NO137355B

NO137355B - PROCEDURE AND DYNAMIC DEVICE FACILITIES MAKE A FLOATING BODY IN A DESIRED POSITION.

Info

Publication number: NO137355B
Application number: NO751159A
Authority: NO
Inventors: Wolfgang Baer
Original assignee: Voith Gmbh J M
Priority date: 1974-04-06
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1977-11-07
Also published as: FR2266915B1; NL7504037A; NO137355C; GB1492654A; NO751159L; JPS50152495A; FR2266915A1; DE2416874A1; DE2416874B1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en innretning The present invention relates to a method and a device

for dynamisk å bringeet flytende legeme, f.eks. et oljeborings- to dynamically bring the liquid body, e.g. an oil drilling

skip, til en ønsket posisjon ved hjelp av et antall skyvkraftfrembringende anordninger. ship, to a desired position using a number of thrust-generating devices.

For utforsking og utnyttelse av olekilder og mineralforekomster på og under havbunnen, for flytende observasjonsplattformer, For the exploration and exploitation of oil wells and mineral deposits on and below the seabed, for floating observation platforms,

for lasteplattformer og for flytende legemer av lignende art må for loading platforms and for floating bodies of a similar nature must

det flytende legeme kunne holdes i en bestemt posisjon mot virkningen av vind, bølger og strøm. the floating body could be held in a certain position against the effects of wind, waves and currents.

Posisjonsfast forankring av slike flytende legemer ved hjelp av ankerkjettinger o.l. er ikke lenger mulig i dypere farvann. Position-fixed anchoring of such floating bodies by means of anchor chains etc. is no longer possible in deeper waters.

For slike tilfeller er det blitt vanlig dynamisk å bringe, henhv. For such cases, it has become common to dynamically bring, respectively

holde det flytende legemet i den ønskede posisjon. Herunder vil et antall fremdriftsanordninger, hvormed det flytende legemet eventuelt også kan være bragt ut til arbeidsstedet, bolde det flytende legemet i den ønskede posisjon og retning under utøvelse av skyvkrefter med forskjellige styrker og retninger. Ved hjelp av måleanordninger påvises avvikelser fra den ønskede posisjon og retning, og måleverdiene fra disse måleanordninger blir, etter tilsvarende omforming, benyttet for regulering av skyvkreftene fra de respektive fremdriftsanordninger, slik at det flytende legeme bringes tilbake til den ønskede posisjon, jfr. f.eks. tysk utlegnigs-skrift 1.256.564. hold the floating body in the desired position. Below, a number of propulsion devices, with which the floating body can possibly also be brought out to the workplace, will push the floating body into the desired position and direction while exerting thrust forces with different strengths and directions. Using measuring devices, deviations from the desired position and direction are detected, and the measured values from these measuring devices are, after corresponding transformation, used to regulate the thrust forces from the respective propulsion devices, so that the floating body is brought back to the desired position, cf. e.g. German interpretation letter 1,256,564.

En slik fremgangsmåte for å bringe et flytende legeme til en ønsket posisjon fordrer naturligvis meget store ytelser fra fremdriftsanordningene, idet de avvikelser fra den ønske<d>e posisjon som kan tillates ikke er store. Sammenlignet med konstruksjonen av fremdriftsanordninger for alminnelig fremdrift må styrken være mer enn 1 1/2 gang så stor, dvs. fremdriftsanordningene for det flytende legemet må for dette formål være tilsvarende overdimensjonert. Alikevel er det ikke mulig å utelukke faren for at uventede og sterke kraftpåvirkninger på det flytende legemet ikke hurtig nok kan oppfanges og det kan således komme til eksempelvis borestreng-brudd når det gjelder et oleboringsfartøy. Such a method for bringing a floating body to a desired position naturally requires very large performances from the propulsion devices, as the deviations from the desired position that can be allowed are not large. Compared to the construction of propulsion devices for general propulsion, the strength must be more than 1 1/2 times as great, i.e. the propulsion devices for the floating body must for this purpose be correspondingly oversized. Even so, it is not possible to rule out the danger that unexpected and strong force effects on the floating body cannot be absorbed quickly enough and thus there may be, for example, drillstring breakage in the case of an oil drilling vessel.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å anvise en fremgangsmåte og The present invention aims to prescribe a method and

en innretning for dynamisk å bringe et flytende legeme til ønsket posisjon, hvorved det fordres bare lav energi og alikevel sikres en tilstrekkelig stor sikkerhet mot utillatelig store posisjons-Bndringer. a device for dynamically bringing a floating body to the desired position, whereby only low energy is required and at the same time a sufficiently high level of security is ensured against unacceptably large changes in position.

Denne oppgave er i henhold til foreliggende oppfinnelse-løst ved According to the present invention, this task is solved by

en fremgangsmåte hvor i vind-, bølge-, og strøm-krefter som virker på det flytende legeme utregnes måleteknisk, med -'hensyn■ til'styrke og retning, før deres innvirkning og at de nødvendige skyvkrefter på det flytende legemet beregnes etter tilsvarende regnemessig omdannelse og etter sammenligning av de målteknisk utregnede verdier med en forhåndsbestemt verdi. a method in which wind, wave and current forces acting on the floating body are calculated technically, with -'consideration■ of'strength and direction, before their impact and that the necessary thrust forces on the floating body are calculated according to corresponding arithmetic conversion and after comparing the technically calculated values with a predetermined value.

,Ved hjelp, av denne fremgangsmåte er det mulig å beregne eller' påvise de krefter som virker på det flytende legemet før de kommer til virkning. Ved den regnemessige utregning av de krefter som ventes kan nå de skyvkraftfrembringende anordninger styres for utøvelse av motsatt rettede krefter før kraften kommer til virkning. Hermed vinnes tid for innføring av de motsatt rettede krefter. Påvirkningen på det flytende- legemet av de ytre krefter kan derfor motvirkes med mindre krefter fordi det står et lengere tidsrom til rådighet. With the help of this method it is possible to calculate or demonstrate the forces acting on the floating body before they come into effect. By the mathematical calculation of the expected forces, the thrust-generating devices can now be controlled to exert oppositely directed forces before the force comes into effect. This saves time for the introduction of the oppositely directed forces. The influence on the floating body of the external forces can therefore be counteracted with smaller forces because a longer period of time is available.

For å kunne holde det flytende legemet i den forut bestemte posisjon er det derfor nødvendig med bare liten energi. Videre er det, In order to be able to keep the floating body in the predetermined position, only a small amount of energy is therefore required. Furthermore, it is

som følge av den tidlige frembringelse av motsatt rettede krefter, gitt større sikkerhet mot en utillatelig stor avdrift av det flytende legemet. as a result of the early generation of oppositely directed forces, greater security is provided against an unacceptably large drift of the floating body.

Spesielt ved borefartøyer eller andre flytende legemer hvis motstand mot ytre krefter er retningsømfintlig byr fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen på en ytterligere fordel. Det kan nemlig hindres at det flytende legemet svinges ut fra den optimale stilling (med minst motstand mot ytre krefter) og derved utsettes for større påvirkning, hvorfor det ville kreves støre energiytelse for overvinnelse. Especially in the case of drilling vessels or other floating bodies whose resistance to external forces is directional, the method according to the invention offers a further advantage. Namely, it can be prevented that the floating body is swung out of the optimal position (with the least resistance to external forces) and thereby exposed to greater impact, which is why greater energy performance would be required for overcoming.

I henhold til oppfinnelsen omfatter en innretning for utøvelse According to the invention comprises a device for exercise

av denne fremgangsmåte i og for seg kjente optiske, elektroniske og/eller akustiske måleanordninger og/eller trykkdåser e.l. for utregning av de ventede påvirkninger av vind, bølger og strøm med hensyn til styrke og retning, samt i og for seg kjente måleapparater for utregning av faktisk posisjonsendring i forhold til en forhåndsbestemt tilstand. of this method in and of itself known optical, electronic and/or acoustic measuring devices and/or pressure cans etc. for calculating the expected effects of wind, waves and current with regard to strength and direction, as well as per se known measuring devices for calculating the actual change in position in relation to a predetermined state.

Rundt det flytende legemet kan. det være anbragt bøyer med måleanordninger. I data som fremskaffes ved hjelp av måleanordningene og måleapparatene blir da regneteknisk tilsvarende omformet slik at de nødvendige motkrefter kan fremskaffes tilstrekkelig tidlig fra de skyvkraftfrembringende anordninger. Around the floating body can. buoys with measuring devices must be placed. In data that is obtained with the help of the measuring devices and the measuring devices, the calculation techniques are then correspondingly transformed so that the necessary counterforces can be obtained sufficiently early from the thrust-generating devices.

,1 en ytterligere utførelsesform kan det flytende legemet være utstyrt med spirer eller utariragende stenger hvorpå det er anordnet måleanordninger. , in a further embodiment, the floating body can be equipped with sprouts or protruding rods on which measuring devices are arranged.

I henhold til oppfinnelsen er det videre foreslått at det for omforming av de måleverdier som avgis fra måleanordningene og måleapparatene og for sammenligning av disse verdier med en forhåndsbestemt tilstand er anordnet regneanlegg hvis utgangssignaler benyttes til å styre de skyvkraftfrembringende anordninger. In accordance with the invention, it is further proposed that for the transformation of the measurement values emitted from the measuring devices and measuring devices and for comparing these values with a predetermined state, a computing system is arranged whose output signals are used to control the thrust-generating devices.

To utførelseseksempler for oppfinnelsen skal beskrives i det følgende og ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil herunder også bli omtalt. Fig. 1 viser skjematisk en innretning i henhold til oppfinnelsen, utstyrt med bøyer, Fig. 2 viser skjematisk en innretning i henhold til oppfinnelsen, utstyrt med spirer eller utadragende stenger. Two embodiments of the invention will be described in the following and further features of the invention will also be discussed below. Fig. 1 schematically shows a device according to the invention, equipped with buoys, Fig. 2 schematically shows a device according to the invention, equipped with sprouts or protruding rods.

Det flytende legemet 1 er utstyrt med fire cykloidpropeller 2 av Voith-Schneider-type. Disse propeller kan variere skyvkraften både The floating body 1 is equipped with four cycloid propellers 2 of the Voith-Schneider type. These propellers can vary the thrust both

med hensyn til størrelse og med hensyn til retning. I stedet for cykloidpropellene 2 kan det imdlertid også benyttes andre propell-typer, f.eks. svingbare propeller med regulerbar stigning. Skyv-kraf tfrembringelsen kan også fremskaffes ved hjelp av skyvkraftfrembringende anordninger som virker i fartøyets lengde- og tverr-retning. Rundt legemet 1 er det i større avstand f.eks. 100 m anordnet seks bøyer 3. Disse bøyer 3 er utstyrt med en vindmåle-anordning 4 som måler vindens retnings- og trykkendringer, og med trykkdåser 5 hvormed styrken på bølger og strøm kan måles. Dette skjer eksempelvis ved at høyden på en bølge måles, at den steilhets-grad utregnes og at dens Hastighet bestemmes. Måedataene fra vindmåleren 4 og trykkdåsen 5 overføres over ledninger 6 til et regneanlegg 7. I stedet for å overføres over ledningene 6 kan måledataene selvsagt også overføres trådløs til regneanlegget. with respect to size and with respect to direction. Instead of the cycloid propellers 2, other propeller types can also be used in the meantime, e.g. swiveling propellers with adjustable pitch. Thrust generation can also be provided by means of thrust-generating devices that act in the longitudinal and transverse direction of the vessel. Around the body 1, at a greater distance, e.g. 100 m arranged six buoys 3. These buoys 3 are equipped with an anemometer device 4 which measures wind direction and pressure changes, and with pressure canisters 5 with which the strength of waves and current can be measured. This happens, for example, by measuring the height of a wave, calculating its steepness and determining its speed. The measurement data from the anemometer 4 and the pressure box 5 are transmitted via wires 6 to a computer system 7. Instead of being transmitted via the wires 6, the measurement data can of course also be transmitted wirelessly to the computer system.

Videre blir de data som oppnås ved hjelp av måleutstyret med hensyn til den faktiske posisjonsendring også overført.til regneanlegget 7. I regneanlegget 7 blir de nødvendige motkrefter og motmomenter ubregnet og tilsvarende styresignaler overføres over styreledninger Furthermore, the data obtained with the help of the measuring equipment with regard to the actual position change is also transferred to the computer system 7. In the computer system 7, the necessary counter forces and counter moments are not calculated and corresponding control signals are transmitted via control lines

9 slik at disse krefter kan utøves av cykloidpropellene 2... 9 so that these forces can be exerted by the cycloid propellers 2...

I den utførelsesform som er vist i fig. 2 er det i stedet for In the embodiment shown in fig. 2 it is instead of

bøyer 3 benyttet spirer eller fremstikkende stenger 11, som er buoys 3 used sprouts or protruding rods 11, which are

anordnet på plattformen på det flytende legemet 1. Vindmåleren 4 arranged on the platform of the floating body 1. The anemometer 4

og trykkdåsene 5 er da anordnet på spirene 11. and the pressure cans 5 are then arranged on the sprouts 11.

Selvsagt kan også utførelseseksemplet i fig.- 1 kombineres med det Of course, the design example in Fig. 1 can also be combined with it

i fig. 2, dvs. at det i tillegg til bøyene 3 anordnet i stor in fig. 2, i.e. that in addition to the buoys 3 arranged in large

avstand rundt det flytende legemet 1 kan oppnås ytterligere målinger i nærområdet ved hjelp av de fremstikkende stenger 11. distance around the floating body 1, further measurements can be obtained in the immediate area with the help of the protruding rods 11.

Det er også mulig å anordne de nødvendige måleinnretninger 10 for påvisning av de ytre krefter ombord på det flytende legemet, enten alene eller, som antydet i fig. 1, i kombinasjon med de måleanordninger 4 og 5 som er anbragt på bøyene 3. Forut for utøvelse av fremgangsmåten i virkeligheten må det ved hjelp av modell- og fullskal a-forsøk utregnes styrken på de faktiske krefter som utøves av vind , bølger og strøm, hvoretter de derved oppnådde data sammenlignes med de fra måle- og regne-operasjonene. Fremgangsmåten kan så korrigeres inntil de oppnådde verdier stemmer tilstrekkelig overens. Derved kan måleanordningene benyttes som givere for styreimpulsene til de skyvkraftfrembringende anordninger. It is also possible to arrange the necessary measuring devices 10 for detecting the external forces on board the floating body, either alone or, as indicated in fig. 1, in combination with the measuring devices 4 and 5 which are placed on the buoys 3. Before carrying out the procedure in reality, the strength of the actual forces exerted by wind, waves and current must be calculated using model and full-scale a-tests , after which the data thus obtained is compared with that from the measurement and calculation operations. The procedure can then be corrected until the values obtained agree sufficiently. Thereby, the measuring devices can be used as transmitters for the control impulses of the thrust-generating devices.

Claims

1. Method of dynamically bringing a floating body, e.g.' an oil drilling vessel, in a desired position by means of a number of thrust generating devices, characterized by the fact that the forces (wind, waves, current) that act on the floating body (1) are calculated using measurement technology before their impact with regard to strength and direction, and that the necessary thrust forces on the floating body are calculated after corresponding mathematical conversion and after comparison of the technically calculated values with a predetermined value"

2. Device for dynamically bringing a floating body, e.g. an oil drilling ship, in a desired position using a number of thrust-generating devices, by a method as stated in claim 1, characterized in that it includes known optical, electronic and/or acoustic measuring devices (4,10) and/or pressure cans (5) etc. for calculating the expected effects of wind, waves and current with regard to strength and direction, as well as per se known measuring devices (12) for calculating the actual change in position in relation to a predetermined state.

3. Device as specified in claim 2, characterized in that buoys (3) with measuring devices (4,5) are placed around the floating body (1).

4. Device as specified in claim 2 or 3, characterized in that the floating body (1) is equipped with sprouts or protruding rods (11) on which are arranged measuring devices (4,5).

5. Device as stated in claims 2-4, characterized in that a computer is arranged for converting the measurement values emitted from the measuring devices (4,5,10) and the measuring devices (12) and for comparing these values with the predetermined state ( 7) whose output signals are used to control the thrust-generating devices (2).