专利名称：海底控制系统诊断的制作方法
海底控制系统诊断
背景技术：
对海底设备故障的干预或检修可能非常昂贵和费时。如果在系统出故障之前可以诊断和/或预测问题，则通过在系统出故障之前计划干预，可以从项目中节省大量运行费用。海底设备的液压控制系统是其完整性极大地影响海底生产系统的功能的关键部件。应该通过一切手段防止或尽快修复液压控制系统的故障以保证海底生产系统正常运行。与液压控制系统相关联的一些常见故障模式包括，例如，供应/功能管或定向控制阀 (Directional Control Valve,DCV)泄漏、海底过滤器堵塞、储压器(accumulator)预充气体逸出、和致动器弹簧力和密封摩擦力变化。预测海底液压故障的传统方法依赖于直观检查阀特征和讲述系统问题的操作人员。这种人工诊断的有效性在很大程度上依赖于操作人员的经验；即使熟练的操作人员也不能总是检测到随时出现的阀特征的微小变化，或确定这样的变化是由故障部件引起的还是由诸如钻探压力以及相关联的弹簧力的正常操作条件变化引起的。需要一种液压诊断工具。这样的工具应该设计成在故障之前检测和诊断海底液压控制系统的故障模式，以便减少干预成本和停产时间。还需要一种在故障之前监视海底系统的通信系统以便减少干预成本和停产时间的方法。
发明内容
在用于确定液压控制系统的性能的当前公开的方法中，记录包括来自系统中的压力传感器的在致动器打开/关闭期间记录的压力读数的阀特征，然后将所述阀特征与模拟阀特征相比较，以确定系统参数。系统参数(使用模拟而被发现)随时间的变化提供了系统状况的指示，后者可以用于对采取纠正行动做出判定。此外还提供了一种使用供应和功能管线阀特征的再充压部分确定液压控制系统中的问题的方法。随着压力增大而增大的供应和功能管线阀特征之间的压力差指示泄漏， 而阀特征平行(parallel)则指示传感器漂移。还进一步提供了用于确定液压控制系统中是否存在泄漏和/或堵塞的方法。在系统集成测试期间，从位于系统中的供应和功能管线中的压力传感器记录阀特征。使用在系统集成测试期间记录的阀特征和致动器体积Vart计算初始流阻CV(I。在系统运行期间从所述压力传感器记录阀特征。计算系统运行期间
权利要求
1.一种用于监视液压控制系统的状况的方法，包括a)捕获液压控制系统的布局和参数；b)在系统集成测试期间捕获阀特征；c)通过使用模拟算法和调整液压控制系统的参数来生成与在系统集成测试期间捕获的阀特征一致的模拟阀特征；d)记录用于生成与在系统集成测试期间捕获的阀特征一致的模拟阀特征的液压控制系统的参数；e)针对海底阀打开/关闭捕获阀特征；f)通过使用模拟算法和调整液压控制系统的参数来生成与针对海底阀打开/关闭捕获的海底阀特征一致的模拟海底阀特征；g)记录用于生成与针对海底阀打开/关闭捕获的阀特征一致的模拟海底阀特征的液压控制系统的参数；h)重复步骤e)，f)和g)；以及i)跟踪液压控制系统的参数随时间的变化。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据液压控制系统的参数随时间的变化来检测液压控制系统的问题。
3.如权利要求1所述的方法，其中，液压控制系统的参数包括有关管材、液压流体性质、供应压力、储压器、致动器和系统中的不同设备施加的流动限制的数据。
4.如权利要求1所述的方法，其中，液压控制系统的参数是从由如下构成的组中选择的管线长度、管线内径、管线壁厚、管线壁粗糙度、源泵压力、储压器体积、储压器预充压、 致动器体积、弹簧力、设备施加的流阻、液压流体性质、和定向控制阀下降压力。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述系统包括海底定向控制阀，并且其中所述阀特征包括在致动器打开或关闭期间记录的压力读数。
6.一种用于维护液压控制系统的性能的方法，包括a)按照权利要求1的方法监视所述系统的状况；以及b)根据对所述系统的性能的分析对所述系统进行预防性维护。
7.一种用于确定包括定向控制阀的液压控制系统的性能的方法，包括a)记录包括来自压力传感器的在储压器再充压期间记录的压力读数的阀特征；以及b)比较阀特征；其中随着压力增大而增大的阀特征的压力差指示泄漏；以及阀特征平行指示传感器漂移。
8.一种用于确定在液压控制系统中是否存在泄漏和/或堵塞的方法，包括a)在系统集成测试期间，从所述系统中的压力传感器记录阀特征；b)使用在系统集成测试期间记录的阀特征和致动器体积Vart计算初始流阻Cvtl；c)在系统运行期间从所述压力传感器记录阀特征；以及d)计算系统运行期间IlCv0^dpdt的值，其中，dp是系统运行期间随时间推移的压力传感器之间的压力差，T是致动器打开时间； 其中，
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括使用方程
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括根据压力传感器的精度计算泄漏体积的最大容许误差。
11.一种用于保持液压控制系统的性能的方法，包括a)按照权利要求10的方法确定在液压控制系统中是否存在泄漏；以及b)如果泄漏体积超过预定数量，则对所述系统进行维护。
12.如权利要求9所述的方法，其中，
13.一种用于监视海底系统的通信系统的方法，包括a)测量从海底控制模块发送到海上调制解调器的模拟信号的最大振幅；以及b)随时间推移对从海底控制模块发送到海上调制解调器的模拟信号的最大振幅进行比较。
14.如权利要求13所述的方法，其中，测量从海底控制模块发送到海上调制解调器的模拟信号的最大振幅包括i)读取从主控台发送到海上调制解调器的数字信号；以及 )根据从主控台发送到海上调制解调器的数字信号，识别从海上调制解调器接收模拟信号的海底控制模块。
15.一种用于维护海底系统的通信系统的方法，包括a)按照权利要求13的方法监视海底系统的通信系统；以及b)如果随时间推移对从海底控制模块发送到海上调制解调器的模拟信号的最大振幅的比较指示从海底控制模块发送到海上调制解调器的模拟信号的最大振幅随时间减小，则准备维护。
全文摘要
本发明提供了一种用于分析海底控制系统的运行参数和诊断/预测故障的精确、可靠的方法，尤其是使用来自例如海底控制系统的记录压力信号和评估现场设备的响应通信强度(信号振幅)检测液压控制系统中的泄漏和/或堵塞的方法。故障的预测使得有机会为干预做准备，以便例如通过订购设备、工具和/或调度干预船只，在故障出现之前将故障的影响最小化。类似地，诊断故障显著缩短干预时间。
文档编号F15B19/00GK102265042SQ200980152010
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月15日 优先权日2008年12月23日
发明者A·卡拉姆昌丹尼, B·T·坦茹, 安海岭 申请人:雪佛龙美国公司