用于水下软管替换的方法及设备与流程

本申请请求享有2014年2月18日提交的临时专利申请第61/941,356号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及液压软管的替换。更具体而言，本公开涉及联接于位于水下的防喷器(BOP)的液压软管的替换。

背景技术：

离岸探油行业中的公司的相当大财政损失可归因于在认为BOP连接于井来允许流体从井的安全取回时防喷器(BOP)与离岸井分开所花费的时间的量。BOP出于除BOP的大体维护之外的许多原因从井拉动。例如，用于从井拉动BOP的一个普通原因在于连接于BOP的故障液压软管。软管可出于多种原因变得有故障，如，软管中的泄漏或松开/坏的连接。由于BOP可具有几十或甚至几百个软管连接，故BOP可需要在计划的钻井时间期间从井拉动多次以便固定或替换故障软管。因此，减小财政损失的关键在于减少BOP拉动来固定/替换故障软管的次数。

技术实现要素：

减少BOP拉动来固定/替换故障软管的次数可通过在水下替换联接于BOP的故障软管来实现，这与拉动BOP之后的离岸船舶上的相反。根据一个实施例，一种用于替换联接于位于水下的BOP的第一软管的设备可包括构造成联接于联接至BOP的软管配件的第一扳头。设备还可包括第二扳头，其联接于第一扳头，并且构造成联接于回转配件，其中回转配件将第一软管联接于软管配件。设备还可包括联接于第二扳头的动力单元，其中动力单元构造成引起第二扳头相对于第一扳头旋转，其中第二扳头的旋转引起回转配件相对于软管配件旋转。

根据另一个实施例，一种用于替换联接于位于水下的BOP的软管的设备可包括用于联接于联接至BOP的软管配件的器件，以及用于联接于回转配件的器件，其中回转配件将第一软管联接于软管配件，并且其中用于联接于回转配件的器件联接于用于联接于软管配件的器件。设备还可包括用于引起用于联接于回转配件的器件相对于用于联接于软管配件的器件旋转的器件，其中用于联接于回转配件的器件的旋转引起回转配件相对于软管配件旋转，并且其中用于引起用于联接于回转配件的器件旋转的器件联接于用于联接于回转配件的器件。

根据又一个实施例，一种用于替换联接于位于水下的BOP的软管的方法可包括将机电工具联接于联接至BOP的软管配件，以及利用机电工具使第一回转配件相对于软管配件旋转，其中第一回转配件将第一软管联接于软管配件，并且其中第一回转配件旋转，直到第一软管与软管配件断开。该方法还可包括利用机电工具将第二回转配件联接于软管配件，其中第二回转配件将第二软管联接于软管配件。该方法还可包括利用机电工具使第二回转配件相对于软管配件旋转，其中第二回转配件旋转，直到第二软管牢固地联接于软管配件。

前文相当宽泛地略述了本发明的特征和技术优点，以便可更好地理解以下的本发明的详细描述。将在下文中描述形成本发明的权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域技术人员应当认识到的是，公开的构想和特定实施例可容易地用作用于修改或设计其它结构用于实现本发明的相同目的的基础。还应当由本领域技术人员认识的是，此类等同构造并未脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。认作是本发明的特征(关于其组织和操作方法两者)的新颖特征，以及另外的目的和优点将在连同附图考虑时从以下描述更好地理解。然而，将清楚地理解的是，附图中的各个仅提供用于图示和描述的目的，并且不旨在作为本发明的限制的限定。

附图说明

为了更完整理解公开的系统和方法，现在参照连同附图进行的以下描述。

图1为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的设备的示意性模型。

图2为示出根据本公开的一个实施例的用于替换软管的设备可联接于其的软管配件和回转配件的示意性模型。

图3为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的设备的仰视图的示意性模型。

图4为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的接合的设备的示意性模型。

图5为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的方法的流程图。

具体实施方式

图1提供了根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的设备的图示。设备可包括第一扳头102和第二扳头104。第一扳头102可构造成联接于联接至BOP(未示出)的软管配件(未示出)。在一些实施例中，第一扳头102可包括一个或更多个弹簧加载的滚珠轴承(未示出)，以有助于联接于软管配件。第二扳头104可以以如下方式联接于第一扳头102，使得允许第一扳头102保持就位，而第二扳头104相对于第一扳头102旋转。第二扳头104可构造成联接于回转配件(未示出)。作为实例而不限制，图2提供了根据本公开的一个实施例的用于替换软管的设备可联接于其的软管配件和回转配件的图示。根据一个实施例，第一扳头102和第二扳头104可分别联接于软管配件106和回转配件108。在一些实施例中，软管配件106可联接于BOP(未示出)，而回转配件108可将软管110联接于软管配件106。根据一个实施例，软管和/或回转配件可为工业联合委员会(JIC)标准配件。

返回图1，设备100还可包括动力单元112。动力单元112可联接于第二扳头104，并且可构造成引起第二扳头104相对于第一扳头102旋转。例如，动力单元112可包括马达(未示出)。马达可联接于驱动齿轮114，其可接收来自马达的能量。在一些实施例中，驱动齿轮114可联接于至少一个传动轴116，以将运动从驱动齿轮114传递至另一个齿轮。例如，根据一个实施例，设备100还可包括至少一个正齿轮118，其由传动轴116驱动以将转矩传送至第二扳头104。在驱动齿轮114驱动传动轴116时，传动轴116可驱动正齿轮118来将运动从驱动齿轮114传递至正齿轮118。根据实施例，在正齿轮118将转矩传送至第二扳头104时，第二扳头104可旋转，这可引起回转配件相对于软管配件旋转。在一些实施例中，在第二扳头104和回转配件旋转时，第一扳头102可保持联接于软管配件，并且软管配件可保持联接于BOP，使得第一扳头102经历最小旋转或没有旋转。

在一些实施例中，设备100还可包括相机(未示出)，其可定位在设备100上，使得相机的观察区域包括至少第一扳头102和第二扳头104。例如，在一个实施例中，相机可定位在位置120处。在另一个实施例中，相机可定位在位置122处。根据实施例，设备100可能够在高达3500米的水深度处使用，并且相机可允许远程操作的水下运载工具(ROV)或井的操作者在设备100试图除去和/或替换联接于水下机电结构如BOP的软管时，远程观察至少第一扳头102和第二扳头104。

尽管图1的图示示出了第一扳头102为用于联接于(例如，接收)六角软管配件的六角扳头，但第一扳头102可大体上为可调整或可互换的，使得第一扳头102匹配软管配件的形状。同样地，第二扳头104可为如图1中所示的六角扳头，但其不必须是六角扳头，而是相反地第二扳头104可大体上为可调整或可互换的，使得第二扳头104匹配联接于软管的回转配件的形状。大体上，第一扳头102和/或第二扳头104的内部形状可为分别联接于软管配件和回转配件所需的任何形状，而不在精神或范围上脱离本公开。

图3为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的设备100的仰视图的示意性模型，而图4为示出根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的接合的设备100的示意性模型。例如，图4示出了处于使回转配件旋转以将软管110与联接于BOP124的软管配件断开的位置的设备100。由于相同设备100可用于将新软管联接于软管配件，故在另一个实施例中，图4可示出处于使回转配件旋转以将新软管联接于联接至BOP124的软管配件的位置的设备100。

鉴于本文中所示和所述的示例性系统，可根据公开的主题实施的方法将参照各种功能框图更好地认识到。尽管出于简化说明的目的，方法示为和描述为一系列动作/框，但将理解和认识到的是，要求权利的主题不由框的数量或顺序限制，因为一些框可以以不同顺序发生，并且/或者在与本文中绘出和描述的其它框大致相同的时间处发生。此外，可不需要所有示出的框来实施本文中所述的方法。将认识到的是，与框相关联的功能性可由本文中公开的系统或其它机电结构实施，而不在精神或范围上背离本公开。

图5示出了根据本公开的一个实施例的用于替换联接于位于水下的BOP的软管的方法500。注意的是，方法500的实施例可利用上文关于图1和3-4所述的系统来实施。例如，方法500的实施例可由设备100实施。大体上，方法500的实施例可由其它机电结构实施，而不背离本公开，只要机电结构直接地或间接地支持如本文中所述的操作。

具体而言，所示实施例的方法500包括在框502处将机电工具联接于联接至BOP的软管配件。在框504处，方法500还包括利用机电工具使第一回转配件相对于软管配件旋转，其中第一回转配件将第一软管联接于软管配件。当第一回转配件旋转来断开第一软管时，第一回转配件可旋转，直到第一软管与软管配件断开。在一些实施例中，机电工具的至少第一部分保持联接于软管配件，而机电工具的至少第二部分使第一回转配件旋转。

在框506处，方法500包括利用机电工具将第二回转配件联接于软管配件。根据实施例，第二回转配件可将第二软管联接于软管配件。例如，在第一软管从软管配件除去的情况下，替换软管可联接于软管配件。在一些实施例中，机电工具可在使第一软管与软管配件断开之后从水面处的离岸船舶取得替换软管。在另一个实施例中，机电工具可构造成保持替换软管，同时使第一回转配件和因此第一软管与软管配件断开。因此，根据一些实施例，机电工具(如例如设备100)还可包括构造成保持第二软管(例如，替换软管)的抓持单元。在又一个实施例中，第二工具可保持替换软管紧邻机电工具，同时机电工具使第一回转配件与软管配件断开。

如图5中所示，方法500还包括在框508处利用机电工具使第二回转配件相对于软管配件旋转，其中第二回转配件旋转，直到第二软管牢固地联接于软管配件。根据一个实施例，机电工具可包括压力设置部，其设置可用于将第二软管装固于软管配件的转矩值，并且第二软管可在达到转矩值时牢固地联接于软管配件。在一些实施例中，机电工具可包括转矩限制器以避免过大转矩，其可引起对配件的损坏。根据实施例，转矩值可基于配件的类型、尺寸、材料和其它特征来改变，并且机电工具的压力设置可调整以解决不同转矩值。

根据实施例，机电工具的至少第一部分保持联接于软管配件，同时机电工具的至少第二部分使第二回转配件旋转。在一些实施例中，机电工具可包括马达，其联接于多个齿轮和机电工具的至少第二部分，以引起至少第二部分使第一回转配件旋转，如在使第一软管与软管配件断开时，或者使第二回转配件旋转，如在将第二软管联接于软管配件时。

根据一个实施例，机电工具可利用ROV远程操作，而在另一个实施例中，机电工具可从离岸船舶远程操作，在该处机电工具从离岸船舶上的操作者接收指令/控制。因此，在一些实施例中，机电工具可包括相机来远程观察区域，该区域至少包括软管配件，以及第一回转配件或第二回转配件中的任一个。

图5的示意性流程图大体上作为逻辑流程图阐述。就此而言，绘出的顺序和标出的步骤指示公开方法的一个实施例。可构想出在功能、逻辑或效果上等同于所示方法的一个或更多个步骤或其部分的其它步骤和方法。此外，使用的格式和符号提供成说明方法的逻辑步骤，并且不理解为限制方法的范围。尽管各种箭头类型和线类型可用于流程图中，但它们不理解为限制对应方法的范围。实际上，一些箭头或其它连接物可用于仅指示方法的逻辑流。例如，箭头可指示所绘方法的列举步骤之间的未指定的持续时间的等待或监测时段。此外，特定方法发生的顺序可或可不严格遵守所示对应步骤的顺序。

尽管参照了许多特定细节描述了本文中所述的公开的实施例，但本领域技术人员将认识，本公开的实施例可以以其它特定形式实施，而不脱离本公开的实施例的精神。因此，本领域技术人员将理解，本文中所述的实施例不由前述示范性细节限制，而是相反地由所附权利要求限定。

尽管详细描述了本公开及其优点，但应当理解的是，可在本文中作出许多改变、置换和变化，而不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质成分、器件、方法和步骤的特别实施例。如本领域技术人员将从本发明容易认识到的，执行大致相同功能或实现与本文中所述的对应实施例大致相同的结果的、目前存在或随后开发的公开、机器、制造、物质成分、器件、方法或步骤可根据本公开使用。因此，所附权利要求旨在将此类过程、机器、制造、物质成分、器件、方法或步骤包括在它们的范围内。