(57)【要約】本発明のＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラを含み、各ノードは、システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備え、各ノードは、構成要素の作動に対応する第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、第１のデータセットを分析し、構成要素の残っている有用寿命を決定し、および／または第１のデータセットを構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットと比較するように構成されているプロセッサとを有する。
2018511719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴出防止装置（ＢＯＰ）制御システムであって、前記制御システムは、
１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた少なくとも２つの機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、
前記システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードと
を備え、
各ノードは、
前記構成要素の作動に対応する第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、
プロセッサと
を有し、
前記プロセッサは、
前記第１のデータセットを分析し、前記構成要素の残っている有用寿命を決定することと、
前記構成要素の前記残っている有用寿命を前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成され、
前記システムコントローラは、
前記機能経路の前記１つ以上のノードのうちの少なくとも１つの前記残っている有用寿命に少なくとも部分的に基づいて、リスクレベルを前記少なくとも２つの機能経路の各々に割り当てることと、
前記少なくとも２つの機能経路の各々の前記リスクレベルに少なくとも部分的に基づいて、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために、前記少なくとも２つの機能経路のうちの少なくとも１つを識別することと
を行うように構成されている、制御システム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの機能経路のうちの少なくとも１つの前記リスクレベルは、
前記第１のＢＯＰ機能を作動させるための機能経路の数と、
前記第１のＢＯＰ機能と同一結果を達成するためのＢＯＰ機能の数と、
前記機能経路の前記１つ以上のノードの前記１つ以上の作動可能構成要素の以前の作動後の経過時間と
のうちの１つ以上のものに少なくとも部分的に基づいて、割り当てられる、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記システムコントローラは、各ノードの前記構成要素の前記残っている有用寿命をユーザに通信するように構成されている、請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
各ノードの前記プロセッサは、前記構成要素の前記残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを前記システムコントローラに通信するように構成されている、請求項１または３に記載の制御システム。
【請求項５】
各ノードの前記プロセッサは、
前記第１のデータセットを分析し、前記構成要素の異常作動を識別することと、
前記構成要素の異常作動が識別された場合、フォールトを前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成されている、請求項１−４のいずれかに記載の制御システム。
【請求項６】
各ノードの前記プロセッサは、
前記第１のデータセットを前記構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットと比較することと、
前記第１のデータセットと前記第２のデータセットとの間の差異が閾値を超える場合、フォールトを前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成されている、請求項１−５のいずれかに記載の制御システム。
【請求項７】
少なくとも１つのノードは、前記第２のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている、請求項６に記載の制御システム。
【請求項８】
噴出防止装置（ＢＯＰ）制御システムであって、前記制御システムは、
１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、
前記システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードと
を備え、
各ノードは、
前記構成要素の作動中、少なくとも２つの感知された値を捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、
プロセッサと
を有し、
前記プロセッサは、
前記少なくとも２つの感知された値を前記１つ以上のノードのうちの少なくとも１つから受信することと、
前記少なくとも２つの感知された値のうちの少なくとも１つに基づいて、モデルの予期される値を求めることと、
前記予期される値を前記少なくとも２つの感知された値のうちの他のものと比較し、前記２つの値間の差異を求めることと、
（ｉ）前記２つの値間の前記差異が閾値を超える場合のフォールト、
（ｉｉ）前記２つの値間の前記差異に少なくとも基づく前記作動可能構成要素の残っている有用寿命、
（ｉｉｉ）前記２つの値間の前記差異に少なくとも基づくリスクレベル、または
（ｉｖ）前記２つの値間の前記差異
のうちの１つ以上のものを前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成されている、制御システム。
【請求項９】
少なくとも１つのノードは、前記感知された値の少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている、請求項８に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記システムコントローラは、各ノードの前記構成要素の前記残っている有用寿命をユーザに通信するように構成されている、請求項８または９に記載の制御システム。
【請求項１１】
各ノードの前記プロセッサは、前記構成要素の前記残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを前記システムコントローラに通信するように構成されている、請求項８−１０のいずれかに記載の制御システム。
【請求項１２】
噴出防止装置（ＢＯＰ）制御システムであって、前記制御システムは、
１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、
前記システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードと
を備え、
各ノードは、
前記構成要素の作動中、第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、
プロセッサと
を有し、
前記プロセッサは、
調節されたモデルが前記第１のデータセットからの１つ以上の値を近似するように、モデルの１つ以上の係数を調節することと、
前記調節されたモデルの１つ以上の係数のうちの少なくとも１つに少なくとも基づいて、データを前記システムコントローラに通信するように構成されている、制御システム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記調節されたモデルの前記１つ以上の係数を前記モデルと比較し、対応する係数間の差異を求めることと、
（ｉ）１つ以上の対応する係数間の差異が閾値を超える場合のフォールト、
（ｉｉ）１つ以上の対応する係数間の前記差異に少なくとも基づく前記システムコントローラへの障害リスクレベル、または
（ｉｉｉ）１つ以上の対応する係数間の前記差異
のうちの１つ以上のものを前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成されている、請求項１２に記載の制御システム。
【請求項１４】
少なくとも１つのノードは、前記第１のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている、請求項１２に記載の制御システム。
【請求項１５】
各ノードの前記プロセッサは、
前記調節されたモデルの係数を分析し、前記作動可能構成要素の残っている有用寿命を決定することと、
前記残っている有用寿命を前記システムコントローラに通信することと
を行うように構成されている、請求項１２−１３のいずれかに記載の制御システム。
【請求項１６】
前記システムコントローラは、各ノードの前記構成要素の前記残っている有用寿命をユーザに通信するように構成されている、請求項１５に記載の制御システム。
【請求項１７】
各ノードの前記プロセッサは、前記構成要素の前記残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを前記システムコントローラに通信するように構成されている、請求項１５または１６に記載の制御システム。
【請求項１８】
前記システムコントローラは、第１の機能経路の１つ以上のノードが閾値を超えるフォールトまたはリスクレベルを前記システムコントローラに通信する場合、前記第１の機能経路を前記１つ以上の機能経路から除去するように構成されている、請求項７−１６のいずれかに記載の制御システム。
【請求項１９】
前記システムコントローラは、第２の機能経路が、閾値を超えるフォールトまたはリスクレベルを前記システムコントローラに通信する、前記第１の機能経路の前記１つ以上のノードのうちの１つ以上のものを含む場合、前記第２の機能経路を第２のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の機能経路から除去するように構成されている、請求項１８に記載の制御システム。
【請求項２０】
前記システムコントローラは、前記第１のＢＯＰ機能に関連付けられた前記第１の機能経路の１つ以上のノードが閾値を超えるフォールトまたはリスクレベルを前記システムコントローラに通信する場合、第２のＢＯＰ機能を選択するように構成されている、請求項１−１９のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２１】
前記１つ以上の機能経路は、第１の機能経路と、第２の機能経路とを備え、
前記システムコントローラは、前記第１の機能経路の１つ以上のノードが閾値を超えるフォールトまたはリスクレベルを前記システムコントローラに通信する場合、１つ以上のコマンドを前記第２の機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されている、請求項７−２０のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２２】
前記システムコントローラは、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路に対して、前記ＢＯＰ制御システムを走査するように構成されている、請求項１−２１のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２３】
前記システムコントローラは、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数をユーザに通信するように構成されている、請求項１−２２のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２４】
機能経路の各ノードと通信するメモリを備えている、請求項１−２３のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２５】
少なくとも１つのノードは、前記第１のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている、請求項１−２４のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２６】
少なくとも１つのノードは、仮想センサを備えている、請求項１−２５のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２７】
少なくとも１つのノードは、前記システムコントローラと無線で通信するように構成されている、請求項１−２６のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２８】
少なくとも１つのノードは、前記システムコントローラと有線接続を通して通信するように構成されている、請求項１−２７のいずれかに記載の制御システム。
【請求項２９】
少なくとも１つのノードは、前記ＢＯＰ制御システムの外側の少なくとも１つのコントローラと通信するように構成されている、請求項１−２８のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３０】
少なくとも１つのノードの前記構成要素は、１つ以上の作動可能弁を含む、油圧マニホールドを備えている、請求項１−２９のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３１】
少なくとも１つのノードの前記構成要素は、油圧ポンプを備えている、請求項１−３０のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３２】
前記油圧ポンプは、バッテリ式である、請求項３１に記載の制御システム。
【請求項３３】
前記第１のデータセットは、前記構成要素の作動サイクルの数を示すデータを含む、請求項１−３２のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３４】
前記第１のデータセットは、前記構成要素の応答時間を示すデータを含む、請求項１−３３のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３５】
前記システムコントローラは、２つ以上のシステムコントローラを備えている、請求項１−３４のいずれかに記載の制御システム。
【請求項３６】
第１の噴出防止装置（ＢＯＰ）機能を作動させる方法であって、前記方法は、
第１の機能経路を前記第１のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から選択することと、
１つ以上のコマンドを前記第１の機能経路の１つ以上のノードの各々の作動可能構成要素に通信し、前記構成要素を作動させることであって、前記第１の機能経路の前記１つ以上のノードの各々の前記構成要素の作動は、前記第１のＢＯＰ機能を作動させる、ことと、
前記第１の機能経路の前記１つ以上のノードのうちの少なくとも１つから、前記構成要素の作動に関連付けられた情報を受信することと
を含む、方法。
【請求項３７】
前記受信された情報は、前記構成要素の残っている有用寿命を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記受信された情報は、前記構成要素の前記残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを示す、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記受信された情報は、前記構成要素の異常作動の識別を含む、請求項３６−３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記受信された情報は、前記構成要素の異常作動が識別された場合、フォールトを示す、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記受信された情報は、前記構成要素の作動に対応する第１のデータセットと前記構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットとの間の差異を含む、請求項３６−４０のいずれかに記載の方法。
【請求項４２】
前記受信された情報は、前記第１のデータセットと前記第２のデータセットとの間の差異が閾値を超える場合、フォールトを示す、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記受信された情報がフォールトを示す場合、前記第１のＢＯＰ機能に関連付けられた前記２つ以上の利用可能な機能経路から第２の機能経路を選択することを含む、請求項３６−４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記受信された情報がフォールトを示す場合、前記２つ以上の利用可能な機能経路から前記第１の機能経路を除去することを含む、請求項３６−４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
前記受信された情報が前記第１の機能経路と第２の機能経路とに共通のノードのフォールトを示す場合、第２のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から前記第２の機能経路を除去することを含む、請求項３６−４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記受信された情報がフォールトを示す場合、第２のＢＯＰ機能を選択することを含む、請求項３６−４５のいずれかに記載の方法。
【請求項４７】
リスクレベルを前記第１のＢＯＰ機能に割り当てることを含む、請求項３６−４６のいずれかに記載の方法。
【請求項４８】
前記リスクレベルは、前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数に少なくとも部分的に基づいて、割り当てられる、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記リスクレベルは、前記第１のＢＯＰ機能の作動障害に関連付けられた危害に少なくとも部分的に基づいて、割り当てられる、請求項４７または４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記リスクレベルは、前記受信された情報によって示されるフォールトのタイプに少なくとも部分的に基づいて、割り当てられる、請求項４７−４９のいずれかに記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路に対して、ＢＯＰ制御ネットワークを走査することを含む、請求項３６−５０のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
前記第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数をユーザに通信することを含む、請求項３６−５１のいずれかに記載の方法。
【請求項５３】
前記受信された情報をメモリ内に記憶することを含む、請求項３６-５２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６２／１１６，５４１号（２０１５年２月１５日出願）および米国仮特許出願第６２／１４２，４２２号（２０１５年４月２出願）に対する優先権を主張し、上記出願は、放棄することなく参照により本明細書に特に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、噴出防止装置制御システムに関し、より具体的には、限定ではないが、分散された故障予測技術および／または診断能力を含む噴出防止装置制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
噴出防止装置（ＢＯＰ）は、通常、スタックで冗長に据え付けられ、油井およびガス井をシール、制御、および／または監視するために使用される機械的デバイスである。典型的には、噴出防止装置は、例えば、ラム、アニュラ、アキュムレータ、試験弁、フェイルセーフ弁、キルおよび／またはチョークラインならびに／もしくは弁、ライザ継手、油圧コネクタ、および／または同等物のいくつかのデバイスを含み、その多くは、油圧作動され得る。
【０００４】
ＢＯＰ動作イベントは、深海掘削リグに対する機器関連非生産的休止時間（ＮＰＴ）の約５０％を占め得る。そのようなＢＯＰ動作イベントのうち、約５５％は、ＢＯＰ制御システム内の誤動作に直結され得る。
【０００５】
典型的には、ＢＯＰおよびＢＯＰ制御システム（「ＢＯＰシステム」）は、大まかには、試行錯誤ベースで動作させられ、保守される。例えば、典型的ＢＯＰシステムでは、オペレータは、特定のＢＯＰシステム構成要素が、保守を受けるべきとき、交換されるべきとき等に対して、ある程度の主観的判断を行使する必要があり得る。保守計画および他のシステム要件が、特定の構成要素に対して存在し得るが、これらの計画および要件は、典型的には、構成要素が設計および／または実装された後に展開される。したがって、いくつかの事例では、構成要素は、その有用寿命を超えて保守および／または実装中であり、構成要素障害につながり得、他の事例では、構成要素は、不必要に保守および／または交換され、運転コストを増加させ、および／または自己誘発ならびに／もしくは早期構成要素障害のリスクを呈し得る。加えて、ＢＯＰシステム構成要素障害の場合、そのような既存のＢＯＰシステムは、典型的には、排除アプローチのプロセスにおいて、故障した構成要素を適正に識別するためにコストがかかるＮＰＴを要求し、時として、海面へのＢＯＰの引き出しを余儀なくする。
【０００６】
最近、いくつかのＢＯＰシステムは、限定された構成要素監視および報告能力を組み込んでいる。しかしながら、そのような漸進的な改良は、特に、安全重視ＢＯＰ機能を取り扱うとき、ＢＯＰシステムの可用性、信頼性、およびフォールトトレランスの重要性に対処できない。
【０００７】
限定された構成要監視および報告能力を伴うものを含む既存のＢＯＰシステムは、ＢＯＰシステムの動作状態（例えば、システムが、建設中であるか、掘削中であるか、生産中であるか等）を考慮することができないこともある。そのような動作状態は、ＢＯＰシステム構成要素に関する適切な動作および／または保守選択肢を行うことにおいて重要な役割を果たし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、システム可用性を最大化する（例えば、１つ以上のＢＯＰシステム構成要素の劣化を監視し、１つ以上のＢＯＰシステム構成要素の障害を予期し、および／または同等物によって）ために、各々がＢＯＰシステム構成要素を含む１つ以上のノードに分散された故障予測技術および／または診断能力を通して構成される。本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、システム信頼性および／またはシステムフォールトトレランスを最大化するために、各々がＢＯＰシステム構成要素、冗長ハードウェア（例えば、それぞれ、同一坑井をシールするように構成される閉鎖機能を伴う２つ以上のラムタイプＢＯＰ等、例えば、同一または同様の結果を遂行するための２つ以上の冗長ＢＯＰシステム構成要素および／または２つ以上の冗長ＢＯＰ機能）、同一ＢＯＰ機能を作動させるための２つ以上の冗長機能経路、および／または同等物を含む１つ以上のノードに分散された故障予測技術および／または診断能力を通して構成される。
【０００９】
本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードであって、構成要素の作動に対応する第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、プロセッサとを有する、各ノードとを備えている。
【００１０】
本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた少なくとも２つの機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードであって、構成要素の作動に対応する第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、第１のデータセットを分析し、構成要素の残っている有用寿命を決定し、構成要素の残っている有用寿命をシステムコントローラに通信するように構成されるプロセッサとを有する、各ノードとを備え、システムコントローラは、少なくとも部分的に、機能経路の１つ以上のノードのうちの少なくとも１つの残っている有用寿命に基づいて、リスクレベルを少なくとも２つの機能経路の各々に割り当て、少なくとも部分的に、少なくとも２つの機能経路の各々のリスクレベルに基づいて、第１のＢＯＰ機能を作動させるために、少なくとも２つの機能経路のうちの少なくとも１つを識別するように構成される。
【００１１】
本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードであって、構成要素の作動中、少なくとも２つの感知された値を捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、少なくとも２つの感知された値を１つ以上のノードのうちの少なくとも１つから受信し、少なくとも２つの感知された値のうちの少なくとも１つに基づいて、モデルの予期される値を求め、予期される値を少なくとも２つの感知された値のうちの他のものと比較し、２つの値間の差異を求め、システムコントローラに、（ｉ）２つの値間の差異が閾値を超える場合のフォールト、（ｉｉ）２つの値間の差異に少なくとも基づく作動可能構成要素の残っている有用寿命、（ｉｉｉ）２つの値間の差異に少なくとも基づくリスクレベル、または（ｉｖ）２つの値間の差異のうちの１つ以上のものを通信するように構成されるプロセッサとを有する、各ノードとを備えている。
【００１２】
本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、１つ以上のコマンドを第１のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路から選択された機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成されているシステムコントローラと、システムコントローラから受信されたコマンドに応答して作動するように構成されている作動可能構成要素を備えている各ノードであって、構成要素の作動中、第１のデータセットを捕捉するように構成されている１つ以上のセンサと、調節されるモデルが第１のデータセットからの１つ以上の値を近似するように、モデルの１つ以上の係数を調節し、システムコントローラに、少なくとも、調節されたモデルの１つ以上の係数のうちの少なくとも１つに基づいて、データを通信するように構成されるプロセッサとを有する、各ノードとを備えている。
【００１３】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードの構成要素は、１つ以上の作動可能弁を含む油圧マニホールドを備えている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードの構成要素は、油圧ポンプを備えている。いくつかの実施形態では、油圧ポンプは、バッテリ式である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、仮想センサを備えている。
【００１５】
いくつかの実施形態では、各ノードのプロセッサは、第１のデータセットを分析し、構成要素の残っている有用寿命を決定するように構成される。いくつかの実施形態では、各ノードのプロセッサは、構成要素の残っている有用寿命をシステムコントローラに通信するように構成される。いくつかの実施形態では、システムコントローラは、各ノードの構成要素の残っている有用寿命をユーザに通信するように構成される。いくつかの実施形態では、各ノードのプロセッサは、構成要素の残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトをシステムコントローラに通信するように構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、各ノードのプロセッサは、第１のデータセットを分析し、構成要素の異常作動を識別し、構成要素の異常作動が識別された場合、フォールトをシステムコントローラに通信するように構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第１のデータセットは、構成要素の作動サイクルの数を示すデータを含む。いくつかの実施形態では、第１のデータセットは、構成要素の応答時間を示すデータを含む。
【００１８】
いくつかの実施形態では、各ノードのプロセッサは、第１のデータセットを構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットと比較し、第１のデータセットと第２のデータセットとの間の差異が閾値を超える場合、フォールトをシステムコントローラに通信するように構成される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、第１のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、第２のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成されているメモリを備えている。いくつかの実施形態は、機能経路の各ノードと通信するメモリを備えている。
【００２０】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、システムコントローラと無線で通信するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、システムコントローラと有線接続を通して通信するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのノードは、ＢＯＰ制御システムの外側の少なくとも１つのコントローラと通信するように構成される。
【００２１】
いくつかの実施形態では、システムコントローラは、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路に対して、ＢＯＰ制御システムを走査するように構成される。いくつかの実施形態では、システムコントローラは、ユーザに、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数を通信するように構成される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、システムコントローラは、第１の機能経路の１つ以上のノードがフォールトをシステムコントローラに通信する場合、１つ以上の利用可能な機能経路から第１の機能経路を除去するように構成される。いくつかの実施形態では、システムコントローラは、第２の機能経路が、フォールトをシステムコントローラに通信する、第１の機能経路の１つ以上のノードのうちの１つ以上のものを含む場合、第２のＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路から第２の機能経路を除去するように構成される。いくつかの実施形態では、システムコントローラは、第１のＢＯＰ機能に関連付けられた第１の機能経路の１つ以上のノードがフォールトをシステムコントローラに通信する場合、第２のＢＯＰ機能を選択するように構成される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、システムコントローラは、リスクレベルを第１のＢＯＰ機能に割り当てるように構成される。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数に基づいて、割り当てられる。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、第１のＢＯＰ機能の作動障害に関連付けられた危害に基づいて、割り当てられる。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、機能経路の１つ以上のノードによって通信されるフォールトのタイプに基づいて、割り当てられる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、１つ以上の利用可能な機能経路は、第１の機能経路と、第２の機能経路とを備え、システムコントローラは、第１の機能経路の１つ以上のノードがフォールトをシステムコントローラに通信する場合、１つ以上のコマンドを第２の機能経路の１つ以上のノードに通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成される。
【００２５】
ＢＯＰ機能を作動させる方法のいくつかの実施形態は、第１の機能経路を第１のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から選択することと、１つ以上のコマンドを第１の機能経路の１つ以上のノードの各々の作動可能構成要素に通信し、構成要素を作動させることであって、第１の機能経路の１つ以上のノードの各々の構成要素の作動は、第１のＢＯＰ機能を作動させる、ことと、第１の機能経路の１つ以上のノードのうちの少なくとも１つから、構成要素の作動に関連付けられた情報を受信することとを含む。いくつかの実施形態は、受信された情報をメモリ内に記憶することを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態は、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路に対して、ＢＯＰ制御ネットワークを走査することを含む。いくつかの実施形態は、ユーザに、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数を通信することを含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の残っている有用寿命を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを示す。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の異常作動の識別を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の異常作動が識別された場合、フォールトを示す。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の作動に対応する第１のデータセットと構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットとの間の差異を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、第１のデータセットと第２のデータセットとの間の差異が閾値を超える場合、フォールトを示す。
【００２８】
いくつかの実施形態は、受信された情報がフォールトを示す場合、第１のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から第２の機能経路を選択することを含む。いくつかの実施形態は、受信された情報がフォールトを示す場合、２つ以上の利用可能な機能経路から第１の機能経路を除去することを含む。いくつかの実施形態は、受信された情報が第１の機能経路と第２の機能経路とに共通のノードのフォールトを示す場合、第２のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から第２の機能経路を除去することを含む。いくつかの実施形態は、受信された情報がフォールトを示す場合、第２のＢＯＰ機能を選択することを含む。
【００２９】
いくつかの実施形態は、リスクレベルを第１のＢＯＰ機能に割り当てることを含む。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、第１のＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数に基づいて、割り当てられる。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、第１のＢＯＰ機能の作動障害に関連付けられた危害に基づいて、割り当てられる。いくつかの実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、受信された情報によって示されるフォールトのタイプに基づいて、割り当てられる。
【００３０】
用語「ａ」および「ａｎ」は、本開示によって別様に明示的に要求されない限り、１つ以上のものとして定義される。
【００３１】
さらに、ある方法で構成されるデバイスまたはシステム（またはいずれか一方の構成要素）は、少なくともその方法で構成されるが、それらの具体的に説明されるもの以外の方法で構成されることもできる。
【００３２】
用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（〜を備えている）」（ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」等の任意の形態のｃｏｍｐｒｉｓｅ）、「ｈａｖｅ（〜を有する）」（ならびに「ｈａｓ」および「ｈａｖｉｎｇ」等の任意の形態のｈａｖｅ）、「ｉｎｃｌｕｄｅ（〜を含む）」（ならびに「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」等の任意の形態のｉｎｃｌｕｄｅ）、ならびに「ｃｏｎｔａｉｎ（〜を含む）」（ならびに「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」等の任意の形態のｃｏｎｔａｉｎ）は、制限のない連結動詞である。その結果、１つ以上の要素を「備えている」、「有する」、「含む」、または「含む」装置またはシステムは、それらの１つ以上の要素を所有し、それらの要素のみを所有することに限定されない。同様に、１つ以上のステップを「備えている」、「有する」、「含む」、または「含む」方法は、それらの１つ以上のステップを所有し、それらの１つ以上のステップのみを所有することに限定されない。
【００３３】
装置、システム、および方法のいずれかの任意の実施形態は、説明されるステップ、要素、および／または特徴のいずれかを備えている／含む／含む／有するのではなく、それらから成るまたは本質的に成ることができる。したがって、請求項のいずれかにおいて、用語「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ（〜から成る）」または「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ（〜から本質的に成る）」は、そうでなければ、制限のない連結動詞を使用していたであろうものから所与の請求項の範囲を変更するために、前述の制限のない連結動詞のいずれかによって言い換えられることができる。
【００３４】
一実施形態の特徴または複数の特徴は、本開示または実施形態の性質によって明示的に禁止されない限り、説明または図示されない場合であっても、他の実施形態に適用され得る。
【００３５】
実施形態に関連付けられた一部の詳細が前述されており、その他のものは、後述される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
以下の図面は、限定ではなく、一例として例証するものである。簡潔性および明確性のために、所与の構造の全ての特徴は、常時、その構造が現れる全ての図において標識されるわけではない。同じ参照番号は、必ずしも、同じ構造を示すわけではない。むしろ、同一参照番号は、同じではない参照番号であり得るものと類似特徴または類似機能性を伴う特徴を示すために使用され得る。
【図１】図１は、本ＢＯＰ制御システムの第１の実施形態の略図である。
【図２Ａ】図２Ａおよび２Ｂは、各々がノードベースの診断の例を図示するフロー図である。
【図２Ｂ】図２Ａおよび２Ｂは、各々がノードベースの診断の例を図示するフロー図である。
【図３】図３は、本システムのいくつかの実施形態における、ノードの構成要素として使用するために好適であり得るアキシャルピストンポンプの部分切り取りおよび部分断面側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の一例の略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の一例の略図である。
【図５Ａ】図５Ａ−５Ｄは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の１つ以上の例を図示するグラフである。
【図５Ｂ】図５Ａ−５Ｄは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の１つ以上の例を図示するグラフである。
【図５Ｃ】図５Ａ−５Ｄは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の１つ以上の例を図示するグラフである。
【図５Ｄ】図５Ａ−５Ｄは、ノードベースのフォールト検出および／または識別の１つ以上の例を図示するグラフである。
【図６】図６は、ノードベースのフォールト検出および／または識別の１つ以上の例のグラフィカル表現である。
【図７】図７は、ノードベースの故障予測技術の一例のフロー図である。
【図８】図８は、ノードベースの故障予測技術の一例のグラフィカル表現である。
【図９】図９は、本ＢＯＰ制御システムの第２の実施形態の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に説明されるであろうように、本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、ＢＯＰシステムおよび／またはノードならびに／もしくはその構成要素の性能を確認、分析、および／または予測し得る高度な、およびいくつかの事例では、プロセスを認識した、分散された（例えば、ノードベースの）故障予測技術および／または診断能力を含む。
【００３８】
ここで図面、より具体的には、図１を参照すると、本ＢＯＰ制御システムの第１の実施形態がその中に示され、参照番号１０ａによって指定されている。システム１０ａは、本ＢＯＰ制御システムの例証的実装を提示し、明確にするために、大まかに提供および議論される。当然ながら、理解され得るように、本ＢＯＰ制御システムの他の実施形態は、実質的により複雑なもの（例えば、さらなるＢＯＰ機能、機能経路、ノード、構成要素、および／または同等物）を含み得る。示される実施形態では、システム１０ａは、ＢＯＰ２０の１つ以上のＢＯＰ機能（例えば、１８ａおよび／または１８ｂ）を作動させるように構成されるシステムコントローラ１４を備えている。本開示で使用される場合、用語「噴出防止装置」または「ＢＯＰ」は、限定ではないが、単一噴出防止装置だけではなく、２つ以上の噴出防止装置（例えば、噴出防止装置スタック）を含み得る、噴出防止装置アセンブリを含む。本ＢＯＰ制御システムと共に作動可能なＢＯＰ機能は、例えば、ラム、アニュラ、アキュムレータ、試験弁、フェイルセーフ弁、キルおよび／またはチョークラインならびに／もしくは弁、ライザ継手、油圧コネクタ、および／または同等物（例えば、ラム開放、ラム閉鎖、および／または同等物）に関連付けられた機能等、任意の好適な機能を含み得る。システムコントローラ１４は、物理的機械を備え得、筐体、プロセッサ、メモリ、ヒューマン−マシンインターフェース、および／または同等物を含み得る。
【００３９】
例えば、本実施形態では、システムコントローラ１４は、少なくとも部分的に、１つ以上のコマンドを、ＢＯＰ機能に関連付けられ、１つ以上の利用可能な機能経路（例えば、利用可能な機能経路は、以下により詳細に説明されるように、故障したもしくは故障しているノードまたは故障したもしくは故障している構成要素を伴うノードを含まない）から選択された機能経路（時として、「成功経路」と称される）（例えば、２６ａ、２６ｂ、または２６ｃ）の１つ以上のノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および／または２２ｆ）に通信することによって、ＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）を作動させるように構成される。描写される実施形態では、各ノードは、例えば、システムコントローラ１４から受信されたコマンドに応答して、作動するように構成されている作動可能構成要素（例えば、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ）を備えている。
【００４０】
示される実施形態では、機能経路の各ノードの１つ以上の構成要素の作動は、機能経路に関連付けられたＢＯＰ機能を作動させ得る。例証するために、本実施形態では、第１のＢＯＰ機能１８ａは、３つの機能経路２６ａ、２６ｂ、および２６ｃに関連付けられる。描写される実施形態では、機能経路２６ａは、油圧ポンプ３４ａ（例えば、電気モータによって給電され得る）を備えているノード２２ａと、油圧マニホールド３４ｂ（例えば、１つ以上の作動可能弁を含み得る）を備えているノード２２ｂとを含む。示される実施形態では、システムコントローラ１４は、ノード２２ａに、油圧ポンプ３４ａを作動させ、ノード２２ｂに、油圧マニホールド３４ｂの１つ以上の作動可能弁を作動させるようにコマンドし、油圧流体路を第１のＢＯＰ機能１８ａに開放させ、それによって、油圧ポンプによって提供される油圧流体が、油圧マニホールドを通して第１のＢＯＰ機能に流動することを可能にし、したがって、第１のＢＯＰ機能を作動させ得る。同様に、本実施形態では、機能経路２６ｂは、油圧ポンプ３４ａを備えている、ノード２２ｃと、油圧マニホールド３４ｂを備えているノード２２ｄとを含む。描写される実施形態では、システムコントローラ１４は、ノード２２ｃに、油圧ポンプ３４ａを作動させ、ノード２２ｄに、油圧マニホールド３４ｂの１つ以上の作動可能弁を作動させるようにコマンドし、油圧流体路を第１のＢＯＰ機能１８ａに開放させ、したがって、第１のＢＯＰ機能を作動させ得る。
【００４１】
さらなる例に対して、示される実施形態では、機能経路２６ｃは、油圧電力ユニット３４ｃ（例えば、海上に配置され得る）を備えているノード２２ｅと、油圧マニホールド３４ｂを備えているノード２２ｆとを含む。本実施形態では、システムコントローラ１４は、ノード２２ｅに、油圧電力ユニット３４ｃを作動させ、ノード２２ｆに、油圧マニホールド３４ｂの１つ以上の作動可能弁を作動させるようにコマンドし、油圧流体路を第１のＢＯＰ機能１８ａに開放させ、それによって、油圧電力ユニットによって提供される油圧流体が、油圧マニホールドを通して第１のＢＯＰ機能に流動することを可能にし、したがって、第１のＢＯＰ機能を作動させ得る。当然ながら、機能経路２６ａ、２６ｂ、および２６ｃ、ノード２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および２２ｆ、ならびに構成要素３４ａ、３４ｂ、および３４ｃは、一例としてのみ提供され、本ＢＯＰ制御システムは、任意の好適な数の機能経路を備えていることができ、それは、任意の好適な構成要素を有する任意の好適な数のノードを含み得る。
【００４２】
示される実施形態では、システムコントローラ１４は、ＢＯＰ機能（例えば、１８ａおよび／または１８ｂ）を作動させるために、利用可能な機能経路（例えば、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、および／または２６ｆ）に対してＢＯＰ制御システム１０ａを走査するように構成される。例えば、描写される実施形態では、各ノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および２２ｆ）は、システムコントローラ１４によって直接アクセス可能であり得、各ノードは、ＢＯＰ制御システム１０ａ内のノード場所および／または機能（例えば、ノードの作動可能構成要素の機能）に対応する情報を含み得る（例えば、以下により詳細に説明されるように、メモリ内に記憶される）。したがって、本実施形態では、システムコントローラ１４は、ＢＯＰ制御システム１０ａに接続される１つ以上のノードの各々と通信することによって、利用可能なＢＯＰ機能ならびにＢＯＰ機能を作動させるためのそれぞれの機能経路を識別し得る。示される実施形態では、システムコントローラ１４は、例えば、有線および／または無線ネットワークを介して等、任意の好適な方式において、１つ以上のノードと通信し得る。いくつかの実施形態では、システムコントローラ（例えば、１４）は、ＢＯＰ機能を作動させるための１つ以上のノードおよび／または利用可能な機能経路の場所および／または機能を用いて事前にプログラムされ得る。加えて、また、ＢＯＰ機能の作動は、各ノードの構成要素以外の構成要素、例えば、ノード間、システムコントローラ１４と１つ以上のノードとの間の、および／またはＢＯＰ機能と１つ以上のノードとの間に配置される構成要素の制御ならびに／もしくは作動をさらに要求し得ることも想定される。
【００４３】
描写される実施形態では、システムコントローラ１４は、他の機能経路および／または他のＢＯＰ機能の代替である１つ以上の機能経路および／または１つ以上のＢＯＰ機能を識別するように構成され得る（例えば、ノードのうちの少なくとも１つの障害を仮定することによって）。例えば、示される実施形態では、第１のＢＯＰ機能１８ａに関連付けられた機能経路２６ｂを識別するために、システムコントローラ１４は、ノード２２ａ、２２ｂ、２２ｅ、および／または２２ｆの障害を仮定し得る。さらなる例に対して、本実施形態では、システムコントローラ１４は、機能経路２６ａ、２６ｂ、および／または２６ｃのノードの障害を仮定することによって、第１のＢＯＰ機能１８ａの代替のＢＯＰ機能を識別し得る（例えば、第１のＢＯＰ機能が、ラムタイプＢＯＰ上の閉鎖機能である場合、代替ＢＯＰ機能は、別個かつ冗長のラムタイプＢＯＰ上の閉鎖機能であり得る）。２つのＢＯＰ機能は、各々が他のものと同一または同様の結果（例えば、それぞれ、同一坑井をシールする）を達成するように構成され得るという点において、互いに冗長であり得る。
【００４４】
いくつかの実施形態では、システム（例えば、１０ａ）は、２つ以上のシステムコントローラ（例えば、１４）を含み得る。そのような実施形態では、２つ以上のシステムコントローラの第２のものは、２つ以上のシステムコントローラの第１のものの機能の少なくともいくつかを行うように構成され得る。そのような実施形態では、第１のシステムコントローラが、誤動作する場合、故障する場合、または別様に動作不能となる場合、第２のシステムコントローラが、第１のシステムコントローラの機能を（例えば、自動的に）行い得る。
【００４５】
示される実施形態では、各ノードは、１つ以上のセンサ３８を備えている。本ＢＯＰ制御システムのセンサ（例えば、３８）は、物理的および／または仮想（例えば、ノードのプロセッサ３０によって実装される）であるかどうかにかかわらず、例えば、温度センサ（例えば、熱電対、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、および／または同等物）、圧力センサ（例えば、圧電圧力センサ、歪みゲージ、および／または同等物）、速度センサ（例えば、観察ベースのセンサ、加速度計ベースのセンサ、および／または同等物）、加速度センサ、流量センサ、クロック、ならびに／もしくは同等物等、任意の好適なセンサを備えていることができる。
【００４６】
それぞれのプロセッサ（例えば、３０）およびそれぞれのセンサ（例えば、３８）を含む少なくともそれぞれのノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および２２ｆ）を通して、本ＢＯＰ制御システム（例えば、１０ａ）のいくつかの実施形態は、分散された（例えば、ノードベースの）診断および／または故障予測技術能力のために構成され得る。例えば、本実施形態では、ノードの各々に対して、ノードの１つ以上のセンサ３８は、作動可能構成要素の実際の使用中（例えば、ＢＯＰ機能を作動させるためのそのそれぞれの機能経路の他のノードの作動可能構成要素と組み合わせて）または作動可能構成要素の性能もしくは機能試験中、ノードの作動可能構成要素の作動に対応する第１のデータセットを捕捉するように構成され、そのような作動は、システムコントローラ１４から受信されたコマンドに応答し得る。描写される実施形態では、第１のデータセットは、例えば、ノードの作動可能構成要素の作動サイクルの数、作動可能構成要素の応答時間（例えば、構成要素が作動を完了するために要求される時間）、構成要素内の油圧流体の圧力、温度、流量、および／または同等物、ならびに／もしくは同等物等の任意の好適なパラメータを示し得る、１つ以上の値を含み得、そのような値は、第１のデータセット内に、ある期間にわたる表または関数として含まれ得る。
【００４７】
描写される実施形態では、各ノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および２２ｆ）のプロセッサ３０は、第１のデータセットをノードの構成要素の作動のシミュレーション（例えば、モデル、１つ以上の関数に基づき得る、数学的表現、および／または同等物）を備えている、および／またはそれに対応する第２のデータセットと比較するように構成される（例えば、ノードベースの診断の例）。ここで図２Ａおよび２Ｂを参照すると、そのようなノードベースの診断の２つの例２００ａ、２００ｂのフロー図が示される。図２Ａに示される例では、ステップ２０４において、ノードの構成要素のための詳細モデルが、提供され得る。
【００４８】
加えて、図３を参照するとノードの作動可能構成要素として使用するために好適であり得る、アキシャルピストンポンプ３００の部分切り取りおよび部分断面側面図が、示される。示されるように、この例では、アキシャルピストンポンプ３００は、流入体積３０８と流体連通する、入口３０４を備えている。描写される例では、アキシャルピストンポンプ３００は、各々がその中にスライド可能に配置される１つ以上のピストン３１６のうちのそれぞれのものを有する１つ以上のシリンダ３１２を含む。示される例では、１つ以上のピストン３１６の各々は、スワッシュプレート機構３２４を介して、回転可能ポンプシャフト３２０に結合され、ポンプシャフトが回転されるにつれて、１つ以上のピストンの各々は、１つ以上のシリンダ３１２のうちのそれぞれのもの内で軸方向に平行移動し得る。この例では、１つ以上のシリンダ３１２の各々は、それぞれのシリンダ充填体積３２８およびそれぞれのシリンダ排出体積３３２と流体連通する。示される例では、アキシャルピストンポンプ３００は、流出体積３３６と流体連通する、出口３４０を備えている。したがって、この例では、ポンプシャフト３２０が回転されるにつれて、１つ以上のピストン３１６の各々は、１つ以上のシリンダ３１２のうちのそれぞれのもの内を軸方向に往復運動し、入口３０４から出口３４０への流体連通を生じさせ得る。
【００４９】
アキシャルピストンポンプ３００のための詳細モデルを提供することにおいて（例えば、ステップ２０４）、
【００５０】
【数１】
2018511719.tif 000003
【００５１】
が示され得る。式中、Ｑｉは、入口３０４の中に流動する流体の質量流量であり、Ａｉは、入口の流動断面積であり、ρｉは、入口の中に流動する流体の密度であり、ｐｉは、入口の中に流動する流体の圧力であり、ｐｓは、流入体積３０８を通して流動する流体の圧力である［１］。
【００５２】
アキシャルピストンポンプ３００に対して、１つ以上のシリンダ３１２のうちの所与のものに対して、
【００５３】
【数２】
2018511719.tif 000004
【００５４】
が示され得る。式中、Ｑｕは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものに関するシリンダ充填体積３２８を通して流動する流体の質量流量であり、Ａｕは、それぞれのシリンダ充填体積の流動断面積であり、ρｕは、それぞれのシリンダ充填体積を通して流動する流体の密度であり、ｐｃは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものを通して流動する流体の圧力である［１］。
【００５５】
アキシャルピストンポンプ３００に対して、
【００５６】
【数３】
2018511719.tif 000005
【００５７】
が示され得る。式中、Ｑｏは、出口３４０から流動する流体の質量流量であり、Ａｏは、出口の流動断面積であり、ρｏは、出口の外へ流動する流体の密度であり、ｐｖは、流出体積３３６を通して流動する流体の圧力であり、ｐｏは、出口から流動する流体の圧力である［１］。
【００５８】
アキシャルピストンポンプ３００に対して、流出体積３３６を通して流動する流体の圧力の変化率、
【００５９】
【数３−１】
2018511719.tif 000006
【００６０】
は、
【００６１】
【数４】
2018511719.tif 000007
【００６２】
のように示され得る。式中、Ｂは、シリンダ排出体積３３２を画定する、アキシャルピストンポンプの部分の体積弾性係数であり、Ｖｃは、１つ以上のシリンダ３１２の各々の瞬時体積の和であり、Ｑｋは、１つ以上のシリンダ３１２のうちの１つｊに関するシリンダ排出体積３３２を通して流動する流体の質量流量である［１］。
【００６３】
描写される例では、ステップ２０４において、ノードおよび／または構成要素フォールトも、詳細モデルを提供することにおいて考慮され得る（例えば、モデル化され得る）。例えば、アキシャルピストンポンプ３００を含むノードに関連付けられたフォールトは、ノードのセンサ３８のうちの少なくとも１つ（例えば、同様にノードの構成要素を構成し得る、ポンプシャフト３２０の回転速度および／またはポンプシャフトに結合されるモータの回転速度を示すデータを捕捉するように構成される、速度センサ）の利得および／またはオフセットフォールト、外部流体漏出（例えば、出口３４０の下流に生じ得る、流体漏出）、内部漏出（例えば、１つ以上のシリンダ３１２のうちの１つ以上のものと１つ以上のピストン３１６のそれぞれのものとの間の隙間に起因する）、および／または同等物を含み得る。例証するために、アキシャルピストンポンプ３００に対して、内部漏出、すなわち、Ｑｌは、
【００６４】
【数５】
2018511719.tif 000008
【００６５】
のように示され得る。式中、Ｄｃは、１つ以上のシリンダ３１２のうちの所与のものの直径であり、Δｒは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものの側壁と１つ以上のピストン３１２のそれぞれのものとの間の半径方向隙間であり、ηは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものを通る流体流動の動的粘度であり、ｘｋは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものに対する１つ以上のピストンのうちのそれぞれのものの現下の軸方向変位である［１］。
【００６６】
上記の方程式（１）−（５）を考慮すると、１つ以上のシリンダ３１６のうちの所与のものを通して流動する流体の圧力の変化率、
【００６７】
【数５−１】
2018511719.tif 000009
【００６８】
は、
【００６９】
【数６】
2018511719.tif 000010
【００７０】
のように示され得る。式中、Ａｃは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものの流動断面積であり、ｖｋは、１つ以上のシリンダのうちの所与のものに対する１つ以上のピストン３１２のうちの１つの現下の軸方向速度である［１］。
【００７１】
上記の方程式（１）−（６）のより詳細な議論に関しては、［１］Ｒａｄｏｖａｎ  Ｐｅｔｒｏｖｉｃ，Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｏｆ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｏｆ  ａ  Ｐｉｓｔｏｎ  Ａｘｉａｌ  Ｐｕｍｐ，５５（２００９年）４  Ｊ．ｏｆ  Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇ’ｇ  ２２４（２００９年）を参照されたい（より具体的には、２２５ページの第１欄から開始し、２２６ページの第１欄で終了する「Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ａ  Ｐｕｍｐ  Ｐｒｏｃｅｓｓ」と題された第１．１節が、参照することによって全体として明示的に組み込まれる）。
【００７２】
示される例では、ステップ２０８において、ノードの構成要素の次数低減モデルが、提供され得る（例えば、少なくとも部分的に、構成要素の詳細モデルに基づく、次数低減モデル）。例えば、上記の方程式（１）−（６）において提供されるアキシャルピストンポンプ３００に対する詳細モデルは、詳細モデルを近似する、アキシャルピストンポンプに対する次数低減モデルを導出するために使用され得る。例証するために、アキシャルピストンポンプ３００の次数低減モデル（例えば、少なくとも部分的に、詳細モデルの１つ以上の多項回帰によって導出される）は、
【００７３】
【数７】
2018511719.tif 000011
【００７４】
であり得る。式中、Ｑｐｕｍｐは、アキシャルピストンポンプによって提供される流体流動の質量流量であり、Ｎｐｕｍｐは、アキシャルピストンポンプのポンプシャフト３２０の回転速度に対応し得、ΔＰｐｕｍｐは、出口３４０と入口３０４との間の圧力差であり、ａｏ、ｂｏ、ｃｏ、およびｄｏは、次数低減モデルを詳細モデルに適合させるために調節され得る係数である。
【００７５】
そのような数学的モデル（詳細（例えば、方程式（１）−（６））および／または減次（例えば、方程式（７）））は、ノードおよび／または構成要素フォールトを検出および／または識別するために使用され得る。例えば、アキシャルピストンポンプ３００の作動に対応する値を含む第１のデータセットは、例えば、方程式（７）に提供される次数低減モデル等、アキシャルピストンポンプの作動のシミュレーションまたは理論的モデルに対応する第２のデータセットと比較され得る。加えて、図４Ａを参照すると、描写される例では、アキシャルピストンポンプ３００を含む、ノード２２ｇの１つ以上のセンサ３８は、アキシャルピストンポンプの出口３４０と入口３０４との間の圧力差を示し得る信号４０４ａと、アキシャルピストンポンプによって提供される流体流動の質量流量を示し得る信号４０４ｂとを提供し得る（例えば、そのような示される値は、第１のデータセット内に含まれ得る）。示される例では、１つ以上の示される値（例えば、信号４０４ａおよび４０４ｂによって示されるように）は、モデル４０２を評価するために使用され得る。例証するために、図２Ａの例では、アキシャルピストンポンプ３００の出口３４０と入口３０４との間の圧力差（例えば、信号４０４ａによって示される）は、モデル４０２（例えば、方程式（７））（ステップ２１２）に入力され、例えば、示される圧力差においてアキシャルピストンポンプによって提供される流体の予期される質量流量等の予期される値４０８を決定し得る（例えば、そのような予期される値は、第２のデータセット内に含まれ得る）。描写される例では、予期される値は、示される値と比較され、予期される値と示される値との間の差異４１２を確認し得る（ステップ２１６）。例証するために、この例では、アキシャルピストンポンプ３００によって提供される流体の予期される質量流量（例えば、予期される値４０８）は、アキシャルピストンポンプによって提供される流体の示される質量流量（例えば、信号４０４ｂによって示される）と比較され、予期される値と示される値との間の差異４１２を決定し得る。示される例では、ステップ２２０において、構成要素フォールトが、検出および／または識別され得る（例えば、差異４１２が閾値を超える場合）。描写される実施形態では、ノードのプロセッサ３０は、差異４１２をシステムコントローラ１４に通信するように構成され得、それは、順に、差異をユーザに通信するように構成され得る（例えば、ヒューマン−マシンインターフェースを介して）。
【００７６】
図２Ｂを参照すると、この例２００ｂでは、ステップ２２４において、次数低減モデルが、ノードの構成要素の作動に基づいて、調節され得る（例えば、第１のデータセットからの１つ以上の値に適合させる）。例えば、方程式（７）に提供される次数低減モデルに基づいて調節または適合された次数低減モデルは、以下のように示され得る。
【００７７】
【数８】
2018511719.tif 000012
【００７８】
式中、
【００７９】
【数８−１】
2018511719.tif 000013
【００８０】
は、方程式（８）が第１のデータセットからの１つ以上の値を近似するように調節（例えば、経時的に）され得る、可変係数である。例えば、加えて、図４Ｂを参照すると、（例えば、前述のように、第１のデータセットと第２のデータセットとの間の）差異４１２が、モデル４０２（例えば、方程式（８））が第１のデータセットからの１つ以上の値を近似するように（例えば、予期される値と示される値との間の差異が最小限にされるように）可変係数を調節するように構成される、モデル適合アルゴリズム４１６に提供され得る。これらおよび類似実施形態では、ベースライン係数を示す値（例えば、方程式（７））が、第２のデータセット内に含まれ得、可変係数を示す値（例えば、方程式（８））が、第１のデータセット内に含まれ得る。
【００８１】
そのような可変係数の変化は、分析され、またはベースライン係数と比較され（ステップ２２８）、ノードおよび／または構成要素フォールトが生じたかどうかを示し、かつフォールトを分離および／または識別するために使用され得る（ステップ２３２）。例えば、加えて、図５Ａ−５Ｄを参照すると、モデル化されたピストンポンプ（例えば、ベースライン係数）に対応し得るａｏ、ｂｏ、ｃｏ、およびｄｏのグラフと、アキシャルピストンポンプ３００の作動に対応し得る
【００８２】
【数８−２】
2018511719.tif 000014
【００８３】
（例えば、可変係数）とが示される。示されるように、可変係数の各々は、１つ以上のフォールトタイプに関連付けられ得る。例えば、図５Ａは、外部漏出フォールト（例えば、示されるように、そのそれぞれのベースライン係数から最も大きい連続した分散を有する
【００８４】
【数８−３】
2018511719.tif 000015
【００８５】
を伴う）を有するアキシャルピストンポンプ３００に対する可変係数対時間を描写する。図５Ｂは、利得フォールト（例えば、示されるように、そのそれぞれのベースライン係数から最も大きい連続した分散を有する、
【００８６】
【数８−４】
2018511719.tif 000016
【００８７】
を伴う）を有する１つ以上のセンサ３８（例えば、ポンプ速度センサ）のうちの１つに対する可変係数対時間を描写する。図５Ｃは、内部漏出フォールト（例えば、示されるように、そのそれぞれのベースライン係数から最も大きい連続した分散を有する、
【００８８】
【数８−５】
2018511719.tif 000017
【００８９】
を伴う）を有するアキシャルピストンポンプ３００に対する可変係数対時間を描写する。図５Ｄは、オフセットバイアスフォールト（例えば、示されるように、そのそれぞれのベースライン係数から最も大きい連続した分散を有する、
【００９０】
【数８−６】
2018511719.tif 000018
【００９１】
を伴う）を有する１つ以上のセンサ３８（例えば、ポンプ速度センサ）のうちの１つに対する可変係数対時間を描写する。したがって、示される例では、ステップ２２０において、ベースライン係数と可変係数との間の差異が、ノードおよび／またはノードの構成要素内のフォールトのタイプを識別するために使用され得る。これは、１つ以上のフォールトが、ベースライン係数とそれぞれの可変係数との間の差異が閾値を超えるときを識別し得る、図６において視覚化され得る。
【００９２】
さらなる例に対して、図１に戻って参照すると、示される実施形態では、ノード２２ｂは、コマンドをシステムコントローラ１４から受信し、ノードのマニホールド３４ｂの１つ以上の弁を閉鎖し得、ノードの１つ以上のセンサ３８は、マニホールド内の油圧流体圧および／または流量等の１つ以上の弁の閉鎖に対応する第１のデータセットを捕捉し得る。本実施形態では、ノードのプロセッサ３０は、第１のデータセットを、マニホールド内の予期される油圧流体圧力および／または流量等のマニホールドの１つ以上の弁の閉鎖のシミュレーションまたはモデルに対応する第２のデータセットと比較し得る。同様に、本実施形態では、ノード２２ｂは、コマンドをシステムコントローラ１４から受信し、ノードのマニホールド３４ｂの１つ以上の弁を開放し得、ノードのプロセッサ３０は、１つ以上の弁の開放に対応する第１のデータセットを、１つ以上の弁の開放のシミュレーションまたはモデル（例えば、モデル化および／またはシミュレーションは、コマンド特有であり得る）に対応する第２のデータセットと比較し得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、シミュレーションまたはモデルは、１つ以上のセンサ３８の履歴データ（例えば、メモリ４２、メモリ４６、および／または同等物等の、例えば、メモリ内に記憶される）に基づいて、精緻化され得る。少なくとも、そのような分散された診断能力を通して、本ＢＯＰ制御システムのいくつかの実施形態は、システムの可用性（例えば、ＢＯＰシステム構成要素の劣化を監視し、ＢＯＰシステム構成要素の障害を予期し、フォールト構成要素を識別し、および／または同等物によって）、システム信頼性、および／またはシステムフォールトトレランスを最大化するように構成され得る。
【００９４】
示される実施形態では、各ノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ）のプロセッサ３０は、第１のデータセットを分析し、ノードの構成要素の残っている有用寿命（例えば、故障予測技術パラメータ）を決定するように構成される。ここで図７を参照すると、そのようなノードベースの故障予測技術の一例７００のフロー図が示される。示される例では、ステップ７０４において、次数低減モデル（例えば、方程式（８））の１つ以上の可変係数が、次数低減モデルが第１のデータセットを近似するように調節され得る（例えば、上記のステップ２１２に関して説明されるものと同一または類似方式において）。この例では、ステップ７０８において、構成要素の将来的挙動が、少なくとも部分的に、調節された次数低減モデルに基づいて、予期され得る。例えば、図８に示されるように、調節された次数低減モデルの１つ以上の可変係数（例えば、
【００９５】
【数８−７】
2018511719.tif 000019
【００９６】
）が、ある期間にわたって（例えば、瞬間８０４まで）監視され得る。この例では、１つ以上の可変係数の傾向が、障害時間８０８（例えば、１つ以上の可変係数のうちの少なくとも１つが、閾値を上回るかまたは下回ることが予期される時間）、したがって、構成要素の残っている有用寿命８１２を近似するために外挿され得る。本実施形態では、ノードのプロセッサ３０は、ノードの構成要素の残っている有用寿命をシステムコントローラ１４に通信するように構成され得、それは、順に、構成要素の残っている有用寿命をユーザに（例えば、ヒューマン−マシンインターフェースを介して）通信するように構成され得る。
【００９７】
さらなる例に対して、ノードのプロセッサ３０は、ノードの構成要素の作動の回数等の第１のデータセットにおける値を、構成要素の作動の最大回数等の別の値と比較し、構成要素の残っている有用寿命を決定し得る。
【００９８】
本実施形態では、各ノード、より具体的には、各ノードのプロセッサ３０は、ノードおよび／または構成要素フォールトをシステムコントローラ１４に通信するように構成され得る。例えば、描写される実施形態では、各ノードのプロセッサ３０は、ノードの構成要素の残っている有用寿命（例えば、８１２）が閾値を下回る場合、フォールトをシステムコントローラ１４に通信するように構成される。さらなる例に対して、示される実施形態では、各ノードのプロセッサ３０は、第１のデータセットを分析し、ノードの構成要素の異常作動を識別し、構成要素の異常作動が識別される場合（例えば、ノードの１つ以上のセンサ３８のうちの少なくとも１つが、構成要素が完全に作動しなかったこと、構成要素が閾値を超える応答時間を有していたこと、および／または同等物を示す場合）、フォールトをシステムコントローラ１４に通信するように構成される。そのような異常作動はまた、ノードおよび／またはノードのプロセッサ３０の非および／または部分的応答性によって識別され得る（例えば、ノードおよび／またはプロセッサが通信フォールトを経験しているとき）。なおもさらなる例に対して、各ノードのプロセッサ３０は、第１のデータセットと第２のデータセットとの間の差異（例えば、前述のように）が閾値を超える場合、フォールトをシステムコントローラ１４に通信し得る。そのようなフォールトは、ノードおよび／またはノードの構成要素が故障したこと、故障し得ること、および／または同等物を示し得る。本実施形態では、システムコントローラ１４は、ノードフォールトをユーザに通信するように構成され得る（例えば、ヒューマン−マシンインターフェースを介して）。示される実施形態では、ノードのうちの少なくとも１つは、ＢＯＰ制御システム１０ａの外側の少なくとも１つのコントローラと通信するように構成される（例えば、緊急切断シーケンス後、例えば、システムコントローラ１４が利用不可能である場合）。
【００９９】
例えば、ＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）を作動させる方法のいくつかの実施形態は、第１の機能経路（例えば、２６ａ）を第１のＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路（例えば、２６ａ、２６ｂ、および２６ｃ）から選択するステップと、１つ以上のコマンドを第１の機能経路の１つ以上のノードの各々の作動可能構成要素（例えば、ノード２２ａの構成要素３４ａおよびノード２２ｂの構成要素３４ｂ）に通信し、構成要素を作動させるステップであり、第１の機能経路の１つ以上のノードの各々の構成要素の作動は、第１のＢＯＰ機能を作動させる、ステップと、第１の機能経路の１つ以上のノードのうちの少なくとも１つから、構成要素の作動に関連付けられた情報を受信するステップとを含む。
【０１００】
いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の残っている有用寿命を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の残っている有用寿命が閾値を下回る場合、フォールトを示す。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の異常作動の識別を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の異常作動が識別された場合、フォールトを示す。いくつかの実施形態では、受信された情報は、構成要素の作動に対応する第１のデータセットと構成要素の作動のシミュレーションに対応する第２のデータセットとの間の差異を含む。いくつかの実施形態では、受信された情報は、第１のデータセットと第２のデータセットとの間の差異が閾値を超える場合、フォールトを示す。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、プロセッサ（例えば、３０）、１つ以上のセンサ（例えば、３８）、メモリ（例えば、４２）、および／または同等物が、ノードを生成するために、作動可能構成要素上に追加導入され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のノードの各々は、最低交換可能ユニット（「ＬＲＵ」）に対応し得る（例えば、１つ以上のノードは、修理ではなく、交換されるように構成され得る。）。いくつかの実施形態では、ノードは、ＢＯＰ制御システム（例えば、１０ａ）内への実装前に、フォールトに関して（例えば、プロセッサ３０、１つ以上のセンサ３８、メモリ４２、作動可能構成要素、および／または同等物の適切な機能に関して）試験され得る。そのような試験は、ノードのプロセッサ、１つ以上のセンサ、メモリ、構成要素、および／または同等物を機能的に試験し、機能試験の結果を、例えば、サービスプロバイダに通信するように構成される、自動化された（例えば、水力発電の）試験ユニットを使用して、沖合および／または沿岸で行われ得る。いくつかの実施形態では、機能試験が、ノード内に１つ以上のフォールトを示す場合、ノードは、ノードのフォールトが解決されるまで（例えば、ノードが、ノード自体、自動化された試験ユニット、および／またはサービスプロバイダによってリセットされるまで）、動作不能にされ得る（例えば、ノード自体、自動化された試験ユニット、および／またはサービスプロバイダによって）。
【０１０２】
システムコントローラ１４は、ＢＯＰ機能に関連付けられた機能経路の１つ以上のノードの１つ以上のフォールトに応答して、オペレータに助言および／またはアラートし（例えば、ヒューマン−マシンインターフェースにおいて）、代替機能経路および／またはＢＯＰ機能を提案し、ならびに／もしくは代替機能経路および／またはＢＯＰ機能を自動的に選択する（例えば、少なくとも部分的に、以下に説明されるように、ＢＯＰ機能に割り当てられるリスクレベルに基づいて）ように構成され得る。例えば、示される実施形態では、システムコントローラ１４は、機能経路の１つ以上のノードが、フォールトをシステムコントローラに通信するか、または、閾値を超えるリスクレベル割当、比較的に高い、および／もしくは同等物であるリスクレベル割当を有する場合（以下論じられる）、ＢＯＰ機能に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から機能経路を除去するように構成される。例えば、本実施形態では、機能経路２６ａのノード２２ａまたはノード２２ｂが、フォールトをシステムコントローラ１４に通信する場合、機能経路２６ａは、第１のＢＯＰ機能１８ａに関連付けられた機能経路から除去され得る（例えば、機能経路２６ｂおよび２６ｃを利用可能な機能経路内に残す）。示される実施形態では、ＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）に関連付けられた第１の機能経路の１つ以上のノード（例えば、機能経路２６ａのノード２２ａおよび２２ｂ）が、フォールトをシステムコントローラ１４に通信する場合、システムコントローラは、１つ以上のコマンドを第２の機能経路の１つ以上のノード（例えば、機能経路２６ｂのノード２２ｃおよび２２ｄまたは機能経路２６ｃのノード２２ｅおよび２２ｆ）に通信することによって、第１のＢＯＰ機能を作動させるように構成され得る。
【０１０３】
例えば、方法のいくつかの実施形態は、第１のＢＯＰ機能に関連付けられた第１の機能経路の１つ以上のノードのうちの少なくとも１つ（例えば、機能経路２６ａのノード２２ａおよび／または２２ｂ）から受信された情報が、フォールトを示す場合、第２の機能経路（例えば、２６ｂ）を第１のＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路から選択することを含む。いくつかの実施形態は、受信された情報がフォールトを示す場合、２つ以上の利用可能な機能経路から第１の機能経路を除去することを含む。
【０１０４】
描写される実施形態では、システムコントローラ１４は、第２のＢＯＰ機能に関連付けられた機能経路が、フォールトをシステムコントローラ１４に通信する、第１のＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）に関連付けられた第１の機能経路の１つ以上のノード（例えば、機能経路２６ａのノード２２ａ）を含む場合、第２のＢＯＰ機能（例えば、１８ｂ）に関連付けられた１つ以上の利用可能な機能経路（例えば、２６ｄ、２６ｅ、および２６ｆ）から機能経路（例えば、２６ｄ）を除去するように構成される。
【０１０５】
例えば、方法のいくつかの実施形態は、受信された情報が、第１の機能経路と第２の機能経路とに共通のノードのフォールトを示す場合（例えば、ノード２２ａは、第１のＢＯＰ機能１８ａに関連付けられた機能経路２６ａと、第２のＢＯＰ機能１８ｂに関連付けられた機能経路２６ｄとに共通である）、第２のＢＯＰ機能（例えば、１８ｂ）に関連付けられた２つ以上の利用可能な機能経路（例えば、２６ｄ、２６ｅ、および２６ｆ）から第２の機能経路（例えば、２６ｄ）を除去することを含む。
【０１０６】
示される実施形態では、システムコントローラ１４は、リスクレベル（例えば、障害リスクレベル）を、１つ以上のＢＯＰ機能（例えば、１８ａおよび／または１８ｂ）、ＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の機能経路（例えば、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、および／または２６ｆ）、および／または機能経路に関連付けられた１つ以上のノード（例えば、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、および／または２２ｆ）に割り当てるように構成される。ＢＯＰ機能のリスクレベルは、ＢＯＰ機能に関連付けられた１つ以上の機能経路および／または１つ以上のノードに割り当てられるリスクレベルに基づいて、割り当てられ得る。機能経路のリスクレベルは、機能経路に関連付けられた１つ以上のノードに割り当てられるリスクレベルに基づいて、割り当てられ得る。いくつかの実施形態では、ＢＯＰ機能を作動させるための機能経路は、最低リスクレベルが割り当てられる機能経路を選定することによって、選択され得る。いくつかの実施形態では、閾値リスクレベル以上のリスクレベルを有するノードは、フォールトと見なされ得る。
【０１０７】
ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードへのリスクレベルの割当は、１つ以上の要因に基づくことができる。そのような要因は、例えば、感知された値、安全掘削または生産動作に対するＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードの重要性に関連付けられた値（例えば、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードの障害の場合、潜在的損失の大きさを考慮する）、要因における信頼度のレベル（例えば、感知された値が最後に取得された後の経過時間）、および／または同等物を含み得、いくつかの要因は、要因の他のものより多くの重みが与えられ得る。そのようなリスクレベル割当は、例えば、確率リスク査定、障害モードおよび影響分析、フォールトツリー分析、危険分析、および／または同等物等の公知のリスク査定技法を使用して促進され得る。
【０１０８】
例えば、本実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、ＢＯＰ機能を作動させるために利用可能な機能経路の数に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る（例えば、ＢＯＰ機能を作動させるためのより少ない利用可能な機能経路は、ＢＯＰ機能に割り当てられるより高いリスクレベルに対応する）。さらなる例に対して、描写される実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、ＢＯＰ機能の作動不良に関連付けられた危害に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る（例えば、剪断タイプＢＯＰ上の閉鎖機能の作動不良は、抗井噴出をもたらし得、したがって、そのような機能は、より低い安全重視ＢＯＰ機能と比較して高リスクレベルが割り当てられ得る）。なおもさらなる例に対して、示される実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、ＢＯＰ機能に関連付けられた機能経路の１つ以上のノードによって通信されるフォールトのタイプに基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る（例えば、低速応答時間を通信しているが、それ以外は、容認可能容量で動作しているノードは、低容量で動作を通信するノードより低いリスクレベル割当をもたらし得、逼迫した障害に対する潜在性を通信するノードは、あまり逼迫していない障害に対する潜在性を通信するノードより高いリスクレベル割当をもたらし得る）。なおもさらなる例に対して、本実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、ＢＯＰ機能と同一または同様の結果を遂行するために利用可能な冗長ＢＯＰ機能の数に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る（例えば、より少ない利用可能な冗長ＢＯＰ機能は、ＢＯＰ機能に割り当てられるより高いリスクレベルに対応する）。なおもさらなる例に対して、描写される実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、緊急（例えば、最終手段）オプションとしてのＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードの指定に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る。なおもさらなる例に対して、示される実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、１つ以上のノード（例えば、その作動可能構成要素）の残っている有用寿命に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る。なおもさらなる例に対して、本実施形態では、リスクレベルは、少なくとも部分的に、１つ以上のノード（例えば、その作動可能構成要素）の直近の作動（例えば、実際の使用または性能もしくは機能試験）後の経過時間に基づいて、ＢＯＰ機能、機能経路、および／またはノードに割り当てられ得る。そのような時間ベースのリスクレベルは、ノードの作動時（例えば、所定のスケジュールに従い得る）、リセットまたは低減され得る。
【０１０９】
示される実施形態では、１つ以上のノードのうちの少なくとも１つ（例えば、２２ｂ）は、メモリ４２を備えている。本実施形態では、メモリ４２は、第１のデータセットおよび／または第２のデータセットの少なくとも一部を記憶するように構成され得る。描写される実施形態では、システム１０ａは、機能経路の１つ以上のノードの各々（例えば、いくつかの実施形態では、各機能経路の１つ以上のノードの各々）と通信するメモリ４６を備えている。これらおよび類似実施形態では、データ記録および健全性監視サブシステムが、１つ以上のセンサ３８によって捕捉されたデータを収集し、メモリ４６内に捕捉されたデータの少なくとも一部を記憶し、および／または捕捉されたデータをシステムコントローラ１４に提供するために実装され得る。
【０１１０】
本実施形態では、システム１０ａは、プロセス認識であるように構成される。例えば、システム１０ａ、より具体的には、システムコントローラ１４は、所与のプロセス中の作動のために選択されたＢＯＰ機能を認識し得る。例証するために、システム１０ａが、掘削プロセス中に実装される場合、システムコントローラ１４は、第１のＢＯＰ機能（例えば、１８ａ）が作動（例えば、第１の剪断タイプＢＯＰを閉鎖するための第１のＢＯＰ機能）のために選択されていることを認識し得る。示される実施形態では、システムコントローラ１４は、第１のＢＯＰ機能に関連付けられた機能経路（例えば、２６ａ、２６ｂ、および２６）の１つ以上のノード（例えば、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、および／または２６ｆ）がフォールトをシステムコントローラに通信する場合、ユーザにアラートおよび／または助言し、ならびに／もしくは作動（例えば、第２の剪断タイプＢＯＰを閉鎖するための第２のＢＯＰ機能）のために第２のＢＯＰ機能（例えば、１８ｂ）を選択するように構成され得る。例えば、方法のいくつかの実施形態は、第１のＢＯＰ機能に関連付けられた機能経路（例えば、２６ａ、２６ｂ、および２６ｃ）の１つ以上のノード（例えば、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、および／または２６ｆ）のうちの少なくとも１つから受信された情報が、フォールトを示す場合、第２のＢＯＰ機能（例えば、１８ｂ）を選択することを含む。
【０１１１】
ここで図９を参照すると、本ＢＯＰ制御システムの第２の実施形態が、その中に示され、参照番号１０ｂによって指定されている。システム１０ｂは、システム１０ａに実質的に類似し得るが、以下に説明される主要な例外を伴う。図９では、破線および実線の各々は、機能経路またはその一部を表し、破線は、読み取りやすさのためにのみ破線である。示されるように、システム１０ｂは、第１のＢＯＰ機能を作動させるための少なくとも１８の機能経路を含む。さらに示されるように、同一、類似、または他の機能経路が、第２および／または第３のＢＯＰ機能を作動させるために提供され得る。本実施形態では、第１、第２、および第３のＢＯＰ機能は、アニュラＢＯＰおよび／またはラムＢＯＰの機能であり得る。
【０１１２】
例証として以下に提供されるのは、より太い境界を有するボックスによって表されるノードを含む、図９に示される機能経路のリストである。
【０１１３】
海面電力アセンブリＡ−海中リザーバＡ−海中ポンプアセンブリＡ−マニホールドＣ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＡ−海中リザーバＢ−海中ポンプアセンブリＡ−マニホールドＣ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＡ−海中リザーバＡ−海中ポンプアセンブリＢ−マニホールドＤ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＡ−海中リザーバＢ−海中ポンプアセンブリＢ−マニホールドＤ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＢ−海中リザーバＢ−海中ポンプアセンブリＢ−マニホールドＤ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＢ−海中リザーバＢ−海中ポンプアセンブリＡ−マニホールドＣ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＢ−海中リザーバＡ−海中ポンプアセンブリＢ−マニホールドＤ−第１のＢＯＰ機能
海面電力アセンブリＢ−海中リザーバＡ−海中ポンプアセンブリＡ−マニホールドＣ−第１のＢＯＰ機能
示されるように、剛体導管ＡおよびＢは、ある機能経路を使用して、ＢＯＰ機能を作動させるために動作可能でなければならない、構成要素であるが、剛体導管ＡおよびＢは、ノードと見なされない。
【０１１４】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装された場合、上で説明される機能は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体上に１つ以上の命令またはコードとして記憶され得る。例は、データ構造で符号化される非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体、およびコンピュータプログラムで符号化される非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体である。物理的記憶媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、一例として、そのような非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、もしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用することができ、かつコンピュータによってアクセスすることができる、任意の他の物理的媒体を備えていることができる。ディスクは、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクを含む。概して、ディスクは、データを磁気的に複製し、ディスクは、データを光学的に複製する。上記の組み合わせも、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれる。また、上で説明される機能は、ソフトウェアではなく、全て非一過性である、カスタムＶＬＳＩ回路またはゲートアレイを備えているハードウェア回路、論理チップ、トランジスタ、または他の個別の構成要素等の既製の半導体等の専用デバイスを通して達成され得る。追加の例は、全て非一過性であるフィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイス、および／または同等物等のプログラマブルハードウェアデバイスを含む。なおもさらなる例は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路を含む。実際、当業者は、説明される実施形態による、論理演算を実行することが可能な任意の数の好適な構造を利用し得る。
【０１１５】
前述の明細書および実施例は、例証的実施形態の構造および使用の完全な説明を提供する。ある実施形態が、ある程度詳細に、または１つ以上の個々の実施形態を参照して、前述されたが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、開示される実施形態に多数の改変を行い得る。したがって、システムおよび方法の種々の例証的実施形態は、開示される特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、請求項の範囲内にある全ての修正および代替を含み、示されるもの以外の実施形態は、描写される実施形態の特徴の一部または全部を含み得る。例えば、要素は、省略される、または一体型構造として組み合わせられてもよく、および／または接続は、代用され得る。さらに、必要に応じて、前述の実施例の任意のものの側面は、前述の任意の他のものの側面と組み合わせられ、同等または異なる特性および／または機能を有し、同一または異なる問題を対処する、さらなる実施例を形成し得る。同様に、前述の利点および利益は、一実施形態に関し得る、またはいくつかの実施形態に関し得ることを理解されるであろう。
【０１１６】
ミーンズ・プラス・ファンクション（ｍｅａｎｓ  ｐｌｕｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）またはステップ・プラス・ファンクション（ｓｔｅｐ  ｐｌｕｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）制限が、それぞれ、「〜するための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」または「〜するためのステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」という語句を使用する所与の請求項において明示的に記載されない限り、請求項は、そのような制限を含むことを意図しておらず、かつ含むと解釈されるべきではない。
【０１１７】
（参考文献）
これらの参考文献は、それらが本明細書に記載されるものに関連する詳細を提供する範囲において、参照することによって具体的に組み込まれる。
［１］Ｒａｄｏｖａｎ  Ｐｅｔｒｏｖｉｃ，Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｏｆ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ｏｆ  ａ  Ｐｉｓｔｏｎ  Ａｘｉａｌ  Ｐｕｍｐ，５５（２００９）４  Ｊ．ｏｆ  Ｍｅｃｈ．Ｅｎｇ’ｇ  ２２４  （２００９年）．
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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