ES2928761T3 - Sistema de medición, guía para pierna, plataforma autoelevable - Google Patents

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Abstract

Se proporciona un sistema de medición que comprende al menos una unidad de medición de carga horizontal, que está dispuesta preferiblemente en la guía de piernas. El dispositivo de medición de carga horizontal mide o determina la carga horizontal en la posición de la pata donde se coloca el dispositivo, lo que da una indicación más precisa del momento de flexión de la pata que la medición diferencial de fase de cremallera. Ventajosamente, se pueden proporcionar múltiples unidades de medición de carga a lo largo de la guía de patas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de medición, guía para pierna, plataforma autoelevable
Antecedentes
Las plataformas autoelevables, tales como los equipos de perforación autoelevables y buques autoelevadores, son ampliamente conocidas y se utilizan típicamente en alta mar para trabajos de perforación, instalación y/o mantenimiento. La plataforma autoelevable se instala temporalmente en una determinada ubicación en alta mar y se puede desplazar entre ubicaciones subsiguientes en alta mar. Para ello, la plataforma autoelevable comprende un casco y al menos una pierna regulable. Normalmente, una plataforma autoelevable puede comprender tres, cuatro o más piernas. Las piernas se pueden mover en relación con el casco por medio de un sistema de levantamiento, cambiando entre una condición flotante y una condición elevada de la plataforma autoelevable.
En la condición flotante, el casco está flotando y las piernas están retraídas y se extienden sustancialmente por encima del casco. En una condición intermedia, durante la instalación, las piernas se bajan para engancharse en el fondo del mar, mientras que el casco todavía está a flote. Para asegurarse de que el lecho marino no se sobrecargue durante la operación o en entornos severos, la plataforma autoelevable se precarga durante la instalación. Durante la precarga, la carga vertical en las piernas aumenta significativamente por encima de la carga de pierna estática esperada. Después de la precarga, el casco se eleva a la altura deseada, en la que se alcanza la condición elevada.
En la condición elevada, las piernas se bajan con un extremo inferior o base de las piernas sobre o en el lecho marino, las piernas están sustancialmente por debajo del casco y el casco está elevado en comparación con la condición flotante, por lo general, pero no necesariamente, con un espacio de aire entre el casco y el nivel del mar.
En una condición de partida intermedia, cuando se prepara para la partida, el casco se vuelve a bajar al agua mientras las piernas todavía están en el fondo del mar. En caso de que una pierna o la base de una pierna queden atrapadas en el lecho marino, la pierna debe extraerse del suelo. Esta operación de tracción de la pierna se realiza al levantar la pierna mediante el sistema de levantamiento.
Durante el levantamiento o la precarga, se puede inducir un momento de flexión de la pierna como resultado de la pendiente del lecho marino, el deslizamiento horizontal de la pierna o la inclinación del casco. Un momento de flexión de la pierna grande, o demasiado grande, puede resultar en una falla estructural de la pierna. La medición la Diferencia de Altura entre los Vértice de la Pierna (RPD) se utiliza actualmente para derivar indirectamente una indicación del momento de flexión de la pierna, pero la capacidad para derivar con precisión la magnitud del momento de flexión de la pierna es limitada.
El documento US 2012/0050056 divulga el uso de medidores de deformación en los piñones que indican la carga en la pierna asociada, y utiliza un dispositivo de detección de rotación para monitorizar la rotación de los piñones para determinar la diferencia de altura entre los vértices de la pierna.
El documento US 2015/0241299 proporciona medidores de deformación sobre la estructura de soporte que soporta las unidades de engranajes del dispositivo de elevación, en el que los medidores de deformación se utilizan para determinar una carga vertical de la pierna.
El documento US 2006/0062637 divulga la diferencia de fase de cremallera para determinar el momento de flexión de la pierna.
Durante la operación de tracción de la pierna, con una base de pierna o el extremo inferior de la pierna todavía atascado en el lecho marino, el operador aumentará la fuerza de tracción hasta que la pierna se libere del suelo. Durante este proceso, la combinación de las fuerzas de reacción del suelo y las fuerzas de restauración hidrostática, y las cargas inducidas por el viento, las olas y la corriente crea fuerzas internas entre las piernas y las guías para pierna (parte de la estructura del casco), lo que da como resultado un momento de flexión de la pierna.
Durante el tránsito, en condición flotante, las piernas de la plataforma autoelevable se extienden sustancialmente por encima del casco. Dependiendo de las condiciones del mar, la plataforma autoelevable soportará movimientos lineales y de rotación. Estos movimientos conducen a la aceleración de las piernas y a las fuerzas de inercia asociadas, creando de nuevo fuerzas internas entre las piernas y las guías para pierna, lo que da como resultado un momento de flexión de la pierna.
Un momento de flexión de la pierna demasiado grande y/o fuerzas demasiado grandes entre la guía para pierna y la pierna pueden provocar daños estructurales en la pierna y/o en la guía para pierna y/o en la estructura de soporte, tal como una cabina de control u otra estructura de interfaz con el casco.
Resumen de la invención
Es un objeto de la invención proporcionar un sistema que evite al menos uno de los inconvenientes mencionados anteriormente. En particular, se busca un sistema que pueda dar una indicación relativamente precisa del momento de flexión de la pierna.
Para ello, la invención proporciona una plataforma autoelevable de acuerdo con la reivindicación 1 y un sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 5. El sistema de medición comprende al menos una unidad de medición de parámetros, que está dispuesta para medir un valor de un parámetro en una guía para pierna de una plataforma autoelevable ejercida por una pierna de la plataforma autoelevable con respecto a o sobre la guía para pierna. Al medir un parámetro, tal como la carga horizontal o la carga vertical, el ángulo, la velocidad o la aceleración de la pierna sobre o con respecto a la guía para pierna, se puede obtener más información sobre la condición de la pierna. De acuerdo con la invención, se mide la carga horizontal ejercida por la pierna. Preferiblemente, esta información se presenta a un operador de las piernas de la plataforma autoelevable. De esta manera, el operador puede tener información sobre la condición de las piernas, que no tiene a su disposición hoy. Por lo tanto, puede tomar decisiones más acertadas al operar las piernas de la plataforma autoelevable. Tener esta información disponible para el operador proporciona una gran ventaja en comparación con la técnica anterior en la que la información disponible es limitada o nula. Ventajosamente, los datos medidos se presentan al operador en tiempo real o con un retraso de tiempo limitado para que el operador pueda disponer de la información real para tomar su decisión.
Se proporciona un sistema de medición que comprende al menos una unidad de medición de carga horizontal, que está dispuesta en o sobre la guía para pierna. La unidad o dispositivo de medición de carga horizontal mide o determina la carga horizontal sobre la posición de la pierna donde se coloca el dispositivo, lo que proporciona una indicación más precisa del momento de flexión de la pierna que la medición diferencial de fase de cremallera. Por carga horizontal se entiende la carga ejercida en dirección radial respecto a la pierna, por lo que cuando la pierna está erigida verticalmente, la carga ejercida en dirección radial es una carga horizontal. Ventajosamente, se pueden proporcionar múltiples unidades de medición de carga a lo largo de la guía para pierna. Las unidades de medición de carga múltiples, en particular los elementos de detección de carga de las mismas, pueden distribuirse a lo largo de la guía para pierna en una configuración optimizada. Por ejemplo, cuando el elemento de detección de carga comprende una matriz de celdas de carga, una configuración óptima sería una orientación de la matriz de celdas de carga en la dirección longitudinal de la pierna.
El sistema de medición, también denominado sistema de medición de carga guía o sistema de medición de carga guía, está diseñado para determinar la carga horizontal ejercida por una pierna de una plataforma autoelevable sobre una guía para pierna y/o para determinar el momento de flexión de la pierna que se produce. El sistema puede disponerse además para registrar dicha carga horizontal y/o dicho momento de flexión de la pierna y/o para monitorizar dicha carga horizontal y/o dicho momento de flexión de la pierna en relación con uno o más umbrales predeterminados.
La presente divulgación también se refiere a un sistema de medición de carga guía que comprende al menos una unidad de medición de carga guía que está dispuesta para determinar dicha carga horizontal y/o dicho momento de flexión de la pierna. El sistema de medición de carga guía puede comprender además al menos un subsistema de medición de carga guía por pierna, cuyo subsistema consiste en al menos una unidad de medición de carga guía.
La invención se refiere además a un sistema de medición de carga guía que comprende un sistema de control dispuesto para recibir y/o procesar la salida del al menos un subsistema de medición de carga guía y/o la al menos una unidad de medición de carga guía. El sistema de control se puede disponer para indicar y/o registrar y/o monitorizar la carga horizontal y/o el momento de flexión de la pierna de una pierna en relación con umbrales predeterminados, para alertar y/o asesorar al operador, y/o para intervenir en las operaciones. Ventajosamente, el sistema de control está configurado para procesar los datos medidos en tiempo real o con un retardo de tiempo limitado. La medición de los parámetros se puede realizar de forma continua y/o intermitente.
En realizaciones adicionales, no reivindicadas, también se pueden utilizar unidades de medición que miden otros momentos y/o fuerzas además de la fuerza horizontal y/u otros parámetros, por ejemplo, ángulo, velocidad, aceleración, carga vertical.
Adicionalmente monitorizar el momento de flexión de la pierna, las cargas horizontales, en particular las cargas en las guías para pierna, pueden brindar información sobre el desgaste de la guía para pierna. En particular, la información sobre el desgaste de las guías para pierna puede ser relevante cuando las guías para pierna son cremalleras a las que pueden cooperar los piñones. Cuando los dientes de la cremallera están desgastados, las fuerzas sobre las guías para pierna pueden llegar a ser demasiado altas y/o puede que no se obtenga transmisión de fuerza entre el piñón y la cremallera, lo que no es deseable. Al monitorizar el desgaste, los intervalos de mantenimiento pueden determinarse más dependiendo de la situación monitorizada. Esto puede ser beneficioso en términos de tiempo de inactividad y/o costes.
El sistema de medición de carga guía proporciona al operador una indicación de las fuerzas horizontales que se producen y/o el momento de flexión de la pierna. El operador puede utilizar esta información a su favor para comprender la criticidad de las cargas actuales en las piernas y las guías para pierna y evitar daños a las piernas y las guías para pierna durante cualquier operación crítica que provoque una carga horizontal significativa sobre la unidad, con altos momentos de flexión como una consecuencia, tal como una precarga o una tracción de pierna. Preferiblemente, el sistema de medición de carga guía comprende al menos un subsistema de medición de carga guía que está dispuesto por pierna de la plataforma autoelevable. El subsistema de medición de carga guía comprende al menos una unidad de medición. Ventajosamente, por cuerda de la pierna, se proporciona una unidad de medición. Una pierna de una plataforma autoelevable normalmente se proporciona con al menos una cuerda, por ejemplo, se pueden proporcionar una, dos, tres o cuatro cuerdas. En algunas realizaciones, se pueden proporcionar más cuerdas. Al menos una de estas cuerdas se proporcionan con una unidad de medición, por ejemplo, una o dos cuerdas pueden estar provistas de dicha unidad de medición, por ejemplo, la cuerda o cuerdas sobre las que se pueden esperar las cargas más altas pueden estar equipadas con dicha unidad de medición, mientras que la otra cuerda o cuerdas pueden no tener una unidad de medición. De manera similar, al menos una de las piernas puede estar provista con un subsistema de medición, por ejemplo, la pierna en la que se esperan las cargas más altas podría estar equipada con dicho subsistema de al menos una unidad de medición. Alternativamente, dos piernas pueden estar equipadas con dicho subsistema de medición de al menos una unidad de medición que forma el sistema de medición. En otra realización, todas las piernas pueden estar provistas de dicho subsistema de al menos una unidad de medición.
La unidad de medición se proporciona con medios de detección de carga para medir la carga horizontal, o fuerza, ejercida por una pierna sobre una guía para pierna. La unidad de medición está dispuesta en o sobre la guía para pierna para medir la carga ejercida por la pierna sobre la guía para pierna. A partir de las fuerzas medidas, se puede calcular y/o determinar el momento de flexión de la pierna. El sistema de medición de carga guía puede indicar y/o registrar y/o monitorizar cargas horizontales y/o momentos de flexión de la pierna. El sistema de medición de carga guía también se puede configurar para alertar al operador cuando se exceden los umbrales predescritos. Preferiblemente, el sistema se puede configurar para proporcionar asesoramiento al operador o incluso para intervenir automáticamente en la operación. Para ello, se puede proporcionar un sistema de control que envíe información sobre los momentos de flexión de las piernas y/u otras fuerzas al operador, ventajosamente a través de un módulo de interfaz de usuario. El sistema de control puede ser un sistema de control de bucle abierto, dejando la posible intervención al operador y/o proporcionando un curso de acción sugerido al operador. Alternativamente y/o adicionalmente, el sistema de control puede ser un sistema de control de bucle cerrado, que puede intervenir en la operación tan pronto como se alcancen umbrales predeterminados. También, pueden ser posibles variantes de los mismos.
El sistema de medición de carga guía se puede utilizar para medir y/o registrar y/o monitorizar eventos durante el tránsito, la instalación, la operación elevada y la partida. Por ejemplo, durante la instalación, las piernas se bajan hacia el fondo del mar. Esto puede resultar en uno o más impactos entre las piernas y el lecho marino. El impacto de una pierna o base con el lecho marino puede resultar potencialmente en grandes cargas horizontales y momentos de flexión de la pierna. El registro y/o monitorización proporcionarán más información en este evento, lo que puede ayudar a un operador a determinar si la operación actual puede continuar de manera segura, la operación necesita la intervención del operador o si se pueden esperar daños estructurales.
La precarga puede ser crítica, por ejemplo, cuando se precarga sobre fondos marinos inclinados o irregulares. Esto puede inducir un gran momento de flexión de la pierna que puede resultar en una falla estructural de la pierna. La práctica de la industria es utilizar la medición de la Diferencia de Altura entre los Vértice de la Pierna (RPD) de los desplazamientos de cuerda para proporcionar una indicación del momento de la pierna durante esta fase, pero esto es relativamente inexacto ya que es una forma bastante indirecta de determinar el momento de flexión de la pierna. Con el sistema de medición de carga guía, el momento de la pierna se calcula con mayor precisión a partir de la carga horizontal medida que la pierna ejerce sobre la guía para pierna, además de que se puede monitorizar la carga horizontal. Durante la operación, el operador recibe, por ejemplo, información crítica sobre el estado de la pierna, es decir, el momento de flexión real de la pierna en relación con los umbrales predescritos.
De manera similar al uso del sistema de medición de carga guía durante la precarga, el sistema de medición de carga guía se puede utilizar para monitorizar el momento de flexión de la pierna durante la operación de tracción de las piernas. Cuando una pierna permanece atascada en el lecho marino, el operador levantará la pierna para liberarla del suelo. Actualmente, no existen medios para asesorar al operador sobre los momentos que surgen en la pierna durante la operación de tracción de la pierna. El sistema de medición de carga guía puede asesorar al operador sobre la fuerza de tracción máxima y evitar daños en las piernas. Esto puede ser especialmente relevante para las plataformas autoelevables que están sujetas a levantamientos frecuentes, por ejemplo, embarcaciones autoelevadoras utilizadas para instalar molinos de viento en alta mar.
Durante el tránsito, en condición flotante, la plataforma autoelevable soportará movimientos lineales y de rotación. La aceleración de las piernas y las fuerzas de inercia asociadas crean fuerzas internas entre las piernas y las guías para pierna, lo que da como resultado un momento de flexión de la pierna. Los movimientos prolongados y continuamente cambiantes tienen un impacto significativo sobre la vida de fatiga de la pierna y las guías para pierna. El sistema de medición de carga guía se puede utilizar para crear un historial de tiempo para cargas de fatiga de tránsito y detectar sobrecargas durante estado de marejada.
Los medios de detección de carga de la unidad de medición de carga pueden ser de cualquier tipo adecuado, por ejemplo, transductores que convierten una fuerza mecánica de entrada en una señal de salida eléctrica, también conocidas como celdas de carga, o cualquier medio con el que se pueda derivar la carga, por ejemplo, medios de medición deformación como medidores de deformación.
Las fuerzas que actúan entre una guía y una pierna, así como un momento de flexión de la pierna, pueden provocar daños estructurales en la pierna y/o la guía para pierna y/o la estructura de soporte, como una cabina de control u otra interfaz con el casco. Los medios de detección de carga se pueden proporcionar en las guías para pierna superiores para medir las fuerzas horizontales ejercidas por la pierna. A partir de la carga horizontal sobre la guía superior, se puede calcular el momento de flexión de la pierna que se produce en la guía inferior. Los medios de detección de carga también se pueden proporcionar en las guías para pierna inferiores para medir las fuerzas horizontales ejercidas localmente por la pierna. A partir de la carga horizontal sobre la guía inferior, se puede calcular el momento de flexión de la pierna en la guía superior, que es específicamente relevante durante el tránsito. En una realización adicional, se pueden proporcionar medios de detección de carga en las guías superior e inferior.
También es posible, pero no se reivindica, proporcionar medios de detección de carga sobre partes de la estructura de levantamiento o cabina de control, para medir las cargas transferidas a través de la cabina de control, por ejemplo, con medidores de deformación que miden la deformación provocada por dichas cargas. Sin embargo posiblemente, la indicación de la carga horizontal puede ser menos precisa, ya que depende de suposiciones adicionales de las propiedades de la estructura de levantamiento.
En otra realización, no reivindicada, el sistema de medición de carga guía está dispuesto adicionalmente para medir las cargas verticales que se ejercen sobre las placas de desgaste de la guía superior. Las cargas verticales de las piernas pueden medirse y/o determinarse para monitorizar la carga de las piernas contra la sobrecarga para evitar fallas del sistema de levantamiento o de la pierna por sobrecarga y/o para determinar la precarga en el lecho marino. Estas medidas están enturbiadas por las fuerzas de fricción que se generan en una dirección vertical entre la pierna y las guías. Al medir las cargas verticales que se ejercen sobre las placas de desgaste de la guía superior, la carga vertical real de la pierna se puede determinar con mayor precisión. La carga vertical ejercida sobre las placas de desgaste se puede medir utilizando celdas de carga multieje o medios de detección de carga adicionales, tal como una celda de carga.
En una realización preferida, no reivindicada, el sistema de medición de carga guía puede incorporar, integrar o cooperar con medios de sensor o detección adicionales. Por ejemplo, se pueden proporcionar medios adicionales, como un inclinómetro, para determinar la inclinación de la pierna, proporcionando una indicación adicional de cualquier estado crítico de la pierna y/o el origen de la carga horizontal medida y/o el momento de flexión de la pierna determinado, por ejemplo, piernas sesgadas en relación con el casco provocadas por la carga del viento/las olas. Estos medios de detección adicionales se pueden colocar en la guía para pierna, pero también se pueden colocar en cualquier otro lugar de la pierna y/o de la abertura para pierna.
En otro ejemplo, no reivindicado, se pueden proporcionar medios adicionales, tal como un codificador o detector visual, para determinar la extensión y/o posición de la pierna con respecto al casco o guía para pierna. Los datos de posición de la pierna se pueden utilizar para determinar la parte exacta de la pierna que normalmente está expuesta a la carga horizontal o al momento de flexión de la pierna.
Se proporciona un sistema de medición que comprende al menos una unidad de medición de carga horizontal, que está dispuesta preferiblemente sobre la guía para pierna. El dispositivo de medición de carga horizontal mide o determina la carga horizontal sobre la posición de la pierna donde se coloca el dispositivo, lo que da una indicación más precisa del momento de flexión de la pierna que la medición diferencial de fase de cremallera. Ventajosamente, se pueden proporcionar múltiples unidades de medición de carga a lo largo de la guía para pierna.
La invención también se refiere a un método para monitorizar un momento de flexión en una pierna de una plataforma autoelevable de acuerdo con la reivindicación 4, así como a un sistema de control de acuerdo con la reivindicación 13.
Realizaciones ventajosas adicionales se representan en las subreivindicaciones.
Descripción de la invención
La invención se aclarará adicionalmente sobre la base de realizaciones de ejemplo proporcionadas a modo de descripción e ilustración no limitativas.
En la ilustración:
La figura 1a muestra esquemáticamente las fuerzas durante una operación de precarga sobre un lecho marino inclinado;
La figura 1b muestra esquemáticamente las fuerzas durante una operación de tracción de pierna;
La figura 2a muestra una vista superior esquemática de una pierna en una abertura para pierna de un casco de una plataforma autoelevable;
La figura 2b muestra una vista esquemática del plano A-A para la cuerda de la pierna como se indica en la figura 2a; La figura 3 muestra una representación esquemática de las cargas de las piernas sobre la guía para pierna;
La figura 4a muestra una guía para pierna de acuerdo con la técnica anterior;
La figura 4b, muestra una guía para pierna provista de una unidad de medición de carga;
La figura 4c, muestra una matriz de medios de detección de carga de una unidad de medición de carga;
La figura 5 muestra una disposición general de una plataforma autoelevable provista de un sistema de medición de carga y una unidad de control de la misma.
Se advierte que las figuras son solo representaciones esquemáticas de realizaciones de la invención que se dan a modo de ejemplo no limitativo. Son posibles varias modificaciones, variaciones y alternativas, así como varias combinaciones de las características descritas. De acuerdo con lo anterior, las especificaciones, dibujos y ejemplos deben considerarse en un sentido ilustrativo más que en un sentido restrictivo.
El sistema de medición de carga guía se puede utilizar tanto para plataformas autoelevables con piernas tipo celosía como para plataformas autoelevables con piernas tipo tubular o piernas con circunferencia poligonal.
El sistema que se describe a continuación se puede utilizar en unidades autoelevables con piernas tipo celosía.
Las figuras 1a y 1b muestran esquemáticamente una plataforma 1 autoelevable que tiene un casco 2 y al menos una pierna 3. En el presente documento, en la vista lateral se muestran dos piernas, la plataforma 1 autoelevable puede estar equipada con tres, cuatro o seis piernas 3. Las piernas 3 se proporcionan en un extremo inferior de las mismas de una estructura 9 de anclaje de piernas, tal como una ventosa o cualquier otra estructura conocida, para permitir el anclaje de la pierna 3 en el lecho 10 marino.
La pierna 3 es regulable con respecto al casco 2 por medio de un sistema de levantamiento. El sistema de levantamiento se ilustra en el presente documento esquemáticamente ilustrado por una cabina 4 de control, en la que normalmente se aloja el sistema de levantamiento. La cabina 4 de control está en el presente documento montada sobre una cubierta 5 del casco 2. La pierna 3 es ajustable con respecto al casco 2 a través de una abertura 6 para pierna en la que se monta la pierna 3. En la abertura 6 para pierna, se proporciona una guía 7 para pierna superior y una guía 8 para pierna inferior. En las guías 7, 8 para pierna, la pierna 3 puede tener contacto con las guías para pierna dando como resultado una fuerza de guía para pierna superior Fug y una fuerza de guía para pierna inferior Flg. Estas fuerzas son ejercidas por la pierna 3 sobre las guías 7, 8 para pierna radialmente con respecto a la pierna 3, de tal manera que cuando la pierna 3 se erige aproximadamente verticalmente, las fuerzas están en un plano aproximadamente horizontal. Las fuerzas Fug y Flg por lo tanto, también se denominan “fuerzas horizontales”. Debido a la distancia “a” entre la guía 7 de pierna superior y la guía 8 de pierna inferior, las fuerzas Fug y Flg inducen un momento de flexión en la pierna, el llamado momento de flexión de la pierna Mlg. Sobre la estructura 9 de anclaje se ejerce un momento de contraflexión Ms. Sobre la base de la carga horizontal total de la guía para pierna superior, se puede calcular el momento de la pierna en la guía inferior: Momento guía inferior = horizontal de guía superior x distancia guía: Mlg = Fug x a. Este principio se ilustra en las figuras 1a y 1b para la precarga y tracción de pierna.
En la figura 2 se muestra una ilustración de una pierna de celosía típica y sus ubicaciones de guía superior. La figura 2a muestra una vista superior de una cabina 4 de control con una pierna 3. La pierna 3 se ilustra en el presente documento esquemáticamente como una pierna del tipo celosía que tiene una sección transversal triangular con una cuerda 11 en cada esquina del triángulo. La pierna 3 está montada en la abertura 6 que se extiende a través del casco 2 y la cabina 4 de control. La pierna 3 es ajustable con respecto al casco 2 y, por lo tanto, con respecto a la abertura 6 para pierna por medio de un sistema 12 de levantamiento como se muestra esquemáticamente en la figura 2b. Normalmente, se proporciona al menos un sistema 12 de levantamiento por cuerda 11 de la pierna 3. La cuerda 11 puede estar provista de una guía 13 de levantamiento, tal como una pista, en el presente documento hay una guía 13a y 13b de levantamiento en lados opuestos de la cuerda 11. De manera bien conocida, el sistema 12 de levantamiento puede estar provisto de piñones que cooperan con la pista, de tal manera que al girar los piñones a lo largo de la pista, la pierna 3 puede moverse hacia arriba o hacia abajo con respecto al casco 2. En lugar de un sistema 12 de levantamiento de cremallera y piñón, se pueden proporcionar otros sistemas 12 de levantamiento, tales como un sistema de orificio de pluma u otros sistemas conocidos por aquellos expertos. En la vista de la figura 2b, en el plano A-A de la figura 2a, se muestra la cabina 4 de control con el sistema 12 de levantamiento, y la guía 7 para pierna superior para guiar la pierna 3 en un extremo superior de la abertura 6 para pierna. En un extremo inferior de la abertura 6 para pierna, que no se muestra en la figura 2b, se proporciona la guía 8 para pierna inferior. En algunas circunstancias, por ejemplo, durante el ajuste de la pierna, o durante las operaciones, o debido a influencias ambientales, la pierna 3, en particular la guía 13 de levantamiento de pierna, puede entrar en contacto con la guía 7 para pierna, induciendo así una fuerza sobre la guía 7 para pierna.
Como puede verse, por ejemplo, en la figura 2a o la figura 2b, la guía 7 de pierna superior comprende dos partes 7a, 7b de guía para pierna opuestas. Cada parte 7a, 7b de guía para pierna está dispuesta opuesta a la cuerda 11 para pierna, de tal manera que se puede permitir un contacto lateral de la cuerda 11, en particular de las guías 13a, 13b de levantamiento, con las respectivas partes 7a, 7b de guía para pierna. De manera similar, la guía 8 de pierna inferior comprende dos partes 8a, 8b de guía para pierna dispuestas opuestas a la cuerda 11 para pierna.
La figura 3 muestra esquemáticamente las cargas que pueden actuar sobre las guías 7, 8 para pierna, ejercidas por la pierna 3. La carga de guía superior horizontal total Fug y/o la carga de guía inferior horizontal Flg en la pierna 3 es la resultante de todas las cargas guía normales Nug, Nlg más todas las cargas de fricción FR sobre la guía 7 de pierna superior y la guía 8 de pierna inferior, respectivamente.
A pesar de la grasa que se aplica en las guías 7, 8 para pierna durante el levantamiento, puede producirse fricción entre la pierna 3, en particular la cremallera 13, y las guías 7, 8 para pierna. Esta fricción FR formará parte de la carga horizontal que actúa sobre las guías 7, 8 para pierna. La cantidad real de fricción es difícil de determinar, pero se estima que el coeficiente de fricción varía entre 0.0 y 0.4.
Es ventajoso medir las cargas que se producen en las guías para pierna y, preferiblemente, determinar a partir de ellas el momento de flexión de la pierna. Por lo tanto, se puede recuperar información sobre la carga y/o el desgaste de la pierna. Dicha información puede presentarse a un operador, por ejemplo, a una interfaz de usuario del operador. Dicha interfaz de usuario puede ser cualquier tipo de dispositivo, por ejemplo, un panel de información en la cabina del operador, o un dispositivo de comunicaciones móviles a disposición del operador. Para esto, la guía 7, 8 para pierna, en particular una parte 7a, 7b, 8a, 8b de guía para pierna, puede estar provista de una unidad 14 de medición. La figura 4a muestra una disposición de la técnica anterior de una parte 7a, 7b, 8a, 8b de guía para pierna que tiene una placa 15 de desgaste que está dispuesta para entrar en contacto con la guía 13a, 13b de levantamiento de la cuerda 11 para pierna. La guía 7, 8 para pierna con la placa 15 de desgaste está montada en una pared 16 lateral de la abertura 6.
Cuando la plataforma autoelevable está equipada con piernas tubulares, es posible que no haya placas de desgaste en las guías superiores. En ese caso, se puede proporcionar un collar adicional, montado en la estructura de guía superior e interactuando con la pierna tubular por medio de al menos un elemento de contacto. De manera similar a la construcción de placa de desgaste para piernas de tipo celosía, se proporcionan medios de detección de carga entre el(los) elemento(s) de contacto y la estructura de guía superior.
De acuerdo con la invención, la guía 7, 8 para pierna se proporciona con una unidad 14 de medición que está dispuesta entre la placa 15 de desgaste de la guía 7, 8 para pierna y la pared 16 lateral de la abertura 6. La placa 15 de desgaste está montada en la pared 16 lateral por medio de elementos 17a, 17b de montaje. El elemento 17a de montaje está dispuesto de forma fija a una placa 18 guía. La placa 18 guía está montada preferiblemente de forma fija en la pared 16 lateral de la abertura 6, y se proporciona para distribuir las cargas a la estructura circundante. La placa 15 de desgaste se monta de forma desmontable en la pared 16 lateral, de tal manera que, cuando se desgasta la placa 15 de desgaste, se puede reemplazar fácilmente por otra placa 15 de desgaste. El elemento 17b de montaje se fija de forma desmontable a la pared 16 lateral por medio de un elemento 19 de conexión, en el presente documento un sistema 19 de perno y tuerca. Los elementos 17a, 17b de montaje tienen extremos 20a, 20b exteriores respectivamente que, en esta realización, tienen forma de cuña para acoplarse con sujeción a la placa 15 de desgaste. De esta manera, al retirar el elemento 17a de montaje extraíble, la placa 15 de desgaste queda libre y puede retirarse y reemplazarse. De acuerdo con la invención, la guía 7, 8 para pierna se proporciona con una unidad 14 de medición. Preferiblemente, cada parte 7a, 7b u 8a, 8b de guía para pierna se proporciona con una parte 14a, 14b de unidad de medición respectivamente. Como tal, la unidad 14 de medición puede proporcionarse sobre una guía para pierna de una sola cuerda. Mientras que corresponden a una sola cuerda 11, dos partes 7a, 7b; 8a, 8b de guía para pierna opuestas, cada parte 7a, 7b; 8a, 8b de guía para pierna está equipada con una unidad 14a, 14b de medición respectivamente.
La parte de la unidad 14a, 14b de medición está montada entre la placa 18 guía y la placa 15 de desgaste. Ventajosamente, se proporciona una unidad 14 de medición por cuerda 11 de una pierna 3, que comprende al menos una, preferiblemente dos partes 14a, 14b de guía de pierna opuestas. De esta manera, cuando una pierna 3 tiene tres cuerdas, se proporcionan tres unidades de medición 14 en dicha pierna 3. Estas tres unidades de medición 14 forman un subsistema de medición de carga guía 21. Por pierna 3, se proporciona así un subsistema de medición de carga guía 21. Cuando hay tres piernas en la plataforma autoelevable, hay tres subsistemas 21. Igualmente, cuando hay cuatro piernas 3, se proporcionan cuatro subsistemas 21. Los subsistemas 21 juntos forman el sistema 22 de medición de carga guía.
La unidad 14a, 14b de medición de carga guía, como se muestra en la figura 4b, comprende elementos 23 de detección de carga, tales como una matriz 24 de celdas de carga, como se muestra en la figura 4c. Se pueden proporcionar otras variantes de elementos 23 de detección de carga, por ejemplo, del tipo medidor de deformación, tipo neumático o hidráulico, o cualquier otro tipo adecuado. Preferiblemente, se proporciona al menos un elemento 23 de detección de carga por la parte 7a, 7b de guía para pierna superior. Preferiblemente, se utiliza una matriz de celdas de carga para compartir la carga que se distribuye a través de las placas 15 de desgaste guía.
En caso de que el sistema de medición de carga guía solo mida las cargas guía normales Nug, Nlg, el error en el cálculo del momento puede llegar hasta el 20%, con un coeficiente de fricción conservador de 0.4. En este caso, por ejemplo, se pueden utilizar celdas de carga de un solo eje. En una realización preferida, el sistema de medición de carga guía también mide la fricción, es decir, la carga perpendicular a la carga normal en el plano horizontal. Para medir cargas tanto normales como de fricción, se pueden proporcionar conjuntos de celdas de carga de un solo eje posicionadas en direcciones normales y perpendiculares con respecto a la pierna 3 o celdas de carga multieje.
En una realización preferida, el sistema de medición de carga guía comprende al menos un subsistema de medición de carga guía por pierna de la plataforma autoelevable. Cada subsistema de medición de carga guía comprende al menos una unidad de medición de carga guía que comprende los medios de detección por pierna, y posiblemente una unidad de procesamiento de datos y/o transmisor local. Las unidades de medición de carga guía comprenden los medios de detección de carga por cuerda de una pierna. Como se muestra en la figura 5, la plataforma 1 autoelevable, en el presente documento provista de cuatro piernas 3, se proporciona con un sistema 22 de medición. El sistema 22 de medición comprende el ensamble de subsistemas 21 de medición disponibles que pueden comprender al menos una unidad 14 de medición. La unidad 14 de medición comprende al menos un elemento 23 de detección de carga. En la realización de la figura 5, una pierna 3i se proporciona con un subsistema 21i de medición. Cada cuerda 11i de la pierna 3i se proporciona con una unidad 14i de medición. La unidad 14i de medición puede medir valores de parámetros tales como carga, pero también inclinación, velocidad, aceleración, etc. Los valores de los parámetros medidos se recopilan en una unidad 25i de control de subsistema. La unidad 25i de control de subsistema se puede configurar para procesar los datos de medición recibidos, por ejemplo, puede determinar un momento de flexión o puede determinar un ángulo de inclinación, pero, alternativamente, se puede configurar para almacenar los datos y/o enviar los datos medidos al sistema 26 de control de medición de carga guía. Dependiendo de la configuración, el sistema 26 de control de medición de carga guía recibe datos de medición ya procesados, o puede recibir datos de medición sin procesar y se puede configurar para procesar los datos de medición. También, el sistema 26 de control de medición se puede configurar para procesar aún más los datos de medición ya procesados, por ejemplo, al presentarlos al operador de manera integral, por ejemplo, gráficamente. También, el sistema 26 de control se puede configurar para proporcionar una señal de advertencia cuando el valor de un determinado parámetro excede un umbral predeterminado. La señal de advertencia puede ser visual o auditiva. Una señal de advertencia visual puede ser una lámpara de advertencia instalada en la pierna y/o cuerda respectiva, o puede ser una lámpara de advertencia en el panel 27 de operación del operador, o puede ser una señal visual en el panel de interfaz de usuario del operador, etc. Para la señal auditiva, surgen las mismas posibilidades, por ejemplo, una señal auditiva de una bocina en la pierna y/o la propia cuerda, o una señal auditiva en el panel de operación del operador, o puede ser una señal auditiva sobre el panel de interfaz de usuario del operador, etc. Por supuesto, la señal de advertencia también puede ser audiovisual. El panel 27 de operación del operador puede ser un panel de operación bien conocido que tenga los botones y/o palancas de mando necesarios para operar las piernas de la plataforma autoelevable. El panel 27 de operación también puede comprender un panel de interfaz de usuario, que puede permitir la operación interactiva de las piernas de la plataforma autoelevable. El panel de interfaz de usuario puede comprender una pantalla sobre la que se puede presentar información o incluso una pantalla táctil para permitir también la entrada de información o controles. El panel de interfaz de usuario también puede ser una aplicación en un dispositivo de comunicaciones móviles.
Como se muestra en la figura 5, la pierna 3ii está provista en el presente documento de un subsistema 21ii de medición, que tiene una unidad 25ii de control. La unidad 25ii de control recibe en el presente documento solo datos de medición de la unidad 14ii de medición única, ya que una sola cuerda 11ii de la pierna 3ii solo está equipada con una unidad 14ii de medición. La pierna 3iii y la pierna 3iv en esta realización no están equipadas con un subsistema de medición. El sistema 26 de control de medición de carga guía recibe entradas del subsistema 21i de medición y del subsistema 21ii de medición. Se puede entender que las variantes son posibles, por ejemplo, todas las piernas pueden estar equipadas con un subsistema 21i de medición como la pierna 3i, o alternativamente con un subsistema 21ii de medición como la pierna 3ii, o cualquier variante intermedia. También, se puede entender que la unidad 25 de control del subsistema se puede obviar y que los datos medidos del subsistema de medición 21 se pueden ingresar directamente al sistema 26 de control que se puede configurar para procesar estos datos ingresados. Muchas variantes de los mismos son posibles. En una realización, una unidad de medición de carga guía consiste en un intercalado de placas con celdas de carga de dos o varios ejes en el medio. El intercalado se colocará detrás de la placa de desgaste, sobre toda la altura de esta placa. En la figura 4b se muestra un ejemplo de una construcción de la unidad de medición de carga guía dentro de la estructura de guía. Por ejemplo, una placa de desgaste de guía superior tiene alrededor de 300 mm de ancho y 2000 mm de alto, dependiendo de las dimensiones de la pierna, y puede tener ocho celdas de carga detrás. La capacidad aproximada de una sola celda de carga puede ser de 200 t.
En otra realización, se puede aplicar una construcción similar de una unidad de medición de carga guía a las guías inferiores. En otra realización, tanto las guías superior como la inferior están equipadas con unidades de medición de carga guía.
En otro ejemplo, el sistema de medición de carga guía puede cooperar con medios de sensor o detección que ya se pueden proporcionar y sirven principalmente para otro propósito, tal como medios para determinar la carga vertical de la pierna o la Diferencia de Altura entre los Vértice de la Pierna (RPD). La salida de estos medios de sensor o detección se puede integrar en el sistema de medición de carga guía proporcionando información adicional sobre el estado de la pierna y/o el origen de la carga horizontal medida y/o el momento de flexión de la pierna determinado (por ejemplo, deslizamiento de la pierna).
La salida de medios de detección adicionales o disponibles puede ser recibida y/o registrada y/o monitorizada por el sistema de medición de carga guía, e integrada o combinada con la salida de los medios e detección de carga y/u otros medios de detección adicionales. El sistema de control del sistema de medición de carga guía puede recibir y/o procesar la salida de todos los medios de detección y/o subsistemas para detectar eventos específicos, tal como el deslizamiento de las piernas y la inclinación del casco.
En otra realización preferida, el sistema de medición de carga guía comprende un sistema de control que puede monitorizar una sola pierna o todas las piernas de una plataforma autoelevable al mismo tiempo. Los datos se pueden recibir del subsistema de medición de carga guía de cada pierna y se pueden procesar posteriormente por una unidad central de procesamiento de datos para alertar o aconsejar al operador que tome una acción específica, o incluso para intervenir automáticamente en las operaciones.
Cabe señalar que las figuras son solo representaciones esquemáticas de realizaciones de la invención que se dan a modo de ejemplos no limitativos. Con el propósito de claridad y una descripción concisa, las características se describen en el presente documento como parte de la misma o de realizaciones separadas, sin embargo, se apreciará que el alcance de la invención puede incluir realizaciones que tengan una combinación de todas o algunas de las características descritas, siempre y cuando estén dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Plataforma autoelevable que comprende un casco (2) y al menos una pierna (3) ajustable con respecto al casco (2), en el que la pierna (3) es ajustable a través de una abertura (6) para pierna en el casco (2) en cuya abertura (6) para pierna al menos una guía (7) para pierna superior en un extremo superior de la abertura (6) para pierna y una guía (8) para pierna inferior en un extremo inferior de la abertura (6) para pierna se proporcionan para guiar la pierna (3) durante el ajuste lo que resulta, debido al contacto entre la pierna (3) y las guías (7, 8) para pierna, en una fuerza de guía para pierna superior Fug y una fuerza de guía para pierna inferior Flg, caracterizada porque la guía (7) para pierna superior y/o la guía (8) para pierna inferior se proporcionan con al menos una unidad (14) de medición de carga que comprende medios de detección de carga para medir la carga horizontal ejercida por la pierna (3) sobre la guía (7, 8) para pierna de tal manera que a partir de las fuerzas de guía para pierna superior y/o inferior medidas, se puede calcular y/o determinar un momento de flexión de la pierna, en la que al menos una unidad (14) de medición está dispuesta en o sobre la guía (7, 8) para pierna.
2. Plataforma autoelevable de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la guía (7) para pierna superior comprende dos partes (7a, 7b) de guía para pierna opuestas, que están dispuestas opuestas a una cuerda (11) para pierna de la pierna (3) en la abertura (6), en la que las partes (7a, 7b) de guía para pierna se proporcionan con una unidad (14) de medición.
3. Plataforma autoelevable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la guía (8) para pierna inferior comprende dos partes (8a, 8b) de guía para pierna opuestas, que están dispuestas opuestas a una cuerda (11) para pierna de la pierna (3) en la abertura (6), en la que las partes (8a, 8b) de pierna se proporcionan con una unidad (14) de medición.
4. Método para monitorizar un momento de flexión en una pierna de una plataforma (1) autoelevable, que comprende:
- disponer al menos una unidad (14) de medición de carga en o sobre una guía para pierna superior y/o una guía (7, 8) para pierna inferior en la abertura (6) para pierna en el casco (2) de la plataforma (1) autoelevable; en la que la unidad (14) de medición comprende medios de detección de carga para medir una carga horizontal ejercida por la pierna (3) sobre la guía (7) para pierna
- medir la carga horizontal de la pierna (3) sobre al menos una unidad (14) de medición de carga;
- determinar un momento de flexión en la pierna (3) a partir de las fuerzas de guía para pierna superior y/o inferior medidas.
5. Sistema de medición para determinar el momento de flexión de pierna de una plataforma autoelevable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, que comprende al menos una unidad (14) de medición de parámetros, caracterizado porque dicha unidad (14) de medición de parámetros está dispuesta en o sobre una guía (7, 8) para pierna para una pierna (3) de una plataforma (1) autoelevable, en la que dicha unidad (14) de medición de parámetros es una unidad (14) de medición de carga horizontal dispuesto en o sobre la guía para pierna superior y/o la guía (7, 8) para pierna inferior en la abertura (6) para pierna en el casco (2) de la plataforma (1) autoelevable, para medir una carga horizontal ejercida por la pierna de la plataforma (1) autoelevable sobre la guía (7, 8) para pierna debido al contacto, de tal manera que a partir de la carga medida se puede calcular y/o determinar el momento de flexión de la pierna.
6. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el sistema comprende al menos un subsistema de al menos un parámetro, tal como una unidad (14) de medición de carga, proporcionada por la pierna de la plataforma (1) autoelevable.
7. Sistema de medición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 6 anteriores, en el que el sistema está dispuesto además para registrar la carga horizontal y/o el momento de flexión ejercido por la pierna (3) sobre la guía (7, 8) para pierna.
8. Sistema de medición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 7 anteriores, en el que el sistema está dispuesto para monitorizar el valor de dicho parámetro, tal como una carga horizontal y/o un momento de flexión de la pierna, en relación con uno o más umbrales predeterminados.
9. Sistema de medición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 - 8 anteriores, que comprende además un sistema (26) de control dispuesto para recibir y/o procesar la salida de al menos un parámetro, tal como una unidad de medición de carga y/o al menos un parámetro, tal como un subsistema de medición de carga.
10. Sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el sistema (26) de control está dispuesto para indicar y/o registrar y/o monitorizar el valor de dicho parámetro, tal como una carga horizontal y/o el momento de flexión de la pierna, de una pierna en relación con umbrales predeterminados, preferiblemente para alertar y/o asesorar a un operador, preferiblemente para intervenir en operaciones.
11. Sistema de medición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 10 anteriores, en el que la unidad (14) de medición de carga está configurada para montarse en una placa de desgaste de la guía (7, 8) para pierna, preferiblemente entre una pared de la abertura (6) para pierna y la placa de desgaste de la guía (7, 8) para pierna.
12. Guía para pierna para montar en una abertura (6) para pierna de un casco (2) de una plataforma autoelevable, dispuesta para guiar una pierna (3) durante el movimiento de la pierna (3) con respecto al casco (2), en la que la guía (7, 8) para pierna se proporciona con al menos una unidad (14) de medición de carga horizontal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 11 para medir una carga horizontal ejercida por la pierna sobre la guía para pierna.
13. Sistema de control configurado para un sistema de medición de carga guía de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 11, en el que el sistema (26) de control está configurado para recibir cargas medidas por al menos una unidad (14) de medición de carga guía de una pierna (3), además está configurado para determinar un momento de flexión de la pierna en base a las cargas medidas, además está configurado para enviar el momento de flexión de la pierna determinado de la pierna (3) respectiva a una interfaz de usuario.
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