EP0207818A1 - Dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide - Google Patents

Dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide Download PDF

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EP0207818A1
EP0207818A1 EP86401009A EP86401009A EP0207818A1 EP 0207818 A1 EP0207818 A1 EP 0207818A1 EP 86401009 A EP86401009 A EP 86401009A EP 86401009 A EP86401009 A EP 86401009A EP 0207818 A1 EP0207818 A1 EP 0207818A1
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EP
European Patent Office
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control
solenoid valves
channel
line
station
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EP86401009A
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German (de)
English (en)
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EP0207818B1 (fr
Inventor
Christophe Aubin
Marc Perrot
Claude Sesques
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe National Elf Aquitaine
Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Original Assignee
Societe National Elf Aquitaine
Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355—Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads

Definitions

  • the present invention relates to a device for controlling and monitoring a well head immersed in a liquid.
  • the submerged wellhead valves must be able to be opened or closed at any time, and it must be possible, for production and safety reasons, to control this opening or closing.
  • the opening or closing of wellhead valves is controlled by solenoid valves, themselves submerged and controlled by an electrical or electronic assembly, itself submerged; this electrical or electronic assembly is contained in a sealed enclosure and it is connected to a station on the surface of the liquid medium by a line for transmitting electrical signals.
  • This line transmits to the electronic assembly and to the solenoid valves, electrical signals necessary for their power supply. It also transmits control signals from the electrical or electronic assembly to control the opening or closing of the solenoid valves, as well as test signals from the assembly.
  • This line transmits to the surface station, signals resulting from the test signals, as well as measurement signals of parameters relating to the monitoring of the operation of the wellhead; these signals are provided by sensors.
  • Direct control of the opening or closing of the valves, from a station located on the surface of the liquid medium, which transmits control signals to the electronic assembly, by means of a transmission line such as a cable for example has drawbacks: in the event of a cable break, it is no longer possible to control the solenoid valves, and therefore to control the opening or closing of the wellhead valves.
  • control and monitoring devices In known control and monitoring devices, most of the control and monitoring operations are carried out from the station on the surface of the liquid medium; the electrical or electronic assembly for controlling the solenoid valves acts in fact only as an interface for transmitting the commands to open or close the valves issued by the station, or for transmitting the results of the measurements to the station performed by the sensors, these results being processed by a system on board the station.
  • the automatic closing of the valves can be caused by a complete break in the line, but also by simple transmission incidents on this line and which are assimilated to a break.
  • the object of the invention is to remedy these drawbacks and in particular to produce a device for controlling and monitoring a wellhead which, although connected to a surface station, by a line for transmitting electrical signals, can operate autonomously in the event of a line break, can process data resulting from the signals supplied by the sensors, without it being necessary to transmit this data across the line, and can supply commands without it being necessary to pass these across the line.
  • This programmable device can operate autonomously in the event of a line break.
  • the subject of the invention is a device for controlling and monitoring a wellhead immersed in a liquid comprising, in a sealed submerged enclosure, means for controlling solenoid valves for controlling the opening or closing of valves of the wellhead, an electronic assembly for controlling and monitoring the wellhead connected to the control means of the solenoid valves and to submerged monitoring sensors, connection means connected to the electronic assembly and to a control and monitoring station monitoring on the surface of the liquid medium, by a transmission line, the transmission line supplying the connection means with electrical power supply signals for the electronic assembly and for the control means of the solenoid valves, control of the control means of the solenoid valves, of the test signals of the electronic assembly, this line transmitting to the station signals resulting from these tests, characterized in that the electronic control and monitoring assembly comprises two control channels, the first of these channels being a control and monitoring channel connected to the control means of the solenoid valves and to the sensors, this first channel being supplied with electrical energy by the connection means themselves supplied by the line connected to the station, the second channel being a control
  • connection means comprise an interface connected to the two control channels and modulator-demodulators connected to this interface and to a separator circuit itself connected to the transmission line, this circuit separating the supply signals in electrical energy and the different signals transmitted by the station to the two control channels, a mixer circuit connected to the modulator-demodulators of the two channels and to the transmission line, this circuit mixing the signals transmitted by the two channels, to the station , and supply means connected to the separator to receive the electrical energy supplied by the line, and connected to the modulator-demodulators, to the interface, to the two channels, as well as to the control means of the solenoid valves, to supply them in electrical energy.
  • the first channel comprises a first computer connected to a first memory, to the sensors by means of acquisition of the signals supplied by these sensors, to the means for controlling the solenoid valves, to the interface, and to the means of supply of electrical energy
  • the second channel comprising a second computer connected to a second memory, to the control means of the solenoid valves, to the interface and to the means of supply of electrical energy, this second computer as well as the control means of the solenoid valves also being connected to the autonomous source of electrical power, independent of the electrical energy supplied by said line.
  • said memories of the first and second computers contain programs or microprograms for managing transmission of control, monitoring and test signals between the computers and the station, and for triggering an alarm in the event of an incident of transmission.
  • the memory of the second computer also contains a safety program or firmware so that the second computer triggers a predetermined procedure for closing the valves in the event of a transmission incident in the connection means, or a malfunction. of these connecting means, or line break.
  • said second computer periodically receives from said station initialization signals for an adjustable countdown, the safety program or firmware triggering the closing of the valves when the second computer has not received new signals initialization before the end of one of said periods.
  • FIG. 1 schematically represents a device for controlling and monitoring a wellhead 2, constituted "in particular by valves 3, 4, 5 immersed in a liquid such as sea water or lake water
  • this device is contained in a sealed enclosure 6 shown schematically in the figure and comprises a set 15 of means 7, 8, 9 for controlling solenoid valves 10, 11, 12 contained in an enclosure 13 and connected respectively to the valves 3, 4, 5 to control their opening or closing.
  • the pressure inside the enclosure 6 is equal to atmospheric pressure, while the pressure in the enclosure 13 is that of the external medium, that is to say that of the liquid.
  • the device 1 also includes, in the sealed enclosure 6, an electronic assembly 14 for controlling and monitoring the wellhead.
  • This electronic assembly 14 is connected to the control means 15 of the solenoid valves, as well as to submerged monitoring sensors 16, 17, 18, 19.
  • the electronic assembly 14 will be described later in detail.
  • the sensors supply the electronic assembly 14 with signals representative of the parameter values making it possible to monitor the operation of the wellhead.
  • the sensors 16, 17, 18, 19 can be connected to the electronic control means 14, for example by means of acquisition 20 of the signals supplied by the sensors.
  • the acquisition means 21, 22, connected to the sensors 16, 17 can for example be of the analog type, while the acquisition means 23, 24 connected to the sensors 18, 19 can be of the digital type.
  • the device also comprises connection means 25, connected to the electronic assembly 14 and to a control and monitoring station 26 located on the surface of the liquid medium.
  • the connection means 25 are connected to the station 26 by a transmission line 27 which supplies the connection means 25 with electrical power supply signals, for the electronic assembly 14 and for the control means 15 of the solenoid valves and all 20 of the sensors.
  • This transmission line also provides, as will be seen in detail below, test signals from the electronic assembly 14 and control signals from the solenoid valves; it finally transmits to station 26, by means of link means 25, signals resulting from these tests.
  • the communications in line 27 and in the connection means 25 are of the bidirectional type (Full-Duplex). Line 27 is for example a coaxial cable.
  • the electronic assembly 14 comprises two control channels 28, 29 which will be described later in detail.
  • the first channel 28 is a control and monitoring channel, connected to the control means 15 of the solenoid valves and to the sensors 16, 17, ..., 19, via the acquisition means 21, 22, ... , 24.
  • This first channel is supplied with electrical energy by the connection means 25 themselves supplied by the station 26, through the line 27.
  • the second channel 29 is a control channel for the means 15 for controlling the solenoid valves; this second channel is supplied with electrical energy by the connection means 25, themselves supplied by the station 26, through the line 27.
  • This second channel, as well as the control means 15 of the solenoid valves are also connected to an independent source 30 for supplying electrical energy, independent of line 27 and contained in the sealed enclosure 6.
  • This autonomous source can be constituted for example by two accumulator batteries 31, 32, respectively supplying the second channel 29 and the means of control 15 of the solenoid valves.
  • connection means 25 comprise an interface 33 connected to the two channels 28, 29. They also include modulator-demodulators connected to this interface. In the example considered, the number of modulator-demodulators has been limited to two.
  • a separator circuit 36 (such as a filter for example) is connected to the modulator-demodulators 34, 35, to separate the power supply signals from the components of the device and the different signals transmitted by the station 26 to the two control channels.
  • the connection means also include a mixer circuit 37 connected to the two modulator-demodulators 34, 35 for mixing the signals transmitted by the two modulator-demodulators 34, 35 to the station 26, through the line 27.
  • the connection means 25 include supply means 38 connected to the separator 36, for receiving from it the electrical energy supplied by the line.
  • the supply means 38 are connected to the modulator-demodulators 34, 35, to the interface 33, to the two control channels 28, 29, to the means 20 for acquiring the signals supplied by the sensors, as well as to the means of control 15 of the solenoid valves, to supply them with electrical energy.
  • These supply means are in fact constituted by alternating-DC converters 39, 40, 41, 42 which receive an alternating current transmitted by the line 27 through the separator 36 and which respectively supply direct currents on their outputs.
  • the alternating current is applied to the inputs of the converters by a transformer 43, a primary winding of which is connected to an output of the separator and the secondary windings of which are connected to the inputs of the converters 39, 40, 41,42.
  • the first channel 28 comprises a first computer 44 connected to a first memory 45; this first computer is also connected to the acquisition means 21, 22, 23, 24 of the analog or digital signals supplied by the sensors 16, 17, 18, 19.
  • the outputs of this first computer are also connected respectively to the control means 7, 8, 9 of the solenoid valves 10, 11, 12; inputs-outputs of this computer are connected to the interface 33; the computer is also connected to the means 39, 40 for supplying electrical energy.
  • These supply means are redundant, for safety reasons and also supply the interface 33 and the modulator-demodulator 34, 35.
  • the supply means 41 supply the control means 7, 8, 9 of the solenoid valves 10, 11 , 12.
  • the second channel 29 comprises a second computer 46 connected to a second memory 47.
  • This computer is also connected, by outputs, to the control means 7, 8, 9 of the solenoid valves 10, 11, 12; inputs-outputs of this computer are connected to the interface 33.
  • the second computer 46 and the control means 7, 8, 9 of the solenoid valves are connected to the autonomous electrical supply 30, independent of the electrical energy supplied by line 27, as well as the supply means 38.
  • the computer 46 and the control means 7, 8, 9 of the solenoid valves can therefore be supplied by the storage battery 31, 32, in the event of a line break 27.
  • the memories 45, 47 of the first and second computers 44, 46 contain, as will be seen in detail below, programs or microprograms for managing the transmission of control, monitoring and test signals, exchanged between the computers 44, 46 and the station 26, via the connection means 25 of the line 27. These programs or microprograms make it possible in particular to trigger an alarm in the event of a message transmission incident, between the station 26 and the computers 44, 46.
  • the memory 47 of the second computer contains in particular a predetermined safety program or firmware so that the second computer triggers the closing of the valves in the event of a transmission incident in the connection means 25, or of a malfunction of these connection means , or of line 27 breaking, this computer then being supplied autonomously by the supply means 30.
  • This program or microprogram can also intervene during certain maintenance operations of the wellhead.
  • the second computer periodically receives from the station 26, through the line 27 and the connection means 25, initialization signals for an adjustable countdown; the safety program or firmware triggers the closing of the valves, when this second computer has not received a new initialization signal before the end of one of the counting periods.
  • the first control and monitoring channel 28 constitutes the main channel of the device. It allows, as will be seen in detail below, the management of the dialogue with station 26 on the surface, the control of the solenoid valves, digital and analog acquisitions.
  • the second channel 29 constitutes a secondary channel, of reduced configuration, which remains on standby permanently and which is activated in the event of a failure observed on the main channel, to allow the whole of the device to continue to operate in a degraded mode.
  • the only functions of the secondary channel are the management of the dialogue with the surface and the control of the solenoid valves in the event of a break or an incident on the link 27 or an operating incident on the link means 25 or the main track 28.
  • Each of the computers can communicate with the surface via the connection means 25, according to a full-duplex type communication.
  • This communication can be established through the interface 33 by one or other of the modulators 34, 35 and by the mixer 37.
  • a fault in one of the modulator-demodulators does not block the communication of each of the computers with the surface station.
  • the essential protocols for communication between the surface station and the control and monitoring channels will be described below.
  • the solenoid valves used are of the bistable type with hydraulic locking and include in particular two solenoid valves: the control valves for each of their stable positions.
  • One of these two solenoids is controlled by the computer 44 for example, while the other solenoid is controlled by the computer 46. This redundancy acts in the direction of the safety of the device.
  • Each solenoid valve therefore has four solenoids (2 solenoids per stable position).
  • the second channel 29 remains permanently on standby and is only activated by a specific message retransmitted on line 27, in the event of failure of the first channel 28.
  • the surface station which is not described here in detail, of course includes means for transmitting and receiving data, means for processing this data, as well as means for supplying alternating current.
  • the redundancy of the main elements of the device - allows the device to act in the direction of safety in the event of an incident requiring the closure of the valves of the wellhead. This securing is, as will be seen below in detail, delayed from orders transmitted by the surface station, even in the event of line 27 being broken.
  • the supply has not been shown in this figure solenoid valves by a control fluid.
  • This power can be either an autonomous submerged source near the solenoid valves, or a hydraulic connection connecting these solenoid valves with the station on the surface.
  • FIG. 2 is a flowchart which represents the control operations for closing the valves in the event of an incident, for example in the event of a line 27 being cut off. These operations are in fact carried out by the computer 46 of the second channel 29. They essentially comprise a countdown carried out by the second computer 46, triggered periodically from station 26 before each account reaches the value 0. In fact, securing the well (closing the valves by controlling the solenoid valves) , according to a sequence preprogrammed in the memory 47 of the second computer 46, is carried out as follows: the surface station 26 transmits through the line 27 and the connecting means 25, to the second computer 46, a loading signal of a predetermined value in a countdown counter of the computer 46.
  • This predetermined value which is recharged periodically, can be fixed or variable according to the determined needs of the station 26. If the countdown does not reach the value 0 before reloading the counter (before the end of the counting period), a new countdown is started. If, on the other hand, the countdown value reaches the value 0 at the end of a counting period, before loading a new counting value, it means that an incident has occurred on line 27 or in the connecting means 25, or that the station 26, for reasons of maintenance has not transmitted an order to load the countdown. Then the second computer 46 triggers, by means of the control means 15, the closing of the valves 2 controlled by the solenoid valves 13.
  • the securing of the well can therefore be delayed at will when the link is voluntarily interrupted. This is the case for example when the station 26 wishes to carry out maintenance operations in the surface station or test operations in general.
  • This countdown system allows a maintenance intervention of the wellhead or the surface station, of long duration, when the meter has been loaded with a large value corresponding to the expected duration of this intervention.
  • the computer 46 of the second control channel makes it possible to continue the production of oil or gas, since, in this case, the valves must not be closed.
  • the device which comprises an autonomous electrical supply 30 also makes it possible to overcome the consequences of a brief cut in the electrical supply coming from the station 26.
  • the safety of the wellhead is done according to a programmed sequence, specific to the well considered and specific to the operating procedures for this well.
  • This preprogrammed sequence is written for example, definitively, in the memory of the computer; this memory can be at least partially a read only memory.
  • This preprogrammed valve closing sequence then makes it possible to stop production under conditions which do not disturb the reopening of the valves after this interruption.
  • the station 26 which must transmit to the electronic control and monitoring means, a message allowing the execution of an order, will first test the first possibility of communication for example, then, in the event of failure of this first possibility, test the second possibility and so on. In the event of simultaneous failure of the four communication possibilities, an alarm will be triggered in the station.
  • the station first transmits a message on the first down channel (from Modem 34 for example) and requests a response on the first up channel. If the response provided by the electronic control and monitoring means 14 is correct, the message is processed by these means 14.
  • the flow diagram of FIG. 3B represents the main operations performed in synchronism by the electronic means 14, and by the surface station 26.
  • these electronic means 14 are in a message waiting phase. If there is reception of a message on the first "descent" channel, the computer 44 for example will check whether this message is valid by any known method of verification. If this message is valid, the corresponding order will be executed; the computer which accepted this message responds by one of the two "climb" channels that this message is accepted. If, on the contrary, the message received on the first "descent" channel is invalid, the computer, on this channel, is again in the message waiting phase. If the computer declares that it has not received any message, the same operations as those described above are carried out on the second "downhill" channel.
  • the execution of a message by one or other of the computers 44 or 46 on any one of the four possibilities or remote transmission channels is in fact done in several stages: there is first of all transmission by the station on the surface of a preparation message then, after verification by the background computer concerned, of this message, the transmission of an execution message. This is precisely what is shown in the flowchart in Figure 3C.
  • the surface station 26 transmits a preparation message. This station then compares the message sent with the response provided by the background computer to check if this response is correct. If this comparison is good, then the station sends the order execution message. If on the contrary, the comparison between the message sent and the response of the device is bad, the station transmits on another remote transmission channel, and performs the same kind of comparison as previously.
  • FIG. 3D is a flow diagram which represents the operations carried out by the control means of the device, in synchronism with the operations described in the flow diagram of FIG. 3C; when the control means 14 receive a preparation message by one of the remote transmission channels, this received message is retransmitted to the station 26 where it will be tested in the manner indicated above. This communication channel is then awaiting the execution message, then receives this execution message. On receipt of the execution message, the control channel concerned compares the preparation message with the execution message. If this comparison is good, the order corresponding to the execution message is executed. If, on the contrary, this comparison is bad, the control channel which received the preparation message returns to waiting for the execution message. The same operations as those described above then start again in the same way: waiting for the execution message, receiving the execution message, comparing the preparation message with the execution message, etc.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide. Le dispositif comprend des moyens de commande (7, 8, 9) d'électrovannes (10, 11, 12), un ensemble électronique (14) de commande et de surveillance de la tête de puits, des capteurs (16,...,18) de surveillance, des moyens de liaison (25) reliés à l'ensemble électronique (14) et à une station (26) à la surface du milieu liquide, par une ligne de transmission (27). L'ensemble électronique (14) comprend une première voie (28) reliée aux moyens (7, 8, 9) de commande et aux capteurs (16,...,18), alimentée en énergie électrique par la ligne (27) et une deuxième voie (29) de commande des moyens de commande (15), alimentée en énergie électrique par la ligne (27). La deuxième voie et les moyens de commande des électrovannes sont aussi reliés à une source autonome d'alimentation (30), indépendante de la ligne (27). Chacune des voies ainsi que la liaison (25) établissent des communications bidirectionnelles avec la station (26). Application à la commande et à la surveillance de têtes de puits immergées.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide.
  • Elle s'applique à la commande d'ouverture ou de fermeture de vannes de têtes de puits immergées, et notamment de têtes de puits de pétrole ou de gaz, ainsi qu'à la surveillance de ces têtes de puits.
  • Pour différentes raisons, les vannes de têtes de puits immergées doivent pouvoir être ouvertes ou fermées à tout instant, et il doit être possible, pour des raisons de production et de sécurité, de contrôler cette ouverture ou cette fermeture. Généralement, l'ouverture ou la fermeture des vannes de têtes de puits, est commandée par des électrovannes, elles-mêmes immergées et commandées par un ensemble électrique ou électronique, lui-même immergé ; cet ensemble électrique ou électronique est contenu dans une enceinte étanche et il est relié à une station en surface du milieu liquide par une ligne de transmission de signaux électriques. Cette ligne transmet à l'ensemble électronique et aux électrovannes, des signaux électriques nécessaires à leur alimentation en énergie. Elle transmet aussi des signaux de commande de l'ensemble électrique ou électronique pour commander l'ouverture ou la fermeture des électrovannes, ainsi que des signaux de test de l'ensemble. Cette ligne transmet vers la station en surface, des signaux résultant des signaux de test, ainsi que des signaux de mesure de paramètres relatifs à la surveillance du fonctionnement de la tête de puits ; ces signaux sont fournis par des capteurs.
  • La commande directe de l'ouverture ou de la fermeture des vannes, à partir d'une station située à la surface du milieu liquide, qui transmet vers l'en semble électronique des signaux de commande, grâce à une ligne de transmission telle qu'un câble par exemple, présente des inconvénients : en cas de rupture du câble, il n'est plus possible de contrôler les électrovannes, et donc de contrôler l'ouverture ou la fermeture des vannes de la tête de puits.
  • Dans les dispositifs de commande et de surveillance connus, la plupart des opérations de commande et de surveillance, sont effectuées à partir de la station en surface du milieu liquide ; l'ensemble électrique ou électronique de commande d'électrovannes n'intervient en fait que comme une interface permettant de transmettre les ordres de commande d'ouverture ou de fermeture des vannes émis par la station, ou pour transmettre vers la station les résultats des mesures effectuées par les capteurs, ces résultats étant traités par un système à bord de la station.
  • En cas d'incident détecté à partir de ces résultats, c'est dans la plupart des dispositifs connus, la station seule qui commande la fermeture des vannes, par des signaux transmis par la ligne. Ceci est un grave inconvénient, notamment en cas de rupture de la ligne qui relie l'ensemble électronique avec la station en surface. L'ensemble électronique dans les dispositifs connus, n'est pas programmable et les commandes sont essentiellement transmises à partir de la surface. Il existe toutefois, pour les ensembles électroniques des dispositifs connus, des moyens qui permettent d'agir automatiquement sur les électrovannes en cas de rupture de la ligne. Ces moyens ne sont cependant pas programmables.
  • Il en résulte que la fermeture automatique des vannes peut être provoquée par une rupture complète de la ligne, mais aussi par de simples incidents de transmission sur cette ligne et qui sont assimilés à une rupture.
  • L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment de réaliser un dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits qui, bien que reliée à une station en surface, par une ligne de transmission de signaux électriques, peut fonctionner de façon autonome en cas de rupture de la ligne, peut traiter des données résultant des signaux fournis par les capteurs, sans qu'il soit nécessaire de transmettre ces données à travers la ligne, et peut fournir des commandes sans qu'il soit nécessaire de transmettre celles-ci à travers la ligne. Ce dispositif programmable peut fonctionner de façon autonome en cas de rupture de la ligne.
  • L'invention a pour objet un dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide comprenant, dans une enceinte immergée étanche, des moyens de commande d'électrovannes de commande d'ouverture ou de fermeture de vannes de la tête de puits, un ensemble électronique de commande et de surveillance de la tête de puits relié aux moyens de commande des électrovannes et à des capteurs immergés de surveillance, des moyens de liaison reliés à l'ensemble électronique et à une station de commande et de surveillance à la surface du milieu liquide, par une ligne de transmission, la ligne de transmission fournissant aux moyens de liaison des signaux d'alimentation en énergie électrique pour l'ensemble électronique et pour les moyens de commande des électrovannes, des signaux de commande des moyens de commande des électrovannes, des signaux de tests de l'ensemble électronique, cette ligne transmettant vers la station des signaux résultant de ces tests, caractérisé en ce que l'ensemble électronique de commande et de surveillance comprend deux voies de contrôle, la première de ces voies étant une voie de commande et de surveillance reliée aux moyens de commande des électrovannes et aux capteurs, cette première voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison eux-mêmes alimentés par la ligne reliée à la station, la deuxième voie étant une voie de commande des moyens de commande des électrovannes, cette deuxième voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison eux-mêmes alimentés par la ligne, cette deuxième voie ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à une source autonome d'alimentation en énergie électrique, indépendante de ladite ligne et contenue dans ladite enceinte, chacune des voies, ainsi que la liaison (25) étant capables d'établir des communications bidirectionnelles avec la station.
  • Selon une autre caractéristique, les moyens de liaison comprennent une interface reliée aux deux voies de contrôle et des modulateurs-démodulateurs reliés à cette interface et à un circuit séparateur lui-même relié à la ligne de transmission, ce circuit séparant les signaux d'alimentation en énergie électrique et les différents signaux transmis par la station vers les deux voies de contrôle, un circuit mélangeur relié aux modulateurs-démodulateurs des deux voies et à la ligne de transmission, ce circuit mélangeant les signaux transmis par les deux voies, vers la station, et des moyens d'alimentation reliés au séparateur pour recevoir l'énergie électrique fournie par la ligne, et reliés aux modulateurs-démodulateurs, à l'interface, aux deux voies, ainsi qu'aux moyens de commande des électrovannes, pour les alimenter en énergie électrique.
  • Selon une autre caractéristique, la première voie comprend un premier calculateur relié à une première mémoire, aux capteurs par des moyens d'acquisition des signaux fournis par ces capteurs, aux moyens de commande des électrovannes, à l'interface, et aux moyens d'alimentation en énergie électrique, la deuxième voie comprenant un deuxième calculateur relié à une deuxième mémoire, aux moyens de commande des électrovannes, à l'interface et aux moyens d'alimentation en énergie électrique, ce deuxième calculateur ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à la source autonome d'alimentation électrique, indépendante de l'énergie électrique fournie par ladite ligne.
  • Selon une autre caractéristique, lesdites mémoires des premier et deuxième calculateurs contiennent des programmes ou microprogrammes de gestion de transmissions des signaux de commande, de surveillance et de test entre les calculateurs et la station, et de déclenchement d'une alarme en cas d'incident de transmission.
  • Selon une autre caractéristique, la mémoire du deuxième calculateur contient en outre un programme ou microprogramme de sécurité pour que le deuxième calculateur déclenche une procédure prédéterminée de fermeture des vannes en cas d'incident de transmission dans les moyens de liaison, ou de défaut de fonctionnement de ces moyens de liaison, ou de rupture de la ligne.
  • Selon une autre caractéristique, ledit deuxième calculateur reçoit périodiquement de ladite station des signaux d'initialisation d'un compte à rebours réglable, le programme ou le microprogramme de sécurité déclenchant la fermeture des vannes lorsque le deuxième calculateur n'a pas reçu de nouveaux signaux d'initialisation avant la fin de l'une desdites périodes.
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • -la figure 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention,
    • -la figure 2 est un organigramme qui représente les opérations de commande de fermeture des vannes en cas d'incident ou de coupure de la ligne reliant le dispositif avec la station en surface,
    • -les figures 3A, 3B, 3C, 3D sont des organigrammes qui permettent de mieux comprendre différentes opérations effectuées lors de la transmission d'un ordre vers l'ensemble électronique, à partir de la station de surface.
  • La figure 1 représente schématiquement un dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits 2, constitué" notamment par des vannes 3, 4, 5 immergées dans un liquide tel que l'eau de mer ou l'eau d'un lac par exemple. Ce dispositif est contenu dans une enceinte étanche 6 représentée de façon schématique sur la figure. Il comprend un ensemble 15 de moyens 7, 8, 9 de commande d'électrovannes 10, 11, 12 contenues dans une enceinte 13 et reliées respectivement aux vannes 3, 4, 5 pour commander leur ouverture ou leur fermeture. De préférence, la pression à l'inte- rieur de l'enceinte 6 est égale à la pression atmosphérique, tandis que la pression dans l'enceinte 13 est celle du milieu extérieur, c'est-à-dire celle du liquide. Cette disposition est décrite, par exemple, dans la demande de brevet n° 8419453 déposée en France le 19 décembre 1984, au nom du même demandeur. Les moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes ne sont pas décrits ici en détail ; ils peuvent être constitués par exemple par des moyens électroniques bistables commandant les électrovannes. Chacune de ces électrovannes qui n'est pas représentée ici en détail comprend notamment des solé no'ides de commande permettant, comme on le verra plus loin en détail, d'ouvrir ou fermer ces électrovannes. Le dispositif 1 comprend aussi, dans l'enceinte étanche 6, un ensemble électronique 14 de commande et de surveillance de la tête de puits. Cet ensemble électronique 14 est relié aux moyens de commande 15 des électrovannes, ainsi qu'à des capteurs immergés de surveillance 16, 17, 18, 19. L'ensemble électronique 14 sera décrit plus loin en détail. Les capteurs fournissent à l'ensemble électronique 14, des signaux représentatifs des valeurs de paramètres permettant de surveiller le fonctionnement de la tête de puits. Ces paramètres peuvent être par exemple le débit du fluide liquide ou gazeux circulant dans la tête de puits, la pression de ce fluide, sa température, la pression extérieure, etc... Les capteurs 16, 17, 18, 19 peuvent être reliés aux moyens électroniques de commande 14, par exemple par des moyens d'acquisition 20 des signaux fournis par les capteurs. Les moyens d'acquisition 21, 22, reliés aux capteurs 16, 17 peuvent être par exemple de type analogique, tandis que les moyens d'acquisition 23, 24 reliés aux capteurs 18, 19 peuvent être de type numérique.
  • Le dispositif comprend aussi des moyens de liaison 25, reliés à l'ensemble électronique 14 et à une station 26 de commande et de surveillance située à la surface du milieu liquide. Les moyens de liaison 25 sont reliés à la station 26 par une ligne de transmission 27 qui fournit aux moyens de liaison 25, des signaux d'alimentation en énergie électrique, pour l'ensemble électronique 14 et pour les moyens de commande 15 des électrovannes et l'ensemble 20 des capteurs. Cette ligne de transmission fournit également, comme on le verra plus loin en détail, des signaux de test de l'ensemble électronique 14 et des signaux de commande des électrovannes ; elle transmet enfin vers la station 26, grâce aux moyens de liaison 25, des signaux résultant de ces tests. Les communications dans la ligne 27 et dans les moyens de liaison 25 sont de type bidirectionnel (Full-Duplex). La ligne 27 est par exemple un câble coaxial.
  • L'ensemble électronique 14 comprend deux voies de contrôle 28, 29 qui seront décrites plus loin en détail. La première voie 28 est une voie de commande et de surveillance, reliée aux moyens de commande 15 des électrovannes et aux capteurs 16, 17,..., 19, par l'intermédiaire des moyens d'acquisition 21, 22,..., 24. Cette première voie est alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison 25 eux-mêmes alimentés par la station 26, à travers la ligne 27. La deuxième voie 29 est une voie de commande des moyens 15 de commande des électrovannes ; cette deuxième voie est alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison 25, eux-mêmes alimentés par la station 26, à travers la ligne 27. Cette deuxième voie, ainsi que les moyens de commande 15 des électrovannes sont aussi reliés à une source autonome 30 d'alimentation en énergie électrique, indépendante de la ligne 27 et contenue dans l'enceinte étanche 6. Cette source autonome peut être constituée par exemple par deux batteries d'accumulateurs 31, 32, alimentant respectivement la deuxième voie 29 et les moyens de commande 15 des électrovannes.
  • Les moyens de liaison 25 comprennent une interface 33 reliée aux deux voies 28, 29. Ils comprennent aussi des modulateurs-démodulateurs reliés à cette interface. Dans l'exemple considéré, le nombre de modulateurs-démodulateurs a été limité à deux. Un circuit séparateur 36 (tel qu'un filtre par exemple) est relié aux modulateurs-démodulateurs 34, 35, pour séparer les signaux d'alimentation électrique des composants du dispositif et les différents signaux transmis par la station 26 vers les deux voies de contrôle. Les moyens de liaison comprennent aussi un circuit mélangeur 37 relié aux deux modulateurs-démodulateurs 34, 35 pour mélanger les signaux transmis par les deux modulateurs-démodulateurs 34, 35 vers la station 26, à travers la ligne 27. Enfin, les moyens de liaison 25 comprennent des moyens d'alimentation 38 reliés au séparateur 36, pour recevoir de celui-ci l'énergie électrique fournie par la ligne. Les moyens d'alimentation 38 sont reliés aux modulateurs-démodulateurs 34, 35, à l'interface 33, aux deux voies de contrôle 28, 29, aux moyens d'acquisition 20 des signaux fournis par les capteurs, ainsi qu'aux moyens de commande 15 des électrovannes, pour les alimenter en énergie électrique. Ces moyens d'alimentation sont en fait constitués par des convertisseurs altematif- continu 39. 40, 41, 42 qui reçoivent un courant alternatif transmis par la ligne 27 à travers le séparateur 36 et qui fournissent respectivement des courants continus sur leurs sorties. Le courant alternatif est appliqué sur les entrées des convertisseurs par un transformateur 43, dont un enroulement primaire est branché sur une sortie du séparateur et dont les enroulements secondaires sont reliés aux entrées des convertisseurs 39, 40, 41,42.
  • La première voie 28 comprend un premier calculateur 44 relié à une première mémoire 45 ; ce premier calculateur est aussi relié aux moyens d'acquisition 21, 22, 23, 24 des signaux analogiques ou numériques fournis par les capteurs 16, 17, 18, 19. Des sorties de ce premier calculateur sont aussi reliées respectivement aux moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes 10, 11, 12 ; des entrées-sorties de ce calculateur sont reliées à l'interface 33 ; le calculateur est aussi relié aux moyens 39, 40 d'alimentation en énergie électrique. Ces moyens d'alimentation sont redondants, pour des raisons de sécurité et alimentent également l'interface 33 et les modulateurs-démodulateurs 34, 35. Les moyens d'alimentation 41 alimentent les moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes 10, 11, 12.
  • La deuxième voie 29 comprend un deuxième calculateur 46 relié à une deuxième mémoire 47. Ce calculateur est aussi relié, par des sorties, aux moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes 10, 11, 12 ; des entrées-sorties de ce calculateur sont reliées à l'interface 33. Le deuxième calculateur 46 et les moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes, sont reliés à l'alimentation électrique autonome 30, indépendante de l'énergie électrique fournie par la ligne 27, ainsi qu'aux moyens d'alimentation 38. Le calculateur 46 et les moyens de commande 7, 8, 9 des électrovannes peuvent donc être alimentés par la batterie d'accumulateurs 31, 32, en cas de rupture de la ligne 27.
  • Les mémoires 45, 47 des premier et deuxième calculateurs 44, 46 contiennent, comme on le verra plus loin en détail, des programmes ou microprogrammes de gestion de transmission de signaux de commande, de surveillance et de test, échangés entre les calculateurs 44, 46 et la station 26, par l'intermédiaire des moyens de liaison 25 de la ligne 27. Ces programmes ou microprogrammes permettent notamment de déclencher une alarme en cas d'incident de transmission de messages, entre la station 26 et les calculateurs 44, 46.
  • La mémoire 47 du deuxième calculateur contient notamment un programme ou un microprogramme de sécurité prédéterminé pour que le deuxième calculateur déclenche la fermeture des vannes en cas d'incident de transmission dans les moyens de liaison 25, ou de défaut de fonctionnement de ces moyens de liaison, ou de rupture de la ligne 27, ce calculateur étant alors alimenté de façon autonome par les moyens d'alimentation 30. Ce programme ou microprogramme peut aussi intervenir lors de certaines opérations de maintenance de la tête de puits.
  • Comme on le verra plus loin en détail, le deuxième calculateur reçoit périodiquement de la station 26, à travers la ligne 27 et les moyens de liaison 25, des signaux d'initialisation d'un compte à rebours réglable ; le programme ou le microprogramme de sécurité déclenche la fermeture des vannes, lorsque ce deuxième calculateur n'a pas reçu de nouveau signal d'initialisation avant la fin de l'une des périodes de comptage.
  • La première voie 28 de commande et de surveillance constitue la voie principale du dispositif. Elle permet, comme on le verra plus loin en détail, la gestion du dialogue avec la station 26 en surface, la commande des électrovannes, les acquisitions numériques et analogiques. La deuxième voie 29 constitue une voie secondaire, de configuration réduite, qui reste en veille en permanence et qui est activée en cas de défaillance constatée sur la voie principale, pour permettre à l'ensemble du dispositif de continuer à fonctionner dans un mode dégradé. Les seules fonctions de la voie secondaire sont la gestion du dialogue avec la surface et la commande des électrovannes en cas de rupture ou d'incident sur la liaison 27 ou d'incident de fonctionnement des moyens de liaison 25 ou de la voie principale 28. Chacun des calculateurs peut communiquer avec la surface par l'intermédiaire des moyens de liaison 25, selon une communication de type full-duplex. Cette communication peut être établie à travers l'interface 33 par l'un ou l'autre des modulateurs 34, 35 et par le mélangeur 37. Un défaut de l'un des modulateurs-démodulateurs ne bloque pas la communication de chacun des calculateurs avec la station en surface. Les protocoles essentiels de communication entre la station en surface et les voies de commande et de surveillance seront décrits plus loin.
  • Les électrovannes utilisées sont de type bista- ble à verrouillage hydraulique et comprennent notamment deux soléno'k:les de commande pour chacune de leurs positions stables. L'un de ces deux solénoïdes est commandé par le calculateur 44 par exemple, tandis que l'autre soiénolde est commandé par le calculateur 46. Cette redondance agit dans le sens de la sécurité du dispositif. Chaque électrovanne possède donc quatre solénoïdes (2 solénoïdes par position stable). En fait, la deuxième voie 29 reste en veille en permanence et n'est activée par un message spécifique retransmis sur la ligne 27, qu'en cas de défaillance de la première voie 28. La station de surface, qui n'est pas décrite ici en détail, comprend bien entendu des moyens d'émission et de réception de données, des moyens de traitement de ces données, ainsi que des moyens d'alimentation en courant altematif. La redondance des principaux éléments du dispositif - (calculateurs, alimentations, modulateurs-démodulateurs) ainsi que la présence d'alimentations électriques autonomes, permet au dispositif d'agir dans le sens de la sécurité en cas d'incident nécessitant la fermeture des vannes de la tête de puits. Cette mise en sécurité est, comme on le verra plus loin en détail, temporisée à partir d'ordres transmis par la station en surface, même en cas de rupture de la ligne 27. On n'a pas représenté sur cette figure l'alimentation des électrovannes par un fluide de commande. Cette alimentation peut être soit une source autonome immergée à proximité des électrovannes, soit une liaison hydraulique reliant ces électrovannes avec la station en surface.
  • La figure 2 est un organigramme qui représente les opérations de commande de fermeture des vannes en cas d'incident, par exemple en cas de coupure de la ligne 27. Ces opérations sont en fait effectuées par le calculateur 46 de la deuxième voie 29. Elles comprennent essentiellement un compte à rebours effectué par le deuxième calculateur 46, déclenché périodiquement à partir de la station 26 avant que chaque compte n'atteigne la valeur 0. En fait, la mise en sécurité du puits (fermeture des vannes par commande des électrovannes), selon une séquence préprogrammée dans la mémoire 47 du deuxième calculateur 46, s'effectue de la manière suivante : la station de surface 26 transmet à travers la ligne 27 et les moyens de liaison 25, vers le deuxième calculateur 46, un signal de chargement d'une valeur prédéterminée dans un compteur de compte à rebours du calculateur 46. Cette valeur prédéterminée, qui est rechargée périodiquement, peut être fixe ou variable selon les besoins déterminés de la station 26. Si le compte à rebours n'atteint pas la valeur 0 avant le rechargement du compteur (avant la fin de la période de comptage), un nouveau compte à rebours est déclenché. Si au contraire la valeur du compte à rebours atteint la valeur 0 à la fin d'une période de comptage, avant chargement d'une nouvelle valeur de comptage, c'est qu'un incident s'est produit sur la ligne 27 ou dans les moyens de liaison 25, ou que la station 26, pour des raisons de maintenance n'a pas transmis d'ordre de chargement du compte à rebours. Alors le deuxième calculateur 46 déclenche, par l'intermédiaire des moyens de commande 15, la fermeture des vannes 2 commandées par les électrovannes 13.
  • Il est à remarquer que la mise en sécurité du puits, selon une séquence préprogrammée, peut donc être temporisée à volonté lorsque la liaison est interrompue volontairement. C'est le cas par exemple lorsque la station 26 souhaite effectuer des opérations de maintenance dans la station en surface ou des opérations de test en général. Ce système de compte à rebours permet une intervention de maintenance de la tête de puits ou de la station en surface, de longue durée, lorsque le compteur a été chargé avec une valeur importante correspondant la durée prévue de cette intervention. Pendant cette interruption qui n'est pas causée par la rupture de la ligne, le calculateur 46 de la deuxième voie de contrôle permet de poursuivre la production de pétrole ou de gaz, puisque, dans ce cas, les vannes ne doivent pas être fermées. Le dispositif qui comprend une alimentation électrique autonome 30 permet aussi de s'affranchir des conséquences de coupure brève de l'alimentation électrique provenant de la station 26.
  • La mise en sécurité de la tête de puits se fait selon une séquence programmée, spécifique du puits considéré et spécifique des procédures d'exploitation de ce puits. Cette séquence préprogrammée est écrite par exemple, de manière définitive, dans la mémoire du calculateur ; cette mémoire peut être au moins partiellement une mémoire morte. Cette séquence préprogrammée de fermeture des vannes permet alors d'arrêter la production dans des conditions qui ne perturbent pas la réouverture des vannes après cette interruption.
  • Les figures 3A, 3B, 3C, 3D sont des organigrammes permettant de mieux comprendre l'exécution d'un ordre par les moyens électroniques 14 de commande, à partir d'un message transmis sur la ligne 27 par la station 26. L'exécution d'un ordre, à partir d'un message fourni par la station de surface 26, nécessite quatre grandes étapes subdivisées en plusieurs opérations représentées sur les organigrammes des figures 3A, 3B, 3C, 3D. Sur ces figures, les termes "voie", ou "voie 1" ou "voie 2" désignent des voies de télétransmission qui ne doivent pas être confondues avec les première et deuxième voies de contrôle 28, 29 mentionnées plus haut et qui sont essentiellement constituées par les calculateurs 45, 46, leurs mémoires associées 44, 47, les moyens d'acquisition 20 et les moyens de commande 15 des électrovannes. Chacun des Modem 34 ou 35 met en oeuvre deux voies de télétransmission : l'une dans le sens du dispositif immergé vers la station en surface, l'autre dans le sens de la station en surface vers le dispositif immergé. On dispose donc de quatre possibilités pour établir une communication à double sens - (Full-Duplex) entre la station de surface et le dispositif immergé. Si on désigne par "descente" une transmission de la station vers le dispositif immergé et par "montée" une transmission du dispositif immergé vers la station en surface, ces quatre possibilités sont les suivantes :
    • -descente par le Modem 34 et remontée par le Modem 34,
    • -descente par le Modem 34 et remontée par le Modem 35,
    • -descente par le Modem 35 et remontée par le Modem 35,
    • -descente par le Modem 35 et remontée par le Modem 34.
  • Ces quatre possibilités sont à la disposition de chacun des calculateurs 44 et 46.
  • Tout d'abord, la station 26 qui doit transmettre aux moyens électroniques de commande et de surveillance, un message permettant l'exécution d'un ordre, va d'abord tester la première possibilité de communication par exemple, puis, en cas de défaillance de cette première possibilité, tester la deuxième possibilité et ainsi de suite. En cas de défaillance simultanée des quatre possibilités de communication, une alar me va être déclenchée dans la station. C'est précisément ce qui est représenté sur l'organigramme de la figure 3A : la station émet tout d'abord un message sur la première voie de descente (du Modem 34 par exemple) et demande une réponse sur la première voie de montée. Si la réponse fournie par les moyens électroniques de commande et de surveillance 14 est correcte, le message est traité par ces moyens 14. Si au contraire, la réponse des moyens électroniques 14 d'émission du message sur la première voie de montée est incorrecte, ce message est réémis selon l'une des trois possibilités restantes de transmission et le processus recommence alors de la même façon ; si la réponse est alors correcte, le message est traité. Si au contraire la réponse est incorrecte et si les quatre possibilités de communication ont été essayées, une alarme est déclenchée par la station en surface, pour indiquer qu'il est impossible de communiquer sur l'ensemble des quatre voies.
  • L'organigramme de la figure 3B représente les principales opérations effectuées en synchronisme par les moyens électroniques 14, et par la station de surface 26. Au début, ces moyens électroniques 14 sont dans une phase d'attente de message. S'il y a réception d'un message sur la première voie de "descente", le calculateur 44 par exemple va vérifier si ce message est valide par tout procédé connu de vérification. Si ce message est valide, l'ordre correspondant va être exécuté ; le calculateur qui a accepté ce message répond par l'une des deux voies de "montée" que ce message est accepté. Si au contraire, le message reçu sur la première voie de "descente" est invalide, le calculateur, sur cette voie, est de nouveau en phase d'attente de message. Si le calculateur déclare ne recevoir aucun message, les mêmes opérations que celles décrites plus haut sont effectuées sur la deuxième voie de "descen te". Si le calculateur déclare recevoir un message, ce message est testé pour reconnaître sa validité. Si ce message est valide sur la deuxième voie, l'ordre correspondant est exécuté et une réponse est fournie par la voie de "montée" requise pour indiquer que ce message a été accepté. Si au contraire le message reçu sur la deuxième voie est invalide, le calculateur sur la deuxième voie se replace en attente. Toute la procédure de test des voies de communication qui vient d'être décrite s'applique aussi bien à l'un ou l'autre des calculateurs 44 ou 46.
  • L'exécution d'un message par l'un ou l'autre des calculateurs 44 ou 46 sur l'une quelconque des quatre possibilités ou voies de télétransmission se fait en fait en plusieurs étapes : il y a tout d'abord émission par la station en surface d'un message de préparation puis, après vérification par le calculateur de fond concerné, de ce message, l'émission d'un message d'exécution. C'est précisément ce qui est représenté sur l'organigramme de la figure 3C. La station 26 de surface émet un message de préparation. Cette station compare ensuite le message émis avec la réponse fournie par le calculateur de fond pour vérifier si cette réponse est correcte. Si cette comparaison est bonne, il y a alors émission par la station du message d'exécution de l'ordre. Si au contraire, la comparaison entre le message émis et la réponse du dispositif est mauvaise, la station émet sur une autre voie de télétransmission, et effectue le même genre de comparaison que précédemment. S'il y a impossibilité de communiquer sur aucune des voies de télétransmission, une alarme est déclenchée. Au contraire, s'il n'y a pas impossibilité de communiquer c'est que le dispositif peut recevoir un autre message et les opérations qui viennent d'être décrites recommencent de la même façon : Emission d'un nouveau message de préparation, par la station 26.
  • La figure 3D est un organigramme qui représente les opérations effectuées par les moyens de commande du dispositif, en synchronisme avec les opérations décrites dans l'organigramme de la figure 3C ; lorsque les moyens de commande 14 reçoivent un message de préparation par l'une des voies de télétransmission, ce message reçu est réémis vers la station 26 où il va être testé de la manière indiquée plus haut. Cette voie de communication est alors en attente du message d'exécution, puis reçoit ensuite ce message d'exécution. A la réception du message d'exécution, la voie de commande concernée compare le message de préparation avec le message d'exécution. Si cette comparaison est bonne, il y a exécution de l'ordre correspondant au message d'exécution. Si au contraire, cette comparaison est mauvaise, la voie de commande qui a reçu le message de préparation se replace en attente du message d'exécution. Les mêmes opérations que celles qui ont été décrites plus haut recommencent alors de la même façon : attente du message d'exécution, réception du message d'exécution, comparaison du message de préparation avec le message d'exécution, etc...

Claims (10)

1. Dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide comprenant, dans une enceinte immergée étanche (6), des moyens de commande (7, 8, 9) d'électrovannes de commande d'ouverture ou de fermeture de vannes (3, 4, 5) de la tête de puits, un ensemble électronique (14) de commande et de surveillance de la tête de puits relié aux moyens - (7, 8, 9) de commande des électrovannes et à des capteurs (16,...,18) immergés de surveillance, des moyens de liaison (25) reliés à l'ensemble électronique (14) et à une station (26) de commande et de surveillance à la surface du milieu liquide, par une ligne de transmission (27), la ligne de transmission fournissant aux moyens de liaison - (25) des signaux d'alimentation en énergie électrique pour l'ensemble électronique et pour les moyens de commande des électrovannes, des signaux de commande des moyens de commande des électrovannes, des signaux de tests de l'ensemble électronique, cette ligne (27) transmettant vers la station (26) des signaux résultant de ces tests, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (14) de commande et de surveillance comprend deux voies (28, 29), la première de ces voies (28) étant une voie de commande et de surveillance reliée aux moyens de commande (7, 8, 9) des électrovannes (10, 11, 12) et aux capteurs - (16,...,18), cette première voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison (25) eux-mêmes alimentés par la ligne (27) reliée à la station, la deuxième voie (29) étant une voie de commande des moyens de commande (15) des électrovannes, cette deuxième voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison - (25) eux-mêmes alimentés par la ligne (27), cette deuxième voie ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à une source autonome d'alimentation en énergie électrique (30), indépendante de ladite ligne (27) et contenue dans ladite enceinte (6), chacune des voies ainsi que la liaison (25) étant capable d'établir des. communications bidirectionnelles avec la station (26), dans lequel les moyens de liaison (25) comprennent une interface (33) reliée aux deux voies (28, 29) et des 'moyens d'alimentation (38) pour recevoir l'énergie électrique fournie par la ligne, et la fournir en particulier à l'interface, aux deux voies, ainsi qu'aux moyens de commande des électrovannes, pour les alimenter en énergie électrique, caractérisé en ce que la première voie (28) comprend un premier calculateur (44) relié à une première mémoire (45), aux capteurs (16,...,18) par des moyens (20) d'acquisition des signaux fournis par ces capteurs, aux moyens (15) de commande des électrovannes, à l'interface (33), et aux moyens (38) d'alimentation en énergie électrique, la deuxième voie (29) comprenant un deuxième calculateur (46) relié à une deuxième mémoire (47), aux moyens (15) de commande des électrovannes, à l'interface (33) et aux moyens (38) d'alimentation en énergie électrique, ce deuxième calculateur ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à la source autonome (30) d'alimentation électrique, indépendante de l'énergie électrique fournie par ladite ligne.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites mémoires (45, 47) des premier et deuxième calculateurs (44, 46) contiennent des programmes ou microprogrammes de gestion de transmissions des signaux de commande, de surveillance et de test entre les calculateurs (44, 46) et la station (26), et de déclenchement d'une alarme en cas d'incident de transmission.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mémoire (47) du deuxième calculateur (46) contient en outre un programme ou un microprogramme de sécurité pour que le deuxième calculateur déclenche une procédure prédéterminée de fermeture des vannes en cas d'incident de transmission dans les moyens de liaison (25), ou de défaut de fonctionnement de ces moyens de liaison, ou de rupture de ladite ligne - (27).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit deuxième calculateur (46) reçoit périodiquement de ladite station (26) des signaux d'initialisation d'un compte à rebours réglable, le programme ou le microprogramme de sécurité déclenchant la fermeture des vannes lorsque le deuxième calculateur (46) n'a pas reçu de nouveau signal d'initialisation avant la fin de l'une desdites périodes. Revendications modifiées comformément à la règle 86 (2) CBE.
1. Dispositif de commande et de surveillance d'une tête de puits immergée dans un liquide comprenant, dans une enceinte immergée étanche (6), des moyens de commande (7, 8, 9) d'électrovannes de commande d'ouverture ou de fermeture de vannes (3, 4, 5) de la tête de puits, un ensemble électronique (14) de commande et de surveillance de la tête de puits relié aux moyens - (7, 8, 9) de commande des électrovannes et à des capteurs (16,...,18) immergés de surveillance, des moyens de liaison (25) reliés à l'ensemble électronique (14) et à une station (26) de commande et de surveillance à la surface du milieu liquide, par une ligne de transmission (27), la ligne de transmission fournissant aux moyens de liaison - (25) des signaux d'alimentation en énergie électrique pour l'ensemble électronique et pour les moyens de commande des électrovannes, des signaux de commande des moyens de commande des électrovannes, des signaux de tests de l'ensemble électronique, cette ligne (27) transmettant vers la station (26) des signaux résultant de ces tests, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (14) de commande et de surveillance comprend deux voies (28, 29), la première de ces voies (28) étant une voie de commande et de surveillance reliéé aux moyens de commande (7, 8, 9) des électrovannes (10, 11, 12) et aux capteurs - (16,...,18), cette première voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison (25) eux-mêmes alimentés par la ligne (27) reliée à la station, la deuxième voie (29) étant une voie de commande des moyens de commande (15) des électrovannes, cette deuxième voie étant alimentée en énergie électrique par les moyens de liaison - (25) eux-mêmes alimentés par la ligne (27), cette deuxième voie ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à une source autonome d'alimentation en énergie électrique (30), indépendante de ladite ligne (27) et contenue dans ladite enceinte (6), chacune des voies ainsi que la liaison (25) étant capable d'établir des communications bidirectionnelles avec la station (26)
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de liaison (25) comprennent une interface (33) reliée aux deux voies (28, 29) et des moyens d'alimentation (38) pour recevoir l'énergie électrique fournie par la ligne, et la fournir en particulier à l'interface, aux deux voies, ainsi qu'aux moyens de commànde des électrovannes, la première voie (28) comprenant un premier calculateur (44) relié à une première mémoire (45), aux capteurs (16,...,18) par des moyens (20) d'acquisition des signaux fournis par ces capteurs, aux moyens (15) de commande des électrovannes, à l'interface (33), et aux moyens (38) d'alimentation en énergie électrique, la deuxième voie (29) comprenant un deuxième calculateur (46) relié à une deuxième mémoire (47), aux moyens (15) de commande des électrovannes, à l'interface (33) et aux moyens -
(38) d'alimentation en énergie électrique, ce deuxième calculateur ainsi que les moyens de commande des électrovannes étant aussi reliés à la source autonome (30) d'alimentation électrique, indépendante de l'énergie électrique fournie par ladite ligne.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites mémoires (45, 47) des premier et deuxième calculateurs (44, 46) contiennent des programmes ou microprogrammes de gestion de transmissions des signaux de commande, de surveillance et de test entre les calculateurs (44, 46) et la station (26), et de déclenchement d'une alarme en cas d'incident de transmission.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la mémoire (47) du deuxième calculateur (46) contient en outre un programme ou un microprogramme de sécurité pour que le deuxième calculateur déclenche une procédure prédéterminée de fermeture des vannes en cas d'incident de transmission dans les moyens de liaison (25), ou de défaut de fonctionnement de ces moyens de liaison, ou de rupture de ladite ligne - (27).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit deuxième calculateur (46) reçoit périodiquement de ladite station (26) des signaux d'initialisation d'un compte à rebours réglable, le programme ou le microprogramme de sécurité déclenchant la fermeture des vannes lorsque le deuxième calculateur (46) n'a pas reçu de nouveau signal d'initialisation avant la fin de l'une desdites périodes.
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