KR102471843B1

KR102471843B1 - 파열 방지기 제어를 위한 안정 무결성 기준(sil) 등급 시스템

Info

Publication number: KR102471843B1
Application number: KR1020177011891A
Authority: KR
Inventors: 존 에스 홈즈; 더글라스 밀리만; 루이스 후에르타
Original assignee: 하이드릴 유에스에이 디스트리뷰션 엘엘씨
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2022-11-28
Also published as: BR112017004973A2; KR20170061709A; NO348225B1; US20160090810A1; US9803448B2; MX2017004132A; CN107002481B; CN107002481A; NO20170345A1; WO2016054221A1

Abstract

하부 스택(14) 내에 위치되는 해저 파열 방지기(BOP, 12)에 대한 제어 시스템으로서, 하부 스택은 하부 마린 라이저 패키지(LMRP, 18)와 분리 가능하게 결합된다. 제어 시스템은 해면에 또는 그 해면에 인접하게 위치되며 해저 BOP를 동작시키기 위한 명령을 생성하는 표면 로직 솔버(38)와, LMRP에 부착되고 상기 표면 로직 솔버와 통신하여 표면 로직 솔버로부터 명령을 수신하는 제1 해저 로직 솔버(40)와, 상기 하부 스택 내의 유압 제어 유닛(34)에 부착된 제2 해저 로직 솔버(44)를 포함한다. 상기 제2 해저 로직 솔버는, 상기 제2 해저 로직 솔버가 제1 해저 로직 솔버로부터 명령을 수신하고 상기 BOP를 동작시키기 위하여 유압 제어 유닛을 활성화시킴으로써 명령을 구현하도록, 해저 BOP와 제1 해저 로직 솔버와 유압식으로 통신한다.

Description

파열 방지기 제어를 위한 안정 무결성 기준(SIL) 등급 시스템{SAFETY INTEGRITY LEVELS(SIL) RATED SYSTEM FOR BLOWOUT PREVENTER CONTROL}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2014년 9월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/057,586호 및 2014년 10월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/067,829호에 대하여 우선권을 주장하며, 이들의 전체 개시 내용은 그 전체가 참고로 본원에 통합된다.

본원에 개시된 실시형태들은 일반적으로 해저 BOP(blow out preventer)에 대한 제어 시스템에 관한 것이다. 특히, 본원에 개시된 실시형태들은 BOP 제어 시스템에 추가하여 백업 또는 증강 기능을 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.

석유 및 가스에 대한 해저 드릴링은 일반적으로 라이저가 해저 근처에 연장되는 상태로, 예를 들어 해면 상에 있는 드릴 선박 또는 플랫폼일 수 있는 선박의 사용을 포함한다. 라이저의 하단부는, 무엇보다도, 해저 부근의 드릴링 시스템의 구성 요소를 제어하도록 의도된 제어 포드를 포함하는 하부 마린 라이저 패키지에 부착된다. 라이저 아래에는 일반적으로 유정(wellhead)에 장착된 BOP를 포함하는 하부 스택이 배치된다. 드릴링 파이프는 해면에서 선박으로부터 라이저를 통해 바다 밑으로, BOP를 통해, 그리고 유정을 통해 석유 생산 형성의 시추공(wellbore)으로 연장된다.

BOP의 하나의 목적은 석유 및 가스가 시추공으로부터 환경으로 유출되는 것을 방지하기 위한 안전 기구(failsafe mechanism)로서 작용하는 것이다. 이 작업을 수행하기 위해, BOP는 일반적으로 복수의 램을 포함한다. 일부 램은 엘라스토머 시일을 가지며 파이프 주위에 고리를 밀봉하기 위해 필요한 경우 드릴 파이프 주변을 폐쇄하도록 설계된다. 그런 식으로, 예상치 못한 압력 상승으로 시추공으로부터 고리를 통해여 석유 및 가스를 강제로 유인하려고 하면, BOP가 유출을 방지하기 위하여 폐쇄될 수 있다. 다른 램은, 블라인드 전단(shear) 램을 포함하여 전단 랩으로서 알려져 있고, 주변 환경으로부터 시추공을 완전히 밀폐시키기 위해 시추공으로 연장되는 드릴 파이프 및 기타 항목을 절단하도록 설계되어 있다.

해저 드릴링 작업에서 BOP에 의해 수행되는 안전 기능 때문에, 모든 BOP 제어 시스템 및 구성 요소가 적절히 기능하도록 보장하고, 고장이 발생할 경우 예비 백업 시스템을 제공하는 것이 필요하다. 따라서, 안전 장치 시스템의 형태와 같은 추가 중복 및 모니터링 기능이 유용하다

또한, 해저 드릴링이 더 깊은 수역으로 확장됨에 따라, BOP가 위치되는 해저에서의 압력이 증가한다. 압력이 높을수록, 우물이 누출되면 더 큰 결과가 발생하며 BOP 자체는 안전을 보장하기 위해 설계 변경이 필요하다. 따라서, BOP 제어 시스템을 백업하고 그 기능을 모니터링하기 위한 새로운 안전 장치 시스템이 필요하다.

본 발명의 일 양태는 하부 스택에 위치된 해저 파열 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템을 제공하며, 하부 스택은 하부 마린 라이저 패키지(lower marine riser package; LMRP)와 분리 가능하게 결합된다. 제어 시스템은 해저 BOP를 조작하기 위한 명령을 생성하는 해면에 또는 그 근처에 위치된 표면 로직 솔버, 상기 LMRP에 부착되고 표면 로직 솔버와 통신하여 상기 표면 로직 솔버로부터 명령을 수신하는 제1 해저 로직 솔버와, 상기 하부 스택 내의 유압 제어 유닛에 부착되는 제2 해저 로직 솔버를 포함한다. 상기 제2 해저 로직 솔버는 상기 해저 BOP 및 상기 제1 해저 로직 솔버와 유압식으로 통신하여, 제1 해저 로직 솔버로부터 명령을 수신하고 BOP를 작동시키도록 유압 제어 유닛을 활성화시킴으로써 상기 명령을 구현한다.

일부 실시형태에서, 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 LMRP에 부착될 수 있고, 유압 제어 유닛은 유압 커넥터를 제어할 수 있다. 다른 실시형태에서, 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 LMRP에 부착될 수 있고, 유압 커넥터는 누산기에 의해 동력 공급될 수 있다.

어떤 실시형태에서, 상기 표면 로직 솔버, 상기 제1 해저 로직 솔버, 및 제2 해저 로직 솔버는, 각각 중앙 처리 장치(CPU)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 표면 로직 솔버는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함할 수 있고, 상기 제1 해저 로직 솔버 또는 상기 제2 해저 로직 솔버, 또는 그 양자는 연장된 입/출력(I/O) 카드를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에서, 상기 표면 로직 솔버는 고전압 배선 및 광 통신 라인을 가지는 케이블에 의해 상기 제1 해저 로직 솔버에 연결될 수 있고, 상기 제1 해저 로직 솔버는 저전압 배선을 갖지만 광 통신 라인을 갖지 않는 케이블에 의해 상기 제2 해저 로직 솔버에 연결될 수 있다. 또한, 시스템은 제2 해저 로직 솔버와 통신하고, 이에 의해 제어될 수 있는 어코스틱 포드를 더 포함할 수 있다.

대안적인 실시형태에서, 시스템은, 상기 표면 로직 솔버에 연결된 인간 기계 인터페이스 패널과, 상기 표면 로직 솔버에 의해 검출된 미리 정해진 조건에 기초하여 상기 표면 로직 솔버에 명령을 자동적으로 발행하는 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 자동 제어기를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 시스템은 또한 제1 위치와 제2 위치, 상기 표면 로직 솔버와 상기 인간 기계 인터페이스 패널 사이의 제1 위치 개구부 통신, 그리고 상기 표면 로직 솔버와 상기 자동 제어기 사이의 제2 위치 개구부 통신을 가지는 키 스위치를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 양태는, 하부 스택에 위치되는 해저 BOP에 대한 중복 제어 시스템을 제공하며, 상기 하부 스택은 LMRP와 분리 가능하게 결합되며, 상기 LMRP는 상기 BOP를 제어하기 위하여 각각 상기 BOP와 유압식으로 통신하는 제1 및 제2 제어 포드를 가진다. 상기 시스템은, 상기 해저 BOP를 작동시키기 위한 명령을 생성하는 해면에 또는 그 해면에 인접하여 위치되는 표면 로직 솔버와, 상기 제1 제어 포드에 부착되며 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 제1 해저 로직 솔버로서, 상기 제1 해저 로직 솔버는, 상기 제1 해저 로직 솔버가 상기 표면 로직 솔버로부터 명령을 수신하고 상기 BOP를 작동시키기 위하여 상기 제1 제어 포드를 활성화시킴으로써 상기 명령을 구현할 수 있도록 상기 제1 제어 포드와 통신한다. 또한, 상기 시스템은, 상기 제2 제어 포드에 부착되며 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 제2 해저 로직 솔버를 포함하며, 상기 제2 해저 로직 솔버는, 상기 제2 해저 로직 솔버가 상기 표면 로직 솔버로부터 명령을 수신하고 상기 BOP를 작동시키기 위하여 상기 제2 제어 포드를 활성화시킴으로써 상기 명령을 구현할 수 있도록 상기 제2 제어 포드와 통신한다.

일부 실시형태에서, 상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착될 수 있고, 상기 유압 커넥터는 제1 해저 로직 제어기와 제2 해저 로직 제어기와 통신할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착될 수 있고, 상기 유압 커넥터는 누산기에 의해 동력 공급될 수 있다.

어떤 실시형태에서, 표면 로직 솔버, 제1 해저 로직 솔버, 및 제2 해저 로직 솔버는, 각각 CPU를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 표면 로직 솔버는 CPU를 포함할 수 있고, 제1 해저 로직 솔버 또는 제2 해저 로직 솔버, 또는 양자 모두는 확장 I/O 카드를 포함할 수 있다. 또한, 제어 시스템은 제1 해저 로직 솔버 및 제2 해저 로직 솔버와 통신하고 이들에 의해 제어될 수 있는 음향 포드를 더 포함할 수 있다.

다른 실시형태에서, 시스템은 상기 표면 로직 솔버에 연결된 인간 기계 인터페이스 패널, 및 상기 표면 로직 솔버에 의해 검출된 미리 정해진 조건에 기초하여 상기 표면 로직 솔버에 명령을 자동적으로 발행하는 표면 로직 솔버와 통신하는 자동 제어기를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 시스템은 또한, 제1 위치와 제2 위치, 표면 로직 솔버와 인간 기계 인터페이스 패널 사이의 제1 위치 개방 통신, 및 표면 로직 솔버와 자동 제어기 사이의 제2 위치 개방 통신을 가지는 키 스위치를 가질 수 있다.

본 기술의 또 다른 양태는 해저 파열 방지기(BOP)를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 해면에 또는 그 근처에 위치된 표면 로직 솔버에서 명령 신호를 생성하는 단계와, 하부 마린 라이저 라이저 패키지에 부착된 제1 해저 로직 솔버에 명령 신호를 전송하는 단계와, 하부 스택 내의 유압 제어 유닛에 부착된 제1 해저 로직 솔버에 명령 신호를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 유압 제어 유닛은 명령 신호에 따라서 유압 제어 유닛으로 해저 BOP를 작동시키는 해저 BOP와 통신한다.

일부 실시형태에서, 표면 로직 솔버와 제1 해저 로직 솔버 사이의 제1 전송 단계는 표면 로직 솔버와 제1 해저 로직 솔버 사이의 광케이블을 통해 수행될 수 있다. 이와 유사하게, 제1 로직 솔버와 제2 로직 솔버 사이의 제2 전송 단계는 제1 해저 로직 솔버와 제2 해저 로직 솔버 사이의 구리 배선을 통해 수행될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 해저 로직 솔버는 명령 신호를 광 신호로부터 구리 신호로 변환할 수 있다.

본 기술은 본 발명의 비제한적인 실시형태의 이하의 상세한 설명을 읽고 첨부 도면들을 검토할 때 보다 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 기술의 실시형태에 따른 안전 장치 시스템의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2는 본 기술의 다른 실시형태에 따른 안전 장치 시스템의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 3은 본 기술의 실시형태의 안전 장치 시스템에 대한, 자동 및 맨-인-더 루프(man-in-the-loop) 제어를 포함하는 제어 시스템을 도시한다.

본 기술의 전술한 양태들, 특징들 및 이점들은 바람직한 실시형태들 및 첨부 도면들에 대한 이하의 설명을 참조하여 고려될 때 더 잘 이해될 것이며, 여기서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다. 다음은 본 개시의 다양한 예시적인 실시형태에 관한 것이다. 개시된 실시형태들은 청구 범위를 비롯하여 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되거나 다른 방식으로 사용되어서는 안된다. 또한, 당업자는 이하의 설명이 넓은 애플리케이션을 가지며 임의의 실시형태에 대한 설명은 그 실시형태를 예시하기 위한 것일 뿐이며, 청구 범위를 비롯한 본 개시의 범위가 그 실시형태로 한정되는 것으로 제안하도록 의도되지 않음을 이해하여야 한다.

스택 와이드 베이스를 사용하기 위한 안전 장치 시스템

도 1은 해저 파열 방지기(subsea blowout preventer; BOP)(12)를 제어하기 위한 시스템(10)을 도시한다. 해저 BOP(12)는 일반적으로 하부 해양 라이저 패키지(lower marine riser package; LMRP) 아래의 해저(16) 상에 위치하는 하부 스택(14)에 수용된다. 해저 BOP(12)는 개별 BOP 램(13)으로 분할되며, 이러한 개별 BOP 램(13)은 밀봉 램, 전단 램 등을 포함할 수 있다. 하부 스택(14) 및 LMRP(18)는 유압 커넥터(20)에 의해 서로로 연결될 수 있으며, 이러한 유압 커넥터(20)는 하부 스택(14)으로부터 LMRP(18)의 결합 해제를 허용하도록 제어될 수 있다. LMRP(18)의 상단부(22)는 LMRP(18)의 상단부(22)로부터 바다의 표면(28)에 있는 선박(26)까지 연장되는 라이저(24)에 연결된다. 또한 시스템에는 제1 제어 포드(30)(종종 황색 제어 포드로 지칭됨) 및 제2 제어 포드(32)(종종 청색 제어 포드로 지칭됨)가 포함될 수 있다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 제1 및 제2 제어 포드(30, 32)는 LMRP(18)에 부착된다. 제1 제어 포드(30) 및 제2 제어 포드(32)는 선박(26)에 위치되는 제1 및 제2 제어 캐비닛(31, 33)에 의해 제어될 수 있다. 선박(26)은 예를 들어 드릴 선박 또는 플랫폼(1)을 포함하는 임의의 적절한 용기일 수 있다.

정규 동작 하에서, 해저 BOP 램(13)은 제1 또는 제2 포드(30, 32)에 의해 유압식으로 제어된다. 구체적으로, 유압 라인(36)은 제1 및 제2 제어 포드(30, 32) 각각으로부터 BOP(12)의 개별 램(13)으로 연결된다. 통상적으로, 2 개의 제어 포드(30,32) 중 하나는 그 각각의 유압 라인(36)을 통해 램(13)을 유압식으로 제어하는 역할을 하는 반면에, 다른 제어 포드(30, 32)는 아이들 상태를 유지한다. 이러한 방식으로, 램(13)을 실제로 제어하는 제어 포드(30,32)가 무력화되거나 또는 다른 방식으로, 유지 보수 또는 교체가 요구되는 경우, 다른 제어 포드(30,32)는 램(13)의 작동을 계속할 수 있기 때문에 시스템에 리던던시가 내장된다.

본 기술의 일 실시형태는 스택 와이드 베이스 상의 해저 BOP(12)를 제어하기 위한 안전 장치 시스템을 포함한다. 이러한 시스템의 하나의 목적은 BOP 제어 시스템을 확인 및 백업하는 적절한 안전 장치 기능을 제공하고, 석유 산업에서의 많은 시스템과 하위 시스템에 적용될 수 있는 임의의 규제 기준을 따르는 것이다. 안전 장치 시스템은, 선박(26)에 위치되고 제1 케이블(42)에 의해 제1 해저 로직 솔버(40)에 연결되는 표면 로직 솔버(38) 또는 로직 제어기를 포함한다. 제1 해저 로직 솔버(40)는 차례로 제2 케이블(46)에 의해 제1 해저 로직 솔버(44)에 연결된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 해저 로직 솔버(44)는 하부 스택(14)에 위치되는 유압 제어 유닛(34)에 연결될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 해저 로직 솔버(4)는 상기 제2 LMRP(18)가 하부 스택(14)으로부터 분리된 이후에 해저 로직 솔버(44)가 계속해서 동작할 수 있도록 배터리에 연결될 수 있다. 표면 로직 솔버(38)는 조작자가 표면 로직 솔버(38)와 통신할 수 있도록 인간 기계 인터페이스(human machine interface; HMI) 패널(47)을 포함할 수 있다.

실제로, 표면 로직 솔버(38)는 제1 케이블(42)을 통해 제1 해저 로직 솔버(40)에 송신되는 명령을 생성할 수 있다. 제1 해저 로직 솔버(40)로부터, 명령은 그 후에 유압 제어 유닛(34)과 통신하고 상기 유압 제어 유닛(34)에 부착될 수도 있는 제2 해저 로직 솔버(44)로 전달된다. 유압 제어 유닛(34)은 유압 라인(36)을 통해 해저 BOP 램(13)과 교대로 통신한다. 제2 해저 로직 솔버(44)는 유압 제어 유닛(34)이 조작자가 원하는 대로 해저 BOP 램(13)을 제어하도록 지시하는 명령을 구현할 수 있다. 본원에 설명된 임의의 실시형태의 로직 솔버(38, 44, 46)는 기술의 요구 사항에 따라 신호를 송신 및 수신할 수 있는 임의의 장비일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 로직 솔버는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비하거나 포함할 수있다.

도시된 실시형태에서, 각각의 램(13)은 제1 제어 포드(30), 제2 제어 포드(32), 및 유압 제어 유닛(34)을 포함하는 상이한 제어 소스로부터 각각 나오는 복수의 유압 라인(36)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 어떤 라인이 임의의 주어진 순간에 BOP 램(13)을 제어하는 지는 BOP 램(39)에 부착되는 밸브(39)에 의해 제어될 수 있다. 도면에서, 제1 및 제2 제어 포드(30, 32) 각각과 유압 제어 유닛(34)을 램(13)의 전체가 아닌 일부에 연결하는 유압 라인(36)이 도시된다. 작동 시스템에서, 각각의 제어 구성 요소는 모든 램(13)에 연결될 수 있으며, 이러한 구성은 단지 도면의 명확성을 향상시키기 위해서 도면에 도시되지 않았다는 것을 이해하여야 한다.

전술한 안전 장치 시스템의 하나의 이점은, 상기 시스템에 추가적인 리던던시를 제공하며, BOP의 안전성 및 신뢰성을 향상시키기 위해 자동 안전 장치로서 작용한다는 것이다. 2 개의 제어 포드(30, 32)가 시스템에서 일부 리던던시를 생성하기 위하여 이미 제공되어 있지만, 실제로는 제1 제어 포드(30)가 커미션을 벗어난 경우에 제2 제어 포드(32)를 사용하는 것이 어렵게 될 수도 있다. 이는 정부 규정 및 모범 절차가 백업 제어 시스템이 항상 BOP의 장소에 있어야 함을 지시하기 때문이다. 따라서, 제1 제어 포드(30)가 이용가능하지 않은 경우, 제2 제어 포드(32)는 리던던시가 없기 때문에 사용될 수 없다. 본원에 설명된 안전 장치 시스템은 제2 중복 제어 시스템을 제공함으로써 이러한 문제를 완화시키는 것을 돕는다.

또한, 본 기술의 안전 장치 시스템은 제어 포드(30, 32) 모두가 적절하게 기능하는 경우에도 BOP 램(13)을 제어하기 위한 추가적인 수단을 제공함으로써 전체 시스템(12)의 성능을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 유압 제어 유닛(34)을 통한 안전 장치 시스템은 제어 포드(30, 32)가 교호 램(13)을 제어하는 동시에 특정 램(13)을 제어할 수 있다. 따라서, BOP 램(13)을 제어하는 시스템(12)의 용량이 증가된다. 또한, 시스템은 다양한 상태, 상태들, 파라미터 등을 모니터링하는 것과 같은 모니터링 기능과 BOP 제어 시스템이 적절히 동작하는지 여부를 결정하는 정보를 제공할 수 있다. 이 기술은 또한 고압 드릴링 작업의 요구 사항을 준수하도록 설계될 수 있으며, 예를 들어 20ksi BIS 시스템으로 제한되지는 않지만 이러한 BOP 시스템을 이용하여 사용될 수 있고, 또한 15ksi 시스템과 같은 다른 유형의 시스템에 사용될 수도 있다. 또한, 본원에 설명된 안전 장치 시스템은 주 제어 시스템과는 다른 유형의 제어 시스템이며, 이에 의해 제어 아키텍처의 다양성을 증가시키는 추가적인 이점을 제공한다.

본 기술의 몇몇 이점이 이제 설명될 것이다. 그러나 이점을 이해하기 위해서는, 먼저 오프쇼어(offshore) 드릴링 시스템의 요구 사항의 일부를 이해하는 것이 중요하며, 그 중 하나는 LMRP(18)을 하부 스택(14)으로부터 분리하고 이어서 재연결할 수 있게 하는 것이다. 이는 예를 들어, 허리케인이나 다른 폭풍우가 시추선이나 플랫폼을 위협할 때, 유익하게 될 수 있다. 이러한 폭풍을 피하기 위해, 조작자는 하부 스택(14)으로부터 LMRP(18)를 분리하고 LMRP(18), 라이저(24) 및 선박(26)을 아무런 피해를 입지 않도록 이동시키도록 원할 수도 있다. 폭풍이 지나간 후, LMRP(18)를 하부 스택(14)에 재연결하여 작동을 재개할 필요가 있다. 하부 스택(14)에 대한 LMRP(18)의 분리 및 후속 재연결은 이러한 구성 요소들 간의 접속의 수를 감소시킴으로써, 또한 행해진 접속 유형을 제어함으로써 크게 단순화될 수 있다.

LMRP(18) 및 하부 스택(14)의 재연결을 단순화하는 한 가지 방법은 도 1에 도시되고 전술된 바와 같이 한 쌍의 해저 로직 솔버를 제공하는 것이다. 이는 표면 로직 솔버(38)를 제1 해저 로직 솔버(40)에 연결하는 제1 케이블(42)이 이들 2 개의 구성 요소 사이의 전력 및 통신을 수행해야 하기 때문이다. 라이저(24)를 통한 표면 로직 솔버(38)과 LMRP(18)[이에 따라, 제1 해저 로직 솔버(40)] 사이의 거리는, 길이가 약 2마일 이상과 같이 매우 길 수 있다. 따라서, 케이블의 전력 라인은 상대적으로 높은 전압 라인이어야 하며 통신은 종종 광학 라인을 통해 수행된다(구리 선을 사용할 수도 있음).

시스템이 하부 스택에서 단일 해저 로직 솔버가 장착된 경우, 조작자는 분리하고 LMRP(18)과 하부 스택(14) 사이의 더 높은 전압 전력 라인과 취약한 광학 통신 라인 양자를 분리 및 재연결할 필요가 있다. 이러한 연결은 (고전압 전력 라인의 경우에) 위험할 수 있고, (광학 통신 라인의 경우에) 통신 신호의 품질을 저하시킬 수 있다. 대안으로, 시스템이 LMRP(18) 상의 단일 해저 로직 솔버로만 장착된다면, 복수의 유압 라인은 램(13)에 연결하기 위해 LMRP(18)로부터 하부 스택(14)까지 교차될 필요가 있다. 이러한 구조는 이러한 구성 요소들을 분리하고 이러한 구성 요소들 사이에 더 많은 라인을 재연결할 필요성 때문에 문제시 될 수 있다.

LMRP(18) 상에 하나를 포함하고 하부 스택(14) 상에 하나를 포함하는 2 개의 개별 해저 로직 솔버(40, 44)를 제공함으로써, 이러한 문제들이 완화될 수 있다. 실제로, 본 기술에 따르면, 표면 로직 솔버(38)를 제1 해저 로직 솔버(40)에 연결하는 케이블(42)은 고전압 전력 라인 및 광통신 라인을 포함할 수 있다. 제1 해저 로직 솔버(40)의 하나의 기능은, 전압을 변환 및 하강시키고 광 신호를 구리로 변환함으로써, 제1 해저 로직 솔버(40)와 제2 해저 로직 솔버(44) 간의 통신이 케이블(46)을 구성하는 저전압 구리 배선을 통해 이루어질 수 있게 하는 것이다. 이러한 저전압 구리 배선은 LMRP(18)와 하부 스택(14) 사이의 인터페이스에서 필요에 따라 더욱 용이하게 분리 및 재연결될 수있다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 유압 제어 유닛(34)은 유압 커넥터(20)에 연결되어 LMRP(18)를 하부 스택(14)으로부터 분리하거나 재연결할 수 있다. 유압 커넥터(20)가 LMRP(18)에 부착되어 있으므로, 단일 유압 라인(48)은, 유압 제어 유닛(34)과 유압 커넥터(20) 사이의 유압 통신을 제공하기 위해 LMRP(18)와 하부 스택(14) 사이의 인터페이스를 교차시킬 필요가 있을 수도 있다. 대안으로, 이러한 라인의 사용은, 도시된 실시형태에서, LMRP(18)에 부착될 수 있는 누산기(50)로부터 유압 커넥터(20)에 전력을 제공하기 위하여 피할 수 있다.

설명을 위하여, 다음 단락은 어떻게 안전 장치 시스템이 LMRP 및 하부 스택 상에 BOP 또는 다른 구성 요소의 특정 피처들을 동작시키기 위하여 다른 기존의 BOP 시스템과 작업할 수 있는지에 대한 설명을 포함한다. 이들 설명은 단지 예를 들어 주어지며, 본 기술이 실제로 적용될 수 있는 모든 가능한 방법을 나타내지는 않는다는 것을 이해할 수 있다..

제1 예는 이것이 파이프 램 BOP에 관련된 바와 같이 안전 장치 시스템의 기능의 일예를 설명한다. 파이프 램 기능은 임의의 컨택트 폐쇄 입력에 의해, 또는 HMI 패널에 의해 개시될 수도 있다. 램을 폐쇄해야 할 필요성은 조작자에 의해 결정되므로, 기능의 시작은 man-in-the-loop에 의해 결정된다. 선박(26) 상의 표면 로직 솔버(38)가 입력을 인식할 때, 이러한 표면 로직 솔버(38)는 표면 유량계를 모니터할 수도 있다. BOP가 기본 프로세스 제어 시스템(basic process control system; BPCS)에 의해 성공적으로 닫히지 않으면, 표면 로직 솔버(38)는 신호를 제1 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수도 있다. 제1 해저 로직 솔버(40)는 차례로 신호를 제2 해저 로직 솔버(44)로 전송할 수도 있으며, 상기 제2 해저 로직 솔버(44)는 개방된 유압을 파이프 램에 배출시키고 파이프 램에 폐쇄 압력을 인가하여 BOP를 폐쇄하는 기능을 발휘할 수도 있다.

제2 실시예는 블라인드 전단 램(blind shear ram)에 관한 안전 장치 시스템의 기능의 일례를 설명한다. 블라인드 전단 램 기능은 컨택트 폐쇄 입력에 의해 또는 HMI 패널에 의해 개시될 수도 있다. 램을 닫아야 할 필요성은 조작자에 의해 결정되므로, 기능의 시작은 man-in-the-loop에 의해 결정된다. 선박(26) 상의 표면 로직 솔버(38)가 입력을 인식할 때, 이러한 표면 로직 솔버는 표면 유량계를 모니터링할 수도 있다. BOP가 BPCS에 의해 성공적으로 폐쇄되지 않으면, 표면 로직 솔버(38)는 신호를 제1 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수도 있고, 이러한 제1 해저 로직 솔버(40)는 신호를 차례로 제2 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수 있다. 제2 해저 로직 솔버(44)는 블라인드 전단 램에 개방된 유압을 배출하고 블라인드 전단 램에 폐쇄 압력을 인가하여 BOP를 폐쇄하는 기능을 발휘할 수도 있다.

제3 실시예는 케이싱 전단 램 BOP에 관한 안전 장치 시스템의 기능의 일례를 설명한다. 케이싱 전단 램 기능은 컨택트 폐쇄 입력에 의해 또는 HMI 패널에 의해 개시될 수도 있다. 램을 닫아야 할 필요성은 조작자에 의해 결정되므로, 기능의 시작은 man-in-the-loop에 의해 결정된다. 선박(26) 상의 표면 로직 솔버(38)가 입력을 인식할 때, 이러한 표면 로직 솔버는 표면 유량계를 모니터링할 수도 있다. BOP가 BPCS에 의해 성공적으로 폐쇄되지 않으면, 표면 로직 솔버(38)는 신호를 제1 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수도 있고, 이러한 제1 해저 로직 솔버(40)는 신호를 차례로 제2 해저 로직 솔버(44)에 전송할 수도 있다. 제2 해저 로직 솔버(44)는 케이싱 전단 램에 개방된 유압을 배출하고 케이싱 전단 램에 폐쇄 압력을 인가하여 BOP를 폐쇄하는 기능을 발휘할 수도 있다.

제4 실시예는 유압 커넥터(20)와 관련된 안전 장치 시스템의 기능의 일례를 설명한다. 유압 커넥터(20) 기능은 컨택트 폐쇄 입력에 의해 또는 HMI 패널에 의해 개시될 수도 있다. LMRP를 해제해야 하는 필요성은 조작자에 의해 결정되므로 기능의 시작은 man-in-the-loop에 의해 결정된다. 선박(26) 상의 표면 로직 솔버(38)가 입력을 인식할 때, 이러한 표면 로직 솔버(38)는 표면 유량계를 모니터링할 수도 있다. 유압 커넥터(20)가 BPCS에 의해 성공적으로 해제되지 않으면, 표면 로직 솔버(38)는 신호를 제1 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수도 있고, 이러한 제1 해저 로직 솔버(40)는 신호를 차례로 제2 해저 로직 솔버(44)에 전송할 수도 있다. 제2 해저 로직 솔버(44)는 유압 커넥터(20)에 래치 유압을 배출하고 제1 및 제2 비래치 기능에 비래치 압력을 인가하는 기능을 발휘할 수도 있다.

제5 실시예는 비상 차단 시퀀스와 관련된 안전 장치 시스템의 기능의 일례를 설명한다. EDS 기능은 컨택트 폐쇄 입력에 의해 또는 HMI 패널에 의해 개시될 수도 있다. 연결 해제의 필요성은 조작자에 의해 결정되므로, 기능의 시작은 man-in-the-loop에 의해 결정된다. 선박(26) 상의 표면 로직 솔버(38)가 입력을 인식할 때, 이러한 표면 로직 솔버(38)는 표면 유량계 또는 스택 상의 다른 센서들을 각 기능에 대하여 순차적으로 모니터링할 수도 있다. EDS 기능이 BPCS에 의해 성공적으로 완료되지 않으면, 표면 로직 솔버(38)는 신호를 제1 해저 로직 솔버(40)에 전송할 수도 있고, 이러한 제1 해저 로직 솔버(40)는 신호를 차례로 제2 해저 로직 솔버(44)에 전송할 수도 있다. 그 후, 해저 로직 솔버는 이하의 기능의 시퀀스 또는 기능의 다른 유사한 시퀀스를 발휘할 수도 있다.

ㆍ 개방된 압력을 배출하고 파이프 램 기능에 폐쇄 압력을 인가

ㆍ 개방된 압력을 배출하고 CSR 램 기능에 폐쇄 압력을 인가

ㆍ 개방된 압력을 배출하고 BSR 램 기능에 폐쇄 압력을 인가

ㆍ 확장 압력을 배출하고 스탭(stab) 기능에 수축 압력을 인가

ㆍ 래치 압력을 배출하고 LMRP 커넥터 기능에 1차 및 2차 비래치 압력을 인가

포드 베이스에 의해 포드를 사용하기 위한 안전 장치 시스템

이제 도 2를 참조하면, 해저 파열 방지기(BOP)(112)를 제어하기 위한 대체 시스템(110)이 도시되어 있다. 해저 BOP(112)는 일반적으로 하부 마린 라이저 패키지(LMRP)(118) 아래의 해저(116)에 위치된 하부 스택(114) 내에 수용된다. 해저 BOP(112)는 밀봉 램, 전단 램 등을 포함할 수 있는 개별 BOP 램 113)으로 분할된다. 하부 스택(114)과 LMRP(118)는 유압 커넥터(120)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 이러한 유압 커넥터(120)는 하부 스택(114)으로부터의 LMRP(118)의 결합 해제를 허용하도록 제어될 수 있다. LMRP(118)의 상단부(122)는 LMRP(118)의 상단부(122)로부터 바다의 표면(128)에서의 선박(126)까지 연장되는 라이저(124)에 연결된다. 또한, 시스템에는 제1 제어 포드(130)(종종 황색 제어 포드로 지칭됨) 및 제2 제어 포드(132)(종종 청색 제어 포드로 지칭됨) 그리고 유압 제어 유닛(134)이 포함될 수 있다. 도 2에 도시된 실시형태에서, 제1 및 제2 제어 포드(130, 132)는 LMRP(118)에 부착된다. 제1 제어 포드(130) 및 제2 제어 포드(132)는 선박(126) 상에 위치된 제1 및 제2 제어 캐비닛(131, 133)에 의해 제어될 수 있다. 선박(126)은 예를 들어, 드릴 선박 또는 플랫폼을 포함하는 임의의 적절한 선박일 수 있다.

정상 작동 하에서, 해저 BOP 램(113)은 제1 또는 제2 포드(130, 132)에 의해 유압식으로 제어된다. 특히, 유압 라인(136)은 제1 및 제2 제어 포드(130, 132) 각각으로부터 BOP(112)의 개별 램(113)까지 연결된다. 일반적으로 2 개의 제어 포드(130, 132) 중 하나는 그 각각의 유압 라인(136)을 통해 램(113)을 유압식으로 제어하는 역할을 하는 반면에, 다른 제어 포드(130, 132)는 아이들 상태를 유지한다. 이러한 방식으로, 램(113)을 실제로 제어하는 제어 포드(130, 132)가 무력화되거나 또는 다른 방식으로 유지 보수 또는 교체가 요구되는 경우, 다른 제어 포드(130, 132)는 램(113)의 작동을 계속할 수 있기 때문에 시스템에 리던던시가 내장된다.

도 2의 실시형태는, 포드 베이스에 의해 포드에서 작동하는 해저 BOP(112)를 제어하기 위한 대체 안전 장치 시스템이다. 안전 장치 시스템은 선박(126)에 위치되고 제1 케이블(142)에 의해 제1 해저 로직 솔버(140)에 그리고 제2 케이블(146)에 의해 제2 해저 로직 솔버(144)에 연결되는 표면 로직 솔버(138) 또는 로직 제어기를 포함한다. 도 2에 도시 된 바와 같이, 제1 해저 로직 솔버(140) 및 제2 해저 로직 솔버(144)는 각각 케이블(149)에 의해 확장 입/출력(I/O) 연장부(151)에 연결될 수 있고, 여기서 I/O 연장부(151)는 하부 스택(114)에 위치되는 유압 제어 유닛(134)과 통신될 수 있다. 표면 로직 솔버(138)는 조작자로 하여금 표면 로직 솔버(138)와 통신할 수 있게 하는 HMI 패널(147)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, HMI 패널(147)은 누름 버튼 및 점등 지시기를 가진 패널일 수 있는 반면에 다른 실시형태는 터치 스크린 디스플레이를 포함할 수 있다.

실제로, 표면 로직 솔버(138)는 제1 통신 케이블(142)을 통해 제1 해저 로직 솔버(140)에, 및/또는 제2 케이블(146)을 통해 제2 해저 로직 솔버(144)로 전송되는 명령을 생성할 수 있다. 제1 해저 로직 솔버(140) 및/또는 제2 해저 로직 솔버(144)로부터, 상기 명령이 그 후에 유압 제어 유닛(134)과 통신하고 이러한 유압 제어 유닛(134)에 부착될 수도 있는 I/O 연장부(151)로 전달된다. 유압 제어 유닛(134)은 차례로 유압 라인(136)을 통해 해저 BOP 램(113)과 통신할 수 있다. I/O 연장부(151)는 조작자가 원하는 대로 해저 BOP 램(113)을 제어하기 위하여 유압 제어 유닛(134)에게 지시하는 명령을 구현할 수 있다.

도 2에 도시된 실시형태에서, 각각의 램(113)은 제1 제어 포드(130), 제2 제어 포드(132), 및 유압 제어 유닛(134)을 포함하여 각각 상이한 제어 소스로부터 나오는 복수의 유압 라인(136)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 임의의 주어진 순간에 BOP 램(113)을 제어하는 어떤 라인은 BOP 램(113)에 부착된 밸브(139)에 의해 제어될 수 있다. 도면에서, 제1 및 제2 제어 포드(130, 132) 각각과 유압 제어 유닛(134)을 램(113) 전체가 아닌 램(113)의 일부에 연결되는 유압 라인(136)이 도시된다. 작동 시스템에서, 각각의 제어 구성 요소는 모든 램(113)에 연결될 수 있으며, 이러한 구성은 단지 도면의 명확성을 향상시키기 위하여 도면에 도시되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1의 실시형태와 관련하여 상술된 바와 같이, 하부 스택(14)으로부터 LMRP(18)의 분리 및 후속 재연결을 허용하는 것은, 선박(126), 라이저(124), 및 LMRP(118)를 폭풍의 경로 밖으로 이동시키는 능력을 제공하는 것과 같이 매우 유리할 수 있다. 하부 스택(14)에 대한 LMRP(18)의 연결 해제 및 후속 재연결은 이러한 구성 요소들 간의 접속의 수를 감소시킴으로써, 또한 행해진 접속 유형을 제어함으로써 크게 단순화 될 수 있다.

LMRP(118) 및 하부 스택(114)의 재연결을 단순화하는 하나의 방법은, 도 2에 도시되고 전술한 바와 같이, 제어 포드(130, 132)에 대응하는 한 쌍의 해저 로직 솔버를 제공하고 I/O 연장부(151)를 제공하는 것이다. 이는 표면 로직 솔버(138)를 제1 및 제2 해저 로직 솔버(140, 144)에 각각 연결하는 제1 및 제2 케이블(142, 146)이 LMRP(118)와 하부 스택(114) 사이의 전력 이송 및 통신을 수행해야 하기 때문이다. 종종, 라이저(124)를 통한 표면 로직 솔버(138)와 LMRP(118)(이에 따라, 제1 및 제2 해저 로직 솔버(140, 144)) 사이의 거리는, 길이가 약 2 마일 이상과 같이 매우 길 수 있다. 따라서, 케이블의 전력 라인은 매우 높은 전압 라인이어야 하며, 통신은 종종 광학 라인을 통해 수행된다.

시스템이 하부 스택에 해저 로직 솔버를 장착하고 있다면, 조작자는 고전압 전력 라인과 LMRP(118)와 하부 스택(114) 사이의 취약한 광 통신 라인을 분리하고 재연결해야 할 필요가 있다. 이러한 연결은 (고전압 전력 라인의 경우에) 위험하며, (광통신 라인의 경우에는) 통신 신호의 품질을 저하시킬 수 있다. 대안적으로, 시스템이 유압 제어 유닛(134) 근처의 I/O 연장부 없이, LMRP(118) 상의 단일 해저 로직 솔버만이 장착되어 있다면, 복수의 유압 라인은 램(113)으로의 연결을 위하여 LMRP(118)으로부터 하부 스택(114)까지 교차시킬 필요가 있다. 이러한 구조는 이러한 구성 요소들 사이에 더 많은 라인을 분리하고 재연결할 필요가 있기 때문에 문제가 될 수 있다.

LMRP(118) 상에 해저 로직 솔버(140, 144)를 그리고 하부 스택(114) 상에 분리된 I/O 연장부(134)를 제공함으로써, 이러한 문제들이 완화될 수 있다. 실제로, 본 기술에 따르면, 표면 로직 솔버(138)를 제1 및 제2 해저 로직 솔버(140, 146)에 연결하는 케이블(142, 146)은 고전압 전력 라인 및 광통신 라인을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 해저 로직 소벌(140, 146)의 하나의 기능은, 전압들을 변환 및 하강시키고 광 신호들을 구리로 변환함으로써, 제1 및 제2 해저 로직 솔버(140, 146)과 I/O 연장부(134) 사이의 통신이 케이블(149)을 구성하는 저전압 구리 배선을 통해 이루어질 수 있다. 이러한 저전압 구리 배선은 LMRP(118)와 하부 스택(114) 사이의 인터페이스에서 필요에 따라 더욱 용이하게 분리 및 재연결될 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 유압 제어 유닛(134)은, 하부 스택(114)으로부터 LMRP(118)를 분리 또는 재연결하기 위하여 유압 커넥터(120)에 연결될 수 있다. 유압 커넥터(120)가 LMRP(118)에 부착되어 있으므로, 단일 유압 라인(148)은 유압 제어 유닛(134)과 유압 커넥터(120) 사이의 유압 통신을 제공하기 위해 LMRP(118)와 하부 스택(114) 사이의 인터페이스를 교차시킬 필요가 있을 수 있다. 대안적으로, 이러한 라인의 사용은, 도시된 실시형태에서 LMRP(118)에 부착될 수 있는 누산기(150)로부터 전력을 유압 커넥터(120)에 제공하기 위하여 회피될 수 있다.

본 기술의 안전 장치 시스템에 대한 제어 시스템

도 3은 표면 로직 솔버(238)를 제어하기 위한 man-in-the-loop와 자동 구성 사이에서 교대하는 능력을 비롯하여 전술한 해저 BOP를 제어하기 위한 안전 장치 시스템을 포함하는 본 기술의 다른 양태을 도시한다. 특히, 본 기술은 표면 로직 제어기(238)를 제공하는데, 상기 표면 로직 제어기는 무엇보다도 해저 로직 솔버의 성능, BOP 램의 동작, 셔틀 밸브, 압력 센서, 온도 센서 및 해저 시스템의 다른 구성 요소의 동작을 포함하여, BOP 시스템의 기본 프로세스 및 제어를 모니터할 수 있다. BOP 램의 동작을 모니터링하기 위해, 표면 로직 제어기(238)는 제어 포드의 동작을 모니터할 수 있다.

도 3의 실시형태에 따르면, 표면 로직 제어기는 man-in-the-loop 상태와 자동 상태 사이에서 교대할 수 있는 키 스위치(252)를 장착할 수 있다. 키 스위치는 물리적 스위치이거나 로직 솔버의 코드에 통합된 소프트웨어 코드일 수 있다.

키 스위치(252)가 man-in-the-loop 상태에 있을 때, 표면 로직 솔버(238), 이에 따른 해저 BOP를 제어하기 위한 안전 장치 시스템은 표면 로직 솔버(238)에 HMI 패널(247)을 통하거나 다른 적절한 수단에 의해 명령을 발행하는 조작자에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 조작자는 안전 장치 시스템을 사용하여 작업을 시작할지 또는 작업을 시작하지 않을지에 대한 완전한 제어권을 갖는다.

대안적으로, 키 스위치(252)가 자동 상태에 있을 때, 자동 제어기(254)는 전술한 안전 장치 시스템을 통해 해저 BOP를 제어하는데 사용될 수 있다. 자동 제어기는 조작자의 지시없이 작동될 수 있다.

본 개시는 제한된 수의 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 이점을 갖는 당업자는, 본원에 설명된 바와 같이, 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않는 다른 실시형태들이 고안될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims

하부 스택 - 상기 하부 스택은 하부 마린 라이저 패키지(lower marine riser package; LMRP)와 분리 가능하게 결합됨 - 에 위치되는 해저(subsea) 분출 방지기(blowout preventer; BOP)에 대한 제어 시스템으로서,
상기 해저 BOP를 동작시키기 위한 명령을 포함하는 제1 명령 신호를 생성하는, 해면에 또는 해면 위에 위치되는 표면 로직 솔버(surface logic solver)와,
상기 LMRP에 부착되고 상기 표면 로직 솔버와 통신하여, 상기 표면 로직 솔버로부터 상기 제1 명령 신호를 수신하는 제1 해저 로직 솔버와,
상기 하부 스택 내의 유압 제어 유닛에 부착되는 제2 해저 로직 솔버 - 상기 유압 제어 유닛은 어큐물레이터(accumulator)에 연결되고 상기 해저 BOP와 유압식으로 통신하며, 상기 제2 해저 로직 솔버는, 상기 제2 해저 로직 솔버가 상기 제1 해저 로직 솔버로부터 상기 명령을 포함하는 제2 명령 신호를 수신하고 상기 유압 제어 유닛을 활성화시킴으로써 상기 명령을 구현하여 상기 BOP를 동작시키도록, 상기 제1 해저 로직 솔버와 통신함 -
를 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착되고, 상기 유압 제어 유닛은 상기 유압 커넥터를 제어하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착되고, 상기 유압 커넥터는 어큐물레이터(accumulator)에 의해 동력공급(power)되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버, 상기 제1 해저 로직 솔버, 및 상기 제2 해저 로직 솔버는, 각각 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하며, 상기 제1 해저 로직 솔버 또는 상기 제2 해저 로직 솔버, 또는 그 양자는 확장된 입/출력(I/O) 카드를 포함하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버는 고전압 배선 및 광 통신 라인을 가지는 케이블에 의해 상기 제1 해저 로직 솔버에 연결되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제1 해저 로직 솔버는 저전압 배선을 갖고 광 통신 라인을 갖지 않는 케이블에 의해 상기 제2 해저 로직 솔버에 연결되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버에 연결된 인간 기계 인터페이스 패널과,
상기 표면 로직 솔버에 의해 검출된 미리 정해진 조건에 기초하여 상기 표면 로직 솔버에 명령을 자동적으로 발행(issue)하는, 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 자동 제어기와,
제1 위치와 제2 위치 - 상기 제1 위치는 상기 표면 로직 솔버와 상기 인간 기계 인터페이스 패널 사이의 통신을 개통하고(open), 상기 제2 위치는 상기 표면 로직 솔버와 상기 자동 제어기 사이의 통신를 개통함 - 를 가지는 키 스위치
를 더 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 제어 시스템.
하부 스택에 위치되는 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템 - 상기 하부 스택은 하부 마린 라이저 패키지(LMRP)와 제거 가능하게 결합되며, 상기 LMRP는 제1 및 제2 제어 포드를 가지고, 상기 제1 및 제2 제어 포드는 각각 상기 BOP를 제어하기 위하여 상기 BOP와 유압식으로 통신함 - 으로서,
상기 해저 BOP를 동작시키기 위한 명령을 포함하는 제1 명령 신호를 생성하는, 해면에 또는 해면에 인접하게 위치되는 표면 로직 솔버와,
상기 제1 제어 포드에 부착되며 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 제1 해저 로직 솔버 - 상기 제1 해저 로직 솔버는, 상기 제1 해저 로직 솔버가 상기 표면 로직 솔버로부터 상기 제1 명령 신호를 수신하고 상기 제1 제어 포드를 활성화시킴으로써 상기 제1 명령 신호 내의 상기 명령을 구현하여 상기 BOP를 동작시킬 수 있도록, 상기 제1 제어 포드와 통신함 - 와,
상기 제2 제어 포드에 부착되며 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 제2 해저 로직 솔버 - 상기 제2 해저 로직 솔버는, 상기 제2 해저 로직 솔버가 상기 표면 로직 솔버로부터 제2 명령을 포함하는 제2 명령 신호를 수신하고 상기 제2 제어 포드를 활성화시킴으로써 상기 제2 명령을 구현하여 상기 BOP를 동작시킬 수 있도록, 상기 제2 제어 포드와 통신함 -
를 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착되고, 상기 유압 커넥터는 상기 제1 해저 로직 솔버와 상기 제2 해저 로직 솔버와 통신하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 하부 스택은 유압 커넥터에 의해 상기 LMRP에 부착되고, 상기 유압 커넥터는 어큐물레이터(accumulator)에 의해 동력공급(power)되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버, 상기 제1 해저 로직 솔버, 및 상기 제2 해저 로직 솔버는, 각각 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함하며, 상기 제1 해저 로직 솔버 또는 상기 제2 해저 로직 솔버, 또는 그 양자는 확장된 입/출력(I/O) 카드를 포함하는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 표면 로직 솔버에 연결된 인간 기계 인터페이스 패널과,
상기 표면 로직 솔버에 의해 검출된 미리 정해진 조건에 기초하여 상기 표면 로직 솔버에 명령을 자동적으로 발행(issue)하는, 상기 표면 로직 솔버와 통신하는 자동 제어기와,
제1 위치와 제2 위치 - 상기 제1 위치는 상기 표면 로직 솔버와 상기 인간 기계 인터페이스 패널 사이의 통신을 개통하고(open), 상기 제2 위치는 상기 표면 로직 솔버와 상기 자동 제어기 사이의 통신를 개통함 - 를 가지는 키 스위치
를 더 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)에 대한 중복 제어 시스템.
해저 분출 방지기(BOP)를 제어하는 방법으로서,
(a) 해면에 또는 해면에 인접하게 위치되는 표면 로직 솔버에 의해 명령을 포함하는 제1 명령 신호를 생성하는 단계와,
(b) 하부 마린 라이저 패키지에 부착된 제1 해저 로직 솔버에 상기 제1 명령 신호를 전송하는 단계와,
(c) 어큐물레이터(accumulator)에 연결되고 하부 스택 내에 있는 유압 제어 유닛에 부착되는 제2 해저 로직 솔버에 상기 명령을 포함하는 제2 명령 신호를 전송하는 단계 - 상기 유압 제어 유닛은 상기 해저 BOP와 통신함 - 와,
(d) 상기 제2 명령 신호 내의 상기 명령에 따라 상기 유압 제어 유닛을 이용하여 상기 해저 BOP를 동작시키는 단계를 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)를 제어하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 표면 로직 솔버와 상기 제1 해저 로직 솔버 사이의 광케이블을 통해 수행되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)를 제어하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 (c) 단계는 상기 제1 해저 로직 솔버와 상기 제2 해저 로직 솔버 사이의 구리 배선을 통해 수행되는 것인, 해저 분출 방지기(BOP)를 제어하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 (b) 단계 이후 그리고 상기 (c) 단계 이전에, 상기 제1 명령 신호를 광학 신호로부터 구리 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는, 해저 분출 방지기(BOP)를 제어하는 방법.