JP7254789B2 - オフショア作業において海中ケーブルの疲労を監視するための方法およびシステム - Google Patents

オフショア作業において海中ケーブルの疲労を監視するための方法およびシステム Download PDF

Info

Publication number
JP7254789B2
JP7254789B2 JP2020523019A JP2020523019A JP7254789B2 JP 7254789 B2 JP7254789 B2 JP 7254789B2 JP 2020523019 A JP2020523019 A JP 2020523019A JP 2020523019 A JP2020523019 A JP 2020523019A JP 7254789 B2 JP7254789 B2 JP 7254789B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
curvature
power cable
subsea power
strain
fatigue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020523019A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021502547A5 (ja
JP2021502547A (ja
Inventor
アンドレアス ティルバーグ,
Original Assignee
エヌケーティー エイチブイ ケーブルズ エービー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エヌケーティー エイチブイ ケーブルズ エービー filed Critical エヌケーティー エイチブイ ケーブルズ エービー
Publication of JP2021502547A publication Critical patent/JP2021502547A/ja
Publication of JP2021502547A5 publication Critical patent/JP2021502547A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7254789B2 publication Critical patent/JP7254789B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0041Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G01M5/005Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G01M5/0058Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0033Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining damage, crack or wear
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0083Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by measuring variation of impedance, e.g. resistance, capacitance, induction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/14Submarine cables

Description

本開示は、一般に、海中ケーブルのオフショアの接合または修復に関する。
海中ケーブルのオフショア接合は、2つのサブレングスを連結するために、または損傷の場合はケーブルを修復するために、計画された接合として実行することができる。
接合作業は、ケーブルが船の傾斜台から架線で海中に吊り下げられるいくつかのステップを含む。この間、ケーブルは、波の作用による流体力学的負荷と一緒に波によって引き起こされる船の動きによる負荷を受ける。ケーブルは繰り返し曲げにさらされ、ケーブルの曲率におけるこの変動により、ケーブル構成部品に周期的なひずみ変動がもたらされ、疲労損傷が発生する可能性がある。高圧電力ケーブルの中で最も疲労が重要な意味をもつ構成部品は鉛被覆であるが、中電圧ケーブルの場合、ケーブルの設計に応じて、最も疲労が重要な意味をもつ構成部品は導体、外装ワイヤ、またはスクリーンであり得る。高電圧ケーブルの場合、鉛被覆に過度の疲労負荷がかかると亀裂に至り、絶縁体への水の拡散を許し、最終的には電気的故障につながる可能性がある。中電圧ケーブルに対応する考慮事項が適用される。
より大きなケーブルおよびより高い電圧レベルでは、ケーブルは疲労に対してより敏感になり、接合時間は増加し、最長8日間になる可能性がある。したがって、接合作業中の鉛被覆の疲労は、ますます懸念事項となっており、接合作業を計画するときに考慮される必要があることである。
最近まで、疲労に関する評価は行われず、天候が安全な作業条件を許す限り、接合が実行された。今日、気象条件に応じて許容停止時間に関する推奨事項を提供するために、事前に疲労分析を実行することができる。しかしながら、オフショアの接合作業中、天候は変化し、波の高さ、周期、方向、およびスペクトルを正確に判断することが常に可能であるとは限らない。船の反応およびケーブルの特性などの分析においても不確実性が存在する。
上記に鑑みて、オフショアの接合作業中に、どの種類の疲労損傷が蓄積されているかを知ることは非常に困難であり、したがって、過度の疲労損傷のリスクがあるかどうかを判定することは困難である。
天候が悪化するか、または接合作業が予定より時間がかかる場合、疲労損傷のリスクがあるかどうかを評価し、接合を停止しケーブルを切断するべきかどうかを判定することは非常に困難である。
鉛被覆の亀裂による故障の潜在的な将来のリスクがないという証拠を提供することも困難である。
本開示の一般的な目的は、従来技術の問題を解決するか、または少なくとも軽減する方法を提供することである。
したがって、本開示の第1の態様によれば、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労を監視するための方法が提供され、方法は、a)オフショアの接合または修復中の異なる時点で、海中ケーブルの曲率に関する複数の曲率値を特定することと、b)複数の曲率値に基づいて海中ケーブルの複数のひずみ範囲を特定することと、c)複数のひずみ範囲に基づいて海中ケーブルの疲労損傷を特定することとを含む。
それにより、接合中の疲労破壊のリスクを大幅に低減することができる。方法はさらに、疲労に関しても接合作業が上出来であったこと、および鉛被覆の亀裂およびその結果としての水の浸入による将来の故障のリスクがないことの証拠を提供する。
それは、接合作業または修復中にケーブルの架線および船首を最適化して疲労を軽減するツールとしても機能することができる。
このテキスト全体で使用される「ひずみ」の代替用語は「応力」である。「疲労損傷」とは、海中ケーブルの機械的な弱体化を意味し、十分多くのひずみサイクルが発生した場合、疲労破壊につながる。
海中ケーブルは、たとえば、中電圧ケーブルまたは高電圧ケーブルなどの海中電力ケーブルであってよい。海中ケーブルは、AC海中ケーブルまたはDC海中ケーブルであってよい。
一実施形態は、オフショアの接合または修復中にステップa)~c)を繰り返すことを含み、ステップc)の各反復において、疲労損傷は、現在の反復のステップb)において特定された複数のひずみ範囲に基づいて、かつステップc)の前の反復において特定された疲労損傷に基づいて特定され、それにより、累積疲労損傷が取得される。
一実施形態によれば、ステップb)は、各ひずみ範囲の発生数を特定することを含み、ステップc)において、各ひずみ範囲の発生数に基づいて疲労損傷が特定される。
ひずみ範囲の各発生はひずみサイクルである。ここで、ステップc)における疲労損傷は、ひずみ範囲ごとのひずみサイクル数に基づいて特定されると言うことができる。
一実施形態は、ひずみ範囲ごとの海中ケーブルの鉛被覆または他の金属部品の故障までのサイクル数を特定することをさらに含み、ステップc)において、疲労損傷は、ひずみ範囲ごとの故障までのサイクル数にさらに基づいて特定される。
一実施形態によれば、ひずみ範囲ごとの故障までのサイクル数は、海中ケーブルの鉛被覆または他の金属部品についてのS-N疲労曲線を使用して特定される。中電圧ケーブルの場合、S-疲労曲線は、導体、外装ワイヤ、またはスクリーンなどの金属部品についてであってよい。S-N疲労曲線はヴェーラー曲線としても知られる。
一実施形態によれば、ステップc)は、疲労損傷を特定するために、パルムグレン・マイナー線形損傷仮説とともに各ひずみ範囲の発生数および対応する故障までのサイクル数を使用することを含む。
詳細には、各ひずみ範囲の発生数は、対応する故障までのサイクル数で除算されてよく、これらの比率が合計されてよい。通常、接合作業または修復の終了時のこの合計が所定の数、通常は1、以上である場合、そのような応力/ひずみが蓄積されるので、高圧ケーブルの場合、鉛被覆が、または中圧ケーブルの場合、他の金属部品が故障する。
一例によれば、上限を所定の数よりもかなり低く設定することができるので、合計が上限以下である限り、海中ケーブルが重大な損傷を受けていないという安全マージンで結論付けることができる。この上限は、たとえば、所定の数が1に設定されている場合、たとえば、0.1~0.5、たとえば、0.1~0.4または0.1~0.3などの、0.05~0.5の範囲であってよい。方法を実行するように構成されたシステムは、パルムグレン・マイナー線形損傷仮説からの合計が上限に近づいたことを、接合/修復中にリアルタイムまたは実質的にリアルタイムで船の乗組員に示すように構成されてよい。これにより、合計が上限に近づいた場合にオペレータが適切なアクションをとることが可能になる。
一実施形態によれば、ステップb)において、各ひずみ範囲を特定することは、海中ケーブルの数学モデルを使用することを含む。
一実施形態によれば、ステップa)において、特定することは、海中ケーブルが船の傾斜台を離れる領域で海中ケーブルを監視する曲率監視デバイスから海中ケーブルの曲率の測定値を取得することを含む。
本開示の第2の態様によれば、システムの処理回路によって実行されると、第1の態様の方法をシステムに実行させるコンピュータコードを含むコンピュータプログラムが提供される。
本開示の第3の態様によれば、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労を監視するためのシステムが提供され、システムは、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの曲率の測定値を提供するように構成された曲率監視デバイスと、コンピュータコードを含む記憶媒体と、コンピュータコードを実行すると、第1の態様の方法をシステムに実行させる処理回路とを備える。
一実施形態によれば、曲率監視デバイスは、海中ケーブルの周りに配置されるように構成されたスリーブを備え、そのスリーブは、スリーブの軸方向に互いに等間隔で配置された複数のひずみゲージを含み、それらのひずみゲージは、海中ケーブルの曲率の測定値を提供するように構成される。
一実施形態によれば、曲率監視デバイスは、海中ケーブルに取り付けられるように構成された傾斜センサを備え、それらの傾斜センサは、海中ケーブルの曲率の測定値を提供するように構成される。
一実施形態によれば、曲率監視デバイスは、海中ケーブルの曲率の測定値を提供するために、海中ケーブルのたわみを測定するように構成されたたわみ測定システムを備える。
一実施形態によれば、システムは、海中ケーブルが船の傾斜台から吊り下げられている間にステップa)~c)を繰り返すように構成され、ステップc)の各反復において、システムは、現在の反復のステップb)において特定された複数のひずみ範囲に基づいて、かつステップc)の前の反復において特定された疲労損傷に基づいて疲労損傷を特定するように構成され、それにより、累積疲労損傷が取得される。
一実施形態によれば、ステップb)において、システムは、各ひずみ範囲の発生数を特定するように構成され、システムは、ステップc)において、各ひずみ範囲の発生数に基づいて疲労損傷を特定するように構成される。
一実施形態によれば、システムは、ひずみ範囲ごとの海中ケーブルの鉛被覆または他の金属部品の故障までのサイクル数を特定するように構成され、システムは、ステップc)において、ひずみ範囲ごとの故障までのサイクル数にさらに基づいて疲労損傷を特定するように構成される。
一実施形態によれば、システムは、海中ケーブルの鉛被覆または他の金属部品についてのS-N疲労曲線を使用して、ひずみ範囲ごとの故障までのサイクル数を特定するように構成される。
一実施形態によれば、システムは、ステップc)において、疲労損傷を特定するために、パルムグレン・マイナー線形損傷仮説とともに各ひずみ範囲の発生数および対応する故障までのサイクル数を使用するように構成される。
一実施形態によれば、システムは、海中ケーブルの数学モデルを使用して各ひずみ範囲を特定するように構成される。
一般に、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本明細書で別段の明確な定義がない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるべきである。「a/an/要素、装置、部品、手段など」へのすべての言及は、他に明示的に述べられていない限り、要素、装置、部品、手段などの少なくとも1つのインスタンスを指すと公然と解釈されるべきである。
次に、例として、添付の図面を参照して、本発明の概念の具体的な実施形態が記載される。
オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労を監視するためのシステムの一例を示す図である。 海中ケーブルの疲労を監視するための方法のフローチャートである。 ひずみ範囲の発生数を含むヒストグラムの一例を示す図である。 S-N疲労曲線の一例の図である。 船の傾斜台を離れる海中ケーブルを含む船の傾斜台を概略的に示す図である。
次に、例示する実施形態が示される添付の図面を参照して、本発明の概念が以下でより詳細に記載される。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が完璧かつ完全であり、本発明の概念の範囲を当業者に詳細に伝達するように、例として提供される。説明全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。
図1は、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労を監視するためのシステム1の一例を描写する。
システム1は、処理回路3、記憶媒体5、および曲率監視デバイス7を備える。曲率監視デバイス7は、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの曲率の測定値を処理回路3に提供するように構成される。
記憶媒体5は、処理回路3によって実行されると、本明細書に開示された方法をシステム1に実行させるコンピュータコードを含む。
処理回路3は、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労監視に関する、任意の本明細書に開示された動作を実行することが可能な、適切な中央処理装置(CPU)、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などの1つまたは複数の任意の組合せを使用する。
記憶媒体5は、たとえば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EPROM)、または電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)などのメモリとして、より詳細には、USB(ユニバーサルシリアルバス)メモリなどの外部メモリ、またはコンパクトフラッシュメモリなどのフラッシュメモリ内のデバイスの不揮発性記憶媒体として具現化されてよい。
次に、図2~4を参照して、システム1によって実行される、オフショアの接合または修復中に海中ケーブルの疲労を監視するための方法が記載される。
以下の例では、オフショアの接合または修復作業を受ける海中ケーブルは、少なくとも1つのコアと、少なくとも1つのコアを囲む鉛被覆とを備える。鉛被覆は水バリアとして機能し、水が少なくとも1つのコアに浸透しないように防止する。この方法は、鉛被覆がない中電圧ケーブルにも使用することができ、その場合、別の金属部品、すなわち、導体、外装ワイヤ、またはスクリーンが疲労損傷について監視される。
オフショアの接合または修復作業の準備をするとき、船の乗組員は、海中ケーブルの曲率が測定され得るように曲率監視デバイス7を配置することができる。曲率監視デバイス7の例は後で提供される。
最も疲労に敏感な領域は、海中ケーブルが船の傾斜台を離れる領域である。船の傾斜台の上下動により、海中ケーブルが船の傾斜台に対して曲げられたり、真っ直ぐになったりする。ここで、曲率監視デバイス7は、好ましくは、海中ケーブルが船の傾斜台を離れる領域で海中ケーブルの曲率を監視することができるように配置される。
曲率監視デバイス7は、海中ケーブルの曲率の測定値を提供する曲率測定値を取得することができる。方法の反復ごとに、複数の曲率測定値は、たとえば、少なくとも5分、たとえば、少なくとも10分、または少なくとも20分などの数分にわたって取得することができる。したがって、測定値は様々な時点で取得され、測定期間にわたる海中ケーブルの動的な動きを反映する。
方法のステップa)において、海中ケーブルの曲率に関する複数の曲率値が特定される。曲率値は、オフショアでの接合または修復中の様々な時点における海中ケーブルの曲率を反映する。曲率値は、不規則な時系列の曲率値として見られてよい。
処理回路3は、曲率監視デバイス7によって行われた曲率測定に基づいて、複数の曲率値を特定するように構成されてよい。
一例では、ステップa)において、複数の曲率値から複数の曲率範囲が特定されてよい。この目的のために、たとえば、曲率値に対してレインフローカウンティング法が使用されてよい。
ステップb)において、複数の曲率値に基づいて海中ケーブルの複数のひずみ範囲が特定される。詳細には、複数のひずみ範囲は、異なるひずみサイクルに対する海中ケーブルの鉛被覆のひずみに関する場合がある。あるいは、海中ケーブルが中電圧海中ケーブルである場合、ひずみ範囲は、上述されたタイプの別の金属部品のひずみに関する場合がある。
ステップa)が複数の曲率範囲を特定することを含む例では、複数のひずみ範囲は曲率範囲に基づいて特定される。
各ひずみ範囲は、海中ケーブルの数学モデルを使用して取得されてよい。したがって、曲率範囲は数学モデルへの入力値であり、出力として対応するひずみ範囲がもたらされる。
曲率範囲が特定されない別の例では、複数のひずみ値を特定するために曲率値が使用されてよい。各ひずみ値は、海中ケーブルの数学モデルを使用して取得されてよい。したがって、曲率値は数学モデルへの入力値であり、出力として対応するひずみ値がもたらされる。この場合、ひずみ範囲は、たとえば、ひずみ値に対してレインフローカウンティング法を使用して、ひずみ値に基づいて特定されてよい。
海中ケーブルがDC海中ケーブルである場合、曲率値または曲率範囲は、ひずみ値またはひずみ範囲を取得するのに数学モデルへの入力として十分である。海中ケーブルがAC海中ケーブルである場合、対応するひずみ値またはひずみ範囲を取得するために、曲率値または曲率範囲とともに入力として、各測定インスタンスにおけるAC海中ケーブルの張力も必要とされてよい。
さらに、ステップb)において、曲率測定から生じる各ひずみ範囲の発生数が特定されてよい。これは、たとえば、ひずみ範囲に対してレインフローカウンティング法を使用することによって取得されてよい。様々なひずみ範囲およびそれらの発生数の分布を示すヒストグラムの一例が図3に示される。
次に、ひずみ範囲ごとの鉛被覆または他の金属部品の故障までのサイクル数が特定される。ひずみ範囲についての故障までのサイクル数は、たとえば、高電圧ケーブルの場合は鉛被覆/海中ケーブルについて、または中電圧ケーブルの場合は他の金属部品/海中ケーブルについてのS-N疲労曲線を使用して特定することができる。S-N疲労曲線の一例が図4に示される。例では、ひずみ範囲はy軸上にあり、たとえばパーセンテージで提供され、故障までのサイクル数はx軸上にある。
ステップc)において、複数のひずみ値に基づいて海中ケーブルの疲労損傷が特定される。
ステップc)では、海中ケーブルの疲労損傷は、各ひずみ範囲の発生数、およびひずみ範囲の各々についての故障までのサイクル数を使用して取得されてよい。詳細には、疲労損傷を特定するために、パルムグレン・マイナー線形損傷仮説を使用することができる。パルムグレン・マイナー線形損傷仮説は、マイナーのルールとも呼ばれ、
Figure 0007254789000001
であるときに故障が発生すると述べており、ここで、kは様々なひずみ範囲の数であり、nはi番目のひずみ範囲の寄与、すなわち、特定の大きさのひずみ範囲の発生数であり、Nは、S-N疲労曲線を使用して特定されたi番目のひずみ範囲についての故障までのサイクル数である。Cは、故障が発生する所定の数、定数である。定数Cは、たとえば、1に設定されてよい。ステップa)~c)の反復ごとに、現在の反復の疲労損傷が前の反復の疲労損傷に加算される。蓄積疲労損傷がこのように取得される。このようにして、鉛被覆または他の金属部品の疲労損傷の実質的にリアルタイムの監視が実現されてよい。
ステップa)~c)は、接合または修復作業が進行中、または疲労破壊が示されている限り繰り返される。上述されたように、すべての反復において、疲労損傷は、現在の反復で特定された複数のひずみ範囲に基づいて、かつ前の反復の疲労損傷に基づいて特定された累積疲労損傷になる。
海中ケーブルのリアルタイムの疲労監視をこのように取得することができる。
次に、曲率監視デバイス7の異なる例が図5を参照して記載される。図5には、船の傾斜台11を離れる海中ケーブル9の斜視図が示される。例では、曲率監視デバイス7は、海中ケーブル9の曲率の測定値を提供するように構成された複数のデバイス7aを備える。デバイス7aは、たとえば、ひずみゲージまたは傾斜センサであってよい。あるいは、曲率監視デバイス7は、それによって海中ケーブル9の曲率の測定値を提供するために、海中ケーブルのたわみを測定するように構成されたたわみ測定システムを備えてよい。
デバイス7aがひずみゲージである場合、これらは、12時、すなわち海中ケーブル9の上部に配置されてよい。この場合、曲率監視デバイス7は、海中ケーブル9の周りに配置されるように構成されたスリーブを備えてよい。スリーブは、たとえば、ポリエチレンまたはポリウレタンなどのプラスチック材料から作られてよい。図5では、スリーブは、海中ケーブル9が船の傾斜台11を離れる領域で海中ケーブル9の周りに配置される。スリーブは数メートルにわたって延びることができ、デバイス7aを含んでよい。デバイス7aは、スリーブの軸方向に互いに等間隔に設けられてよい。ひずみゲージを使用すると、ひずみの時系列ε(t)に基づいて、各位置のケーブル曲率κは
Figure 0007254789000002
によって与えられ、ここで、rは海中ケーブル9の外部被覆の半径である。したがって、半径rは、海中ケーブル9の中心からひずみゲージの位置までの半径距離である。
デバイス7aが傾斜センサである場合、傾斜センサは、等間隔で海中ケーブル9に取り付けられるように構成される。2つの傾斜センサ間の平均曲率は、
Figure 0007254789000003
によって与えられ、ここで、Δθiはラジアンで測定されたi番目とi+1番目の傾斜センサ間の角度の差であり、ΔLiは2つの傾斜センサ間の距離である。傾斜センサは、海中ケーブル9にいくつかの傾斜センサを素早く取り付けることを可能にするために、たとえば、等間隔に離れた柔軟なフレームに取り付けることができる。
曲率監視システム7がたわみ測定システムを備える場合、海中ケーブル9のたわみは、固定フレームまたは船の基準に関して測定されてよい。たわみは、船の傾斜台11上の海中ケーブル9の断面に沿って連続的に測定することができる。たわみは、光学的に、または距離センサを使用して特定することができる。ここで、たわみ測定システムはビデオカメラを備えてよく、海中ケーブル9に光学マーカが設けられてよい。あるいは、たわみ測定システムは、距離センサを備えてよい。どちらの場合にも、海中ケーブル9に沿った距離sの関数として、測定されたたわみに多項式曲線y=f(s)を当てはめることができる。曲率κは
Figure 0007254789000004
によって与えられ、ここで、y’およびy”はsに関するyの導関数である。
少しの例を参照して本発明の概念が主に上述されている。しかしながら、当業者によって容易に理解されるように、上記に開示されたもの以外の他の実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の概念の範囲内で等しく可能である。

Claims (6)

  1. オフショアの接合または修復中に海中電力ケーブル(9)の疲労を監視するための方法であって、前記方法が、
    a)前記オフショアの接合または修復中の異なる時点で、前記海中電力ケーブル(9)の曲率に関する複数の曲率値を特定することと、
    b)前記複数の曲率値に基づいて前記海中電力ケーブル(9)の複数のひずみ範囲を特定することと、
    c)前記複数のひずみ範囲に基づいて前記海中電力ケーブル(9)の疲労損傷を特定することと
    を含み、
    ステップb)において、各ひずみ範囲を前記特定することが、前記海中電力ケーブル(9)の数学モデルを使用することを含み
    ステップb)が、各ひずみ範囲の発生数を特定することを含み、ステップc)において、前記疲労損傷が、各ひずみ範囲の前記発生数に基づいて特定され、
    ステップa)において、前記特定することが、前記海中電力ケーブル(9)が船の傾斜台(11)を離れる領域で前記海中電力ケーブル(9)を監視する曲率監視デバイスから前記海中電力ケーブル(9)の曲率の測定値を取得することを含む、方法。
  2. 前記オフショアの接合または修復中にステップa)~c)を繰り返すことを含み、ステップc)の各反復において、前記疲労損傷が、現在の反復のステップb)において特定された前記複数のひずみ範囲に基づいて、かつステップc)の前の反復において特定された前記疲労損傷に基づいて特定され、それにより、累積疲労損傷が取得される、請求項1に記載の方法。
  3. ひずみ範囲ごとの前記海中電力ケーブル(9)の鉛被覆または他の金属部品の故障までのサイクル数を特定することをさらに含み、ステップc)において、前記疲労損傷が、ひずみ範囲ごとの故障までの前記サイクル数にさらに基づいて特定される、請求項1または2に記載の方法。
  4. ひずみ範囲ごとの故障までの前記サイクル数が、前記海中電力ケーブル(9)の前記鉛被覆または前記他の金属部品についてのS-N疲労曲線を使用して特定される、請求項3に記載の方法。
  5. ステップc)が、前記疲労損傷を特定するために、パルムグレン・マイナー線形損傷仮説とともに各ひずみ範囲の前記発生数および対応する前記故障までのサイクル数を使用することを含む、請求項3または4に記載の方法。
  6. オフショアの接合または修復中に海中電力ケーブル(9)の疲労を監視するためのシステム(1)であって、前記システム(1)が、
    前記海中電力ケーブル(9)の曲率の測定値を提供するように構成された曲率監視デバイス(7)と、
    コンピュータコードを含む記憶媒体(5)と、
    前記コンピュータコードを実行すると、請求項1からのいずれか一項に記載の方法を前記システム(1)に実行させる処理回路(3)と
    を備え、
    前記曲率監視デバイス(7)が、前記船の傾斜台(11)を離れるところで前記海中電力ケーブルの周りに配置されるスリーブを備え、そのスリーブが、前記スリーブの軸方向に互いに等間隔で配置された複数のひずみゲージ(7a)を含み、それらのひずみゲージ(7a)が、前記海中電力ケーブル(9)の曲率の測定値を提供するように構成される、または、
    前記曲率監視デバイス(7)が、前記船の傾斜台(11)を離れるところで前記海中電力ケーブル(9)に取り付けられる傾斜センサ(7a)を備え、それらの傾斜センサ(7a)が、前記海中電力ケーブル(9)の曲率の測定値を提供するように構成される、または、
    前記曲率監視デバイス(7)が、前記海中電力ケーブル(9)の曲率の測定値を提供するために、前記船の傾斜台(11)上の前記海中電力ケーブル(9)の部分に沿って前記海中電力ケーブル(9)のたわみを継続して測定するように構成されたケーブルたわみ測定システムを備える、システム(1)。
JP2020523019A 2017-11-08 2018-11-07 オフショア作業において海中ケーブルの疲労を監視するための方法およびシステム Active JP7254789B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17200664.5 2017-11-08
EP17200664.5A EP3483579B1 (en) 2017-11-08 2017-11-08 Method and system for fatigue-monitoring of a submarine cable in off-shore operations
PCT/EP2018/080522 WO2019092053A1 (en) 2017-11-08 2018-11-07 Method and system for fatigue-monitoring of a submarine cable in off-shore operations

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2021502547A JP2021502547A (ja) 2021-01-28
JP2021502547A5 JP2021502547A5 (ja) 2021-12-16
JP7254789B2 true JP7254789B2 (ja) 2023-04-10

Family

ID=60484112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020523019A Active JP7254789B2 (ja) 2017-11-08 2018-11-07 オフショア作業において海中ケーブルの疲労を監視するための方法およびシステム

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11346744B2 (ja)
EP (1) EP3483579B1 (ja)
JP (1) JP7254789B2 (ja)
KR (1) KR20200081409A (ja)
CA (1) CA3081783A1 (ja)
DK (1) DK3483579T3 (ja)
ES (1) ES2929186T3 (ja)
PL (1) PL3483579T3 (ja)
PT (1) PT3483579T (ja)
WO (1) WO2019092053A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3992601A1 (en) 2020-10-29 2022-05-04 NKT HV Cables AB Submarine power cable with curvature monitoring capability
CN114279676A (zh) * 2021-11-23 2022-04-05 国核电力规划设计研究院有限公司 海底悬空电缆应变损伤的海况阈值判断方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001982A (ja) 1999-06-22 2001-01-09 Fujikura Ltd 水底ケーブルの疲労対策工法および装置
US20040035216A1 (en) 2002-08-26 2004-02-26 Morrison Denby Grey Apparatuses and methods for monitoring stress in steel catenary risers
WO2006102259A2 (en) 2005-03-23 2006-09-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Underwater structure monitoring systems and methods
US20100277329A1 (en) 2006-12-12 2010-11-04 Abb Technology Ltd. Monitoring a flexible power cable
US20130292129A1 (en) 2010-11-09 2013-11-07 Wellstream International Limited Solid oxide fuel cell system
JP2014092512A (ja) 2012-11-06 2014-05-19 Hitachi Metals Ltd ケーブルの屈曲断線寿命予測方法および装置
US20150176237A1 (en) 2013-12-23 2015-06-25 2HOffshore, Inc. Riser Fatigue Monitoring

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1153466B (it) * 1982-02-22 1987-01-14 Pirelli Cavi Spa Procedimento per la posa di un cavo sottomarino
JPS6338137A (ja) * 1986-08-04 1988-02-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 鉛被ケ−ブル劣化診断器
GB8729061D0 (en) * 1987-12-12 1988-01-27 British Petroleum Co Plc Gauge
SE503629C2 (sv) * 1995-02-13 1996-07-22 Reflex Instr Ab Apparat för bestämning av krökningen för en långsträckt kanal såsom ett borrhål i berg
WO2002041195A2 (en) * 2000-11-17 2002-05-23 Battelle Memorial Institute Structural stress analysis
US6854327B2 (en) * 2002-11-06 2005-02-15 Shell Oil Company Apparatus and method for monitoring compaction
US7277162B2 (en) * 2003-01-23 2007-10-02 Jerry Gene Williams Dynamic performance monitoring of long slender structures using optical fiber strain sensors
US7599249B2 (en) * 2003-07-21 2009-10-06 Westerngeco L.L.C. Cable motion detection
US7781725B2 (en) * 2004-10-21 2010-08-24 Mossman Guy E Optical fiber based sensor system suitable for monitoring remote aqueous infiltration
DE602004021377D1 (de) * 2004-08-27 2009-07-16 Schlumberger Holdings Sensor und Vermessungsvorrichtung zur Bestimmung des Biegeradius und der Form eines Rohrleitungs
EP2049868A2 (en) * 2006-08-09 2009-04-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of applying a string of interconnected strain sensors to an object, a pliable support structure, and method of producing a mineral hydrocarbon fluid
GB0620944D0 (en) * 2006-10-20 2006-11-29 Insensys Ltd Curvature measurement moving relative to pipe
US7889840B2 (en) * 2007-01-10 2011-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for predicting material fatigue and damage
BRPI0924731B1 (pt) * 2009-05-27 2020-03-03 Prysmian S.P.A. Cabo elétrico compreendendo um sensor de deformação
US20110054840A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 Hively Lee M Failure prediction of complex structures under arbitrary time-serial loading condition
US9032809B2 (en) * 2009-09-18 2015-05-19 Prysmian S.P.A Electric cable with bending sensor and monitoring system and method for detecting bending in at least one electric cable
GB201018534D0 (en) * 2010-11-03 2010-12-15 Wellstream Int Ltd Parameter sensing and monitoring
CN103201641B (zh) * 2010-11-09 2015-05-20 Abb研究有限公司 线缆疲劳监控器及其方法
US20120271566A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Vinayak Deshmukh Method for the prediction of fatigue life for structures
ES2472716T3 (es) * 2011-06-03 2014-07-02 Soletanche Freyssinet Procedimiento para la determinación del capital de fatiga de un cable
GB201122364D0 (en) * 2011-12-28 2012-02-01 Wellstream Int Ltd Flexible pipe body and method
US9400221B2 (en) * 2012-03-05 2016-07-26 Prysmian S.P.A. Method for detecting torsion in a cable, electric cable with torsion sensor and method for manufacturing said cable
GB2522709B (en) * 2014-02-04 2017-07-19 Aquaterra Energy Ltd An offshore pipe monitoring system
GB201411874D0 (en) * 2014-07-03 2014-08-20 Wellstream Int Ltd Curvature sensor and sensing method
EP3718960B1 (en) * 2014-12-10 2023-10-25 Paul D. Okulov Structural health and usage monitoring system
PT3237873T (pt) * 2014-12-23 2019-04-01 Ore Catapult Development Services Ltd Ensaio à fadiga
PL3347903T3 (pl) * 2015-09-10 2021-05-31 Prysmian S.P.A. Kabel z czujnikiem światłowodowym do pomiaru naprężeń
WO2017147679A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 Hifi Engineering Inc. Method and system for determining whether an event has occurred from dynamic strain measurements
US10883894B2 (en) * 2016-09-16 2021-01-05 Onesubsea Ip Uk Limited Conduit fatigue management systems and methods
CA3043854A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole sensing cable system for improved seismic energy coupling to the cable system
WO2018167186A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-20 Wfs Technologies Limited Subsea structure monitoring system
WO2018217217A1 (en) * 2017-05-26 2018-11-29 Halliburton Energy Services, Inc. Fatigue monitoring of coiled tubing in downline deployments
US11492893B2 (en) * 2017-05-30 2022-11-08 The Texas A&M University System Apparatus and method for predicting a deformed shape of a structure
DE102018110500A1 (de) * 2017-09-04 2019-03-07 Schott Ag Biegbare und/oder faltbare Artikel sowie Verfahren zur Bereitstellung von biegbaren und/oder faltbaren Artikeln

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001001982A (ja) 1999-06-22 2001-01-09 Fujikura Ltd 水底ケーブルの疲労対策工法および装置
US20040035216A1 (en) 2002-08-26 2004-02-26 Morrison Denby Grey Apparatuses and methods for monitoring stress in steel catenary risers
WO2006102259A2 (en) 2005-03-23 2006-09-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Underwater structure monitoring systems and methods
US20100277329A1 (en) 2006-12-12 2010-11-04 Abb Technology Ltd. Monitoring a flexible power cable
US20130292129A1 (en) 2010-11-09 2013-11-07 Wellstream International Limited Solid oxide fuel cell system
JP2014092512A (ja) 2012-11-06 2014-05-19 Hitachi Metals Ltd ケーブルの屈曲断線寿命予測方法および装置
US20150176237A1 (en) 2013-12-23 2015-06-25 2HOffshore, Inc. Riser Fatigue Monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
ES2929186T3 (es) 2022-11-25
EP3483579A1 (en) 2019-05-15
PL3483579T3 (pl) 2022-12-19
KR20200081409A (ko) 2020-07-07
DK3483579T3 (da) 2022-10-17
JP2021502547A (ja) 2021-01-28
US20200348204A1 (en) 2020-11-05
US11346744B2 (en) 2022-05-31
PT3483579T (pt) 2022-10-07
CA3081783A1 (en) 2019-05-16
WO2019092053A1 (en) 2019-05-16
EP3483579B1 (en) 2022-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7254789B2 (ja) オフショア作業において海中ケーブルの疲労を監視するための方法およびシステム
RU2510904C2 (ru) Электрический кабель с датчиком изгиба и системой контроля и способ обнаружения изгиба в по меньшей мере одном электрическом кабеле
EP2647016B1 (en) Method for measuring the length of an electric cable that uses an optical fibre element as a sensor
KR102136237B1 (ko) 디바이스, 상기 유형의 디바이스를 위한 공급 라인, 센서 라인, 및 비틀림 측정 방법
US20100277329A1 (en) Monitoring a flexible power cable
RU2686839C2 (ru) Устройство и способ для индикатора перенапряжения электромеханического кабеля
JP4285486B2 (ja) ケーブルの形状状態測定方法、及びこれに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラム、ケーブル状態評価方法
EP3314202B1 (en) Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor
Reda et al. Compression limit state of HVAC submarine cables
US11862362B2 (en) Submarine power cable with curvature monitoring capability
GB2567406A (en) Cable including monitoring strand
JP2021502547A5 (ja)
EP3161440B1 (en) A method of determining deformation in a structure
RU2729304C1 (ru) Способ контроля напряженно-деформированного состояния заглубленного трубопровода
EP3502759B1 (en) Device and method for inspecting optical fiber unit
KR20190026661A (ko) 강 케이블
WO2019240037A1 (ja) 光ファイバケーブル内の光ファイバ心線の歪み測定方法および測定装置
CN117092769B (zh) 一种海底光缆lwp缆与铠装缆缆型过渡制备工艺及设备
US11788909B2 (en) Measuring device and measuring method using tape core wire
Vemula Modeling and characterization of wire harnesses for digital manufacturing applications
Juszczak et al. Optimizing the Manufacturing Process of Twisted Cables: The Result Is an Increase in Conductivity and a Reduction in Weight
Marpu et al. Safety Modeling of High Voltage Cabling in Electrified Powertrains
KR20180021053A (ko) 복합강연선용 광섬유센서유닛과 광섬유센서유닛의 제조방법 및 이를 이용한 복합강연선
da Silva Vasconcelos et al. DEVELOPMENT OF A GRAPHICAL USER INTERFACE FOR ASSIST THE TRANSMISSION LINES DESIGN

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211105

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7254789

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150