NO20121166A1 - System og metode for undersjoisk produksjonssystemkontroll - Google Patents

Description

SYSTEM OG METODE FOR UNDERSJØISK PRODUKSJONSSYSTEMKONTROLL

RELATERTE SØKNADER

[0001] Denne søknaden krever prioritet fra midlertidig amerikansk søknad nummer 61/322,203, innlevert 8. april 2010.

BAKGRUNN

[0002] Dette avsnittet gir bakgrunnsinformasjon for å underlette en bedre forståelse av oppfinnelsens ulike aspekter. Det er underforstått at utsagnene i dette avsnittet skal leses med denne måten, og ikke som erklæring av anførte dokumenter.

[0003] Oppfinnelsen er i allmennet relatert til utstyr og metode for kontroll av undersjøiske produksjonsoperasjoner og mer spesielt til et integrert kontroll- og instrumenteringssystem for kontroll og overvåkning av undersjøiske produksjonssystemenheter fra en reguleringsinnretning lokalisert på overflaten.

[0004] Elektrisk kraft er nødvendig for å operere diverse komponenter (f.eks. enheter og systemer) som tilhører undersjøiske produksjonssystemer. For eksempel så kreves det ofte elektrisitet i produksjonsbrønner for å operere sensorer plassert i brønnen og/eller ved brønnen, elektrisk nedsenkbar pumpe ("ESP") plassert i brønnen, og ventiler og/eller utløsere plassert i brønnen og strømningsliner. Elektrisk kraft er også nødvendig for å operere multiplikatorpumper eller kompressorer som brukes for å pumpe produksjonsvæske (f.eks. olje, vann og/eller gass) fra brønnene eller undersjøiske prosess-systemer til fjerntliggende overflatefasiliteter plassert på vannoverflaten eller på land. Det høye, elektriske kraftbehovet, harde miljøforhold og ofte lange distanser som kraften ofte må begrenses over begrenser som regel kraftmengden som kan leveres på en effektiv måte.

SAMMENDRAG

[0005] Et produksjonssystem på havbunnen i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter inkluderer flere pumper plassert under sjøen, en datahub plassert under sjøen, en prosessorbasert reguleringsinnretning plassert ved overflaten, reguleringsinnretningen på overflaten er funksjonsmessig forbundet med alle pumpene gjennom datahuben på havbunnen for å kontrollere pumpedriften. I en utforming inkluderer pumpene en brønnhullspumpe og en boosterpumpe på havbunnen.

[0006] En metode for operasjonskontroll for produksjonssystem på havbunnen i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter inkluderer kontroll av undersjøisk operasjon på et produksjonssystem på havbunnen fra en reguleringsinnretning på overflaten, og mottak av data til reguleringsinnretningen på overflaten via en reguleringssløyfe fra produksjonssystemet på havbunnen. I henhold til en utforming inkluderer kontrollen å sende ett kontrollsignal fra data lederen på overflaten til en datahub på havbunnen og videre til undersjøisk produksjonssystem.

[0007] En utforming av en metode for å operere et produksjonssystem på havbunnen omfatter flere undersjøiske pumper fra et vertsanlegg på overflaten som har en reguleringsinnretning på overflaten overflatekontroller og en elektrisk kilde, inkludert etablering av en lukket kontrollsløyfe mellom data lederen på overflaten og pumpene på havbunnen gjennom en undersjøisk distribusjonshub, kontrollere pumpene på havbunnen med data lederen på overflaten, høyspenningstilføring fra vertsanlegget på overflaten til den undersjøiske distribusjonshuben, nedtransformere høyspenningstilføringen ved den undersjøiske distribusjonshuben til en utgangsspenningseffekt til de undersjøiske pumpene.

[0008] Det forannevnte er skisser av noen av oppfinnelsens egenskaper og tekniske fordeler slik at den detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen som kommer etter kan bli forstått bedre. Oppfinnelsens ytterligere egenskaper og fordeler vill bli beskrevet i det følgende, som danner emnet for kravene i oppfinnelsen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] Offentliggjøringen er best forstått basert på etterfølgende detaljert beskrivelse når den leses med tilhørende figurer. Det understrekes at diverse elementer ikke er tegnet på målestokk, i henhold til vanlig praksis i bransjen. Dimensjonene på diverse elementer er faktisk vilkårlig økt eller redusert for klargjøre fremstillingen. Figur 1 er en skjematisk fremstilling av en utforming av et integrert kontrollsystem for produksjonssystem på havbunnen i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter. Figur 2 er en skjematisk fremstilling av en datahub på havbunnen i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter arrangert med en kraftdistribusjonshub på havbunnen. Figur 3 er en skjematisk fremstilling av en annen utforming av et integrert kontrollsystem for undersjøisk produksjonssystem.

DETALJERT BESKRIVELSE

Det er underforstått at den følgende offentliggjøringen gir mange ulike utforminger eller eksempler for implementering av ulike egenskaper av diverse utforminger. Spesifikke eksempler på komponenter og arrangementer er beskrevet nedenfor for å forenkle offentliggjøringen. Disse er selvfølgelig kun eksempler og er ikke påtenkt å være begrensende. I tillegg kan offentliggjøringen gjenta henvisningstall og/eller bokstaver i diverse eksempler. Denne gjentagelsen er gjort for enkelthets skyld og for klarhet, og er dikterer i seg selv ikke et forhold mellom ulike utforminger og/eller konfigurasjoner som er diskutert. Videre kan dannelser av en første egenskap over eller på en andre egenskap i beskrivelsen som følger inkludere utforminger hvor den første og andre egenskapen er dannet i direkte kontakt, og det kan også inkluderer utforminger hvor ytterligere egenskaper kan dannes ved å plassere dem mellom den første og andre egenskapen, slik at den første og andre egenskapen kan være uten direkte kontakt.

Figur 1 er en skjematisk fremstilling av en utforming av et integrert kontrollsystem for produksjonssystem på havbunnen i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter. Det avbildede produksjonssystemet på havbunnen, alminnelig henvist til som nummer 8, inkluderer undersjøiske produksjonsbrønner 12, produksjonsinnsamlingsmanifold 15, injeksjonsbrønner 13, bearbeidelsesenhet(er) 14 (f.eks. separatorer, koalescer osv.), boosterpumpe(r) 16 og injeksjonspumper 18. Brønnene 12 og 13 er boret inn i de underjordiske formasjonene under havbunn 24. Hver av de kompletterte brønnene 12 og 13 inkluderer vanligvis én eller flere sensorer (f.eks. måleinstrumenter), instrumentering og overflateventiler (f.eks. brønnventiler, ventiltre). Brønnene 12 og 13 kan også inkludere ventil under overflaten og brønnhullspumpe (f.eks. elektriske nedsenkbare pumper). Produksjonsbrønner 12 er i flytende kommunikasjon med vertsanlegg på overflaten 22 gjennom strømningsline(r) 20. I den avbildede utformingen er strømningsline 20 forbundet med vertsanlegget på overflaten 22 ved bordingsventil 28. Boosterpumpe 16 er vanligvis i flytende tilknytning med produksjonsbrønner 12 (f.eks. brønnhullspumpe 56) for å gi ytterligere trykkhøyde for å pumpe den produserte væsken fra brønn 12 til vertsanlegget på overflaten 22.

Vertsanlegg på overflaten 22 er plassert på en overflatelokalitet 26 (f.eks. land, havoverflate) som kan være plassert på en utstrakt avstand (f.eks. avgrensningsavstand) fra lokaliteten med produksjonsfasilitetskomponentene på havbunn 24 For eksempel kan avgrensningsavstanden til vertsanlegget på overflaten 22 være 10 til 150 km eller mer for overføring av vekselstrømsspening og 300 km for overføring av elektrisk likestrøms kraft. I figur 1 er vertsanlegget på overflaten 22 avbildet som et maritimt fartøy (f.eks., skip, tanker, plattform, osv.) plassert på havets overflate. I visse utforminger kan vertsanlegget på overflaten 22 være plassert på land.

Det integrerte kontrollsystemet på havbunnen, vanligvis henvist til med tallet 10, er tilpasset fasilitetsproduksjon og/eller reservoarforvaltning via en reguleringsinnretning på overflaten 32. Det integrerte kontrollsystemet på havbunnen 8 kan integrere alle påkrevede komponenter innenfor begrensningene til produksjonssystem på havbunnen 8. For eksempel kan begrensningene på produksjonssystem på havbunnen 8 forlenges fra brønnhullskompletteringer av havbunnsbrønnen 12 og 13 til bordingsventilen på vertsanlegget på overflaten 22.1 henhold til minst én utforming omfatter kontrollsystem 10 en elektrisk kraftkilde 30 og en prosessorbasert kontroller 32 (f.eks. programmerbar logisk kontroller) plassert ved vertsanlegget på overflaten 22 og en kraftdistribusjonshub 34 plassert under overflaten (f.eks. havbunn 24) i nærheten av komponentene til produksjonssystem på havbunnen 8. Kraftdistribusjonshub 34 er funksjonsmessig forbundet med den elektriske kilden 30 på overflaten og reguleringsinnretning på overflaten 32 gjennom navlestreng 36. Navlestreng 36 kan inkludere én eller flere leder (f.eks. ledninger, optiske fibre osv.) for overføring av elektrisk kraft og data mellom vertsanlegget på overflaten 22 og distribusjonshuben på havbunnen 34. Navlestreng 36 kan kobles til distribusjonshub på havbunnen 34 for eksempel med en våt makekoblingsstykke. Distribusjonshuben på havbunnen 34 er funksjonsmessig forbundet til elektriske forbrukere (f.eks. undersjøisk og pumper, sensorer, ventiler, utløsere, varmeapparat osv.) ved bruk av forbindelseskabler 38 (f.eks. navlestreng, kabler, liner, ledere og optisk fiber). Forbindelseskabler 38 kan inkludere elektriske kraft ledere og/eller data ledere.

Figur 2 er en skjematisk fremstilling av en distribusjonshub på havbunnen 34 på et integrert kraftdistribusjonsnettverk i henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter. Navlestreng 36 forbinder distribusjonshuben på havbunnen 34 til elektrisk kilde 30 på overflaten og reguleringsinnretning på overflaten 32 på vertsanlegget på overflaten 22. I den avbildede utformingen inkluderer navlestreng 36 én eller flere elektrisk leder(e) 40 for å overføre elektrisk kraft fra elektrisk kilde 30. For eksempel kan høyspenning (f.eks. større enn 22,000 VAC) kan overføres fra vertsanlegget på overflaten 22 til distribusjonshuben på havbunnen 34 for å minimalisere virkningstversnitt og overføringstap på lederen. I henhold til én eller flere av oppfinnelsens aspekter omfatter navlestreng 36 én eller flere dedikerte data ledere 42 (f.eks. I-ledning, kabel, line, optisk fiber, osv.) for å overføre utdata-kontrollsignaler(m.a.o. data) fra data lederen på overflaten 32 til distribusjonshuben på havbunnen 34 (f.eks. datahub på havbunnen 41) og deretter til diverse elektriske forbrukere (f.eks. pumper, sensorer, ventiler, utløsere, osv.) på det undersjøiske produksjonssystem 8 og for å overføre inndata mottatt av distribusjonshuben på havbunnen 34 til dataoverføirngslinjen på overflaten 32.

I utformingen avbildet i figur 2 inkluderer distribusjonshuben på havbunnen 34 en datahub på havbunnen 41 tilpasset til å motta inndata samlet inn av komponenter på det undersjøiske produksjonssystem 8 som omfatter produksjonssystemparametere, slik som brønnforhold for brønn 12 og 13 (f.eks. trykk, temperatur, strømningsrate, sandproduksjon, væskefasesammensetning, avleiring, osv.), parametere om pumpe på sjøbunnen 16 og 18 (f.eks. trykk, temperatur, elektrisk spenning, strømningsrater, osv.), forhold for produksjonsenhet 14 (f.eks. resonanstid, trykk, temperatur, elektrisk spenning, tilført og produsert væskefasesammensetning, tilført og produsert strømningsrater, osv.) og strømningsforhold (f.eks. trykk, temperatur, hydrat-dannelse, strømningsrater, temperatur, osv.). Inndata (m.a.o. produksjonssystem parametere) mottas ved datahub på havbunnen 41 fra komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 via forbindelseskabler 38. Inndata fra diverse komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 konsolideres ved datahub på havbunnen 41 og overføres én eller flere dedikerte data ledere 42 i navlestreng 36 til vertsanlegget på overflaten 22 og reguleringsinnretning på overflaten 32.

Inndata kan brukes av data lederen på overflaten 32 for lukket sløyfe kontroll av diverse undersjøiske produksjonssystemkomponenter, inkludert uten begrensninger brønnhullspumper (f.eks. elektrisk nedsenkbare pumper ("ESP")), pumper på sjøbunnen (f.eks. boosterpumpe 16, injeksjonspumper 18), og bearbeidelsesenhet 14. Vertsanlegget på overflaten 22, m.a.o. reguleringsinnretning 32, kan brukes til for eksempel å balansere kraftdistribusjon mellom komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8. I henhold til en utforming av oppfinnelsen underletter system 10 trygg, pålitelig og optimalisert undersjøisk produksjon ved å konsolidere all observert inndata fra produksjonssystem på havbunnen 8 ved reguleringsinnretning på overflaten 32. Den prosessorbaserte reguleringsinnretning på overflaten 32 kan linkes til interaktiv overvåkning med fjerntilgang og diagnosesystemer for eksempel for overvåkning av komponent- og/eller produksjonsparameter-forhold på produksjonssystem på havbunnen 8.

I henhold til minst én utforming er en høyspenning (f.eks. over 22,000 VAC) overført fra vertsanlegget 22 over navlestreng 36 til distribusjonshuben på havbunnen 34. Distribusjonshuben på havbunnen 34 nedregulerer deretter kraften og distribuerer kraften til diverse elektriske forbrukere på produksjonssystem på havbunnen 8 gjennom én eller flere kretser (f.eks. ytelse). For eksempel gir distribusjonshuben på havbunnen 34 en medium spenningsytelse 44 (f.eks. 3000-7000 VAC), lavspenningsytelse 46 (f.eks. 110 - 700 VAC) og en elektrisk likestrømsytelse 48.

I den avbildede utformingen er komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 som er kategorisert som medium spenning funksjonsmessig tilkoblet medium spenningsutgangseffektkrets 44, f.eks. transformator 50 og trinnløs hastighetsdriv 52 (f.eks. frekvensomformer). Eksempler på medium spenning inkluderer uten begrensninger, pumper (f.eks. elektrisk nedsenkbare brønnhullspumper, boosterpumper, og injeksjonspumper), kompressorer, og væskefaseseparasjonsenheter (f.eks. bearbeidelsesenheter). Trinnløs hastighetsdriv 52 underletter overføring av kraft med påkrevet operasjonsfrekvens (Hz) til pumpeutstyr i brønnhullet og på havbunnen, og for eksempel underletter selektiv hastighetsvariasjon fra vertsanlegget på overflaten for å møte trykkhøyde- og produksjonsflyt-krav. Kraftbalansering og lastfordeling mellom diverse produksjonspumper, for eksempel kombinasjonen av pumper i brønnen (f.eks., elektriske nedsenkbare pumper, løftepumper) og boosterpumpe på sjøbunnen, kan utføre via data lederen på overflaten 32 of vertsanlegget på overflaten 22. Det integrerte undersjøiske kraftdistribusjonsnettverket underletter samtidige kontrolloperasjoner på flere komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 fra vertsanlegget på overflaten 22.

Enheter drevet av lav spenning er skjematisk avbildet som funksjonsmessig forbundet til en lavspenningsutgangskrets 46 som har en transformator 50. Strømkrets for lavspenningsytelse 46 kan omfatte en trinnløs hastighetsdriv 52. Lavspenningskomponenter (f.eks. enheter) inkluderer uten begrensinger sensorer slik som multifasemetere, elektriske ventiler og utløsere som for eksempel kan være plassert i brønnhullet (m.a.o. under overflaten), ved brønnhodet (f.eks. ventiltre) strømningsliner og innsamlingsmanifolder, lokale kjemiske injeksjonspumper og kontroll- og instrumenteringssystemer. Brukere av statisk høyspenningskraft inkluderer uten begrensninger varmeapparater for strømningsline og elektrostatisk koalescer (f.eks. bearbeidelsesenhet).

Enheter drevet av likestrøm er skjematisk avbildet som funksjonsmessig forbundet til en likestrømsutgangskrets 48 som har en transformator 50 og en likeretter 54. Enheter som drives av likestrøm inkluderer uten begrensninger sensorer, slik som trykksensorer, temperatursensorer, strømningsratemålere, multifasemålere, elektriskspenning og lignende.

Figur 3 er en skjematisk fremstilling av en annen utforming av et integrert kraftdistribusjonsnettverk 10 og produksjonssystem på havbunnen 8. Figur 3 viser en produksjonsbrønn 12 og en injeksjonsbrønn 13 som begge penetrerer én eller flere underjordiske formasjoner, vanligvis identifisert som formasjon 70, og identifisert individuelt som formasjon 70a, formasjon 70b, osv. Hver av brønnene 12 og 13 omfatter en komplettering 72 plassert i brønnen og funksjonsmessig tilkoblet brønnhode 74 (f.eks. ventiltre osv.) Hver komplettering 72 kan inkludere én eller flere operasjonelle enheter (f.eks. pumper, sensorer, ventiler, osv.) som er funksjonsmessig forbundet til kraftdistribusjonshub 34 og vertsanlegget på overflaten 22. For eksempel inkluderer avbildet produksjonsbrønn 12 minst én sensor 60, brønnhullsventil 58 og en elektrisk nedsenkbar pumpe 56, hver av dem som er funksjonsmessig forbundet til vertsanlegget 22 gjennom distribusjonshuben på havbunnen 34. Som videre beskrevet nedenfor kan produksjonsbrønn 12 overvåkes, drives og kontrolleres fra vertsanlegget på overflaten 22 (m.a.o. kontroller 32) gjennom kraftdistribusjonshuben på havbunnen 34.

Med henvisning til figurene 1 til 3 er et vertsanlegg på overflaten 22 funksjonsmessig forbundet via navlestreng 36 til distribusjonshuben på havbunnen 34 og funksjonsmessig forbundet til diverse komponenter av produksjonssystem på havbunnen 8 fra distribusjonshuben på havbunnen 34 via forbindelseskabler 38. Navlestreng 36 og forbindelseskabler 38 omfatter kraft ledere 40 og/eller data ledere 42 for funksjonsmessig å forbinde ulike komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8.1 utformingen avbildet i figur 3 er elektrisk kraft og/eller datakommunikasjon tilført komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 slik som: inne i brønnen (m.a.o. under overflaten, brønnhullet) pumper 56 (f.eks., løftepumper, injeksjonspumper, elektriske nedsenkbare pumper), pumpe på sjøbunnen slik som boosterpumpe 16 og injeksjonspumpe 18, ventil 58 (f.eks., reduksjonsvent, brønnhullsventil, strømningsventil, ventiltre, manifolder osv.), sensorer 60 (f.eks., trykk, temperatur, strømningsrate, væskefasesammensetning (m.a.o. olje, vann, gass), avleiring, elektrisk spenning, sandproduksjonsdetektorer osv.), lokal instrumentering og kontroll 62, og andre undersjøiske produksjonssystemenheter i allmennhet henvist til med nummer 64 (f.eks., varmeapparat for strømningsline, kjemiske pumper, hydrauliske pumper, osv.). Det vil være tydelig for de med kunnskap i faget med som har tilgang til denne offentliggjøringen at de operasjonelle komponentene på produksjonssystem på havbunnen 8, slik som for eksempel bearbeidelsesenhet 14, pumper 56, 16 og 18 kan inkludere sensorer, instrumentering og kontroller som er ikke er avbildet enkeltvis eller hver for seg her. Kontroll av hele integrerte kraftdistribusjonsnettverk 10 og undersjøiske produksjonssystem 8 kan etableres via kraftkilde på overflaten 30 og data lederen på overflaten 32 grensesnitt ved vertsanlegget på overflaten 22, kontrollsignaler kan overføres via dedikerte data ledere 42 i høyspenningstilføringsnavlestreng 36 til distribusjonshuben på havbunnen 34 og fra distribusjonshuben på havbunnen 34 til diverse undersjøiske produksjonssystemkomponenter, for eksempel i respons til den lukkede reguleringssløyfen. Høyspent elektrisk kraft (f.eks. vekselstrøms- eller likestrøms kraft) kan overføres over vidstrakte avgrensningsdistanser til kraftdistribusjonshuben på havbunnen 34 og så overføres til elektriske komponenter i det produksjonssystem på havbunnen 8 i overenstemmelse med driftsspenningskravene til systemkomponentene (f.eks. medium spenning 44, lav spenning 46 og likestrøms-spenning 48). En eller flere kretser på kraftdistribusjonshuben på havbunnen 34 kan omfatte en trinnløs hastighetsdriv 52 som gjør det enklere å utføre operasjonell kontroll av komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 fra reguleringsinnretningen på overflaten 32 slik som og uten begrensinger, brønnhullspumper 56 og pumper på sjøbunnen 16 og 18 og for å gi kraftbalansering.

Høyfrekvent strøm av inndata til data lederen på overflaten 32 fra komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 (f.eks. sensorer 60, lokal instrumentering og kontroll, osv.) gjør det mulig å overvåke produksjonssystem på havbunnen i sanntid (m.a.o. overvåkning) og responsiv kontroll av komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 for optimalisering av undersjøisk produksjon, systemintegritet og beskyttelse. Prioritet kan gis til prosess- og nødavstengnings-inndatasignaler fra vertsanlegget på overflaten 22 for total systemsikkerhet. For eksempel kan utforminger av krafttilføring på overflaten 30 og kontrollsystem på overflaten 32 kobles til en nødsavstenger i vertsanlegget på overflaten 22 slik at undersjøisk produksjon kan stoppes på en trykk og kontrollert måte gjennom å sette i gang innelukking av brønnen og systemstanssekvenser på pumpesystemene. Detaljert produksjonssystem på havbunnen 8 bred kraftovervåkning kan tillate kraftoptimalisering ved vertsanlegget på overflaten 22 ved hjelp av lastfordeling mellom for eksempel undersjøiske pumpe systemer 58, 16 og 18, og tillate optimalisert oppstart og drift av undersjøiske pumper i serieoperasjon og kombinasjoner av brønnhullsboosterpumper 56 og boosterpumper på havbunnen 16. I tillegg vil en iboende logikk tillate det undersjøiske produksjonssystem 8 å modelleres ved hjelp av simuleringer for å sikre optimalisert operasjon av utstyret.

Overflatekontroller 32 gir for eksempel belastningsbalansering mellom to eller flere elektrisk nedsenkbar pumpesystemer 56 plassert i en eller flere brønner 12 og 13 ved hjelp av trinnløs hastighetsdriv(ere) 52 og distribusjonshuben på havbunnen 34. Reguleringsinnretning på overflaten 32 kan også kan brukes til balansere belastning mellom brønnhullspumpe 56 og boosterpumpe på havbunnen 16. Når pumper i produksjonssystem på havbunnen 8 er tilkoblet i serier, for eksempel er det vanligvis en ujevn distribusjon av belastning mellom pumpene. Reguleringsinnretning på overflaten 32 kan underlette manuell eller automatisk balansering, eller selektiv forskyving av lasten på mer enn én pumpe 56, 16 og 18. i andre utforminger, reguleringsinnretningen på overflaten 32 kan brukes til pumpebelastning, slik som brønnhullspumpe 56 ved å kontrollere en ventil 58 (f.eks. reduksjonsventil), for eksempel plassert ved brønnhode 74 (f.eks. treventil) og/eller produksjonsinnsamlingsmanifold 15.

Reguleringsinnretningen på overflaten 32 kan brukes til å tilføre overlaststrømsbeskyttelse eller annen elektrisk beskyttelse. I tillegg kan overflatekontroller 32 bruke undersjøisk trinnløs frekvensdriv 52 for eksempel for å gi belastningskontroll mellom elektriske forbrukere, slik som pumper i brønnhullet og under havet ved hjelp av aktiv fordeling av den elektriske krafttilføringen ved distribusjonshuben på havbunnen 34. Produksjonssystem-parametere, f.eks., strømningsrater, brønntrykk, sandproduksjon, og lignende kan effektueres fra reguleringsinnretningen på overflaten 32 i reaksjon til justering av kraftsignalfrekvensen tilført én eller flere av brønnhullspumper 56 og/eller boosterpumper 16. På samme måte kan ulike produksjonsparametere (f.eks. fasefraksjoner, strømningsrater, trykk, sandproduksjon osv.) effektueres fra reguleringsinnretningen på overflaten 32 som en reaksjon på justering av ventiler 58 (f.eks. reduksjonsventil), bearbeidelsesenhet 14 og boosterpumper 16.

Sikkerhet og systembeskyttelse kan tilføres av reguleringsinnretningen på overflaten 32. For eksempel kan reguleringsinnretning på overflaten 32 kan igangsette handlinger i sanntid som en reaksjon på observert data fra én eller flere komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 12, 14,16,18, 56, 58, 60 og 62. For eksempel kan reguleringsinnretning 32 iverksette en avstengning av produksjonsbrønn 12 ved å stoppe brønnhullspumpen 56 og lukke én eller flere ventiler 58, for eksempel undersjøisk sikkerhets ventil, brønnventil, og produksjonsmanifold, som en reaksjon på informasjon om høy trykkmåling i brønn 12. I et annet eksempel kan reguleringsinnretning på overflaten 32 kan sette i gang handlinger som reduserer brønntrykket som en reaksjon på høye trykkmålinger i produksjonsbrønn 12. For eksempel kan reguleringsinnretning på overflaten 32 øke hastigheten, m.a.o. strømningsraten på brønnhullspumpe 56, åpne én eller flere ventiler 58 og/eller minske gjenlydstid ved bearbeidelsesenhet 14. Et eksempel på en sikkerhetsmekanisme er at overflatekontroller 32 kan forhindre at én eller flere ventiler 58 som en reaksjon på inndata fra en sensor 60 som indikerer fortsatt operasjon av brønnhullspumpe 56 dersom overflatekontroller 32 initierer avstenging av brønnhullspumpe 56. I et annet eksempel kan reguleringsinnretning på overflaten 32 initiere avstenging brønnhullspumpe 56 som en reaksjon til inndata fra sensor 60 som indikerer overdreven vibrasjon fra brønnhullspumpe 56.

Undersjøisk produksjon kan kontrolleres funksjonsmessig kontroll fra vertsanlegget på overflaten 22 og reguleringsinnretning på overflaten 32 av én eller flere komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8. For eksempel kan operasjonsforholdene til én eller flere komponenter på produksjonssystem på havbunnen 8 justeres fra reguleringsinnretning på overflaten 32 som en reaksjon på målt inndata (f.eks. sensor 60, lokal instrumentering og kontroll osv.) i produksjonsbrønn 12. For eksempel så kan utdatasignaler sendes fra reguleringsinnretning 32 redusere operasjonsfarten på bunnhullspumpe 56 og utløse en ventil 58 ved brønnhode 74 for eksempel for å øke bunnhullstrykket i produksjonsbrønn 12 og/eller utløse én eller flere bunnhullsventiler 58 for å isolere formasjonssone 70a fra andre underjordiske formasjoner når inndata fra sensor 60 plassert i produksjonsbrønn 12 om at sandproduksjon har økt fra formasjonssone 70b mottas. I et annet eksempel på operasjonell kontroll av produksjonssystem på havbunnen 8 kan operasjonelle parametere på undersjøisk bearbeidelsesenhet(er) 14 justeres for å optimalisere undersjøisk separasjon av

fasesammensetningen på rå produksjonsvæske produsert av produksjonsbrønn 12.

De forutgående skissene viser flere utforminger slik at de med kunnskap i faget bedre kan forstå offentliggjøringens aspekter. Folk med kunnskap i faget vil forstå at de lett kan bruke offentliggjøringen som et grunnlag for å utforme og modifisere andre prosesser og strukturer for å utføre de samme formål og eller oppnå de samme fordelene som utformingene introdusert heri. De med kunnskap i faget vil også forstå at slik tilsvarende konstruksjon ikke avviker fra offentliggjøringens kjerne og omfang, og at diverse endringer, substitusjoner og alterasjoner kan gjøres uten å avvike fra offentliggjøringens kjerne og omfang. Oppfinnelsens omfang skal kun avgjøres av beskrivelsen i kravene som følger. Begrepet «omfatter» som brukt i kravene innebærer betydningen «inkludert minst» slik at elementene som er oppgitt i listen er en åpen gruppe. Begrepene «en», «et» og andre entallsbegreper er tiltenkt å inkludere flertallsversjonene av disse med mindre disse er spesifikt ekskludert.

Claims (20)

1. Et produksjonssystem på havbunnen som omfatter flere pumper som er plassert på havbunnen, en datahub som er plassert på havbunnen, en prosessorbasert reguleringsinnretning som er plassert på overflaten, reguleringsinnretningen på overflaten er funksjonsmessig forbundet til pumpene gjennom datahuben på havbunnen for å regulere pumpedriften.

2. Systemet i krav 1 hvor pumpene på havbunnen omfatter en brønnhullspumpe og en boosterpumpe på havbunnen.

3. Systemet i krav 1 hvor reguleringsinnretningen på overflaten brukes til å balansere kraftdistribusjonen mellom pumpene.

4. Systemet i krav 1 hvor reguleringsinnretning på overflaten er funksjonsmessig forbundet til pumpene gjennom en lukket reguleringssløyfesystem.

4. Systemet i krav 1 som videre omfatter en bearbeidelsesenhet som er plassert på havbunnen, hvor bearbeidelsesenheten på havbunnen er funksjonsmessig forbundet med reguleringsinnretningen på overflaten gjennom datahuben på havbunnen.

5. Systemet i krav 4 hvor reguleringsinnretningen på overflaten brukes for å balansere belastningsdistribusjonen mellom pumpene og bearbeidelsesenheten.

6. Systemet i krav 1 som videre omfatter, en kraftdistribusjonshub som er plassert på havbunnen og en elektrisk kilde som er plassert på overflaten, den elektriske overflatekilden er funksjonsmessig tilkoblet pumper på havbunnen via kraftdistribusjonshuben på havbunnen.

7. Systemet i krav 6 som videre omfatter en kontrollkabel som omfatter en elektrisk leder og en dataoverføringslinje hvor dataoverføirngslinjen er funksjonsmessig koblet til reguleringsinnretningen på overflaten og datahuben på havbunnen og den elektriske lederen forbinder den elektriske kilden på overflaten funksjonsmessig med kraftdistribusjonshuben på havbunnen.

8. En metode for å regulere driften av et produksjonssystem på havbunnen som omfatter: regulering av en operasjon på havbunnen av produksjonssystemet på havbunnen fra en reguleringsinnretning på overflaten, og mottak av reguleringssløyfedata i reguleringsinnretningen på overflaten via en reguleringssløyfe fra produksjonssystemet på havbunnen.

9. Metoden i krav 8 hvor reguleringen omfatter å sende ett kontrollsignal fra reguleringsinnretningen på overflaten til en datahub på havbunnen og videre til produksjonssystemet på havbunnen.

10. Metoden i krav 8 hvor reguleringen omfatter balansering av strømdistribusjonen mellom produksjonsinnretninger på havbunnen.

11. Metoden i krav 10 hvor produksjonsinnretningene på havbunnen omfatter pumper på havbunnen.

12. Metoden i krav 11 hvor pumpene på havbunnen omfatter en brønnhullspumpe og en pumpe på havbunnen.

13. Metoden i krav 10 hvor produksjonsinnretningene på havbunnen omfatter en brannpumpe, en pumpe på havbunnen og en bearbeidelsesenhet.

14. Metoden i krav 9 hvor reguleringen omfatter driften av en produksjonsinnretning på havbunnen som respons på tilbakemeldingsløyfedata som mottas.

15. Metoden i krav 9 hvor reguleringen omfatter driften av en havbunnspumpe som respons på tilbakemeldingssløyfedata fra en sensor på havbunnen.

16. En metode for å operere et produksjonssystem på havbunnen som omfatter havbunnspumper fra et vertsanlegget på overflaten som har en reguleringsinnretning på overflaten og en elektrisk kilde, metoden omfatter å: etablere en lukket reguleringssløyfe mellom reguleringsinnretningen på overflaten og havbunnspumper gjennom en distribusjonshub på havbunnen, regulere havbunnspumper med reguleringsinnretningen på overflaten, tilføre høyspenning fra vertsanlegget på overflaten til distribusjonshuben på havbunnen, nedjustere høyspenningstilførselen i distribusjonshuben på havbunnen til utgående spenning, og tilføre utgående spenning til havbunnspumper.

17. Metoden i krav 16 hvor pumpene omfatter en havbunnspumpe og en brønnhullspumpe.

18. Metoden i krav 16 hvor reguleringen av havbunnsbrønnene omfatter balansering av elektrisk kraftdistribusjonen fra distribusjonshuben på havbunnen til havbunnspumpene.

19. Metoden i krav 16 omfatter videre etablering av en lukket kontrollsløyfe mellom reguleringsinnretningen på overflaten og pumper på havbunnen gjennom en distribusjonshub på havbunnen.

20. Metoden i krav 19 hvor reguleringen av havbunnspumper omfatter balansering av strømdistribusjon fra distribusjonshuben på havbunnen til havbunnspumpene.