見圖1)。決策模塊確定立管接頭的情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)408。在上面實(shí)施例中，決策模塊確定立管接頭132的所計(jì)算的應(yīng)力水平(見圖1)是否超過閾值應(yīng)力值。決策模塊還確定立管接頭的所計(jì)算的振動模式形狀是否與標(biāo)準(zhǔn)形狀相匹配。響應(yīng)于確定情況滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)，通知模塊發(fā)送包括情況的通知到通信耦合到海洋立管的船上監(jiān)測器410。在上面實(shí)施例中，通知模塊發(fā)送通知到船上監(jiān)測器，因?yàn)闆Q策模塊確定立管接頭132的所計(jì)算的振動模式形狀(見圖1)匹配模式-2 320(見圖3)，即標(biāo)準(zhǔn)模式形狀。
[0045]上面所描述的立管管理系統(tǒng)與常規(guī)的立管管理系統(tǒng)相比是有利的，因?yàn)閭鞲衅鲾?shù)據(jù)實(shí)時分析用于確定海洋立管的每個立管接頭的情況。另外，代替發(fā)送大量的非解釋傳感器數(shù)據(jù)到船上監(jiān)測器，由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的高功率消耗和低數(shù)據(jù)傳輸率，傳輸滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)的情況和用來確定該情況的傳感器數(shù)據(jù)是有利的。
[0046]要理解，不一定所有上述這類目的或優(yōu)點(diǎn)可以根據(jù)任何特定實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)。因而，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本文描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以以在不一定實(shí)現(xiàn)如可在本文中教導(dǎo)或建議的其它目的或優(yōu)點(diǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文教導(dǎo)的一個優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)組的方式來體現(xiàn)或執(zhí)行。
[0047]雖然主題只結(jié)合有限的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)容易地理解，本發(fā)明并不限于這類公開的實(shí)施例。而是，主題能夠被修改以合并至今未描述的變化、變更只替代或等效布置的任何數(shù)量你，但是其與本發(fā)明的精神和范圍相稱。另外，雖然已經(jīng)描述了本主題的各種實(shí)施例，但要理解，本發(fā)明的方面可僅包括一些所述實(shí)施例。因此，本發(fā)明不要被視為由上述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求書的范圍限制。要求保護(hù)的如新的并且預(yù)期受到美國專利證書保護(hù)的是如權(quán)利要求所述的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法包括， 接收來自與海洋立管的第一立管接頭機(jī)械耦合的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)； 分析所述傳感器數(shù)據(jù)以確定所述第一立管接頭的情況； 確定所述情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)；以及 響應(yīng)于確定所述情況滿足所述傳輸標(biāo)準(zhǔn)而將包含所述情況的通知發(fā)送到與所述海洋立管通信耦合的船上監(jiān)測器。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳感器數(shù)據(jù)包含應(yīng)變數(shù)據(jù)、位移、速度、加速度、滾動角和俯仰角中的至少一個。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述情況還包括基于所述應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算所述第一立管接頭的應(yīng)力水平。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述情況還包括基于所述應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算所述第一立管接頭的振動特性，其中所述振動特性包含振動頻率和振動模式形狀中的至少一個。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中確定所述情況還包括基于所述振動特性和所述應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算所述第一立管接頭的疲勞水平。6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括接收來自與所述海洋立管的第二立管接頭耦合的第二傳感器組的附加數(shù)據(jù)，并基于所述附加數(shù)據(jù)確定所述情況。7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以至少10赫茲的數(shù)據(jù)取樣率實(shí)時接收來自所述第一傳感器組的所述傳感器數(shù)據(jù)，并實(shí)時確定所述第一立管接頭的所述情況。8.一種系統(tǒng)包括: 至少一個處理器，機(jī)械耦合到海洋立管的第一立管接頭； 通信模塊，存儲在存儲器中并可通過所述至少一個處理器運(yùn)行，所述通信模塊配置成接收來自與所述第一立管接頭機(jī)械耦合的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)； 分析模塊，存儲在所述存儲器中并可通過所述至少一個處理器運(yùn)行，所述分析模塊與所述通信模塊通信耦合并配置成分析所述傳感器數(shù)據(jù)，以確定所述第一立管接頭的情況； 決策模塊，存儲在所述存儲器中并可通過所述至少一個處理器運(yùn)行，所述決策模塊與所述分析模塊通信耦合并配置成確定所述情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)；以及 通知模塊，存儲在所述存儲器中并可通過所述至少一個處理器運(yùn)行，所述通知模塊與所述決策模塊通信耦合并配置成響應(yīng)于確定所述情況滿足所述傳輸標(biāo)準(zhǔn)而將包含所述情況的通知發(fā)送到與所述海洋立管通信耦合的船上監(jiān)測器。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一傳感器組包含應(yīng)變計(jì)、運(yùn)動傳感器、加速計(jì)、曲率傳感器和傾角計(jì)中的至少一個。10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述分析模塊還接收來自所述第一傳感器組的應(yīng)變數(shù)據(jù)并基于所述應(yīng)變數(shù)據(jù)計(jì)算所述第一立管接頭的應(yīng)力水平。11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述分析模塊還基于所述應(yīng)變數(shù)據(jù)來計(jì)算所述第一立管接頭的振動頻率，其中所述振動特性包含振動頻率和振動模式形狀中的至少一個。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述分析模塊還基于所述振動頻率和所述應(yīng)變數(shù)據(jù)來計(jì)算所述立管接頭的疲勞水平。13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述分析模塊還接收來自與所述海洋立管的第二立管接頭耦合的第二傳感器組的附加數(shù)據(jù)，并基于所述附加數(shù)據(jù)確定所述情況。14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述分析模塊還以至少1赫茲的數(shù)據(jù)取樣率實(shí)時接收來自所述第一傳感器組的所述傳感器數(shù)據(jù)并實(shí)時確定所述第一立管接頭的所述情況。15.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括編碼指令的非暫時計(jì)算機(jī)可讀媒介，所述指令響應(yīng)于由至少一個處理器運(yùn)行，使所述處理器執(zhí)行以下操作，包括: 接收來自與海洋立管的第一立管接頭機(jī)械耦合的第一傳感器組的傳感器數(shù)據(jù)； 分析所述傳感器數(shù)據(jù)以確定所述第一立管接頭的情況； 確定所述情況是否滿足傳輸標(biāo)準(zhǔn)；以及 響應(yīng)于確定所述情況滿足所述傳輸標(biāo)準(zhǔn)而將包含所述情況的通知發(fā)送到與所述海洋立管通信耦合的船上監(jiān)測器。16.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還使處理器基于從所述第一傳感器組接收的應(yīng)變數(shù)據(jù)而計(jì)算所述立管接頭的應(yīng)力水平。17.如權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還使處理器基于所述應(yīng)變數(shù)據(jù)而計(jì)算所述立管接頭的振動特性，其中所述振動特性包含振動頻率和振動模式形狀中的至少一個。18.如權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還使處理器基于所述振動特性和所述應(yīng)變數(shù)據(jù)而計(jì)算所述立管接頭的疲勞水平。19.如權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還使處理器接收來自與所述海洋立管的第二立管接頭耦合的第二傳感器組的附加數(shù)據(jù)，并基于所述附加數(shù)據(jù)確定所述情況。20.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括還使所述處理器以至少10赫茲的數(shù)據(jù)取樣率實(shí)時接收來自所述第一傳感器組的所述傳感器數(shù)據(jù)，并實(shí)時確定所述第一立管接頭的所述情況。
【文檔編號】E21B41/00GK105917071SQ201480062518
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年10月21日
【發(fā)明人】J·A·古佐, J·W·卡邦, 張黎, 劉少鵬
【申請人】通用電氣公司