JP5825700B2 - ライザストリングのハイブリッド張力付与 - Google Patents
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Description
この出願は、2011年12月22日に出願された「Enhanced Riser Control System」と題されるWuらの米国仮出願第61/579,353号の利益と、2012年11月12日に出願された「Riser Hybrid Tensioning System」と題されるWuらの米国仮出願第61/725,411号の利益とを主張し、それら両方は、参照によって本明細書により援用される。
好ましい実施形態において、本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
直流(DC)配電バスと、
掘削ライザと、
前記掘削ライザに連結された複数のワイヤと、
前記複数のワイヤのうちの第1のワイヤおよび第2のワイヤを介して前記掘削ライザに連結された第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナであって、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナは、前記配電バスに連結される、第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナと、
コントローラであって、
張力を前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナに分配し、
前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、前記第1のワイヤおよび第2のワイヤの張力を調節する
ように構成される、コントローラと
を備える、装置。
(項目2)
前記複数のワイヤのうちの第3のワイヤを介して前記掘削ライザに連結された液気圧テンショナ
をさらに備え、
前記コントローラは、
前記液気圧テンショナおよび電気テンショナによって送達される張力を測定し、
前記液気圧テンショナおよび電気テンショナの測定された張力に部分的に基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナのための張力を決定する
ようにさらに構成される、
項目1に記載の装置。
(項目3)
前記コントローラは、
掘削船の上下揺れ相対位置と、
掘削船の速度および加速と、
張力測定値と
のうちの少なくとも1つに基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナのための張力をさらに決定する、項目2に記載の装置。
(項目4)
前記DC配電バスに連結されたエネルギー貯蔵システムと、
前記DC配電バスに連結された電力散逸器と
をさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目5)
前記エネルギー貯蔵システムは、
エネルギー貯蔵デバイスと、
前記エネルギー貯蔵デバイスおよび前記DC配電バスに連結された双方向電力コンバータと
を備える、項目4に記載の装置。
(項目6)
前記電力散逸器および前記DC配電バスに連結された一方向性電力コンバータをさらに備える、項目4に記載の装置。
(項目7)
前記コントローラは、能動的上下揺れ補償モードにおいて、前記複数のワイヤの長さを調節することにより船の上下揺れ運動を補償することによって、ロアーマリンライザパッケージと噴出防止装置との間の距離を制御するようにさらに構成される、項目1に記載の装置。
(項目8)
前記コントローラは、渦励振(VIV)抑制モードにおいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御し、動的張力を印加することにより、前記複数のワイヤのうちのワイヤにおける共振状態を低減させるようにさらに構成される、項目1に記載の装置。
(項目9)
前記コントローラは、反跳防止モードにおいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、前記掘削ライザにかかる上方引張力を動的に制御するようにさらに構成される、項目1に記載の装置。
(項目10)
前記コントローラは、第1の坑井中心から第2の異なる坑井中心への前記船の移動中、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、水中の船の位置を制御し、前記掘削ライザにおける質量バネ効果を排除するようにさらに構成される、項目1に記載の装置。
(項目11)
前記コントローラは、前記第1のワイヤおよび第2のワイヤの長さを調節することにより、二重活動掘削船のための異なる掘削ステーション上に前記掘削ライザを再位置付けするようにさらに構成される、項目1に記載の装置。
(項目12)
前記電気テンショナに連結され、かつ前記コントローラに連結された位置センサと、
前記電気テンショナに連結され、かつ前記コントローラに連結されたモーション参照ユニット(MRU)であって、前記コントローラは、前記位置センサおよび前記モーション参照ユニットから受信したデータに部分的に基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御するように構成され、前記コントローラは、
内側フィードバックループを実行する第1の比例・積分・微分(PID)コントローラと、
外側フィードバックループを実行する、第2の比例・積分・微分(PID)コントローラと、
を備える、モーション参照ユニットと、
をさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目13)
テンショナによって送達される張力を測定するステップと、
前記測定された張力に部分的に基づいて、複数の電気テンショナのための張力を決定するステップと、
前記決定された張力を前記複数の電気テンショナに分配するステップと、
前記決定された張力に部分的に基づいて、前記複数の電気テンショナを制御するステップと
を含む、方法。
(項目14)
テンショナによって送達される張力を測定するステップは、液気圧テンショナによって送達される張力を測定するステップを含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記複数の電気テンショナを制御するステップは、能動的上下揺れ補償モードにおいて、船の上下揺れ運動を補償するステップを含む、項目13に記載の方法。
(項目16)
前記複数の電気テンショナを制御するステップは、渦励振(VIV)抑制モードにおいて、ワイヤにおける共振状態を低減させるステップを含む、項目13に記載の方法。
(項目17)
前記複数の電気テンショナを制御するステップは、反跳防止モードにおいて、前記掘削ライザにかかる上方引張力を動的に制御するステップを含む、項目13に記載の方法。
(項目18)
エネルギーをエネルギー貯蔵デバイスから前記複数の電気テンショナうちのある電気テンショナに転移するステップと、
前記複数の電気テンショナうちのある電気テンショナからのエネルギーをエネルギー貯蔵デバイスにおいて貯蔵するステップと、
をさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目19)
エネルギーをエネルギー貯蔵デバイスから転移するステップは、
前記電気テンショナに連結されたワイヤを巻き込むステップと、
エネルギーを前記エネルギー貯蔵デバイスから共通DC配電バス上に転移するステップと、
前記共通DC配電バス上のDCエネルギーからのエネルギーをACエネルギーに転換するステップと、
電気エネルギーをポテンシャルエネルギーに変換するステップと
を含む、項目18に記載の方法。
(項目20)
前記複数の電気テンショナうちのある電気テンショナからのエネルギーを貯蔵するステップは、
前記電気テンショナに連結されたワイヤを巻き出すステップと、
ポテンシャルエネルギーを交流電気エネルギーに変換するステップと、
交流エネルギーを直流エネルギーに転換するステップと、
直流エネルギーを前記エネルギー貯蔵デバイスにおいて貯蔵するステップと
を含む、項目18に記載の方法。
(項目21)
船が上昇している場合、前記複数の電気テンショナからより大きな張力を印加するステップと、
前記船が降下している場合、前記複数の電気テンショナからより小さな張力を印加するステップと
によって、波エネルギーを調達するステップをさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目22)
充電状態、電力、電圧、および電流のうちの少なくとも1つに基づいて、前記エネルギー貯蔵デバイスにおけるエネルギーを管理するステップをさらに含む、項目18に記載の方法。
(項目23)
複数の電気テンショナのための張力を決定するステップは、
液気圧テンショナによって送達される張力と、
システム全体の要求される総張力と、
前記システムにおける液気圧テンショナの総数と、
前記システムにおける電気テンショナの総数と
のうちの少なくとも1つにさらに基づく、項目13に記載の方法。
Claims (21)
- 直流(DC)配電バスと、
前記DC配電バスに連結されたエネルギー貯蔵システムであって、前記エネルギー貯蔵システムは、
エネルギー貯蔵デバイスと、
前記エネルギー貯蔵デバイスおよび前記DC配電バスに連結された双方向電力コンバータと
を備える、エネルギー貯蔵システムと、
掘削ライザと、
前記掘削ライザに連結された複数のワイヤと、
前記複数のワイヤのうちの第1のワイヤおよび第2のワイヤを介して前記掘削ライザに連結された第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナであって、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナは、前記配電バスに連結される、第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナと、
コントローラであって、
張力を前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナに分配することと、
前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、前記第1のワイヤおよび第2のワイヤの張力を調節することと
を行うように構成される、コントローラと
を備える、装置。 - 前記複数のワイヤのうちの第3のワイヤを介して前記掘削ライザに連結された液気圧テンショナをさらに備え、
前記コントローラは、
前記液気圧テンショナおよび電気テンショナによって送達される張力を測定することと、
前記液気圧テンショナおよび電気テンショナの測定された張力に部分的に基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナのための張力を決定することと
を行うようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。 - 前記コントローラは、さらに、
掘削船の上下揺れ相対位置と、
掘削船の速度および加速と、
張力測定値と
のうちの少なくとも1つに基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナのための張力を決定する、請求項2に記載の装置。 - 前記DC配電バスに連結された電力散逸器をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記電力散逸器および前記DC配電バスに連結された一方向性電力コンバータをさらに備える、請求項4に記載の装置。
- 前記コントローラは、能動的上下揺れ補償モードにおいて、前記複数のワイヤの長さを調節することにより船の上下揺れ運動を補償することによって、ロアーマリンライザパッケージと噴出防止装置との間の距離を制御するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、渦励振(VIV)抑制モードにおいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御し、動的張力を印加することにより、前記複数のワイヤのうちのワイヤにおける共振状態を低減させるようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、反跳防止モードにおいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、前記掘削ライザにかかる上方引張力を動的に制御するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、第1の坑井中心から第2の異なる坑井中心への前記船の移動中、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御することにより、水中の船の位置に対する前記掘削ライザの相対位置を制御し、前記掘削ライザにおける質量バネ効果を排除するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記第1のワイヤおよび第2のワイヤの長さを調節することにより、船のための異なる掘削ステーション上に前記掘削ライザを再位置付けするようにさらに構成され、前記船は、2つの異なる掘削ステーションにおける掘削を処理するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記電気テンショナに連結され、かつ前記コントローラに連結された位置センサと、
前記電気テンショナに連結され、かつ前記コントローラに連結されたモーション参照ユニット(MRU)であって、前記コントローラは、前記位置センサおよび前記モーション参照ユニットから受信したデータに部分的に基づいて、前記第1の電気テンショナおよび第2の電気テンショナを制御するように構成され、前記コントローラは、
内側フィードバックループを実行する第1の比例・積分・微分(PID)コントローラと、
外側フィードバックループを実行する第2の比例・積分・微分(PID)コントローラと
を備える、モーション参照ユニットと
をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - テンショナによって送達される張力を測定することと、
前記測定された張力に部分的に基づいて、複数の電気テンショナのための張力を決定することと、
前記決定された張力を前記複数の電気テンショナに分配することと、
前記決定された張力に部分的に基づいて、前記複数の電気テンショナを制御することと、
エネルギーをエネルギー貯蔵デバイスから前記複数の電気テンショナのうちのある電気テンショナに転移することと、
前記複数の電気テンショナのうちのある電気テンショナからのエネルギーをエネルギー貯蔵デバイスにおいて貯蔵することと
を含む、方法。 - テンショナによって送達される張力を測定することは、液気圧テンショナによって送達される張力を測定することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記複数の電気テンショナを制御するステップは、能動的上下揺れ補償モードにおいて、船の上下揺れ運動を補償することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記複数の電気テンショナを制御するステップは、渦励振(VIV)抑制モードにおいて、ワイヤにおける共振状態を低減させることを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記複数の電気テンショナを制御するステップは、反跳防止モードにおいて、前記掘削ライザにかかる上方引張力を動的に制御することを含む、請求項12に記載の方法。
- エネルギーをエネルギー貯蔵デバイスから転移することは、
前記電気テンショナに連結されたワイヤを巻き込むことと、
エネルギーを前記エネルギー貯蔵デバイスから共通DC配電バス上に転移することと、
前記共通DC配電バス上のDCエネルギーからのエネルギーをACエネルギーに転換することと、
電気エネルギーをポテンシャルエネルギーに変換することと
を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記複数の電気テンショナのうちのある電気テンショナからのエネルギーを貯蔵することは、
前記電気テンショナに連結されたワイヤを巻き出すことと、
ポテンシャルエネルギーを交流電気エネルギーに変換することと、
交流エネルギーを直流エネルギーに転換することと、
直流エネルギーを前記エネルギー貯蔵デバイスにおいて貯蔵することと
を含む、請求項12に記載の方法。 - 船が上昇している場合、前記複数の電気テンショナからより大きな張力を印加することと、
前記船が降下している場合、前記複数の電気テンショナからより小さな張力を印加することと
によって、波エネルギーを調達することをさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 充電状態、電力、電圧、および電流のうちの少なくとも1つに基づいて、前記エネルギー貯蔵デバイスにおけるエネルギーを管理することをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 複数の電気テンショナのための張力を決定することは、
液気圧テンショナによって送達される張力と、
システム全体の要求される総張力と、
前記システムにおける液気圧テンショナの総数と、
前記システムにおける電気テンショナの総数と
のうちの少なくとも1つにさらに基づく、請求項12に記載の方法。
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