KR102130718B1 - System for training in bop operation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분출 방지기(BOP, Blowout Preventer) 작동 교육 시스템에 관한 것이다. BOP(Blowout Preventer) 작동 교육 시스템에 있어서, 제어 신호 및 HPU(hydraulic power unit) 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 BOP 제어 시스템; 상기 BOP 제어 시스템으로부터 상기 제어 신호 및 상기 HPU 압력 정보를 수신하고, 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 BOP의 개폐 정보를 전송하고 상기 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 BOP 내부 압력에 관한 정보를 수신하여, 상기 제어 신호, 상기 HPU 압력 정보 및 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보에 따라 BOP의 동작을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 결과를 상기 BOP 제어 시스템으로 전송하는 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터; 및 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 상기 BOP의 개폐 정보를 수신하고 상기 BOP 개폐 정보에 따라 BOP 내부 압력을 계산하여 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보를 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함하는 BOP 작동 교육 시스템이 제공된다.The present invention relates to a blowout preventer (BOP) operation training system. A blowout preventer (BOP) operation training system, comprising: a BOP control system that transmits control signals and hydraulic power unit (HPU) pressure information to a computer on which a BOP simulation program is installed; Receiving the control signal and the HPU pressure information from the BOP control system, transmitting and closing information of the BOP to a computer with a well simulation program installed, receiving information about the BOP internal pressure from a computer with the well simulation program installed, and A computer equipped with a BOP simulation program that simulates the operation of a BOP according to a control signal, the HPU pressure information, and information about the BOP internal pressure, and transmits a simulation result to the BOP control system; And a well simulation program that receives the opening and closing information of the BOP from a computer on which the BOP simulation program is installed, calculates the BOP internal pressure according to the BOP opening and closing information, and transmits information on the BOP internal pressure to the computer on which the BOP simulation program is installed. A BOP operation training system is provided which includes a computer installed.
Description
본 발명은 분출 방지기(BOP, Blowout Preventer)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BOP 작동 교육 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a blowout preventer (BOP), and more particularly, to a BOP operation training system.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 지구적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.With the rapid internationalization of industrialization and the development of the industry, the use of resources such as petroleum is gradually increasing, and accordingly, the stable production and supply of oil has emerged as a very important problem at the global level.
이러한 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서, 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이러한 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추선이 개발되어 있다.For this reason, the development of marginal fields or deep-sea oil fields in small areas, which have been neglected for lack of economic feasibility until recently, has become economical. Therefore, along with the development of submarine mining technology, a drilling vessel equipped with drilling equipment suitable for the development of such oil fields has been developed.
종래의 해저 시추에는 근해의 일 지점에 정박하여 시추 작업을 하는 고정식 플랫폼이 주로 사용되었으나, 최근에는 3,000m 이상의 심해에서 시추 작업이 가능한 부유식 시추 설비가 개발되어 해저 시추에 이용되고 있다.In the conventional subsea drilling, a fixed platform for drilling by anchoring at a point in the offshore was mainly used, but recently, a floating drilling facility capable of drilling in deep water of 3,000 m or more has been developed and used for subsea drilling.
이러한 시추 설비에는 해저의 지하에 존재하는 석유나 가스 등을 시추할 수 있도록 데릭 시스템, 라이저, 드릴 스트링 등의 각종 시추 관련 장비들이 설치되어 있다.Various drilling-related equipment such as derrick systems, risers, and drill strings are installed in the drilling facility to drill oil or gas existing under the seabed.
최근에는 심해 유전의 개발이 활발하게 진행됨에 따라 각종 시추 장비들에 대한 안전성이 특히 중요하게 요구되는데, 시추 장비들 중 시추 과정에서의 안전과 가장 관련이 깊은 장비로서, 분출 방지기(BOP, Blowout Preventer)를 들 수 있다.In recent years, as the development of deep-sea oil fields is actively progressing, safety for various drilling equipments is particularly important. Among the drilling equipments, the equipment most related to the safety in the drilling process is a blowout preventer (BOP). ).
BOP 장비는 시추 과정에서 발생하는 고압의 가스를 안전하게 제거하여 해저 유정의 가스 폭발을 방지하기 위한 장치로서, 해상의 시추 설비로부터 라이저를 통해 연결되어 해저 유정의 상단 웰헤드에 결합되는 형태로 설치된다. 이러한 BOP 장비는 심해 환경에 적합한 형태로 수심 3,000 m (4,300 psi) 이상의 고압의 환경에서 내압으로는 15,000 psi 압력을 견디도록 설계된다. BOP equipment is a device for safely removing high-pressure gas generated during the drilling process to prevent gas explosion in the subsea oil well. It is connected to the top wellhead of the subsea oil well by being connected through a riser from an offshore drilling facility. . These BOP equipments are designed to withstand 15,000 psi pressure in a high pressure environment at a depth of 3,000 m (4,300 psi) or more in a shape suitable for a deep sea environment.
그리고, BOP 장비는 해저 유정에 설치되는 경우 라이저를 통해 시추선의 BOP 제어 시스템과 연결된다. BOP 제어 시스템은 BOP 장비의 동작을 제어하고, BOP 장비의 작동 상태를 모니터링할 수 있는 시스템이다. And, when the BOP equipment is installed on the subsea well, it is connected to the BOP control system of the drilling vessel through the riser. The BOP control system is a system that can control the operation of the BOP equipment and monitor the operation status of the BOP equipment.
시추 중 시추공(wellbore) 내부에 고온, 고압의 가스가 유입되는 현상을 킥(Kick)이라고 하며, 킥 발생 시 BOP를 사용하여 안전하게 가스를 제거해야 한다. 이를 위해 드릴러는 정규 기관에서 정기적으로 킥 상황에서 안전하게 가스를 제거하는 과정에 대한 교육을 받아야 한다. A phenomenon in which high-temperature and high-pressure gas flows into a wellbore during drilling is called a kick, and when a kick occurs, the gas must be safely removed using a BOP. To do this, drillers must be trained in regular institutions to safely degas in regular kick situations.
그러나, 종래 기술에 따르면, 실제 시추선의 장비들에서의 교육이 불가능하여 실제 시추선의 장비와 다른 모형 장비를 이용하여 드릴러의 교육이 이루어진다. 따라서, 드릴러의 교육 장비와 실제 시추선의 장비가 다르므로, 드릴러가 시추선에 적응하는데에는 오랜 시간이 소요되고, 드릴러의 지속적인 연습은 어려운 상황이다. However, according to the prior art, it is impossible to train in the equipment of the actual drilling ship, so the training of the driller is performed using the equipment of the actual drilling ship and other model equipment. Therefore, since the training equipment of the driller and the equipment of the actual drilling ship are different, it takes a long time for the driller to adapt to the drilling ship, and the continuous practice of the driller is difficult.
본 발명의 목적은 BOP가 설치되는 환경과 유사한 환경을 고려하여 실제 시추선의 BOP 제어 시스템을 활용한 효율적인 BOP 작동 교육 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an efficient BOP operation training system utilizing a BOP control system of an actual drilling vessel in consideration of an environment similar to the environment in which the BOP is installed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, BOP(Blowout Preventer) 작동 교육 시스템에 있어서, 제어 신호 및 HPU(hydraulic power unit) 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 BOP 제어 시스템; 상기 BOP 제어 시스템으로부터 상기 제어 신호 및 상기 HPU 압력 정보를 수신하고, 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 BOP의 개폐 정보를 전송하고 상기 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 BOP 내부 압력에 관한 정보를 수신하여, 상기 제어 신호, 상기 HPU 압력 정보 및 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보에 따라 BOP의 동작을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 결과를 상기 BOP 제어 시스템으로 전송하는 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터; 및 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 상기 BOP의 개폐 정보를 수신하고 상기 BOP 개폐 정보에 따라 BOP 내부 압력을 계산하여 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보를 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함하는 BOP 작동 교육 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the BOP (Blowout Preventer) operation training system, BOP control system for transmitting a control signal and hydraulic power unit (HPU) pressure information to a computer with a BOP simulation program installed ; Receiving the control signal and the HPU pressure information from the BOP control system, transmitting and closing information of the BOP to a computer with a well simulation program installed, receiving information about the BOP internal pressure from a computer with the well simulation program installed, and A computer equipped with a BOP simulation program that simulates the operation of a BOP according to a control signal, the HPU pressure information, and information about the BOP internal pressure, and transmits a simulation result to the BOP control system; And a well simulation program that receives the opening and closing information of the BOP from a computer on which the BOP simulation program is installed, calculates the BOP internal pressure according to the BOP opening and closing information, and transmits information on the BOP internal pressure to the computer on which the BOP simulation program is installed. A BOP operation training system is provided which includes a computer installed.
특히, 상기 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터는 지층의 깊이에 따른 압력 분포에 관한 정보를 저장하고 있고, 상기 지층의 깊이에 따른 압력 분포에 관한 정보를 이용하여 상기 BOP 내부 압력을 계산할 수 있다. In particular, the computer on which the well simulation program is installed stores information on pressure distribution according to the depth of the formation, and can calculate the internal pressure of the BOP using information on pressure distribution according to the depth of the formation.
또한, 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램은 BOP의 램에 연결된 피스톤에 상기 HPU 유압정보의 유압에 의해 가해지는 힘의 크기를 계산하는 유압 해석 모듈을 포함할 수 있다. In addition, the BOP simulation program may include a hydraulic analysis module that calculates the magnitude of the force applied by the hydraulic pressure of the HPU hydraulic information to the piston connected to the ram of the BOP.
또한, 상기 유압 해석 모듈에 의해 계산된 힘의 크기 및 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보를 이용하여 상기 램이 받는 힘의 크기, 상기 램의 가속도, 상기 램의 속도 및 상기 램의 위치를 계산하는 동역학 해석 모듈을 더 포함할 수 있다.In addition, the dynamics of calculating the magnitude of the force received by the ram, the acceleration of the ram, the speed of the ram, and the position of the ram using information about the magnitude of the force calculated by the hydraulic analysis module and the internal pressure of the BOP. Analysis modules may be further included.
또한, 상기 유압 해석 모듈은 상기 계산된 램의 위치를 이용하여 변경된 상기 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 계산할 수 있다. In addition, the hydraulic analysis module may calculate the magnitude of the force applied to the changed piston using the calculated position of the ram.
또한, 상기 BOP 제어 시스템은 BOP에 대한 작동 명령을 입력받는 BOP 제어 판넬; 및 상기 BOP 제어 판넬로부터 상기 BOP에 대한 작동 명령을 수신하여 상기 BOP에 대한 작동 명령에 따라 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호 및 상기 HPU 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 중앙 제어 유닛을 포함할 수 있다. In addition, the BOP control system includes a BOP control panel that receives an operation command for the BOP; And a central control receiving the operation command for the BOP from the BOP control panel, generating the control signal according to the operation command for the BOP, and transmitting the control signal and the HPU pressure information to a computer on which the BOP simulation program is installed. It may include a unit.
또한, 상기 HPU 압력 정보를 측정하여 상기 중앙 제어 유닛으로 상기 HPU 압력 정보를 전송하는 HPU(hydraulic power unit)를 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include a hydraulic power unit (HPU) for measuring the HPU pressure information and transmitting the HPU pressure information to the central control unit.
본 발명의 실시예에 따르면, 유정 시뮬레이션 프로그램과 BOP 시뮬레이션 프로그램을 BOP 제어 시스템과 연결하여 드릴러의 교육을 실시함으로써 드릴러가 BOP가 설치되는 환경과 유사한 환경에서 실제 시추선의 BOP 제어 시스템을 작동해 볼 수 있어서 교육 기간이 단축될 수 있고, 지속적인 교육이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, by training the drill by connecting the well simulation program and the BOP simulation program with the BOP control system, the driller can operate the BOP control system of the actual drilling ship in an environment similar to the environment in which the BOP is installed. Therefore, the training period can be shortened and continuous training is possible.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BOP 작동 교육 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BOP 작동 교육 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다. 1 is a block diagram of a BOP operation training system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating the operation of the BOP operation training system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분출 방지기(BOP, Blowout Preventer) 작동 교육 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 BOP 작동 교육 시스템은 BOP 제어 시스템, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140) 및 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(150)를 포함한다. 1 is a block diagram of a blowout preventer (BOP) operation training system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the BOP operation training system according to an embodiment of the present invention includes a BOP control system, a
BOP 제어 시스템은 시추선 위에서 BOP를 동작시키기 위한 장비들 전체를 의미하고, 도 1에 도시된 바와 같이, BOP 제어 시스템은 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)와 연결되어 있다. The BOP control system means all the equipment for operating the BOP on the drilling line, and as shown in FIG. 1, the BOP control system is connected to the
도 1에 도시된 바와 같이, BOP 제어 시스템은 중앙 제어 유닛(CCU, central control unit)(110), BOP 제어 판넬(120) 및 유압 파워 유닛(HPU, hydraulic power unit)(130)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the BOP control system includes a central control unit (CCU) 110, a
BOP 제어 판넬(120)은 사용자로부터 BOP에 대한 작동 명령을 입력받아 중앙 제어 유닛(110)으로 전송하고, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로부터 수신된 BOP 동작 결과를 디스플레이한다. 실제 BOP는 복수의 램(RAM), 애뉼라(annular) BOP 및 각종 밸브를 포함하고, BOP 제어 판넬(120)은 복수의 램(RAM), 애뉼라(annular) BOP 및 각종 밸브 각각에 대한 작동 명령을 입력받을 수 있다. 교육을 받는 드릴러는 BOP 제어 판넬(110)을 이용하여 명령을 입력하고, BOP 동작 결과를 모니터링할 수 있다. 즉, 교육을 받는 드릴러는 시추선 내의 BOP 제어 시스템을 사용하여 킥 제거 프로시져에 따라 BOP 작동 교육을 받을 수 있다.The
중앙 제어 유닛(110)은 BOP 제어 시스템을 제어, 관리한다. 중앙 제어 유닛(110)은 BOP 제어 판넬로부터 수신된 명령에 따라 제어 신호를 생성하여 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송하고, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로부터 BOP 동작 결과를 수신하여 BOP 제어 판넬(120)로 전송한다. 그리고, 중앙 제어 유닛(110)은 HPU(130)로부터 HPU 압력 정보를 수신하여 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. The
HPU(130)는 BOP를 동작시키기 위한 유압을 BOP로 공급하는 장치이다. The HPU 130 is a device that supplies hydraulic pressure for operating the BOP to the BOP.
먼저, BOP 제어 시스템이 실제 BOP 장비와 연결되는 경우를 살펴보면, BOP 제어 시스템과 BOP 장비는 2 개의 먹스 케이블(Mux Cable)로 연결되고, HPU(130)와 BOP 장비는 2 개의 유압 라인으로 연결된다. BOP 제어 시스템은 먹스 케이블을 통해 BOP 장비로 전기 신호를 공급하고, HPU(130)는 2 개의 유압 라인을 통해 BOP 장비로 유압을 공급한다. 즉, 먹스 케이블을 통해 전력 및 밸브 조작 신호가 BOP 장비로 전달되고, BOP 장비의 램 및 에뉼라 BOP는 유압 라인을 통해 공급된 유압을 사용하여 닫히고 열리는 동작이 수행된다. 유압 라인이 통해 공급된 유체가 램 또는 애뉼라 BOP에 연결된 피스톤을 밀어서 램 또는 애뉼라 BOP를 닫는다. 다시 말하면, BOP 제어 시스템은 제어 신호을 전달하기 위한 먹스 케이블과 유압을 공급하기 위한 유압 라인으로 BOP 장비와 연결되어 BOP 장비를 제어할 수 있다. 그리고, 전기 신호에 의해 밸브가 열리거나 닫히며 유압이 공급되는 위치를 조종(Control)하고, BOP의 램이 닫히기 위해서는 작용하는 유압에 의해 램이 움직이는 힘이 BOP 내부의 압력에 의해 반대에서 작용하는 힘보다 커야 한다.First, looking at the case where the BOP control system is connected to the actual BOP equipment, the BOP control system and the BOP equipment are connected by two mux cables, and the HPU 130 and the BOP equipment are connected by two hydraulic lines. . The BOP control system supplies electrical signals to the BOP equipment through the MUX cable, and the HPU 130 supplies hydraulic pressure to the BOP equipment through two hydraulic lines. That is, the power and valve operation signals are transmitted to the BOP equipment through the MUX cable, and the ram and enular BOP of the BOP equipment are closed and opened using hydraulic pressure supplied through the hydraulic line. The fluid supplied through the hydraulic line pushes the piston connected to the ram or annular BOP to close the ram or annular BOP. In other words, the BOP control system can control the BOP equipment by being connected to the BOP equipment with a MUX cable for transmitting control signals and a hydraulic line for supplying hydraulic pressure. And, the valve is opened or closed by an electric signal to control the position where the hydraulic pressure is supplied, and the force that the ram moves by the hydraulic pressure acting in order to close the ram of the BOP acts in the opposite direction by the pressure inside the BOP. It must be greater than force.
본 발명의 실시예에 따른 BOP 제어 시스템 테스트 장치에서는, HPU(130)는 HPU(130)가 작동될 때 HPU(130)의 압력 게이지로 유체의 압력을 측정하여 HPU 압력 정보를 중앙 제어 유닛(110)으로 전송한다. 그러면, 중앙 제어 유닛(110)은 HPU 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. In the BOP control system test apparatus according to an embodiment of the present invention, the HPU 130 measures the pressure of the fluid with the pressure gauge of the HPU 130 when the HPU 130 is operated, and the HPU pressure information is centrally controlled. ). Then, the
BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)는 중앙 제어 유닛(110)으로부터 수신된 제어 정보 및 HPU 압력 정보에 따라 유정 시뮬레이션 프로그램과 정보를 송수신하며 BOP의 동작을 시뮬레이션하여 결과를 중앙 제어 유닛(111)으로 전송하는 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치되어 있는 컴퓨터이다. BOP 시뮬레이션 프로그램은 유압 해석 모듈 및 동역학 해석 모듈을 포함하고, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터에 연결된 디스플레이 장치상에 BOP의 3 차원 형상을 나타낼 수 있다. The
유정 시뮬레이션 프로그램이 설치되어 있는 컴퓨터(150)는 지층의 깊이에 따른 압력 분포에 관한 정보를 저장하고, 이를 이용하여 BOP의 동작에 따른 BOP 내부 압력의 변화 등을 계산하는 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치되어 있는 컴퓨터이다. 도 1에서는 BOP 시뮬레이션 프로그램과 유정 시뮬레이션 프로그램이 상이한 컴퓨터에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 하나의 컴퓨터에 설치될 수도 있다. The
BOP 시뮬레이션 프로그램은 유정 시뮬레이션 프로그램으로 BOP 개폐 정보, 즉, BOP 열림 또는 닫힘 정보를 전송하고, 유정 시뮬레이션 프로그램은 BOP 개폐 정보를 이용하여 BOP 내부 압력, 시간에 따른 BOP 내부 압력 변화, 가스 배출시 BOP 내부 압력 변화를 계산하여 BOP 내부 압력, 시간에 따른 BOP 내부 압력 변화, 가스 배출시 BOP 내부 압력 변화에 관한 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램으로 전송한다. 그러면, BOP 시뮬레이션 프로그램은 BOP 내부 압력, 시간에 따른 BOP 내부 압력 변화, 가스 배출시 BOP 내부 압력 변화에 관한 정보를 이용하여 BOP 동작을 시뮬레이션한다. The BOP simulation program transmits BOP opening and closing information, that is, BOP open or closed information, to the well simulation program, and the well simulation program uses the BOP opening and closing information to change the BOP internal pressure, the BOP internal pressure over time, and the BOP internal when gas is discharged. Calculates the pressure change and sends information on the BOP internal pressure, the BOP internal pressure change over time, and the BOP internal pressure change during gas discharge to the BOP simulation program. Then, the BOP simulation program simulates the BOP operation by using information on the BOP internal pressure, the BOP internal pressure change over time, and the BOP internal pressure change during gas discharge.
BOP 시뮬레이션 프로그램의 유압 해석 모듈은 램 또는 애뉼라 BOP에 연결된 피스톤에 유압에 의해 가해지는 힘의 크기를 계산하고, 동역학 해석 모듈은 계산된 피스톤에 유압에 의해 가해지는 힘의 크기를 이용하여 램 또는 애뉼라 BOP가 받는 힘의 크기를 계산한다. 그리고, 램 또는 애뉼라 BOP가 받는 힘의 크기 및 유정 시뮬레이션 프로그램으로부터 수신된 BOP 내부 압력에 관한 정보를 이용하여 램 또는 애뉼라 BOP의 다음 순간의 가속도, 속도, 위치를 계산한다. 그리고, 계산된 램 또는 애뉼라 BOP의 다음 순간의 위치 정보는 유압 해석 모듈로 입력되고, 유압 해석 모듈은 램 또는 애뉼라 BOP의 위치가 변경됨에 따라 변경된 유압에 의해 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 계산한다. 그리고, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)는 BOP 개폐 정보를 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(150)로 전송하고, 유정 시뮬레이션 프로그램은 수신된 BOP 개폐 정보를 이용하여 변경된 BOP 내부 압력을 계산하여 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. 유압 해석 모듈, 동역학 해석 모듈 및 유정 시뮬레이션 프로그램의 이런 계산 과정은 램 또는 애뉼라 BOP가 닫히거나 열릴 때까지 반복되고, 이와 같은 BOP 동작 결과는 중앙 제어 유닛(110)으로 전송된다. 중앙 제어 유닛(110)으로 전송되는 BOP 동작 결과는 램 또는 애뉼라 BOP가 닫혔는지 또는 열렸는지 여부, BOP 내부 압력, 시간에 따른 BOP 내부 압력 변화, 가스 배출 시 BOP 내부 압력 변화, BOP 자세, 램 또는 애뉼라 BOP의 이동 거리, 램 또는 애뉼라 BOP의 이동 위치, 램 또는 애뉼라 BOP가 닫히거나 열리는데 걸린 시간, 램 또는 애뉼라 BOP가 제대로 동작되는지 여부 등을 포함할 수 있다. The hydraulic analysis module of the BOP simulation program calculates the magnitude of the force exerted by the hydraulic pressure on the piston connected to the ram or annular BOP, and the dynamics analysis module uses the magnitude of the force exerted by the hydraulic pressure on the calculated piston. Calculate the amount of force the annular BOP receives. Then, the acceleration, speed, and position of the next moment of the ram or annular BOP are calculated using the information about the magnitude of the force received by the ram or annular BOP and the internal pressure of the BOP received from the well simulation program. Then, the calculated position information of the next moment of the ram or annular BOP is input to the hydraulic analysis module, and the hydraulic analysis module determines the magnitude of the force applied to the piston by the changed hydraulic pressure as the position of the ram or annular BOP is changed. To calculate. In addition, the
예를 들어, BOP 제어 판넬(120)에 램을 닫으라는 명령이 입력되면, BOP 제어 판넬(120)은 입력받은 명령을 중앙 제어 유닛(110)으로 전송하고, 중앙 제어 유닛(110)은 수신된 명령에 따라 램을 닫기 위해 BOP의 밸브들 중 열어야 하는 밸브와 닫아야 하는 밸브를 연산하고, 연산 결과를 나타내는 제어 신호를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. 그리고, HPU(130)로부터 수신된 HPU 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. 그러면, BOP 시뮬레이션 프로그램의 유압 해석 모듈은 램에 연결된 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 계산하고, 동역학 해석 모듈은 계산된 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 이용하여 램이 받는 힘의 크기를 계산하고, 계산된 램이 받는 힘의 크기 및 유정 시뮬레이션 프로그램으로부터 수신된 BOP 내부 압력에 관한 정보를 이용하여 다음 순간의 램의 가속도, 속도, 위치를 계산한다. For example, when a command to close the RAM is input to the
그리고, 변경된 램의 위치는 다시 유압 해석 모듈로 입력되고, 유압 해석 모듈은 램의 위치가 변경됨에 따라 변경된 유압에 의해 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 계산한다. 그리고, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)는 BOP 개폐 정보를 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(150)로 전송하고, 유정 시뮬레이션 프로그램은 수신된 BOP 개폐 정보를 이용하여 변경된 BOP 내부 압력을 계산하여 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터(140)로 전송한다. 유압 해석 모듈, 동역학 해석 모듈 및 유정 시뮬레이션 프로그램의 이런 계산 과정은 램 또는 애뉼라 BOP가 닫히거나 열릴 때까지 반복되고, 이 BOP 동작 결과는 중앙 제어 유닛(110)으로 전송된다. 중앙 제어 유닛(110)은 BOP 동작 결과를 BOP 제어 판넬(120)로 전송하고, BOP 제어 판넬(120)은 BOP 동작 결과를 디스플레이한다. Then, the changed position of the ram is input to the hydraulic analysis module again, and the hydraulic analysis module calculates the magnitude of the force applied to the piston by the changed hydraulic pressure as the position of the ram is changed. In addition, the
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 BOP 작동 교육 시스템의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BOP 작동 교육 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다. Next, the operation of the BOP operation training system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2. 2 is a flow chart showing the operation of the BOP operation training system according to an embodiment of the present invention.
BOP 제어 판넬은 사용자로부터 BOP에 대한 작동 명령을 입력받아 중앙 제어 유닛으로 전송하고(S210), HPU는 HPU가 작동될 때 HPU의 압력 게이지로 유체의 압력을 측정하여 HPU 압력 정보를 중앙 제어 유닛으로 전송한다(S220). The BOP control panel receives the operation command for the BOP from the user and transmits it to the central control unit (S210), and when the HPU is operated, the HPU measures the pressure of the fluid with the pressure gauge of the HPU to send HPU pressure information to the central control unit. Transmit (S220).
그러면, 중앙 제어 유닛은 BOP 제어 판넬로부터 수신된 BOP에 대한 작동 명령에 따라 제어 신호를 생성한다(S230). 예를 들어, BOP 제어 판넬로부터 수신된 BOP에 대한 작동 명령이 램을 닫으라는 명령이면, 중앙 제어 유닛은 램을 닫기 위해 BOP의 밸브들 중 열어야 하는 밸브와 닫아야 하는 밸브를 연산하고, 연산 결과를 나타내는 제어 신호를 생성한다. 그리고, 중앙 제어 유닛은 생성된 제어 신호 및 HPU 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송한다(S240).Then, the central control unit generates a control signal according to the operation command for the BOP received from the BOP control panel (S230). For example, if the operation command for the BOP received from the BOP control panel is a command to close the ram, the central control unit calculates the valve to be opened and the valve to be closed among the valves of the BOP to close the ram, and calculates the calculation result. Generate a control signal to indicate. Then, the central control unit transmits the generated control signal and HPU pressure information to the computer where the BOP simulation program is installed (S240).
BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터는 수신된 제어 신호 및 HPU 압력 정보에 따라 유정 시뮬레이션 프로그램과 정보를 송수신하며 BOP의 동작을 시뮬레이션하고(S250), 시뮬레이션 결과를 중앙 제어 유닛으로 전송한다(S260).The computer on which the BOP simulation program is installed transmits and receives information to and from the well simulation program according to the received control signal and HPU pressure information, simulates the operation of the BOP (S250), and transmits the simulation results to the central control unit (S260).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110 : BOP 제어 판넬
120 : HPU
130 : 중앙제어 유닛
140 : BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터
150 : 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터110: BOP control panel
120: HPU
130: central control unit
140: computer with BOP simulation program installed
150: a computer with a well simulation program installed
Claims (7)
제어 신호 및 HPU(hydraulic power unit) 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 BOP 제어 시스템;
상기 BOP 제어 시스템으로부터 상기 제어 신호 및 상기 HPU 압력 정보를 수신하고, 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 BOP의 개폐 정보를 전송하고 상기 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 BOP 내부 압력에 관한 정보를 수신하여, 상기 제어 신호, 상기 HPU 압력 정보 및 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보에 따라 BOP의 동작을 시뮬레이션하여 시뮬레이션 결과를 상기 BOP 제어 시스템으로 전송하는 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터; 및
상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 상기 BOP의 개폐 정보를 수신하고 상기 BOP 개폐 정보에 따라 BOP 내부 압력을 계산하여 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보를 상기 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함하며;
상기 BOP 제어 시스템은, BOP에 대한 작동 명령을 입력받으며, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로부터 수신된 BOP 동작 결과를 디스플레이 하는 BOP 제어 판넬;
상기 BOP 제어 판넬로부터 상기 BOP에 대한 작동 명령을 수신하여 상기 BOP에 대한 작동 명령에 따라 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호 및 상기 HPU 압력 정보를 BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터로 전송하는 중앙 제어 유닛; 및
상기 HPU 압력 정보를 측정하여 상기 중앙 제어 유닛으로 상기 HPU 압력 정보를 전송하는 HPU(hydraulic power unit)를 포함하며;
상기 BOP 시뮬레이션 프로그램은, BOP 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터에 연결된 디스플레이 장치 상에 BOP의 3차원 형상을 나타내며;
상기 시뮬레이션 결과는, BOP가 상기 BOP에 대한 작동 명령에 따라 제대로 작동되었는지 여부를 포함하며;
상기 유정 시뮬레이션 프로그램이 설치된 컴퓨터는, 지층의 깊이에 따른 압력 분포에 관한 정보를 저장하고 있고, 상기 지층의 깊이에 따른 압력 분포에 관한 정보를 이용하여 상기 BOP 내부 압력을 계산하는 것을 특징으로 하는 BOP 작동 교육 시스템.In the BOP (Blowout Preventer) operation training system,
A BOP control system that transmits a control signal and hydraulic power unit (HPU) pressure information to a computer on which a BOP simulation program is installed;
Receiving the control signal and the HPU pressure information from the BOP control system, transmitting and closing information of the BOP to a computer on which a well simulation program is installed, and receiving information on the BOP internal pressure from a computer on which the well simulation program is installed, the A computer equipped with a BOP simulation program that simulates the operation of a BOP according to a control signal, the HPU pressure information, and information about the BOP internal pressure, and transmits a simulation result to the BOP control system; And
A well simulation program that receives opening and closing information of the BOP from a computer on which the BOP simulation program is installed, calculates BOP internal pressure according to the BOP opening and closing information, and transmits information on the BOP internal pressure to the computer on which the BOP simulation program is installed. Includes an installed computer;
The BOP control system includes: a BOP control panel that receives an operation command for a BOP and displays BOP operation results received from a computer on which the BOP simulation program is installed;
A central control unit that receives the operation command for the BOP from the BOP control panel, generates the control signal according to the operation command for the BOP, and transmits the control signal and the HPU pressure information to a computer on which a BOP simulation program is installed. ; And
A hydraulic power unit (HPU) for measuring the HPU pressure information and transmitting the HPU pressure information to the central control unit;
The BOP simulation program represents a three-dimensional shape of the BOP on a display device connected to a computer on which the BOP simulation program is installed;
The simulation result includes whether the BOP was properly operated according to an operation command for the BOP;
A computer in which the well simulation program is installed stores information on pressure distribution according to the depth of the formation, and calculates the internal pressure of the BOP using information on pressure distribution according to the depth of the formation. Operation training system.
상기 BOP 시뮬레이션 프로그램은 BOP의 램에 연결된 피스톤에 상기 HPU 유압정보의 유압에 의해 가해지는 힘의 크기를 계산하는 유압 해석 모듈을 포함하는, BOP 작동 교육 시스템.The method according to claim 1,
The BOP simulation program includes a hydraulic analysis module for calculating the magnitude of the force applied by the hydraulic pressure of the HPU hydraulic information to the piston connected to the ram of the BOP, BOP operation training system.
상기 유압 해석 모듈에 의해 계산된 힘의 크기 및 상기 BOP 내부 압력에 관한 정보를 이용하여 상기 램이 받는 힘의 크기, 상기 램의 가속도, 상기 램의 속도 및 상기 램의 위치를 계산하는 동역학 해석 모듈을 더 포함하는, BOP 작동 교육 시스템.The method according to claim 3,
A dynamics analysis module that calculates the magnitude of the force received by the ram, the acceleration of the ram, the speed of the ram, and the position of the ram using information on the magnitude of the force calculated by the hydraulic analysis module and the internal pressure of the BOP. Further comprising, BOP operation training system.
상기 유압 해석 모듈은 상기 계산된 램의 위치를 이용하여 변경된 상기 피스톤에 가해지는 힘의 크기를 계산하는, BOP 작동 교육 시스템.The method according to claim 4,
The hydraulic analysis module calculates the magnitude of the force applied to the changed piston using the calculated position of the ram, BOP operation training system.
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