NO20120979A1

NO20120979A1 - Reflektor for stempelakkumulatorer

Info

Publication number: NO20120979A1
Application number: NO20120979A
Authority: NO
Inventors: Ketil André Arntzen
Original assignee: Aker Mh As
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-03
Also published as: EP2890901A1; WO2014033655A1; US20150233399A1

Abstract

Oppfinnelsen angår en reflektor (100) for å reflektere elektromagnetiske bølger, hvilke bølger sendes inn i en ledningsstruktur (101) fra minst én antenne (4) beliggende i en avstand (d') fra reflektoren (100). Avstanden (d') er beregnet basert på målte sendte og reflekterte bølger henholdsvis til og fra reflektoren. Den oppfinneriske reflektoren (100) omfatter en reflektorskive (102), et avlangt legeme (103,103') omfattende en første langsgående ende (105) og en andre langsgående ende (106), idet den første langsgående ende (105) er festet til reflektorskiven (102) og den andre langsgående ende (106) erfestbar til et akkumulatorstempel (107,107'). Nevnte avlange legemet (103,103') videre omfatter minst to teleskopisk sammenkoplet reflektorrør (103,103') som muliggjør reversibel justering av den langsgående lengden til det avlange legemet (103,103') rundt en forhåndsbestemt likevektslengde. Oppfinnelsen angår også en stempelakkumulator (2,116) som anvender reflektoren, samt en fremgangsmåte for måling av nevnte avstand {d").

Description

Tittel:

Reflektor for stempelakkumulatorer

Teknisk felt:

Oppfinnelsen angår et system for måling av posisjonen til en reflektor basert på mikrobølger, især avstandsmålinger av stempler inne i akkumulatorer som er koplet til kompensasjonssystemer.

Bakgrunnsteknikk:

I forbindelse med offshore olje- og gassutvinning der flytende fartøy slik som borerigger eller boreskip er koplet til sjøbunnen via en borestreng eller annet sjøbunnskoplet utstyr fins det et behov for kompensasjonssystemer som er egnet for kompensasjon av bevegelser som normalt er forårsaket av naturfenomener slik som bølger og vinder. Dersom det ikke fantes slike kompensasjonssystemer kunne det sjøbunnkoplete utstyret bli ødelagt eller forringet grunnet for eksempel krumming og strekking / forspenning.

En eller flere hydrauliske sylindre koplet til én eller flere stempelakkumulatorer er sentrale deler av et slikt kompensasjonssystem. Formålet med akkumulatorene er å sikre at høytrykkskammeret inne i den hydrauliske sylinderen opprettholder trykk. Akkumulatorene er normalt av luft/olje-type og omfatter et flytende stempel som skiller hydraulisk fluid i én del av akkumulatoren fra komprimert luft (eller annen fluid) i den andre del av akkumulatoren, heretter henvist til som henholdsvis det hydrauliske fluidtrykkammer og gasstrykkammeret. Sistnevnte kan være koplet via en pneumatisk trykkforbindelse med en høytrykks gassbank av komprimert gass som benyttes for å opprettholde et forhåndsbestemt høytrykksnivå i akkumulatoren. Videre er det hydrauliske fluidet i fluidkommunikasjon via en hydraulisk trykkforbindelse med høytrykkskammeret til den hydrauliske sylinderen. Når kompensasjonssystemet er i drift er hydraulisk fluid tvunget ut fra stempelakkumulatoren, gjennom trykkforbindelsen, og inn til høytrykkskammeret i den hydrauliske sylinderen når en hydraulisk kraft er utøvd på overflaten til sylinderstempelet. Trykket utøvd på det flytende akkumulatorstempelet opprettholder det hydrauliske fluidet i stempelakkumulatoren, samt i høytrykkskammeret til den hydrauliske sylinderen, under trykk når volumet til høytrykkskammeret endres. Følgelig, når det flytende fartøyet opplever bevegelser slik som nedadrettet hiv relativt til dets stigerør forskyves sylinderhuset ned med hensyn på sylinderstempelet, for derved å øke volumet til høytrykkskammeret for den hydrauliske sylinderen.

Især under omfattende operasjoner er faren stor for lekkasje over stempelet grunnet for eksempel utslitte pakninger. Slike lekkasjer representerer alvorlig risiko for driften siden en nedgang i fluidvolum inne i akkumulatoren kan føre til en kollisjon av stempelet med akkumulatorbasen, noe som igjen kan forårsake trykktransienter i det hydrauliske systemet til kompensasjonssystemet som blant annet risikerer en automatisk stengning av den hydrauliske isolasjonsventilen. Det er derfor et behov for rutinemålinger av posisjonen til akkumulatorstempelet.

For påvisningen og registreringen av posisjonen av stempelet i stempelakkumulatorer er det generelt kjent å benytte avstandsmålingsinnretninger som måler avstanden mellom stempel / stempler, som tjener som et refleksjonslegeme inne i akkumulatorene, og akkumulatorbasen. Påvisningen av stempelposisjonen i akkumulatorer kan utføres enten diskret, dvs. ved atskilte områder, eller kontinuerlig, dvs. forløpende under driften.

En diskret påvisning av stempelposisjon er vanligvis anvendt for å kunne videresende ytelsen eller fullføringen av en stempelbevegelse til en prosesstyring (for eksempel SPS), eksempelvis for å kunne starte det neste prosesstrinnet. Magnetisk felt-sensitive følere eller følerinstalleringer er hovedsakelig benyttet for dette formålet, hvilke følere påviser det magnetiske feltet av en permanent magnet beliggende på akkumulatorstempelet. Følerne brukt for påvisning er montert på utsiden av akkumulatorrøret. Når stempelet beveges inn i påvisningsområdet med en føler av slik type vil føleren påvise tilstedeværelsen av akkumulatorstempelet via akkumulatorrøret. I de fleste tilfeller nødvendiggjør dette anvendelsen av ikke-ferromagnetiske materialer og begrenser følgelig utformingsegenskapene og/eller anvendelsene til driften. Videre, dersom en ulik posisjon av stempelet skal påvises trenger føleren å bli justert mekanisk eller justert på nytt i samsvar med dette. En tilleggsføler må derfor monteres for hver tilleggsposisjon som skal påvises, noe som medfører i hvert tilfelle mer material, montering, justering og installasjonskostnader.

For kontinuerlig stempelposisjonsmåling er det vanlig å bruke målesystemer basert på potensiometri, prinsippet med lineærvariabel differensialtransformator (LVDT) eller ultralydprinsippet. I disse systemene er posisjonen til stempelet utmatet kontinuerlig og, i de fleste tilfeller, som et analogt spenningssignal. Følere som virker i overensstemmelse med LVDT-prinsippet behøver alltid en kalibreringskjøring etter start for for-justering. Ultralydfølere er egnet kun i begrenset grad for banelengdemåling i hydrauliske sylindre siden nøyaktigheten av målingene endres med sylindertrykk.

Stempelposisjonsmålinger basert på mikrobølger er også kjent i feltet, og prinsippene for både kontinuerlig og diskret avstandsmålinger har blitt fremstilt i for eksempel US 7'096'944 B2. Bruk av mikrobølger har fordelen at en egnet koblingsprobe / antenne som inkluderer en HF-mottaker lett kan integreres inn i en akkumulatorsylinder uten store utformingskostnader. Innsiden av metallsylinderveggene vil følgelig virke som bølgeledere for forplantning av mikrobølgene.

I US 7'096'944 B2 er stempelflaten fremstilt som en reflektorkandidat hvorpå de utsendte bølgene reflekteres. Imidlertid kan bruk av stempelet som reflektor under drift av en akkumulator som danner del av den ovenfor nevnte kompensasjonssystemet forårsake unøyaktigheter, især dersom ikke-gass-fluider fins i bølgeforplantningssonene. Enhver endring i media slik som hydraulisk fluid kan vesentlig endre formen og størrelsen på de reflekterte signalene.

Det er derfor et formål med den gjeldende oppfinnelse å tilveiebringe en stempelakkumulator som løser de ovenfor nevnte ulemper, dvs. å sikre uniform refleksjonssignaler fra en reflektor beliggende inne i akkumulatoren når ikke-gass-fluider er tilstede ved stempelet i gassakkumulatordelen, og dermed tilveiebringe en pålitelig posisjonsinformasjon på kontinuerlig eller diskret basis. Ikke-gass-fluider kan for eksempel være en forsettlig tilsatt smørefluid for smøring av stempeltetninger og/eller lekkasje av hydraulikkfluider over stempelet.

Sammendrag av oppfinnelsen

De ovenfor identifiserte hensikter er oppnådd ved en reflektor i henhold til krav 1, en stempelakkumulator i henhold til krav 10 og en metode for å bestemme en avstand mellom en antenne og et stempel i henhold til krav 12. Videre fordelaktige særtrekk er definert i de avhengige krav.

Især omfatter den oppfinneriske reflektoren en reflektorskive, et avlangt legeme, slik som rør, som har en første langsgående ende og en andre langsgående ende, hvor den første langsgående ende er festet til reflektorskiven og den andre langsgående enden er festbar til et akkumulatorstempel. Det avlange legemet til reflektoren omfatter videre to eller flere teleskopisk sammenkoplete reflektorrør som muliggjør reversibel justering av det avlange legemets langsgående lengde rundt en forhåndsbestemt lengde.

Den oppfinneriske reflektoren er egnet for å reflektere elektromagnetiske bølger som sendes inn mot en ledende struktur fra minst én antenne beliggende i en avstand fra reflektoren, hvilken avstand er beregnet basert på målte utsendte og reflekterte bølger henholdsvis til og fra reflektoren.

Den reversible egenskapen kan sikres ved å anordne én eller flere elastiske innretninger langs minst en del av legemets langsgående lengde, fortrinnsvis langs størstedelen av lengden eller hele lengden. Et eksempel på slik elastisk innretning kan være en fjær, en belg, eller ethvert annet materiale med intrinsikt elastiske egenskaper. I stedet for å strekke seg utenfor legemet kan slike elastiske egenskaper også anordnes i en hul del / åpning til legemet, eller en kombinasjon derav.

Fortrinnsvis er reflektoren konfigurert med en første fluidkanal som strekker seg fra et avgrenset rom som omgir det avlange legemet, så gjennom minst en del av legemets langsgående lengde og reflektorskiven, og til sist gjennom minst én utgangsåpning til et rom beliggende på motsatt side av skiven sammenlignet med det avgrensede rom.

En slik reflektorskive er fortrinnsvis videre tilveiebrakt én eller flere reflektorkanaler / kamre beliggende inne i skiven, for derved å være en integrert del av den første fluidkanalen når egnet fluidkommunikasjon mellom minst én av den/de første fluidkanal(er) og minst én av den/de reflektorkanal(er) / kamre dannes. Denne eller disse reflektorkanal(er) for fluid kan produseres ved enkel boring langs den radielle retningen av reflektorskiven. En fagmann i feltet ville selvsagt overveie andre alternative utførelser som vil resultere i den/de ønskede reflektorkanal(er) / kamre for fluid, for eksempel ved å sette sammen to eller flere plater i en lagdelt konfigurasjon og som har egnet indre struktur / rammeverk.

Videre kan reflektorskiven konfigureres med én eller flere fluidstrømåpninger, for derved å sikre trykkutlikning eller nær trykkutlikning på begge sider av skiven relativt til den langsgående aksen av det avlange legemet når reflektoren er anordnet i en trykksatt stempelakkumulator og i bruk. Alternativt, eller i tillegg, kan skiven være mindre enn den indre diameteren / tverrsnittet av akkumulatoren. Imidlertid er reflektoren i en foretrukket utførelse utformet som en sirkulær eller nær sirkulær formet reflektorskive som har en ytre skivediameter som tillater en tettsittende eller nær tettsittende tilpasning med den indre radielle diameteren av en i hovedsak sylindrisk stempelakkumulator.

Som nevnt kan reflektoren i henhold til den ovenfor gitte fremstilling være posisjonert inne i en stempelakkumulator, der sistnevnte er egnet for å tilføre hydraulisk fluid til en hydraulisk sylinder. En slik stempelakkumulator kan, i tillegg til reflektoren, omfatte et stempel som deler stempelakkumulatoren inn i to fluidtette kamre: et hydraulisk fluidtrykkammer som kan inneholde trykksatt hydraulisk fluid og et gasstrykkammer som kan inneholde trykksatt gass. Merk at andre fluider eller trykksituasjoner kan være mulig inne i kamrene. Avstanden inne i stempelakkumulatoren, mellom én av de indre ender av akkumulatoren relativt til den langsgående aksen av det avlange legemet, for eksempel enden beliggende i gasstrykkammer et, og overflaten av stempelet beliggende inne i akkumulatoren og vender mot nevnte indre ende, er i løpet av drift kontinuerlig eller diskret målt ved bruk av elektromagnetiske bølger reflektert på reflektoren. Den andre langsgående enden av reflektoren er i denne akkumulatoren festet til den perpendikulært rettede flaten til stempelet som vender mot nevnte ende. I akkumulatoren kan den første fluidkanalen med fordel fortsette gjennom én eller flere andre kanaler som løper i alle fall delvis gjennom en akkumulatorendesammenstilling. Denne eller disse andre kanaler som er i fluidkommunikasjon med den første fluidkanalen kan gå ut til den ytre omgivelsen av akkumulatoren via en dreneringsventil.

I tillegg til den oppfinneriske reflektoren og stempelakkumulatoren er det fremstilt en metode for å bestemme en avstand (d) mellom en antenne og et stempel beliggende i den ovenfor nevnte stempelakkumulatoren. Den oppfinneriske metoden omfatter de følgende trinn: - anordne en antennesammenstilling i en akkumulatorendesammenstilling, idet antennesammenstillingen omfatter en manifold, minst én antenne anordnet på eller inne i manifolden, og minst én antenneoverføringsline som er i signalkommunikasjon med den minst ene antenne fra den ytre omgivelsen av akkumulatoren, der minst én utsendende ende av antenne som er i stand til å utsende bølger er linjert opp med den indre ende av akkumulator, - fylle og trykksette fluider i det hydrauliske fluidtrykkammer og gasstrykkammeret for å oppfylle kravene som er satt for den spesifikke anvendelsen av stempelakkumulatoren, - utsende minst én elektromagnetisk bølge med minst én frekvens fra minst én utsendende ende av antenne i retning mot reflektoren,

- motta minst én reflektert bølge som har blitt reflektert av reflektorskiven,

- måle avstanden ( d') mellom den minst ene utsendende ende av antenne og reflektorskiven basert på analyse av faseforskjellen mellom minst én av den/de utsendte bølge(r) og minst én av den/de mottatte bølge(r) - legge til den forhåndsbestemte avstanden ( Ad) mellom reflektorskiven og delen av akkumulatorstempelet som er linjert opp parallelt med reflektorskiven for å oppnå den ønskede avstanden ( d = d' + Ad) til akkumulatorstempelet.

En relevant anvendelse av stempelakkumulatoren er i forbindelse med dens bruk i et kompensasjonssystem på et flytende fartøy for dynamisk å opprettholde et stigerør eller borestreng under tilstrekkelig strekk under fartøybevegelser slik som hiv. Det trykksatte hydrauliske fluidet som er tilstedeværende i akkumulatorens hydrauliske fluidtrykkammer er satt i fluidkommunikasjon med en hydraulisk sylinder for derved å tilveiebringe det tilstrekkelige trykket og følgelig den tilstrekkelige hydrauliske kraften på stigerøret / borestrengen.

I de følgende eksempler vil en erstattelig antennesammenstilling for bruk i forbindelse med en stempelakkumulator fremstilles. Sammenstillingen kan benyttes i forbindelse med den ovenfor beskrevne oppfinneriske reflektor og stempelakkumulator. Antennesammenstillingen kan omfatte:

- en hul manifold for fluidstrøm, og

- en antenne som er koplet i eller på manifolden for utsending og mottak av elektromagnetiske bølger, hvor den hule manifolden kan tilkoples, og er konfigurert til å være, i fluidkommunikasjon med både stempelakkumulatoren ved én ende og en trykkline /-forbindelse ved den andre enden, idet nevnte trykkline kan koples til en ekstern høytrykks gassbank.

Antennesammenstillingen omfatter videre:

- minst ett første borehull for overføring av signaler til og fra antennen, og

- minst én fluidkanal som har en geometrisk form som sikrer i hovedsak laminær fluidgjennomstrømning mellom manifolden og det indre av stempelakkumulatoren ved bruk.

Den minst ene fluidkanal er tilpasset for fluidstrøm in begge retninger. Fluidet kan fortrinnsvis være gass.

Den minst ene overføringsline kan arrangeres i det minst ene første borehull for overføringen av signaler.

Den ytre omkretsen av manifolden kan være i kontakt med omgivelsene. Dette sikrer direkte adgang til overføringslinen fra utsiden av antennesammenstillingen og gjør det mulig å erstatte antennen uten å fjerne endedekselet til stempelakkumulatoren.

Antennesammenstillingen kan omfatte minst én fluidkanal som gir den geometriske formen som sikrer den i hovedsak laminære fluidgjennomstrømningen, hvilken fluidkanal er konfigurert til å sikre at fluidet strømmer på den radielle yttersiden av antennen. Antennesammenstillingen kan omfatte to eller flere fluidkanaler. Fluidkanalene kan være jevnt avstandsatt i vifteform rundt antennen. Kanalene kan være symmetriske kanaler som er avstandsatt rundt omkretsen av antennen.

Tetninger kan anordnes for å sikre fluidtett tetning i koplingen mellom manifolden og den eksterne høytrykkslinen, samt mellom manifolden og stempelakkumulatoren. Tetningene kan være enhver tetning som gir en fluidtett kopling, for eksempel O-ring-tetninger eller lignende. I tillegg kan det anordnes tetninger mellom manifolden og antennen. Tetningen kan danne en del av en låsering. Alternativt kan den danne en del av manifolden. Låseringen kan ha interne gjenger som tilsvarer de eksterne gjenger på antennen, samt være tilveiebrakt med skruehull som gir kopling med manifolden via et andre sett av skruer. Låseringen kan ha ulike former som inkluderer en beholder-form som omgir den øvre del av antennen. Den øvre del av låseringen kan være en full skive eller en del av en skive med et hull for overføringslinen.

Det minst ene borehull kan omfatte en første borehullåpning i enden som ligger nærmest den ytre omkretsen av manifolden for å gi en fluidtett kopling rundt overføringslinen. Den første borehullåpningen kan være fremstilt av et elastisk materiale.

Den ovenfor nevnte antennesammenstillingen kan fortrinnsvis utgjøre en del av en akkumulatorende-sammenstiling som omfatter

- en antennesammenstilling og

- et endedeksel til en akkumulator, hvilket endedeksel omfatter minst én gasskanal.

Den indre flaten av gasskanalen kan være glatt for å sikre i hovedsak laminær strøm. Gasskanalen(e) kan produseres ved boring gjennom endedekselet Manifolden kan bli fremstilt med en første borehullåpning. Den første borehullåpning kan fremstilles med prefabrikerte gjenger eller flensekopling for kopling til et rør, tube, slange eller lignende som overføringslinen fortsetter gjennom.

Det minste tverrsnittsarealet av endedekselet kan være større enn det største tverrsnittsarealet av antennen og delen av manifolden som holder antennen, slik at manifolden og antenne kan bli tatt bort fra og satt inn i endedekselet.

I den følgende beskrivelsen er mange spesifikke detaljer introdusert for å gi en grundig forståelse av, og sikrer funksjonell beskrivelse for, utførelsene til det krevne apparatet og metoden. En fagmann i det relevante feltet vil imidlertid innse at disse utførelsene kan praktiseres uten én eller flere av de spesifikke detaljene, eller kan praktiseres med andre komponenter, systemer, etc. For andre tilfeller er godt kjente strukturer eller funksjoner ikke vist, eller ikke beskrevet i detalj, for å unngå tildekking av aspekter av de fremstilte utførelsene.

Kort beskrivelse av tegningene

Foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelse vil nå beskrives med henvisning til de tilknyttede tegningene, der:

Figur 1 A og B viser perspektivriss av en sammenstilt reflektor in henhold til oppfinnelsen, Figur 2 viser en splittegning i perspektiv av reflektoren i henhold til figur 1 A og B, Figur 3 viser mer detaljert utsnitt av den sammenstilte reflektoren i henhold til figur 1 A og B, Figur 4 viser et utsnitt av den sammenstilte reflektoren i henhold til figur 1 A og B som er installert i en akkumulator, Figur 5 viser den sammenstilte reflektoren i henhold til figur 1 A og B som er installert i en akkumulator, og der akkumulatorstempelet delvis er senket ned i hydraulisk fluid under drift, Figur 6 viser en splittegning av en akkumulator, en trykkline og antennesammenstillingen,

Figur 7 viser et vertikalt tverrsnitt av antennesammenstillingen,

Figur 8 viser et annet sideriss av et vertikalt tverrsnitt av antennesammenstillingen,

Figur 9 viser et sideriss av én av fluidkanalene i manifolden,

Figur 10 viser et tverrsnittsriss langs linje A-A i figur 11,

Figur 11 viser et sideriss av manifolden og låseringen og

Figur 12 viser et tverrsnittsriss langs linjen B i figur 11.

Detaljert beskrivelse av tegningene

Figur 1 A og B viser perspektivriss av den sammenstilte, oppfinneriske reflektoren i to ulike vinkler. I utførelsen er reflektoren vist å omfatte en reflektorskive /-disk 102, et avlangt legeme 103,103' som har en første flens 105 og en andre flens 106 ved dets langsgående ender, der den første flens 105 er festet til reflektorskiven 102 og den andre flensen 106 er egnet for å bli festet til et akkumulatorstempel 107,107' (figur 4). Nevnte innfesting til reflektorskiven 102 og akkumulatorstempelet 107,107' kan oppnås ved bruk av henholdsvis første festeinnretning 131 og andre festeinnretning 132, for eksempel gjengete skruer og/eller bolter. Det avlange legemet 103,103' omfatter flere teleskopisk anordnete rør 103,103', der røret 103 er festet til nærliggende flate på reflektorskiven 102. De ulike rør 103,103' er teleskopisk glidbare relativt til hverandre i langsgående retning (figur 2). For å sikre reversibilitet av den forhåndsbestemte likevekstavstanden mellom stempelet 107,107' og reflektorskiven 102 etter for eksempel en reflektorsammentrekning grunnet fjerning / reduksjon av trykket på lavtrykkssiden til akkumulatorstempelet, kan en elastisk innretning 108 slik som en trykkfjær (figur 2) anordnes inne i det avlange legemet 103,103' som strekker seg i alle fall delvis fra nær den andre flensen 106 til nær den først flensen 105. Videre er det avlange legemet 103,103' på figur 1 A, 1 B og 2 fremstilt som hul, der den hule delen 113 av legemet 103,103' er anordnet for å være i fluidkommunikasjon med reflektorkanal(er) / kammer eller kamre 114 (figur 3) inne i reflektorskiven 102. Ved å arrangere én eller flere inntaksåpninger / munninger 133 nær den andre flensen 106 som leder inn i den hule delen 133, og én eller flere utgangsåpninger / munninger 111 som leder fra de en eller flere reflektorkamre 114, og som er i fluidkommunikasjon med den hule delen 113, og i et reflektorrom 112 (figur 5) beliggende over skiven 102, tilveiebringes en komplett første fluidkanal 109,114 (figur 4) som muliggjør drenering av et lukket rom 110 som omgir det avlange legemet 103,103'. En slik drenering kan styres ved en egnet dreneringsventil 122 og opprettholdt grunnet det forhøyede trykket i det lukkede rommet 110, og/eller satt opp av en ekstern pumpe (ikke vist).

De teleskopiske forbindelsene er i utførelsen vist på figurene 1 og 2 dekket av en første og andre adapter-hylse 132,135 og sammenkoplet ved en tredje festeinnretning 136. Formålet med hylsene er både å sikre stabile teleskopiske bevegelser og å forhindre at én eller flere av de teleskopiske rørene 103,103' frakoples.

Viser sikrer indre og ytre fluidstrømåpninger 115,148 som gjennomborer reflektorskiven 102 trykkutlikning på begge sider når den er innsatt i en stempelakkumulator 116, der sistnevnte er adskilt av akkumulatorstempelet 107,107' i et hydraulisk fluidtrykkammer 116' og et gasstrykkammer 116".

Figur 2 viser reflektoren 100 mer detaljert, der de ulike komponentene er vist som en splittegning for klarhetens skyld. I tillegg til de illustrerte komponentene på figur 1 er den elastiske innretningen 108 i form av en fjær klart vist beliggende inne i det avlange legemet 103,103'. Sistnevnte er eksemplifisert som å bestå av totalt to teleskopisk anordnete rør 103,103', heretter henvist som første avlange legeme 103 and andre avlange legeme

103'. Imidlertid kan det utvides til flere rør hvis det anses nødvendig fordelaktig.

For å sikre lekkasjefri festing på reflektorskiven 102 er reflektoren 100 i denne utførelsen arrangert med én eller flere pakninger 137 (figur 3) mellom den første flensen 105 og kontaktflaten til reflektorskiven 102. I tillegg er første 138 og andre 139 styrebånd / -rem henholdsvis beliggende mellom adapter-hylser 134,135 og det øverste rør 103, og mellom det øverste rør 103 og det nederste rør 103' (se også figur 3). Formålet med disse båndene 138,139 er primært å sikre stabile og jevne relative bevegelser under sammentrekking og forlengning. Likens kan et skivestyrebånd / -rem 140 med fordel anordnes rundt omkretsen av reflektorskiven 102 for å forenkle dens langsgående bevegelse inne i en omkringliggende stempelakkumulator 2,116, så vel som å øke den totale stabiliteten og undertrykke enhver vibrasjon. De jevne og stabile, langsgående bevegelser som settes opp av de ulike styrebånd 138-140 er ønsket siden en forhøyet friksjon mellom for eksempel reflektorskiven 102 og de indre vegger av stempelakkumulatoren 116 skaper en nedgang i forutsigbarheten under drift.

Til sist, for å forhindre enhver fluidkommunikasjon med de i reflektorskivene borete fluidreflektorkanaler / kamre 114 under drift er det anbrakt en skiveåpning 141 med en korresponderende plugg 141' ved skivens 102 rand, som vist på figur 2 og 3.

Figur 3 viser den sammensatte reflektoren 100 av figur 2 i et skjematisk riss, der den ovenfor nevnte første fluidkanalen 109,114 er illustrert omfattende inngangsåpningene 133, den hule delen 113, reflektorborehullet 114 og utgangsåpningen 111, i tillegg til skiveåpningen 141 og den korresponderende pluggen 141'.

I utførelsen som er skjematisk illustrert på figur 4 er den ovenfor beskrevne reflektoren 100 vist anordnet over et stempel 107,107' i en stempelakkumulator 2,116, hvilken akkumulator 2,116 kan danne del av et kompensasjonssystem om bord et flytende fartøy. Akkumulatorstempelet 107,107' er illustrert med form som en rettvinklet kopp som har en stempelbase 107 med en indre stempelflate 118 og aksialt utstikkende side(r) 107', der reflektoren 100 er beliggende på flaten 118 ved bruk av den andre festeinnretning 132. Imidlertid kan formen på stempelet 107,107' innta enhver form som sikrer en fluidtett separasjon av de to fluidfaser på hver av dets aksiale sider. Egnet sentrering av stempelflaten kan muliggjøres ved for eksempel én eller flere styrespor 149. Figur 4 viser akkumulatorstempelet 107,107' forskjøvet helt, dvs. der flaten av reflektorskiven 102 som vender vekk fra stempelet støter mot en indre flate 117 av en akkumulatorendesammenstilling 20,120.1 denne posisjonen, som er en konsekvens av et lavere trykk i det avgrensede rommet 110 som omgir det avlange legemet 103,103' relativt til den andre, hydrauliske fluidsiden til stempelet 107,107', støter kontaktflatene til den/de aksialt utstikkende side(r) 107' mot flaten på reflektorskiven 102 som vender mot siden til det avlange legemet 103,103'. Den bestemte trykksituasjonen kan oppstå når trykket fra trykkbeholderen / bankene (ikke vist) som gir trykk til gasstrykkammeret 116" faller for eksempel på grunn av behovet for å erstatte smørefluid 142. Den tykke, nedadrettede pilen 143 på figur 4 indikerer den frie strømningsveien for ethvert fluid som entrer gasstrykkammeret 116" via én eller flere fluidåpninger 115 i reflektorskiven 102 inn i det avgrensede rommet 110 som omgir det avlange legemet 103,103'. Likens indikerer den tykke, i hovedsak oppad rettede pilen 144 fluidutslippsveien (felles første 109,114 og andre 119 fluidkanaler) i løpet av drenering av ethvert fluid 142 til stedet ved stempelet 107,107' inne i gasstrykkammeret 116", dvs. gjennom de én eller flere inngangsåpninger 133 beliggende ved den nedre del av det nedre rør 103', videre gjennom den hule delen 113 i det avlange legemet 103,103', gjennom fluidreflektorkammeret / -kanalen 114 inne i reflektorskiven 102, videre gjennom den én eller flere utgangsåpninger 111 inn i akkumulatorende-sammenstillingen 20,120 fra siden som vender mot reflektorskiven 102, og til sist gjennom akkumulatorende-sammenstillingen 20,120 til utsiden av akkumulatoren 2,116. Tilstedeværelse av fluid 142 som skal dreneres kan være grunnet for eksempel forsettlig innføring av smørevæske for smøring av enhver stempeltetning 145 og/eller lekkasje av hydraulikkfluid over stempelet 107,107'. For å sikre styrt drenering ut til de ytre omgivelsene 121 til akkumulatoren 2,116 er det i utførelsen på figur 4 anordnet en dreneringsventil 122 ved dreneringsuttaket 146, og som igjen er koplet i fluidkommunikasjon til en andre fluidkanal 119 som løper gjennom akkumulatorende-sammenstillingen 2,120. Videre, for å sikre muligheten for rotasjon av reflektor 100 rundt den aksiale aksen til det avlange legemet 103,103' inkluderer akkumulatorende-sammenstillingen 20,120 perifer, avgrenset spor 147 hvor fluid 142 kan strømme.

I den sammentrykkede tilstanden vist på figur 4 er et hult ringrom 150 dannet mellom den ytre veggen av det første avlange legemet 103 og den indre veggen av det andre avlange legemet 103', idet årsaken til ringrommet 150 er i alle fall delvis på grunn av tilstedeværelsen av enten eller både den første 138 og den andre 139 styrebåndet. Det anses derfor fordelaktig å introdusere én eller flere ventileringsåpninger 151 i fluidkommunikasjon med ringrommet 150 for å unngå noe form for begrensninger i de teleskopiske bevegelsene til reflektoren 100. Figur 5 viser reflektoren 100 anordnet i en skrånet driftsposisjon i en stempelakkumulator 116. Fluid 142, slik som smøreolje for smøring av stempeltetningene 145, kan være fylt på forhånd i gasstrykkammeret 116" gjennom de ovenfor nevnte én eller flere første 115 og/eller andre 148 fluidskiveåpninger. Mengden av fluid 142 er valgt for å sikre egnet tetningssmøring, og samtidig sikre at reflektorskiven 102 holdes i det minste delvis tørr. Dette har fordelen at uønskete forstyrrelser i de utsendte og reflekterte mikrobølgene under målingene av stempelavstanden ( d) grunnet tilstedeværelse av fluider beliggende over reflektorskiven 102 er enten helt unngått eller vesentlig dempet, for eksempel om en lekkasje over stempelet 107, 107' skulle oppstå. Figur 6 viser en splittegning av en stempelakkumulator 2,116, en trykkline 5 og en antennesammenstilling 1, der sistnevnte videre omfatter en manifold 3 i henhold til oppfinnelsen. Antennesammenstillingen 1 kan benyttes for å måle avstanden (d) mellom en ende 126 av sammenstillingen 1 og en reflektor 100 beliggende inne i stempelakkumulatoren 2,116. Et første sett av skruer 15 kopler manifolden 3 til korresponderende skruehull 15' i et endedeksel 20 på stempelakkumulatoren 2. Et andre sett av skruer 16 kopler en låsering 153 til manifolden og antennen 4 er koplet til låseringen ved bruk av en gjenget kavitet 21 (figur 9). Et første tetningselement 9 sikrer en fluidtett tetning mellom manifolden 3 og endedekselet 12, mens ett andre tetningselement 10 sikrer en fluidtett tetning mellom manifolden 3 og en flens 17 ved enden av trykklinen 5. Et tredje sett av skruer 18 kopler flensen 17 på trykklinen 5 til manifolden 3. Trykklinen 5 er koplet til en ekstern trykkilde (ikke vist) slik som en høytrykks gassbank. Figur 7 viser et vertikalt tverrsnitt av manifolden 3 i henhold til oppfinnelsen som inkluderer to fluidkanaler 7. Fluid som strømmer gjennom trykklinen 5 entrer manifolden 3 ved den øvre enden (vist på figuren) via et felles fluidinntak 22 som har samme form og indre tverrsnittsareal som det indre tverrsnittsarealet til trykkline 5. Det felles fluidinntaket 22 fordeler seg i et antall fluidkanaler 7. Hver av fluidkanalene 7 leder fluidet inn til høytrykkgasskammeret 116" i akkumulatoren gjennom endedekselet 12. Ved bruk er antennen 4 som inkluderer overføringslinen 8 koplet til manifolden 3 ved bruk av låseringen 153 og det andre sett av skruer 16. Et andre tetningselement 19, for eksempel en O-ring, tetter koplingen. Formen på endedekselet 12 sikrer minimal strømningsmotstand mellom manifolden 3 og høytrykkgasskammeret i akkumulatoren 2. Endedekselet 12 strekker seg i den langsgående retningen og avgrenser et antall gasskanaler 154 som inkluderer et gasskanalinntak 154' og et gasskanaluttak 154". Gasskanalene 154 er i fluidkopling med fluidkanalene 7 og strekker seg rundt en ytre radiell omkrets til antennen 4 i en aksial helling relativt til en langsgående akse av antennen 4. Tverrsnittsarealet av fluidkanalene 7 og gasskanalene 154 er konfigurert for å sikre minimal hinder for fluid som strømmer gjennom manifolden 3 og endedekselet 12. Det er vist på figur 7 at gasskanalene 154 danner er «vifteform» rundt den radielle utsiden av antennen 4.

For eksempel, dersom det er behov for utbytting av overføringslinen 8 løsnes det tredje sett av skruer 18. Det første sett av skruer 15 blir da tilgjengelig og løsnes. Siden den nedre del av manifolden 3 og låseringen 153 som holder antennen 4 har et mindre ytre tverrsnittsareal enn det minste indre tverrsnittsareal til endedekselet 12 kan manifolden 3 og antennen 4 fjernes uten behov for demontering av den øvre enden av akkumulatoren 2, inkludert for eksempel endedekselet 12, flenser, etc. Figur 8 viser et vertikalt tverrsnitt som på figur 7, men fra en annen lateral vinkel, hvor manifolden 3 i henhold til oppfinnelsen er vist omfattende et første borehull 6 som strekker seg fra den nedre del av manifolden 3 til en ytre omkrets av manifolden 3, hvilken ytre omkrets danner en del av manifolden 3 som er i direkte kontakt med omgivelsene 121 (luft, vann, etc). Det første borehullet 6 har en første borehullsmunning 11 ved enden nærmest den ytre omkretsen av manifolden. Den første borehullsmunning 11 er fortrinnsvis konfigurert fluidtett rundt overføringslinen 8. Overføringslinen 8 er koplet til antennen 4 og strekker seg gjennom det første borehullet 6, og ender opp på den radielle utsiden av manifolden 3. Et tredje tetningselement 19 tetter koplingen mellom manifolden 3 og antennen 4, og en låsering 153 er skrudd på antennen 4 og kan i én utførelse bli tilveiebrakt med hull for kopling med manifolden via det andre sett av skruer 16. Figur 9 viser et sideriss av en fluidkanal 7 i manifolden 3. I den nedre del av manifolden 3 er låseringen 153 vist med en kavitet 21 tilpasset for å motta eller holde antennen (antennen er ikke vist på denne figuren). Beliggenheten til det andre sett av skruer 16 og låseringen 153 som kopler manifolden 3 til antennen 4 er også vist. Den nedre del av det tredje sett av skruer 18 er vist i den øvre del av figuren. Figur 10 viser et tverrsnittsriss langs linje A-A på figur 11. Arrangementet av fire fluidkanaler 7, den første borehullet 6 og de korresponderende skruehull 15' er vist.

Figur 11 viser et sideriss av manifolden og låseringen.

Figur 12 viser et tverrsnittsriss langs linje B-B på figur 11 som inkluderer det andre sett av skruer 16 og låseringen 153.

Ved utførelsen illustrert på figurene 6-12 er det presentert en løsning som gjør det lett å erstatte eller reparere antennen eller overføringslinen uten behov for demontering av de større elementene som utgjør en ende av akkumulatoren. I tillegg tillater den presenterte løsningen en måte der antennen holdes sentrert inne i akkumulatoren, og samtidig fjerner overføringslinen eller antennen uten å være i kontakt med mediet inne i akkumulatoren.

Ved bruk er modulerte signaler i mikrobølgeområdet, for eksempel i form av CW-signaler (CW = kontinuerlig bølge), utsendt fra den minst ene antenne / transducer 4 og sendt inn i gasstrykkammeret 116". Sylinderveggen 101 til akkumulatoren 2,116 tjener som ledningsstrukturen 101 for bølgen. Bølgen forplanter seg i akkumulatoren 2,116 inntil den møter overflaten på reflektorplaten 102. Den største andel av den elektromagnetiske bølgen reflekteres så ved reflektorplaten 102 siden skiven 102 oppviser en elektrisk egenskap som er svært lik en kortslutning. Den reflekterte bølgen returnerer via gasstrykkammeret 116" og mottas av en antenne 4 som kan være samme antenne som ble benyttet for utsendingen. Fasevinkelen mellom det utsendte og det reflekterte signalet måles så. Dersom den oppfinneriske reflektoren 100, og følgelig stempelet 107,107', endrer posisjon vil også veilengden som tilbakelegges av den elektromagnetiske bølgen inne i gasstrykkammeret 116" endres. Endringen i veilengden forårsaker en endring i forsinkelsen i signalforplantning og dermed også en endring i fasevinkelen mellom innkommende og reflektert signal. Den kvantitative fasevinkelendringen kan benyttes som et mål på posisjonen til reflektoren 100. Videre, siden avstanden mellom denne skiven 102 og stempelet 107,107' er kjent under driften (dvs. når overflaten til reflektorskiven 102 ikke har fysisk kontakt med akkumulatorende-sammenstillingen 20,120) er også avstanden mellom én eller flere utsendende antenneender 126 og stempeloverflaten 107 vinkelrett på sylinderveggene / ledningsstrukturen 101 kjent. For flere detaljer rundt prinsippet for bruk av mikrobølger for å bestemme avstandene i sylindre vises til publikasjon US 7'095'944 B2.

I den foregående beskrivelsen har ulike aspekter av apparatet i henhold til oppfinnelsen blitt beskrevet med henvisning til de illustrerte utførelsene. I løpet av forklaringen er spesifikke nummer, systemer og konfigurasjoner presentert for å gi en grundig forståelse av apparatet og dets funksjoner. Denne beskrivelsen skal imidlertid ikke bli tolket på en begrensende måte. Ulike modifikasjoner og variasjoner av de illustrerte utførelser, så vel som andre utførelser av apparatet, som er klart for fagfolk i feltet og som vedrører emnet, anses å ligge innenfor rammen til den foreliggende oppfinnelsen.

Liste over henvisningstall:

Claims

1. En reflektor (100) for å reflektere elektromagnetiske bølger, hvilke bølger sendes inn i en ledningsstruktur (101) fra minst én antenne (4) beliggende i en avstand (d') fra reflektoren (100), idet avstanden (d') er beregnet basert på målte sendte og reflekterte bølger henholdsvis til og fra reflektoren, der reflektoren (100) omfatter en reflektorskive (102), et avlangt legeme (103,103') omfattende en første langsgående ende (105) og en andre langsgående ende (106), idet den første langsgående ende

(105) er festet til reflektorskiven (102) og den andre langsgående ende (106) er festbar til et akkumulatorstempel (107,107'), karakterisert vedat det avlange legemet (103,103') videre omfatter minst to teleskopisk sammenkoplet reflektorrør (103,103') som muliggjør reversibel justering av den langsgående lengden til det avlange legemet (103,103') rundt en forhåndsbestemt likevektslengde.

2. Reflektor (100) i henhold til krav 1,karakterisert vedat den reversible justeringen sikres ved å anordne minst én elastisk innretning (108) rundt minst en del av den langsgående lengden av legemet (103,103').

3. Reflektor (100) i henhold til ett av de foregående krav,karakterisertved at reflektoren (100) er konfigurert med en første fluidkanal (109,114) som strekker seg fra avgrenset rom (110) som omgir det avlange legemet (103,103'), så gjennom minst en del av legemets (103,103') langsgående lengde og reflektorskiven (102), og til sist gjennom minst én utgangsåpning (111) til et rom (112) beliggende på motsatt side av skiven (102) relativt til det avgrensede rom (110).

4. Reflektor (100) i henhold til ett av de foregående krav,karakterisertved at det avlange legemet (103,103') har et hult rom (113) gjennom minst en størstepart av dets (103,103') langsgående lengde.

5. Reflektor (100) i henhold til ett av de foregående krav,karakterisertved at reflektorskiven (102) videre omfatter én eller flere reflektorkanaler (114) for fluid som strekker seg radi elt i det minst delvis inne i reflektorskiven (102).

6. Reflektor (100) i henhold til krav 5,karakterisert vedat den første fluidkanalen (109) er i fluidkommunikasjon med minst én (114) av nevnte én eller flere reflektorkanaler (114) for fluid.

7. Reflektor (100) i henhold til krav 5,karakterisert vedat den hule delen (113) av det avlange legemet (103,103') er i fluidkommunikasjon med minst én (114) av nevnte én eller flere reflektorkanaler (114) for fluid.

8. Reflektor (100) i henhold til ett av de foregående krav,karakterisertved at reflektorskiven (102) er konfigurert med én eller flere fluidstrømåpninger (115,148) som sikrer trykkutlikning eller nær trykkutlikning på begge sider (110,112) av skiven (102) relativt til den langsgående akse av det avlange legemet (103,103') når reflektoren (100) er anordnet i en trykksatt stempelakkumulator (2,116).

9. Reflektor (100) i henhold til krav 8,karakterisert vedat reflektoren (100) er utformet med en sirkulært eller nær sirkulært formet reflektorskive (102), idet nevnte skive (102) har en ytre skivediameter som sikrer en tettsittende pasning eller nær tettsittende pasning med den indre radielle diameter av en i hovedsak sylindrisk stempelakkumulator (2,116).

10. En stempelakkumulator (2,116) for tilførsel av hydraulikkfluid til en hydraulisk sylinder via en fluidline, idet stempelakkumulatoren (2,116) omfatter et akkumulatorstempel (107,107') som skiller stempelakkumulatoren (2,116) i to fluidtette trykkamre; et hydraulisk fluidtrykkammer (116') for å romme trykksatt hydraulikkfluid og et gasstrykkammer (116") for å romme trykksatt gass,karakterisert vedat stempelakkumulatoren (2,116) videre omfatter en reflektor (100) i henhold til ett av kravene 1-9, der avstanden mellom én av de indre ender (117) av akkumulatoren (2,116) relativt til den langsgående aksen av det avlange legemet (103,103') og overflaten av reflektoren (102) som vender mot nevnte ende (117) er under drift kontinuerlig eller diskret målt ved bruk av elektromagnetiske bølger som reflekteres på nevnte overflate av reflektorskiven (102), idet den andre langsgående ende (106) av reflektoren (100) er festet til en vinkelrett orientert flate (118) av akkumulatorstempelet (107) som vender mot nevnte ende (117).

11. Stempelakkumulatoren (2,116) i henhold til krav 10,karakterisert vedat den felles første fluidkanal (109,114) fortsetter gjennom minst én andre fluidkanal (119), minst delvis gjennom en akkumulatorende-sammen stilling (20,120) og løper ut til den ytre omgivelsen (121).

12. Fremgangsmåte for å bestemme en avstand ( d) mellom minst én antenne (4) og et stempel (107,107') beliggende i en stempelakkumulator (2,116) i henhold til krav 10 eller 11,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: - anordne en antennesammenstilling (1) inn i en akkumulatorendesammenstilling (20,120), idet antennesammenstillingen (1) omfatter en manifold (3), minst én antenne (4) som er anordnet på eller inne i manifolden (3), og minst én antenneutsendende line (8) i signalkommunikasjon med den minst ene antenne (4) fra den ytre omgivelsen (121) av akkumulatoren (2,116), hvor minst én utsendende antenneende (126) er i stand til å sende ut bølger som er linjert opp med akkumulatorens indre flate (117), - fylle og trykksette fluid inn i det hydrauliske fluidtrykkammer (116') og gasstrykkammeret (116") for å oppfylle kravene satt av den spesifikke anvendelsen av stempelakkumulatoren (2,116), - utsende minst én elektromagnetisk bølge av minst én frekvens fra minst én utsendende antenneende (126) i retning mot reflektoren (100), - motta minst én reflektert bølge som er reflektert av reflektorskiven (102), - måle avstanden (d') mellom den minst ene utsendende antenneende (126) og reflektorskiven (102) basert på analyse av faseforskj ellen mellom minst én av de utsendte bølgene og minst én av de mottatte bølgene og - legge til den forhåndsbestemte avstanden ( Ad) mellom reflektorskiven (102) og den del av akkumulatorstempelet (107) som er rettet parallelt med reflektorskiven (102).