CN108699792A - 测量系统、腿部引导件、自升式平台 - Google Patents

测量系统、腿部引导件、自升式平台 Download PDF

Info

Publication number
CN108699792A
CN108699792A CN201780013182.8A CN201780013182A CN108699792A CN 108699792 A CN108699792 A CN 108699792A CN 201780013182 A CN201780013182 A CN 201780013182A CN 108699792 A CN108699792 A CN 108699792A
Authority
CN
China
Prior art keywords
leg
load
guiding piece
unit
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780013182.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108699792B (zh
Inventor
约克姆·罗格斯
安德烈斯·约翰尼斯·霍夫曼
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.)
Kastar MSc Ltd.
Original Assignee
GustoMSC Resources BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=58094478&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN108699792(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by GustoMSC Resources BV filed Critical GustoMSC Resources BV
Publication of CN108699792A publication Critical patent/CN108699792A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108699792B publication Critical patent/CN108699792B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • E02B17/021—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto with relative movement between supporting construction and platform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/02—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads with racks actuated by pinions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/04—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction
    • E02B17/08—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction for raising or lowering
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/04—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction
    • E02B17/08—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction for raising or lowering
    • E02B17/0818—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction for raising or lowering with racks actuated by pinions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/006—Platforms with supporting legs with lattice style supporting legs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
    • E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0082—Spudcans, skirts or extended feet

Abstract

提供一种包括至少一个水平载荷测量单元的测量系统，该水平载荷测量单元优选地布置在腿部引导件上。水平载荷测量设备测量或确定腿部的放置有该设备的位置上的水平载荷，这给出了比齿条相位差测量更准确的腿部弯曲力矩的指示。有利地，可以沿着腿部引导件设置多个载荷测量单元。

Description

测量系统、腿部引导件、自升式平台
背景技术
诸如自升式钻塔(jack-up rig)和自升式船舶(self-elevating vessel)的自升式平台是众所周知的并且通常用于海上钻井、安装和/或维护工作。自升式平台临时安装在某个海上位置并且可以在后续的海上位置之间移动。另外，自升式平台包括壳体(hull)和至少一个可调节腿部。通常，自升式平台可以包括三个、四个或更多个腿部。腿部可以借助于升降系统相对于壳体移动，从而在自升式平台的漂浮状态与升起状态之间转换。
在漂浮状态下，壳体是漂浮的，并且腿部回缩且基本上在壳体上方延伸。在中间状态下，腿部在安装期间下降以与海床接合，同时壳体仍在漂浮。为了确保海床将不会在操作期间或在恶劣环境下超负荷，在安装期间对自升式平台进行预加载荷。在预加载荷期间，腿部中的垂直载荷显著增加到高于预期的静态腿部载荷。在预加载荷之后，壳体上升到实现升起状态的期望高度。
在升起状态下，腿部下降，其中腿部的下端或脚部位于海床上或海床中，与漂浮状态相比，腿部基本上在壳体下方，并且壳体升高，壳体与海平面之间通常存在气体间隙，但是不必须存在气体间隙。
在中间离开状态下，当准备离开时，壳体下降回到水中，而腿部仍在海床上。在腿部或腿部的脚部陷入海床中的情况下，必须从土壤(soil)中拉出腿部。通过使用升降系统抬起腿部来执行这种腿部拉出操作。
在升降或预加载荷期间，可以由于海床倾斜、水平腿部滑动或壳体倾斜而引起腿部弯曲力矩。较大或太大的腿部弯曲力矩可以导致腿部的结构损坏。目前，齿条相位差(RPD)测量用于间接地得出腿部弯曲力矩的指示，但是准确得出腿部弯曲力矩的大小的能力有限。
在腿部拉出操作期间，在腿部的脚部或下端仍陷入海床中的情况下，操作者将增加拉力直到腿部离开土壤。在此过程期间，土壤反作用力和流体静力回复力以及风、波浪和水流引起的载荷的组合在腿部与腿部引导件(壳体结构的一部分)之间产生内力，从而导致腿部弯曲力矩。
在转移期间，在漂浮状态下，自升式平台的腿部基本上在壳体上方延伸。取决于海洋情况，自升式平台将承受线性运动和旋转运动。这些运动导致腿部的加速度以及相关的惯性力，从而同样在腿部与腿部引导件之间产生内力，进而导致腿部弯曲力矩。
腿部引导件与腿部之间的腿部弯曲力矩太大和/或力太大可以导致腿部和/或腿部引导件和/或支承结构的结构损坏，诸如导致与壳体连接的升降室或其他接口结构的结构损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除上述缺点中的至少一个的系统。具体地，寻找一种可给出腿部弯曲力矩的相对准确指示的系统。
另外，本发明提供了一种包括至少一个参数测量单元的测量系统，该参数测量单元布置成测量相对于腿部引导件或在腿部引导件上由自升式平台的腿部施加在自升式平台的腿部引导件上的参数的值。通过测量参数(诸如腿部在腿部引导件上的或相对于腿部引导件的水平载荷或垂直载荷、角度、速度或加速度)，可以获得有关腿部的状态的更多信息。优选地，此信息被呈现给自升式平台的腿部的操作者。因此，操作者可得到有关腿部的状态的信息，这在当前尚无法获得。因此，他在操作自升式平台的腿部时可以作出更具判断力的决定。与没有信息或可用有限信息的现有技术相比，使这种信息对操作者有用提供了重要的优点。有利地，所测量的数据实时地或在有限的时间延迟内呈现给操作者，使得操作者可以掌握实际信息以作出他的决定。
可以设置包括至少一个水平载荷测量单元的测量系统，该水平载荷测量单元优选地布置在腿部引导件上。水平载荷测量单元或水平载荷测量设备测量或确定腿部的放置有该设备的位置上的水平载荷，这给出了比齿条相位差测量更准确的腿部弯曲力矩的指示。水平载荷应被理解为在相对于腿部的径向方向上施加的载荷，因此当竖直地竖立腿部时，在径向方向上施加的载荷是水平载荷。有利地，可以沿着腿部引导件设置多个载荷测量单元。多个载荷测量单元(具体地，载荷测量单元的载荷感测元件)可以以优化的配置沿着腿部引导件分布。例如，当载荷感测元件包括载荷传感器(load cell)的阵列时，最佳配置将是载荷传感器的在腿部的纵向方向上的阵列定向。
测量系统(还被称为引导件载荷测量系统)或引导件载荷测量系统布置成确定由自升式平台的腿部施加在腿部引导件上的水平载荷和/或确定产生的腿部弯曲力矩。该系统还可以布置成记录所述水平载荷和/或所述腿部弯曲力矩，和/或相对于一个或多个预定阈值来监控所述水平载荷和/或所述腿部弯曲力矩。
本发明还涉及一种包括至少一个引导件载荷测量单元的引导件载荷测量系统，引导件载荷测量单元布置成确定所述水平载荷和/或所述腿部弯曲力矩。引导件载荷测量系统还可以包括每个腿部的至少一个引导件载荷测量子系统，该子系统由至少一个引导件载荷测量单元组成。
本发明还涉及一种包括控制系统的引导件载荷测量系统，该控制系统布置成接收和/或处理来自至少一个引导件载荷测量子系统和/或至少一个引导件载荷测量单元的输出。控制系统可以布置成指示和/或记录腿部的水平载荷和/或腿部弯曲力矩，和/或相对于预定阈值监控水平载荷和/或腿部的腿部弯曲力矩，以警告操作者和/或向操作者提供建议，和/或干预操作。有利地，控制系统配置成实时地或在有限的时间延迟内处理所测量的数据。参数的测量可以连续地和/或间歇地完成。
在又一实施方式中，也可使用测量除水平力外的其他力矩和/或力的测量单元，和/或测量其他参数(例如角度、速度、加速度、垂直载荷)的测量单元。
除了监控腿部弯曲力矩之外，水平载荷(具体地，腿部引导件上的载荷)可给出有关腿部引导件的磨损的信息。具体地，当腿部引导件为可与小齿轮配合的齿条时，有关腿部引导件的磨损的信息可为有意义的。当齿条的齿磨损时，腿部引导件上的力可能会变得太高和/或可能无法获得小齿轮与齿条之间的力传输，不期望发生这种情况。当监控磨损时，可更依赖于所监控的情形来确定维护间隔。这在停机时间和/或成本方面可为有益的。
引导件载荷测量单元为操作者提供所产生的水平力和/或腿部弯曲力矩的指示。操作者可以有利地使用此信息来了解腿部和腿部引导件中的当前载荷的临界程度，并且防止在导致单元上的水平载荷较大且因此产生较高的弯曲力矩的任何关键操作(诸如，预加载荷或腿部拉出)期间损坏腿部和腿部引导件。优选地，引导件载荷测量系统包括为自升式平台的每个腿部布置的至少一个引导件载荷测量子系统。引导件载荷测量子系统包括至少一个测量单元。有利地，为腿部的每个弦杆设置一个测量单元。自升式平台的腿部通常设置有至少一个弦杆，例如，可设置一个、两个、三个或四个弦杆。在一些实施方式中，可设置更多个弦杆。这些弦杆中的至少一个设置有测量单元，例如，一个或两个弦杆可设置有这种测量单元，例如，其上可预期存在最高载荷的一个或多个弦杆可配备有这种测量单元，而其他一个或多个弦杆可没有测量单元。类似地，腿部中的至少一个可以设置有测量子系统，例如，其上可预期存在最高载荷的腿部可配备有具有至少一个测量单元的这种子系统。替代地，两个腿部可配备有具有至少一个测量单元的这种测量子系统，从而形成测量系统。在另一实施方式中，所有的腿部均可设置有具有至少一个测量单元的这种子系统。
测量单元可以设置有载荷感测器件以测量由腿部施加在腿部引导件上的水平载荷或水平力。测量单元优选地布置在腿部引导件处或布置在腿部引导件上，以测量由腿部施加到腿部引导件上的载荷。根据所测量的力，可以计算和/或确定腿部弯曲力矩。引导件载荷测量系统可以指示和/或记录和/或监控水平载荷和/或腿部弯曲力矩。引导件载荷测量系统还可以布置成在超过预先设定的阈值时警告操作者。优选地，系统可以布置成向操作者提供建议或甚至自动地干预操作。另外，可以设置控制系统，其有利地经由用户接口模块向操作者输出有关腿部弯曲力矩和/或其他力的信息。控制系统可以是开环控制系统，从而为操作者留下干预的可能性和/或向操作者提供建议的行动方案。替代地和/或另外地，控制系统可以是闭环控制系统，一旦达到预先确定的阈值，该控制系统就可干预操作。此外，可存在控制系统的变体。
引导件载荷测量系统可以用于在转移、安装、升高操作和离开期间测量和/或记录和/或监控事件。例如，在安装期间，腿部朝向海床下降。这可以导致一个或多个腿部对海床产生冲击。腿部或脚部对海床的冲击可以潜在地导致较大的水平载荷和腿部弯曲力矩。在本事件中，记录和/或监控将提供更深入的认知，这可以帮助操作者确定当前的操作是否可以安全地继续、操作是否需要操作者进行干预或者是否可以预期结构损坏。
预加载荷可以是至关重要的，例如当在倾斜或不平坦的海床上进行预加载荷时。这可以引起大的腿部弯曲力矩，从而可以导致腿部的结构损坏。行业惯例是在这个阶段期间使用弦杆位移的齿条相位差(RPD)测量来提供腿部力矩的指示，但是这相对不准确，因为这是确定腿部弯曲力矩的相当间接的方式。利用引导件载荷测量系统，根据所测量的、腿部施加在腿部引导件上的水平载荷来更准确地计算腿部力矩，而且可以监控水平载荷。在操作期间，操作者接收例如有关腿部的状态的关键信息，即，相对于预先设定的阈值的实际腿部弯曲力矩。
与在预加载荷期间使用引导件载荷测量系统类似，引导件载荷测量系统可以用于在腿部拉出操作期间监控腿部弯曲力矩。当腿部仍陷在海床中时，操作者将腿部升高，以使腿部离开土壤。目前，不存在用于通知操作者在腿部拉出操作期间的有关腿部中产生的力矩的器件。引导件载荷测量系统可以通知操作者最大拉出力，并且防止对腿部的任何损坏。对于经受频繁升降的自升式平台(例如，用于在海上安装风车(windmill)的自升式船舶)，这可为格外重要的。
在转移期间，在漂浮条件下，自升式平台将承受线性运动和旋转运动。腿部的加速度和相关的惯性力在腿部与腿部引导件之间产生内力，从而导致腿部弯曲力矩。长久且持续变化的运动对腿部和腿部引导件的疲劳寿命具有显著影响。引导件载荷测量系统可以用于产生转移疲劳载荷的时间历史并且在巨浪状态期间检测超负荷。
载荷测量单元的载荷测量器件可以是任何合适的种类，例如，将输入机械力转换成电输出信号的换能器(也被称为载荷传感器)，或者可以是用于导出载荷的任何器件，例如，诸如应变计的测量变形的器件。
作用在引导件与腿部之间的力以及腿部弯曲力矩可以导致对腿部和/或腿部引导件和/或支承结构的结构损坏，诸如导致对与壳体连接的升降室或其他结构的结构损坏。载荷感测器件可以设置在上腿部引导件处，以测量由腿部施加的水平力。根据上引导件上的水平载荷，可以计算下引导件处产生的腿部弯曲力矩。载荷感测器件还可以设置在下腿部引导件处，以测量由腿部局部施加的水平力。根据下引导件上的水平载荷，可以计算上引导件处的腿部弯曲力矩，这在转移期间是格外重要的。在又一实施方式中，载荷感测器件可以设置在上引导件以及下引导件处。
还可以在升降结构或升降室的部分上设置载荷感测器件，以测量通过升降室传递的载荷，例如，利用应变计测量由所述载荷引起的变形。然而，可能的是，水平载荷的指示可能不那么准确，因为它取决于升降结构的性质的进一步假设。
在又一实施方式中，引导件载荷测量系统附加地布置成测量施加在上引导件耐磨板上的垂直载荷。可测量和/或确定垂直腿部载荷以监控腿部载荷来防止超负荷，以用于防止升降系统或腿部因超负荷而出现故障和/或用于确定海床上的预加载荷。腿部与引导件之间的、在竖直方向上产生的摩擦力使得这些测量值不准确。通过测量施加在上引导件耐磨板上的垂直载荷，可以更准确地确定实际垂直腿部载荷。可以使用多轴线载荷传感器或者诸如载荷传感器的附加的载荷感测器件来测量施加在耐磨板上的垂直载荷。
在优选实施方式中，引导件载荷测量系统可以与附加的感测器件或检测器件合并、集成或协作。例如，可以设置诸如倾斜计的附加器件来确定腿部的倾斜度，从而提供腿部的任何关键状态的进一步指示和/或所测量的水平载荷和/或所确定的腿部弯曲力矩的起因，例如，由风/波浪载荷引起的腿部相对于壳体的歪斜。这些附加的感测器件可以放置在腿部引导件处，但是还可以放置在腿部和/或腿部开口上的其他地方。
在另一示例中，可以设置诸如编码器或视觉检测器等附加的器件，以确定腿部相对于壳体或腿部引导件的延伸和/或位置。腿部位置数据可以用于确定腿部的通常遭受水平载荷或腿部弯曲力矩的确切部分。
提供了一种包括至少一个水平载荷测量单元的测量系统，该水平载荷测量单元优选地布置在腿部引导件上。水平载荷测量设备测量或确定腿部的放置有该设备的位置上的水平载荷，这给出了比齿条相位差测量更准确的腿部弯曲力矩的指示。有利地，可以沿着腿部引导件设置多个载荷测量单元。
本发明还涉及一种设置有这种载荷测量单元的腿部引导件，以及设置有这种载荷测量系统的自升式平台。
本发明还涉及一种用于监控自升式平台的腿部中的弯曲力矩的方法，以及一种控制系统。
从属权利要求中描写了其他有利的实施方式。
具体实施方式
将基于通过非限制性描述和附图给出的示例性实施方式进一步阐述本发明。
在附图中：
图1a示意性地示出了在预加载荷操作期间的倾斜海床上的力；
图1b示意性地示出了腿部拉出操作期间的力；
图2a示出了自升式平台的壳体的腿部开口中的腿部的示意性俯视图；
图2b示出了如图2a中所示的腿部的弦杆的平面A-A的示意图；
图3是腿部引导件上的腿部载荷的示意图；
图4a示出了根据现有技术的腿部引导件；
图4b示出了设置有载荷测量单元的腿部引导件；
图4c示出了载荷测量单元的载荷感测器件的阵列；
图5示出了设置有载荷测量系统的自升式平台及其控制单元的总体布置。
应注意，附图仅仅是本发明的通过非限制性示例给出的实施方式的示意图。可以进行各种修改、改变和替代以及对所描述的特征进行各种组合。因此，应当在说明性意义而非限制性意义上来理解本说明书、附图和示例。
引导件载荷测量系统可以用于具有桁架式腿部的自升式平台以及具有管式腿部或具有多边形圆周的腿部的自升式平台。
下文描述的系统可以用在具有桁架式腿部的自升式单元上。
图1a和图1b示意性地示出了具有壳体2和至少一个腿部3的自升式平台1。在这里，侧视图中示出了两个腿部，自升式平台1可配备有三个、四个或六个腿部3。腿部3在其下端处设置有腿部锚固结构9(诸如抽吸罐或任何其他已知结构等)，以使得能够将腿部3锚固在海床10中。
腿部3能够借助于升降系统相对于壳体2进行调节。这里示出的升降系统通过升降外壳4示意性地示出，升降系统通常容纳在升降外壳中。在这里，升降外壳4安装在壳体2的甲板5上。腿部3能够通过腿部开口6相对于壳体2进行调节，腿部3安装在腿部开口6中。在腿部开口6中，设置有上腿部引导件7和下腿部引导件8。在腿部引导件7、8处，腿部3可与腿部引导件接触，从而产生上腿部引导件力FUG和下腿部引导件力FLG。这些力由腿部3径向地相对于腿部3施加到腿部引导件7、8上，因此当腿部3大约竖直竖立时，力处于大约水平平面中。因此，力FUG和FLG还称为“水平力”。由于上腿部引导件7和下腿部引导件8之间的距离“a”，力FUG和FLG在腿部中引起弯曲力矩(所谓的腿部弯曲力矩MLG)。反弯曲力矩MS施加在锚固结构9上。基于总的上腿部引导件水平载荷，可以计算下引导件处的腿部力矩：下引导件力矩＝上引导件水平力×引导距离：MLG＝FUG×a。图1a和图1b中示出了预加载荷和腿部拉出的原理。
图2中示出了典型的桁架腿部及其上引导件位置的图示。图2a示出了具有腿部3的升降外壳4的俯视图。在这里，腿部3被示意性地示出为具有三角形截面的桁架型腿部，其中弦杆11在三角形的每个角上。腿部3安装在延伸穿过壳体2和升降外壳4的开口6中。如图2b中示意性地所示，腿部3能够借助于升降系统12相对于壳体2调节，并且因此能够相对于腿部开口6调节。通常，为腿部3的每个弦杆11设置至少一个升降系统12。弦杆11可以设置有诸如齿条等升降引导件13，在这里，升降引导件13a和13b位于弦杆11的相对侧处。以众所周知的方式，升降系统12可以设置有与齿条配合的小齿轮，使得通过沿着轨道旋转小齿轮，腿部3可以相对于壳体2上下移动。代替齿条和小齿轮升降系统12，可设置其他升降系统12，诸如，笔-孔系统(pen-hole system)或技术人员已知的其他系统。在图2b的视图中，在图2a的平面A-A中，示出了具有升降系统12的升降外壳4以及位于腿部开口6的上端处的、用于引导腿部3的上腿部引导件7。图2b中未示出的下腿部引导件8设置在腿部开口6的下端处。在一些情况下，例如，在调节腿部期间或在操作期间或者由于环境影响，腿部3(具体地，腿部升降引导件13)可接触腿部引导件7，从而在腿部引导件7上产生力。
例如，如可以在图2a或图2b中看出，上腿部引导件7包括两个相对的腿部引导件部分7a、7b。每个腿部引导件部分7a、7b布置在腿部弦杆11的相对侧，使得可以提供弦杆11(具体地，升降引导件13a、13b)与相应的腿部引导件部分7a、7b的侧面接触。类似地，下腿部引导件8包括布置在腿部弦杆11相对侧的两个腿部引导件部分8a、8b。
图3示意性地示出了由腿部3施加的、可以作用在腿部引导件7、8上的载荷。腿部3上的总的水平上引导件载荷FUG和/或水平下引导件载荷FLG分别是上腿部引导件7和下腿部引导件8上的所有正常引导件载荷NUG、NLG加上所有摩擦载荷FR的结果。
在升降期间，尽管在腿部引导件7、8上施加润滑脂，但是腿部3(具体地，齿条13)与腿部引导件7、8之间仍可发生摩擦。这种摩擦FR将作为作用在腿部引导件7、8上的水平载荷。实际的摩擦量是难以确定的，但是摩擦系数估计在0.0与0.4之间变化。
对于由此测量腿部引导件上存在的载荷是有利的，并且优选地，对于由此确定腿部弯曲力矩是有利的。因此，可得到有关腿部的载荷和/或磨损的信息。此类信息可呈现给操作者，例如，呈现到操作者的用户接口。这种用户接口可以是任何类型的设备，例如，操作舱中的信息面板或操作者可用的移动通信设备。另外，腿部引导件7、8(具体地，腿部引导件部分7a、7b、8a、8b)可设置有测量单元14。图4a示出了具有耐磨板15的腿部引导件部分7a、7b、8a、8b的现有技术布置，其中，耐磨板15布置成与腿部弦杆11的升降引导件13a、13b接触。具有耐磨板15的腿部引导件7、8安装在开口6的侧壁16上。
当自升式平台配备有管状腿部时，在上引导件处可不存在耐磨板。在这种情况下，可以设置附加的套管，该套管安装到上引导件结构并且借助于至少一个接触元件与管状腿部相互作用。与桁架式腿部的耐磨板构造类似，在一个或多个接触元件与上引导件结构之间设置载荷感测器件。
根据本发明，腿部引导件7、8设置有布置在腿部引导件7、8的耐磨板15与开口6的侧壁16之间的测量单元14。耐磨板15借助于安装元件17a、17b安装到侧壁16。安装元件17a固定地布置到引导板18。引导板18优选地固定安装到开口6的侧壁16，并且设置成将载荷分布到周围结构。耐磨板15可移除地安装到侧壁16，使得当耐磨板15磨损时，可以容易地用另一耐磨板15代替它。另外，安装元件17b借助于连接元件19(在这里，螺栓螺母系统19)可移除地附接到侧壁16。安装元件17a、17b分别具有外端20a、20b，在此实施方式中，外端20a、20b是楔形形状以便夹持地接合耐磨板15。因此，通过移除可移除的安装元件17a，耐磨板15脱离并且可以被移除和替换。根据本发明，腿部引导件7、8设置有测量单元14。优选地，每个腿部引导件部分7a、7b或8a、8b分别设置有测量单元部分14a、14b。如此，测量单元14可以设置在单个弦杆的腿部引导件上。虽然与单个弦杆11对应的设置两个相对的腿部引导件部分7a、7b；8a、8b，但是每个腿部引导件部分7a、7b；8a、8b分别配备有测量单元14a、14b。
测量单元部分14a、14b安装在引导板18与耐磨板15之间。有利地，为腿部3的每个弦杆11设置测量单元14，测量单元14包括至少一个腿部引导件，优选地两个相对的腿部引导件部分14a、14b。因此，当腿部3具有三个弦杆时，在所述腿部3上设置三个测量单元14。这三个测量单元14形成引导件载荷测量子系统21。因此，为每个腿部3设置引导件载荷测量子系统21。当自升式平台上存在三个腿部时，存在三个子系统21。同样地，当存在四个腿部3时，设置四个子系统21。子系统21共同形成引导件载荷测量系统22。
如图4b中所示，引导件载荷测量单元14a、14b包括载荷感测元件23，诸如如图4c中所示的载荷传感器24的阵列。可设置载荷感测元件23的其他变体，例如，应变计、气动型或液压型或者任何其他合适的类型的载荷感测元件。优选地，为每个上腿部引导件部分7a、7b设置至少一个载荷感测元件23。优选地，载荷传感器的阵列用于分担经由引导件耐磨板15分布的载荷。
在引导件载荷测量系统仅测量正常引导件载荷NUG、NLG的情况下，在保守摩擦系数为0.4下，力矩计算的误差可以达到20％。在这种情况下，例如，可以使用单轴线载荷传感器。在优选实施方式中，引导件载荷测量系统还测量摩擦，即，与水平平面中的正常载荷垂直的载荷。为了测量正常载荷和摩擦载荷两者，可以设置相对于腿部3的、在正常方向和垂直方向上放置的单轴线载荷传感器组或者多轴线载荷传感器。
在优选实施方式中，引导件载荷测量系统包括自升式平台的每个腿部的至少一个引导件载荷测量子系统。每个引导件载荷测量子系统包括至少一个引导件载荷测量单元，该引导件载荷测量单元包括每个腿部的感测器件，并且可能包括本地数据处理单元和/或发射器。引导件载荷测量单元包括腿部的每个弦杆的载荷感测器件。如图5中所示，在这里，具有四个腿部3的自升式平台1设置有测量系统22。测量系统22包括可用的测量子系统21的集合，测量子系统21可包括至少一个测量单元14。测量单元14包括至少一个载荷感测元件23。在图5的实施方式中，一个腿部3i设置有测量子系统21i。腿部3i的每个弦杆11i设置有测量单元14i。测量单元14i可以测量诸如载荷、倾斜度、速度、加速度等参数的值。所测量的参数值收集在子系统控制单元25i处。子系统控制单元25i可配置成处理所接收的测量数据，例如，可确定弯曲力矩或可确定倾斜的角度，但是替代地，子系统控制单元25i可配置成存储数据和/或将所测量的数据输出到引导件载荷测量控制系统26。取决于配置，引导件载荷测量控制系统26接收已经处理过的测量数据，或可接收未处理的测量数据并且可配置成处理测量数据。此外，测量控制系统26可配置成进一步处理已经处理过的测量数据，例如，以综合的方式(例如，用图表表示)将测量数据呈现给操作者。此外，控制系统26可以配置成在某一参数的值超过预定阈值时提供警报信号。警报信号可为视觉或听觉的。视觉警报信号可为安装在相应腿部和/或弦杆上的警报灯，或可为操作者的操作面板27上的警报灯，或可为操作者的用户接口面板上的视觉信号等。对于听觉信号，存在相同的可能性，例如，来自腿部和/或弦杆自身上的喇叭的听觉信号，或操作者的操作面板上的听觉信号，或可为操作者的用户接口面板上的听觉信号等。当然，警报信号也可为视听的。操作者的操作面板27可为众所周知的操作面板，该操作面板具有所需的按钮和/或操纵杆来操作自升式平台的腿部。操作面板27还可包括用户接口面板，该用户接口面板可允许自升式平台的腿部的交互式操作。用户接口面板可包括其上可以呈现信息的屏幕或者甚至包括还允许输入信息或控制的触摸屏。用户接口面板还可为移动通信设备上的应用。
如图5中所示，在这里，腿部3ii设置有测量子系统21ii，测量子系统21ii具有控制单元25ii。在这里，控制单元25ii仅从单个测量单元14ii接收测量数据，因为腿部3ii的仅单个弦杆11ii配备有测量单元14ii。在本实施方式中，腿部3iii和腿部3iv并未配备有测量子系统。因此，引导件载荷测量控制系统26从测量子系统21i和测量子系统21ii接收输入。可理解，可以存在变体，例如，就像腿部3i那样，所有的腿部都可以配备有测量子系统21i，或者替代地，就像腿部3ii那样，所有的腿部都可以配备有配备测量子系统21ii，或者两者之间的任何变体。此外，可理解，可以省略子系统控制单元25，使得来自测量子系统21的测量数据可以直接输入到可以配置成处理这些输入的数据的控制系统26。可以存在测量系统的许多变体。
在实施方式中，引导件载荷测量单元由板的夹层组成，其中，在板的夹层之间存在双轴线载荷传感器或多轴线载荷传感器。夹层将在该板的整个高度上、放置在耐磨板的后方。图4b中示出了引导件结构内的引导件载荷测量单元的结构的示例。例如，取决于腿部尺寸，上引导件耐磨板为大约300mm宽且2000mm高，并且上引导件耐磨板的后方可具有八个载荷传感器。单个载荷传感器的近似容量可以为200t。
在另一实施方式中，可以将引导件载荷测量单元的类似结构应用于下引导件。在又一实施方式中，上引导件和下引导件两者均配备有引导件载荷测量单元。
在又一示例中，引导件载荷测量系统可以与可能已经设置且主要用于另一目的感测器件或检测器件(诸如，用于确定垂直腿部载荷或齿条相位差(RPD)的器件)协作。这些感测器件或检测器件的输出可以归并到引导件载荷测量系统中，从而提供有关腿部的状态的进一步信息和/或所测量的水平载荷和/或所确定的腿部弯曲力矩的起因(例如，腿部滑动)。
附加的或可用的感测器件的输出可以由引导件载荷测量系统接收和/或记录和/或监控，并且可以与来自载荷感测器件和/或其他附加的感测器件的输出整合或组合。引导件载荷测量系统的控制系统可以接收和/或处理所有感测器件和/或子系统的输出，以检测具体事件，诸如腿部滑动和壳体倾斜。
在另一优选实施方式中，引导件载荷测量系统包括控制系统，该控制系统可以监控单个腿部或者同时监控自升式平台的所有腿部。数据可以从每个腿部的引导件载荷测量子系统接收并且可以由中央数据处理单元进一步处理，以警告操作者或建议操作者采取特定行为，或甚至自动地干预操作。
应注意的是，附图仅是对通过非限制性示例给出的本发明的实施方式的示意性表示。为了清楚和简要描述的目的，特征在本文中被描述为相同或单独实施方式的一部分，然而，将理解的是，本发明的范围可包括具有所描述的全部或一些特征的组合的实施方式。词语“包括”不排除权利要求中列出的特征或步骤之外的其他特征和步骤的存在性。此外，词语“一(a)”和“一(an)”不应被解释为限于“仅一个”，而是被用来表示“至少一个”，并且不排除多个。叙述某些特征并不表示无法有利地使用这些特征的组合。对于本领域技术人员来说许多变体将是显而易见的。所有的变体都被理解为包括在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.测量系统，包括至少一个参数测量单元，所述至少一个参数测量单元布置成用于测量自升式平台的腿部引导件上的参数的值。
2.根据权利要求1所述的测量系统，包括至少一个水平载荷测量单元，所述至少一个水平载荷测量单元优选地布置在自升式平台的腿部引导件上，以用于测量由所述自升式平台的腿部施加在所述腿部引导件中的载荷。
3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中所述系统包括为所述自升式平台的每个腿部设置的具有至少一个参数测量单元的至少一个子系统，所述参数测量单元诸如为载荷测量单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述系统还布置成记录由所述腿部施加在所述腿部引导件上的水平载荷和/或弯曲力矩。
5.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述系统布置成相对于一个或多个预定阈值来监控所述参数的值，所述参数诸如为水平载荷和/或腿部弯曲力矩。
6.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，还包括控制系统，所述控制系统布置成接收和/或处理来自所述至少一个参数测量单元和/或参数测量子系统的输出，所述参数测量单元诸如为载荷测量单元，所述参数测量子系统诸如为载荷测量子系统。
7.根据权利要求6所述的测量系统，其中所述控制系统布置成相对于预定阈值来指示和/或记录和/或监控腿部的诸如水平载荷和/或所述腿部弯曲力矩的所述参数的值，优选地，所述控制系统布置成警告操作者和/或向所述操作者提供建议，优选地，所述控制系统布置成干预操作。
8.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述测量单元包括至少一个载荷感测元件，例如，载荷传感器，以在所述腿部的大致径向方向上测量所述腿部引导件上的所述载荷。
9.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中所述载荷测量单元配置成安装到所述自升式平台的腿部引导件，具体地，安装到所述腿部引导件的耐磨板，优选地，所述载荷测量单元配置成安装在腿部开口的壁与所述腿部引导件的耐磨板之间。
10.用于安装在自升式平台的壳体上的腿部引导件，所述腿部引导件布置成在腿部相对于所述壳体的移动期间引导所述腿部，其中，所述腿部引导件设置有根据权利要求1至9中任一项所述的至少一个参数测量单元，以用于测量例如由所述腿部施加到所述腿部引导件上的所述腿部引导件的所述参数，所述参数测量单元诸如为载荷测量单元。
11.自升式平台，所述自升式平台包括壳体和能够相对于所述壳体调节的至少一个腿部，其中，所述腿部能够经由所述壳体中的腿部开口调节，在所述腿部开口中设置至少一个腿部引导件，以在调节期间引导所述腿部，其中，所述腿部引导件设置有根据权利要求1至9中任一项所述的至少一个载荷测量单元，以用于测量所述腿部施加在所述腿部引导件上的载荷。
12.根据权利要求11所述的自升式平台，其中所述腿部开口包括在所述腿部开口的上端处的至少一个腿部引导件和/或包括在所述腿部开口的下端处的至少一个腿部引导件，其中，所述上腿部引导件和/或所述下腿部引导件设置有根据权利要求1至9中任一项所述的至少一个载荷测量单元。
13.用于监控自升式平台的腿部中的弯曲力矩的方法，所述方法包括：
-为所述自升式平台的腿部引导件设置载荷测量单元；
-测量所述腿部在所述载荷测量单元上的载荷；
-基于所测量的载荷确定所述腿部中的弯曲力矩。
14.用于根据权利要求1至9中任一项所述的引导件载荷测量系统的控制系统，其中所述控制系统配置成接收由腿部的所述引导件载荷测量系统测量的载荷，所述控制系统还配置成基于所测量的载荷确定腿部弯曲力矩，所述控制系统还配置成将所确定的相应腿部的腿部弯曲力矩输出到用户接口。
CN201780013182.8A 2016-01-22 2017-01-23 测量系统、腿部引导件、自升式平台 Active CN108699792B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2016138 2016-01-22
NL2016138 2016-01-22
PCT/NL2017/050043 WO2017126971A1 (en) 2016-01-22 2017-01-23 Measurement system, leg guide, jack-up platform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108699792A true CN108699792A (zh) 2018-10-23
CN108699792B CN108699792B (zh) 2021-10-12

Family

ID=58094478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780013182.8A Active CN108699792B (zh) 2016-01-22 2017-01-23 测量系统、腿部引导件、自升式平台

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10968590B2 (zh)
EP (1) EP3405618B1 (zh)
CN (1) CN108699792B (zh)
DK (1) DK3405618T3 (zh)
ES (1) ES2928761T3 (zh)
SG (1) SG11201806231PA (zh)
WO (1) WO2017126971A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110284478A (zh) * 2019-06-26 2019-09-27 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种海洋平台桩腿用的耐磨装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2021708B1 (en) 2018-09-25 2020-05-07 Gustomsc Resources Bv Method for stabilizing a jack-up platform unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101815826A (zh) * 2007-10-05 2010-08-25 国民油井华高有限合伙公司 用于监控升降式钻塔的方法和设备
CN102071690A (zh) * 2010-12-08 2011-05-25 中国石油大学(北京) 海上自升式钻井平台插桩、拔桩自动控制装置及方法
WO2014053461A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Ermittlung einer beinlast eines hubschiffes
CN104452718A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 自升式钻井平台升降控制系统

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5829371B2 (ja) 1981-09-29 1983-06-22 三井造船株式会社 海上作業台ジヤツキユニツトの負荷測定装置
JPS5898512A (ja) 1981-12-02 1983-06-11 Hitachi Zosen Corp 水上構造物用昇隆装置
FR2520868A1 (fr) 1982-02-01 1983-08-05 Brissonneau & Lotz Dispositif pour la mesure des charges appliquees aux batis des mecanismes elevateurs des plates-formes marines
US4482272A (en) * 1982-04-23 1984-11-13 Ateliers Et Chantiers De Bretagne Acb Load transfer and monitoring system for use with jackup barges
JPS5988519A (ja) 1982-11-12 1984-05-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 甲板昇降式作業台
US6516749B1 (en) * 1999-06-18 2003-02-11 Salasoft, Inc. Apparatus for the delivery to an animal of a beneficial agent
US20060082079A1 (en) * 2000-03-10 2006-04-20 Eichhorn Mark M Apparatus and method for automatically leveling an object
SG121000A1 (en) * 2004-09-15 2006-04-26 Offshore Technology Dev Pte Lt A self regulating jacking system
SG120998A1 (en) 2004-09-15 2006-04-26 Offshore Technology Dev Pte Lt Interactive leg guide for offshore self elevating unit
US8839547B2 (en) * 2006-02-24 2014-09-23 David Pekin Reel system with line tension measurement capability
US8336388B2 (en) * 2007-10-05 2012-12-25 National Oilwell Varco, L.P. Methods and structures for monitoring offshore platform supports
EP2447692A1 (en) * 2010-10-27 2012-05-02 Converteam Technology Ltd A method of estimating the environmental force acting on a supported jack-up vessel
KR101368872B1 (ko) 2012-06-21 2014-03-04 삼성중공업 주식회사 부유식 구조물 및 그 제어 방법
GB2522942A (en) 2013-07-19 2015-08-12 Ap Moeller Maersk As A jack-up rig and method of installing the same on location of operation
BE1021821B1 (nl) 2014-04-01 2016-01-20 Jan De Nul, Naamloze Vennootschap Vaartuig met een ankerpaal en werkwijze voor het beperken van krachten die door een romp van een vaartuig op een ankerpaal worden uitgeoefend
US11674281B2 (en) * 2017-01-25 2023-06-13 Electronic Power Design, Inc. System and method for dynamically balancing loads on legs supporting a jack up rig platform

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101815826A (zh) * 2007-10-05 2010-08-25 国民油井华高有限合伙公司 用于监控升降式钻塔的方法和设备
CN102071690A (zh) * 2010-12-08 2011-05-25 中国石油大学(北京) 海上自升式钻井平台插桩、拔桩自动控制装置及方法
WO2014053461A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Ermittlung einer beinlast eines hubschiffes
CN104452718A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 上海振华重工(集团)股份有限公司 自升式钻井平台升降控制系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110284478A (zh) * 2019-06-26 2019-09-27 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种海洋平台桩腿用的耐磨装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017126971A1 (en) 2017-07-27
US20190078280A1 (en) 2019-03-14
CN108699792B (zh) 2021-10-12
DK3405618T3 (da) 2022-10-31
SG11201806231PA (en) 2018-08-30
EP3405618B1 (en) 2022-08-03
EP3405618A1 (en) 2018-11-28
US10968590B2 (en) 2021-04-06
ES2928761T3 (es) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10738433B2 (en) Offshore wind turbine support structure monitoring system and operating method thereof
CN110337416A (zh) 利用目标跟踪协助的海上船至船提升
WO2009044195A1 (en) A method and apparatus for monitoring a jack-up rig
US8336388B2 (en) Methods and structures for monitoring offshore platform supports
US20130333463A1 (en) Automatic hydrologic parameter measuring system for river flow and the method using the same
JP2008281435A (ja) 地震損傷計測システムおよび地震損傷計測方法
CN108699792A (zh) 测量系统、腿部引导件、自升式平台
CN103245326A (zh) 基于倾角监测的导管架平台沉降监测装置及其监测方法
CN109584504A (zh) 一种在线缆机吊罐与仓面施工机械风险冲突预警方法
CN104495622A (zh) 一种风载控制系统、方法、装置及起重设备
CA2996388C (en) Going on location feasibility taking into account off-shore ocean conditions
CN111776962A (zh) 一种基于大数据的建筑施工安全监测管理系统
JP2022548076A (ja) ジャッキアップ式プラットホームユニットにおけるクレーンまたはカンチレバーの動作エンベロープを決定する方法、ジャッキアップ式プラットホームユニット
CN210293372U (zh) 一种岩土工程勘察用测量设备
CN116397612A (zh) 自升式平台的监测方法及装置、电子设备、存储介质
CN207598434U (zh) 一种海上风电机组塔筒及桩基安全在线监测装置
JP6643179B2 (ja) 構造物の水底着底判断方法および水底着底判断システム
CN107991012B (zh) 半潜式坐底平台底部冲刷淘空监测方法
CN110295884B (zh) 抽油机示功图的获取系统和方法
US10387023B2 (en) Going on location feasibility
KR102449484B1 (ko) 진회수 장치 모니터링 시스템
CN208419854U (zh) 一种边坡稳定性简易识别结构
CN202657879U (zh) 一种渔业监测声纳设备辅助升降机
US20180001976A1 (en) Supporting system for a floating unit in shallow or very shallow water
CN114239127A (zh) 一种工作状态下船闸浮式系船柱分析计算方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220127

Address after: Holland

Patentee after: Kastar MSc Ltd.

Address before: Holland

Patentee before: GUSTOMSC RESOURCES B.V.