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1、10申请公布号CN104144075A43申请公布日20141112CN104144075A21申请号201410194181622申请日201405091308452020130510GBH04L12/24200601G06F9/445200601G05B19/41820060171申请人韦特柯格雷控制系统有限公司地址英国布里斯托尔72发明人R阿达拉N康查库里74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人何欣亭汤春龙54发明名称减小在升级期间生产控制的停机时间的方法57摘要本发明题为减小在升级期间生产控制的停机时间的方法。提供一种用于更新海底电子模块（SEM）中的软件的设备，包括第。
2、一数据传输和接收装置（1）、第二数据传输和接收装置（2）、以及第一与第二数据传输和接收装置（1、2）之间的传输线（3），其中，来自第一数据传输和接收装置（1）的数据的分组（6）被传输至第二数据传输和接收装置（2），并被聚合以形成本地主控，SEM中的软件可以由此被本地更新。数据的分组（6）可以使用在正常操作期间不需要的传输线（3）的未利用的容量（5）来传输。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图2页10申请公布号CN104144075ACN104144075A1/2页21一种用于更新水下井的海底电子。
3、模块（SEM）中的软件的方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所述更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组，其中，更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收；在所述调制解调器卡上聚合所述数据的分组，以形成软件更新包；以及使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。2如权利要求1所述的方法，其中，所述更新的软件分组使用。
4、时分复用来传输，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。3如权利要求1所述的方法，其中，所述更新的软件分组使用频分复用来传输，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。4一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所述更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组，其中，传输所。
5、述更新的软件分组，以便使用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。5如权利要求4所述的方法，还包括如下步骤在所述调制解调器卡上聚合所述数据的分组，以形成软件更新包。6如权利要求5所述的方法，还包括如下步骤使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。7如权利要求1至3或6中的任一项所述的方法，其中，使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件的步骤由从所述表面位置发送的触发信号触发。8一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的设备，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与。
6、所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述设备包括用于在所述表面位置提供所述更新的软件数据的装置；以及用于通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组的装置，其中，所述更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收，所述数据的分组在所述调制解调器卡上被聚合，以形成软件更新包，以及所述软件更新包被用作本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。9如权利要求8所述的设备，其中，所述传输装置使用时分复用来传输所述更新的软件分组，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。权利要求书CN104144075A2/2页。
7、310如权利要求8所述的设备，其中，所述传输装置使用频分复用来传输所述更新的软件分组，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。权利要求书CN104144075A1/5页4减小在升级期间生产控制的停机时间的方法技术领域0001本发明涉及向海底电子模块传输数据和软件。背景技术0002海底流体开采井的控制一般由海底电子模块（SEM）管理，海底电子模块典型地安放在海底控制模块（SCM）中，海底控制模块又在流体开采井上方安装在位于海床上的海底开采树上。SEM含有多个执行专用功能的印刷布线板，专用功能诸如是经由调制解调器向/从SEM传递的、液压方向控制阀（DCV）的操作。SEM又经由脐带（U。
8、MBILICAL）连接至位于顶侧的主控制站（MCS）。0003SEM含有以高级编程语言编码的软件包（尽管对于小的、时间要求高的任务可使用汇编语言）。软件使SEM能够基于来自MCS的命令来执行顺序的监控操作，以及允许SEM存储从海底生产系统收集的相关数据。该软件可能时不时需要升级，并为了该目的，SEM可从表面编程。软件的新版本可以例如通过TCP/IP或者任何其他适当的通信协议从MCS下载。然而，目前在软件升级期间生产可能需要停止，因为下载过程可能占据脐带的通信路径的带宽的一部分或全部。0004作为结果，在软件升级期间，海底生产控制系统的停机时间对于井运营者而言是昂贵的操作。根据使用的调制解调器的。
9、类型、用于脐带（铜、光学等）的线缆的类型、以及MCS与SEM之间的距离，该停机时间可以从几分钟到小时地变动。0005减小停机时间的现有技术采用远程操作的水下航行器（ROV），将软件直接加载至井SCM以更新安放在其中的SEM中保持的软件，因此，避免控制系统通信系统。然而，由于将ROV部署至海床的高成本，该技术比较昂贵。发明内容0006从一个方面根据本发明，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路。
10、径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所更新的软件数据的分组，其中，更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收，在所述调制解调器卡上聚合所述数据的分组，以形成软件更新包；以及使用所述软件更新包作为本地主控（LOCALMASTER）来更新一个或更多SEM的所述软件。0007所述更新的软件分组可以使用时分复用或者频分复用来传输，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0008从另一个方面根据本发明，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的说明书CN104144075A2/5页5软件的。
11、方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所更新的软件数据的分组，其中，传输所更新的软件分组，以便使用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0009所述更新的软件分组可以在所述水下井处在调制解调器卡上接收。所更新的软件分组可以在调制解调器卡上聚合，直至形成软件更新包。该软件更新包然后可以被用作本地主控以在一个或更多本地。
12、单板计算机（SBC）上更新所述SEM中的软件。与可以具有1KM至220KM范围的长度的传输线相比，此处的“本地”旨在表明约1米的距离。对于两个或更多的SEM托管于单个的SCM的方案而言，主SEM的调制解调器对于其他SEM的调制解调器可以作为本地主控动作。如果有通信分布单元（其本身在本领域是周知的），那么通信分布单元的调制解调器对于周围的SEM可以作为本地主控动作以升级软件。0010所述传输线可以是脐带内的铜或者光纤线缆。0011从另一个方面根据本发明，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的设备，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通。
13、过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述设备包括用于在所述表面位置提供所更新的软件数据的装置；以及用于通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所更新的软件数据的分组的装置，其中，所更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收，所述数据的分组在所述调制解调器卡上被聚合，以形成软件更新包，以及所述软件更新包被用作本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0012所述传输装置可以使用时分复用或者频分复用来传输所更新的软件分组，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0013从另一个方面根据本发明。
14、，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的设备，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述设备包括用于在所述表面位置提供所更新的软件数据的装置；以及用于通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所更新的软件数据的分组的装置，其中，所述传输装置传输所更新的软件分组，以便使用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0014所述更新的软件分组可以在所述水下井处在调制解调器卡上接收。所更新的软件分组可以在调制解调器。
15、卡上聚合，直至形成软件更新包。该软件更新包然后可以被用作本地主控以在一个或更多本地单板计算机（SBC）上更新所述SEM中的软件。与可以具有1KM说明书CN104144075A3/5页6至220KM范围的长度的传输线相比，此处的“本地”旨在表明约1米的距离。0015所述传输线可以是脐带内的铜或者光纤线缆。0016所述海底电子模块可以安放在可操作来调节来自井口的流体开采的海底控制模块中。0017按照本公开的第一方面，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置。
16、之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所述更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组，其中，更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收；在所述调制解调器卡上聚合所述数据的分组，以形成软件更新包；以及使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0018按照第一方面的方法，其中，所述更新的软件分组使用时分复用来传输，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0019按照第一方面的方法，其中，所述更新的软件分组使用频分复用来传输，以利用所。
17、述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0020按照本公开的第二方面，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的方法，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述方法包括如下步骤在所述表面位置提供所述更新的软件数据；以及通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组，其中，传输所述更新的软件分组，以便使用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0021按照第二方面的方法，还包括如下步骤。
18、在所述调制解调器卡上聚合所述数据的分组，以形成软件更新包。0022按照第二方面的方法，还包括如下步骤使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0023按照第一和第二方面的方法，其中，使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件的步骤由从所述表面位置发送的触发信号触发。0024按照本公开的第三方面，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的设备，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述。
19、设备包括用于在所述表面位置提供所述更新的软件数据的装置；以及用于通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组的装置，其中，所述更新的软件分组在所述水下井处在调制解调器卡上接收，所述数说明书CN104144075A4/5页7据的分组在所述调制解调器卡上被聚合，以形成软件更新包，以及所述软件更新包被用作本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0025按照第三方面的设备，其中，所述传输装置使用时分复用来传输所述更新的软件分组，以利用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0026按照第三方面的设备，其中，所述传输装置使用频分复用来传输所述更新的软件分组，以利用。
20、所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0027按照本公开的第四方面，提供一种用于更新水下井的海底电子模块（SEM）中的软件的设备，所述SEM通过包括数据传送路径的脐带线缆与表面位置通信，其中，在正常操作期间数据通过所述传送路径在所述水下井与所述表面位置之间传送，在所述正常操作期间的所述数据传送需要所述数据传送路径的关联带宽，所述设备包括用于在所述表面位置提供所述更新的软件数据的装置；以及用于通过所述数据传送路径从所述表面位置向所述水下井传输所述更新的软件数据的分组的装置，其中，所述传输装置传输所述更新的软件分组，以便使用所述正常操作不需要的所述数据传送路径的备用带宽。0028按照第四。
21、方面的设备，其中，所述数据的分组在所述调制解调器卡上被聚合，以形成软件更新包。0029按照第四方面的设备，其中，所述软件更新包被用作本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0030按照第三和第四方面的设备，还包括所述表面位置处的触发装置，所述触发装置被布置为向所述调制解调器卡发送触发信号，以触发使用所述软件更新包作为本地主控来更新一个或更多SEM的所述软件。0031按照本公开的第五方面，提供一种海底井控制系统，其包含第三和第四方面的设备。附图说明0032图1A1D是根据本发明的实施例的系统中数据流的概要图。0033图2示出依据本发明的用于更新SEM卡中的软件的设备。具体实施方式0034要说明。
22、的实施例使海底井控制系统（例如用于海底碳氢化合物开采井的井控制系统）中SEM上的软件能够以海底生产控制系统的缩短的停机时间来更新。0035参考图1A，位于“顶侧”、即表面位置处的主控制站（MCS）1，通过脐带3内的光纤通信链路，向安装在海底井树（未示出）的海底控制模块（SCM）2馈送数据，以控制井的流体生产过程。控制数据以图1B所示的分组4馈送。0036由于所使用的链路的通信容量少于100（经常低至40），因此有示出为分组4的流中的间隙的备用容量5。如图1C所示，该备用容量5可以被用于提供其他数据的分组6，以更新井控制系统内的软件，而不会干扰控制处理。这缩短了执行软件升级所需要的停机时间，具有。
23、将井生产最大化的效果，并更有效利用通信带宽。图1D示出具有100的合成通说明书CN104144075A5/5页8信容量利用率的通信链路。要注意的是，尽管该概要图示出了使用时分复用来将更新的软件分组插入数据传送路径的备用带宽，但在备选的实施例中，可以代而使用频分复用。0037图2示出根据本发明的一个实施例的设备的概要图。主控制站（MCS）位于“顶侧”、即表面位置处，并通过脐带14与海底组件通信。含有调制解调器8和若干海底电子模块（SEM）11、12、13的海底控制模块设置在海底井树，用于操作海底井树中的方向控制阀以控制碳氢化合物生产。0038新的软件图像存储在MCS7，然后通过脐带14传输至SC。
24、M中的调制解调器8的单板计算机（SBC）。一旦软件完全下载至SCM的调制解调器卡（即SBC）上，根据要求，通过使用刀片式以太网交换机10与SEM通信的以太网端口9A、9B，来自顶侧MCS的触发信号将触发调制解调器卡反过来将软件加载至存在于多个SEM内的各自的卡中。各种SEM可以含有各种不同的电子卡。在图2的实施例中，示出了3个模块传感器支持模块（SSM）11、方向控制阀支持模块（DSM）12和传统仪器支持模块（LISM）13，然而实际上可以使用任何数量的模块。0039由于本地加载软件（通过约1米的距离）所需要的时间量与将软件下载至个体的卡（通过1至220公里之间的脐带线）相比非常低，该方法在升。
25、级期间可以节省大量停机时间。除了与脐带的长度相比从调制解调器卡到SEM卡的更短距离外，该通信可以有利地通过背板以太网进行，与MCS和调制解调器卡之间的传送速度相比，背板以太网具有高得多的传送速度。0040图2所示的本发明的实施例示出软件更新包从MCS传输至SCM的调制解调器卡。然而，软件更新包可以下载至多个SEM（例如SSM、DSM、LISM等）中的卡中的任意的卡，并且软件更新包可以被用作通过刀片式以太网交换机更新其他SEM的本地主控。0041之前的示例示出本发明用于海底井控制系统中，然而，本发明可以适用于任何控制系统，尤其是涉及控制站与被控制设施之间的长距离的系统，诸如例如风场。本发明还可以适用于通信系统的任何形式，包含采用幅度、频率或者脉冲宽度调制载波、数字或者模拟、其中介质是电磁辐射、铜或者光纤的通信系统，只要数据传送路径上有充分的备用容量。说明书CN104144075A1/2页9图1说明书附图CN104144075A2/2页10图2说明书附图CN104144075A10。