ES2623405T3 - Un sistema de supervisión de integridad y un método para supervisar la integridad de una estructura estacionaria - Google Patents

Un sistema de supervisión de integridad y un método para supervisar la integridad de una estructura estacionaria Download PDF

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Abstract

Sistema de supervisión de integridad para supervisar la integridad de al menos una estructura estacionaria (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69), comprendiendo el sistema al menos un sensor de vibración (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) adaptado para detectar la vibración en función del tiempo, un ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), un medio de transmisión adaptado para transmitir al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) los datos de vibración del al menos un sensor de vibración (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62), un medio adaptado para obtener y transmitir la posición en función de los datos de tiempo del objeto móvil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) a dicho ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) cuando dicho objeto móvil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) comprende un transmisor (5, 25a, 25b, 35, 55) y está dentro de una distancia (6a, 6b, SD) seleccionada con respecto a un sitio de supervisión, donde el sitio de supervisión comprende al menos una parte de la estructura estacionaria (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) y el al menos un sensor de vibración (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) está dispuesto para detectar vibraciones dentro de dicho lugar de supervisión, y el citado al menos un sensor de vibración está adaptado para transmitir dichos datos de vibración al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) como vibración en función de los datos de tiempo, o del ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está adaptado para generar vibración en función de datos de tiempo a partir de dichos datos de vibración, caracterizado por que el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende hardware y está programado para comparar la vibración en función de los datos de tiempo con la posición en función de los datos de tiempo correlacionados para el mismo tiempo, preferentemente la estructura estacionaria (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) es una estructura sustancialmente fija, la estructura (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) preferentemente se aplica estacionaria, es decir siendo una estructura submarina (11, 21b, 31b) dispuesta sobre el fondo marino o enterrada y/o siendo una estructura submarina en zanja (31b, 51).

Description

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DESCRIPCION
Un sistema de supervision de integridad y un metodo para supervisar la integridad de una estructura estacionaria Campo tecnico
La invencion se refiere a un sistema de supervision de integridad para supervision la integridad de por lo menos una parte de una estructura estacionaria en alta mar o en tierra, tal como una tubena o un cable de alimentacion. La invencion se refiere asimismo a un metodo para controlar la integridad de al menos una parte de una estructura estacionaria.
Antecedentes
Es bien conocido utilizar sensores acusticos para supervisar tubenas, por ejemplo, para observar una rotura de un cable o similar. Un ejemplo de tal sistema de supervision se describe, por ejemplo, en el documento US 6.082.193. Dicho sistema de supervision comprende una serie de sensores acusticos separados a lo largo de un cable y desplegados en una tubena de hormigon llena de fluido. Los sensores son supervisados para encontrar anomalfas acusticas, particularmente anomalfas resultantes de la rotura de un cable de refuerzo para el hormigon. La ubicacion de las roturas de cable se puede encontrar a partir de los datos recogidos.
En alta mar, se han aplicado asimismo sistemas de supervision acustica. El documento US 7.751.977 describe un sistema para evitar la colision entre un buque y una estructura artificial, en el que un sensor acustico esta conectado o dispuesto cerca de la estructura artificial. Los datos medidos por el sensor acustico se transmiten al buque de manera inalambrica.
El documento WO 03/100453 describe un sistema de supervision acustica con varios hidrofonos. Con la ayuda de mediciones acusticas el sistema puede descubrir desequilibrios, vibraciones y fugas. El documento US 2009/0132183 describe una tecnica para supervisar una tubena conectada operativamente a una fibra optica. La fibra optica puede, por ejemplo, combinar la observacion de la retrodispersion de Brillouin y el ruido coherente de Rayleigh.
El documento EP 2006 654 da a conocer varios metodos para la deteccion de fugas mediante sensores acusticos de tubenas de transmision y distribucion utilizando hidrofonos.
En muchas situaciones, los sistemas de sensores acusticos de la tecnica anterior funcionan bien. Sin embargo, en general, existe la necesidad de un sistema de supervision mejorado, para supervisar la integridad de una estructura estacionaria y, en particular para la supervision de la integridad de una estructura estacionaria que debe permanecer en su posicion a lo largo del tiempo, tal como varios anos.
El documento GB 2462096 A da a conocer un aparato para controlar un rascador en una tubena. El proceso de supervision se lleva a cabo mediante la instalacion de un portador de sensor que comprende una serie de sensores acusticos a lo largo de la tubena. Los sensores acusticos detectan las senales provocadas por el rascador o proporcionadas por un transductor de a bordo y transmiten las senales a un dispositivo de procesamiento de senales y a un dispositivo de interpretacion de datos para determinar informacion sobre el estado y el avance de la tubena en base a la firma acustica del rascador que esta pasando a traves de la tubena.
El documento CA 2270066 A1 da a conocer un detector de desprendimiento de rocas en las vfas del ferrocarril. El detector utiliza sensores que detectan vibraciones, por ejemplo, cuando una roca cae cerca de las vfas del ferrocarril, y se transmiten senales a una unidad de procesamiento de senales acusticas. No obstante, el detector incluye una biblioteca de senales acusticas en la que se almacenan senales procedentes de diferentes eventos. Cuando se recibe una senal acustica, se compara con las senales almacenadas en la librena de senales acusticas y, en caso de que la senal indique que se ha producido una situacion peligrosa, tal como un desprendimiento de rocas, se envfa una advertencia a un receptor relevante. El detector recibe senales procedentes de los sensores acusticos que indican que se ha producido un evento, las senales son procesadas en la unidad de procesamiento de senales acusticas, el cual, eventualmente, determinara la naturaleza del evento, y si dos o mas sensores detectan el evento y simultaneamente transmiten senales, tambien se puede determinar la posicion del evento.
El documento US 2007/0210929 da a conocer un metodo para mapear infraestructuras subterraneas, tales como tubenas. El metodo utiliza sensores inalambricos que estan situados en las proximidades de la infraestructura subterranea. El metodo se puede calcular la separacion relativa del equipo de construccion y la infraestructura subterranea utilizando datos de los sensores. El equipo de construccion puede comprender asimismo dispositivos inalambricos, tales como sensores de audio o sensores de movimiento, que se pueden utilizar para una advertencia temprana.
Divulgacion de la invencion
El objetivo de la invencion es proporcionar un sistema de supervision de integridad para la supervision de la integridad de al menos una parte de una estructura estacionaria, cuyo sistema de supervision de la integridad
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proporciona una elevada seguridad para la estructura estacionaria, y cuyo sistema de supervision de la integridad se puede proporcionar simultaneamente con un coste relativamente bajo en comparacion con su elevado efecto beneficioso.
El objetivo anterior se consigue mediante el sistema y metodo de las reivindicaciones independientes.
Otras ventajas de la invencion y de sus modos de realizacion quedaran claras a partir de las reivindicaciones dependientes, asf como a partir de la siguiente descripcion, ejemplos y dibujos.
Se debe hacer hincapie en que el termino "comprende / que comprende", cuando se usa en el presente documento, se debe interpretar como un termino abierto, es decir, se debe tomar para especificar la presencia de una caractenstica indicada espedficamente o de caractensticas indicadas espedficamente, tales como un elemento o elementos, una unidad o unidades, un numero entero o numeros enteros, un componente o componentes de etapa o etapas y combinacion o combinaciones de los mismos, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas caractensticas indicadas adicionales.
Todas las caractensticas de la invencion, incluyendo rangos y rangos preferentes, se pueden combinar de diversas maneras dentro del alcance de la invencion, a menos que existan razones espedficas para no combinar dichas caractensticas.
Una caractenstica principal del sistema de supervision de integridad de la invencion es que el sistema de supervision de integridad esta dispuesto o es capaz de obtener datos de al menos dos fuentes diferentes, y combinar y/o comparar dichos datos.
De este modo, la supervision de la integridad puede ser muy fiable de una manera muy sencilla.
Ademas, el sistema de supervision de la integridad se puede proporcionar y gestionar de una manera economicamente atractiva para supervisar al menos una parte de una estructura estacionaria.
El termino "estructura estacionaria" se usa en la presente memoria para significar cualquier estructura solida que en un estado no danado se mantiene en una posicion generalmente estacionaria sometida opcionalmente a movimientos limitados debido a influencias medioambientales naturales, por ejemplo, por viento y/o agua. Si, por ejemplo, la estructura estacionaria es una estructura submarina, los cambios en el fondo marino, por ejemplo, debido a desplazamientos en los sedimentos, por ejemplo, las dunas de arena pueden, en un ejemplo, provocar una inundacion libre de la estructura estacionaria, por ejemplo, cuando las vibraciones son inducidas por corrientes submarinas. A continuacion, se proporcionan otros ejemplos de estructuras estacionarias.
En lo que sigue, el termino "estructura estacionaria" comprende la totalidad o una parte de la estructura estacionaria, a menos que se indique espedficamente otra cosa.
El sistema de supervision de integridad de la invencion para supervisar la integridad de al menos una parte de una estructura estacionaria comprende al menos
- un sensor de vibracion,
- un ordenador,
- medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador; y
- medios para obtener y transmitir una posicion en funcion de los datos de tiempo.
Se debe observar que el sistema de supervision de integridad puede comprender elementos y/o funciones adicionales, tal como se describe a continuacion.
Ademas, se debe tener en cuenta que el ordenador puede estar integrado en cualquier otro elemento del sistema de supervision de la integridad; por ejemplo, el ordenador o una parte del mismo, pueden estar integrados con el sensor de vibracion. El ordenador puede ser cualquier tipo de dispositivo informatico o parte de un dispositivo. Un ordenador se define en la presente memoria como un dispositivo capaz de calcular datos. En otras palabras, el ordenador puede recibir datos y se puede programar para realizar calculos utilizando los datos recibidos. El ordenador puede ser una maquina programable que puede recibir datos de entrada, manipular los datos y proporcionar una salida en un formato util. Una memoria es habitualmente una parte integrada del ordenador o esta en comunicacion de datos con un ordenador. El ordenador funciona preferentemente utilizando un sistema operativo digital o sistemas operativos digitales y, preferentemente, utiliza tecnologfa de circuitos integrados y comprende microprocesadores. En la mayona de las situaciones, se prefiere que el ordenador sea o comprenda un PC o una parte del mismo en el que uno o mas elementos informaticos pueden estar incorporados en un elemento adicional o elementos adicionales del sistema, por ejemplo, estando integrados en dichos elemento adicional o elementos adicionales.
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"Datos" significa cualquier tipo de datos, pero en la mayona de las situaciones sera en forma de senal digital de datos o senal analogica de datos o una combinacion, por ejemplo, convertida utilizando una tarjeta grafica u otros elementos de conversion de datos.
"Posicion en funcion de los datos de tiempo" tambien se denominara "posicion (h)" y significa una posicion ffsica en un tiempo dado. La posicion puede estar en relacion con la estructura submarina o en coordenadas geograficas. El tiempo puede ser en forma de tiempo transcurrido desde un punto de partida conocido (por ejemplo, seleccionado) o puede ser en un tiempo estandar tal como el tiempo estandar nautico o UTC (Tiempo Universal Coordinado) u otras zonas horarias estandar.
“Supervision de integridad” significa que la supervision es al menos capaz de detectar si la parte de la estructura submarina que se va a supervisar esta gravemente danada, tal como un dano que obstaculice su funcionamiento ordinario. Preferentemente, la supervision de integridad es lo suficientemente sensible para supervisar incluso menos danos a la estructura submarina o incluso evitar danos mediante el parametro de supervision que indica un mayor riesgo de dano de la estructura submarina.
“Vibraciones" se debe entender en la presente memoria como vibraciones de cualquier longitud de onda, pero, en particular, vibraciones acusticas, que en la presente memoria se deben interpretar como ondas mecanicas en ifquidos y, opcionalmente, en solidos.
El sistema de supervision de integridad comprende al menos un sensor de vibracion para detectar la vibracion en funcion del tiempo, un ordenador, medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador, un medio para obtener y transmitir una posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo, que comprenden un transmisor hacia el ordenador cuando el objeto movil esta dentro de una distancia seleccionada a un sitio de supervision, en el que el sitio de supervision comprende la parte de la estructura estacionaria, y el sensor de vibracion esta dispuesto para detectar vibraciones como una funcion del tiempo dentro del sitio de supervision, el ordenador comprende hardware y software para comparar la vibracion en funcion de los datos de tiempo con la posicion en funcion de los datos de tiempo.
El objeto movil puede ser, en principio, cualquier tipo de objeto movil que comprenda un transmisor, de tal manera que su posicion en funcion de los datos de tiempo pueda ser transmitida al ordenador, directamente o a traves de uno o mas elementos, por ejemplo, que comprenden un satelite, Internet una o mas transmisiones inalambricas, elementos de posicion global u otros elementos de transmision. El objeto movil puede ser, por ejemplo, un vetnculo, un avion, una herramienta motorizada o un buque.
A continuacion, se proporcionan mas ejemplos.
En un modo de realizacion, la estructura estacionaria es una estructura sustancialmente fija, tal como una estructura aplicada de manera estacionaria y/o depositada sobre el suelo y/o sobre el fondo marino y/o enterrada y/o una estructura estacionaria en forma de zanja.
"Sustancialmente fija" significa que la estructura estacionaria no esta sometida activamente a movimientos, es decir, no esta conectada o comprende una unidad motorizada. Preferentemente, la estructura submarina sustancialmente fija no esta sometida a movimientos que exceden una distancia de aproximadamente ±20 m, mas preferentemente la estructura submarina sustancialmente fija no esta sometida a movimientos que exceden una distancia de aproximadamente ±10 m, incluso mas preferentemente la estructura submarina sustancialmente fija esta sometida como maximo a movimientos de hasta una distancia de aproximadamente ±5 m. La fijacion se puede proporcionar mediante un anclaje o una estructura de anclaje, uno o mas sistemas de pernos / tuercas u otros elementos de fijacion que limitan u obstruyen los movimientos de la estructura estacionaria.
En un ejemplo, la estructura sustancialmente fija esta sometida a un movimiento pasivo proporcionado por influencias no estructuradas del entorno, por ejemplo, proporcionadp por la influencia del viento o el agua directa o indirectamente.
En un modo de realizacion en el que la estructura estacionaria es una estructura sustancialmente fija, la estructura se aplica de manera estacionaria como una estructura submarina depositada sobre el fondo marino o enterrada y/o una estructura submarina en una zanja o como una estructura no submarina enterrada.
Por "estructura submarina" se entiende en la presente memoria una estructura o la parte de una estructura que esta dispuesta por debajo de la superficie del mar, de modo que al menos la parte de la estructura submarina cuya integridad se va a supervisar se aplica por debajo de la superficie del mar.
Por "estructura no submarina" se entiende en la presente memoria una estructura o la parte de una estructura que no es una estructura submarina tal como se ha definido anteriormente, de manera que al menos la parte de la estructura no submarina cuya integridad se va a supervisar se aplica por encima de la superficie del mar.
Por lo tanto, una estructura estacionaria puede comprender tanto una estructura submarina como una estructura no submarina si una parte de la estructura estacionaria cuya integridad se va a supervisar esta por encima de la
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superficie del mar y otra parte de la estructura estacionaria cuya integridad se va a supervisar esta por debajo de la superficie del mar.
El termino "en zanja "se utiliza para especificar que la estructura submarina se aplica en una zanja, pero no totalmente cubierta con sedimento. El termino "enterrado" se utiliza para especificar que la estructura estacionaria, por ejemplo, la estructura submarina, esta completamente cubierta con sedimentos, arena, piedra, hormigon y/o asfalto.
El termino "sedimento" significa cualquier material solido que ha sido o esta siendo transportado y depositado. El termino "material de cobertura" es un nombre comun para el material que cubre o puede cubrir la estructura estacionaria, e incluye sedimentos, arena, piedra, hormigon y/o asfalto.
Para obtener un beneficio sustancial de aplicar un sistema de supervision de integridad de la invencion, la estructura estacionaria puede ser preferentemente una estructura que este al menos parcialmente en riesgo de ser danada por un objeto movil o una parte de la misma o una parte conectada o movil con el objeto movil. Ademas, la estructura estacionaria puede estar oculta total o parcialmente de la supervision visual, o puede tener al menos una dimension grande que puede hacer diffcil o costoso supervisarla visualmente.
En un ejemplo, la estructura estacionaria es una estructura alargada con una dimension de longitud que esta en al menos aproximadamente 100 veces su dimension mayor determinada perpendicular a su dimension de longitud. La estructura estacionaria puede tener preferentemente una longitud de al menos aproximadamente 10 m, tal como al menos aproximadamente 100 m.
El sistema de supervision de integridad es particularmente beneficioso en la situacion en la que la estructura estacionaria es o comprende un cable, una tubena y/o una fibra optica. Los cables, tubenas, fibras opticas y combinaciones de los mismos son a menudo bastante largos, diffciles o costosos de supervisar visualmente y pueden, en muchas situaciones, ser danados por piezas moviles tales como objetos en movimiento o una parte de los mismos o una parte conectada o movil con el objeto movil. El sistema de supervision de integridad de la invencion proporciona, en particular, una solucion beneficiosa para la supervision de cables, tubenas, fibras opticas y/o combinaciones o partes de los mismos.
En un modo de realizacion, la estructura estacionaria opcionalmente es o comprende un haz de cables.
Un haz de cables consiste en dos o mas tipos diferentes de cables, tubenas y/o fibras. pueden estar mas o menos integrados entre sf, por ejemplo, estar unidos entre sf al menos en dos o mas posiciones a lo largo de su longitud, o bien pueden estar completamente integrados, por ejemplo, en un conducto, una capa de cobertura externa umbilical o similar.
En un ejemplo en el que la estructura estacionaria es una estructura submarina, la estructura submarina es una lmea de flujo aplicada en una direccion sustancialmente horizontal.
En un ejemplo en el que la estructura estacionaria es una estructura submarina, la estructura submarina es un elevador aplicado en una direccion sustancialmente vertical.
Dichas estructuras submarinas son bien conocidas en la tecnica y no se describiran con mas detalle en la presente memoria.
En un ejemplo, la estructura estacionaria es una estructura estacionaria de transferencia, tal como una estructura estacionaria capaz de transmitir energfa y/u ondas electromagneticas y/o una estructura estacionaria capaz de transportar un medio fluido tal como un fluido, por ejemplo, un fluido hidrocarbonado y/o agua.
Por ondas electromagneticas se entiende una radiacion electromagnetica con cualquier frecuencia de onda u ondas. Las ondas electromagneticas pueden ser, por ejemplo, ondas de radio, microondas, radiacion infrarroja, luz visible, radiacion ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Las ondas electromagneticas pueden tener, preferentemente, longitudes de onda de aproximadamente 10 nm o mas. Para fibras opticas, la longitud de onda sera normalmente de aproximadamente 10 nm hasta aproximadamente 2000 nm, y preferentemente en el rango de 400 nm a 1600 nm. En un ejemplo, la longitud de onda puede ser preferentemente ondas de radio (de aproximadamente 1 m y mas) o microondas (de aproximadamente 1 m hasta aproximadamente 1 mm).
La supervision de la integridad de una estructura estacionaria de transferencia proporciona una seguridad importante y puede incluso resultar en la prevencion de danos debidos a fugas y derrames de hidrocarburos, y/o perdida de suministro de gas, agua o energfa que puede ser costosa, por ejemplo, a fabricas, hospitales y otros, y/o provocar molestias a los hogares ordinarios. Debido al sistema de supervision de integridad de la invencion se pueden predecir danos y la estructura estacionaria de transferencia puede ser cerrada y/o sustituida antes de una explosion total de la estructura estacionaria de transferencia.
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El sistema de supervision de la integridad puede, en un ejemplo, proporcionar la opcion de reparar una estructura estacionaria de transferencia ligeramente danada para impedir su explosion y, de este modo, prolongar el tiempo de vida de la estructura estacionaria de transferencia.
En un modo de realizacion, la estructura estacionaria comprende un cable, tal como un cable de senal y/o de transmision de energfa, seleccionado preferentemente de un cable electrico de alimentacion de alta tension (por encima de aproximadamente 72 kV, por ejemplo, hasta aproximadamente 550 kV o incluso mayor), un cable electrico de alimentacion de media tension (aproximadamente 10 a 72 kkV), un cable conductor superconductor, un cable de fibra optica y/o un cable de comunicacion.
En un modo de realizacion, la estructura estacionaria comprende una tubena, tal como una tubena para transportar fluidos, tal como agua, gas y/o hidrocarburos, por ejemplo, crudo. De acuerdo con ello, se puede proporcionar la prevencion del derrame de fluidos como resultado del sistema de supervision de integridad de la invencion.
El sensor de vibracion puede ser, en principio, cualquier tipo de sensor que tenga una sensibilidad suficiente para detectar vibraciones, para proporcionar una supervision de integridad de la estructura estacionaria o de la parte de la misma que se va a supervisar. Los sensores de vibracion son generalmente conocidos por un experto en la tecnica, y el experto en la tecnica podra encontrar un sensor o sensores de vibracion adecuados para un sistema de supervision de integridad dado, por ejemplo, poniendose en contacto con un productor de sensores de vibracion.
En la seleccion de los sensores de vibracion, el experto puede considerar, por ejemplo, la sensibilidad del sensor de vibracion, por ejemplo, para diferentes tipos de vibraciones / ruido, el coste del sensor de vibracion, el tiempo de vida previsto del sensor de vibracion, la precision del sensor de vibracion, asf como el tamano del mismo y las posibles maneras de obtener la salida del sensor de vibracion.
A continuacion, se proporcionan ejemplos de sensores preferentes, por ejemplo, para aplicaciones dadas del sistema de supervision de integridad.
En un modo de realizacion, el sensor de vibracion es un sensor acustico. Los sensores acusticos son generalmente conocidos en la tecnica y se utilizan para muchas aplicaciones diferentes. El sensor de vibracion puede comprender preferentemente un microfono, un hidrofono, un sismometro y/o un sensor acustico de fibra optica.
En un ejemplo, el sensor de vibracion funciona de manera continua y se puede obtener una senal de salida de manera continua a lo largo del tiempo. Muchos tipos de sensores de vibracion son adecuados para dicho funcionamiento continuo, pero se pueden aplicar asimismo para funcionar a intervalos predeterminados, tras el impacto y/o vibraciones por encima de cierto nivel de db seleccionado.
En un ejemplo, el sensor de vibracion funciona a intervalos predeterminados.
En un ejemplo, el sistema de supervision de integridad comprende una funcion para regular el funcionamiento del sensor de vibracion.
La funcion de regulacion puede ser, por ejemplo, un mecanismo de regulacion automatico, semiautomatico o regulable aplicado para regular la actividad y/o la sensibilidad del sensor de vibracion.
Para ahorrar energfa (por ejemplo, potencia de la batena), la funcion de regulacion puede ser regulada automaticamente, en un ejemplo, en relacion con la actividad. Sin embargo, en la mayona de las situaciones, un modo de ahorro de energfa no tendna mucho sentido, es decir, en situaciones en las que todos los componentes activos se colocan en tierra y no existe ningun sistema basado en batenas. Generalmente, la cantidad de energfa necesaria es relativamente baja, incluso sin un modo de ahorro de energfa.
En un ejemplo, la funcion de regulacion es un mecanismo de regulacion automatica o semiautomatica, que regula la sensibilidad del sensor de vibracion. Generalmente, el ruido en el entorno alrededor de la estructura estacionaria y tambien dentro del sitio de supervision no sera constante a lo largo del tiempo y no sera homogeneo en la totalidad de la estructura estacionaria. Para tener una sensibilidad adecuada, por lo tanto, resulta beneficioso que el sensor de vibracion comprenda un mecanismo de regulacion automatico o semiautomatico para filtrar el ruido. El mecanismo de regulacion automatica o semiautomatica puede comprender, por ejemplo, un control de ganancia dependiente del rango y del tiempo para tener en cuenta los cambios en los niveles del ruido de fondo a lo largo de la estructura estacionaria y/o en el tiempo.
Para aumentar la seguridad, el sistema de supervision de integridad puede comprender, en un ejemplo, uno o mas sensores de vibracion redundantes. Dicho / dichos uno o mas sensores de vibracion redundantes pueden ser aplicados para sustituir sensores de vibracion de mal funcionamiento y/o para probar sensores de vibracion activos, por ejemplo, para calibrar un sensor de vibracion activo. El sensor o los sensores redundantes pueden ser iguales o diferentes del sensor o los sensores de vibracion que se supone que se reemplazan y/o prueban. Generalmente, es mas sencillo si el o los sensores redundantes se seleccionan para ser sustancialmente iguales o al menos de tipo similar al sensor o a los sensores de vibracion a los que el sensor o los sensores redundante o redundantes se supone que van a sustituir y/o probar. En un ejemplo, el sensor o los sensores redundantes se selecciona o
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seleccionan para ser de una calidad inferior a la del sensor o sensores de vibracion a los que el sensor o sensores redundante o redundantes se supone que van a sustituir, y estan adaptados simplemente para ser utilizados mientras que el sensor o los sensores de vibracion original u originales esta siendo sustituido o estan siendo sustituidos.
El sensor o sensores redundantes se pueden colocar preferentemente de manera inmediatamente contigua al sensor o sensores de vibracion para cuya sustitucion o prueba estan adaptados.
En un ejemplo, el o los sensores redundantes esta situado o estan situados a una distancia del sensor o los sensores de vibracion para cuya sustitucion o prueba estan adaptados. Si, por ejemplo, el sensor de vibracion es un sensor de vibracion integrado, el sensor de vibracion redundante puede ser un sensor de vibracion no integrado.
En principio, el sensor de vibracion se puede colocar en cualquier parte en relacion con la estructura estacionaria, siempre que sea capaz de detectar vibraciones dentro del sitio de supervision que comprende al menos la parte de la estructura estacionaria a supervisar. El lugar optimo para el o los sensores de vibracion depende en gran medida del tipo de estructura estacionaria que se va a supervisar y del lugar donde se llevara a cabo la supervision. Ademas, algunas disposiciones del sensor o los sensores de vibracion han demostrado proporcionar beneficios adicionales, tal como se explicara mas adelante.
En un ejemplo, el sistema comprende un sensor de vibracion que esta dispuesto en contacto directo con la estructura estacionaria para supervisar las vibraciones de la propia estructura estacionaria. En entornos relativamente ruidosos puede ser muy beneficioso disponer el sensor de vibracion en contacto directo con la estructura estacionaria para supervisar las vibraciones de la propia estructura estacionaria. Por ello, puede ser mas sencillo filtrar para eliminar el ruido y se puede obtener una supervision mas correcta de la integridad de la estructura estacionaria. Ademas, en situaciones en las que el sensor de vibracion puede estar muy expuesto a danos, el sensor de vibracion puede estar protegido estando en contacto directo, por ejemplo, estando integrado en la estructura estacionaria.
En un ejemplo, el sistema comprende un sensor de vibracion que esta dispuesto para no estar en contacto directo con la estructura estacionaria. Dicho ejemplo puede tener el beneficio adicional de que se puede obtener una determinacion muy exacta entre la estructura estacionaria y el objeto movil. Por ejemplo, el sistema de supervision de integridad puede estar dispuesto para activar una alarma si un objeto movil pasa al lado de un sensor de vibracion. Si, por ejemplo, la estructura estacionaria es una tubena de agua enterrada y el sensor esta enterrado por encima de, por ejemplo, 10 cm por encima de la tubena de agua, y el objeto movil es una herramienta de perforacion, se puede emitir una advertencia si el taladro en funcionamiento se acerca demasiado a la tubena de agua, evitando a la vez las falsas advertencias simplemente porque la herramienta de perforacion esta cerca de la tubena de agua.
En un modo de realizacion, el sensor de vibracion comprende al menos un hidrofono, tal como un hidrofono electrico convencional o un hidrofono laser de fibra. Esto es beneficioso, en particular, en una situacion en la que el sensor de vibracion funcione en un entorno mojado o humedo, por ejemplo, en un entorno de alta mar.
En particular, se aplicara un hidrofono para sistemas de alta mar en los que la estructura estacionaria es una estructura submarina. Un hidrofono es un sensor puntual.
Dichos sensores son bien conocidos en la tecnica y no se describiran con mas detalle en la presente memoria. En un ejemplo, el hidrofono es un hidrofono laser de fibra. Dicho hidrofono laser de fibra permite un cable de senal optica (conexion) muy largo. Pero sigue siendo un sensor puntual. Ejemplos de hidrofonos utiles se describen en las patentes US 5.227.624, US 4.536.861, US 4.841.192, US 4.958.329 y US 5.136.549.
En un modo de realizacion, el sensor de vibracion es un sensor de vibracion distribuido.
Un sensor distribuido tal como un sensor de fibra proporciona la ventaja de que un rango grande, por ejemplo, tal como 1 km o mas, por ejemplo, incluso hasta varios cientos de kilometros, tal como 5 a 100 km o 10 a 50 km puede ser supervisado con un solo sensor.
Por consiguiente, un sensor de vibracion distribuido es muy beneficioso para utilizar en el sistema de supervision de la integridad en la situacion en la que la estructura estacionaria a supervisar es relativamente grande. Sin embargo, el procesamiento de los datos obtenidos por un sensor de vibracion distribuido puede necesitar una programacion compleja del ordenador. Sin embargo, el software para dicho procesamiento de datos esta disponible y puede ser elegido por una persona experta -sin cargas excesivas-. A menudo, el software necesario para un determinado sensor de vibracion distribuido se vende junto con el sensor de vibracion distribuido.
En un modo de realizacion, el sensor de vibracion comprende un sensor de fibra optica, el sensor de fibra optica esta dispuesto preferentemente para funcionar por efecto de una retrodispersion, tal como Retrodispersion de Brillouin, Retrodispersion de Raman o Retrodispersion de Rayleigh.
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En un ejemplo, el sensor optico funciona utilizando las propiedades de polarizacion de la fibra optica, preferentemente de tal manera que las propiedades de polarizacion de la senal retrodispersada se utilizan para detectar deformaciones, si es que existen (por ejemplo, por ondas acusticas) de la fibra.
En un ejemplo, el sensor de vibracion comprende un sensor Fibre Bragg Gratings (FBG).
Todos los tipos de sensores de vibracion anteriormente mencionados son bien conocidos en la tecnica. Los medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador pueden ser cualquier tipo de medios que pueden o no estar integrados en cualquiera de los elementos / objetos del sistema de supervision de integridad, o que pueden proporcionados total o parcialmente por un elemento externo, tal como Internet. Hoy en dfa es bien sabido que los datos pueden ser transmitidos de una serie de maneras diferentes, incluyendo medios de transmision digital.
En un ejemplo, el sensor de vibracion esta integrado con o directamente conectado a los medios de transmision. El sensor de vibracion puede estar conectado, por ejemplo, directamente al ordenador y el medio de transmision esta provisto por la conexion directa, y/o el sensor de vibracion comprende un transmisor Bluetooth o un transmisor de largo alcance. En este ejemplo, el sensor de vibracion puede ser preferentemente un sensor de fibra optica.
En un ejemplo, el ordenador no esta conectado directamente al sensor de vibracion. En dicho ejemplo, el ordenador es opcionalmente un ordenador remoto dispuesto a una distancia del sensor de vibracion, cuya distancia en principio puede ser cualquier distancia. En un modo de realizacion, el ordenador es un ordenador remoto dispuesto a una distancia del sensor de vibracion que es al menos aproximadamente 1 m, tal como al menos aproximadamente 5 m, tal como al menos aproximadamente 100 m, tal como hasta aproximadamente 100 km o incluso mas.
El ordenador puede ser, por ejemplo, un ordenador central de supervision de integridad que conecta varios sistemas de supervision de la integridad en los que al menos uno del sistema de supervision de integridad es de acuerdo con la presente invencion. Por ello, es posible proporcionar un sistema de supervision de integridad centralizado de muchas estructuras estacionarias situadas en cualquier parte del mundo. En dicho modo de realizacion, se prefiere que los medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador comprendan preferentemente transmitir datos a traves de Internet.
En un ejemplo, el ordenador esta conectado directamente al sensor de vibracion y el sensor de vibracion es un sensor de vibracion de fibra y la conexion directa proporciona al menos una parte de los medios de transmision.
En un ejemplo, los medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador comprenden una transmision inalambrica y/o una transmision a traves de una fibra optica y/o una comunicacion a traves de la red electrica (PLC - Power Line Communication, en ingles), la transmision inalambrica puede ser, por ejemplo, una transmision de radio o de frecuencia de microondas que comprende tanto transmisiones de largo alcance como transmisiones de corto alcance (Bluetooth).
En un ejemplo, los medios para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador comprenden un medio de grabacion. En dicho ejemplo, los datos de vibracion transmitidos comprenden la vibracion en funcion del tiempo y la vibracion en funcion de los datos de tiempo se retrasa, por ejemplo, con un tiempo de retardo de aproximadamente 10 minutos hasta aproximadamente 30 dfas, tal como de aproximadamente 1 hora hasta aproximadamente 24 horas.
En el ejemplo anterior, en el que los medios para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador comprenden un medio de grabacion, el sistema de supervision de integridad puede funcionar registrando la vibracion en funcion del tiempo y transmitiendo los datos grabados al ordenador por radio, sin cable con un retardo de tiempo. En un ejemplo, el sistema de supervision de integridad funciona grabando la vibracion en funcion del tiempo en un primer medio de grabacion durante un cierto penodo de tiempo, finalizando la grabacion en el primer medio de grabacion y transmitiendo los datos grabados al ordenador, por ejemplo, de manera inalambrica o, por ejemplo, conectando ffsicamente el primer medio de grabacion (que puede ser un medio de grabacion movil) al ordenador. El sistema puede ser operado de tal manera que la transmision de los datos grabados sobre el primer medio de grabacion al ordenador esta condicionada a la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo transmitida al ordenador y/o al posible mal funcionamiento / dano observado en la estructura estacionaria. En el momento o solapandose con el tiempo de finalizacion de la grabacion en un primer medio de grabacion, se puede iniciar la grabacion en otro medio de grabacion para obtener una grabacion completa.
De esa manera no todos los datos de vibracion necesitan ser transmitidos al ordenador, sino que los datos de vibracion se pueden examinar posteriormente, por ejemplo, en caso de incidentes anteriores, por ejemplo, el dano a la estructura estacionaria o los datos de vibracion se pueden comprobar en una etapa posterior por otras razones.
Los medios de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador pueden estar dispuestos para transmitir la vibracion en funcion de los datos de tiempo, en particular si los datos de vibracion se transmiten con un retardo. Sin embargo, los datos de vibracion pueden ser transmitidos alternativamente sin datos de tiempo. En esta ultima situacion el tiempo conectado a los respectivos datos de vibracion es generado por
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el ordenador. Esto puede ser beneficioso en particular si los datos de vibracion se transmiten sin retardo, o si la magnitud del retardo se conoce, por ejemplo, si es un retardo de tiempo constante.
En un ejemplo, el sistema de supervision de integridad comprende un medio de grabacion para registrar los datos transmitidos de vibracion en funcion del tiempo. Esta grabacion se puede utilizar para estadfsticas de calibracion y/o para un examen posterior de un incidente.
El medio para obtener y transmitir la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo puede comprender cualquier medio y combinaciones de los mismos. Tal como se ha mencionado anteriormente, la transmision de datos, en particular en forma digital o analogica, es bien conocida y una persona experta puede aplicar una gran cantidad de sistemas / metodos sin carga excesiva, sino simplemente utilizando una habilidad ordinaria.
Generalmente se desea que el medio para obtener y transmitir la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo que comprenden un transmisor, comprenden medios de transmision inalambricos.
En un modo de realizacion, el medio para obtener y transmitir la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo comprende un receptor capaz de recibir la posicion en funcion de los datos de tiempo directamente desde el transmisor (por ejemplo, utilizando un transmisor VHF) del objeto movil, mediante transmision por Internet, via satelite y/o via y/o a traves de una antena externa. El receptor puede ser opcionalmente una parte integrada del ordenador o estar en comunicacion inalambrica o de fibra optica con el ordenador.
En un ejemplo, el medio para obtener y transmitir la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo comprende un medio de grabacion. En este ejemplo la posicion transmitida en funcion de los datos de tiempo se retrasa, por ejemplo, con un tiempo de retardo de aproximadamente 10 minutos hasta aproximadamente 30 dfas, tal como de aproximadamente 1 hora hasta aproximadamente 24 horas.
En el ejemplo anterior, en el que el medio para obtener y transmitir al ordenador la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo comprende un medio de grabacion, el sistema de supervision de integridad puede funcionar grabando la posicion de un objeto movil en funcion del tiempo y transmitiendo los datos grabados al ordenador por via inalambrica con un retardo de tiempo.
En un ejemplo, el sistema de supervision de integridad funciona grabando la posicion en funcion del tiempo en un primer medio de grabacion durante un cierto penodo de tiempo, finalizando la grabacion en el primer medio de grabacion y transmitiendo los datos grabados al ordenador, por ejemplo, de manera inalambrica o, por ejemplo, conectando ffsicamente el primer medio de grabacion (que puede ser un medio de grabacion movil) al ordenador. El sistema puede funcionar de tal manera que la transmision al ordenador de los datos grabados sobre el primer medio de grabacion este condicionada a la vibracion en funcion de los datos de tiempo transmitida al ordenador y/o al posible mal funcionamiento / dano observado en la estructura estacionaria. En ese momento o superponiendose con el tiempo de finalizacion de la grabacion en un primer medio de grabacion, se puede iniciar la grabacion en otro medio de grabacion para obtener una grabacion completa.
De esta manera no todas las posiciones del objeto movil en funcion del tiempo necesitan ser transmitidas al ordenador, sino que la posicion en funcion de los datos de tiempo se puede examinar posteriormente para examinar los incidentes anteriores.
En un ejemplo, el sistema de supervision de integridad comprende un medio de grabacion para grabar la posicion transmitida en funcion de los datos de tiempo. Esta grabacion se puede utilizar para estadfsticas de calibracion y/o para un examen posterior de un incidente.
El ordenador comprende hardware y software que comprende al menos un procesador para comparar la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo, de tal manera que se puede estimar al menos si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion en un momento dado eran o comprendfan vibraciones provocadas por un objeto movil, tal como un buque.
Hardware significa en este contexto el medio ffsico del ordenador, y software significa programas informaticos. Tal como se ha mencionado anteriormente, el hardware o partes del mismo pueden estar integrados en otras partes del sistema de supervision de integridad, tal como en el sensor de vibracion. El software que se utilizara en el sistema de supervision de integridad puede ser un software bien conocido aplicado para recoger los diversos datos, comparar la vibracion en funcion de los datos de tiempo con la posicion en funcion de los datos de tiempo y, preferentemente, proporcionar una salida del resultado, por ejemplo, en una pantalla, un monitor y/o a traves de una impresora.
En un ejemplo, el ordenador comprende o esta en comunicacion de datos con un monitor y/o una impresora para visualizar los datos recibidos, y el resultado de la comparacion de los datos de vibracion con la posicion en funcion de los datos de tiempo.
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Tal como se ha mencionado anteriormente, el sistema de supervision de integridad puede comprender una serie de sensores de vibracion que pueden ser identicos o diferentes entre st
El sensor de vibracion y, opcionalmente el software para el sensor de vibracion, se pueden seleccionar preferentemente de modo que el sistema de supervision de integridad sea capaz de determinar la direccion de una vibracion con respecto al sensor de vibracion y/o con relacion a la estructura estacionaria.
En un modo de realizacion, el sistema de supervision de integridad comprende al menos un sensor de vibracion de fibra optica en forma de un sensor distribuido o cuasi distribuido. Un sensor cuasi distribuido se debe entender como un sensor que no es un sensor distribuido, pero que se puede aplicar para proporcionar una salida de deteccion como si se tratara de un sensor distribuido.
El sensor de vibracion de fibra optica y/o el ordenador pueden, en un modo de realizacion, estar adaptados para obtener, y opcionalmente procesar, senales de salida de una serie de secciones N de longitud seleccionadas del sensor de vibracion de fibra optica, cada una de las secciones N seleccionadas preferentemente tiene una longitud de al menos aproximadamente 1 m, tal como hasta aproximadamente 50 m, tal como de aproximadamente 1 m hasta aproximadamente 10 m, la longitud de las secciones respectivas es preferentemente sustancialmente igual.
En el modo de realizacion anterior, la serie de secciones N de longitud seleccionadas del sensor de vibracion de fibra optica puede estar dispuesta, por ejemplo, de forma sustancialmente sistematica a lo largo de la longitud del sensor de vibracion de fibra optica, simplificando con ello el proceso de calculo para obtener los datos de vibracion distribuidos. Las secciones N de longitud pueden ser secciones superpuestas, secciones inmediatamente contiguas o secciones con una distancia unas de otras.
En un modo de realizacion, el sistema comprende una serie de sensores, por ejemplo, en forma de un conjunto de sensores discretos o en forma de un sensor de fibra distribuido o cuasi distribuido. El ordenador puede estar adaptado preferentemente para obtener y procesar los datos de vibracion del conjunto de sensores. En un modo de realizacion preferente, el ordenador comprende un software para determinar una direccion, una distancia y/o una velocidad de un objeto emisor de vibraciones, en el que el objeto emisor de vibraciones es opcionalmente el objeto movil.
En un modo de realizacion preferente, el sistema de supervision de integridad esta dispuesto para realizar una funcion de formacion de haz sobre los datos de vibracion del conjunto de sensores o del sensor distribuido o cuasi distribuido.
En un modo de realizacion se desea que el sistema de supervision de integridad este dispuesto para realizar una funcion de formacion de haz, es decir, se puede calcular una direccion de la vibracion (sonido) que permita la estimacion de direccion de una onda sonora entrante.
Los conjuntos de sensores y los metodos de calculo (software) son bien conocidos en la tecnica y se pueden encontrar descripciones adicionales en los documentos US 7.415.117 y US 7.369.459. La funcion de formacion de haz puede comprender un calculo basado en un metodo de soporte cruzado. Se puede encontrar mas informacion y ejemplos sobre como realizar y optimizar el procesamiento los conjuntos, por ejemplo, en "Optimum Array Processing (Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part IV)" de Harry L. Van Trees (ISBN 0-471-09390-4).
De acuerdo con la invencion, el sistema de supervision de integridad comprende un medio para obtener y transmitir al ordenador la posicion de un objeto movil en funcion de los datos de tiempo cuando el objeto movil comprende un transmisor y esta dentro de una distancia seleccionada hasta un sitio de supervision, en el que el sitio de supervision comprende la parte de la estructura estacionaria a supervisar. El sitio de supervision es preferentemente el sitio que se desea supervisar y, para simplificar el sistema, el sitio de supervision se puede seleccionar preferentemente para ser identico al sitio ocupado por la parte de la estructura estacionaria a supervisar. Si varias estructuras estacionarias han de ser supervisadas por un sistema de supervision de integridad, el sitio de supervision se selecciona preferentemente para ser el sitio mas pequeno que comprenda todas las estructuras estacionarias a supervisar.
La distancia seleccionada hasta el sitio de supervision puede ser una distancia en algunas direcciones o en todas las direcciones. Si, por ejemplo, la estructura estacionaria es una estructura estacionaria enterrada, la distancia seleccionada no necesita comprender una distancia seleccionada debajo de la estructura estacionaria, ya que es muy improbable que un objeto movil se acerque a la estructura estacionaria desde debajo de la estructura estacionaria enterrada.
Ademas, la distancia seleccionada no tiene que ser la misma en todas las direcciones, sino que puede variar, por ejemplo, de modo que la distancia seleccionada en la direccion horizontal sea mayor que la distancia seleccionada en la direccion vertical. La seleccion de la distancia se realiza preferentemente en relacion con el riesgo de dano de los objetos moviles o elementos relacionados / conectados.
El sistema esta dispuesto de tal manera que cuando un objeto movil que comprende un transmisor esta dentro de la distancia seleccionada, se puede obtener y transmitir al ordenador la posicion del objeto movil en funcion de datos
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de tiempo. Mientras que el objeto movil no este dentro de la distancia seleccionada, la posicion en funcion de los datos de tiempo puede no tenerse en cuenta y no puede ser obtenida y/o transmitida al ordenador. Por ello, la posicion no relevante en funcion de los datos de tiempo puede ser ignorada por el sistema.
Se debe observar que la distancia seleccionada puede ser seleccionada tan grande que se transmiten al ordenador un gran numero de posiciones irrelevantes en funcion de datos de tiempo. En esta situacion se desea que el ordenador comprenda un software para ordenar la posicion en funcion de los datos de tiempo.
El sistema de supervision de integridad de la invencion puede ser un sistema de supervision de la integridad en tierra o un sistema de supervision de la integridad en alta mar. Tal como debe estar claro para el experto en la tecnica, la parte seleccionada detallada del sistema de supervision de la integridad en tierra y el sistema de supervision de la integridad en alta mar se puede seleccionar preferentemente en relacion con el tipo de sistema y en relacion a si se debe o no aplicar en agua.
En un modo de realizacion preferente el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en alta mar, y la estructura estacionaria es una estructura submarina y el objeto movil es un buque.
El termino "buque" se utiliza en la presente memoria para designar cualquier tipo de buque de navegacion, barco o submarino capaz de cruzar y/o capaz de navegar sobre el oceano, los canales, y/o en nos. En un ejemplo, los buques comprenden al menos todos los buques de mas de 300 t. En un ejemplo, los buques comprenden al menos todos los buques de mas de 40 t, tales como barcos de pesca de, por ejemplo, 25 a 100 m de longitud, incluyendo arrastreros.
La estructura submarina puede ser, por ejemplo, cualquiera de la estructura estacionaria mencionada anteriormente que se aplica en alta mar.
En un ejemplo, la estructura submarina es un elevador que se extiende en direccion sustancialmente vertical en al menos una seccion de la estructura submarina. Se debe considerar una "direccion sustancialmente vertical" en relacion con la superficie del mar en aguas tranquilas y significa, en general, que el elevador no se aplica sobre el fondo marino, en una zanja y/o enterrado, y que no se aplica esencialmente perpendicular a la superficie del mar. En un ejemplo, el elevador se extiende desde el fondo marino hasta una estacion de la superficie marina tal como un barco o una plataforma.
En un ejemplo, la estructura submarina comprende un cable flexible y/o un tubo flexible dispuesto sobre el fondo marino, en una zanja y/o enterrado.
En el sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion, el medio para obtener y transmitir al ordenador la posicion en funcion de los datos de tiempo puede comprender preferentemente la obtencion de datos de un Sistema de Identificacion Automatica (AIS - Automatic Identification System, en ingles), los datos son obtenidos directamente desde el transmisor del buque, a traves de transmision por Internet, a traves de un servicio de trafico de buques (VTS - Vessel Traffic Service, en ingles) y/o a traves de una antena externa, siendo el transmisor del buque un transpondedor.
El AIS es un sistema internacional de rastreo de buques. A partir de diciembre de 2004, la Organizacion Mantima Internacional (IMO - International Maritime Organization, en ingles) exige que todos los buques de mas de 300 t lleven un transpondedor AIS a bordo, que transmite su posicion, velocidad y rumbo, entre otra informacion estatica, tal como la identificacion del buque, dimensiones y detalles del viaje.
El proposito de AIS era inicialmente ayudar a los buques a evitar colisiones, asf como ayudar a las autoridades portuarias a controlar mejor el trafico mantimo. Generalmente, los transpondedores AIS aceptados a bordo de los buques comprenden un sistema de localizacion, tal como el receptor LORAN-C o GPS (Sistema de Localizacion Global - Global Positioning System, en ingles), que recoge los detalles de posicion y de movimiento, y un transmisor VHF que transmite dicha informacion y pone estos datos a disposicion del dominio publico. Los transpondedores AIS pueden estar ademas integrados con otros sensores electronicos de navegacion, tales como un giroscopio o un indicador de velocidad angular de evolucion. Otros buques o estaciones base pueden recibir esta informacion, procesarla mediante el uso de un software simple y mostrar las ubicaciones de los buques en un trazador de graficos o en un ordenador. Los datos de posicion del AIS estan disponibles en Internet a traves de muchos sistemas de informacion geografica gubernamentales, asf como operados de manera privada, tal como www.marinetraffic.com,www.vesseltracker.com,
www.vtexplorer.com y
www.shiptracking.eu.
"Un servicio de trafico de buques (VTS - Vessel Traffic Service, en ingles)" es un sistema de supervision de trafico mantimo establecido por los puertos o las autoridades portuarias. El proposito de VTS es mejorar la seguridad y la eficacia de la navegacion, la seguridad de la vida en el mar y la proteccion del medio marino en las zonas alrededor de los muelles y puertos. VTS se rige por la regla 12 del capttulo V del Convenio SOLAS, junto con las Directrices para los Servicios de Trafico de Buques (Resolucion IMO A. 857 (20)) adoptadas por la Organizacion Mantima Internacional el 27 de noviembre de 1997.
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Un VTS tendra normalmente una imagen completa del trafico, lo que significa que todos los factores que influyen en el trafico, asf como informacion sobre todos los buques participates y sus intenciones estan facilmente disponibles. Mediante la imagen del trafico, las situaciones que se estan desarrollando pueden ser evaluadas y respondidas a continuacion. En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en alta mar, la posicion en funcion de datos de tiempo se obtiene a traves de Internet al ordenador.
En un modo de realizacion, el sitio de supervision se selecciona para que sea sustancialmente identico al sitio ocupado por la parte de la estructura submarina que se va a supervisar.
En un ejemplo, el sitio de supervision se selecciona para ser un area alargada con una anchura de hasta aproximadamente 100 m, tal como hasta aproximadamente 10 m en la direccion horizontal y perpendicular a la direccion global de la estructura submarina, y una altura suficiente para comprender la estructura submarina. La direccion global de la estructura submarina es la direccion de la longitud de la estructura submarina ignorando pequenas curvas a lo largo de 5 m o menos.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, la distancia seleccionada hasta el sitio de
supervision proporciona un area horizontal seleccionada, el sistema esta dispuesto de tal manera que el ordenador
obtiene la posicion de buques con transmisor en funcion de datos de tiempo dentro del area horizontal seleccionada.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, la distancia seleccionada hasta el sitio de
supervision se selecciona de manera que al menos un buque de ruido medio 40 t y/o un buque que emita una
vibracion (sonido) de aproximadamente 100 db que este dentro del rango de deteccion del sensor de vibracion esta tambien dentro de la distancia seleccionada.
De este modo, se puede asegurar que cuando el sensor de vibracion detecta un buque de 40 t de ruido medio, la posicion en funcion de los datos de tiempo del buque de 40 t de ruido medio es transmitida al ordenador para correlacionarse con los datos de vibracion detectados.
En un ejemplo, se selecciona una distancia seleccionada hasta el punto de supervision lo suficientemente grande para que cualquier buque en una posicion en la que sea perceptible por el sensor de vibracion (se encuentre en una posicion en la que pueda ser registrado por el sensor de vibracion) estara dentro de la distancia seleccionada.
En general, los buques mas importantes que tengan la posicion en funcion de los datos de tiempo se acercan a los arrastreros y buques de pesca, ya que dichos buques a menudo tienen equipo tirado a lo largo del fondo marino y, ademas, se ha observado a menudo que dichos buques navegan con su ancla echada a lo largo del fondo marino. En dichas situaciones las estructuras submarinas pueden estar en grave peligro de ser danadas. La distancia seleccionada desde el sistema de supervision de la integridad en alta mar se selecciona preferentemente de tal manera que el sistema de supervision de la integridad en alta mar pueda detectar dichos arrastreros y barcos de pesca con tiempo suficiente para activar una alarma y, preferentemente, advertir a los buques.
A este respecto se debe observar que la velocidad del sonido y la distancia desde la cual un sensor dado puede detectar una vibracion, dependen por lo menos ligeramente de la temperatura del agua, del contenido de sal del agua y de la turbulencia y corriente del agua. A menos que se especifique lo contrario, la determinacion se debe efectuar en aguas tranquilas, a la temperatura y concentracion de sal medias del agua.
En la mayona de las situaciones, las condiciones meteorologicas medias, temperatura, turbulencia, concentracion de sal etc. son bien conocidas para una zona dada y la distancia seleccionada se puede seleccionar con un margen de seguridad, de manera que la posicion en funcion de los datos de tiempo para todos los buques que son detectados por el sensor de vibracion puede ser transmitida al ordenador.
En un ejemplo, la distancia seleccionada hasta el lugar de supervision corresponde al menos a unos 100 m desde la estructura submarina, preferentemente a una distancia de 1 km desde la estructura submarina, preferentemente a por lo menos 2 km desde la estructura submarina, mas preferentemente a por lo menos 5 km desde la estructura submarina. Cuando el sitio de supervision es el sitio ocupado por la estructura submarina, la distancia hasta la estructura submarina es identica a la distancia hasta el sitio de supervision.
El sensor de vibracion preferentemente debe tener un rango relativamente grande cuando el sistema es un sistema de supervision de la integridad en alta mar. A menudo se tarda un tiempo relativamente largo en detener o girar un buque y, en caso de peligro, se prefiere que se proporcione una alarma relativamente temprana con relacion a un dano potencial. Ademas, el patron de vibracion en el mar a menudo es relativamente estable y facil de identificar, de tal manera que dicho ruido se puede filtrar eliminandolo. La carga de tener sensores de vibracion de largo alcance / muy sensibles es a menudo que dichos sensores de vibracion tambien capturan una gran cantidad de ruido, pero tal como se menciono anteriormente, dicha carga puede ser facil de filtrar y eliminar mediante la filtracion de la mayor cantidad o todo el ruido.
En un ejemplo los uno o mas sensores de vibracion estan dispuestos para detectar las vibraciones de una bajada de ancla ordinaria y/o un arrastre de un ancla o una herramienta similar a lo largo del fondo marino a una distancia de aproximadamente 100 m desde la estructura submarina, preferentemente a una distancia de aproximadamente 500
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m desde la estructura submarina. Por ello, puede ser posible activar una alarma con tiempo suficiente para evitar danos de un buque que se aproxima con un ancla u otro equipo arrastrado a lo largo del fondo marino.
En un ejemplo, los uno o mas sensores de vibracion estan dispuestos para detectar vibraciones de aproximadamente 500 Hz en el sitio de supervision con un nivel de hasta aproximadamente 30 db, preferentemente de hasta aproximadamente 10 db, mas preferentemente de hasta aproximadamente 3 db o incluso de hasta aproximadamente 1 db.
Generalmente, los sensores de fibra optica conocidos en la actualidad son menos sensibles que los hidrofonos mas eficaces. Sin embargo, para la mayona de los sensores de vibracion, un rango de deteccion de vibraciones en el intervalo de aproximadamente 50 Hz hasta aproximadamente 1 kHz sera de aproximadamente 2 km o mas para la deteccion de la vibracion (sonido) proporcionada por un buque medio de 40 t, y/o un buque que emite una vibracion (sonido) de 100 db de cantidad.
Proporcionando una serie de sensores de vibracion y disponiendo una formacion de haz de los mismos, se puede aumentar el alcance de deteccion y tambien se puede aumentar la sensibilidad del sistema de supervision.
En un ejemplo, se desea que el alcance de deteccion alrededor de la estructura submarina y el sitio de supervision sea de al menos aproximadamente 1 km, como por lo menos aproximadamente 2 km y preferentemente hasta aproximadamente 10 km.
Para una frecuencia de 500 Hz se espera que la amortiguacion del fondo de arena sea de aproximadamente 0,12 dB/m. La relacion de velocidad del sonido en la interfaz agua-sedimento esta en el rango de 1,04 a 1,08. La velocidad del sonido en el agua es de aproximadamente 1470 m/s.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, uno o mas sensores de vibracion estan dispuestos para detectar vibraciones de aproximadamente 50 Hz hasta aproximadamente 1 kHz en el sitio de supervision con un nivel de hasta 30 db, preferentemente hasta aproximadamente 10 db, mas preferentemente de hasta aproximadamente 3 db o incluso hasta aproximadamente 1 db.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, uno o mas sensores de vibracion estan dispuestos para detectar vibraciones de aproximadamente 500 Hz hasta aproximadamente 1 kHz a un nivel de hasta 100 db provocadas por un buque en aguas tranquilas cuando el buque se encuentra a una distancia aproximada de 2 km desde la estructura submarina, preferentemente cuando el buque se encuentra a una distancia de aproximadamente 4 km desde la estructura submarina, preferentemente cuando el buque esta dentro de un intervalo de aproximadamente 6 km desde la estructura submarina, preferentemente cuando el buque esta dentro de una distancia de aproximadamente 10 km desde la estructura submarina.
Tal como se menciono anteriormente, el sensor de vibracion puede estar dispuesto a una distancia de la estructura estacionaria, en contacto con la estructura estacionaria u opcionalmente integrado en la estructura estacionaria. En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, el sensor de vibracion esta montado a una distancia de montaje de la estructura submarina.
La distancia de montaje puede ser en principio tan grande como se desee, siempre que el sensor de vibracion sea capaz de detectar vibraciones desde el sitio de supervision. La distancia de montaje puede ser, por ejemplo, de hasta aproximadamente 1 km, tal como hasta aproximadamente 500 m, tal como hasta aproximadamente 100 m, tal como hasta aproximadamente 25 m. En un ejemplo, la distancia de montaje esta entre aproximadamente 1 m y aproximadamente 100 m.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en alta mar, el sensor de vibraciones esta en contacto con o integrado en la estructura submarina.
“En contacto con” se utiliza en la presente memoria con el significado, por ejemplo, de estar montado o simplemente puesto en contacto.
Preferentemente el ordenador del sistema de supervision de la integridad en alta mar comprende hardware y software que comprenden al menos un procesador para comparar la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo, de tal manera que puede ser por lo menos estimada si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion en un momento dado fueran o comprendiesen vibraciones provocadas por un buque identificado.
Generalmente se desea que el sistema de supervision de la integridad en alta mar comprenda al menos una memoria, por ejemplo, una o mas memorias tales como las descritas anteriormente.
En un modo de realizacion, el ordenador comprende o esta en comunicacion de datos con una memoria de base de datos. Una memoria de base de datos se debe interpretar en la presente memoria como una memoria que comprende o esta dispuesta para comprender una base de datos. Una base de datos se debe interpretar como una coleccion organizada de datos que pueden ser utilizados por uno o mas usuarios. La memoria de base de datos
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almacena, preferentemente, al menos parte de la vibracion en funcion de los datos de tiempo y/o parte de la posicion en funcion de los datos de tiempo obtenidos por el ordenador.
Por lo tanto, el sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion puede construir una base de datos de al menos parte de la vibracion en funcion de los datos de tiempo y/o de una parte de la posicion en funcion de los datos de tiempo obtenidos por el ordenador, y la base de datos se puede utilizar, por ejemplo, para calibrar el sistema, para predecir incidentes, para regular las condiciones para la activacion de una alarma o para otras cosas.
En un modo de realizacion, el sistema comprende una memoria de base de datos en comunicacion de datos con el ordenador, y la memoria de base de datos comprende una curva de calibracion para el patron de vibracion en funcion de la distancia del buque para uno o mas buques o tipos de buques, el ordenador comprende un software para calcular la distancia hasta un buque en transito.
En un modo de realizacion, la estructura submarina comprende una estructura submarina enterrada o en una zanja, y el sistema comprende una memoria de base de datos en comunicacion de datos con el ordenador, en la que la memoria de base de datos comprende una curva de calibracion para el patron de vibracion en funcion de la distancia del buque para uno o mas buques o tipos de buques.
Se puede desear que el sistema de supervision de integridad sea capaz de reconocer un patron de vibracion, Por ejemplo, en una situacion en la que un buque esta pasando repetidamente, por ejemplo, regularmente al lado de una estructura submarina enterrada o en una zanja, y el sensor de vibracion esta enterrado o en una zanja con o fuera de la estructura submarina, el sistema de supervision de integridad puede detectar un cambio en el nivel de vibracion en caso de que el nivel del material de cobertura haya cambiado. Si el sistema de supervision de la integridad en alta mar puede reconocer el patron de vibracion, opcionalmente calcular la direccion, velocidad y otros, el ordenador del sistema de supervision de la integridad en alta mar puede comprender preferentemente software para calcular la variacion de nivel del material de cobertura por encima de la estructura submarina.
Por ello, el sistema de supervision de integridad puede ser capaz de calcular y/o predecir si y cuando el nivel del material de cobertura es o se hace insuficiente, y se puede aplicar material de cobertura adicional antes de danar la estructura submarina, por ejemplo, para evitar danos en la estructura submarina.
En un modo de realizacion en el que el medio para determinar y transmitir al ordenador la posicion en funcion de los datos de tiempo comprende la obtencion de datos procedentes de un Sistema de Identificacion Automatica (AIS), el ordenador esta dispuesto para obtener datos adicionales del AIS o de otra fuente. El ordenador puede estar dispuesto, por ejemplo, para obtener uno o mas de identificacion unica, curso, velocidad, direccion del movimiento, advertencias, condiciones meteorologicas y predicciones / previsiones de los datos mencionados. Generalmente, se desea que los datos adicionales comprendan al menos una identificacion unica del buque.
La informacion sobre las condiciones meteorologicas puede comprender, por ejemplo, la direccion del viento y los datos de velocidad, asf como informacion sobre tormentas. Los datos meteorologicos se pueden proporcionar directamente a traves de Internet.
La informacion sobre las condiciones meteorologicas puede, por ejemplo, predecir riesgos potenciales mediante el anclaje en situaciones de viento fuerte, y puede activar una alarma.
Puede ser que ciertas condiciones meteorologicas disminuyan / aumenten la sensibilidad del sensor de vibracion. Las condiciones meteorologicas o previsiones de condiciones meteorologicas se pueden por lo tanto aplicar en un ejemplo para regular el punto de ajuste de la activacion de una alarma, en otras palabras, el punto de activacion de la alarma depende del tiempo.
Independientemente de la fuente de la cual se obtiene la posicion en funcion de los datos de tiempo, el sistema de supervision de integridad puede estar dispuesto para recoger datos relacionados con el tiempo, tales como previsiones meteorologicas y/o estadfsticas relacionadas con el tiempo y/o datos relacionados con las condiciones meteorologicas en funcion de tiempo.
Las estadfsticas meteorologicas y/o los datos relacionados con las condiciones meteorologicas en funcion del tiempo se pueden utilizar, por ejemplo, para predecir como reaccionara un sistema de supervision de la integridad en varios tipos de clima y/o para proporcionar un mejor pronostico del tiempo, que de nuevo se puede utilizar en la regulacion de uno o mas elementos del sistema de supervision de integridad.
En un modo de realizacion, el ordenador comprende un software para calcular el peligro potencial de danar la estructura submarina por parte de un buque o el equipo de un buque. Este calculo N se puede basar, por ejemplo, en al menos una parte de los datos de vibracion y de la posicion en funcion de datos de tiempo y, opcionalmente de otros datos de una memoria de base de datos, tales como, por ejemplo, datos meteorologicos y/o velocidad, direccion del movimiento y/o curso del objeto en movimiento.
En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en alta mar, el ordenador comprende un software para asociar al menos parte de los datos de vibracion, con un peligro potencial de danar la estructura
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submarina por parte de un buque o el equipo de un buque. Por ello, se puede activar una alarma cuando se estima, se calcula o se predice de otro modo un peligro.
En un modo de realizacion, el sistema comprende una alarma dispuesta para activarse ante el peligro real o potencial de dano de la estructura submarina. El ordenador puede estar dispuesto, preferentemente, para calcular el riesgo potencial o real de dano de la estructura submarina. Este calculo se puede basar, preferentemente, en al menos algunos de los datos de vibracion y en al menos algunos de la posicion en funcion de los datos de tiempo. En un modo de realizacion, el sistema esta regulado para activar la alarma tras la deteccion de datos de vibracion con un patron predefinido y/o con un nivel de vibracion por encima de un nivel maximo ajustado. Por ello, el riesgo de activar una falsa alarma puede ser muy reducido y se obtiene un sistema de alarma mas fiable.
En un ejemplo uno o mas de los casos siguientes se evaluan como alarmas.
Deteccion de un buque de velocidad inusualmente baja con o sin cambio de direccion.
Nivel de vibracion inusualmente alto.
Nivel de vibracion muy alto que no se puede correlacionar con un objeto movil espedfico.
Nivel de vibracion / ruido sin datos AIS disponibles.
Aumento constante del nivel de vibracion durante el penodo de tiempo de, por ejemplo, 1 mes / 6 meses / 1 ano para una cierta parte de una estructura submarina.
En un modo de realizacion, el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en tierra. En dicho modo de realizacion, la estructura estacionaria es una estructura no submarina, cualquiera de las estructuras estacionarias mencionadas anteriormente aplicadas en tierra. La estructura estacionaria preferentemente comprende un cable y/o un tubo.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, la estructura estacionaria esta enterrada o esta soportada en uno o mas pilotes.
En el sistema de supervision de la integridad en tierra, el objeto movil puede ser cualquier tipo de objeto movil que es movil en tierra y que comprende un transmisor para transmitir su posicion en funcion de los datos de tiempo. El objeto movil puede ser, por ejemplo, un vehnculo, un avion y/o una herramienta motorizada.
En la situacion en que la estructura estacionaria es una estructura estacionaria transmisora, por ejemplo, un tubo, un cable y/o una fibra, el objeto movil puede ser, por ejemplo, un vehnculo industrial, un tractor, un vehnculo con herramientas de excavacion y o una herramienta de excavacion motorizada, tal como una perforadora.
Preferentemente, el objeto movil comprende o esta conectado a un sistema de localizacion, tal como la posicion del GPS (Sistema de localizacion global) y, opcionalmente, detalles del movimiento, y un transmisor, dispuesto para transmitir los datos al ordenador, preferentemente junto con una identificacion unica del objeto movil.
En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en tierra, el sistema comprende un transpondedor para recibir la posicion en funcion de los datos de tiempo y para transmitir los datos al ordenador, opcionalmente de manera inalambrica y/o via Internet, el transpondedor opcionalmente de manera adicional, es ademas capaz de recibir y transmitir los datos de vibracion.
En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en tierra, el sistema esta dispuesto de tal manera que el ordenador esta obteniendo la posicion de objetos moviles con transmisor en funcion de datos de tiempo dentro de la distancia seleccionada hasta el sitio de supervision. El ordenador puede obtener la posicion en funcion de datos de tiempo directamente desde el objeto movil a traves de su transmisor.
En el sistema de supervision de la integridad en tierra de la invencion, la distancia seleccionada es preferentemente relativamente corta, en particular si la estructura estacionaria esta dispuesta como un entorno relativamente ruidoso.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, la distancia seleccionada al sitio de supervision corresponde a al menos aproximadamente 10 m de la estructura estacionaria, preferentemente a al menos aproximadamente 100 m de la estructura submarina, preferentemente a al menos aproximadamente 500 m de la estructura submarina.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, la distancia seleccionada hasta el sitio de supervision es de al menos 10 m, preferentemente al menos aproximadamente 100 m, preferentemente al menos aproximadamente 500 m desde la estructura submarina.
En un ejemplo, la distancia seleccionada puede variar de un tipo de objeto movil a otro tipo de objeto movil. Por ejemplo, en un ejemplo la distancia seleccionada para una perforadora puede ser de aproximadamente 20 cm y la distancia seleccionada para un vehnculo industrial puede ser de aproximadamente 10 m.
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En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra en el que el objeto movil en una herramienta motorizada, la distancia hasta el sitio de supervision es de aproximadamente 5 cm hasta aproximadamente 5 m, tal como de 5 cm hasta aproximadamente 1 m, tal como de aproximadamente 10 cm hasta aproximadamente 50 cm.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra los uno o mas sensores de vibracion estan dispuestos para detectar vibraciones de aproximadamente 50 Hz hasta aproximadamente 1 kHz en el sitio de supervision con un nivel de hasta aproximadamente 30 db, preferentemente de hasta aproximadamente 10 db, mas preferentemente de hasta aproximadamente 3 db o incluso de hasta aproximadamente 1 db.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, el sensor de vibracion esta montado a una distancia de montaje de la estructura estacionaria. La distancia de montaje puede ser, por ejemplo, de hasta aproximadamente 100 m, tal como hasta aproximadamente 25 m. En un entorno muy ruidoso, la distancia de montaje debe ser preferentemente relativamente corta.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, el sensor de vibracion esta en contacto o integrado en la estructura estacionaria.
En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en tierra, el ordenador comprende hardware y software que comprenden al menos un procesador para comparar la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo, de tal manera que se puede estimar al menos si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion en un momento dado eran o comprendfan vibraciones provocadas por un objeto movil identificado.
En un modo de realizacion del sistema de supervision de la integridad en tierra, el ordenador comprende o esta en comunicacion de datos con una memoria de base de datos. La memoria de base de datos puede almacenar preferentemente al menos parte de la vibracion en funcion de datos de tiempo y/o al menos parte de la posicion en funcion de datos de tiempo obtenidos por el ordenador.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, para obtener datos adicionales, los datos adicionales comprenden al menos uno de identificacion unica, curso, velocidad, direccion del movimiento, advertencias, condiciones meteorologicas y predicciones / previsiones de los datos mencionados. Los datos adicionales pueden comprender, preferentemente, al menos una identificacion unica.
Los datos adicionales y la base de datos se pueden aplicar de una manera correspondiente, tal como se ha descrito anteriormente para el sistema de supervision de la integridad en tierra.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, el ordenador comprende un software para calcular un peligro potencial de dano de la estructura estacionaria por parte de un objeto movil o de equipos asociados con dicho objeto movil. El calculo se puede basar preferentemente en al menos algunos de los datos de vibracion y algunas de las posiciones en funcion de datos de tiempo y, opcionalmente, en otros datos de una memoria de base de datos, por ejemplo, los tipos de datos descritos o mencionados anteriormente.
El sistema de supervision de la integridad en tierra puede comprender una alarma de una manera similar a la descrita para el sistema de supervision de la integridad en alta mar, y la alarma se puede configurar para funcionar de manera similar.
En un ejemplo del sistema de supervision de la integridad en tierra, el sistema comprende una alarma dispuesta para activarse ante el peligro potencial o real de dano de la estructura estacionaria, el ordenador esta dispuesto para calcular el peligro potencial o real de dano de la estructura estacionaria, preferentemente sobre la base de al menos algunos de los datos de vibracion y al menos parte de la posicion en funcion de datos de tiempo. Preferentemente, el sistema puede ser regulado para activar la alarma tras la deteccion de datos de vibracion con un patron predefinido y/o con un nivel de vibracion por encima de un nivel de vibracion maximo de referencia, para reducir las falsas alarmas.
Tal como se ha indicado anteriormente, una serie de sistemas de supervision de integridad se pueden conectar o combinar, por ejemplo, de tal manera que se pueda llevar a cabo una supervision centralizada de la estructura estacionaria con supervision de integridad. La serie de sistemas de supervision de la integridad se pueden combinar, por ejemplo, de modo que sus ordenadores de los sistemas de supervision de integridad respectivos se situen en un punto central para ser gestionados de manera centralizada. En un ejemplo, la serie de sistemas de supervision de integridad se combinan compartiendo una parte o partes entre sf, la serie de sistemas de supervision de integridad pueden, por ejemplo, compartir un ordenador central comun.
La invencion se refiere asimismo a un metodo para supervisar la integridad de por lo menos una parte de una estructura estacionaria. El metodo de la invencion comprende
(i) proporcionar al menos un sensor de vibracion para detectar la vibracion en funcion del tiempo,
(ii) proporcionar un ordenador;
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(iii) proporcionar un medio de transmision para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion al ordenador, en el que dichos datos de vibracion se transmiten al ordenador como vibracion en funcion de datos de tiempo, o el ordenador genera una vibracion en funcion de los datos de tiempo de dichos datos de vibracion;
(iv) disponer el sensor de vibracion para detectar vibraciones dentro de un sitio de supervision que comprende al menos la parte de la estructura estacionaria,
(v) obtener la posicion de un objeto movil que comprende un transmisor en funcion de los datos de tiempo cuando los buques estan dentro de una distancia seleccionada hasta el sitio de supervision;
(vi) proporcionar el ordenador para comparar los datos de vibracion con la posicion en funcion de los datos de tiempo correlacionados con el mismo.
Ejemplos de lo anterior ya han sido descritos anteriormente. Ademas, el metodo de la invencion comprende la utilizacion de un sistema de supervision de integridad tal como se ha descrito anteriormente.
Los elementos individuales, asf como sus combinaciones, pueden sertal como se han descrito anteriormente.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, la estructura estacionaria es una estructura submarina dispuesta sobre el fondo marino, o una estructura submarina enterrada y/o en una zanja, o la estructura estacionaria es una estructura no submarina. De acuerdo con la invencion, el metodo comprende determinar la integridad de al menos una parte de la estructura estacionaria.
Tal como se menciono anteriormente, en un modo de realizacion preferente, la estructura estacionaria es o comprende un cable, tal como una senal y/o un cable de transmision de potencia, seleccionado preferentemente de un cable de alimentacion electrica de alta tension (de aproximadamente 72 kV, por ejemplo, hasta aproximadamente 550 kV o incluso mas), un cable de alimentacion electrica de media tension (de aproximadamente 10 a 72 kV), un cable superconductor, un cable de fibra optica y/o un cable de comunicacion.
En un ejemplo del metodo de la invencion el sensor de vibracion funciona de manera continua o en intervalos predeterminados, y el sistema de supervision de integridad comprende una funcion de regulacion para regular el funcionamiento del sensor de vibracion, el metodo comprende regular manualmente, semiautomaticamente o automaticamente el funcionamiento del sensor de vibracion, por ejemplo, en relacion con la cantidad de ruido, en relacion con el numero de objetos moviles dentro de la distancia seleccionada, en relacion con las condiciones meteorologicas, en relacion con la hora (noche / dfa / dfa laborable / dfa festivo, etc. ) y/o en relacion con otro aspecto.
En un ejemplo del metodo de la invencion la funcion reguladora es un mecanismo automatica o semi - un mecanismo de regulacion automatica o semiautomatica, y el metodo comprende regular la sensibilidad del sensor de vibracion, preferentemente dependiendo de la concentracion de vibraciones dentro de la distancia seleccionada desde el sitio de supervision.
En un ejemplo del metodo de la invencion, el metodo comprende filtrar eliminando el ruido, preferentemente al menos una parte del ruido de fondo se elimina por filtracion. Los metodos de filtrar el ruido son bien conocidos para un experto en la tecnica.
En un ejemplo del metodo de la invencion el metodo comprende registrar la posicion de un objeto movil en funcion de datos de tiempo y, preferentemente, los datos registrados son o pueden ser utilizados para el analisis posterior de un evento. Si por ejemplo una estructura estacionaria supervisada sufre repentinamente un dano, la posicion registrada en funcion de datos de tiempo, preferentemente, en combinacion con datos de vibracion registrados, se puede utilizar para analizar el accidente y, opcionalmente, identificar el objeto movil. Por ejemplo, puede ser que el operador del objeto movil haya ignorado una alarma y que se pueda reclamar danos al operador o al propietario del objeto movil.
El metodo comprende que el ordenador compare la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo y, sobre la base de dicha correlacion, calcule si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion en un tiempo dado eran o comprendfan vibraciones provocadas por un objeto movil.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el metodo comprende determinar la direccion de una vibracion con respecto al sensor de vibracion y/o con relacion a la estructura estacionaria. El metodo de determinacion de la direccion de vibracion puede ser, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el sistema comprende un conjunto de sensores, por ejemplo, en forma de un conjunto de sensores discretos o en forma de un sensor de fibra distribuido o cuasi distribuido, comprendiendo el metodo determinar una direccion, distancia y/o velocidad de un objeto emisor de vibraciones, siendo el objeto emisor de vibraciones, opcionalmente, el objeto movil.
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En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el sistema comprende la formacion de un haz con los datos de vibracion del conjunto de sensores, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en alta mar, comprendiendo el metodo determinar la integridad de al menos una parte de una estructura submarina.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el metodo comprende que el ordenador este en comunicacion con un Sistema de identificacion automatica (AIS).
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el sistema es un sistema de supervision de la integridad en alta mar, y el metodo comprende comparar la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo, de tal manera que pueda al menos estimar si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion en un momento dado eran o comprendfan vibraciones provocadas por un buque identificado.
En un ejemplo del metodo de la invencion, el metodo comprende almacenar al menos algunas de las vibraciones en funcion de datos de tiempo y al menos algunas de las posiciones en funcion de los datos de tiempo obtenidos por el ordenador en una memoria de base de datos, y construir a continuacion una coleccion de datos, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente. El metodo de la invencion puede, adicionalmente, comprender utilizar la base de datos, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente.
En un modo de realizacion de la invencion, el metodo comprende obtener y/o adquirir datos adicionales, pudiendo ser los datos adicionales tal como los descritos anteriormente y, por ejemplo, comprender al menos uno de la identificacion, el rumbo, la velocidad, la direccion del movimiento, las advertencias, las condiciones meteorologicas y las predicciones / previsiones de los datos mencionados.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el metodo comprende calcular un potencial peligro de dano de la estructura estacionaria por parte de un objeto movil o de un equipo asociado con un objeto movil. El calculo se basa, preferentemente, en al menos parte de los datos de vibracion y en la posicion en funcion de los datos de tiempo y, opcionalmente, en otros datos de una memoria de base de datos, por ejemplo, cualquiera de los datos mencionados anteriormente.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el metodo comprende asociar los datos de vibracion y, en particular, los datos de vibracion que comprenden un alto nivel de vibracion, con un peligro potencial de dano de la estructura estacionaria, tal como una estructura submarina, por parte de un objeto movil o de equipos asociados con el objeto movil, tal como un buque o equipos de un buque.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion, el metodo comprende activar una alarma, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente. La alarma se puede activar, por ejemplo, en caso de riesgo potencial o real de dano a la estructura estacionaria. Preferentemente, el ordenador esta dispuesto para calcular el peligro potencial o real de dano a la estructura estacionaria, preferentemente, sobre la base de al menos algunos de los datos de vibracion y de al menos parte de la posicion en funcion de los datos de tiempo. El metodo de la invencion comprende, preferentemente, la regulacion del sistema para activar la alarma tras la deteccion de datos de vibracion con un patron predefinido y/o con un nivel de vibracion por encima de un nivel de vibracion maximo de referencia, para reducir las falsas alarmas.
En un ejemplo del metodo de la invencion, el metodo comprende calibrar los datos de vibracion para el patron de vibracion normal de la estructura estacionaria.
En un modo de realizacion del metodo de la invencion en el que el sistema es un sistema de alta mar y comprende una memoria de base de datos en comunicacion de datos con el ordenador, la memoria de base de datos comprende una curva de calibracion para el patron de vibracion en funcion de la distancia del buque para uno o mas buques o tipo de buques, y el metodo comprende calcular la distancia hasta un buque que se desplaza y/o calcular la variacion de nivel del material de cobertura por encima de la estructura submarina, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se explicara a continuacion mas detalladamente en relacion con un modo de realizacion preferente y con referencia a los dibujos, en los que:
La figura 1 es una ilustracion esquematica de una parte de un sistema de supervision de integridad de la invencion, en el que la estructura estacionaria es una seccion de un tubo.
La figura 2 es una ilustracion esquematica de un sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion.
La figura 3 es una ilustracion esquematica de un sistema combinado de supervision de la integridad en alta mar y en tierra de la invencion.
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La figura 4 es una ilustracion esquematica de un sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion, en el que el sistema comprende varios sensores de fibra y la estructura submarina esta parcialmente enterrada y parcialmente descubierta.
La figura 5 es una ilustracion esquematica de un sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion, en el que el sistema comprende sensores puntuales y la estructura submarina es un elevador.
La figura 6 es una ilustracion esquematica de un sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion,
en el que el sistema comprende sensores integrados, y la estructura submarina esta dispuesta sobre el fondo
marino.
La figura 7 es una ilustracion esquematica de un sistema de supervision de la integridad en alta mar de la invencion,
visto desde una distancia desde arriba, en el que se muestran varios buques, algunos dentro de la distancia
seleccionada y algunos fuera.
La figura 8 es una ilustracion esquematica de un sensor de vibracion y un principio de formacion de haz.
La figura 9 es una ilustracion esquematica de un modo de realizacion del metodo de la invencion, en el que el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en alta mar.
Las figuras son esquematicas y se pueden simplificar para mayor claridad. En ellas, se utilizan numeros de referencia iguales para partes identicas o correspondientes.
Otro alcance de la aplicabilidad de la presente invencion resultara evidente a partir de la descripcion detallada que se proporciona a continuacion. Sin embargo, se debe entender que la descripcion detallada y los ejemplos espedficos, aunque indican modos de realizacion preferentes de la invencion, se proporcionan solamente a modo de ilustracion, puesto que diversos cambios y modificaciones dentro del espmtu y alcance de la invencion resultaran evidentes para los expertos en la tecnica a partir de la descripcion detallada.
El sistema de supervision de integridad mostrado en la figura 1 esta adaptado para supervisar la integridad de al menos una seccion de longitud de un tubo 1. El sistema de supervision de integridad comprende un sensor de fibra 2 enrollado helicoidalmente alrededor del tubo 1. El sensor de fibra es o comprende un sensor de vibracion, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente. El sensor de fibra esta conectado al sistema de sensor no mostrado para proporcionar luz al sensor y para recibir y opcionalmente analizar las senales resultantes.
El sistema de supervision de la integridad comprende asimismo un ordenador 3, que se ilustra en este ejemplo como un ordenador personal, pero, tal como se ha explicado, el ordenador puede ser cualquier otro elemento o combinacion de elementos que pueda realizar el calculo prescrito. El sistema de supervision de integridad comprende un medio de transmision no mostrado para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion 2 al ordenador 3. Dicho medio de transmision puede estar proporcionado mediante una conexion directa del sensor de fibra 2 al ordenador 3, mediante transmision inalambrica y/o mediante cualquier otro medio, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente.
El sistema de supervision de la integridad esta dispuesto ademas para obtener y transmitir la posicion en funcion de los datos de tiempo de los objetivos moviles 4a, 4b que comprenden un transmisor 5 al ordenador 3 cuando los objetivos moviles 4a estan dentro de una distancia 6a, 6b seleccionada, ilustrada en esta memoria con puntos, hasta un sitio de supervision que es, en dicho modo de realizacion, el sitio ocupado por el tubo 1.
Los objetivos moviles 4a, 4b pueden ser, por ejemplo, vehnculos y/o herramientas, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente. Los objetos moviles 4a, 4b comprenden antenas 5 mediante el uso de las cuales pueden transmitir sus datos de posicion o posicion en funcion de datos de tiempo, por ejemplo, directamente para ser recibidos por el ordenador 3 o mediante otro sistema tal como Internet o un sistema centralizado de recogida de datos, que puede transmitir la posicion en funcion de los datos de tiempo mas adelante al ordenador 3.
Tal como se ilustra, la distancia seleccionada 6a, 6b hasta el sitio de supervision no necesita ser equidistante en todas las direcciones desde el sitio de supervision, sino que a menudo puede ser mayor en una direccion (por ejemplo, la direccion desde el sitio de supervision y en la direccion a la distancia seleccionada 6a) desde el sitio de supervision que en otra direccion (por ejemplo, la direccion desde el sitio de supervision y en la direccion a la distancia seleccionada 6b) desde el sitio de supervision.
El ordenador, en dicho modo de realizacion, esta prescrito y programado para comparar los datos de vibracion con la posicion en funcion de datos de tiempo y, por tanto, estimar si el objeto movil 4a dentro de la distancia seleccionada 6a, 6b esta en riesgo de danar el tubo 1.
El sistema de supervision de integridad mostrado en la figura 2 es un sistema de supervision de la integridad en alta mar, y esta adaptado para supervisar la integridad de al menos una seccion de longitud del cable 11 enterrado. El cable 11 enterrado esta recubierto con un material de cobertura en el fondo marino 17. Justo por encima del cable 11 se encuentra un sensor de vibracion 12, en forma de un sensor de fibra enterrado. El sensor de fibra 12 esta
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conectado a un sistema de sensor no mostrado para proporcionar luz al sensor y para recibir y opcionalmente analizar las senales resultantes. La lmea 10 ilustra una lmea entre tierra y alta mar. La lmea 18 ilustra la superficie del mar.
El sistema de supervision de la integridad en alta mar comprende un ordenador 13, tal como se ha dado a conocer anteriormente. Dicho ordenador 13 esta dispuesto, en el presente modo de realizacion, en tierra, por ejemplo, en un sitio de supervision centralizada en el que, opcionalmente, varios sistemas de supervision de integridad de la invencion se mantienen bajo vigilancia. Las transmisiones de datos de vibracion / vibracion en funcion de datos de tiempo y posicion en funcion de datos de tiempo se pueden realizar tal como se ha descrito anteriormente.
La figura 3 muestra un sistema combinado de supervision de la integridad en alta mar y en tierra de la invencion. El sistema combinado de supervision de la integridad en tierra / en alta mar esta adaptado para supervisar la integridad de al menos una seccion de longitud de un tubo 21 que comprende una seccion de tubo en tierra 21a y una seccion de tubo en alta mar 21b. La parte en tierra del sistema de supervision de la integridad comprende un elemento de obtencion de datos 20a que comprende un receptor y un transmisor para recibir senales desde objetos moviles en tierra 24a y, opcionalmente, de objetivos moviles en alta mar 24b. En el modo de realizacion mostrado, se ilustra un objeto movil en tierra 24a como un vehmulo de trabajo con una herramienta de excavacion 29a y un transmisor 25a, y un objeto movil en alta mar 24b se muestra como un buque con un ancla echada 29b y un transmisor 25b.
La parte de alta mar del sistema de supervision de integridad comprende un elemento 20b de obtencion de datos no mostrado dispuesto para obtener una posicion en funcion de los datos de tiempo del AIS tal como se ha descrito anteriormente. La posicion en funcion de los datos de tiempo obtenida tanto del elemento de obtencion de datos en tierra 20a como del elemento de obtencion de datos en alta mar 20b se transmite a un primer ordenador 23(1) en el que se clasifica la posicion irrelevante en funcion de los datos de tiempo, y opcionalmente se puede almacenar la posicion relevante en funcion de los datos de tiempo. La posicion relevante en funcion de los datos de tiempo, opcionalmente en forma retardada, se transfiere a un segundo ordenador 23(2) para analisis adicionales, tal como se describe a continuacion.
El sistema de supervision de la integridad combinado en alta mar y en tierra de la invencion comprende un sensor de vibracion 22 en forma de un sensor de fibra con una seccion de sensor de vibracion en tierra 22a y una seccion de sensor de vibracion en alta mar 22b. El sensor de vibracion 22 esta conectado a un sistema de sensor 22c para proporcionar luz al sensor y para recibir y opcionalmente analizar y/o almacenar las senales de vibracion resultantes. Las senales de vibracion son transferidas al segundo ordenador 23(2) ya sea en tiempo real como senales de vibracion como tales, o en tiempo real o retardadas como vibracion en funcion de los datos de tiempo.
Los datos adicionales, tales como datos relacionados con el tiempo u otros tal como se describen mas adelante se transmiten al segundo ordenador 23(2) ya sea a traves del elemento de obtencion de datos en tierra 20a y/o del elemento de obtencion de datos en alta mar 20b y/o a traves de otro elemento de obtencion 20(1).
El segundo ordenador 23(2) comprende un software para comparar la vibracion en funcion de los datos de tiempo con la posicion en funcion de los datos de tiempo para el mismo tiempo y, basandose en dicha comparacion y opcionalmente, en datos adicionales, calcular el riesgo de dano de la tubena 21, 21a, 21b en tierra y en alta mar.
El segundo ordenador 23(2), en el modo de realizacion mostrado, esta en comunicacion de datos con un tercer ordenador 23(3) que es un ordenador de supervision, y comprende preferentemente un monitor y un indicador de alarma. Se pueden acoplar varios sistemas de supervision de la integridad al mismo ordenador de supervision que, por ejemplo, se puede mantener bajo supervision por parte de un operador que tambien mantiene otros equipos de supervision bajo vigilancia. Si se activa una alarma, el operador puede advertir inmediatamente los objetos moviles que pueden estar en riesgo de danar una tubena. Por ejemplo, si el capitan de un buque 24b ha olvidado levar su ancla 29b y se esta arrastrando sobre el fondo marino dentro de la distancia seleccionada hasta el sitio de supervision, esto puede hacer que salte una alarma y el operador puede identificar inmediatamente el buque 24b y advertir al capitan, de tal manera que el capitan pueda levar el ancla 29b antes de que dane el tubo 22b.
La figura 4 ilustra un sistema de supervision de la integridad en alta mar visto en una vista en perspectiva. El plano 38 ilustra la superficie del mar y el plano 37a, 37b ilustra el fondo marino. El sistema de supervision de la integridad en alta mar comprende 3 sensores opticos de vibracion 32a, 32b, 32c dispuestos paralelos a un tubo 31a, 31b para ser supervisar su integridad. Las distancias mostradas MDa, MDb, MDc indican las distancias de montaje respectivamente del sensor de vibracion 32a, 32b y 32c.
Los sensores de vibracion 32a, 32b y 32c estan conectados a un sistema de sensor 32d para proporcionar luz al sensor y para recibir y, opcionalmente, analizar y/o almacenar, las senales de vibracion resultantes.
El sistema de supervision de la integridad en alta mar comprende asimismo un ordenador 33. El ordenador 33 comprende hardware y software para obtener la posicion en funcion de los datos de tiempo del AIS tal como se indica en el dibujo y tal como se ha descrito anteriormente. Las senales de vibracion obtenidas por los sensores de vibracion 32a, 32b y 32c se transfieren al ordenador 33 para ser analizadas y comparadas con la posicion en funcion de los datos de tiempo, tal como se ha descrito anteriormente y, opcionalmente, para registrar los diversos datos.
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La figura 4 muestra ademas un buque 34 con un transmisor 35 y un ancla 39.
Tal como se indica mediante la seccion sombreada 37b del fondo marino 37a, 37b, una parte del tubo 31b y partes de los sensores de vibracion 32a, 32b y 32c estan enterradas, mientras que en la seccion no sombreada 37a del fondo marino 37a, 37b, la tubena 31a y los sensores de vibracion 32a, 32b y 32c estan descubiertos. El que la seccion de tubena descubierta 31a pueda preferentemente estar en una zanja, en particular en la parte descubierta, es una disposicion elegida.
Dicha tubena descubierta es relativamente sensible y puede ser danada facilmente por un ancla que se arrastra sobre el fondo marino. Si el buque 34 se aproxima a la tubena 31a, 31b en el area no cubierta 31a, el sensor 32a mas proximo al ancla 39 del buque 34 detectara el ancla 39 y su direccion de movimiento, y transferira los datos de vibracion detectados al ordenador 33. El ordenador obtendra asimismo la posicion del buque 34 en funcion de los datos de tiempo y, comparando estos datos, se puede calcular si el tubo 31a esta en peligro de ser danado por el ancla 39 y, de ser asf, el buque 34 puede ser advertido.
Si la parte descubierta de la tubena no es, por ejemplo, una estructura intencionada, sino que el material de cobertura ha sido retirado al cabo del tiempo por los buques que pasan sobre la tubena 31 en un canal de navegacion, el sistema de supervision de la integridad en alta mar puede comprender una memoria de base de datos con una curva de calibracion para el patron de vibracion en funcion de la distancia del buque para uno o mas buques o tipos de buques.
Mediante la utilizacion de dicha curva de calibracion, el sistema de supervision de integridad es capaz de reconocer un patron de vibracion, de tal manera que se pueda detectar si el tubo ha sido descubierto de manera inadvertida debido al paso de los buques. Si el sistema de supervision de la integridad en alta mar puede reconocer el patron de vibracion, puede calcular la direccion, velocidad y otros, y el ordenador 33 del sistema de supervision de la integridad en alta mar preferentemente comprende software para calcular la variacion de nivel del material de cobertura por encima de la estructura submarina 31a, 31b.
La figura 5 muestra una estructura submarina 41, por ejemplo, tal como se ha descrito anteriormente (cable / tubena) conectada a una estructura de alta mar 49a, 49b, tal como una plataforma dispuesta sobre el fondo marino 47. La estructura de alta mar 49a, 49b comprende una parte 49a por debajo de la superficie 48 del mar y una parte 49b sobre la superficie 48 del mar. Varios sensores de vibracion puntuales 42a, 42b, 42c estan dispuestos sobre la parte de superficie submarina de la estructura en alta mar 49a. Un buque 44 se esta aproximando a la estructura en alta mar 49a, 49b, por ejemplo, para atracar en la estructura de alta mar 49a, 49b.
Los sensores de vibracion puntuales 42a, 42b y 42c son una parte de un sistema de supervision de integridad de la invencion y estan transmitiendo datos de vibracion a un ordenador no mostrado, en el que los datos de vibracion se comparan con la posicion en funcion de los datos de tiempo obtenidos del AIS de los buques que se estan aproximando.
En el caso de que el buque 44 este en peligro de danar la estructura submarina 41, el sistema de supervision de integridad puede hacer saltar una alarma tal como se ha descrito anteriormente.
La figura 6 ilustra un sistema de supervision de la integridad en alta mar observado en una vista en perspectiva. El plano 58 ilustra la superficie del mar y el plano 57 ilustra el fondo marino. El sistema de supervision de la integridad en alta mar comprende un sensor optico de vibracion 52 (mostrado como una lmea de puntos) integrado en la estructura submarina 51. La estructura submarina 51 esta en una zanja, de tal manera que no sobresale por encima del fondo marino 57.
El sistema de supervision de integridad comprende ademas un ordenador no mostrado, un medio de transmision no mostrado para transmitir datos de vibracion desde el sensor de vibracion 52 al ordenador, un medio no mostrado para obtener y transmitir al ordenador la posicion de un objeto movil 54 que comprende un transmisor 55 en funcion de los datos de tiempo. En el modo de realizacion mostrado, el objeto movil 54 tiene la forma de un buque 54 y comprende un transmisor y un ancla 59, que es arrastrada sobre el fondo marino 57. El sistema de supervision de la integridad en alta marfunciona tal como se describio anteriormente.
El sistema de supervision de integridad mostrado en la figura 7 esta adaptado para supervisar la integridad de al menos una seccion de longitud de una estructura submarina 61. El sistema de supervision de integridad comprende un sensor de vibracion 61 de fibra colocado inmediatamente contiguo a la estructura submarina 62. El sensor de vibracion de fibra puede ser tal como el descrito anteriormente. El sensor de vibracion de fibra esta conectado a un sistema de sensor no mostrado para proporcionar luz al sensor y para recibir y opcionalmente analizar las senales resultantes. El sistema de supervision de integridad comprende asimismo un ordenador no mostrado y varios medios de transmision y medios de obtencion tal como se ha descrito anteriormente.
La estructura submarina 61 y el sensor 62 estan conectados a una estructura en alta mar 69, tal como una plataforma, por ejemplo, tal como se describe en la figura 4.
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El sistema de supervision de integridad esta dispuesto para obtener y transmitir la posicion de los objetos moviles 64a, 64b que comprenden transmisores, en funcion de datos de tiempo, al ordenador no mostrado cuando los objetos moviles 64a estan dentro de una distancia seleccionada SD, ilustrada en la presente memoria mediante lmeas de puntos 66, hasta un sitio de supervision que es, en este modo de realizacion, el sitio ocupado por la estructura submarina 61.
Tal como se ve en la figura 7 algunos de los buques 64b estan fuera de la lmea de puntos 66 indicando la zona dentro de la distancia seleccionada SD hasta el sitio de supervision y, en este modo de realizacion, la posicion en funcion de los datos de tiempo para dichos buques 64b fuera de la lmea de puntos 66 no sera obtenida ni transmitida al ordenador no ilustrado, mientras que la posicion en funcion de los datos de tiempo para los buques 64a dentro de la distancia seleccionada SD, rodeada por la lmea de puntos 66 sera obtenida y transmitida al ordenador no ilustrado.
La zona sombreada 60 indica una zona de proteccion 60, y el sistema de supervision de integridad esta configurado de tal manera que una alarma salta si / cuando un buque de 40 t de ruido medio o un buque que emite un sonido de aproximadamente 100 db se encuentra dentro de la zona de proteccion 60.
En una variante del modo de realizacion mostrado en la figura 7, la zona alargada rodeada por la lmea de puntos 66 es sustancialmente paralela a la estructura submarina y la estructura submarina se aplica en el eje central del mismo, preferentemente con la estructura de alta mar 69 dispuesta sustancialmente en el centro del extremo curvado de la zona alargada.
La figura 8 muestra un principio de formacion de haz que se puede utilizar en el sistema de supervision de integridad de la invencion.
La formacion del haz se puede utilizar, por ejemplo, en un metodo de estimacion de la distancia entre una estructura estacionaria y un objeto movil o un evento emisor de ruido mediante un objeto movil, por ejemplo, la cafda de un ancla. El sistema de supervision de integridad puede ser, por ejemplo, el sistema de supervision de integridad mostrado en la figura 3.
Cuando el buque 24b echa el ancla 29b, la distancia hasta el buque 24b y al ancla 29b se puede estimar / calcular utilizando la formacion de haz de las senales de salida del sensor de fibra 22b. Las senales de salida estan marcadas por ..., N-2, N-1, N, N+1, N+2, ... en relacion con secciones de longitud del sensor 22b. Una longitud tfpica de una seccion N es 1 a 10 m. La distancia entre las secciones es fija, siendo 1 a 3 m valores tfpicos.
Las senales de salida de varias secciones (por ejemplo, 4) se procesan juntas y se generan senales orientadas en el espacio (haces, por ejemplo, 5) para cada conjunto con numero ..., K-1, K, K+1, ... Esto permite estimar la direccion de una onda sonora entrante.
Si, por ejemplo, se echa el ancla 29b sobre el fondo del mar, se determina la seccion con el nivel de salida mas alto. Si, por ejemplo, esta seccion es la de numero N que pertenece al conjunto K, entonces se analizan las senales de salida de un conjunto en las proximidades del conjunto K y se determina una estimacion de la distancia del evento por medio de soporte cruzado.
Este metodo se puede simplificar, por ejemplo, para cuando resultan relaciones de senal a ruido elevadas del procesamiento de la matriz. Si se echa un ancla en el fondo del mar, se determina la seccion con el nivel de salida mas alto (N). La senal de salida de una segunda seccion (por ejemplo, la de numero N+5) se analiza y correlaciona con la senal de salida de la seccion N. La diferencia de tiempo entre las dos senales se utiliza para estimar la distancia del evento.
La figura 9 muestra un diagrama de un metodo de procesamiento de la invencion. Un sensor de vibracion 82a esta conectado a un sistema de sensor 82b para proporcionar luz al sensor y para recibir las senales de vibracion resultantes. Los datos de tiempo son obtenidos por el sistema de sensor, por ejemplo, de una unidad de ajuste de tiempo 80 o de un reloj no mostrado incorporado en el sistema de sensor 82b. Los datos de vibracion se correlacionan con datos de tiempo para proporcionar vibracion en funcion de datos de tiempo.
La vibracion en funcion de los datos de tiempo se transmite a un primer ordenador 83(1), en el que se ordena la vibracion en funcion de los datos de tiempo, opcionalmente se filtra para eliminar el ruido estacionario y se analiza posteriormente, por ejemplo, mediante formacion de haz. La vibracion analizada en funcion de los datos de tiempo se transfiere a una primera memoria de base de datos 89a. La primera memoria de base de datos 89a puede almacenar asimismo la vibracion en funcion de los datos de tiempo no analizada.
La vibracion en funcion de los datos de tiempo analizada se transfiere tambien a un segundo ordenador 83(2), donde se compara con otros datos.
Simultaneamente, un primer elemento de obtencion de datos 90a obtiene una posicion en funcion de los datos de tiempo y opcionalmente otros datos del AIS. Los datos de tiempo son obtenidos por el primer elemento de obtencion de datos 90, por ejemplo, de una unidad de ajuste de tiempo 80 o de un reloj no mostrado incorporado en el sistema
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de sensor 82b. La posicion en funcion de los datos de tiempo se correlaciona con los datos de tiempo obtenidos para asegurar que los datos de vibracion y los datos de posicion se correlacionen con los datos de tiempo armonizados.
La posicion en funcion de los datos de tiempo se transmite a un segundo elemento de obtencion de datos 90b, obteniendo asimismo el segundo elemento de obtencion de datos 90b datos de otras fuentes, tales como Internet y una estacion meteorologica. El segundo elemento de obtencion de datos 90b tambien puede obtener datos de tiempo como el primer elemento de obtencion de datos 90a.
Los datos procedentes del segundo elemento de obtencion de datos 90b se transmiten a un elemento de filtro 88, donde se filtran datos irrelevantes para eliminarlos. El filtro se puede configurar dependiendo de los datos almacenados en la primera memoria de base de datos. Por ello, el ruido detectado por el sensor de vibracion 82a influye en los datos que se eliminan mediante filtrado.
Los datos filtrados se transmiten a un tercer ordenador 83(3). El segundo ordenador 83(2) y el tercer ordenador 83(3) estan fusionados en un modo de realizacion en un solo ordenador, y en otro modo de realizacion -el modo de realizacion mostrado- el segundo ordenador 83(2) y el tercer ordenador 83(3) intercambian datos. En el segundo ordenador 83(2), los datos se ordenan y organizan y se transmiten a una segunda memoria de base de datos 89b, asf como al monitor 87 de un operador. En el tercer ordenador 83(3), la posicion en funcion de los datos de tiempo y la vibracion en funcion de los datos de funcion de tiempo se comparan y, simultaneamente, se correlacionan otros datos entre sf y en el mismo ordenador o en un cuarto ordenador 84(4) (tal como en el modo de realizacion mostrado), se realizan evaluaciones de las amenazas y el resultado se transmite al monitor. Simultaneamente, el cuarto ordenador 84(4) puede activar, opcionalmente, una alarma, despues de una confirmacion de un operador que mantiene el monitor 87 bajo vigilancia.
El cuarto ordenador 83(4) tambien puede recibir datos de la segunda memoria de base de datos 89b para evaluar las amenazas o para realizar analisis suplementarios. La vibracion en funcion de los datos de tiempo tambien se puede transmitir desde el primer ordenador 83(1) a la segunda memoria de base de datos 89b y/o al monitor 87.
Las figuras son esquematicas y se pueden simplificar para mayor claridad. En todas ellas, se utilizan los mismos numeros de referencia para partes identicas o correspondientes.
Anteriormente, se han mostrado algunos modos de realizacion preferentes, pero se debe subrayar que la invencion no se limita a estas, sino que se puede incorporar de otras maneras dentro del asunto central definido en las siguientes reivindicaciones.

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de supervision de integridad para supervisar la integridad de al menos una estructura estacionaria (1, 11,
    21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69), comprendiendo el sistema al menos un sensor de vibracion (2, 12,
    22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) adaptado para detectar la vibracion en funcion del tiempo, un ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), un medio de transmision adaptado para transmitir al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) los datos de vibracion del al menos un sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62), un medio adaptado para obtener y transmitir la posicion en funcion de los datos de tiempo del objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) a dicho ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) cuando dicho objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) comprende un transmisor (5, 25a, 25b, 35, 55) y esta dentro de una distancia (6a, 6b, SD) seleccionada con respecto a un sitio de supervision, donde el sitio de supervision comprende al menos una parte de la estructura estacionaria (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41,49a, 49b, 51, 61, 69) y el al menos un sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) esta dispuesto para detectar vibraciones dentro de dicho lugar de supervision, y el citado al menos un sensor de vibracion esta adaptado para transmitir dichos datos de vibracion al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) como vibracion en funcion de los datos de tiempo, o del ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta adaptado para generar vibracion en funcion de datos de tiempo a partir de dichos datos de vibracion, caracterizado por que el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende hardware y esta programado para comparar la vibracion en funcion de los datos de tiempo con la posicion en funcion de los datos de tiempo correlacionados para el mismo tiempo, preferentemente la estructura estacionaria (1, 11,21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41,49a, 49b, 51,61, 69) es una estructura sustancialmente fija, la estructura (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) preferentemente se aplica estacionaria, es decir siendo una estructura submarina (11, 21b, 31b) dispuesta sobre el fondo marino o enterrada y/o siendo una estructura submarina en zanja (31b, 51).
  2. 2. Sistema de supervision de integridad segun la reivindicacion 1, en el que la estructura estacionaria (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) es o comprende un cable, una tubena y/o una fibra optica, la estructura estacionaria opcionalmente es o comprende un haz de cables.
  3. 3. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) es un sensor acustico tal como un microfono, un hidrofono, un sismometro y/o un sensor acustico de fibra optica.
  4. 4. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) es un sensor de vibracion distribuido, preferentemente el sensor de vibracion comprende un sensor de fibra optica, el sensor de fibra optica esta dispuesto para operar por efecto de retrodispersion, tal como retrodispersion de Brillouin, retrodispersion de Raman o retrodispersion de Rayleigh.
  5. 5. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio para obtener y transmitir la posicion de un objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) en funcion de los datos de tiempo comprende un receptor (20a) capaz de recibir la posicion en funcion de los datos de tiempo directamente desde el transmisor del objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b), por medio de transmision por internet, via satelite y/o por medio de una antena externa, siendo el receptor, opcionalmente, una parte integrada del ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), o estando en comunicacion inalambrica o mediante fibra optica con el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33).
  6. 6. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende hardware y software que comprende al menos un procesador para comparar la posicion en funcion de los datos de tiempo con los datos de vibracion correlacionados para el mismo tiempo, de tal manera que por lo menos se pueda estimar si las vibraciones detectadas por el sensor de vibracion, (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) en un momento dado eran o comprendfan vibraciones provocadas por un objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b), tal como un buque.
  7. 7. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema esta adaptado para determinar la direccion de una vibracion con relacion al sensor de vibracion (32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) y/o con relacion a la estructura estacionaria (31a, 31b, 41, 49a, 49b).
  8. 8. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un sensor de vibracion de fibra optica (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62), en el que el sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) es un sensor distribuido o cuasi distribuido en el que el sensor de vibracion de fibra optica y/o el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta adaptado para obtener y opcionalmente procesar senales de salida de una serie de secciones N de longitud seleccionadas del sensor de vibracion de fibra optica, estando el sistema, preferentemente, dispuesto para realizar una funcion de formacion de haz sobre los datos de vibracion procedentes del conjunto de sensores o del sensor distribuido o cuasi distribuido.
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  9. 9. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema comprende un conjunto de sensores, por ejemplo, en forma de un conjunto de sensores discretos (42a, 42b, 42c) o en forma de un conjunto distribuido o cuasi distribuido de sensores de fibra (32a, 32b, 32c), el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta adaptado para obtener y procesar los datos de vibracion del conjunto de sensores, el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende un software para determinar una direccion, distancia y/o velocidad de un objeto emisor de vibraciones, siendo el objeto emisor de vibraciones opcionalmente el objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b).
  10. 10. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en alta mar, la estructura estacionaria (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) es una estructura submarina y el objeto movil (4a, 4b, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) es un buque.
  11. 11. Sistema de supervision de integridad segun la reivindicacion 10, en el que el medio para obtener y transmitir la posicion en funcion de los datos de tiempo al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende obtener datos de un Sistema de Identificacion Automatica (AIS), los datos son obtenidos directamente del transmisor del buque, a traves de transmision por Internet, a traves de un servicio de trafico de buques (VTS) y/o a traves de una antena externa, siendo el transmisor del buque un transpondedor.
  12. 12. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11 anteriores, en el que la distancia seleccionada hasta el sitio de supervision proporciona una zona horizontal seleccionada, el sistema esta dispuesto de tal manera que el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta obteniendo la posicion en funcion de los datos de tiempo de los buques con el transmisor (5, 25b, 35, 55) dentro de dicha zona horizontal seleccionada.
  13. 13. El sistema de supervision de la integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 anteriores, en el que el medio para determinar y transmitir la posicion en funcion de los datos de tiempo al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende obtener los datos de un Sistema de Identificacion Automatica (AIS), el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta dispuesto para obtener datos adicionales del AIS o desde otra fuente, los datos adicionales comprenden al menos una identificacion unica, curso, velocidad, direccion de movimiento, advertencias, condiciones meteorologicas y predicciones / previsiones de los datos mencionados, preferentemente los datos adicionales comprenden al menos una identificacion unica.
  14. 14. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13 anteriores, en el que el sistema comprende ademas una alarma dispuesta para ser activada por peligro real o potencial de danar la estructura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69), el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) esta dispuesto para calcular el peligro real o potencial de danar la estructura submarina (1, 11, 21,21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) preferentemente sobre la base de al menos parte de los datos de vibracion y de la posicion en funcion de los datos de tiempo, preferiblemente el sistema esta configurado para activar la alarma tras la deteccion de datos de vibracion con un patron predefinido y/o con un nivel de vibracion por encima de un nivel de ajuste de vibracion maxima para reducir las falsas alarmas.
  15. 15. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14 anteriores, en el que la estructura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) comprende una estructura enterrada o en zanja, el sistema comprende una memoria de base de datos en comunicacion de datos con el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), la memoria de base de datos comprende una curva de calibracion para el patron de vibracion en funcion de la distancia del buque para uno o mas buques o tipos de buques, el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) comprende un software para calcular una variacion del nivel del material de cobertura por encima de la estructura submarina (1, 11,21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69).
  16. 16. Sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 anteriores, en el que el sistema de supervision de integridad es un sistema de supervision de la integridad en tierra, la estructura estacionaria (21a) es una estructura no submarina, que comprende preferentemente un cable y/o una tubena, preferentemente el objeto movil (24a) es un vehuculo, un avion o una herramienta motorizada que comprende un sistema de localizacion, tal como el GPS (Sistema de Posicionamiento Global) que obtiene la posicion y, opcionalmente, detalles del movimiento, y un transmisor, dispuesto para transmitir los datos al ordenador (23(1), 23(2), 23(3)), preferentemente junto con una identificacion unica del objeto movil (24a).
  17. 17. Metodo para supervisar la integridad de al menos una parte de una estructura estacionaria (1, 11,21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41,49a, 49b, 51, 61,69), comprendiendo el metodo
    (i) proporcionar al menos un sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) para detectar la vibracion en funcion del tiempo,
    (ii) proporcionar un ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33);
    (iii) proporcionar un medio de transmision para transmitir los datos de vibracion procedentes del sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33),
    en el que dichos datos de vibracion se transmiten al ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) en funcion de los datos de tiempo o el ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) genera vibracion en funcion de los datos de tiempo de dichos datos de vibracion;
    (iv) disponer dicho sensor de vibracion (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) para detectar 5 vibraciones dentro de un sitio de supervision que comprende al menos una parte de la estructura estacionaria (1, 11,
    21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51,61, 69);
    (v) obtener una posicion de un objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) que comprende un transmisor en funcion de los datos de tiempo cuando dicho objeto movil (4a, 4b, 24a, 24b, 34,44, 54, 64a, 64b) esta dentro de una distancia seleccionada hasta dicho sitio de supervision;
    10 (vi) proporcionar dicho ordenador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) para comparar los datos de vibracion con la posicion en funcion de los datos de tiempo correlacionados para el mismo tiempo
    en el que el metodo comprende utilizar un sistema de supervision de integridad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.
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