DE2345809A1

DE2345809A1 - Vorrichtung zum ausueben einer bestimmten kraft auf ein element, welches mit einer wechselverschiebebewegungen ausgesetzten installation verbunden ist

Info

Publication number: DE2345809A1
Application number: DE19732345809
Authority: DE
Inventors: Serge Holub; Phillippe Joubert; Gerard Jourdan
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1974-03-21
Also published as: NL180450C; FR2199526A1; CA995099A; NL7312797A; JPS49133202A; SE404226B; NL180450B; FR2199526B1; NO140201C; NO140201B; JPS5641796B2; GB1420400A; ES418740A1; IT993244B

Description

Vorrichtung zum Ausüben einer bestimmten Kraft auf ein Element« welcheβ mit einer Wechselversohiebebewegungen ausgesetsten Installation verbunden 1st«

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausübung einer bestimmten Kraft auf ein Element» das mit<einer Wechselverschlebebewegungen ausgesetzten Installation verbunden ist.

Diese Vorrichtung ist Insbesondere geeignet, die Spannung konstant eu halten, die auf ein längliches Element bestimmter Lang·, welches swei bezüglich einander bewegliche Punkte ▼erbindet, ausgeübt wird. In diesem Fall n&nlich ruft die Verschiebung eines der Punkte im länglichen Element Spannungs* Änderungen oder - Schwankungen hervor, die sich entweder In anormal hohen Zugkräften, die das längliche Element jser-

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brechen können, darstellen, oder In Zugkräften, die nicht ausreichend sind, damit dieses längliche Element, wenn es Beispielsweise aus einer flexiblen Leitung besteht, korrekt gespannt swisohen den beiden beweglichen Punkten verbleiben

Sie«* Torrichtung 1st auch so ausgelegt, dsJ sie ein· Last den Ysohselversohiebebewcgungen einer Installation, nit der diese Last verbunden ist, entsieht·

JknwendungsiTälle für die Vorrichtung nach der Erfindung sind Ton Tersohledencter Art; JUb folgenden wird j t do oh Beeng auf einen nloht als begrensend ansusehenden Sonderfall genossen, bei dem diese Vorrichtung auf eine Bohrkolonne tine konstante Zugkraft ausübt, um eis den vertikalen Vsohselfeewegungen einer schwimmenden Installation, an der die Bohrkolonne hängt, au entsiehen.

Bekanntt Vorrichtungen umfassen im allgemeinen eine vertikale im Bohrturm feste Suspeneioneiylinder-Anordnung, die Alt Bohrkolonne trägt» Diese Zylinderanordnung wird alt fluid unter Druck über einen Blpnaumatisehen Sammler gespeist, dessen Gae die Energie entsprechend den Verschiebungen der schwimmenden Installation sammelt oder resti-.tttlert*

lsi die Leistung dieser Vorrichtungen au verbessern, verwendet man im allgemeinen wenigstens eine Zylinderanordnung, ▼on der ein sie bildendes Element um einen festen Punkt schwenkbar ist und ein Punkt des anderen Elementes veranlaßt wird, sich entsprechend einer bestimmten Bahn su verschieben, derart, das diese Zylinderanordnung gegen diese Bahn geneigt verbleibt* Die geneigte Zylinderanordnung kann direkt eine kompensierende Kraft auf die Bohrkolonne aus-

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üben oder kann eic Element für die Steuerung des Drucks des hydraulischen !fluids ₉ welches die Sugpensionsssylinder-Anordnung speist, "bilden.

Solche Vorrichtungen "bieten 6.Q& Torteil, daß sie robust und von einfacher Konzeption sind* Ihr laohteil ist in dtr Sat-» saohe zu sehen, &&B die auf die Bohrteolo&ne ausgeübte Zugkraft trotßdsa Schwankungen erfährt« die sieh als eine ¥echaelbewegung der Bokrkolonn© darstellen, welohe, obwohl gegenüber der Bewegung der schwimmenden Installation vermindert, in gewissen lallen als noch au groß angesehen werden wird*

M&n kann auch daran denken, eine Tos?riohtung au verwenden, di© ßinenSuepensioüszylißder benutzt ₉ d©r beispielsweise von ©insr hydraulischen Zentrale aus mit 3?luid gespeist wird» wobei der Druck dieses fluids t3?ot& der Verschiebungen der

Inst&llation unbedingt konstant gehalten wird.

solche Torriöhtung hätte abej? außer ihrem großen Platsden Haohtsil_f d&I si© zuviel Energie verbrauchen wurde und üomit sehr t@u@r kMme»

¥org@sohlagen werden soll erfindungsgemä0 eine Vorrichtung mit den Vorteilen der bekannten Vorrichtungen, das helSt eine solche, di@ ein ©nergiesntsprsohenö der Verschiebung der Installation absorbierend®β oder restituierendes Gas benutzt, wobei ein© soleh© Vorriohtung sur paesi^en Kompensation mit einem kcaspl-smantlrsn Os?gs.ß der F©i$kQajpe?sation kombiniert sein m1ißt@_r waloh©s di© passiv® Sompsnsatioiasvorsiiohtung als Funktion d?>s geesseenen Wer-fcea wQßigf3tens einer @r8ße ai^tiviert, &i& ui).t®r den Großen gewählt ist» der®a Wert© !Funktionen der Vareehl^bujsgen der Xiista3.1ation sind.

del· Erfindung eolles mm 409812/04 9 9

alt Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

!figur 1 sohematisoh eine Aueführungeform nach der Erfindung sseigt, die verwendet wird, um sine lohrkolonne den vertikalen Wechsel-. bewegungen der schwimmenden Installation, an Se? sie hängt» su entziehen;

Figur 2 zeigt soheaatiaeh eine Variante der in Pigur 1 dargestellten Ausführungsfora, die verwendet wird, um eine eohwere Laet auf dem Meeresboden abzulegen;

Pigur 3 zeigt einen anderen Typ τοη Eruokregel-

organ, welches verwendbar ist, um den Su·- peneionssylinder mit hydraulischem fluid versorgen; und

Pigur 4 seigt genauer eine Ausführungeform des komplementären Organs der Feinkompensation.

1 zeigt, wie gesagt, aohematisoh eine Ausführungsfora der Vorrichtung, mit der eine Bohrkolonne 1 dem Einfluß der vertikalen Weohselbewegungen einer schwimmenden Installation 2, mit der sie verbunden ist, entzogen wird.

Das obere Ende der Bohrkolonne 1 ist am Haken 5 eines beweg* liehen Plaechonzugblocks 4- befestigt, der an einem Sunn» rollenblock 5 über ein Betätigungeseil 6 hängt. Der Turmrollenblock 5 ist fest mit einem der Elemente (beispielsweise der Stange des Kolbens 7) verbunden, welcher die Suspensionshauptaylinder-Anordnung 3 bildet, wobei das andere

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Element des Zylinders 8 (der Körper 9) an einem nioht dargestellten Bohrturm befestigt let, welcher von der eohwlmmenden Installation 2 getragen ist.

BIe. Suspensionseylinderanordnung 8 wird alt hydraulischem fluid unter Druok über ein Druokregelorgan gespeist, velohes insgesamt mit dem Beeugsf&aiohen 10 beselehnet ist und selbst mit hydraulischem fluid Über eine Batterie »!pneumatischer, sohematisoh bei 11 dargestellter Sammler gespeist ist«

Dieses Regel- "bzw. Steuerorgan 10 umfaßt beispielsweise, wie iigur 1 erkennen IiBt₉ ein Paar von Steueraylindern 12 uad 13* welche an einem ihrer Enden um fette Punkte H bow. 1$ schwenkbar sind, wobei die anderen Enden dieser Zyllnderaaordnuagen an einem beweglichen Bauteil 16 angelenkt sind« welohes lings einer beispielsweise geradlinigen Bahn ϊ verschiebbar und so bestimmt ißt, daß wenigstens eine der awei Zylinderan-Ordnungen konstant gegen diese Bahn um einen Winkel geneigt let» der als Funktion der Vertikalverschiebung der Installation 2 variabel ist» wobei dieser Winkel die Geometrie des Regel« organe charakterisiert* Sie Zylinderanordnung 12 ist mit dem Sammler 11 über die Leitung 24 verbunden« während die Kammern der Zylinderanordnungen β und 13 über die hydraulische Leitung 25 In Verbindung gesetzt werden.

Sie Gesamtheit der oben beschriebenen Organe bildet eine Vor» richtung zur passiven Kompensation, welche auf die Bohrkolonne 1 eine im wesentlichen konstante Zugkraft ausübt, indem sie den Druck eines im Speicher 11 enthaltenen Gases benutzt, welcher die Energie entsprechend den vertikalen Weeaselversohiebebewegungen der schwimmenden Installation absorbiert oder reetitttieri, wobei die .Änderungen oder Schwankungen des Drucks des Gases durch ein ölied korrigiert werden, dessen Wert von

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■» 6 ·

finer trigonometrie oben Funktion dee oben definierten variablen Winkels abhängt.

Fach der Erfindung kombiniert man mit dieser Vorrichtung but passiven Kompensation ein der 7elnkompensatlon dienendes korn« plementSres Organ, welches Insgesamt mit dem Bezugszeiohen bezeichnet 1st* Dieses Organ 17 aodifleiert und verbessert di§.Wirkung der Vorrichtung der passiven Kompensation als [Funktion des gemessenen Wertes wenigstens einer orBBe, die unter den Größen gewählt 1st, deren Werte von den Vertikal-Verschiebungen der schwimmenden Installation 2 abhingen«

Dieses komplementäre Organ der Feinkompensatlon 17 benutet eine doppelt wirkende Zylinderanordnung 13, von der eines der sie bildenden Elemente an dem beweglichen Bauteil 16 an« gelenkt ist; sowie eine Druokfluid-Quelle 22, welohe mit der Zylinderanordnung 18 über die Leitungen 19 und 20 verbunden ist und eine schematises bei 21 gezeigte Vorrichtung, die den.Wert des Differenadruokes sswisohen den beiden Kammern der Zylinderanordnung 18 unabhängig von der Bewegung des Kolbens der Zylinderanordnung 18 als Funktion des Wertes eines Steuersignals macht» das von einem Koraparatorkreis 26 geliefert wird, an den einerseits ein erstes von einem Detektor 23 erarbeitetes Signal und andererseits ein sweltes» ein sog. Sollwerteignal, gelegt wird.

Der Wert des Steuersignals let eine Funktion des Vergleichs, der vom Kreis 23 empfangenen Signale. Der Wert des vom Detektor 23 erarbeiteten Signals hängt vom reellen gemessenen Wert einer GrSBe ab, die unter einer Anzahl von (Jröflen gewählt ist, deren Werte Funktion für die Verschiebung der schwimmenden Installation 2 sind; der Wert des Sollwert« signals hingt von einem bestimmten Wert einer Größe ab, die aus der Gesamtheit der oben definierten GtröSen gewählt ist,

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wobei die Korrelation zwischen der gemessenen Größe und der durch daß Sollwertsignal dargestellten Größe im Übrigen bekennt ist.

Die Arbeiteweise der Vorrichtung ist die folgendes

Unter der Wirkung der Dünung verschiebt sich die eehwlameaä· Installation 2 vertikal um eine Höhe Ah, was vereuoht, den Wert der Spannung in der Bohrkolonne su modif isieren. Dies« Vertikalversehiehung stellt eich als eine Relatirversohiebung des Solbens der Zylinder anordnung 8 im Kör per 9 dar· Di· Modifikation des Volumens des hydraulischen Fluide in der Zylinderanordnung 8 wird an die Zylinderanordnung 13 über die Leitung 25 Übertragen und das bewegliche Bauteil 16 verschiebt sich länge der Bahn 3? über ein Stück derart« daß die Hodifiaierung der durch die Verschiebung Δη der schwimmenden Installation erzeugten Spannung ist wesentlichen kompensiert wird. Ba jedoch die durch diese Vorrichtung allein erzeugte Kompensation nicht vollständig 1st, beobachtet man eine kleine Spannungsschwankung in der Kolonne 1» aufgrund der Satsache, daS die Druckse awe nkun gen im Speicher 11 nicht unbedingt durch die Schwankungen in der Neigung der Zylinderanordnungen 12 und 13 auf der Bahn T kompensiert werden.

Um diesen Grund der Ungenauigkeit fortfallon au lassen» mißt der Detektor 23 gleiohseltig den reellen Wert einer Größe, die funktion der Verschiebebewegung der schwimmenden Installation 2 ist, und überträgt ein entsprechendes Signal an den Komparatorkreis 26, der, wie vorher angegeben» ein Steuersignal erarbeitet.

Bei Snpfang des Steuersignals stellt die Vorrichtung 21 den Druck des Fluids in ,leder der Kammern der Zylinderanordnung 18 ein, das heißt, sie regelt die Differenz der Drüoke, die

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auf jede Fläche des Kolbens der Zylinderanordnung 18 unabhängig von der Bewegung dee Kolbens dieser Zylinderanordnung 18 wirken,und zwar auf einen Wert, derart, daß die Stange der Zylinderanordnung 18 das bewegliche Bauteil 16 auf der Bahn 3? verschiebt und so άΒΆ Druck In der Zylinderanordnung 13 modifiziert« bis der Wert des Steuersignale den Wert wieder annimmt» den er vor der Vertikalverschiebung Ah der schwimmenden Installation hatte. Anders ausgedrückt kann man sagen, SaS die Zugkraft in der Bohr·» kolonne keinerlei Schwankung erfährt.

Zn dem In Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die durch dtn Detektor 23 gemessene Groß« die Zugkraft, welch· vom Haken 3 auf die Bohrkolonne 1 ausgeübt wird* In diesem ?all handelt es sich beim Detektor 23 um einen Kraftgeber» welcher zwischen die Bohrkolonne 1 und den Haken 3 dee be* weglichen Plasch*naugbloeks ewlsehengesehaltet ist» wobei dieser Geber von Irgendeiner bekannten Bauart sein kann,und beispielsweise Dehnungsmeßstreifen aufweist und ein Signal liefert, dessen Wert eine funktion der Zugkraft und somit der in der Bohrkolonne ausgeübten Spannung ist. Der Wert des an den Komparatorkreie 26 gelegten Sollwertsignale ist eine Funktion des Wertes, der durch die Spannung bestimmt ist, die man konstant halten will.

Dir Kraftgeber 23 kann durch Dehnungsmeßstreifen ersetzt sein, die an der Bohrkolonne 1 oder am toten Irurnm 6a des Stile 6 angebracht sind, obwohl im letetgenannten Fall es notwendig ist» ein· Korrektur der Messung vorzusehen, um den Wirkungsgrad der flaschen der Flaschenzug· 4 und 5 während des BohrfortSchrittes «u berücksichtigen·

Di· vom Detektor 25 gemessene Größe und dl· vom Sollwert* signal dargestellt· Größe können aus der ηloht als be-

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grmmnd. anzusehenden Liste von Größen gewählt werden, deren Werte von den Vertikalverschiebungön der schwimmenden Installation abhlngenj

- Geschwindigkeit der Installation in Richtung ihrer Wechael» verschiebungen, wobei diese Geschwindigkeit bezüglich eine« festen Bezugssystems gemessen wird. Xm Pail einer schwimmenden Installation ist diese Ghssohwindigkeit gleich der beispielsweise bezüglich des Meeresbodens gemessenen Y©rtikalgesohwindigt,

auf das 3.ätigllclie Element» beisgi®lsw©iae die Bohrkolonne, ausgeübte Zugkraft,

Entfernung de® mit der Installation verbundenen Elements au einem festen Punkt, Im Fall.Q einer sotavimmenden Installation ist diese Entfernung beispielsweise gleich, der Entfernung eines Punktes der Bohrkolonne vom Boden;

Beschleunigung dar Installation in Richtung ihrer Yersohiebungsbewegungen$

Druck des hydraulischen !Fluids in der Suspensionssylinderanordnung «to»·.*

Im folgenden werden einige Einrichtungen angegeben, die es erlauben, den reellen Wert einer dieser Größen zu bestimmen, obwohl andere Vorrichtungen im Rahmen der Erfindung ohne weiteres verwendbar sind.

a) Strömungsmesser! Ein Strömungsmesser irgendeines bekannten Typs kann an der Bohrkolonne befestigt sein, wenn In der von der Bohrkolonne duroheeteten Wasser··

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masse keine Untervaeaerströmung eine Unterwasseratrömung mit einer vertikalen Geschwindigkeitskomponente das Ergebnis des Strömungsmessers modifiziert, der dann die vertikale Geschwindigkeit der Bohrkolonne mißt.

Ein Kreis vom Integratortyp kann dem Strömungsmesser zugeordnet sein, um ein Signal zu erhalten, das eine Funktion der Entfernung eines Punktes der Bohrkolonne bezüglich eines festen Punktes, beispielsweise des Heeresbodens,ist·

Es 1st auch möglich, dem Strömungsmesser einen Kreis vom Ableitungstyp zuzuordnen, um ein Signal zu erhalten, das eine Funktion der Vertikalbesohleunlgung der Bohrkolonne darstellt.

b) Sender-Empfänger für akustische Wellent Ein Sender-Empfänger für akustische Wellen des Sonartyps kann an der Bohrkolonne befestigt sein, wobei die akustischen Wellen am Meeresboden reflektiert werden und die Sonar-Informatlonen es ermöglichen, die Entfernung eines Punktes der Bohrkolonne, beispielsweise bezüglich des Meeresbodens, zu bestimmen»

Man kann diesem Sonar einen Kreis vom Ableitungstyp zuordnen, um ein Signal zu erhalten, das eine Funktion der vertikalen Geschwindigkeit der Bohrkolonne ist; oder auch einen Kreis vom Doppelableitungstyp, um ein Signal au erhalten, das eine Funktion der Vertikalbesohleunigung der Bohrkolonne ist.

o) Kraftgeber: Die in der Bohrkolonne ausgeübte Zugkraft kann, wie vorher angegeben, mittels eines Gebers be-

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stimmt werden, der beispielsweise Dehnungsmeßstreifen aufweist und entweder zwischen Bohrkolonne und Haken des beweglichen üasehenBUgbloeks awisohengeaehaltet 1st oder direkt der Bohrkolonne oder dem Betätigungsseil zugeordnet 1st.

d) Druckgebert Ein Druckgeber von beliebiger bekannter Art kann den Druck des hydraulischen Fluide In der Suspen» gionaeylinderanordnung messen.

Die Wahl der au messenden Größe erfolgt vom Techniker als Funktion der Leistungen der Geber , über die er verfügt, und als Punktion des nachgesuchten Ergebnisses, wobei natürlich die Genauigkeit der Torrichtung nach der Erfindung insbesondere von der Sensibilität des verwendeten Gebers abhängt.

Die an den Komparator 26 gelegten Signale können eine Punktion des gemessenen Wertes und des bestimmten Sollwertes ein und der gleichen GrSSe₁ jedoch auch von anderen GrSfen sein, wobei die Korrelation zwischen diesen Gröien bekannt ist; der Komparator 26 kann dann einen Xorrelationskreis zwischen den Signalen aufweisen.

figur 2 aeigt sohematiseh eine andere Aueführungefora der verwendeten Vorrichtung für das Ablegen einer schweren Last, beispieleweise einer Bohrloch-Verachlußtinrichtung oder B0P (Blow Out Preventer) an einem Bohrlochkopf, wie aohematisch bei 28 dargestellt, dessen Basisplatte 29 auf dem Meeresboden 30 ruht. B.O.P. 27 ist an das untere Ende einer Betäaigungskolonne gehängt, die beispielsweise durch

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die Bohrkolonne 1 gebildet ist. Bit Führungeleitungen oder anderen gewöhnlich für die Führung des B₀O.P. verwendeten Einrichtungen sind nicht dargestellt} um die Figur nicht su verkomplizieren» Die Bohrkolonne 1 ist an den Haken 3 eines beweglichen Flaschenaugblocks 4 angehängt, der mit dem Turmrollenblock 5 durch das Betätigungsseil 6 verbunden ist.

Der turmrollenblock 5 ist an die Stange 7 der ZylinderAnordnung 8 gehängt» deren Körper 9 am nicht dargestellten !Turmrollenblock befestigt und von der sohwimmenden Installation 2 getragen ist. Sie Stange 7 trägt eine Axialbohrung, die mit einer am Körper 9 festen Stange 31 eine Hllfssylinderanordnung bildet, wobei die Zylinderanordnimg 8 und der Hilfsiylinder den HauptauspensionsBylinder bilden.

über eine Leitung 32 versorgt ein ^pneumatischer Speicher parallel den Suspensionseylinder und ein Reglerorgan, das insgesamt mit dem Besugsseiohen 10 bezeichnet ist· Dieses Organ umfaßt awei Zylinderanordnungen 12 und 13» die an einem ihrer Enden um feste Funkte 14 bsw, 15 verschwenken. Die anderen Enden dieser Zylinderanordnungen sind an einem beweglichen Bauteil 16 angelenkt, welches veranlaßt wird, sich längs einer Bahn «u verschieben; die Zylinderanordnungen 12 und 13 verbleiben immer gegenüber dieser Bahn geneigt* Die beiden Zylinderanordnungen 12 und 13 werden vom Speicher 11 mit hydraulischem Fluid versorgt« Bas bewegliche Bauteil 16 ist mit einem der Elemente einer dritten Zylinderanordnung 33 verbunden, die mit hydraulischem Fluid unter Druck über die Leitung 34 die Hilfzylinderanordnung speist, welche durch die Stange 31 und die Bohrung der Stange 7 gebildet ist. Bei den Tertikaiverschiebungen der schwimmenden Installation Übt die vom Reglerorgan 10 gespeiste HiIfBByIinderanordnung auf die Stange 7 des Kolbens der

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Zylinderanordnung 8 eine Kraft aus, welche die Kraft korrigiert, die von der Suspensionszylinderanordnung 8 ausgeübt wird.

Dieser Vorrichtung zugeordnet ist ein komplementäres Organ zur Peinkompensation 17« welches identisch mit dem in Figur 1 dargestellten ist und dessen doppelt wirkender Zylinder 18 auf das bewegliche Bauteil 16 wirkt.

Der Komparatorkreis 26 empfängt ein Sollwertsignal, welches repräsentativ für den Wert der Entfernung, die man zwischen dem B.O.P. 27 und dem Meeresboden aufrecht erhalten will, ist, wobei dieser Wert gegebenenfalls einstellbar ist.

Der Detektor 23, der vom "Sonar"-typ sein kann, sendet akustische Wellen aus, die beispielsweise am Meeresboden reflektiert worden und die die vertikale Entfernung des B.O.P. zum Meeresboden bestimmen. Das vom Detektor 26 gelieferte Signal wird über eine Leitung 25, die in die Bohrkolonne eingebaut sein kann, an den Komparator 26 übertragen, in dem es mit dem Sollwertsignal verglichen wird.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist identisch der der Figur

Wie man beim Lesen der vorstehenden Beschreibung feststellt, sorgen die Suspensionsssylinderanordnung 8 und das die Einrichtungen zur passiven Kompensation bildende Regel- oder Steuerorgan 10 bereits für eine gewisse Kompensation der Vertikalbewegungen, die von der Dünung erzeugt werden; somit wird im Falle einer Panne oder einer Falschfunktion des komplementären Kompensationsorgans 17 die Wirkung der Wechselbewegungen der bewegliehen Installation immer wenigstens teilweise kompensiert. Andererseits kann bei den Operationen

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der Anbringung eines B,O.P. beispielsweise d©r erste Teil des Absenkens dieses B.O.P, zwischen der schwimmenden Installation und dem Boden allein unter der Wirkung der Einrichtungen zur passiven Kompensation erfolgen, da eine unbedingte Präeision nicht absolut während dieser Phase notwendig 1st» wobei das komplementäre Organ zur Feinkompensation 17 die Einrichtungen zur passiven Kompensation nur während dieser Endphase aktiviert.

Man stellt insbesondere fest, daß die vom komplementären Organ ssur Feinkompensation 17 gelieferte Energie relativ gering 1st, da der größere Seil der Energie der Weohselhewegung der beweglichen Installation durch die Einrichtungen zur passiven Kompensation kompensiert wird.

Modifikationen im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres möglich. So wirkt naoh den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Atisführungsformen das Steuerorgan 10 unter Verwendung einer Gruppe von Zylinderanordnung©!!, deren Geometrie durch Verschwenken wenigstens gewisser dieser Zylinderanordnungen variabel ist, auf den Druck des hydraulischen den Suspensionscylinder speisenden Fluids. Diese AusfUhrungsfora ist interessant, da allein der Suspensionsdünger am Kopf des Bohrturms angeordnet wird; die anderen Zylinderanordnungen können an einer Stelle installiert werden, die nloht oder nur wenig das G-leiohgewicht der schwimmenden Installation beeinflußt.

Iq gewissen Fällen jedoch, beispielsweise in dem durch die US-Patentschrift 3 285 574· erläuterten Fall, üben die Zylinderanordnungen von variabler Geometrie &es Regelorgans direkt eine kompensierende Kraft auf das am Suspensionszylinder hängende Element aus. In diesem Fall übt auch die Zylin-

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deranordnung 18 des komplementären Organs zur Feinkompensation 17 eine Kraft auf daa an der Zylinderanordnung 8 hangende Element aus.

!figur 3 zeigt einen anderen Typ eines Druckregelorgans 10, das so ausgelegt ist, daß es das in Figur 1 gezeigte ersetzt.

Ee umfaßt zwei zueinander senkrechte Zylinderanordnungen und 57» deren Kolben Querschnitte S und s aufweisen und deren Enden duroh angelenkte Lenker 38 und 41 verbunden sind und eine Raute bilden. Sie Zylinderanordnung 36 ist mit dem ölpneumatischen Speicher 11 verbunden, während die Zylinderanordnung 37 die Suspensionszylinderanordnung 8 der Figur 1 mit hydraulischem Fluid speist, dessen Druck Pu gleich dem Produkt des Durcks P im Speioher und eines Eorrekturfaktors proportional einer trigonometrischen Funktion eines variablen Winkels θ ist

Pu

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann Anwendungen insbesondere für maritime Zwecke finden und eignet sich vollkommen für die Überführung einer gewichtigen Last zwischen zwei Installationen, von denen wenigstens eine Wecheelbewegungen auegesetat ist.

Figur 4 zeigt eine besondere Ausführungsform des komplementär bei 17 in den Figuren 1 und 2 schematisierten Organs zur Feinkompensation.

Dieses Organ umfaßt eine Druckfluidquelle 22, die durch eine Pumpe gebildet wird, die mit dem Speisebehälter 42 über die

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Leitung 43 und mit einer Einrichtung 21.verbunden ist, welche durch ein.Servo-Ventil gebildet ist» das direkt mit dem Speisebehftlter 42 Über die Leitung 44 verbunden ist. Entsprechend der Position des Servo-Ventila speist das von der Pumpe 22 gelieferte hydraulische Fluid die eine oder die andere der Sammern 18a oder 18b der Zylinderanordnung 16 Über die Leitungen 45 und 46« Dor Durchsatz des hydraulischen fluids in den Leitungen wird durch das Servo-Ventil 21 eingestellt*

Der Druck des Fluids in jeder Kammer 18a und 18b wird durch Druckgeber 47 und 48 gemessen, die jeweils mit den Leitungen 45 und 46 verbunden sind.

Nach dieser Ausführungsform besteht der Komparatorkreis 26 aus einem elektronischen Kreis, der an einem seiner Eingänge das elektrische vom Detektor 23 gelieferte Signal empfängt und der Einstelleinrichtungen (bei 49 sohematisiert) für das Sollwertsignal umfaßt. Jeder der Druckgeber 47 und 48 liefert ein für den Wert des Druckes in der Zylinder&ktivierungskammer, mit der er in Verbindung steht, repräsentatives Signal. Die Signale dieser Geber werden an den Kreis 26 gegeben, der ein das Servo-Ventil 21 betätigendes Steuersignal liefert. Der Durchsatz an hydraulischem Fluid durch das Servoventil wird auf einen Wert derart eingestellt» daß die Druckdifferenz des hydraulischen Fluids in den beiden Kammern des Aktivierungssylinders 18 eine Verschiebung des Kolbens dieser Zylinderanordnung und somit des Bauteils 16 (Figur 1) derart hervorruft, daS die Änderungen des Drucks im SuspensionsBylinder 8, anders ausgedrückt, die Änderungen für die vom Detektor gemessen® Größe, unbedingt zu lull werden.

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Selbstverständlich wäre es möglich, die beiden Druckgeber 47 und 48 durch einen einzigen Differential-Druokgeber eu ersetzen, der dem Kreis 26 ein für die Differenis des Drucke in den beiden Kammern der Zylinderanordnung/repräsentativea Signal isuleitet.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Ausübung einer bestimmten Kraft auf tin mit einer Weohselbewegungen ausgesetzten Installation verbundenes Element, gekennzeichnet in Kombination durch Einrichtungen zur passiven Kompensation und komplementäre Einrichtungen zur Feinkompensation dieser Weohselversohiebebewegungen,- wobei diese Einrichtungen eur passiven Kompensation unter der Wirkung einer Gasmaase wirken, deren Volumen und Druck als Funktion der Verschiebung der Installation variieren, wobei diese Einrichtungen aur passiven Kompensation wenigstens eine Zylinderanordnung (8) aufweisen, die mit einem unter Druck durch diese Gasmasse (11) gehaltenen fluid gespeist ist, wobei diese Zylinderanordnung auf das Element ein« Kraft ausübt, deren Wert proportional zu dem des Drucks dieser Masse des Gases modifiziert um einen Korrekturfaktor ist, dessen Wert von einer trigonometrischen Punktion wenigstens eines variablen Winkele abhangt, der charakteristisch für die geometrische Konfiguration dieser Einrichtungen zur passiven Kompensation ist, wobei diese komplementären Einrichtungen sur Feinkompensation (17) diese Einrichtungen zur passiven Kompensation als Punktion des reellen Wertes wenigstens einer gemessenen Größe aktivieren, die unter solchen Größen gewählt ist, deren Werte Funktionen der Verschiebungen der Installation sind.

2. Vorrichtung sum Ausüben einer bestimmten Kraft auf ein mit einer Weohselbewegungen ausgesetzten Installation verbundenes Element, gekennzeichnet in Kombination durch Einrichtungen zur passiven Kompensation und komplementäre Einrichtungen zur Feinkompensation dieser Weohselbewegungen, wo-

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bei die Einrichtungen zur- passiven Kompensation wenigstens eine Zylinderanordnung (8) "benutzen, die mit wenigstens einem Druokfluidspeicher (11) verbunden ist und von der eines der Elemente durch die Wirkung der Weehselbewegungen der Installation verschiebbar ist, wobei diese Einrichtungen . zur passiven Kompensation von dem Typ sind, welche die Schwankungen des Drucks in diesem Speicher, welche die Verschiebebewegungen dieses Elementes der Zylinderanordnung begleiten, mit einem Korrekturfaktor beheften, dessen Wert von einer trigonometrischen Funktion wenigstens eines variablen Winkels, weloher charakteristisch für die geometrische Konfiguration dieser Einrichtungen aur passiven Kompensation ist» abhängt, wobti diese komplementären Einrichtungen ssur Feinkompensation (17) dies· Einrichtungen zur passiven Kompensation als funktion des reellen Wertes wenigstens einer gemessenen Größe aktivleren, die unter den Gröflea gewählt ist, deren Werte eine Funktion der Wechselversohiebebewegungen der Installation sind,

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Einrichtungen sur Feinkompensation (17) aufweisen: Eine ein Fluid unter Druck liefernde Quelle (22); einen doppelt wirkenden Zylinder (18), bei dem jede Kammer (18a, 18b) mit von dieser Quelle geliefertem Fluid unter Druck gespeist ist; ein Einstellorgan (21), das das Ausströmen des Fluide in die beiden Kammern (18a, 18b) dieses doppelt wirkenden Zylinders (18) regelt; ein Detektorelement (23)« das so ausgebildet ist, daß es ein erstes Signal als Funktion des Wertes dieser gemessenen Größe liefert; einen elektrischen Kreis (26), der einerseits dieses erste Signal und anderer-

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eeite ein zweites Signal empfängt, das eine funktion eines bestimmten Wertes einer Größe 1st» die aus den Größen gewählt 1st, deren Werte Funktionen für die Weohselver· sehiebebewegungen der Installation sind, wobei dieser Kreis ein Steuersignal liefert* welches repräsentativ für den Vergleich dieser ersten und zweiten Signale ist, wobei dieses Steuersignal dieses Einstell- oder Regelorgan betätigt.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daJ dieses Einstell- oder Hegelorgan (21) durch ein Servoventil gebildet ist und dafi es Regeleinrichtungen (47t 48) aufweist, die so ausgebildet sind, daß si· an diesen Kreis (26) ein Signal liefern, dessen Wert eine Punktion der Differenz des Fluiddruokes in den beiden Kammern (1Sa₉ 16b) dieser doppelt wirkenden Zylinderanordnung (18) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da· die Regeleinrichtungen durch zwei Druckdetektoren gebildet sind, von denen ein jeder den Druck des Fluids in einer der Kammern dieser doppelt wirkenden Zylinderanordnung mißt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daS diese Regeleinrichtungen durch einen Differentialdruckdetektor gebildet sind, der mit zwei Kammern dieser doppelt wirkenden Zylinderanordnung verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet» dafl diese Zylinderanordnung der Einrichtungen zur paspivsn Kompensation auf das mit der Installation verbundene Element eine Kraft ausübt, deren Richtung la wesentlichen parallel zu den Wechselyersohiebungen dieser In-

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stallation ist, wobei diese Zylinderanordnung mit ELuid unter Druck gespeist ist; äaS diese Einrichtungen but passiven Kompensation im Übrigen Einrichtungen aur Steuerung des Drucks des diese Zylinderanordnung spei-· senden fluids umfassen, wobei diese Steuereinrichtungen wenigstens ein Paar von Steueraylindern aufweisen und wenigstens einer der Zylinder dieses Paares mit einem Punkt eines seiner ihn bildenden Organe an einem beweglichen Bauteil angelenkt 1st, das veranlaßt wird, sich längs einer bestimmten Bahn zu bewegen, indem es die Änderung dieses Winkels mitführt, wenn die Installation den Wechselverschiebungen ausgeaetet ist; und dad eines der diesen doppelt wirkenden Zylinder bildenden Organe an diesem beweglichen Bauteil angelenkt ist, um seine Bewegung auf der Bahn als !funktion des Wertes dieses Steuersignals su modifizieren»

8. Torrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß diese Zylinderanordnung auf das mit der Installation verbundene Element eine Kraft ausübt, die wenigstens eine Komponente aufweist ₉ deren Richtung isi wesentlichen parallel su den Weohselversohiebebewegungen dieser Installation ist, wobei ein diese Zylinderanordnung bildendes Organ um einen festen Punkt der Installation schwenkbar ist und das andere Organ veranlaßt wird, sich längs einer geradlinigen Bahn su verschieben, deren Richtung im wesentlichen parallel zu dsn Verachiebebewegungen der Installation ist, wobei diese Zylinderanordnung mit dieser Bahn diesen variablen Winkel bildet; und daß dieser doppelt wirkende Zylinder mit einem seiner ihn bildenden Organe an dem mit der Installation verbundenen Element angelenkt ist, um auf dieses Element wenigstens eine Kraft in Richtung der Verschiebebewegung d©r Installation auszuüben.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, die angewendet wird, vw ein Element äen Vertikalbewegungen diner schwimmenden Installation, mit der dieses Element verbunden ist, zu entziehen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Detektorelement durch einen Strömungsmesser gebildet wird, der an dem mit der Installation verbundenen Element befestigt ist, wobei der Strömungsmesser so ausgebildet ist, daß er ein Signal als iten&tion der ¥©3?tik&lg©sehwinaigkeit dee Elementes besüglioh des Meeresbodens liefert.

tO* Vorrichtung naoh Anspruch 7 oeler 8, dadurch gekennzeichnet ₉ daS dieses B®t<§ktor©l€Kä&nt äwsuh. einen Sender^Bnpfänger für Wellen gebildet ist, die an einen sin Bezugssystem bildenden Reflektor reflektiert

11. Vorrichtung nach einem des? Ansprüche 7 oder S₉ dadurch gekennzeichnet, dsS dieses Detektorelement durch ginen Kraftgeber gebildet wird*

12, Vorrichtung naoh Anspruch 11, dadurch gekennaeiehnet, daß der Kraftgeber der Zylinderanordnung des Systeme der passiven Steuerung sugordnet ist und ein Signal als !Funktion der duroh diese Zylinderanordnung ausgeübt»Kraft &u£ dieses mit d@r Installation verbundene Element liefert.

13* Vorrichtung nach Anspruch 11» dadurch gekenaseiohanet» daß dieser Kraftgeber ßwlsehen dieses mit ä®T Installation verbiindön© Element und dies© Zylinderanordnung fl@s Steuer- bsw,

t ist»

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

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dieser lraftgaber dem mit der Installation zur direkten Messung der an dieses Element gelegten Kraft irerbundenen El«aent augeordnet ist.

15· Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Element mit der Zylinderanordnung de? Einrichtungen zur passiven Kompenaatiom ober «in« flexible Betätigungsleitung für dieses Eleaent verUmaden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kraftgeber (23) dieser Betätigungsleitung zur direkten Messung der auf diese Betätigungsleitung ausgeübten Kraft eugöordnet ist.

16« Yoi-richtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft^ber duroh wenigstens einen Dehnungsmeßstreifen gebildet ist.

1?· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch, gekennseichnat, daß dieses Detektorelement durch einen Be-

gebildet ist» der && diesem mit der

Ins tall at ί ob verbundenen H^aant befestigt Ist» wobei dieser Be-scialftTanigungeafSsssr sin Signal liefert« das eine funktion für Sie Beschleunigung dieses Elementes in Richtung lter Tsrschiababe^egungen der Installation ist,

18. Torrichtaag aasa eisern der Ansprüche 7 oder 8» dadurch gekennzeichnet, daS dieses Datektorelement ein Druckgeber IsIb₉ der $m& Druck des hydraulischen dies« Zylinderanordnung der Einrichtungen zvae passiven Kompensation speisenden mift«

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