MX2007008150A - Sistema para optimizacion de vibracion inducida por vortices. - Google Patents

Sistema para optimizacion de vibracion inducida por vortices.

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MX2007008150A
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Donald Wayne Allen
Dean Leroy Henning
Li Lee
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Abstract

Se describe un sistema que incluye una estructura, un sistema de monitoreo de la vibracion inducida por vortices, adaptado para monitorear el nivel de vibracion inducida por vortices de una estructura, un tensor conectado a la estructura, y un controlador adaptado para calcular una tension sobre la estructura para optimizar el valor de vibracion inducida por vortices de la estructura.

Description

SISTEMA PARA OPTIMIZACION DE VIBRACIÓN INDUCIDA POR VÓRTICES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con sistemas y métodos para la optimización de vibración inducida por vórtices de una estructura sustancialmente cilindrica en un cuerpo de agua . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La patente estadounidense 6,695,540 describe un supresor de vibración inducida por vórtices y método. El dispositivo incluye un cuerpo flexible que es un miembro flexible de una construcción polimérica (por ejemplo, poliuretano) . Una pluralidad de paletas helicoidales en el cuerpo se extienden longitudinalmente a lo largo del cuerpo y helicoidalmente alrededor del cuerpo. Una ranura longitudinal permite que el cuerpo se separe para colocar el cuerpo sobre un elevador, tubo o tubería. Existe la opción de incluir conexiones adhesivas y/o atornilladas que permiten asegurar el cuerpo al tubo, tubería o elevador. La patente estadounidense número 6,695,540 se incorpora a la presente a modo de referencia en su totalidad. La patente estadounidense número 6,561,734 describe un sistema y método de tracas helicoidales para suprimir la vibración inducida por vórtices de un elemento marino substancialmente cilindrico, el sistema de tracas tiene una base conectada al elemento marino cilindrico y un arreglo de Ref. s 183178 tracas helicoidales proyectándose desde la base hasta aproximadamente la mitad o menos de la circunferencia del elemento marino cilindrico. La patente estadounidense número 6,561,734 se incorpora en la presente en su totalidad como referencia. La patente estadounidense número 6,223,672 describe un enmaestrado ultracorto para suprimir la vibración inducida por vórtices en elementos marinos substancialmente cilindricos. El enmaestrado ultracorto tiene un borde delantero substancialmente definido por el perfil circular del elemento marino para una distancia que sigue al menos 270 grados a su alrededor y un par de lados conformados separados del perfil circular del elevador marino que convergen en un borde posterior. El enmaestrado ultracorto tiene dimensiones de espesor y longitud de cuerda de forma tal que la cuerda tiene una relación de espesores entre aproximadamente 1.20 y 1.10. La patente estadounidense número 6,223,672 se incorpora aquí como referencia en su totalidad. En lo que respecta a la figura 1, se ilustra el sistema 100. El eje X 102, el eje Y 104, y el eje Z 106 se encuentran todos definidos. El sistema 100 incluye el recipiente 110 que flota en el agua 112. Se conecta la estructura cilindrica 114 al recipiente 110, y la estructura 114 se proyecta hacia el fondo 116 del agua 112. Las corrientes 118a, 118b y 118c se desplazan todas en dirección X y se encuentran con la estructura cilindrica 114. Se producen los vórtices 120a, 120b y 120c por las corrientes de interacción 118a-118c con la estructura cilindrica 114. Las vibraciones inducidas por vórtices (VIV) 122a, 122b y 122c son provocadas por la interacción de las corrientes 118a-118c con la estructura cilindrica 114. Existe la necesidad en la técnica por sistemas y/o métodos para optimizar las VIV de las estructuras expuestas a una corriente o viento. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la invención incluye un sistema que comprende una estructura, un sistema de monitoreo de vibración inducida por vórtices, adaptado para monitoreas un nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura, un tensor conectado a la estructura, y un controlador adaptado para calcular la tensión en la estructura para optimizar el valor de vibración inducida por vórtices de la estructura. Otro aspecto de la invención incluye un método para controlar las vibraciones inducidas por vórtices de la estructura en un cuerpo de agua que incluye el monitoreo a nivel de la vibración inducida por vórtices en la estructura, y ajustar la tensión en la estructura para minimizar el nivel de vibración inducida por vórtices. Otro aspecto de la invención incluye un dispositivo para minimizar la vibración inducida por vórtices en una estructura que incluye un medio para calcular el nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura, un medio para calcular un nivel óptimo de tensión en la estructura para minimizar la vibración inducida por vórtices. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 ilustra un recipiente que flota en el agua conectado a una estructura cilindrica. La figura 2 ilustra un recipiente que flota en el agua conectado a una estructura cilindrica. La figura 3 ilustra una vista en primer plano del recipiente y la estructura cilindrica de la figura 2. La figura 4 ilustra un ejemplo de valores de tensión a través del tiempo. La figura 5 ilustra un ejemplo de valores de tensión a través del tiempo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con respecto a la figura 2, en una modalidad de la invención, se ilustra el sistema 200. Están definidos los ejes X 202, el eje Y 204, el eje Z 206. El sistema 200 incluye el recipiente 210 conectado a la estructura cilindrica 214, y la estructura cilindrica 214 se conecta al fondo 216 del agua 212. Las corrientes 218a, 218b y 218c se encuentran con la estructura cilindrica 214 provocando los vórtices 220a, 220b y 220c, y las VIV 222a, 222b y 222c. El recipiente 210 incluye un monitor de tensión 230, un tensor 232 y un controlador 240. Los sensores 234a, 234b y 234c se proporcionan sobre la estructura cilindrica 214, que mide VIV y/ la corriente. Se define la vibración inducida por vórtices (VIV) en la presente como una vibración con desplazamiento y frecuencia dados provocados por vórtices que son ocasionados por una corriente ambiental. El "nivel" de VIV es función del desplazamiento y frecuencia de las vibraciones, con mayores desplazamientos y mayores frecuencias provocando mayores tensiones, esfuerzos, y/o deformaciones, y los menores desplazamientos y menores frecuencias provocando menores tensiones, esfuerzos y/o deformaciones. Generalmente es deseable disminuir el desplazamiento y/o frecuencia de la VIV en una estructura, por ejemplo, para prolongar la vida de fatiga de la estructura. En algunas modalidades, se calcula el nivel de VIV promediando la aceleración de la estructura sobre la longitud de la estructura. Por ejemplo, para una estructura que posee solo acelerómetro que proporciona una salida de 2 metros por segundo cuadrado (m/s2), el valor de VIV sería de 2 m/s2. En otro ejemplo, para una estructura de 50 m con cinco acelerómetros (cada 10 m) que proporcionan salidas de 1, 2, 3, 4, y 5 m/s2, el valor de VIV sería el promedio de 3 m/s3. En algunas modalidades, puede calcularse la aceleración a partir de un acelerómetro. En algunas modalidades, puede calcularse la aceleración de uno o más de los esfuerzos de curvado, velocidad, desplazamiento, viento o corriente, y/o tensión dinámica. En ciertas modalidades, se calcula el nivel de VIV en un lugar dado de la estructura, por ejemplo, un lugar con factores de esfuerzo elevado y/o soldaduras subestandarizadas . Por ejemplo, para una estructura de 50 m con cinco acelerómetros (cada 10 m) que proporcionan salidas 1, 2, 3, 4, y 5, la ubicación dada con un factor de concentración de alto esfuerzo registra el valor de 4, de tal manera que el valor de VIV sería de 4 m/s2. Esta ubicación con el factor de concentración de esfuerzo sería la ubicación para reducir el nivel de VIV. En ciertas modalidades, el nivel de VIV se calcula en un área dada de la estructura, por ejemplo, en un área que ha tenido más daño por fatiga que el resto de la estructura, para equilibrar el daño por fatiga a lo largo de la longitud de la estructura y mejorar la vida global de la estructura. Por ejemplo, para una estructura de 50 m con cinco acelerómetros (cada 10 m) que proporcionan salidas de 1, 2, 3, 4 y 5 m/s2, el área dada que ha tenido más daño por fatiga registra el valor de 2 , de tal manera que el valor de VIV sería de 2 m/s2. Esta área que ha tenido mayor daño por fatiga sería el área para reducir el nivel de VIV. Haciendo ahora referencia a la figura 3, se proporciona una vista más detallada del recipiente 210 y se proporciona la estructura cilindrica 214. El monitor de tensiones 230 se conecta a la estructura cilindrica, y está adaptado para monitorear el nivel de tensión en la estructura cilindrica 214 a través del tiempo. El tensor 232 se conecta además a la estructura cilindrica 214, es está adaptado para aumentar o disminuir selectivamente la tensión en la estructura cilindrica 214. Los sensores 234a, 234b y 234c se proveen en la estructura cilindrica 214, y están adaptados para proporcionar una medición de los movimientos de la estructura cilindrica 214 (por ejemplo VIV) y/o una medición de las corrientes 218a, 218b y 218c. El sensor 234 está adaptado para proporcionar una medición del movimiento del recipiente 210, y/o la corriente del ambiente. El controlador 240 está adaptado para recibir el ingreso del monitor de tensión 230, los sensores 234a-234d, y para proporciona una salida al tensor 232, para aumentar selectivamente y/o disminuir la tensión sobre la estructura cilindrica 214, en la medida que sea necesario, para controlar las VIV. En operación, se calcula la VIV por ejemplo, con el uso de sensores 234a-234d, y/o a partir del monitor de tensión 230. En algunas modalidades, puede calcularse la VIV por medio del controlador 240 del movimiento de los sensores 234a-234d, en relación con el objeto estacionario tal como el fondo 216 del agua 212. En algunas modalidades, VIV puede estimarse mediante el controlador 240 de las mediciones de corriente de los sensores 234a-234d. En algunas modalidades, el método adecuado para calcular VIV a partir de las mediciones de tensión dinámica a partir del monitor de tensión 230 y/o calcular el valor de tensión óptima para minimizar la VIV es el software de cálculo de VIV disponible comercialmente de Shell Oil Company o de uno de sus afiliados en Houston, Texas. El controlador 240 produce entonces un valor de tensión óptimo. En algunas modalidades, el valor de tensión óptimo puede enviarse al tensor 230 que aumenta o disminuye la tensión en la estructura cilindrica 214. En algunas modalidades, puede ajustarse manualmente la tensión en la estructura cilindrica 214 con base en el valor de tensión óptimo del controlador 240. Por ejemplo, en lo que respecta a la figura 4, el valor de tensión óptimo para el sistema 200 es 3025 Newton (N) para minimizar la VIV en la estructura cilindrica 214, comenzando con el valor inicial de tensión de 10,000 N, un algoritmo adecuado sería comenzar agregando 1000 N de tensión y determinar si mejora o empeora la VIV. En el ejemplo ilustrado en la figura 4, como el valor de VIV empeora al agregar la tensión de 10,000 a 11,000 N, entonces el controlador 240 ajusta la tensión al sustraer 1000 N de tensión cada ciclo de tiempo hasta que la sustracción de 1000 N crea un valor de VIV peor que el valor de tensión del ciclo anterior. En este ejemplo, la tensión en cada ciclo se reduciría de 11,000 a 10,000 a 9,000 hasta el valor de 2,000 N, al ir mejorando los valores de forma consistente desde 4,000 hasta 3,000. El valor de VIV solo empeoró cuando se movió de 3,000 a 2,000. Luego, el tensor se ajustaría hacia arriba a la mitad del valor anterior, en este caso 500 N, usando la misma lógica hasta que empeore el valor de VIV con la adición de 500 N adicionales. En este caso, se ajusta la tensión de 2,000 a 2,500 a 3,000 hasta 3,500, en dicho punto el tensor deja de ajustar en sentido ascendente a medida que el movimiento de 3000 a 3500 empeora el valor de VIV. El proceso continúa entonces sustrayendo incrementos de 250 N, adicionando incrementos de 125 N, sustrayendo incrementos de 62.5 N, adicionando incrementos de 31.25, etc., hasta que se alcanza el valor de tensión óptimo de 1025 N, o se reinicia el sistema. En algunas modalidades, con el uso de este ejemplo, los ajustes de tensión continúan hasta que el valor de VIV (una función del desplazamiento y la frecuencia) , tal como se discute líneas arriba) cambia en al menos 2 veces el cambio provocado por el aumento de ajuste de tensión anterior, de tal forma que el controlador 240 se reinicia y el cambio inicial realizado en la adición de 1000 N, y reinicio del ciclo. Esto puede indicar un cambio en el ambiente subacuático u otras condiciones que requerirían iterar un nuevo valor de tensión óptima. Por ejemplo, si al modificar la tensión de 3500 a 3250 N cambia el valor de VIV en 2%, y luego al cambiar la tensión de 3250 a 3000 cambia el valor de VIV de 4%, entonces el sistema se restablece, y el siguiente cambio en la tensión sería la adición de 1000 N de tensión al valor anterior de 3000. En otro ejemplo, con referencia a la figura 5, un valor inicial de tensó es 3000 N, y un valor de tensión óptima es 7750. Como antes, el controlador 240 controla al dispositivo de tensión 232 por la adición de 1000 N de tensión en un momento, hasta que la adición de 1000 N de tensión empeora en lugar de mejorar el valor de VIV. En este caso, el dispositivo de tensión 232 con cada ciclo se mueve de 3000 a 4000 a 5000, hasta 9000 N, el desplazamiento de 8000 a 9000 N es la primera vez en que empeora el valor de VIV con la adición de 1000 N. Enseguida se sustraen incrementos de 500 N, hasta que el valor de tensión alcanza 7000 N, por ser el cambio de 7500 a 7000 la primera ocasión en la que el valor de VIV empeora con la sustracción de 500 N. Luego, se adicionan incrementos de 250 N, luego se sustraen incrementos de 125 N, después se adicionan incrementos de 62.5 N, etc., hasta alcanzar el valor óptimo de 7750 N de tensión. En algunas modalidades de la invención, el sistema se reinicia en el momento en el que cambia el valor de VIV en más de 2 veces el cambio incremental anterior ajustando el valor de tensión. Esto podría indicar un cambio en las condiciones subacuáticas, como por ejemplo un cambio en las corrientes. En algunas modalidades de la invención, el tiempo de ciclo entre incrementos se establece en aproximadamente 0.5 a 5 minutos, por ejemplo, en aproximadamente 1 minuto, para permitir un tiempo suficiente para tomar mediciones de VIV, y para permitir que tenga lugar el cambio en la tensión sobre la estructura cilindrica 214. En algunas modalidades de la invención, la estructura cilindrica 214 puede cambiar en sus modos de respuesta de vibración debido a cambios muy pequeños en las corrientes 218a-218c. En algunas modalidades, pequeños cambios de tensión pueden provocar cambios en el modo de respuesta de la vibración de la estructura cilindrica 214. Estos cambios en el modo pueden estar acompañados por un periodo de desplazamiento bajo mientras ocurren las transiciones de la estructura cilindrica 214 de un modo a otro, semejante al cese en la vibración y luego el reinicio en un modo de respuesta diferente. En algunas modalidades de la invención, puede utilizarse el control de tensión activo para controlar/reducir la VIV durante tiempos significativos para mejorar sustancialmente la vida a la fatiga de la estructura cilindrica 214 inmersa en las corrientes 218a-218c. En algunas modalidades de la invención, la estructura cilindrica 214 posee una frecuencia natural de fn, en donde n es el número de modo (es decir, fi es la frecuencia natural del primer modo de curvado en una dirección dada) . La frecuencia natural se controla por medio de una ecuación que consiste de un término de tensión así como de un término de rigidez del material. Para una estructura larga (como elevadores, cables, umbilicales, tendones, etc. de aguas profundas) , el término tensión generalmente es significativamente mayor que el término rigidez del material, de tal forma que los cambios de tensión afectan significativamente la frecuencia natural. En este caso, si el cambio de tensión es suficiente, produciría un cambio en el número de modo de respuesta. Cuando cambia el número de modo de respuesta, puede reducirse temporalmente la VIV. En algunas modalidades de la invención, puede medirse la VIV 222a-222c por a) medición de los movimientos estructurales; b medición de la tensión dinámica; c) medición de una corriente oceánica que se cree produce la VIV; o d) una combinación de a) a c) . Con el uso de a) , se conocen tanto la frecuencia como el desplazamiento (al menos en los puntos de medición) . Si se utiliza únicamente b) , entonces puede conocerse la frecuencia y los desplazamientos pueden deducirse del rango de la tensión dinámica, Puede utilizarse un modelo analítico o de cómputo del elevador para relacionar la tensión dinámica con el desplazamiento del elevador, por ejemplo, un software de cálculo de VIV disponible comercialmente de Shell Oil Company o sus afiliadas. En algunas modalidades de la invención, un método para el control activo de la VIV mediante el control de la tensión incluye: (1) entrada de la medición del movimiento estructural y/o medición de la tensión dinámica, por ejemplo, tomada la muestra a frecuencias suficientes que se aproximen a la vibración. (2) conversión de las mediciones de movimiento estructural o de las mediciones de tensión dinámica a estimaciones de amplitud y/o frecuencia (ésta última no es necesaria) de la vibración, si la frecuencia es conocida, se utiliza un modelo dinámico estructural del elevador para estimar el número de modo (opcional) . Nótese que una medición de corriente también puede utilizarse para estimar el modo siempre y cuando se utilice el modelo de VIV preciso. (3) después se calcula la tensión requerida. (4) Luego se ajusta la tensión. Se repiten las etapas 1 a 4 con la frecuencia que se considere necesaria o deseada. En algunas modalidades de la invención, un control activo del sistema de mitigación de VIV 200 incluye: (1) una estructura flotante o fija 210 para producir hidrocarburos (plataforma marina); (2) una o más estructuras largas/tubulares 214 en tensión; (3) un sistema tensor 232 para controlar/ajustar la tensión del tubular; (4) una medición de la tensión 230 que se alimenta electrónicamente a una computadora; (5) una computadora 240 que determina la cantidad de ajuste requerido para mitigar el movimiento de vibración inducido por vórtices del (o de los) tubular (es) utilizando el algoritmo automático preestablecido; y (6) un mecanismo 240 para alimentar el ajuste de tensión requerido nuevamente al sistema tensor 232. En algunas modalidades de la invención, la estructura 214 puede tener frecuencias naturales diferentes para diferentes direcciones de vibración. En algunas modalidades, el recipiente 210 tendrá más de un tubular. En algunas modalidades, una sola computadora 240 puede calcular la cantidad de ajuste de tensión requerida para mitigar la VIV para tubulares múltiples. En algunas modalidades, una medición de corrientes 218a-218c también puede alimentarse a la computadora 240 para mejorar la precisión del sistema. En algunas modalidades, las mediciones locales de deformación tubular pueden también alimentarse a la computadora 240 para mejorar la precisión del sistema. En algunas modalidades, los ajustes de tensión se realizan automáticamente. En algunas modalidades, el sistema 200 puede incluir precauciones de seguridad en forma de equipo mecánico o eléctrico que restringe la magnitud y/o la velocidad de los ajustes de tensión a niveles seguros. En algunas modalidades de la invención, el recipiente 210 puede ser una plataforma petrolera flotante, por ejemplo, una plataforma fija, una plataforma de columna de tensión, un mástil, o un equipo de perforación. En algunas modalidades de la invención, la estructura 214 puede ser una línea de amarre, un elevador, un tubular, o cualquier otra estructura sometida a la corriente o al viento. En algunas modalidades, la estructura 214 puede tener un diámetro de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 metros, y una longitud de aproximadamente 10 a aproximadamente 10,000 metros (m) . En algunas modalidades, la estructura 214 puede tener una relación de longitud a diámetro de aproximadamente 100 a aproximadamente 100,000. En algunas modalidades, la estructura 214 puede estar compuesta de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 secciones tubulares roscadas, cada una de las cuales posee un diámetro de aproximadamente 10 cm a aproximadamente 60 cm y una longitud de aproximadamente 5 m a aproximadamente 50 m, y un espesor de pared de aproximadamente 0.5 cm a aproximadamente 5 cm. En algunas modalidades de la invención, el monitor de tensión 230 puede ser una celda de carga disponible comercialmente . En algunas modalidades de la invención, el tensor 232 puede ser un tensor de estilo pistón disponible comercialmente . En algunas modalidades de la invención, el controlador 240 puede ser una computadora en cubierta disponible comercialmente. En algunas modalidades, el nivel de VIV puede minimizarse cambiando periódicamente la tensión en al menos aproximadamente 5%, por ejemplo, aproximadamente 10%. Por ejemplo, un sistema elevador que posee un rango de tensión aceptable de 80 a 125 mkN puede comenzar con una tensión de 100 kN. En el primer periodo de tiempo, puede aumentar la tensión a 115 kN, luego en el segundo periodo de tiempo, puede disminuirse a 90 kN, luego aumentarse a 110 kN, y después disminuirse y aumentarse en al menos aproximadamente 10% en cada periodo de tiempo para minimizar la VIV, por ejemplo, al cambiar el modo del elevador. Puede programarse el controlador 240 para que permanezca en el rango aceptable, aumentar o disminuir en un porcentaje mínimo y aumentar o disminuir en un porcentaje mínimo, y producir un aumento o disminución cada vez que el nivel de VIV supera un umbral determinado . En algunas modalidades, el recipiente 210 puede incluir múltiples estructuras 214 unidas, por ejemplo, aproximadamente 5 a 30, o aproximadamente 10 a 230. Por ejemplo, si el sistema 200 posee veinte estructuras unidad, el recipiente 210 tiene una tensión máxima que puede aplicarse a las veinte estructuras mientras se conserva seguro el entorno. Si la máxima tensión que puede aplicarse al recipiente 210 es 10,000 kN, entonces la tensión máxima promedio por estructura es 500 kN. El controlador 240 puede programarse para mantener una tensión total en el recipiente de 210 a 10,000 kN, al tiempo que se minimiza el nivel de VIV de las veinte estructuras. En algunas modalidades de la invención, se describe un sistema que incluye una estructura en un cuerpo de agua, un sistema de monitoreo de vibración inducida por vórtices, adaptado para monitorear el nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura, un tensor conectado a la estructural, y un controlador adaptado al control del tensor para ajustar la tensión en la estructura para optimizar el valor de la vibración inducida por vórtices de la estructura. En algunas modalidades, existe un recipiente conectado a la estructura, el recipiente flota en el cuerpo de agua. En algunas modalidades, la estructura se selecciona de un grupo de elevadores y líneas de amarre. En algunas modalidades el sistema de monitoreo de vibración inducida por vórtices incluye una pluralidad de sensores sobre la estructura. En algunas modalidades, el recipiente incluye una plataforma petrolera. En algunas modalidades, la estructura incluye una o más tracas y/o enmaestrados adaptados para disminuir el valor de la vibración inducida por vórtices de la estructura. En otras modalidades de la invención, se describe un método para controlar la vibración inducida por vórtices de la estructura en un cuerpo de agua que incluye un nivel de la vibración inducida por vórtices en la estructura, y ajustar la tensión en la estructura para minimizar el nivel de vibración inducida por vórtices. En algunas modalidades, el método es un proceso iterativo que continúa para una pluralidad de ciclos de tiempo. En algunas modalidades, se selecciona la estructura de entre elevadores y líneas de amarre. En algunas modalidades, el monitoreo de la vibración inducida por vórtices incluye medir un valor de sensores sobre la estructura. En algunas modalidades, la estructura incluye una o más tracas y/o enmaestrados adaptados para disminuir el valor de la vibración inducida por vórtices de la estructura. En algunas modalidades, el método es un método iterativo que continúa durante ciclos de tiempo de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5 minutos . En algunas modalidades, el método también incluye calcular un valor de tensión óptima para la estructura. En algunas modalidades, el cálculo de un valor de tensión óptima para la estructura es un proceso iterativo que continúa por ciclos de tiempo de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5 minutos, por ejemplo, aproximadamente 1 minutos . En algunas modalidades de la invención se incluye un aparato para minimizar la vibración inducida por vórtices de la estructura, que incluye un medio para calcular un nivel de vibración inducida por vórtices en la estructura, y un medio para calcular una tensión en la estructura para minimizar el nivel de vibración inducida por vórtices. En algunas modalidades de la invención, se describe un sistema para controlar la vibración inducida por vórtices, que incluye una estructura cilindrica dentro de un cuerpo de agua, un medio para monitorear el nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura cilindrica, un medio para optimizar el nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura cilindrica. En algunas modalidades, la estructura cilindrica se conecta a un recipiente que flota en un cuerpo de agua. En algunas modalidades la estructura cilindrica se selecciona del grupo de elevadores y líneas de amarre. En algunas modalidades, el medio de monitoreo del nivel de vibración inducida por vórtices incluye una pluralidad de sensores en la estructura cilindrica. En algunas modalidades, el medio para monitorear el nivel de vibración inducida por vórtices incluye un sistema para calcular el nivel de vibración inducida por vórtices a partir del nivel de tensión de la estructura cilindrica. En algunas modalidades, la estructura cilindrica incluye una o más tracas o enmaestrados, por ejemplo, aproximadamente 10 a aproximadamente 100, adaptados para disminuir el valor de 21 tracas o enmaestrados adaptados para disminuir el valor de vibración inducida por vórtices de la estructura cilindrica.
Los expertos en la técnica apreciarán que pueden hacerse diversas modificaciones y variaciones en los términos de las modalidades descritas, las configuraciones, los materiales y los métodos, sin apartarse de su alcance y espíritu. Consecuentemente, el alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes funcionales no deberán limitarse por las modalidades particulares descritas e ilustradas en la presente, los cuales son de carácter meramente descriptivo. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (2)

  1. 22 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un sistema caracterizado porque incluye: una estructura; un sistema de monitoreo de vibración inducida por vórtices adaptado para monitorear un nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura; un tensor conectado a la estructura; y un controlador adaptado para calcular un valor de tensión óptima en la estructura para minimizar el valor de vibración inducida por vórtices de la estructura, y adaptado para ajustar el tensor al valor de tensión óptimo. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente incluye un recipiente conectado a la estructura, en el que el recipiente flota en un cuerpo de agua . 3. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la estructura se selecciona del grupo que consiste de elevadores y líneas de amarre . 4. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema de monitoreo de la vibración inducida por vórtices incluye una 23 pluralidad de sensores en la estructura. 5. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque adicionalmente incluye un recipiente conectado a la estructura, en la que el recipiente incluye una plataforma petrolera. 6. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la estructura incluye una o más tracas y/o enmaestrados adaptados para disminuir el valor de vibración inducido por vórtices de la estructura. 7. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tensor está adaptado para ajustarse manualmente. 8. El sistema de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tensor está adaptado para ajustarse automáticamente con base en el valor de tensión calculado por el controlador. 9. Un método para controlar la vibración inducida por vórtices de una estructura, caracterizado porque comprende: monitorear un nivel de vibración inducida por vórtices en la estructura; ajustar la tensión en la estructura para minimizar el nivel de vibración inducida por vórtices; y calcular el valor de tensión óptimo para la estructura. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, 24 caracterizado porque es un proceso iterativo que continúa durante diversos ciclos de tiempo. 11. El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 9 a 10, caracterizado porque la estructura se selecciona del grupo que consiste de elevadores y líneas de amarre . 12. El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el monitoreo de la vibración inducida por vórtices comprende la medición de un valor obtenido de una pluralidad de sensores en la estructura . 13. El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 9 a 12 , caracterizado porque la estructura incluye una o más tracas y/o enmaestrados adaptados para disminuir el valor de vibración inducida por vórtices de la estructura. 14. El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque es un proceso iterativo que continúa por ciclos de tiempo de 0.5 a 5 minutos, por ejemplo 1 minuto. 15. El método de conformidad con una o más de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque calcular el valor de tensión para la estructura es un proceso iterativo que continúa por ciclos de tiempo de 0.5 a 5 minutos, por ejemplo 1 minutos. 16. Uh aparato para minimizar la vibración inducida por vórtices 25 en una estructura, caracterizado porque comprende: un medio para calcular el nivel de vibración inducida por vórtices de la estructura; un medio para calcular el nivel de tensión óptima en la estructura para minimizar la vibración inducida por vórtices; y un tensor adaptado para aplicar el nivel de tensión óptimo. 17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el medio para calcular el nivel de vibración inducida por vórtices incluye una pluralidad de sensores sobre la estructura. 18. El aparato de conformidad con una o más de las reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque el medio para calcular el nivel de vibración inducido por vórtices incluye calcular el nivel de vibración inducido por vórtices del nivel de tensión de la estructura. 19. El aparato de conformidad con una o más de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el medio para calcular el nivel de vibración inducido por vórtices incluye calcular el nivel de vibración inducido por vórtices a partir de un nivel de corriente o viento sobre la estructura. 20. El aparato de conformidad con una o más de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el medio para calcular el nivel de vibración inducido por vórtices y el medio para calcular un nivel de tensión óptimo están adaptados para calcular iterativamente, por ejepplo, cada 0.5 minutos a 5 minutos.
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