用于钻探系统资产的生命周期管理的图形编索引的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月14日提交的美国临时专利申请第62,147,210号的优先权，所述临时专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

本文中所公开的实施例大体上涉及海底油气钻探系统。具体地说，所述实施例涉及海底油气钻探子系统及其关联组件的生命周期和使用情况跟踪。

背景技术：

在油气钻探应用中，当前没有可能实时跟踪或管理特定钻探子系统的生命周期数据。举例来说且非限制地，随着需求的增加，通常将维护数据、设备状态、设备使用情况、设备寿命和传感器校准数据手动地录入到数据库中。此外，当特定设备的配置例如由于定期或基于条件的维护任务而改变时，包括关于所述设备的各种子系统的信息的数据库在操作员重新配置所述数据库以前不会反映配置改变。

因而，除了因为生命周期跟踪依赖于手动数据录入而易出错之外，生命周期跟踪通常还耗时且代价高。此外，当在大量资产的整个生命周期内管理所述资产时，上文所提到的问题会甚至更明显。

技术实现要素：

鉴于前述缺陷，需要改进油气钻探子系统的生命周期跟踪。此外，需要将生命周期跟踪与操作和管理工作流程无缝地整合。本文中所表征的实施例帮助解决这些缺陷。

举例来说，所述实施例提供描绘防喷器(bop)堆栈配置的图形界面。所述实施例允许无缝地更新联接到控制所述bop堆栈的bopmux控制系统的操作数据库。所述操作数据库可以是包括快速密钥值存储区的(rdbms)/nosql数据库，且可以是面向文档的数据库和/或面向对象的数据库。所述操作数据库还可以是物理数据库。

在一个用例中，操作员可通过“拖动”隔舱(pod)的图形模型(例如图标)离开所述堆栈而从所述bop堆栈配置移除所述隔舱。所述操作员接着可将表示备用隔舱的另一图形模型拖放到所述堆栈上。这些操作通过以下方式自动地将与所述已移除隔舱相关的数据与所述操作数据库解除关联：从所述操作数据库移除所述数据并随后将所述数据存储在“休眠”数据库中，所述“休眠”数据库还可以是关系数据库或物理数据库，如上文所描述。另外，与所述备用隔舱相关的数据自动地与所述操作数据库相关联。这些操作自动地停止所述已移除隔舱的生命周期跟踪并自动地开始新近放置在所述bop堆栈上的所述备用隔舱的生命周期跟踪。

在所述实施例中，所述操作数据库可最初由原始材料清单和制造而建构，且所述操作数据库提供可出于周期计数目的(使用情况/生命周期)而跟踪的组件配置。在使用图形界面的情况下，操作员可更改所述操作数据库中表示的所述堆栈配置。可将与给定图形组件相关联的数据插入在所述数据库中，从而整合所述数据库中表示的所述堆栈配置，而可将与已移除组件相关联的数据与所述操作数据库解除关联并放置在休眠数据库中。替代实施例可包括额外特征，例如通过“双击”hmi上的子系统而“隧穿”到子系统的分解中的能力。

所述实施例使能够在跟踪使用情况的同时维持所述堆栈的配置次序。此技术还降低了与计数组件激活相关联的不准确性。这些不准确性通常会导致对确定可靠性和可维护性有价值的信息损失。具体地说，所述实施例促进基于条件的维护，在海底bop布置(特别是用于高压环境中的那些布置)中是有利的。

根据所述实施例而开发的系统显著地减少了用于找到子系统元件以处理配置改变的搜索时间。还提供图形关联以协助在经由图形关联来维持关系的同时识别正确的组件/子系统。所述实施例可使用访问一个或多个数据库的一个或多个计算装置予以实施。

下文参考附图来详细地描述本发明的另外特征和优点，以及本发明的各种实施例的结构和操作。应注意，本发明并不限于本文中所描述的特定实施例。本文中仅出于说明性目的而呈现此类实施例。基于本文中所包括的教示，额外实施例对于相关领域的技术人员来说将显而易见。

附图说明

说明性实施例可具体化各种组件和组件布置。附图中示出说明性实施例，贯穿附图，相同的参考数字可在各个附图中指示对应或类似零件。附图是出于说明实施例的目的且不应被认作限制本发明。鉴于附图的以下详细描述，本发明的新颖方面对于相关领域的技术人员来说应变得显而易见。

图1示出根据实施例的系统。

图2示出防喷器(bop)堆栈的子系统。

图3示出根据实施例的人机界面的图形界面。

图4是根据实施例的系统的图示。

图5描绘根据实施例的方法的流程图。

图6是根据实施例的装置的框图。

具体实施方式

虽然本文中针对特定应用而描述说明性实施例，但应理解，本发明并不限于此情形。能够获得本文中所提供的教示的所属领域的技术人员将认识到在所述教示的范围内的额外应用、修改和实施例及本发明将显著地实用的额外领域。

图1示出根据实施例的系统100。系统100包括多个组件，其中的一些组件在岸上，如在图1中的虚线的右侧所描绘，而其中的一些组件可在海上，位于钻探船等等上，如在所述虚线的左侧所描绘。

海上组件可包括用于油气钻探应用的多个系统。在图1中，举例来说，海上组件包括bopmux控制系统116、服务器114、防喷器堆栈112、操作数据库122和天线118。防喷器堆栈112可浸在水中。天线118、bopmux控制系统116、操作数据库122和服务器114可位于钻探船或钻探平台或钻机上，且可经由提供电力、液压和通信支持的脐状系统而链接到防喷器堆栈112。天线118可经由

卫星120而在海上组件与岸上组件之间提供连接性。

系统100的岸上组件可包括多个控制终端(例如计算机102和计算机108)以用于监测和控制一个或多个海上系统。计算机102和计算机108可经由服务器128和网络106而连接到卫星120。示范性系统100的岸上组件还包括多个休眠数据库(例如数据库124和数据库126)，其包括与各种备用组件相关联的数据。

在示范性实施例中，技术员110或技术员104中的任一位可在海上组件的整个生命周期期间以图形方式跟踪其使用情况。举例来说，一位用户110可访问计算机108上的hmi并查询关于防喷器堆栈112的子系统的信息。可通过单击或双击表示子系统的特定图形模型而实现查询。

此外，虽然休眠数据库被示出为在岸上且操作数据库被示出为在海上，但它们可处于相同位置，且它们可在岸上或在海上。在一些实施例中，所有前述数据库都可位于图1所示出的服务器中的任一个上。

包括于数据库中的信息可包括生命周期数据，例如：序列号、投运日期、操作状态、使用情况、服务记录、校准数据等等。一般来说，信息可位于在防喷器堆栈112的本地或远离防喷器堆栈112的数据库中。

一般来说，在第一方面中，实施例可包括第一数据库(例如操作数据库)，第一数据库直接从bopmux控制系统接收bop堆栈数据(例如已使用周期和传感器测量)。第一数据库包括与安装在bop堆栈上的一组组件相关的数据。在第二方面中，实施例包括第二数据库(例如休眠数据库)，第二数据库包括与安装在bop堆栈上的组件无关(即，与包括于第一数据库中的信息无关)的生命周期信息。具体地说，第二数据库中的信息可与一组备用组件相关，且所述信息不会随着bop堆栈操作而更新。换句话说，对于信息存储在第二数据库中的组件不进行生命周期跟踪。

如下文所论述，技术员可将表示替换子系统的图形模型拖放到防喷器堆栈112的图形表示中。当拖放表示替换子系统的图形模型时，操作数据库122被自动地重新配置有关于替换子系统的数据。已替换数据(与子系统相关联)被自动地解除关联且放置在休眠数据库中的一个中。

因而，实施例使能够利用在已发生设备配置改变之后自动地配置操作数据库的能力跟踪海上子系统的生命周期。此外，实施例显著地减少了为找到子系统内的元件所需要的搜索时间。

此外，实施例提供图形关系以协助识别正确的组件/子系统，同时经由图形关联来维持其与其它子系统的关系。举例来说，系统100可包括特定数据库(来自原始材料清单)以表示给定保真度水平，这是因为所述保真度水平与出于周期计数目的(即，出于使用情况/生命周期)而需要跟踪的组件配置相关。

具体地说，在使用图形界面的情况下，操作员可在操作数据库122中更改防喷器堆栈112的配置。与给定图形组件相关联的所有数据由于hmi中的图形改变而重新关联。额外特征是通过“双击”表示hmi上的子系统的图形模型而“隧穿”到子系统的分解中的能力。数据可包括关于组件的任何信息，例如传感器校准数据。

图2是防喷器堆栈112的图示。在实施例中，防喷器堆栈112的2-d或3-d表示可用于在计算机108上执行的hmi中。防喷器堆栈112的子系统中的每一个可以是链接到后端操作数据库中的一个或多个条目的特定图形模型。一个或多个条目可包括各种各样的生命周期和/或使用情况数据。此过程允许用户快速上拉显示关于特定图形模型的信息及关于对应子系统的所有信息的窗口。

举例来说，防喷器堆栈112可包括下部隔水管平台(lmrp)202和下部堆栈204，其中的每一个包括多个子系统。lmrp202可包括一个或多个隔舱(例如隔舱206和隔舱208)。

lmrp202中的每一个中的每个组件可以图形方式在hmi上予以表示。举例来说，隔舱206和隔舱208(包括于lmrp202中的两个组件)各自可具有与其链接的特定图形模型。图形模型可以是逼真的2-d或3-d表示，或可以是图标、下拉菜单中的项目，或任何其它图形表示。

在一些实施例中，一个或多个组件可能并不以图形方式在lmrp202和下部堆栈204中的任一个中予以表示。此外，对于每个特定组件，对应图形模型可以是或可以不是分层的。防喷器堆栈112的子系统可被表示为没有或具有其子组件。

在被表示为具有其子组件的子系统中，用户可“隧穿”穿过图形模型以访问表示子系统的子组件的其它图形模型。可通过单击或通过发出预定击键而实现此隧穿。在实施例中，表示子系统的图形模型可包括表示子系统的子组件的次级图形模型。层次级别可取决于子系统的复杂度。

图3示出根据实施例的hmi300。hmi300可以由图1中的计算机108和计算机102中的至少一个的处理器执行的指令的形式予以体现。在一些实施例中，能够指导计算机108的处理器执行hmi300的指令可位于与计算机108相关联的存储媒介上，或所述指令可位于服务器114或服务器128上。

hmi300包括表示防喷器堆栈112的若干子系统的图形模型。举例来说，图形模型302可表示隔舱206，且图形模型316可表示隔舱208。类似地，hmi300可包括用于防喷器堆栈112的其它子系统(例如环形防喷器320、闸板式防喷器322、闸板式防喷器324和闸板式防喷器318)的图形模型。hmi300还可包括图形模型330和图形模型340，其表示库存的且可供用作隔舱206或208中的任一个的替换物的备用隔舱。

在表示隔舱的每个图形模型中，子组件可由其自己的图形模型表示。举例来说，图形模型302包括子组件304、306、308和326。图形模型316包括子组件310、312、314和328。由图形模型330和图形模型340表示的备用隔舱包括表示其相应子组件(图3中未编号)的图形模型。在一些实施例中，与子组件相关联的图形模型可以是可见的。在其它实施例中，所述图形模型可能是不可见的，且操作员单击或发出键盘命令以导览整个层次。

在一种情境中，操作员可将图形模型316移出hmi300的第一区332并将其放置在别处，例如放置在第二区334中。操作员接着可将图形模型330拖放到图形模型316先前所处的区中。此动作通过识别正确的数据模型并将其与关于图形模型330的正确的配置索引相关联而自动地重新配置后端数据库，所述相关联是通过利用与正确的配置316相关联的图形模型进行替换而进行。

应注意，除了拖放之外的操作也可用来重新配置操作数据库。一般来说，从hmi进行的任何动作可具有将来自操作数据库的数据重新关联且改变操作数据库的效应。举例来说，可从下拉菜单、单选钮、单选按钮或通常用于hmi的图形用户界面(gui)中的任何其它图形对象访问与备用零件相关联的图形模型。此外，在其它实施例中，用户可导出配置文件，利用与备用零件相关联的数据更改所导出的文件，且随后将所更改的文件导入到hmi中以便致使重新关联。在另外其它实施例中，可由操作员发出语音命令以实现操作数据库的改变。

另外，在维护期间，一旦隔舱208被与图形模型330相关联的备用隔舱替换，就无需录入新数据。换句话说，关于备用隔舱的生命周期数据自动地存储在操作数据库122中，且与隔舱208相关联的数据放置在休眠数据库中且与操作数据库122解除关联。此外，万一将隔舱208部署到另一bop堆栈，那么隔舱208的数据将会自动地与被安装隔舱208的bop堆栈的操作数据库相关联。无需除了通过hmi的交互之外的用户干预。因而，实施例提供生命周期管理和跟踪技术的无缝整合。此外，实施例允许在移动资产以用于与其它钻探船/钻机一起使用或用于维修时且一般来说在零件被调换时进行自动化生命周期跟踪。

在另一情境中，实施例提供用于将校准数据递送到bopmux控制系统116的自动化构件。校准数据可与位于防喷器堆栈112的子系统中的一个或多个传感器相关联。作为实例且非限制地，此类传感器可感测温度、压力、位置、振动和流量。还预期通常用于油气钻探系统中的其它传感器。

可由于所关注变量的绝对测量的误差而需要校准。因而，可将校准数据经由天线118从云网络提供给bopmux控制系统116。具体地说，在特定传感器安装在子系统上之前，校准数据可与所述传感器相关联。

举例来说，可将隔舱208的传感器(例如子组件314)的校准数据加载在操作数据库122上。可使用探针以例如利用条形码或射频识别(rfid)读取器自动地读取传感器的序列号。接着可在数据库中将校准数据与传感器的序列号相关联，以使传感器与其校准数据唯一相关。

以前述方式，如果通过将传感器的图形模型从第一隔舱拖放到第二隔舱而重新分配传感器，那么操作数据库中与传感器相关联的校准数据自动地与第一隔舱解除关联。因此，在实施例中，无需重新校准，这是因为bopmux控制系统116可在重新分配完成时自动地被提供适当校准数据。

图4是根据实施例的系统400的图示。具体地说，图4描绘用于提取和管理来自地面控件(即，来自钻探船或钻机404)或来自岸上终端(如图1所示出)的数据的情境。

防喷器堆栈112可由bopmux控制系统116控制。与防喷器堆栈112相关联的数据和事件可记录在模块406中，模块406可以是数据存储媒介。可以是根据大数据框架而配置的服务器的模块410可从模块406拉取数据。模块410将数据组织成可用于操作员的见解深入的信息。

举例来说，模块410可通过对从模块406检索的数据应用预定规则来组织所述数据。模块410随后可根据按照应用所述规则而获得的结果来组织所述数据。周期计数、设备状态和故障预测是可根据从模块406检索的原始测量数据而推断的示范性信息。

所产生的信息可保存在操作数据库中并与防喷器堆栈112的对应子系统相关联。此信息可被检索以供钻机404的人员(技术员416)经由模块412进行观测，模块412可位于钻机404上的计算机终端上。所述信息还可被检索以供位于海上的控制人员(技术员418)经由模块414进行观测。模块414可以是位于海上终端上的控制门户。一般来说，模块414可以是工作站、平板电脑装置，或在工作站上运行的应用程序。所述信息可被观测，且如上文所描述，可在特定子系统被替换的情况下与所述子系统解除关联。

图5示出根据实施例的示范性方法500。方法500可由计算装置的处理器执行。方法500在框502处开始，且包括在人机界面的第一区中拖放图形模型(框504)，如关于图3所描述。一旦拖放操作已完成，处理器就可接收指示拖放操作已完成的命令(框506)。

方法500可包括将与图形模型相关的数据与后端操作数据库相关联(框508)。另外，与在拖放图形模型之前移除的先前图形模型相关联的任何数据可与操作数据库解除关联。方法500在框510处结束。

方法500包括由处理器实现包括与防喷器堆栈配置相关的信息的操作数据库的改变。可响应于在hmi上进行的拖放操作而进行改变。

拖放操作可包括将第一图形模型移动到hmi的第一区。图形模型可与防喷器的子系统(例如隔舱)相关联。

方法500还可包括实现除了第一操作数据库之外的另一操作数据库的额外改变。也就是说，拖放操作可触发若干数据库的重新配置。

在其它实施例中，改变可包括从操作数据库移除第一数据集，第一数据集与第一图形模型相关联。改变还可包括将第二数据集与数据库解除关联，第二数据集不同于第一数据集。具体地说，第二数据集可与意图由于拖放操作而替换的子系统相关联。

图6是控制器600的框图，控制器600包括具有特定结构的处理器602。所述特定结构是由存储在存储器604中的指令和/或由可由处理器602从存储媒介618获取的指令620赋予到处理器602。存储媒介618可与控制器600处于相同位置，或位于别处并以通信方式联接到控制器600。

控制器600可以是独立式可编程系统，或可以是位于大得多的系统中的可编程系统。举例来说，控制器600可以是服务器114或服务器128的一部分，且可被远程访问。

控制器600包括一个或多个硬件和/或软件组件，所述一个或多个硬件和/或软件组件被配置成获取、解码、执行、存储、分析、分布、评估和/或分类信息。此外，控制器600可包括输入/输出(i/o)414，i/o414被配置成与包括操作和休眠数据库(例如数据库122、124和126)的多个组件介接。

处理器602包括一个或多个处理装置或核心(未示出)。在实施例中，处理器602可包括多个处理器，每个处理器具有一个或多个核心。处理器602可被配置成执行从存储器604(即，从存储器块612、存储器块610、存储器块608或存储器块606中的一个)获取的指令。所述还可从存储媒介618或从经由通信接口616而连接到控制器600的远程装置予以获取。

此外，在不损失一般性的情况下，存储媒介618和/或存储器604可包括易失性或非易失性、磁性、半导体、磁带、光学、可卸除式、非可卸除式、只读、随机存取或任何类型的非暂时性计算机可读计算机媒介。存储媒介618和/或存储器604可包括可由处理器602使用的程序和/或其它信息。此外，存储媒介618可被配置成记录在控制器600的操作期间处理、记录或收集的数据。数据可以符合数据存储惯例的多种方式加时间戳、加位置戳、编目、编索引或进行组织。

作为实例且非限制地，存储器块606可包括在由处理器602执行时致使处理器602进行某些操作的指令。操作可包括响应于已在人机界面(hmi)上进行拖放操作而实现联接到处理器的操作数据库的改变。改变可包括将包括于休眠数据库中的信息与操作数据库相关联。在实施例中，hmi可包括第一图形模型和第一区，且拖放操作可包括将第一图形模型移动到第一区。

第一图形模型可与防喷器堆栈的子系统相关联，且所述子系统可以是隔舱。操作还可包括在将第一图形模型移动到第一区之前拖动第二图形模型远离第一区。

操作可包括实现另一操作数据库的额外改变。改变可包括从操作数据库移除第一数据集。改变还可包括将第二数据集与通过拖放操作而移动的图形模型相关联。第一和第二数据集是不同的。作为实例，操作数据库可以是面向对象的数据库。

结论

相关领域的技术人员将了解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下配置上文所描述的实施例的各种适配和修改。举例来说，实施例可用来将生命周期跟踪数据提供到第三方认证机构、监管者等等。另外，实施例适用于海底和地面系统，且预期生命周期跟踪被使用的任何工业设置。举例来说，实施例可用来跟踪电厂处的零件。

此外，实施例在整个零件寿命内而不仅仅在部署零件时提供生命周期跟踪能力。举例来说，数据库可包括源自在制造厂处的组件被部署之前对其进行测试的周期计数。因此，实施例还可用来在制造和测试阶段期间跟踪生命周期数据。因而，鉴于前述内容，应理解，在所附权利要求书的范围内，可以与如本文中特定地所描述的方式不同的方式实践本发明。