[发明专利]用于海底处理器的通信系统和方法

说明书

海底处理器可以被定位成靠近钻井站点的海床且用于协调水下钻井组件的操作。海底处理器可以被包围在适合于水下钻井组件上的接收器的单个可互换单元中，诸如防喷器（BOP）。海底处理器可以发布控制BOP且从遍及BOP定位的传感器接收测量的命令。共享通信总线可以互连海底处理器和水下组件以及海底处理器和表面或岸上网络。可以根据时分多址（TDMA）方案操作共享通信总线。

对共同未决申请的引用

本申请要求享有Jose Gutierrez于2012年10月17日提交并且题为“Subsea CPUfor Underwater Drilling Operations”的美国临时专利申请No. 61/715,113的优先权，并且要求享有Jose Gutierrez于2012年10月24日提交并且题为“Improved Subsea CPUfor Underwater Drilling Operations”的美国临时专利申请No. 61/718,061的优先权，以及要求享有Luis Pereira于2013年9月27日提交并且题为“Next Generation BlowoutPreventer (BOP) Control Operating System and Communications”的美国临时专利申请No. 61/883,623的优先权，其中每一个申请通过引用以其全部被并入。

政府支持的陈述

本发明是在美国能源部授予的Work for Others Agreement No. NFE-12-04104之下受政府支持而做出的。政府对本发明具有某些权利。

背景技术

常规防喷器（BOP）一般在操作能力方面受限并基于液压装置进行操作。当检测到某些压力条件时，防喷器内的液压装置被激活以密封BOP所附接到的井。这些常规BOP不具有处理能力、测量能力或通信能力。

发明内容

防喷器（BOP, blow-out preventer）可以是通过具有位于水下的带有防喷器的海底处理单元来改进的。处理单元可以使得防喷器能够作为熄火制动器（BOA, blow-outarrestor）起作用，因为处理单元可以确定存在问题条件，其保证在防喷器内采取动作以防止和/或阻止（arrest）可能的熄火条件。

根据一个实施例，一种装置可以包括水下钻井组件，其中水下钻井组件可以包括被配置成接收第一处理器单元的物理接收器、被配置成通过物理接收器向第一处理器单元输送电力的感应供电设备、以及被配置成通过物理接收器与第一处理器单元通信的无线通信系统。

根据另一实施例，一种装置可以包括：处理器；耦合到处理器且被配置成接收用于处理器的电力的感应供电设备；以及耦合到处理器且被配置成与水下钻井组件通信的无线通信系统。

根据又一实施例，一种控制水下钻井组件的方法可以包括：在海底处理器处通过与水下钻井组件的感应耦合接收电力；以及从海底处理器与水下钻井组件无线通信以控制水下钻井组件。

根据再一实施例，一种装置可以包括：水下钻井工具的至少一个海底组件；以及被配置成与海底组件无线通信的至少一个海底处理器，其中所述至少一个海底组件和所述至少一个海底处理器被配置成根据时分多址（TDMA）方案进行通信。

根据另一实施例，一种系统可以包括：水下钻井工具的至少一个海底组件；被配置成与所述至少一个海底组件通信的至少两个海底处理器；以及包括海底网络的所述至少一个海底组件与所述至少两个海底处理器之间的共享通信总线，其中所述至少两个海底处理器被配置成在共享通信总线上根据时分多址（TDMA）方案进行通信。

根据又一实施例，一种方法可以包括：在海底处理器处从水下钻井工具的海底组件接收数据；在海底处理器处处理所接收的数据以确定控制海底组件的命令；以及在海底网络中根据时分多址（TDMA）方案通过共享通信总线从海底处理器向海底组件发射所述命令。