CN104603986A - 用于给海底应用供电的贮备电池 - Google Patents
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Abstract
海底系统包括用于控制海底系统的电动控制系统和可更换的贮备电池,贮备电池电联接到所述控制系统以便当贮备电池被激活时给控制系统提供备用电力和/或补充电力。贮备电池设置于具有第一联接器的壳体内,所述海底系统包括第二联接器,第一联接器和第二联接器可拆卸地连接到彼此,并且第一联接器和第二联接器包括电连接,使得在海底系统保持在海面以下时,贮备电池可更换。
Description
技术领域
本公开涉及使用贮备电池来给诸如在海底石油钻探应用中的海底电力功能供电,在所述应用中针对许多目的都需要电力,诸如用于给应急防喷器、负载点电力分配、混合动力系统、补充电源、备用的关键系统等等供电。本发明适用于需要使用会随着时间降解的电池的任何海底电力功能,从而使其有利地使用直到被激活时才降解的贮备电池。
背景技术
随着时间的推移,原电池降解导致电池的保持电荷以及将电荷传送到负载的能力降低。由于原电池的激活状态,电池将会随着电池老化而失去功效。类似地,可再充电电池随着时间的推移而降解。虽然充电电池具有再充电的能力,但是这些电池随着电池老化和/或被使用而丧失其保持相同原有电荷量的能力。此外,充电电池需要知晓电池需要被再充电以及给电池再充电的时间/能力。
由于在诸如海水和高外部压力的海底(包括深水)应用中所遭遇的恶劣环境,海底关键电力应用要求电源能够具有超高的可靠性和超低的维护且便于远程更换而无需将装置带到表面上来。在关键的电力需求期间,例如启用或禁用电流的动作期间,贮备电池为海底电力应用提供超高可靠性的解决方案,并在追溯到20世纪40年代诸如制导弹药、鱼雷和声纳浮标的高可靠性的应用中得以证实。为了使得电池可靠性、低维护和便于远程更换成为可能,需要对通常的贮备电池进行独特的变更。
鉴于上述情况,希望提供一种用于关键海底应用的电力电源,其使用容易并远程可更换的贮备电池。贮备电池是原电池,其是惰性的直到电池被激活并使用。更具体地,贮备电池的活性化学成分是非活性的,直到电池被需要的那些时刻,从而有利于延长存储寿命。因此,贮备电池有益于需要延长存储时间的应用,因为它们避免了在存储期间活性物质的变质并消除了由于自放电而导致的容量损失。贮备电池可存储10年或更多年,并且在需要时仍然提供满电力。
因此,希望提供一种适于海底电力应用的贮备电池,以便提供储备电力储备,例如用于控制油钻机/气钻机上的油/气流量。具体地,需要提供一种电池,所述电池在长时间段存储时不变质,这样在关键情况下电池将即刻准备好使用。
发明内容
提供下述设备和方法将是有利的,该方法和设备用于从贮备电池提供电力,以能够控制例如控制油钻机/气钻机上的流量。具体地,提供一种可更换的贮备电池将是有利的,其电连接到油/气设备的控制系统,当贮备电池被激活时所述贮备电池给控制系统供电。因此,贮备电池可在当正常电源不能给油/气设备提供足够电力时的紧急情况下被激活。此外,由于贮备电池是一次性使用的电池,提供下述贮备电池将是有利的,所述贮备电池适于在其使用环境下容易地被更换,所述环境是高压、苛刻的海底环境。
根据本发明的一方面,海底系统包括用于控制海底系统的控制系统和贮备电池。贮备电池电联接到所述控制系统,以便当贮备电池被激活时给控制系统供电。此外,贮备电池可更换地附接到所述海底系统的其余部分。因此,贮备电池包括第一联接器,第一联接器可拆卸地附接到设置在所述海底系统中的第二联接器。联接器包括电连接,这样当所述贮备电池被激活时,由所述贮备电池所产生的电力可被传送到海底系统。联接器还可包括使得控制信号可在贮备电池和海底系统之间进行交换的电连接。
在一些实施例中,海底系统是用于密封油钻机管道的防喷器。在一些实施例中,防喷器包括壳体、管道密封装置和致动器,所述壳体包括孔,孔用于接纳通过其的管道。所述管道密封装置在所述壳体内沿着第一方向朝向管道密封位置可移动。致动器联接到所述管道密封装置以在所述壳体内移动所述管道密封装置。所述控制系统控制所述致动器,以便使得所述管道密封装置从存储位置移动到管道密封位置,所述管道密封装置在所述管道密封位置处密封所述管道。
在一些实施例中,所述贮备电池为锂合金/二硫化铁热电池。
在一些实施例中,所述贮备电池是熔融盐高温电池。
在一些实施例中,所述贮备电池是银锌电池。
在一些实施例中,所述贮备电池是锂/卤氧化物电池。
在一些实施例中,所述贮备电池包括电激活的激活器。
在一些实施例中,所述贮备电池包括机械激活的激活器。
在一些实施例中,所述机械激活的激活器是撞针。
在一些实施例中,高压的厚壁容器集成到贮备电池。
在一些实施例中,集成到贮备电池的高压厚壁容器通过湿配合(wet-mate)连接器或干配合(dry-mate)连接器经由遥控潜水器从所述控制系统可拆卸并重新附接到所述控制系统。
在一些实施例中,防喷器还包括电联接到所述控制系统的原电池。贮备电池是连接到所述原电池的备用电池,使得除了请求给防喷器供电之外,贮备电池不能支撑电力要求。
在一些实施例中,海底系统为负载点电力分配、混合电力系统以及关键系统的至少之一。
在一些实施例中,所述海底系统设置在海床上。
根据本发明的另一方面,提供用于给海底系统供电的方法,所述海底系统具有控制海底系统的控制系统,该方法包括将贮备电池可拆卸地电联接到海底系统以便当贮备电池被激活时给控制系统供电,其中所述贮备电池和所述海底系统具有包括电连接器的配合联接器。
附图说明
将参照以下附图对海底应用(例如,防喷器)和方法的各种示例性实施例进行详细描述,所述方法用于给海底应用提供贮备电池以便例如防止油钻机/气钻机上的油/气喷出,其中:
图1是示例性实施例的剖视图,其中本发明被应用到处于管道密封位置下的RAM型防喷器。
图2是示例性实施例的俯视图,其中本发明被应用到处于管道密封位置下的环型防喷器。
图3是图1所示防喷器的侧视图;
图4是图1的截面图,示出RAM型防喷器处于存储位置下;
图5是图2的俯视图,示出环型防喷器处于存储位置下;
图6是本发明的示例性实施例的放大视图,示出可更换的贮备电池具有连接到控制系统(也在可更换部分内)的单电池组。
图7是本发明的示例性实施例的放大视图,示出可更换的贮备电池具有连接到控制系统(也在可更换部分内)的至少两个电池组。
图8是图3所示防喷器的侧视图,其中贮备电池从防喷器拆卸下来;
图9是图3所示的防喷器的侧视图,其中原电池电联接到控制系统以及贮备电池连接到原电池;
图10是本发明的示例性实施例的流程图,示出防止油钻机/气钻机上的油/气喷出的方法;
图11是可更换贮备电池部分剖视的俯视图,所述贮备电池具有第一连接器以及可由适用于海底应用中的遥控潜水器抓握的手柄;
图12是可与可更换贮备电池一起使用的连接器的技术规格的图表;
图13是可设置于贮备电池(在图13中未示出贮备电池)上的连接器的立体图;以及
图14是海底系统连接器(在图14中未示出海底系统)的侧剖视图。
具体实施方式
示例性实施例提供一种设备和方法,所述设备和方法用于使用贮备电池来给海底应用提供备用或补充的电力。本发明适用于多种海底应用,例如包括负载点电力分配、混合动力系统、以及备用诸如像用于给应急防喷器供电(或用于给其提供备用电源)的任何关键系统。因此,虽然本发明将描述成与其中管道被密封以防止油/气喷出的应急防喷器一起使用,但这仅仅是一个实例。本发明可适用于各种紧急情况,长期存储情况,以及需要电池可靠性的情况。下面的示例性应用将相对于剪切式RAM防喷器、管道式RAM防喷器和环型防喷器进行论述。然而,应用并不限于使用这些防喷器类型,而是还包括使用电池的任何其它防喷器类型。此外,在海底应用中贮备电池的使用并不限定于防喷器。取而代之的是,如下面所论述的防喷器用于说明贮备电池可如何给海底应用供电。
图1示出RAM型防喷器1的剖视图。RAM型防喷器1例如可包括剪切式RAM防喷器2和/或管道式RAM防喷器3。图2示出环型防喷器9的俯视图。剪切式RAM防喷器2、管道式RAM防喷器3、环型防喷器9包括如下文所论述的以下特征。
防喷器2、3、9包括壳体4,孔5设置为通过所述壳体4。孔5可以是环形的,以便接纳来自油钻机/气钻机(未示出)的管道6。防喷器2、3、9还包括管道密封装置7。管道密封装置7在壳体4内沿着纵向方向X(对于剪切式RAM防喷器2和管道式RAM防喷器3而言)可移动以及在纵向方向X上可移动,同时还围绕管道的轴线旋转(对于环型防喷器9而言)。在剪切式RAM防喷器2和管道式RAM防喷器3中,管道密封装置7在纵向方向X上移动,使得所述管道密封装置7与管道6相接触。备选地,环型防喷器9的管道密封装置7在旋转的同时还在纵向方向上移动,使得所述管道密封装置7与管道6相接触。
如图4和图5中所示,管道密封装置7可设置于存储位置下,使得所述管道密封装置7不与管道6相接触。在该存储位置下,不使用防喷器2、3、9来密封管道6或管道6周围的任何区域。然而图1和图2示出管道密封装置7处于管道密封位置下。在管道密封位置下,管道式RAM防喷器3的管道密封装置7与管道6的外表面10相接触,以限制油/气在围绕管道6的环形空间内的流动。在管道密封位置下,剪切式RAM防喷器2的管道密封装置7用淬火钢剪截断管道6,从而封闭该油/气井(未示出)。在管道密封位置下,环型防喷器9的管道密封装置7与管道的外表面10相接触,以便密封所述围绕管道6的环形空间。通常而言,一个以上的防喷器围绕油/气井(未示出)的管道6设置,以确保防止油/气溢出。关于防喷器的更多细节例如参见下述:第6,719,042号美国专利,第4,367,794号美国专利,第3,946,806号美国专利,第4,007,904号美国专利以及第6,318,482号美国专利,其全部公开内容通过引用并入本文。
对于每个防喷器2、3、9而言,设置致动器11和控制系统12。控制系统12控制致动器11以便使得管道密封位置7从存储位置移动到管道密封位置。控制系统12由电联接到控制系统12的贮备电池13来供电。当被激活时,贮备电池13可给控制系统和致动器11供电持续预定的时间段,所述时间段取决于设置于贮备电池内的电化学电池单元的数目。当贮备电池13未被激活时,贮备电池13保持惰性,因此在可能为十年以上的不使用的一段时间段内不会降解。
如果围绕管道6设置多个防喷器,可使用单个控制系统或多个控制系统来控制防喷器。如果使用多个控制系统,则可使用单个的贮备电池或联接到每个控制系统的贮备电池。
贮备电池13可以是例如锂合金/二硫化铁热电池、熔融盐高温电池(也称为热电池)、银锌电池或锂/卤氧化物电池。贮备电池13并不限于这些化学品。取而代之的是,贮备电池13可包括任何电化学配置,其允许分离电池的活性化学品,使得在电池在变为具有功能性之前需要激活电池。贮备电池的一个实例可以在第7,504,177号美国专利中找到,其全部公开内容通过引用并入本文。
贮备电池13可通过导致电解质被释放的外部输入来激活,所述电解质与贮备电池13的其它电化学组分分离。在电解质释放并与贮备电池13的其它电化学组分接触时,贮备电池13的能量可由控制系统12使用。因为贮备电池13直到需要时才被激活,因此贮备电池13可以使用在应急储备中,诸如用于给防喷器2、3、9的控制系统供电。
用于激活贮备电池13所需的外部输入例如可以是经由电激活的激活器(未示出)的短的电脉冲/触发器或者可以是经由机械激活的激活器(未示出)的机械输入。机械激活的激活器可为例如撞针。例如当贮备电池是一种熔融盐高温热电池时,贮备电池通过利用所述电激活的激活器或所述机械激活的激活器的任一个将烟火热源点火而激活。
由于在深海应用上的压力差,优选将贮备电池13设置于耐高压的容器15内。容器15可以是能够经受在钻孔深度处的高海洋压力的相对厚的容器或将内部压力与外部海水压力匹配的压力补偿容器。容器壁的厚度将取决于针对容器所选择的材料以及所述容器将被使用的环境,并且容器壁的材料例如可以是不锈钢316L、超级双相合金、陶瓷、钛或者能够承受高压和海洋环境的其它材料组分。如图3中所示,容器15可设置于防喷器2、3、9的外部,然而,容器并不限于该配置。容器15也可设置于防喷器2、3、9的界限内。当容器15在防喷器2、3、9的外部时,优选的是所述容器例如经由遥控潜水器(ROV)(未示出)从防喷器2、3、9可拆卸(如图8中所示)以及可附接到防喷器2、3、9(如图3中所示)。优选的是使得贮备电池是可拆卸/可附接的(即,可更换的),使得贮备电池可在海底位置处(例如,在海床上)被更换。因此,当贮备电池在即使贮备电池已被激活之后也将继续操作的海底应用中使用时,在旧(废)电池已被激活之后用新的贮备电池更换废贮备电池将是必要的。由此,使得贮备电池容易地更换将避免将由电池供电的整个系统从海底位置移除,仅仅是为了更换贮备电池。因此,为了使得贮备电池容易更换,在贮备电池和海底应用(例如,防喷器2、3、9)之间设置一个或多个连接器,其中所述连接器包括高压电引线和连接器。
图6和7示出了具有设置在其内的单个电池单元23(图6)或多个电池单元23(图7)的容器15。不同的系统取决于它们的用途可能需要持续更长时间的电力输出。将容器配置成允许使用多个电池单元23允许能量输出上的变化。具体地,多个电池单元23通常会输出持续一段较长的时间的所需的电流。
容器15包括(多个)贮备电池单元23,以及电连接到(多个)所述电池单元的电容器或其它能量存储装置16。在图6和图7所示的实施例中,用于防喷器2、3、9(或待控制的其它海底应用)的控制系统12设置于容器15内。然而,本发明并不限于该配置。具体地,控制系统12也可位于防喷器2、3、9(或待控制的其它海底应用)内,如图1和图2中所示。
容器15的第一端18包括机械和电联接器20,当附接到防喷器2、3、9上的匹配联接器28时,将容器15以电气和物理的方式连接到防喷器2、3、9。容器15的第二端19包括ROV附接部分21(手柄),当附连到ROV(未示出)上的匹配部分(机械夹具)或由所述匹配部分保持时,所述附接部分21允许ROV将容器15从防喷器2、3、9拆卸下来或附接到防喷器2、3、9。
图9示出其中贮备电池13电连接到原电池22使得所述贮备电池13只用作原电池22的备用电池的实施例。在该实施例中,原电池22而不是贮备电池13直接电连接到控制系统12。控制系统从而由原电池22供电。在原电池22耗尽的情况下,贮备电池可用作备份电池。特别地,原电池在使用之前无需激活。取而代之的是,原电池22具有在电池生产时就可使用的能量。因此,原电池易于降解且随着时间的推移可能会丧失其输送电流的能力。
通过将贮备电池13电联接到原电池22,原电池22如果失效,控制系统就会设有备份电池。因此,如果原电池随着时间的推移降解,则直到需要时才将被激活的贮备电池13可用于在原电池22失效的情况下将所需电流提供给控制系统12
图10是示出根据本发明示例性实施例在紧急情况下防止钻机油/气钻机上的油/气喷出的方法的流程图。所述方法包括首先提供防喷器2、3、9(S1),如上所论述的那样。接下来,连接(以可拆卸的或永久的方式)到控制系统12的贮备电池13被电激活(S3)或机械激活(S2),以给控制系统12供电(S4)。然后被供电的控制系统12可控制致动器11使得管道密封装置7从存储位置移动到管道密封位置(S5)。在管道密封位置下,所述管道6由防喷器2、3、9密封(S6),如上所论述的那样。管道6的密封可防止油/气从油钻机/气钻机喷出(S7)。
如下面的表所示,典型的海底电池要求是:
容量(amp-hrs) | 20Amps | 40Amps | 60Amps |
30sec. | 0.17 | 0.33 | 0.5 |
60sec. | 0.33 | 0.67 | 1.00 |
90sec. | 0.50 | 1.00 | 1.50 |
这些要求有助于确定何种类型的贮备电池(例如,热电池)适用于给定的海底系统。
如图11中所示,典型的贮备电池13(例如,热电池,如图所示),优选被变型以适于在海底系统中最佳使用。特别地,电池变型成包括能经受高压力的容器、可由ROV抓握的手柄21和阳性连接器(联接器)20,所述阳性连接器20可以是湿配合连接器或干配合连接器。与在6-8中所示的实施例不同,图11实施例的电池与连接器20和手柄21“成直线”设置。如上面所指出的那样,防喷器(或其它海底应用)将具有阴性连接器(联接器)28,其可以电气和物理的方式结合到贮备电池连接器20。在图11中,连接器20是湿配合连接器,这意味着连接器部分(两个插脚20a和20b)将在连接到配合联接器28之前暴露于海水下,所述配合联接器28将通常是干配合连接器(具有被覆盖的连接器部分,以便保持干燥)。
图12提供了湿配合的4个插脚的连接器的电气和机械性能的图表。此外,图13是湿配合的4个插脚的连接器的立体图,其可设有用于海底系统的贮备电池(贮备电池未在图13中示出)。图14是示出海底系统的配合连接器的侧剖视图(海底系统未在图14中示出)。连接器20、28可从Teledyne Oil&Gas获得,并已在深海应用中用作电连接器(例如,在电缆之间)。在图13连接器左端上的外部护罩中所示的纵向槽用于将连接器20与连接器28(其将具有可延伸到槽内的凸起或掣子)对准。在对准之后,将使得连接器20朝向连接器28移动。四个电连接器(插脚)位于连接器20的护罩内,其中两个在图11中被示为20a和20b。当连接器20朝向连接器28移动时,插脚接合装载弹簧的插座以便在与插脚相关联的信号线和与插座相关联的信号线之间进行电连接。此外,在护罩内的海水随着连接器20朝向连接器28移动而通过槽逸出。
所述连接器还可包括在其内表面上的玻璃金属的压缩密封。密封将同心压缩应力施加到玻璃上。密封通过高温熔接工艺(即,大于1800°F)、在PLC控制的惰性气体炉内施加。密封允许连接器的导体、玻璃和主体之间的压缩密封。使用该密封允许优化热膨胀系数以及使最终产品极其稳定。此外,该密封具有极高的持久性,耐机械应力和应变,耐高冲击和振动(即物理滥用),热震稳定性和耐热震性,绝对气密性(即,零扩散/泄漏),长期稳定性(即,无机的,不老化),以及可重复的严格控制的过程。
如上所述的用于防止油钻机/气钻机上的油/气喷出的设备和方法的所说明的示例性实施例旨在是说明性的而非限制性的。在不脱离本发明精神和范围的情况下可进行各种改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种海底系统,其包括:
用于控制所述海底系统的电动控制系统;以及
贮备电池,其电联接到所述控制系统,以在所述贮备电池被激活时给控制系统供电,所述贮备电池在被激活之前保持惰性;其中
所述贮备电池设置于具有第一联接器的壳体内,所述海底系统包括第二联接器,且第一联接器和第二联接器可拆卸地可连接到彼此,并且第一联接器和第二联接器包括电连接,使得在海底系统保持在海面以下时贮备电池可更换。
2.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统是用于密封管道的防喷器。
3.根据权利要求2所述的海底系统,其中所述防喷器包括:
壳体,其包括孔,所述孔用于接纳通过其的管道;
管道密封装置,其可在所述壳体内沿着第一方向朝向管道密封位置移动;以及
致动器,其联接到所述管道密封装置,以在所述壳体内移动所述管道密封装置;其中
所述控制系统控制所述致动器,以使得所述管道密封装置从存储位置移动到管道密封位置,所述管道密封装置在所述管道密封位置处密封所述管道。
4.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池为锂合金/二硫化铁热电池。
5.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是熔融盐高温热电池。
6.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是银锌电池。
7.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是锂/卤氧化物电池。
8.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池包括电激活的激发器。
9.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池包括机械激活的激活器。
10.根据权利要求9所述的海底系统,其中所述机械激活的激活器是撞针。
11.根据权利要求1所述的海底系统,其中还包括:
集成到贮备电池的高压厚壁容器。
12.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述第一联接器和第二联接器的电连接是防水耐高压的连接器。
13.根据权利要求1所述的海底系统,其中还包括:
电联接到所述控制系统的原电池;
其中贮备电池是连接到所述原电池的备用电池,使得只有当原电池不能支撑电力要求时才使用贮备电池。
14.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统为负载点电力分配、混合电力系统以及关键系统的至少之一。
15.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统设置在海床上。
16.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池的容器包括配置成由机械夹具抓握的手柄。
17.用于给海底系统供电的方法,所述海底系统具有用于控制所述海底系统的控制系统,所述方法包括;
将贮备电池可更换地电联接到海底系统,使得所述贮备电池给控制系统供电,所述贮备电池在被激活之前保持惰性;
其中所述贮备电池设置于具有第一联接器的壳体内,所述海底系统包括第二联接器,且第一联接器和第二联接器可拆卸地可连接到彼此,并且第一联接器和第二联接器包括电连接,使得在海底系统保持在海面以下时,贮备电池可更换。
18.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池包括活性成分,所述活性成分在所述贮备电池被激活之前保持彼此分离。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述贮备电池包括活性成分,所述活性成分在所述贮备电池被激活之前保持彼此分离。
Claims (17)
1.一种海底系统,其包括:
用于控制所述海底系统的电动控制系统;以及
贮备电池,其电联接到所述控制系统,以在所述贮备电池被激活时给控制系统供电;其中
所述贮备电池设置于具有第一联接器的壳体内,所述海底系统包括第二联接器,且第一联接器和第二联接器可拆卸地可连接到彼此,并且第一联接器和第二联接器包括电连接,使得在海底系统保持在海面以下时贮备电池可更换。
2.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统是用于密封管道的防喷器。
3.根据权利要求2所述的海底系统,其中所述防喷器包括:
壳体,其包括孔,所述孔用于接纳通过其的管道;
管道密封装置,其可在所述壳体内沿着第一方向朝向管道密封位置移动;以及
致动器,其联接到所述管道密封装置,以在所述壳体内移动所述管道密封装置;其中
所述控制系统控制所述致动器,以使得所述管道密封装置从存储位置移动到管道密封位置,所述管道密封装置在所述管道密封位置处密封所述管道。
4.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池为锂合金/二硫化铁热电池。
5.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是熔融盐高温热电池。
6.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是银锌电池。
7.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池是锂/卤氧化物电池。
8.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池包括电激活的激活器。
9.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池包括机械激活的激活器。
10.根据权利要求9所述的海底系统,其中所述机械激活的激活器是撞针。
11.根据权利要求1所述的海底系统,其中还包括:
集成到贮备电池的高压厚壁容器。
12.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述第一联接器和第二联接器的电连接是防水耐高压的连接器。
13.根据权利要求1所述的海底系统,其中还包括:
电联接到所述控制系统的原电池;
其中贮备电池是连接到所述原电池的备用电池,使得只有当原电池不能支撑电力要求时才使用贮备电池。
14.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统为负载点电力分配、混合电力系统以及关键系统的至少之一。
15.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述海底系统设置在海床上。
16.根据权利要求1所述的海底系统,其中所述贮备电池的容器包括配置成由机械夹具抓握的手柄。
17.用于给海底系统供电的方法,所述海底系统具有用于控制所述海底系统的控制系统,所述方法包括;
将贮备电池可更换地电联接到海底系统,使得所述贮备电池给控制系统供电;
其中所述贮备电池设置于具有第一联接器的壳体内,所述海底系统包括第二联接器,且第一联接器和第二联接器可拆卸地可连接到彼此,并且第一联接器和第二联接器包括电连接,使得在海底系统保持在海面以下时,贮备电池可更换。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108091895A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种锌银贮备电池和热电池并联供电系统 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG11201407202PA (en) * | 2012-08-07 | 2014-12-30 | Eaglepicher Technologies Llc | Underwater charging station |
KR20210049181A (ko) * | 2012-11-07 | 2021-05-04 | 트랜스오션 세드코 포렉스 벤쳐스 리미티드 | 유정폭발 방지기를 위한 해저 에너지 저장부 |
DE102013217383A1 (de) * | 2013-08-30 | 2015-03-19 | Klaus Biester | Blowout-Preventer Stack und Versorgungssystem |
US9863202B2 (en) * | 2013-12-06 | 2018-01-09 | Schlumberger Technology Corporation | Propellant energy to operate subsea equipment |
US10116158B2 (en) * | 2013-12-23 | 2018-10-30 | Cameron International Corporation | Power management system with selective source depletion |
WO2017212288A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | Aker Solutions Limited | Subsea power supply and accumulation control in a fluid system |
WO2018089173A1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Chevron U.S.A. Inc. | Subsea variable frequency drive and motor assembly |
MX2019005167A (es) * | 2016-12-02 | 2019-07-04 | Halliburton Energy Services Inc | Bateria termica de activacion por fuerza para usar en un pozo. |
US9926770B1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-03-27 | Onesubsea Ip Uk Limited | Portable all-electric subsea drive module |
US10978720B2 (en) * | 2018-06-07 | 2021-04-13 | Winchester Interconnect Hermetics, Llc | Thermal battery assembly and related methods |
DE102018008072B4 (de) | 2018-10-11 | 2020-04-23 | Diehl Stiftung & Co. Kg | Energieversorgungssystem für eine Verbrauchseinheit und Verfahren zur Energieversorgung einer Verbrauchseinheit |
US11905799B2 (en) | 2021-07-18 | 2024-02-20 | Cnpc Usa Corporation | Hybrid battery pack system |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3641539A (en) * | 1968-12-23 | 1972-02-08 | James Barber | Remote monitoring and control system |
US4367794A (en) * | 1980-12-24 | 1983-01-11 | Exxon Production Research Co. | Acoustically actuated downhole blowout preventer |
US5175708A (en) * | 1992-03-04 | 1992-12-29 | Navigation Technology Corporation | Battery powdered acoustic transponder for use in underwater environment |
US20020011580A1 (en) * | 2000-05-16 | 2002-01-31 | Johansen John A. | Electric actuator |
US20020023532A1 (en) * | 2000-02-16 | 2002-02-28 | Porter Don B. | System for remote control and operation |
EP1541422A1 (en) * | 2002-08-01 | 2005-06-15 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Vehicle power source device and vehicle using the power source device |
CN201354590Y (zh) * | 2008-07-31 | 2009-12-02 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 海洋深水钻井隔水管装置 |
CN101939503A (zh) * | 2007-09-21 | 2011-01-05 | 越洋塞科外汇合营有限公司 | 用于提供额外防喷器控制冗余的系统和方法 |
US20110000677A1 (en) * | 2008-02-26 | 2011-01-06 | Zetechtics Limited | Subsea test apparatus, assembly and method |
WO2011119110A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Opcon Pte Ltd | A joint commonality submersible (jcs) |
WO2012047291A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-04-12 | The Enser Corporation | Thermal battery for power systems |
EP2518262A2 (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Hydril USA Manufacturing LLC | Subsea sensors display system and method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3946806A (en) | 1972-06-16 | 1976-03-30 | Cameron Iron Works, Inc. | Ram-type blowout preventer |
US3994472A (en) | 1975-01-17 | 1976-11-30 | Cameron Iron Works, Inc. | Annular type blowout preventer |
US4007904A (en) | 1975-03-28 | 1977-02-15 | Cameron Iron Works, Inc. | Annular blowout preventer |
US4840346A (en) | 1985-04-11 | 1989-06-20 | Memory Metals, Inc. | Apparatus for sealing a well blowout |
NO306418B1 (no) | 1998-03-23 | 1999-11-01 | Rogalandsforskning | Utblaasningssikring |
US6719042B2 (en) | 2002-07-08 | 2004-04-13 | Varco Shaffer, Inc. | Shear ram assembly |
US7504177B2 (en) | 2004-08-23 | 2009-03-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Reserve battery with set back mechanism for delayed battery activation |
AU2010362640B2 (en) * | 2010-10-18 | 2015-04-09 | Conspec Controls Limited | Intrinsically safe backup power supply for combustible environments |
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-
2013
- 2013-01-07 US US13/735,480 patent/US8997875B2/en active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3641539A (en) * | 1968-12-23 | 1972-02-08 | James Barber | Remote monitoring and control system |
US4367794A (en) * | 1980-12-24 | 1983-01-11 | Exxon Production Research Co. | Acoustically actuated downhole blowout preventer |
US5175708A (en) * | 1992-03-04 | 1992-12-29 | Navigation Technology Corporation | Battery powdered acoustic transponder for use in underwater environment |
US20020023532A1 (en) * | 2000-02-16 | 2002-02-28 | Porter Don B. | System for remote control and operation |
US20020011580A1 (en) * | 2000-05-16 | 2002-01-31 | Johansen John A. | Electric actuator |
EP1541422A1 (en) * | 2002-08-01 | 2005-06-15 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Vehicle power source device and vehicle using the power source device |
CN101939503A (zh) * | 2007-09-21 | 2011-01-05 | 越洋塞科外汇合营有限公司 | 用于提供额外防喷器控制冗余的系统和方法 |
US20110000677A1 (en) * | 2008-02-26 | 2011-01-06 | Zetechtics Limited | Subsea test apparatus, assembly and method |
CN201354590Y (zh) * | 2008-07-31 | 2009-12-02 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 海洋深水钻井隔水管装置 |
WO2011119110A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Opcon Pte Ltd | A joint commonality submersible (jcs) |
WO2012047291A1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-04-12 | The Enser Corporation | Thermal battery for power systems |
EP2518262A2 (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Hydril USA Manufacturing LLC | Subsea sensors display system and method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108091895A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-05-29 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种锌银贮备电池和热电池并联供电系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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WO2013165467A1 (en) | 2013-11-07 |
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