(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 1924 B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. E21B 33/03 (06.01) H04B 1/18 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , GB, (84) Utpekte stater DE FR GB NO (73) Innehaver Vetco Gray Controls Limited, 2 High Street, Nailsea, Bristol BS48 1BS, Storbritannia (72) Oppfinner Davis, Julian, 12 Upper Stone Close, Frampton Cotterell, Somerset BS36 2LD, Storbritannia Kent, Ian, 33 Nightingale Gardens, Nailsea, Bristol BS48 2BH, Storbritannia Dalziel, Robert, Key Cottage Brent Street Brent Knoll, Highbridge, Somerset, Storbritannia (74) Fullmektig Bryn Aarflot AS, Postboks 449 Sentrum, 04 OSLO, Norge (4) Benevnelse Elektronikkmodul (6) Anførte publikasjoner EP-A GB-A GB-A US-A US-A WO-A1-0/078233

2 1 ELEKTRONIKKMODUL Denne oppfinnelsen vedrører en undersjøisk elektronikkmodul for en brønninstallasjon, og en fremgangsmåte for lasting av programvare inn i en slik modul. Styringen av en undersjøisk brønn for utvinning av fluid blir vanligvis bevirket ved hjelp av en undersjøisk elektronikkstyringsmodul (subsea electronic control module, SEM) som befinner seg inne i, eller er lokalisert nær, en undersjøisk styringsmodul (subsea control module, SCM) som er montert på et brønntre, som befinner seg på havbunnen ved brønnhodet. SEM-en forsynes med elektrisk effekt og kommunikasjoner via en navlestrenglinje til en styringsplattform, som kan være på et fartøy eller lokalisert på land. SEM-en mottar typisk kommandoer via navlestrengkommunikasjonslinjen til sin interne elektronikk. Disse blir deretter behandlet av SEM-en, og de resulterende elektriske utgangene sendes til elektrisk opererte produksjonsfluidreguleringsventiler og/eller retningsreguleringsventiler (directional control valves, DCVs) som befinner seg i SCM-en, som styrer hydraulisk effekt til hydraulisk opererte ventiler. SEM-en mater også data relatert til slike operasjoner tilbake til styringsplattformen. I tillegg håndterer SEM-elektronikken mange andre funksjoner, som inkluderer oppsamling og tolking av data fra sensorer fordelt gjennom hele produksjonssystemet, så som trykk, temperatur, fluidstrøm, mikroseismikk, olje/vann-kvalitet, og, på nyere systemer, komprimert video, og sender dem tilbake til styringsplattformen. SEM-en rommer også elektronikken som er påkrevet for å operere et høy-integritets rørlednings-beskyttelsessystem (High Integrity Pipeline Protection System, HIPPS) og elektronikken for kommunikasjonssystemet, så som modemer og rutere, eller i mer moderne systemer, Ethernet-grensesnitt, så vel som kommunikasjonsredundans. Fig. 1 viser et blokkdiagram over en typisk eksisterende SEM. Et modem 1 bevirker ekstern kommunikasjon, eksempelvis til styringsplattformen, gjennom et grensesnitt A. Modemet 1 kommuniserer internt med et SEM behandlingsmiddel 2, som implementerer kommandoer fra styringsplattformen i form av utganger til driverkretser 3. Disse mater i sin tur ut et mangfold av driverkommandoer til eksterne anordninger, så som DCV-er, gjennom grensesnitt B. Eksterne innmatinger fra et mangfold av grensesnitt C er forbundet til signalbehandlingselektronikkretser 4. Disse eksterne innmatinger inkluderer f.eks. signaler fra SCM-en, så som overvåkingsfunksjoner, eksempelvis trykk- og temperaturmålinger, posisjoner til ventiler, osv., som kan ha et mangfold av elektriske grensesnitt. Kretsene 4 konverterer disse elektriske innmatingene til et egnet grensesnitt for behandlingsmiddel 2. Behandlingsmiddelet 2 behandler deretter inngangene, og bevirker enten styring av brønnen via

3 grensesnittene B og/eller mater ut data tilbake til styringsplattformen, via modemet 1, gjennom grensesnittet A. For at behandlingsmiddelet 2 skal operere, er det nødvendig å laste data og programvare inn i det. Dette utføres under fabrikktesting og installasjon, og utføres forholdsvis langsomt via modemet 1 gjennom grensesnittet A. Moderne SEM-er anvender typisk prosessorer/mikrokontrollere for å implementere de funksjoner som er beskrevet ovenfor, hvilket har resultert i svært store programvarepakker og data som må lastes inn. Det tar typisk syv timer å laste programvaren/dataene inn i en inneværende SEM, via dens kommunikasjonsmodem, på grunn av den forholdsvis langsomme hastigheten til modemet. Dette har en stor innvirkning både på testetider og kostnad. Videre er kostnadene involvert ved å måtte ta denne lengde av tid på installasjonsfartøyet på installasjonspunktet meget vesentlig. En mulig løsning på dette problemet kan være å tilføye en høyhastighets datalink til SEM-en, men dette vil bety at det må tilføyes en ytterligere konnektor til SCM-elektronikkens grensesnittplate. Med den rådende trend med å tilveiebringe mindre og lettere brønnstyringssystemer som inneholder SEM-ene, har imidlertid overflatearealet av SCM-konnektorens endeplate blitt minimalt, og det er typisk ikke nok plass til å tilføye en annen konnektor. Videre, kan en slik konnektor være en kostbar anordning. Som annen kjent teknikk, kan det nevnes GB-A , som angir de innledende trekkene i krav 1. Det er et mål med den foreliggende oppfinnelse å overvinne disse problemer, nemlig å tilveiebringe et system som muliggjør rask lasting av programvare inn i en SEM, uten å kreve en ytterligere konnektor. Målet oppnås ved å inkorporere en høyfrekvens, trådløs transceiver med kort rekkevidde, så som Bluetooth (RTM), i den interne elektronikken i en SEM. De eksisterende ledningene som danner forbindelse til det interne modemet kan benyttes som en antenne, og programvare kan lastes via denne linken. Det er således ikke påkrevet med en ytterligere konnektor ved SEM-endeplaten, og hvis bærefrekvensen til transceiveren er i GHz-området, og således bredbånd, kan data og programvare lastes raskt, siden elektronikken i SCM-en, inkludert transceiveren, befinner seg i en metallskjermet beholder, blir uønsket stråling fra transceiveren stengt inne. Den inneværende kostnad for små transceivere, så som Bluetooth (RTM) er utydelig sammenlignet med de kostnadene som er involvert med de lange lastingstidene for programvare/data ved eksisterende systemer. Ved bruk av oppfinnelsen, kan den omfattende mengde av programvare som er påkrevet av prosessoren i en moderne SEM lastes inn på en brøkdel av den tid det tar

4 å laste via det normale modemgrensesnittet, dette utgjør store besparelser i tid og kostnad både ved fremstillingen og testen av produktet og dets installasjon. I samsvar med et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en elektronikkmodul for en brønninstallasjon som fremsatt i de ledsagende krav. I samsvar med et annet aspekt av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det en fremgangsmåte for lasting av programvare inn i en undersjøisk elektronikkmodul for en brønninstallasjon som fremsatt i de ledsagende krav. Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, ved hjelp av eksempler, med henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 skjematisk viser et kjent SEM-arrangement; og Fig. 2 skjematisk viser en SEM og lastingsmidler i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser skjematisk en SEM i samsvar med oppfinnelsen, sammen med midler for lasting av programvare og/eller data inn i SEM-en. Komponenter som er felles med den kjente SEM vist på fig. 1 beholder de samme henvisningstall. En transceiver er lokalisert inne i SEM-en, og forbundet til en port på behandlingsmiddelet 2 for kommunikasjon med dette. Transceiveren har en RF-inngang/utgang koplet, f.eks. kapasitivt, til det eksisterende modemets eksterne grensesnitt A. Modemgrensesnittets A ledningsføring funksjonerer som en antenne for transceiveren i bruk. Fastvare er lagret i behandlingsmiddelet 2, typisk i ROM, ved fremstilling. Dette muliggjør kommunikasjon mellom transceiveren og behandlingsmiddelet 2. For å laste den påkrevde programvare og/eller data inn i behandlingsmiddelet 2, brukes en ekstern prosessor 7, som er forbundet til en trådløs transceiver 6. Prosessoren 7 kan f.eks. være en bærbar datamaskin, som bærer den programvare/ de data som er påkrevet av SEM-en. Transceiveren 6 inkluderer en antenne 8 for å bevirke trådløs kommunikasjon med transceiveren via ledningsføringen i modemgrensesnittet A. På denne måte, kan data og/eller programvare overføres ved høy hastighet gjennom det trådløse grensesnittet. Selv om effektiviteten, som en antenne, til den eksisterende modemledningsføringen er forholdsvis dårlig, er den tilstrekkelig til å tillate vellykket kommunikasjon, siden antennen 8 for den eksterne transceiveren 6 kan plasseres svært nær grensesnittet A under lasting. I en alternativ utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, ikke vist, anvendes en ekstern prosessor 7 med WiFi-egenskaper, sammen med en WiFikompatibel transceiver i SEM-en. Med dette arrangementet elimineres behovet for en separat transceiver 6.

5 4 De ovenfor beskrevne utførelsesformer er kun eksemplifiserende, og forskjellige alternativer er mulige innenfor omfanget av kravene. Selv om Bluetooth (RTM) og WiFi har blitt spesifikt nevnt, kan hvilke som helst andre trådløse kommunikasjonssystemer og protokoller brukes, forutsatt at de er i stand til å håndtere det nødvendige volum av data ved den påkrevde hastighet for tilfredsstillende operasjon av elektronikkmodulen. Man kan se for seg at den foreliggende oppfinnelse enten kan brukes først og fremst til å bevirke lasting av programvaren, eller kan brukes som et reservearrangement for nåværende fremgangsmåter, hvis nødvendig.

6 P A T E N T K R A V 1. Undersjøisk elektronikkmodul for en brønninstallasjon, omfattende en trådløs mottaker (), et modem (1) og tilknyttet ledningsføring, k a r a k t e r i s e r t v e d a t mottakeren () er en trådløs mottaker med kort rekkevidde for mottaking av programvare fra en ekstern kilde, og at modemledningsføringen er forbundet til den trådløse mottakeren (), for å funksjonere som en antenne for den trådløse mottakeren (). 2. Modul som angitt i krav 1, videre omfattende behandlingsmidler (2), og hvor den trådløse mottakeren er forbundet til behandlingsmidlene (2) for kommunikasjon dermed Modul som angitt i et hvilket som helst foregående krav, hvor mottakeren () er Bluetooth (RTM) konfigurert. 4. Modul som angitt i et hvilket som helst foregående krav, hvor den trådløse mottakeren har en bærefrekvens i størrelsesorden GHz.. Modul som angitt i et hvilket som helst foregående krav, hvor den trådløse mottakeren () er WiFi-kompatibel Fremgangsmåte for lasting av programvare inn i en undersjøisk elektronikkmodul for en brønninstallasjon, omfattende trinn for: a) tilveiebringelse av en undersjøisk elektronikkmodul omfattende en trådløs mottaker () med kort rekkevidde, et modem (1) og tilknyttet ledningsføring; b) tilveiebringelse av en prosessor (7), eksternt i forhold til modulen, forbundet til trådløse overføringsmidler (6); c) lasting av programvare fra prosessoren til modulen via de trådløse overføringsmidlene og mottakeren, hvor modem-ledningsføringen funksjonerer som en antenne for den trådløse mottakeren Fremgangsmåte som angitt i krav 6, hvor trinnet med lasting utføres før utplassering av modulen.

7 6