ES2929186T3 - Método y sistema para el monitoreo del deterioro de un cable submarino en operaciones en altamar - Google Patents
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Abstract
La presente descripción se refiere a un método para monitorear la fatiga de un cable submarino durante la unión o reparación en alta mar, el método comprende: a) determinar una pluralidad de valores de curvatura relacionados con una curvatura del cable submarino (9) en diferentes momentos durante la unión o reparación en alta mar, b) determinar una pluralidad de rangos de tensión del cable submarino (9) en base a la pluralidad de valores de curvatura, y c) determinar un daño por fatiga del cable submarino (9) en base a la pluralidad de rangos de tensión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y sistema para el monitoreo del deterioro de un cable submarino en operaciones en altamar
Campo técnico
La presente descripción generalmente se refiere a la unión o reparación en alta mar de cables de alimentación submarinos.
Antecedentes
La unión en alta mar de cables submarinos se puede realizar como una unión planificada, para conectar dos subtramos o, en caso de daños, para reparar un cable.
La operación de unión implica varias etapas en las que el cable se suspende desde la tolva de la embarcación en una catenaria hasta el lecho marino. Durante este tiempo, el cable experimenta cargas debidas a los movimientos de la embarcación inducidos por las olas, en combinación con cargas hidrodinámicas debidas a la acción de las olas. El cable se encuentra expuesto a flexión repetida, y esta variación en la curvatura del cable da como resultado variaciones de deformación cíclica en los componentes del cable, que pueden provocar daños debidos al deterioro. El componente más crítico para el deterioro en un cable de alimentación de alta tensión es la cubierta de plomo, mientras que para los cables de media tensión el componente más crítico para el deterioro puede ser el conductor, los cables del blindaje, o la pantalla, de acuerdo con el diseño del cable. Para los cables de alta tensión, la carga por el deterioro excesivo de la cubierta de plomo provoca grietas que permiten la difusión de agua al aislamiento, lo que eventualmente puede provocar una falla eléctrica. Las consideraciones correspondientes se aplican a los cables de media tensión.
Con cables más grandes y a niveles de voltaje más altos, el cable se vuelve más sensible al deterioro, y el tiempo de unión aumenta, y puede durar hasta 8 días. Por lo tanto, el deterioro de la cubierta de plomo durante la operación de unión se vuelve una preocupación creciente, y es algo que debe tenerse en cuenta al planificar la operación de unión.
Hasta hace poco no se realizaba ninguna evaluación en cuanto al deterioro, y la unión se realizaba siempre que la climatología permitiera unas condiciones de trabajo seguras. Hoy en día, se puede realizar un análisis del deterioro de antemano para brindar recomendaciones con respecto al tiempo de parada permitido en función de las condiciones climáticas. Sin embargo, durante una operación de unión en alta mar, el clima cambiará y no siempre es posible determinar con precisión la altura, los períodos, la dirección, y el espectro de las olas. También existen incertidumbres en el análisis, como la respuesta de la embarcación, y las propiedades del cable.
Los documentos EP 2902 584 A2 y WO 2012/059736 A2 divulgan métodos y sistemas de monitoreo del deterioro para estructuras alargadas submarinas.
Compendio
En vista de lo anterior, es muy difícil saber durante una operación de unión en alta mar qué tipo de daño por el deterioro se encuentra acumulando y, por lo tanto, es difícil determinar si existe un riesgo de daño por el deterioro excesivo.
Si el tiempo empeora o la operación de unión lleva más tiempo del previsto, es muy difícil evaluar si existe riesgo de daño por el deterioro, y decidir si se debe detener la unión, y cortar el cable.
También es difícil proporcionar evidencia de que no existe un riesgo futuro potencial de falla debido a grietas en la cubierta de plomo.
Un objetivo general de la presente divulgación es proporcionar un método que resuelva, o al menos mitigue los problemas de la técnica anterior.
Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente descripción, se proporciona un método para monitorear el deterioro de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar, de acuerdo con la reivindicación 1.
Por lo tanto, el riesgo de falla debido al deterioro durante la unión puede reducirse significativamente. Además, el método proporciona evidencia de que la operación de unión fue exitosa también en lo que respecta al deterioro, y que no hay riesgo de fallas futuras debido a grietas en la cubierta de plomo y la entrada de agua resultante.
También puede funcionar como una herramienta para optimizar la catenaria del cable y el rumbo de la embarcación durante la operación de unión, o reparación para reducir el deterioro.
Un término alternativo para “presión”, tal como se usa en este texto es “deformación”. Con “daños por el deterioro” se entiende un debilitamiento mecánico del cable submarino que, si se producen suficientes ciclos de deformación, conduce al fallo por el deterioro.
El cable de alimentación submarino puede ser de media tensión o de alta tensión. El cable de alimentación submarino puede ser un cable submarino de CA, o un cable submarino de CD.
Una realización comprende repetir las etapas a) a la c) durante la unión o reparación en alta mar, en donde en cada iteración de la etapa c) el daño por el deterioro se determina en función de múltiples rangos de deformación determinados en la etapa b) de la iteración actual y en el daño por el deterioro, determinado en la iteración anterior de la etapa c), obteniendo así un daño debido al deterioro acumulado.
De acuerdo con la invención, la etapa b) comprende determinar un número de ocurrencias de cada rango de deformación, en donde en la etapa c) el daño por el deterioro se determina en base al número de ocurrencias de cada rango de deformación.
Cada ocurrencia de un rango de deformación es un ciclo de deformación. Por lo tanto, se puede decir que el daño por el deterioro en la etapa c) se determina en base al número de ciclos de deformación para cada rango de deformación.
Una realización comprende además determinar un número de ciclos hasta el fallo de una cubierta de plomo u otro componente metálico del cable de alimentación submarino para cada rango de deformación, en donde en la etapa c) el daño por el deterioro se determina además en función del número de ciclos hasta el fallo para cada rango de deformación.
De acuerdo con una realización, el número de ciclos hasta el fallo para cada rango de deformación se determina utilizando una curvatura del deterioro S-N para una cubierta de plomo u otro componente metálico del cable de alimentación submarino. Para cables de media tensión, la curvatura S-deterioro puede ser para un componente metálico como el conductor, los cables del blindaje, o la pantalla. La curvatura del deterioro S-N también se conoce como curvatura de Wohler.
De acuerdo con una realización, la etapa c) implica usar el número de ocurrencias de cada rango de deformación y el número correspondiente de ciclos hasta la falla con la hipótesis de daño lineal de Palmgren-Miner para determinar el daño por el deterioro.
En particular, el número de ocurrencias de cada rango de deformación se puede dividir con el número correspondiente de ciclos hasta la falla, y estas relaciones se pueden sumar. Normalmente, si esta suma al final de la operación de unión, o reparación, es igual o superior a un número predeterminado, normalmente 1, se acumuló tal tensión/deformación que la cubierta de plomo, en el caso de un cable de alimentación de alta tensión, u otro componente metálico, en el caso de un cable de alimentación de media tensión, falló.
De acuerdo con un ejemplo, se puede establecer un límite superior muy por debajo del número predeterminado, de modo que siempre que la suma sea inferior o igual al límite superior, se puede concluir con un margen de seguridad que el cable de alimentación submarino no fue críticamente dañado. Este límite superior puede estar, por ejemplo, en el rango 0,05 0,5, como 0,1-0,5, por ejemplo 0,1-0,4, o 0,1-0,3 si el número predeterminado se establece en 1. El sistema configurado para realizar el método puede configurarse para indicar en tiempo real o esencialmente en tiempo real durante la unión/reparación a la tripulación de la embarcación, que la suma de la hipótesis de daño lineal de Palmgren-Miner se acerca al límite superior. Esto permite que el operador tome las medidas adecuadas en caso de que la suma se acerque al límite superior.
De acuerdo con la invención en la etapa b) la determinación de cada rango de deformación implica utilizar un modelo matemático del cable de alimentación submarino.
De acuerdo con la invención, en la etapa a), la determinación implica obtener medidas de una curvatura del cable de alimentación submarino desde un dispositivo de monitoreo de curvatura que evalúa el cable submarino, en donde el cable submarino sale de la tolva de la embarcación.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema para el monitoreo del deterioro de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar, de acuerdo con la reivindicación 6.
De acuerdo con la invención, el dispositivo de monitoreo de la curvatura comprende un manguito configurado para colocarse alrededor del cable de alimentación submarino, manguito que incluye múltiples galgas extensiométricas colocadas a intervalos regulares entre sí en la dirección axial del manguito, y cuyas galgas extensiométricas se encuentran configuradas para proporcionar una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino, o el dispositivo de monitoreo de la curvatura comprende sensores de inclinación configurados para montarse en el cable de alimentación submarino, cuyos sensores de inclinación se encuentran configurados para proporcionar una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino, o la curvatura el dispositivo de monitoreo comprende un sistema de medición de deflexión configurado para medir una deflexión del cable de alimentación submarino para proporcionar una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino.
De acuerdo con una realización, el sistema se encuentra configurado para repetir las etapas a) a c) mientras el cable de
alimentación submarino se encuentra suspendido de la rampa de la embarcación, en donde en cada iteración de la etapa c) el sistema se encuentra configurado para determinar el daño por el deterioro, en función de múltiples rangos de deformación determinados en la etapa b) de la presente iteración, y sobre el daño por el deterioro, determinado en la iteración anterior de la etapa c), obteniendo así un daño por el deterioro acumulado.
De acuerdo con la invención en la etapa b) el sistema se encuentra configurado para determinar un número de ocurrencias de cada rango de deformación, en donde el sistema se encuentra configurado para, en la etapa c), determinar el daño por el deterioro basado en el número de ocurrencias de cada rango de deformación.
De acuerdo con una realización, el sistema se encuentra configurado para determinar un número de ciclos a la falla de una cubierta de plomo u otro componente metálico del cable de alimentación submarino para cada rango de deformación, en donde el sistema se encuentra configurado para, en la etapa c), determinar el daño por el deterioro basado además en el número de ciclos a la falla para cada rango de deformación.
De acuerdo con una realización, el sistema se encuentra configurado para determinar el número de ciclos hasta el fallo para cada rango de deformación utilizando una curvatura del deterioro S-N, para una cubierta de plomo u otro componente metálico del cable de alimentación submarino.
De acuerdo con una realización, el sistema se encuentra configurado para, en la etapa c), usar el número de ocurrencias de cada rango de deformación, y el número correspondiente de ciclos hasta la falla con la hipótesis de daño lineal de Palmgren-Miner, para determinar el daño por el deterioro.
De acuerdo con la invención, el sistema se encuentra configurado para determinar cada rango de deformación utilizando un modelo matemático del cable de alimentación submarino.
En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones deben interpretarse de acuerdo con su significado corriente en el campo técnico, a menos que se defina explícitamente lo contrario en este documento. Todas las referencias a un/una/el elemento, dispositivo, componente, medio, etc. deben interpretarse abiertamente como referencias a al menos una instancia del elemento, dispositivo, componente, medio, etc., a menos que se indique explícitamente lo contrario. Breve descripción de las figuras
A continuación, se describirán las realizaciones específicas del concepto inventivo, a modo de ejemplo, con referencia a las Figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema para monitorear el deterioro de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar;
La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de un método para monitorear el deterioro de un cable de alimentación submarino;
La Figura 3 muestra un ejemplo de un histograma que contiene el número de ocurrencias de rangos de deformación; La Figura 4 es un ejemplo de una curvatura del deterioro S-N; y
La Figura 5 muestra esquemáticamente un conducto de una embarcación, que incluye un cable de alimentación submarino que sale del conducto de una embarcación.
Descripción detallada
El concepto inventivo se describirá ahora con más detalle a continuación con referencia a las Figuras adjuntas, en las que se muestran realizaciones a modo de ejemplo. Sin embargo, el concepto inventivo puede incorporarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitado a las realizaciones establecidas en este documento; más bien, estas realizaciones se proporcionan a modo de ejemplo para que esta descripción sea exhaustiva y completa, y transmita completamente el alcance del concepto inventivo a los expertos en la técnica. Números similares se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción.
La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema 1 para el monitoreo del deterioro de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar.
El sistema 1 comprende un circuito de procesamiento 3, un medio de almacenamiento 5 y un dispositivo de monitoreo de curvatura 7. El dispositivo de monitoreo de curvatura 7 se encuentra configurado para proporcionar una medida de la curvatura de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar al circuito de procesamiento 3.
El medio de almacenamiento 5 comprende un código informático que, cuando es ejecutado por el circuito de
procesamiento 3, hace que el sistema 1 realice el método descrito en el presente documento.
El circuito de procesamiento 3 utiliza cualquier combinación de uno o más de una unidad central de procesamiento (CPU), multiprocesador, microcontrolador, controlador lógico programable (PLC), procesador de señal digital (DSP), circuito integrado específico de aplicación (ASIC), puerta programable de campo (FPGA), etc., capaces de ejecutar cualquiera de las operaciones descritas en este documento, relacionadas con el monitoreo del deterioro de un cable de alimentación submarino durante la unión o reparación en alta mar.
El medio de almacenamiento 5 puede, por ejemplo, estar realizado como una memoria, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable y borrable (EPROM), o una memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente, única memoria (EEPROM), y más particularmente, como un medio de almacenamiento no volátil de un dispositivo en una memoria externa como una Memoria USB (Universal Serial Bus), o una memoria Flash, como una memoria Flash compacta.
Ahora se describirá un método para el monitoreo del deterioro de un cable submarino durante la unión o reparación en alta mar realizada por el sistema 1, con referencia a las Figuras 2-4.
En el siguiente ejemplo, el cable de alimentación submarino sometido a la operación de unión, o reparación en alta mar comprende al menos un núcleo y una cubierta de plomo que rodea al menos un núcleo. La cubierta de plomo actúa como una barrera contra el agua, evitando que el agua penetre en al menos un núcleo. Cabe señalar que este método también podría utilizarse para cables de alimentación, de media tensión sin cubierta de plomo, en cuyo caso se monitorea el daño por el deterioro de otro componente metálico, a saber, el conductor, el cable del blindaje, o la pantalla.
Cuando se prepara para una operación de unión, o reparación en alta mar, la tripulación de la embarcación puede disponer el dispositivo de monitoreo de curvatura 7, de modo que se pueda medir la curvatura del cable de alimentación submarino. Más adelante se proporcionarán ejemplos del dispositivo de monitoreo de la curvatura 7.
La región más sensible al deterioro se encuentra en la región en donde el cable de alimentación submarino sale de la rampa de la embarcación. El movimiento de vaivén de la rampa de la embarcación da como resultado que el cable de alimentación submarino se doble y se enderece contra la rampa de la embarcación. Por lo tanto, el dispositivo de monitoreo de la curvatura 7 se encuentra dispuesto para poder monitorear la curvatura del cable de alimentación submarino, en donde sale de la tolva de la embarcación.
El dispositivo de monitoreo de curvatura 7 obtiene medidas de curvatura que proporcionan una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino. Para cada iteración del método, se pueden obtener, por ejemplo, múltiples mediciones de curvatura durante un número de minutos, como al menos 5 minutos, por ejemplo, al menos 10 minutos, o al menos 20 minutos. Las mediciones se obtienen entonces en diferentes puntos en el tiempo, reflejando el movimiento dinámico del cable submarino durante el período de medición.
En una etapa a) del método se determinan múltiples valores de curvatura relativos a la curvatura del cable de alimentación submarino. Los valores de curvatura reflejan la curvatura del cable de alimentación submarino en diferentes momentos durante la unión o reparación en alta mar. Los valores de curvatura pueden verse como una serie de tiempo irregular de valores de curvatura.
El circuito de procesamiento 3 puede configurarse para determinar múltiples valores de curvatura en función de la medición de curvatura realizada por el dispositivo de monitoreo de curvatura 7.
Múltiples rangos de curvatura se determinan en la etapa a), a partir de múltiples valores de curvatura. Para este propósito, se puede usar, por ejemplo, el método de conteo de flujo de lluvia en los valores de curvatura.
En una etapa b) se determinan múltiples rangos de tensión del cable eléctrico submarino en base a múltiples valores de curvatura. En particular, múltiples rangos de deformación pueden relacionarse con la deformación en la cubierta de plomo del cable submarino para diferentes ciclos de deformación. Alternativamente, los rangos de deformación pueden relacionarse con la deformación en otro componente metálico del tipo mencionado anteriormente, en caso de que el cable de alimentación submarino sea un cable de alimentación submarino de media tensión.
En un ejemplo en donde la etapa a) implica determinar múltiples rangos de curvatura, múltiples rangos de deformación se determinan en base a los rangos de curvatura.
Cada rango de deformación se obtiene utilizando un modelo matemático del cable de alimentación submarino. Los rangos de curvatura son, por lo tanto, valores de entrada en el modelo matemático, lo que da como resultado los rangos de deformación correspondientes como salida.
En otro ejemplo, en donde no se determinan rangos de curvatura, los valores de curvatura se usan para determinar múltiples valores de deformación. Cada valor de deformación se obtiene mediante un modelo matemático del cable de
alimentación submarino. Los valores de curvatura son, por lo tanto, valores de entrada en el modelo matemático, lo que da como resultado valores de deformación correspondientes como salida. Los rangos de deformación se determinan en función de los valores de deformación, utilizando, por ejemplo, el método de conteo de flujo de lluvia en los valores de deformación.
En caso de que el cable de alimentación submarino sea un cable de alimentación submarino de CD, los valores de curvatura o los rangos de curvatura son suficientes como entrada al modelo matemático para obtener los valores de deformación o los rangos de deformación. En el caso de que el cable de alimentación submarino sea un cable de alimentación submarino de CA, la tensión del cable de alimentación submarino de CA en cada instancia de medición también puede requerirse como entrada junto con los valores de curvatura o rangos de curvatura para obtener los valores de deformación, o rangos de deformación correspondientes.
Adicionalmente, en la etapa b) se determina el número de ocurrencias de cada rango de deformación proveniente de la medición de la curvatura. Esto se puede obtener, por ejemplo, utilizando el método de conteo de flujo de lluvia en los rangos de deformación. En la Figura 3 se muestra un ejemplo de un histograma que muestra la distribución de diferentes rangos de deformación y su número de ocurrencia.
A continuación, se determina el número de ciclos hasta la falla de la cubierta de plomo u otro componente metálico para cada rango de deformación. El número de ciclos hasta el fallo para los rangos de deformación se puede determinar, por ejemplo, utilizando una curvatura del deterioro S-N para la cubierta de plomo/cable submarino en el caso de un cable de alimentación de alta tensión, o para el otro componente metálico/cable submarino en el caso de un cable de alimentación de media tensión. En la Figura 4 se muestra un ejemplo de una curvatura del deterioro S-N. En el ejemplo, los rangos de deformación se encuentran en el eje y, por ejemplo, proporcionados en porcentaje, y el número de ciclos hasta la falla se encuentra en el eje x.
En una etapa c) se determina un daño por el deterioro del cable de alimentación submarino en base a múltiples valores de deformación.
En la etapa c) el daño por el deterioro del cable de alimentación submarino obtenido usando el número de ocurrencias de cada rango de deformación y el número de ciclos a falla para cada uno de los rangos de deformación. En particular, la hipótesis de daño lineal de Palmgren-Miner se puede utilizar para determinar el daño por el deterioro.
La hipótesis del daño lineal de Palmgren-Miner, también conocida como regla de Miner, establece que la falla ocurre cuando
En donde k es el número de diferentes rangos de deformación, n¡ es la contribución del i-ésimo rango de deformación, es decir, el número de ocurrencias de un rango de deformación de una magnitud particular, y Ni es el número de ciclos hasta la falla para el i-ésimo rango de deformación determinado utilizando la curvatura del deterioro S-N. C es un número predeterminado, una constante, en donde se produce el fallo. La constante C puede, por ejemplo, establecerse en 1. Para cada iteración de las etapas a) a c), el daño por el deterioro de la iteración actual se suma al daño por el deterioro de la iteración anterior. Se obtiene así el daño por el deterioro acumulado. De esta manera, se puede proporcionar un monitoreo esencialmente en tiempo real del daño por deterioro de la cubierta de plomo u otro componente metálico.
Las etapas a) a c) se repiten mientras la operación de unión o reparación esté en curso, o se esté indicando falla por el deterioro. Tal como se indicó anteriormente, en cada iteración, el daño por el deterioro se convierte en un daño por el deterioro acumulado que se determina en función de múltiples rangos de deformación determinados en la iteración actual y en función del daño por el deterioro de la iteración anterior.
De este modo, se puede obtener un seguimiento del deterioro en tiempo real del cable de alimentación submarino.
Ahora se describirán diferentes ejemplos del dispositivo de monitoreo de la curvatura 7 con referencia a la Figura 5. En la Figura 5 se muestra una vista en perspectiva de un cable de alimentación submarino 9 que sale de una rampa 11 de la embarcación. En el ejemplo, el dispositivo de monitoreo de la curvatura 7 comprende múltiples dispositivos 7a configurados para proporcionar una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino 9. Los dispositivos 7a pueden ser, por ejemplo, medidores de deformación, o sensores de inclinación. Alternativamente, el dispositivo de monitoreo de curvatura 7 puede comprender un sistema de medición de deflexión configurado para medir una deflexión del cable de alimentación submarino para así proporcionar una medida de la curvatura del cable submarino 9.
En caso de que los dispositivos 7a sean galgas extensiométricas, estos pueden colocarse a las 12 en punto, es decir, en la parte superior del cable de alimentación submarino 9. El dispositivo de monitoreo de la curvatura 7 puede comprender en este caso un manguito configurado para colocarse alrededor del cable de alimentación submarino. 9. El manguito puede, por ejemplo, estar hecho de un material plástico como polietileno o poliuretano. En la Figura 5, el manguito se
encuentra dispuesto alrededor del cable de alimentación submarino 9 en una región, en donde sale de la rampa 11 de la embarcación. El manguito puede extenderse varios metros y puede contener los dispositivos 7a. Los dispositivos 7a pueden proporcionarse a intervalos regulares entre sí en la dirección axial del manguito. Utilizando las galgas extensiométricas, basadas en una serie temporal de deformación, E(t), la curvatura del cable K en cada ubicación viene dada por
en donde r es el radio de la cubierta exterior del cable de alimentación submarino 9. El radio r es de ahí a la distancia radial desde el centro del cable de alimentación submarino 9 hasta la ubicación de la galga extensiométrica.
En caso de que los dispositivos 7a sean sensores de inclinación, los sensores de inclinación se encuentran configurados para montarse en el cable de alimentación submarino 9 a intervalos regulares. La curvatura media entre dos sensores de inclinación viene dada por
En donde A9i es la diferencia de ángulo entre el sensor de inclinación ith e ith+i, medida en radianes, ALi es la distancia entre los dos sensores de inclinación. Los sensores de inclinación podrían, por ejemplo, montarse en un marco flexible igualmente espaciado, para permitir el montaje rápido de varios sensores de inclinación en el cable de alimentación submarino 9.
Si el sistema de seguimiento de la curvatura 7 comprende un sistema de medición de la deflexión, la deflexión del cable eléctrico submarino 9 puede medirse en relación con un marco fijo o referencia de la embarcación. La desviación se puede medir de forma continua a lo largo de la sección del cable de alimentación submarino 9 en la rampa de la embarcación 11. La desviación se puede determinar ópticamente o usando sensores de distancia. Para ello, el sistema de medición de deflexión puede comprender una cámara de vídeo y se pueden proporcionar marcadores ópticos en el cable de alimentación submarino 9. Alternativamente, el sistema de medición de deflexión puede comprender sensores de distancia. En cualquier caso, se puede ajustar una curva polinomial y=f(s) a la deflexión medida en función de la distancia s a lo largo del cable de alimentación submarino 9. La curvatura K viene dada por
K = ---------- y--"- r. -------(1 + y '2) 3/2
En donde y' y y” son los derivados de y con respecto a s.
El concepto inventivo se describió principalmente anteriormente con referencia a unos pocos ejemplos. Sin embargo, como apreciará fácilmente un experto en la materia, otras realizaciones además de las descritas anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance del concepto inventivo, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Método para el monitoreo del deterioro de un cable de alimentación submarino (9) durante la unión o reparación en alta mar, el método comprende:
a) determinar múltiples valores de curvatura relativos a una curvatura del cable de alimentación submarino (9) en diferentes momentos durante la unión o reparación en alta mar,
b) determinar múltiples rangos de deformación del cable de alimentación submarino (9) en base a múltiples valores de curvatura,
en donde en la etapa b) la determinación de cada rango de deformación implica usar un modelo matemático del cable de alimentación submarino (9), y
c) determinar un daño por el deterioro del cable de alimentación submarino (9) con base en múltiples rangos de deformación,
en donde en la etapa b) comprende determinar un número de ocurrencias de cada rango de deformación, en donde en la etapa c) el daño por el deterioro se determina con base en el número de ocurrencias de cada rango de deformación, y en donde en la etapa a) la determinación implica obtener mediciones de una curvatura del cable de alimentación submarino (9) desde un dispositivo de monitoreo de curvatura que supervisa el cable de alimentación submarino (9) en donde el cable de alimentación submarino sale de la rampa de la embarcación (11).
2. El método, de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende repetir las etapas a) a c) durante la unión o reparación en alta mar, en donde cada iteración de la etapa c) se determina el daño por el deterioro en función de múltiples rangos de deformación determinados en la etapa b) de la iteración actual y sobre el daño por el deterioro determinado en la iteración anterior de la etapa c) obteniendo así un daño por el deterioro acumulado.
3. El método, de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además determinar un número de ciclos hasta la falla de una cubierta de plomo u otro componente metálico del cable de alimentación submarino (9) para cada rango de deformación, en donde en la etapa c) se determina el daño por el deterioro basado además en el número de ciclos hasta la falla para cada rango de deformación.
4. El método, de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el número de ciclos hasta la falla para cada rango de deformación se determina utilizando una curvatura del deterioro S-N para la cubierta de plomo o el otro componente metálico del cable de alimentación submarino (9).
5. El método, de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en donde en la etapa c) implica utilizar el número de ocurrencias de cada rango de deformación y el número correspondiente de ciclos hasta la falla con la hipótesis de daño lineal de Palmgren-Miner para determinar el daño por el deterioro.
6. Sistema (1) para el monitoreo del deterioro de un cable de alimentación submarino (9) durante la unión o reparación en alta mar, el sistema (1) comprende:
un dispositivo de monitoreo de curvatura (7) configurado para proporcionar una medida de una curvatura del cable de alimentación submarino (9),
un medio de almacenamiento (5) que comprende un código de computadora, y
un circuito de procesamiento (3) que al ejecutar el código de computadora hace que el sistema (1) para realizar el método, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5,
en donde el dispositivo de monitoreo de la curvatura (7) comprende un manguito colocado alrededor del cable de alimentación submarino, en donde sale de un conducto de la embarcación (11), manguito que incluye múltiples galgas extensiométricas (7a) colocados a intervalos regulares entre sí en la dirección axial del manguito, y cuyos calibres extensométricos (7a) se encuentran configurados para proporcionar una medida de la curvatura del cable de alimentación submarino (9), o
en donde el dispositivo de monitoreo de la curvatura (7) comprende sensores de inclinación (7a) montados en el cable de alimentación submarino (9), en donde sale de un conducto de la embarcación (11), cuyos sensores de inclinación (7a) se encuentran configurados para proporcionar una medida de una curvatura del cable de alimentación submarino (9), o o en donde el dispositivo de monitoreo de la curvatura (7) comprende un sistema de medición de deflexión de cable configurado para medir continuamente una deflexión del cable de alimentación submarino (9) a lo largo de una sección del cable de alimentación submarino (9) en una rampa de embarcación (11) para proporcionar una medida de una
curvatura del cable de alimentación submarino (9).
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