专利名称：控制工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于工具的控制装置，工具例如为远程操作车辆(ROV)工具。本发明的控制装置的一个特定应用是控制ROV工具，以操作用于碳氢化合物流体抽取的海底采油树(Christmas tree)(和其他类似的海底建筑)设施中的阀。
背景技术：
海底采油树设施包括可以直接位于井口上方的多个阀。很多阀典型地建在这种设施上，其中一些用于控制化学制剂和添加剂的注入。由于这些阀被压入服务所处的极端深度，它们能够由ROV操作。为了这样做，ROV的臂设有必须进入接受器(诸如ROV容器(bucket)的ROV对接单元)的工具，以操作阀。
在当前可获得的系统中，如图I所示，位于表面的ROV操作者操作连接至ROV的计算机，以控制R0V。为了便于与ROV工具的接合，所有海底阀均具有接收ROV工具的ROV容器。ROV容器必须设计成符合工业规格。为了在操作期间维持相同的ROV接口并防止频繁的工具更换，通常所有阀均穿过相同的IS013628-8容器类型而连接至工具。一旦ROV工具已经与采油树上的ROV容器接合，ROV操作者就设定可以施加至ROV工具的最大转矩值。针对阀的最大转矩值通常在设备操作及维护(0&M)手册中详细说明，并且，操作者将根据所选的阀而设定将施加至该具体的阀的最大转矩。因为根据IS013628-8设计的ROV容器允许显著地高于一些海底阀的致损转矩限值(torque-to-damage limit)的最大操作转矩,在过去已产生了问题。如果由操作者设定的最大转矩是不精确的，那么ROV工具在理论上能够施加远远大于阀能够忍受的转矩。如果阀在海底受损，则将需要把设备恢复到表面，以解决该问题，导致了昂贵的操作停工期。ISO标准推荐根据阀的最大转矩针对阀而使用不同形状的容器。不同形状的容器的使用导致了对于相同的树需要更多的ROV工具，并将需要ROV能够更换各种工具。这可能需要将ROV带到表面，由于设备增加的停工期,这增加了成本。作为备选，可能需要能够在海底更换工具的更加复杂的设备，这导致了更加高效的操作，但是也导致了更加昂贵的设备。本发明的目的是克服现有技术的其中一些问题，或者至少提供现有技术系统的备选方案。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于工具的控制装置，该工具具有用于与目标物(object)上的互补特征相接合的特征，控制装置包括设在目标物上的识别器，该识别器提供涉及工具的正确使用的信息；与工具相关联的用于读取识别器的读取器；以及与读取器相通信的用于处理识别器信息并控制工具的处理器。在本发明的一个实施例中，工具是设在ROV上的ROV工具。根据本发明的控制装置提供了超出当前可获得的系统的重大优势，在于工具直接从目标物获得信息，并且该信息被处理器处理，以决定工具的正确使用。工具的正确使用可能是涉及针对工具的安全操作参数的信息。这使操作者不需要手动地加入操作参数，并且减小了选择错误的操作参数的可能性。识别器可以被动或主动地提供信息，如技术熟练人员将意识到的那样。例如，在本发明的一个实施例中，识别器可以是ID芯片，并且读取器可以是芯片读取器。作为备选，识别器可以传递涉及操作参数的信号，并且读取器可以包括用于接收信号的接收器。将会意识到，在本发明的范围内，可以使用多种识别器和读取器，关键特征是，由识别器提供的信息为能够被读取器确定的形式。
如本文中关于读取器和工具的关系而使用的术语“与...相关联”是指以如下方式提供读取器当工具靠近目标物或与目标物接合时，读取器能够读取由识别器提供的信息。在工具是ROV工具的情况下，读取器可以设在ROV工具上，或在ROV本身上，或在任意合适的位置上，使得它可以“读取”识别器信息。在本发明的一个实施例中，目标物包括用于工具的对接单元。在本发明的一个实施例中，对接单元包括由工具操作的阀的对接单元，并且优选地，阀是海底阀。工具设有用于与阀的对接单元相接合的特征，这种特征是公知的。工具能够用于按需要打开及/或关闭阀。阀可以是旋转阀，或者它可以是线性阀，或者如技术熟练人员将意识到的任意其他阀。在本发明的一个实施例中，识别器提供了涉及阀的状态的信息。该信息可以指示阀是打开的、关闭的还是处于某中间位置，或者关于阀的状态的任意其他相关的信息。从识别器获得的信息可以用于产生涉及阀的状态和操作参数的记录。将会意识到，阀仅仅是落在本发明的范围内的目标物的一个示例。能够与工具接合并由工具操作的其他目标物也将落在本发明的范围内，如技术熟练人员将容易理解的。在本发明的一个实施例中，能够以旋转的方式操作目标物，例如旋转阀，并且识别器提供涉及能够供应至工具的最大转矩的信息，最大转矩即目标物能够承受的最大转矩。在目标物是旋转阀的情况下，识别器将提供涉及在损坏之前能够供应至阀的最大转矩的信息。信息然后被处理器处理，该处理器控制工具，以将所施加的转矩限制在最大水平之下。这提供了超过现有技术系统的重大优势，因为在设定转矩值中没有人的输入，这减小了对阀造成损坏的可能性。对阀的损坏，特别是在海底环境中，导致了停工期，同时设备要维修，这是昂贵且耗时的。在其中工具是设在ROV上的ROV工具的本发明的一个实施例中，处理器位于ROV内。在其中目标物位于海底环境中的本发明的备选实施例中，例如海底阀，处理器位于表面，或在远离工具的另一位置上。根据本发明的第二方面，提供了一种具有用于与目标物上的互补特征相接合的接合特征的工具，该工具包括与工具相关联的用于读取设于目标物上的识别器的读取器，该识别器提供涉及工具的正确使用的信息；以及与读取器相通信的用于处理识别器信息并控制工具的处理器。在本发明的一个实施例中，工具是ROV工具。根据本发明的ROV工具提供了超过当前可获得的ROV工具的重大优势，在于它能够直接从目标物获得信息并且处理该信息，以决定ROV工具的正确使用。ROV工具的正确使用可能是涉及针对ROV工具的安全操作参数的信息。这使得操作者不需要手动地加入操作参数，并且减小了选择错误的操作参数的可能性。
如本文中关于读取器和工具的关系而使用的术语“与...相关联”是指以如下方式提供读取器当工具靠近目标物或与目标物接合时，读取器能够读取由识别器提供的信息。在工具是设在ROV上的ROV工具的情况下，读取器可以设在ROV工具上，或在工具所连接到的ROV上，或在任意合适的位置上，使得它可以“读取”识别器信息。工具可以设有用于与由工具操作的阀(例如采油树设施上的海底阀)的对接单元相接合的特征，这种特征是公知的。工具能够用于按需要打开及/或关闭阀。阀可以是旋转阀，或者它可以是线性阀，或者如技术熟练人员将意识到的任意其他阀。将会意识到，阀仅仅是能够使用根据本发明的工具进行操作的目标物的一个示例。在其中能够以旋转的方式操作目标物的本发明的一个实施例中，例如旋转阀，识别器提供了涉及能够供应至工具的最大转矩的信息，最大转矩即目标物能够承受的最大转矩。读取器获取该信息，而后该信息被处理器处理，该处理器控制工具，以将所施加的转矩限制在最大水平之下。这提供了超过现有技术系统的重大优势，因为在设定转矩值中没有 人的输入，这减小了对阀造成损坏的可能性。对阀的损坏，特别是在海底环境中，导致了停工期，同时设备要维修，这是昂贵且耗时的。在本发明的一个实施例中，处理器位于ROV内，ROV工具连接至该R0V。在本发明的一个备选实施例中，处理器可以位于远离工具的位置上，例如当该工具是意图在海底环境中例如为了打开及/或关闭海底阀而被操作的ROV工具时，处理器能够位于表面。根据本发明的第三方面，提供了一种具有用于与工具上的互补特征相接合的特征的目标物，该目标物包括提供涉及工具的正确使用的信息的识别器。在本发明的一个实施例中，工具是ROV工具。根据本发明的目标物提供了重大的优势，在于它传递涉及工具的正确使用的工具信息。工具的正确使用可能是涉及针对工具的安全操作参数的信息。这使得操作者不需要手动地加入操作参数，并且减小了错误的操作参数被选择的可能性。识别器可以被动或主动地提供信息，如技术熟练人员将意识到的。例如，在本发明的一个实施例中，识别器可以是ID芯片，并且读取器可以是芯片读取器。作为备选，识别器可以传递涉及操作参数的信号，并且读取器可以包括用于接收信号的接收器。将会意识到，在本发明的范围内，可以使用多种识别器和读取器，关键特征是，由识别器提供的信息处于能够由读取器决定的形式。在本发明的一个实施例中，目标物是由工具操作的阀的对接单元，并且优选地，阀是海底阀。工具设有用于与阀相接合的特征，这种特征是公知的。工具能够用于按需要打开及/或关闭阀。阀可以是旋转阀，或者它可以是线性阀，或者如技术熟练人员将意识到的任意其他阀。在本发明的一个实施例中，识别器提供涉及阀的状态的信息。该信息可以指示阀是打开的、关闭的还是处于某中间位置，或者关于阀的状态的任意其他相关的信息。从识别器获得的信息可以用于产生涉及阀的状态和操作参数的记录。将会意识到的是，阀仅仅是落在本发明的范围内的目标物的一个示例。能够与工具接合并由工具操作的其他目标物也将落在本发明的范围内，如技术熟练人员将容易理解的。在本发明的一个实施例中，能够以旋转的方式操作目标物，例如旋转阀，并且识别器提供了涉及能够供应至工具的最大转矩的信息，最大转矩即目标物能够承受的最大转矩。在目标物是旋转阀的情况下，识别器将提供涉及能够在损坏之前供应至阀的最大转矩的信息。该信息然后被与工具相关联的处理器处理，该处理器控制工具，以将所施加的转矩限制在最大水平之下。这提供了重大的优势，因为在设定转矩值中没有人的输入，这减小了对阀造成损坏的可能性。对阀的损坏，特别是在海底环境中，导致了停工期，同时设备要维修，这是昂贵且耗时的。根据本发明的第四方面，提供了一种控制工具的方法，该工具具有用于与目标物上的互补特征相接合的接合特征，该方法包括以下步骤在目标物上提供识别器，该识别器提供涉及工具的使用的信息；提供与工具相关的读取器，该读取器能够读取识别器信息；读取由识别器提供的信息；处理识别器信息，以决定工具的正确操作；以及基于识别器信息而控制ROV工具。在本发明的一个实施例中，工具是ROV工具。
根据本发明的方法提供了超过当前可获得的系统的重大优势，在于工具直接从目标物获得信息并且该信息被处理，以决定工具的正确使用。工具的正确使用可能是涉及针对工具的安全操作参数的信息。这使得操作者不需要手动地加入操作参数，并且减小了选择错误的操作参数的可能性。在本发明的一个实施例中，目标物是由工具操作的阀的对接单元，并且识别器提供了涉及阀的状态的信息，该方法还包括获取涉及阀的状态的信息的步骤。在本发明的一个实施例中，该方法包括基于从识别器获得的信息而产生记录的又一步骤。记录可以包含，例如涉及阀的位置和最大操作转矩的信息。来自海底采油树设施中的多个阀的信息能够被编译并提供给与采油树设施相关联的生产平台，以形成该树的正在进行的操作的概观。这允许产生活动记录簿。
现在，将仅仅以示例的方式参照附图描述本发明，在附图中图I显示现有技术系统的示意图；以及图2显示根据本发明的控制装置的示意图。
具体实施例方式首先参照图I，这显示了用于ROV工具4的现有技术控制装置2的示意表示。ROV工具4设在ROV 6上并且用于操作海底采油树设施10上的旋转阀8。海底采油树设施10将具有很多阀，但是为了清楚，仅仅显示了一个。为了便于ROV工具4与阀8的接合，以ROV容器12的形式提供了对接单元。ROV容器12被成形为接收ROV工具4，并且它位于采油树10上。ROV容器12作为对接器(dock)起作用，并且确保当ROV工具4与ROV容器12接合时仅具有适当形状的ROV工具4能够与阀8接合，如由箭头A指示的。然而，如上所述，相同的ROV容器12当前用于最多类型的阀8上，以维持到ROV工具4的相同接口，其通常由第三方供应。位于表面的操作者通过输入14来控制ROV 6。操作者通过查阅针对阀8的操作及维护(0&M)手册来识别特定的旋转阀8的最大转矩值。操作者然后将针对阀8的最大转矩值输入至表面便携式计算机16中，该表面便携式计算机16将指令发送至限制了最大转矩的ROV工具4，该最大转矩能够施加至针对该特定阀8的ROV工具4。通过限制被供应至ROV工具4的水压输入的压力来实现转矩限制。由于相同的ROV容器12通常用于具有不同的最大转矩的多种阀8的事实，因而会产生问题。ROV容器12的最大操作转矩可能显著地高于一些海底阀的最大转矩限值。如果操作者14输入错误的最大转矩，那么ROV工具4可能施加远远大于阀8能够忍受的转矩。这能够对阀8造成损坏，该损坏可能导致停工期，同时阀8被带至表面用于维修。现在转到图2，这显示了根据本发明的用于ROV工具24的控制装置22的示意表示。ROV工具24、ROV 26、阀28、ROV容器32以及采油树设施30的基础建筑与关于图I的系统而描述的那些相同，并且相似的部分使用增加了 20的相同编号。正如图I的装置，通、过沿着如由箭头A指示的方向移动ROV工具24，使ROV工具24与ROV容器32形成接合。识别(ID)芯片38设在ROV容器32上。ID芯片38提供关于阀28的信息，例如阀28的当前状态，即开、闭或处于中间位置，以及能够施加至阀28以改变其位置的最大转矩。将容易懂得，也可以由ID芯片38提供关于阀28的其他信息。芯片读取器40设在ROV工具24上。当芯片读取器40来到ID芯片38的范围内(由ID芯片/芯片读取器组合的选择决定的范围)时，它自动地探测ID芯片38，并读取涉及阀状态、最大转矩等的信息，如由箭头B指示的。信息然后被发送至表面便携式计算机(由箭头C指示)，该表面便携式计算机处理从ID芯片38获得的信息并向ROV工具24发送信号，以限制将通过ROV工具24施加至阀28的最大转矩。通过限制供应至ROV工具24的水压输入的压力来实现转矩限制。在一个备选实施例中，处理器可以位于ROV工具24或ROV 26 内。从ID芯片38获得的信息可以用于产生阀位置、最大转矩以及从ID芯片38获得的任何其他相关的信息的记录。从采油树30上的多个阀获得的信息的编译容许生成该树上正在进行的操作的活动记录，并且增加了全局水平的认识。活动记录可以被传递至表面上的生产平台，用于进一步分析。参照用于与海底阀28 —起使用的ROV工具24，已经描述了本发明。然而，将会清楚，这仅仅是一个示例，并且本发明可以与具有用于与目标物接合的特征的任意ROV工具一起使用。此外，本发明并不限于海底应用。
权利要求
1.一种用于工具的控制装置，所述工具具有用于与目标物上的互补特征相接合的特征，所述控制装置包括 设于所述目标物上的识别器，所述识别器提供涉及所述工具的正确使用的信息； 与所述工具相关联的用于读取所述识别器的读取器；以及 与所述读取器相通信的用于处理所述识别器信息并控制所述工具的处理器。
2.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，所述工具是设在ROV上的ROV工具。
3.根据权利要求I或2所述的控制装置，其特征在于，所述识别器是ID芯片，并且所述读取器是芯片读取器。
4.根据任一前述权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述目标物包括用于所述工具的对接单元。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述对接单元包括由所述工具操作的阀的对接单元。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述阀是海底阀。
7.根据权利要求5或6所述的控制装置，其特征在于，所述识别器提供涉及所述阀的状态的信息。
8.根据任一前述权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述识别器提供涉及能够供应至所述工具的最大转矩的信息。
9.根据权利要求2或依赖于权利要求2的权利要求3至8中的任一项所述的控制装置，其特征在于，所述处理器位于所述ROV内。
10.根据权利要求I至8中的任一项所述的控制装置，其特征在于，所述目标物位于海底环境中，并且所述处理器位于表面。
11.一种工具，具有用于与目标物上的互补特征相接合的接合特征，所述工具包括 与所述工具相关联的用于读取设于所述目标物上的识别器的读取器，所述识别器提供涉及所述工具的正确使用的信息；以及 与所述读取器相通信的用于处理所述识别器信息并控制所述工具的处理器。
12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述工具是ROV工具。
13.一种目标物，具有用于与工具上的互补特征相接合的特征，所述目标物包括 识别器，提供涉及所述工具的正确使用的信息。
14.根据权利要求13所述的目标物，其特征在于，所述工具是ROV工具。
15.一种控制工具的方法，所述工具具有用于与目标物上的互补特征相接合的接合特征，所述方法包括以下步骤 在所述目标物上提供识别器，所述识别器提供涉及所述工具的使用的信息； 提供与所述工具相关联的读取器，所述读取器能够读取所述识别器信息； 读取由所述识别器提供的所述信息； 处理由所述识别器提供的所述信息，以决定所述工具的正确操作；以及 基于所述识别器信息而控制所述工具。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述工具是ROV工具。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述目标物是由所述工具操作的阀的对接单元，并且所述识别器提供涉及所述阀的状态的信息，所述方法还包括获取涉及所述阀的所述状态的信息的步骤。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其特征在于，包括基于从所述识别器获得的所述信息而产生记录的又一步骤。
全文摘要
本发明涉及控制工具，具体而言，涉及一种用于工具(24)的控制装置(22)，工具(24)具有用于与目标物(32)上的互补特征相接合的特征，控制装置(22)包括设在目标物(32)上的识别器(38)，该识别器(38)提供涉及工具(24)的正确使用的信息；与工具(24)相关联的用于读取识别器(38)的读取器(40)；以及与读取器(40)相通信的用于处理识别器信息并控制工具(24)的处理器(36)。
文档编号E21B34/16GK102733780SQ20121011503
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者L·扎多尼, R·贝尔 申请人:韦特柯格雷公司