NO315435B1

NO315435B1 - Compensation Arrangement

Info

Publication number: NO315435B1
Application number: NO20023047A
Authority: NO
Inventors: Christian Magnus Pedersen
Original assignee: Hydralift Asa
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2003-09-01
Also published as: AU2003274836A8; WO2004001193A2; NO20023047D0; WO2004001193A3; AU2003274836A1; NO20023047A

Description

Oppfinnelsen vedrører et kompenseirngssystem som kan benyttes i forbindelse med kompensering av eksempelvis borestrenger ombord på flytende fartøy, som eksempelvis boreskip, boreplattformer og andre type fartøy. The invention relates to a compensation system that can be used in connection with the compensation of, for example, drill strings on board floating vessels, such as drilling ships, drilling platforms and other types of vessels.

Det er kjent å benytte ulike type kompenseringssystemer for å kompensere for bevegelser som påvirker et system eller en anordning. 1 forbindelse med olje- og gassrelatert virksomhet er det utviklet spesielle systemer som kompenserer for de bølgebevegelser som fartøyene og deres tilhørende utstyr utsettes for. Det skal i denne sammenhengen eksempelvis nevnes kompenseringssystemer som kan benyttes for fartøy som har forankringer til havbunnen, eller som er koblet til havbunnen ved stigerør og borestrenger. It is known to use different types of compensation systems to compensate for movements that affect a system or a device. 1 in connection with oil and gas-related activities, special systems have been developed that compensate for the wave movements to which the vessels and their associated equipment are exposed. In this context, for example, compensation systems that can be used for vessels that have anchorages to the seabed, or which are connected to the seabed by risers and drill strings, should be mentioned.

Ved boring etter olje ned i en oljebrønn vil det være minst to ulike behov for å When drilling for oil down an oil well, there will be at least two different needs to

endre borestrengens posisjon relativt fartøyet. Fra fartøyet vil det være behov for å føre lengder av oljestrengen ned mot havbunnen etter hvert som borestrengens nedre ende trenger lengre ned i jordskorpa. Det er således nødvendig at fartøyet er anordnet med utstyr som muliggjør dette. I tillegg vil det være behov for utstyr som sørger for at borestrengen kan holdes i ro relativt havbunnen. En vanlig kjent måte å oppnå dette på, er å bevege borestrengen relativt de bølgebevegelsene som påvirker change the position of the drill string relative to the vessel. From the vessel, it will be necessary to lead lengths of the oil string down towards the seabed as the lower end of the drill string penetrates further into the earth's crust. It is therefore necessary that the vessel is equipped with equipment that enables this. In addition, there will be a need for equipment that ensures that the drill string can be kept at rest relative to the seabed. A commonly known way of achieving this is to move the drill string relative to the wave movements that affect it

.borefartøyet. .the drilling vessel.

Ved utføring av olje- og gassrelaterte operasjoner fra flytende fartøy vil fartøyet og utstyret som benyttes fra fartøyet ned i brønnen, utsettes for bølgepåvirkning slik at både fartøyet og utstyret beveges relativt havbunnen..Ved boring fra. et flytende fartøy tillates ofte fartøyet å beveges med bølgene, mens borestrengen holdes i ro relativt havbunnen. Spesielt dersom fartøyet opprettholder sin posisjon ved dynamisk posisjonering og det ikke benyttes fortøyningstrosser fra fartøyet til havbunnen, vil det ikke være behov for at selve fartøyet kompenseres for bølgebevegelsene det utsettes for. Det er i denne sammenhengen da tilstrekkelig at det benyttes utstyr kun for å kompensere borestrengen. Borestrengen er forbundet til det flytende fartøyet og strekker seg fra fartøyet og ned i det aktuelle borehullet. When carrying out oil and gas-related operations from a floating vessel, the vessel and the equipment used from the vessel down into the well will be exposed to wave action so that both the vessel and the equipment are moved relative to the seabed..When drilling from. a floating vessel, the vessel is often allowed to move with the waves, while the drill string is kept at rest relative to the seabed. In particular, if the vessel maintains its position by dynamic positioning and mooring lines are not used from the vessel to the seabed, there will be no need for the vessel itself to be compensated for the wave movements to which it is exposed. In this context, it is then sufficient that equipment is used only to compensate the drill string. The drill string is connected to the floating vessel and extends from the vessel down into the borehole in question.

Det er et mål at strekket i borestrengen holdes mest mulig konstant under bølgekompenseringen, slik at trykket borekrona skal ha i borehullet ned mot jordskorpen holdes så konstant som mulig. It is a goal that the tension in the drill string is kept as constant as possible during wave compensation, so that the pressure the drill bit must have in the borehole down towards the earth's crust is kept as constant as possible.

Det er kjent forskjellige type kompenseringssystemer for kompensering av de bølgeinduserte bevegelsene der kompenseringssystemenes hensikt er å holde borestrengen i ro relativt havbunnen. Et kompenseirngssystem av denne typen må tilfredsstille visse betingelser for å opprettholde mest mulig optimalisert boring. Kompenseringssystemet kan være tilrettelagt slik at det oppnås at borestrengen kan beveges i vertikalretning i motsatt retning av den retningen som bølgebevegelsene søker å føre borestrengen og fartøyet. Kompenseringssystemet vil således føre borestrengen oppover når bølgebevegelsene søker å føre borestrengen nedover og omvendt. Det oppnås derved at borestrengen holdes i ro mest mulig upåvirket av bølgebevegelsene. Det er viktig at kompenseringssystemet evner å opprettholde strekket i borestrengen under disse bølgeinduserte kompenseringsbevegelsene, og det er således av stor betydning at kraftvairasjonene holdes på et minimum over den strekningen borestrengen beveges over ved kompenseringsbevegelsen. Different types of compensation systems are known for compensating the wave-induced movements, where the purpose of the compensation systems is to keep the drill string at rest relative to the seabed. A compensation system of this type must satisfy certain conditions in order to maintain the most optimized drilling possible. The compensation system can be arranged so that it is achieved that the drill string can be moved in a vertical direction in the opposite direction to the direction in which the wave movements seek to move the drill string and the vessel. The compensation system will thus move the drill string upwards when the wave movements seek to move the drill string downwards and vice versa. It is thereby achieved that the drill string is kept at rest as unaffected by the wave movements as possible. It is important that the compensation system is able to maintain the stretch in the drill string during these wave-induced compensating movements, and it is thus of great importance that the force variations are kept to a minimum over the stretch over which the drill string is moved during the compensating movement.

Det er et problem at de kjente kompenseringssystem ene ikke er i stand til på en enkel måte å holde strekket i borestrengen konstant under den vertikale kompenseringsbevegelsen. I de kjente kompenseringssystemene benyttes ofte hydrauliske syl indre for å opprettholde et konstant strekk i borestrengen under kompenseringsbevegelsene. Det utøves størst kraft i sylinderen når sylinderstempelet er ført helt inn i sylinderrommet. Når sylinderstempelet befinner seg i en ytterposisjon i sylinderrommet og stempelstangen er ført ut av sylinderhulrommet, er kraften minst og sylinderen vil følgelig ikke nødvendigvis levere den kraften til borestrengen som er nødvendig for å opprettholde et konstant strekk i borestrengen. Det er ønskelig at et kompenseringssystem yter et kraftbidrag som er jevnt over hele kraftutslaget, dvs at kraftvariasjonen er minimalisert. It is a problem that the known compensation systems are not capable of keeping the tension in the drill string constant during the vertical compensation movement in a simple way. In the known compensating systems, hydraulic cylinders are often used internally to maintain a constant tension in the drill string during the compensating movements. The greatest force is exerted in the cylinder when the cylinder piston is fully moved into the cylinder chamber. When the cylinder piston is in an outer position in the cylinder chamber and the piston rod is led out of the cylinder cavity, the force is the least and the cylinder will therefore not necessarily deliver the force to the drill string that is necessary to maintain a constant tension in the drill string. It is desirable that a compensation system provides a power contribution that is uniform over the entire power output, i.e. that the power variation is minimized.

De hydrauliske sylindrene er ofte forbundet med et fluidreservoar der fluidet er trykksatt, eksempelvis ved hjelp av et luftbatteri. Som et hovedprinsipp gjelder at trykket i et fluidreservoar som er koblet til et stort gassvolum endrer seg relativt lite når stempelet beveger seg fra helt sammentrukket til fullt utslag og dermed endrer kraften i sylinderen seg også relativt lite over stempelutslaget. Dette utnyttes til å holde et så konstant strekk som mulig i borestrengen. Dess større gassvolumet er, dess mindre kraftvariasjoner over sylinderens slaglengde. I en matematisk idealtilstand der gassvolumet er uendelig stort, er det mulig å oppnå at kraften ikke varierer i det hele tatt. Det er spesielt en ulempe ved de kjente systemene at det i mange tilfeller således er nødvendig å dimensjonere luftbatteri ene svært store, dersom man ønsker å oppnå at en konstant kraft over sylinderutslaget. I og med at det ikke er mulig å dimensjonere luftbatteri ene uendelig store, vil problemet med et slikt system være at sylinderkraften varierer over sylinderens slaglengde. The hydraulic cylinders are often connected to a fluid reservoir where the fluid is pressurized, for example by means of an air battery. As a main principle, the pressure in a fluid reservoir that is connected to a large gas volume changes relatively little when the piston moves from fully contracted to full extension and thus the force in the cylinder also changes relatively little over the piston stroke. This is used to maintain as constant a stretch as possible in the drill string. The larger the gas volume, the smaller the force variations over the cylinder's stroke length. In a mathematical ideal state where the gas volume is infinitely large, it is possible to achieve that the force does not vary at all. It is particularly a disadvantage of the known systems that in many cases it is thus necessary to dimension the air battery very large, if one wishes to achieve a constant force over the cylinder stroke. As it is not possible to design an infinitely large air battery, the problem with such a system will be that the cylinder force varies over the cylinder's stroke length.

Flere ulike mekaniske innretninger benyttes i dag for kompensering av borestrenger. Det skal her spesielt vises til US 5520369 der det beskrives et kjent system for kompensering av en borestreng, der borestrengen forflyttes i vertikal retning, relativt fartøyet, som kompensasjon for de bølgebevegelser fartøyet utsettes for. Borestrengen er i publikasjonen vist opphengt i en blokk som igjen er forbundet med hydrauliske sylindre og koblet til et luftbatteri med et stort volum, der sylinderutslaget til de hydrauliske sylindrene følger og kompenserer for fartøyets bølgebevegelser. En mekanisme av armer og vaiere sørger for utjevning av kraftvariasjonen som opptrer i de hydrauliske sylinderne. Luftbatteri ets størrelse må tilpasses i forhold arm/vaiermekanismens evne til å utjevne kraftvariasjonen i sylindrene for at systemet skal fungere optimalt. En ulempe med dette systemet er at vaierlengden ikke holdes helt konstant over slagi engden og at luftbatteri ets størrelse er bestemt av arm/vaiermekanismens evne til å utjevne kraftvairasjonene i sylindrene. Several different mechanical devices are used today for compensating drill strings. Particular reference should be made here to US 5520369, which describes a known system for compensating a drill string, where the drill string is moved in a vertical direction, relative to the vessel, as compensation for the wave movements to which the vessel is exposed. In the publication, the drill string is shown suspended in a block which is in turn connected to hydraulic cylinders and connected to an air battery with a large volume, where the cylinder stroke of the hydraulic cylinders follows and compensates for the vessel's wave movements. A mechanism of arms and cables ensures equalization of the power variation that occurs in the hydraulic cylinders. The air battery's size must be adapted to the arm/wire mechanism's ability to equalize the power variation in the cylinders for the system to function optimally. A disadvantage of this system is that the cable length is not kept completely constant over the stroke and that the size of the air battery is determined by the ability of the arm/cable mechanism to equalize the power variations in the cylinders.

Det skal også vises til US 3791628 der det også benyttes et arrangement av armer, vaiere og hydrauliske sylindre som utgjør et kompenseringssystem. I dette kompenseringssystemet holdes vaierlengden konstant over hele sylinderens slaglengde, dette til forskjell fra det systemet som vises i US 5520369 der vaierlengden varieres. Ulempen med dette systemet er at ikke armene og vaierne sammen utgjør et arrangement som utlikner for den kraftvariasjonen som oppstår over stempelutslaget til de hydrauliske sylindrene. Reference should also be made to US 3791628, where an arrangement of arms, cables and hydraulic cylinders which constitute a compensation system is also used. In this compensating system, the cable length is kept constant over the entire stroke length of the cylinder, in contrast to the system shown in US 5520369 where the cable length is varied. The disadvantage of this system is that the arms and cables together do not form an arrangement that compensates for the force variation that occurs over the stroke of the hydraulic cylinders.

Det skal kort nevnes at WO 01/18350 også viser en kompenseringsinm-etning der vaiere og skiver benyttes i et arrangement for å oppnå kompensering. It should be briefly mentioned that WO 01/18350 also shows a compensating device where wires and discs are used in an arrangement to achieve compensation.

Kompenseringssystemet i følge oppfinnelsen beskrives her for enkelthets skyld anvendt i forbindelse med borestrenger som benyttes frå flytende fartøy. Imidlertid vil dette kompenseringssystemet egne seg for anvendelse også i forbindelse med annet type utstyr, der det fortrinnsvis er ønskelig å oppnå og holde en bevegelsesutsatt anordning i ro relativt et referanseplan eller annen gjenstand. Som et alternativt anvendelsesområde for et kompenseirngssystem i følge oppfinnelsen, kan kompenseringssystemet eksempelvis benyttes for å flytte konstruksjoner fra en bølgeutsatt flytende enhet og ned på havbunnen. De anvendelsesområdene for oppfinnelsen som nevnes her skal ikke betraktes begrensende for oppfinnelsen, idet det er dé hovedprinsippene som oppnås med kompenseringssystemet som vil være viktige for fagmannen når han søker å finne virkeområder for The compensation system according to the invention is described here for the sake of simplicity as used in connection with drill strings that are used from floating vessels. However, this compensation system will also be suitable for use in connection with other types of equipment, where it is preferably desirable to achieve and keep a device subject to movement at rest relative to a reference plane or other object. As an alternative area of application for a compensation system according to the invention, the compensation system can for example be used to move constructions from a wave-exposed floating unit down to the seabed. The areas of application for the invention mentioned here should not be considered limiting for the invention, as it is the main principles achieved with the compensation system that will be important to the person skilled in the art when he seeks to find areas of action for

kompenseringssystemet. the compensation system.

Kompenseringssystemet ifølge oppfinnelsen omfatter et arrangement av minst en hovedsylinder som er forbundet med en kraftforsyningsenhet som eventuelt omfatter en akkumulator og et fluidreservoar, minst en hjelpesylinder og en armelenke som omfatter i det minste en første og en andre arm. Arrangementet er anordnet til en kronblokk om bord på et flytende fartøy, der borestrengen er festet til en kronblokk eventuelt ved et vaierarrangement. The compensation system according to the invention comprises an arrangement of at least one main cylinder which is connected to a power supply unit which optionally comprises an accumulator and a fluid reservoir, at least one auxiliary cylinder and an arm link which comprises at least a first and a second arm. The arrangement is arranged for a crown block on board a floating vessel, where the drill string is attached to a crown block possibly by a cable arrangement.

Det er en hensikt for oppfinnelsen å frembringe et kompenseringssystem der kraftvariasjonene over hovedsylinderen utliknes slik at det oppnås at borestrengen kan holdes med et mest mulig stabilt, jevnt strekk1. Den spesielle sammensetningen av kompenseringssystemets komponenter ifølge oppfinnelsen, gjør at hovedsylinderen kombinert med hjelpesylinderen kan utøve et strekk i borestrengen som er jevn over hele slagelengden uten at dette betinger at fluidreservoaret som hovedsylinderen står i forbindelse med, har et like stort volum som det som er vanlig i kjente kompenseringssystemer. Videre er det ifølge oppfinnelsen heller ikke en nødvendig forutsetning for utlikning av kraftvairasjonene over hovedsylinderes slaglengde, at vaierne sammen med armene danner et system tilsvarende kompenseringssystemet i US 5520369. It is a purpose of the invention to produce a compensation system where the force variations over the main cylinder are equalized so that it is achieved that the drill string can be held with the most stable, even tension possible1. The special composition of the compensating system's components according to the invention means that the main cylinder combined with the auxiliary cylinder can exert a tension in the drill string that is uniform over the entire stroke length without this requiring that the fluid reservoir with which the main cylinder is connected has the same volume as that which is usual in known compensation systems. Furthermore, according to the invention, it is also not a necessary condition for equalizing the power variations over the main cylinder's stroke, that the wires together with the arms form a system corresponding to the compensation system in US 5520369.

Størrelsen på fluidreservoaret, eksempelvis luftbatteriet, er av stor betydning både plass- og vektmessig for det flytende fartøyet. Det er derfor en positiv gevinst ved kompenseringssystemet ifølge oppfinnelsen, at i de tilfeller der det benyttes et luftbatteri som fluidreservoar, er det oppnåelig å redusere gassvolumet sammenliknet med det gassvolumet som kreves ved benyttelse av systemet i US 5520369. The size of the fluid reservoir, for example the air battery, is of great importance both in terms of space and weight for the floating vessel. It is therefore a positive benefit of the compensation system according to the invention that in cases where an air battery is used as a fluid reservoir, it is possible to reduce the gas volume compared to the gas volume required when using the system in US 5520369.

I kompenseringssystemet inngår en eller flere hovedsylindere. Hver hovedsylinder omfatter et sylinderhulrom og en stempelstang, der det ved den enden av stempelstangen som befinner seg inne i sylinderhulrommet er det festet et stempel. Hovedsylinderen er festet i eller til en dekkstruktur ombord på fartøyet og videre er kronblokken festet til den enden av stempelstangen som befinner seg utenfor hovedsylinderens sylinderrom. Borestrengen er festet, eventuelt ved hjelp av et vaierarrangement, til kronblokken. Fartøyet og dekkstrukturen der hovedsylinderen er anordnet, vil beveges med bølgebevegelsene, mens stempelstangen med kronblokken festet til sin ende, vil beveges ut og inn av sylinderhulrommet i motsatt vertikal retning av bølgebevegelsene, slik at det oppnås at kronblokken og borestrengen holdes i ro relativt havbunnen. Dekkstrukturen kan eksempelvis være en derrick. The compensation system includes one or more main cylinders. Each master cylinder comprises a cylinder cavity and a piston rod, where a piston is attached to the end of the piston rod which is located inside the cylinder cavity. The master cylinder is attached in or to a deck structure on board the vessel and further the crown block is attached to the end of the piston rod which is outside the master cylinder's cylinder chamber. The drill string is attached, possibly by means of a wire arrangement, to the crown block. The vessel and the deck structure where the main cylinder is arranged will move with the wave movements, while the piston rod with the crown block attached to its end will move out and in from the cylinder cavity in the opposite vertical direction to the wave movements, so that it is achieved that the crown block and the drill string are kept at rest relative to the seabed. The deck structure can, for example, be a derrick.

Videre omfatter kompenseringssystemet minst en armlenke og i følge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen minst to armlenker, der hver armlenke omfatter i det minste en første arm og en andre arm som er bevegelige både i forhold til hverandre og i forhold til dekkstrukturen og kronblokken. Den første armen er ved sin ene ende dreibart forbundet til dekkstrukturen om bord på fartøyet eller til en opplagringskonstruksjon som er festet til dekkstrukturen. Den andre enden av den første armen er dreibart festet til den første enden av den andre armen. Videre er den andre enden av den andre armen dreibart anordnet til kronblokken. Furthermore, the compensation system comprises at least one arm link and, according to a preferred embodiment of the invention, at least two arm links, where each arm link comprises at least a first arm and a second arm which are movable both in relation to each other and in relation to the tire structure and the crown block. The first arm is rotatably connected at one end to the deck structure on board the vessel or to a storage structure which is attached to the deck structure. The second end of the first arm is pivotally attached to the first end of the second arm. Furthermore, the other end of the second arm is rotatably arranged to the crown block.

Komponentene hovedsylinder og armlenke vil kunne gjenfinnes i de hittil kjente kompenseringssystemene. Likeså gjelder i og for seg også hjelpesylinderen som inngår i kompenseringssystemet ifølge oppfinnelsen, men hjelpsylinderens funksjon og konfigurasjon vil være ny ved oppfinnelsen, slik det skal forklares nærmere i det etterfølgende. The components master cylinder and arm link will be found in the previously known compensation systems. The same applies in and of itself to the auxiliary cylinder which is part of the compensation system according to the invention, but the function and configuration of the auxiliary cylinder will be new to the invention, as will be explained in more detail below.

Kompenseringssystemet omfatter i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen to hjelpesylindere, der hver hjelpesylinder omfatter et sylinderhulrom og en stempelstang. Ved den ene enden av stempelstangen som befinner seg inne i sylinderhulrommet er det festet et stempel. Videre er hjelpesylinderen festet til dekksstrukturen ved at sylinderhuset ved sin nedre ende er dreibart anordnet til dekkstrukturen. Hjelpesylinderen er festet til armlenken ved at den enden av stempelstangen som befinner seg utenfor hjelpesylinderens sylinderrom er dreibart festet til den første armen. Denne måten å anordne en hjelpesylinder på er ny i forhold til kjent teknikk og det oppnås ved denne konfigurasjonen en effekt som ikke oppnås ved de kjente kompenseringssystemene. I en alternativ utførelse av oppfinnelsen kan hjelpesylinderen eksempelvis være horisontalt orientert nærmest parallelt med fartøyets dekkstruktur. In a preferred embodiment of the invention, the compensation system comprises two auxiliary cylinders, where each auxiliary cylinder comprises a cylinder cavity and a piston rod. At one end of the piston rod, which is inside the cylinder cavity, a piston is attached. Furthermore, the auxiliary cylinder is attached to the tire structure in that the cylinder housing at its lower end is rotatably arranged to the tire structure. The auxiliary cylinder is attached to the arm link in that the end of the piston rod which is outside the auxiliary cylinder's cylinder space is rotatably attached to the first arm. This way of arranging an auxiliary cylinder is new in relation to known technology and this configuration achieves an effect that is not achieved with the known compensation systems. In an alternative embodiment of the invention, the auxiliary cylinder can for example be horizontally oriented almost parallel to the vessel's deck structure.

For å oppnå et kompenseringssystem som er enklere å optimalisere enn eksempelvis systemet som vises i US 5520369 er hovedsylinderen og hjelpesylinderen forbundet til samme kraftforsyningsenhet slik at hovedsylinderen og hjelpesylindrene får samme trykk. Forskjellige type sylindre kan inngå i kompenseringssystemet, og valget av type sylinder eller andre egnede konstruksjoner med kraftgivende egenskaper, som egner seg i det enkelte kompenseringssystemet overlates naturlig til fagmannen. Kraftforsyningsenheten kan eventuelt utgjøres av en oljeakkumulator som eksempelvis kan være forbundet med et fluidreservoar som et luftbatteri. Det vil være opplagt for fagmannen at ulike type akkumulatorer og fluidreservoarer kan passe for anvendelse i kompenseringssystemet. In order to achieve a compensation system that is easier to optimize than, for example, the system shown in US 5520369, the main cylinder and the auxiliary cylinder are connected to the same power supply unit so that the main cylinder and the auxiliary cylinders receive the same pressure. Different types of cylinders can be included in the compensation system, and the choice of type of cylinder or other suitable constructions with power-giving properties, which are suitable in the individual compensation system, is naturally left to the expert. The power supply unit can optionally consist of an oil accumulator which can, for example, be connected to a fluid reservoir such as an air battery. It will be obvious to the person skilled in the art that different types of accumulators and fluid reservoirs can be suitable for use in the compensation system.

Videre kan det anordnes skiver eller andre egnede elementer som er utformet for mottak og overføring av en eller flere vaiere ved dreiningspunktene mellom henholdsvis dekkstrukturen og den første armen, den første og den andre armen, den andre armen og kronblokken. Borestrengen kan anordnes til kronblokken ved et vaierarrangement slik at borestrengen blir hengende noe under kronblokken. Vaieren som benyttes ved oppheng av borestrengen kan føres over skivene til feste på dekket på den ene siden av fartøyet og til en vinsj som er plassert på den andre siden av fartøyet. Vaieren kan strammes og slakkes ved vinsjen ved behov, eksempelvis når borestrengen skal føres videre nedover i jordskorpen ettersom boringen skrider frem. Discs or other suitable elements can also be arranged which are designed for receiving and transferring one or more wires at the pivot points between the tire structure and the first arm, the first and second arm, the second arm and the crown block respectively. The drill string can be arranged to the crown block by a wire arrangement so that the drill string hangs somewhat below the crown block. The wire used when suspending the drill string can be passed over the sheaves to be attached to the deck on one side of the vessel and to a winch placed on the other side of the vessel. The wire can be tightened and loosened at the winch if necessary, for example when the drill string is to be guided further down into the earth's crust as the drilling progresses.

Dette vaier og skivesystemet som beskrevet ovenfor er nødvendig for å få kompenseringssystemet til å fungere tilsvarende slik det beskrives i US 5520369. Kraftbidraget fra vaierarrangement slik det utnyttes i US 5520369 er ikke nødvendig i kompenseringssystemet ifølge oppfinnelsen, idet et kraftbidrag fra hjelpesylinderen i stedet benyttes til å oppnå en mest mulig konstant kraft i kompenseringssystemets kronblokk. Vaierarrangementet er nevnt i denne sammenhengen fordi det ofte benyttes som en foretrukket måte å anordne borestrengen til fartøyet. Det vil således være mulig å benytte kompenseringssystemet uten dette vaierarrangementet, eventuelt kan vaierarrangementet erstattes av et annet opphengsarrangement for borestrengen etter fagmannens ønske. This wire and the disc system as described above is necessary to make the compensation system function accordingly as described in US 5520369. The force contribution from the wire arrangement as used in US 5520369 is not necessary in the compensation system according to the invention, as a force contribution from the auxiliary cylinder is instead used to to achieve the most constant force possible in the compensation system's crown block. The cable arrangement is mentioned in this context because it is often used as a preferred way of arranging the drill string for the vessel. It will thus be possible to use the compensation system without this wire arrangement, possibly the wire arrangement can be replaced by another suspension arrangement for the drill string according to the expert's wishes.

Når fartøyet og borestrengen påvirkes av bølgebevegelser medfører kompenseringsbevegelsene som tidligere nevnt, at stempelstangen i hovedsylinderen føres ut og inn i sylinderrommet, slik at borestrengen står i ro relativt havbunnen, selv om fartøyet beveger seg vertikalt med bølgene. When the vessel and the drill string are affected by wave movements, the compensating movements, as previously mentioned, cause the piston rod in the main cylinder to move out and into the cylinder space, so that the drill string is at rest relative to the seabed, even if the vessel moves vertically with the waves.

For å utnytte kompenseringsanordningen ifølge oppfinnelsen slik at det oppnås en optimalisert tilstand der kraftvariasjonene på kronblokka over slaglengden til hovedsylinderen minimaliseres, er kompenseringssystemet innrettet slik at det gis et korrigerende kraftbidrag fra hjelpesylindrene, når hovedsylinderens stempel beveger seg fra en øvre til en nedre posisjon, eller omvendt, i sylinderrommet. In order to utilize the compensation device according to the invention so that an optimized condition is achieved where the force variations on the crown block over the stroke length of the main cylinder are minimized, the compensation system is designed so that a corrective force contribution is provided from the auxiliary cylinders, when the main cylinder's piston moves from an upper to a lower position, or vice versa, in the cylinder compartment.

Når stempelstangen i hovedsylinderens sylinderrom føres til en øvre posisjon, fortrinnsvis fra en posisjon der den andre armen er horisontalt posisjonert, medfører denne forflytningen av stempelstangen at armlenken rettes ut. Denne utrettingen medfører at vinkelen mellom den første og den andre armen øker og hjelpesylinderen og armelenkens første og andre arm posisjoneres i en gunstig geometrisk konfigurasjon, der hjelpesylinderens trekkraft, eller nedovervirkende kraftbidrag, virker på den første armen og den andre armen i armlenken virker med When the piston rod in the master cylinder's cylinder chamber is moved to an upper position, preferably from a position where the other arm is positioned horizontally, this displacement of the piston rod causes the arm link to be straightened. This straightening means that the angle between the first and the second arm increases and the auxiliary cylinder and the first and second arms of the arm link are positioned in a favorable geometric configuration, where the traction force of the auxiliary cylinder, or downward force contribution, acts on the first arm and the second arm of the arm link acts with

en økende kraft oppover, når kronblokken beveger seg oppover. Hjelpesylinderens kraftbidrag medvirker således til en ytterligere utretting av armlenken. Med kompenseringssystemet i følge oppfinnelsen oppnås det, slik det er beskrevet ovenfor, at ved minkende kraft i hovedsylinderen bidrar kraften fra hjelpesylinderen an increasing force upwards, as the crown block moves upwards. The power contribution of the auxiliary cylinder thus contributes to a further straightening of the arm link. With the compensation system according to the invention, it is achieved, as described above, that with decreasing power in the main cylinder, the power from the auxiliary cylinder contributes

til at den totale kraften som virker på kronblokken kan holdes mest mulig konstant, so that the total force acting on the crown block can be kept as constant as possible,

når hovedsylinderens stempelstang beveger seg mot en øvre posisjon. Borestrengen when the master cylinder piston rod moves towards an upper position. The drill string

vil således holdes i et mest mulig konstant strekk. will thus be kept as constant as possible.

Når stempelstangen i sylinderhulrommet til hovedsylinderen føres til en nedre posisjon, fortrinnsvis fra en posisjon der den andre armen er horisontalt posisjonert, medfører denne posisjoneringen av stempelstangen at den første og den andre armen When the piston rod in the cylinder cavity of the master cylinder is brought to a lower position, preferably from a position where the second arm is horizontally positioned, this positioning of the piston rod causes the first and second arms

i armlenken føres mot hverandre slik at vinkelen mellom den første og den andre armen reduseres. Armlenkens første og andre arm og hjelpesylinderen oppnår en gunstig geometriske konfigurasjon, der hjelpesylinderens trekkraft eller nedovervirkende kraftbidrag som virker på den første armen medvirker til at den andre armen virker med en økende kraft nedover på kronblokken, når kronblokken beveger seg nedover. Dette kraftbidraget virker derved mot den økende kraften i hovedsylinderen. Med dette oppnås at den totale kraften som virker på kronblokken kan holdes konstant i hovedsylinderen, også når hovedsylinderens stempelstang befinner seg i en nedre posisjon, med det påfølgende resultat at borestrengen også holdes i et konstant strekk også i denne nedre posisjonen. in the arm link are brought towards each other so that the angle between the first and the second arm is reduced. The arm link's first and second arms and the auxiliary cylinder achieve a favorable geometric configuration, where the auxiliary cylinder's traction force or downward force contribution acting on the first arm contributes to the second arm acting with an increasing force downwards on the crown block, as the crown block moves downwards. This power contribution thereby acts against the increasing power in the main cylinder. With this, it is achieved that the total force acting on the crown block can be kept constant in the master cylinder, also when the master cylinder's piston rod is in a lower position, with the consequent result that the drill string is also kept in a constant stretch also in this lower position.

Når hjelpesylinderen er horisontalt orientert, slik det er beskrevet tidligere oppnås When the auxiliary cylinder is horizontally oriented, as described earlier is achieved

det en svært gunstig geometrisk konfigurasjon mellom hjelpesylinderen og armlenken, idet kraftbidraget som overføres fra hjelpesylinderen til armlenken vil gi en større normalkraft på kronblokken enn ved andre orienteringer av there is a very favorable geometric configuration between the auxiliary cylinder and the arm link, as the force contribution transferred from the auxiliary cylinder to the arm link will give a greater normal force on the crown block than with other orientations of

hjelpesylindren. Det er av praktiske grunner imidlertid ikke enkelt å få til denne plasseringen av hjelpesylinderen. the auxiliary cylinder. For practical reasons, however, it is not easy to achieve this position of the auxiliary cylinder.

Det oppnås ved anvendelse av dette kompenseringssystemet at kraftvariasjonene over hovedsylinderens stempelutslag er redusert fra 10% i kjent system som vist i US 5520369 til 2% i følge oppfinnelsen. It is achieved by using this compensation system that the force variations over the main cylinder's piston stroke are reduced from 10% in the known system as shown in US 5520369 to 2% according to the invention.

Kompenseringssystemet fungerer som et passivt system der borestrengen automatisk er selvregulerende i forhold til bølgebevegelsene som virker på fartøyet og borestrengen. Det vil i en alternativ anvendelse av kompenseringssystemet være mulig å koble kompenseringssystemet opp til en sensorstyrt regulering, der kompenseringen foregår på bakgrunn av informasjon fra et styringssystem. The compensation system works as a passive system where the drill string is automatically self-regulating in relation to the wave movements that act on the vessel and the drill string. In an alternative application of the compensation system, it will be possible to connect the compensation system to a sensor-controlled regulation, where the compensation takes place on the basis of information from a control system.

Sammenliknet med kompenseringssystemet som er kjent fra US 5520369 er kompenseirngssystemet ifølge oppfinnelsen enkelt å tilpasse eventuelle endrede ytre betingelser. Dette til forskjell fra kompenseringssystemet i US 5520369 som nyttiggjør seg et prinsipp der vaieren benyttes for utlikning av kraftvairasjonene i den hydrauliske hovedsylinderen, og der stivheten til vaieren og stivheten til hovedsylinderen må tilpasses hverandre. Det foreligger ingen kobling mellom vaiersystemet og sylinderen og det er en forholdsvis omstendelig prosess å tilpasse til hverandre for å oppnå et optimalt utbytte av kompenseringssystemet. Compared to the compensation system known from US 5520369, the compensation system according to the invention is easy to adapt to any changed external conditions. This differs from the compensation system in US 5520369, which makes use of a principle where the wire is used to equalize the force variations in the hydraulic main cylinder, and where the stiffness of the wire and the stiffness of the main cylinder must be adapted to each other. There is no connection between the cable system and the cylinder and it is a relatively cumbersome process to adapt to each other in order to achieve an optimal benefit from the compensation system.

Optimalisering av kompenseringssystemet i følge oppfinnelsen foregår til sammenlikning på en mye enklere og mer effektiv måte. Når trykket er bestemt for hovedsylinderen og hjelpesylindrene, dimensjoneres hjelpesylindrene tilpasset etter diameteren til hovedsylinderne og deretter fungerer systemet selvregulerende slik det er beskrevet ovenfor. Ved tilpasning av disse to stemplenes dimensjon i forhold til hverandre kan det oppnås en tilnærmet konstant kraft over hele stempelutslaget. Kompenseringssystemet vil deretter fungere optimalt uten noen videre fonn for styring og vil således fremstå som svært stabilt. Det oppnås med anordningen et kompenseirngssystem som er passivt selvregulerende, der systemet selv sørger for at kraftvariasjonen i systemet minimaliseres. Optimization of the compensation system according to the invention takes place for comparison in a much simpler and more efficient way. When the pressure is determined for the main cylinder and the auxiliary cylinders, the auxiliary cylinders are dimensioned according to the diameter of the main cylinders and then the system works self-regulating as described above. By adapting the dimensions of these two pistons in relation to each other, an approximately constant force can be achieved over the entire piston stroke. The compensation system will then function optimally without any further form of control and will thus appear to be very stable. The device achieves a compensation system that is passively self-regulating, where the system itself ensures that the power variation in the system is minimized.

Både hovedsylindrene og hjelpsylindrene er i en foretrukket utførelse hydrauliske drevet. Mange type sylindre vil egne seg for anvendelse i kompenseringssystemet og som en alternativ utførelse skal her nevnes sylindre som er pneumatisk drevne. Hovedsylinderen vil i en utførelse av oppfinnelsen være utformet som en "plunger" sylinder. I det tilfellet er hovedsylinderens stempel utformet med åpninger slik at fluid kan overføres fra den ene siden av stempelet til den andre. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen tilføres fluid henholdsvis sylinderrommet til hovedsylinderen og hjelpesylinderen på den siden av stempelet der stempel areal et er minst. In a preferred embodiment, both the main cylinders and the auxiliary cylinders are hydraulically driven. Many types of cylinders will be suitable for use in the compensation system and as an alternative embodiment, pneumatically driven cylinders should be mentioned here. In one embodiment of the invention, the main cylinder will be designed as a "plunger" cylinder. In that case, the master cylinder piston is designed with openings so that fluid can be transferred from one side of the piston to the other. In a preferred embodiment of the invention, fluid is supplied respectively to the cylinder space of the main cylinder and the auxiliary cylinder on the side of the piston where the piston area is the smallest.

1 det etterfølgende skal oppfinnelsen beskrives i tilknytning til de vedlagte figurene, der: Figur 1 viser en prinsippskisse av et flytende fartøy anordnet med borestreng. Figur 2 viser et utsnitt av borestrengens oppheng tilsvarende slik det vises på figur Figur 3a og 3b viser henholdsvis anordningen i følge oppfinnelsen og en graf som illustrerer utgangspunktet for oppfinnelsen. Figur 4 viser en prinsippskisse over kompenseringssystemet ifølge oppfinnelsen. Figur 5 viser kompenseirngssystem som på figur 4, der et vaiersystem er vist anordnet i tilknytning til kompenseringssystemet. Figur 6 viser kompenseringssystemets geometriske konfigurasjon, der hovedsylinderens stempel befinner seg i en nedre posisjon i stempelhulrommet. Figur 7 viser en alternativ geometrisk konfigurasjon av kompenseringssystemet, der hovedsylinderens stempel befinner seg i en øvre posisjon i stempelhulrommet. Figur 8 viser kraftoverføringen som foregår når kompenseringssystemet befinner seg i samme situasjon som den som vises på figur 6. Figur 1 viser et oversiktsbilde av et anvendelsesområde for oppfinnelsen, der kompenseringssystemet kan benyttes i forbindelse med anordning av en borestreng 2 til et flytende borefartøy 1. Borestrengen er ført ned i en oljebrønn i jordskorpen. På figur 2 vises et vaiersystem 3 som benyttes til oppheng av borestrengen 2. Vaiersystemet løper over skiver 4 og har som formål å sørge for at det utøves strekkraft på borestrengen 2. Det ses av figur 2 at vaiersystemet er festet til fartøyet ved sin ene ende, mens vaieren er anordnet til en vinsj 5 ved vaiersystem ets andre ende. Når borestrengen 2 føres ned i jordskorpa etter som boringen skrider frem, benyttes vinsjen 5 til å gi ut vaier og stramme inn igjen ved behov.' Figur 3b er et diagram der det gis en grafisk illustrasjon over hvordan kraften i hovedsylinderen varierer over hovedsylinderens stempelutslag. Kraften F er angitt langs y-aksen, mens stempelutslaget vises langs x-aksen. Kurve a viser en idealtilstand i en sylinder der kraften er konstant over hele stempelutslaget, mens kurve b viser den reelle tilstanden i hovedsylinderen der kraften varierer med stempelutslaget. Disse to tilstandene har vært utgangspunktet for frembringelsen av et kompenseirngssystem ifølge oppfinnelsen. Det kraftbidraget som må tilføres i kompenseringssystemet for å oppnå et kompenseringssystem der kraftvairasjonene er minimale er illustrert ved kurven c. (Den virkelige kurven c vil avvike fra den viste lineære kurven c med +/- 2% og med en aviksform som er tilnærmet en sinuskurve). Det har vært et mål for oppfinnelsen å fremskaffe en anordning som på . en enkel og stabil måte kan bidra med den krafttilførselen som vises ved kurven c. Med et kompenseirngssystem i følge oppfinnelsen yter hjelpesylinderen således et kraftbidrag som reduserer kraftvairasjonene til et minimum over hovedsylinderens 1 below, the invention shall be described in connection with the attached figures, where: Figure 1 shows a schematic diagram of a floating vessel arranged with a drill string. Figure 2 shows a section of the suspension of the drill string corresponding to what is shown in figure Figures 3a and 3b respectively show the device according to the invention and a graph illustrating the starting point for the invention. Figure 4 shows a schematic diagram of the compensation system according to the invention. Figure 5 shows a compensation system as in Figure 4, where a cable system is shown arranged in connection with the compensation system. Figure 6 shows the geometric configuration of the compensation system, where the main cylinder's piston is in a lower position in the piston cavity. Figure 7 shows an alternative geometric configuration of the compensation system, where the main cylinder's piston is in an upper position in the piston cavity. Figure 8 shows the power transfer that takes place when the compensation system is in the same situation as that shown in Figure 6. Figure 1 shows an overview of an application area for the invention, where the compensation system can be used in connection with the arrangement of a drill string 2 to a floating drilling vessel 1. The drill string is led down into an oil well in the earth's crust. Figure 2 shows a cable system 3 that is used to suspend the drill string 2. The cable system runs over washers 4 and has the purpose of ensuring that a tensile force is exerted on the drill string 2. It can be seen from figure 2 that the cable system is attached to the vessel at one end , while the wire is arranged to a winch 5 at the wire system's other end. When the drill string 2 is led down into the earth's crust as the drilling progresses, the winch 5 is used to release the cable and tighten it again if necessary. Figure 3b is a diagram in which a graphic illustration is given of how the force in the master cylinder varies over the master cylinder's piston stroke. The force F is indicated along the y-axis, while the piston stroke is shown along the x-axis. Curve a shows an ideal state in a cylinder where the force is constant over the entire piston stroke, while curve b shows the real state in the main cylinder where the force varies with the piston stroke. These two conditions have been the starting point for the production of a compensation system according to the invention. The power contribution that must be added to the compensation system in order to achieve a compensation system where the power variations are minimal is illustrated by the curve c. (The real curve c will deviate from the shown linear curve c by +/- 2% and with a deviation shape that approximates a sine curve ). It has been an aim of the invention to provide a device which on . a simple and stable way can contribute with the power supply shown at curve c. With a compensation system according to the invention, the auxiliary cylinder thus provides a power contribution that reduces the power variations to a minimum above the main cylinder's

stempelutslag. Dette vises på figur 3a der pil a illustrer reaksjonskraften fra strekk i borestrengen slik det vises ved kurve a på figur 3b. Pil b illustrer kraft i sylinderen slik denne vises ved kurve b. Pilene c viser vertikal komponent av kraft i den andre armen slik det vises ved kurve c. stamp rash. This is shown in figure 3a where arrow a illustrates the reaction force from tension in the drill string as shown by curve a in figure 3b. Arrow b illustrates force in the cylinder as shown by curve b. Arrows c show vertical component of force in the other arm as shown by curve c.

Figur 4 viser en skisse av et kompenseringssystem i følge oppfinnelsen der en hovedsylinder 6 er anordnet i en dekkstruktur 9. Hovedsylinderen 6 er anordnet med stempel og stempelstang 7 i hovedsylinderens sylinderrom 8. En kronblokk 10 er festet til den enden av stempelstangen 7 som rager utenfor sylinderrommet 8. Videre er en hjelpesylinder 11 anordnet dreibart til dekkstrukturen 9. Det ses av figur 4 at også hjelpesylinderen 11 er anordnet med stempel og stempelstang 12 i hjelpesylinderens sylinderrom 13. Kompenseringssystemet omfatter videre en armlenke som utgjøres av en første arm 14 og en andre arm 15 som er dreibart forbundet med hverandre i et festepunkt 16. Den andre armen 15 er videre dreibart forbundet med kronblokken 10 i et festepunkt 17, og den første armen 14 er dreibart forbundet til en struktur 23 som er plassert i tilknytning til dekkstrukturen 9 eller som er en del av dekkstrukturen 9 ved et festepunkt 24. Figure 4 shows a sketch of a compensation system according to the invention in which a master cylinder 6 is arranged in a cover structure 9. The master cylinder 6 is arranged with a piston and piston rod 7 in the master cylinder's cylinder chamber 8. A crown block 10 is attached to the end of the piston rod 7 that projects outside the cylinder chamber 8. Furthermore, an auxiliary cylinder 11 is arranged rotatably to the tire structure 9. It can be seen from Figure 4 that the auxiliary cylinder 11 is also arranged with a piston and piston rod 12 in the auxiliary cylinder's cylinder chamber 13. The compensation system further comprises an arm link which consists of a first arm 14 and a second arm 15 which are rotatably connected to each other in a fastening point 16. The second arm 15 is further rotatably connected to the crown block 10 in a fastening point 17, and the first arm 14 is rotatably connected to a structure 23 which is placed adjacent to the tire structure 9 or which is part of the tire structure 9 at an attachment point 24.

Hovedsylinderen 6 og hjelpesylinderen 11 som vises på figur 4 er hydrauliske sylindre som er forbundet med slangeforbindelser 19, 20 som strekker seg fra en oljeakkumulator 18 til henholdsvis hovedsylinderen 6 og hjelpesylinderen 11. Oljeåkkumulatoren 18 har slangeforbindelse 21 til et gassbatteri 22. Det ses av figur 4 at slangeforbindelsene 19 og 20 fører fluid inn i henholdsvis hovedsylinderen 6 og hjelpesylinderen 11 i den delen av sylinderrommet der stempel areal et er minst. Slangeforbindelse 19 er utstyrt med en lukkeventil 27 for avstenging av fluidstrømmen i slangen. The main cylinder 6 and the auxiliary cylinder 11 shown in figure 4 are hydraulic cylinders which are connected by hose connections 19, 20 which extend from an oil accumulator 18 to the main cylinder 6 and the auxiliary cylinder 11 respectively. The oil chain accumulator 18 has a hose connection 21 to a gas battery 22. This can be seen from figure 4 that the hose connections 19 and 20 lead fluid into the main cylinder 6 and the auxiliary cylinder 11, respectively, in the part of the cylinder space where the piston area et is smallest. Hose connection 19 is equipped with a shut-off valve 27 for shutting off the fluid flow in the hose.

På figurene 4- 7 står HB for hovedbjelke som følger bevegelsene til plattformen. KB står for kronblokk som følger bevegelsene til havbunnen. In figures 4-7, HB stands for the main beam which follows the movements of the platform. KB stands for crown block that follows the movements of the seabed.

På figur 5 vises kompenseringssystemet tilsvarende som på figur 4, men kompenseringssystemet er i tillegg vist utstyrt med vaiersystem 3 og skiver 4. Skivene 4 er vist plassert ved forbindelsespunktene 16, 17, 24. Vaieren er anordnet over skivene 4, der enden 25 av vaieren løper over kronblokken 10 og til et arrangement for oppheng av borestrengen 2. Dette arrangementet er ikke vist på figuren 4, men vil være tilsvarende som det som vises på utsnittet på figur 2. Enden 26 av vaieren 3 forløper ned til innfestning i en vinsj 5 som er anordnet på fartøyet, dette ses også på figur 2. Figure 5 shows the compensating system in the same way as in figure 4, but the compensating system is also shown equipped with cable system 3 and discs 4. The discs 4 are shown positioned at the connection points 16, 17, 24. The cable is arranged above the discs 4, where the end 25 of the cable runs over the crown block 10 and to an arrangement for suspending the drill string 2. This arrangement is not shown in figure 4, but will be similar to that shown in the section in figure 2. The end 26 of the wire 3 runs down to attachment in a winch 5 which is arranged on the vessel, this can also be seen in figure 2.

Når borestrengen er anordnet i vaierarrangementet 3 som er forbundet med kronblokken 10 og kompenseringssystemet er i virksomhet, vil kronblokken 10 og borestrengen kompensere for de bølgebevegelsene som fartøyet 1 og borestrengen 2 utsettes for, slik at det oppnås at kronblokken 10 holdes i ro relativt havbunnen. When the drill string is arranged in the cable arrangement 3 which is connected to the crown block 10 and the compensation system is in operation, the crown block 10 and the drill string will compensate for the wave movements to which the vessel 1 and the drill string 2 are exposed, so that it is achieved that the crown block 10 is kept at rest relative to the seabed.

Dekkstrukturen 9 er en del av fartøyet 1 og vil således følge de bølgeinduserte bevegelsene til fartøyet 1. Hovedsylinderens hus 6'er anordnet fast i dekkstrukturen. Når fartøyet så utsettes for bølgebevegelser vil hovedsylinderens hus 6' følge fartøyets bevegelser, mens hovedsylinderes stempel føres ut og inn av sylinderrommet 8, slik at det oppnås at kronblokken 10 og borestrengen holdes i ro relativt havbunnen. The deck structure 9 is part of the vessel 1 and will thus follow the wave-induced movements of the vessel 1. The main cylinder's housing 6 is fixed in the deck structure. When the vessel is then exposed to wave movements, the main cylinder's housing 6' will follow the vessel's movements, while the main cylinder's piston is moved in and out of the cylinder space 8, so that it is achieved that the crown block 10 and the drill string are kept at rest relative to the seabed.

På figur 6 vises kompenseringssystemet i en tilstand der hovedsylinderens stempelstang 7 er ført i en nedre posisjon i sylinderhulrommet 8.1 denne nedre posisjonen er den første og den andre armen ført mot hverandre idet vinkelen mellom disse to armene er redusert. På figur 6 er hjelpesylinderen 11 vist uten slangetilkobling for fluidtilførsel, men hjelpesylinderen 11 vil være tilrettelagt slik at stempelstangen 12 virker med en kraft i form av en trekkraft eller nedoverrettet kraft som har en kraftkomponent som virker vinkelrett på den første armen 14. Denne kraften fører til en kraft i den andre armens 15 lengderetning bestående av en horisontal og en vertikal kraftkomponent, der kraftens vertikal komponent virker nedover på kronblokken 10. Kraftoverføringen fra hjelpesylinderen 11 til kronblokken 10 gjør at det opprettholdes et mest mulig konstant strekk i borestrengen 2 over slaglengden til hovedsylinderen 6, når stempelet beveger seg mot en nedre posisjon. Figure 6 shows the compensating system in a state where the main cylinder's piston rod 7 is brought to a lower position in the cylinder cavity 8.1 this lower position is the first and the second arm brought towards each other as the angle between these two arms is reduced. In Figure 6, the auxiliary cylinder 11 is shown without a hose connection for fluid supply, but the auxiliary cylinder 11 will be arranged so that the piston rod 12 acts with a force in the form of a pulling force or downward force which has a force component that acts perpendicular to the first arm 14. This force leads to a force in the longitudinal direction of the second arm 15 consisting of a horizontal and a vertical force component, where the vertical component of the force acts downwards on the crown block 10. The power transfer from the auxiliary cylinder 11 to the crown block 10 means that a maximum possible constant tension is maintained in the drill string 2 over the stroke length of the master cylinder 6, when the piston moves towards a lower position.

På figur 7 vises hovedsylinderens stempelstang 7 i en øvre posisjon i sylinderhulrommet 8.1 den øvre posisjonen er den første og den andre armen ført fra hverandre slik at vinkelen mellom de armene øker. I denne posisjonen vil innvirkningen av hjelpesylinderens kraft i form av en trekkraft eller nedovervirkende kraft, ha en kraftkomponent som virker vinkelrett på den første armen, som igjen fører til en kraft i den andre armens 15 lengderetning bestående av en vertikal og en horisontal komponent. Denne kraften i den andre armen har en vertikal komponent som virker oppover på kronblokken 10. Denne kraftoverføringen fra hjelpesylinderen 11 til kronblokken 10 gjør at det opprettholdes en konstant strekk i borestrengen over slaglengden til hovedsylinderen 6 når stempelet beveger seg mot en øvre posisjon. Figure 7 shows the main cylinder's piston rod 7 in an upper position in the cylinder cavity 8.1 the upper position is the first and the second arm moved apart so that the angle between the arms increases. In this position, the impact of the auxiliary cylinder's force in the form of a pulling force or downward force will have a force component that acts perpendicular to the first arm, which in turn leads to a force in the longitudinal direction of the second arm 15 consisting of a vertical and a horizontal component. This force in the second arm has a vertical component that acts upwards on the crown block 10. This power transfer from the auxiliary cylinder 11 to the crown block 10 means that a constant stretch is maintained in the drill string over the stroke length of the main cylinder 6 when the piston moves towards an upper position.

På figur 8 er innvirkningen av kraftbidraget fra hjelpesylinderen 11 på kronblokken 10 illustrert ved hjelp av piler ved den andre armen 15. Det ses av figuren at In Figure 8, the impact of the power contribution from the auxiliary cylinder 11 on the crown block 10 is illustrated by means of arrows at the second arm 15. It can be seen from the figure that

hovedsylinderen befinner seg i en tilstand hvor stempelet 7 er posisjonert i en nedre stilling i sylinderrommet 8. Kraften som virker i hovedsylinderen 6 er vist ved en oppoverrettet pil i hovedsylinderen 6. the master cylinder is in a state where the piston 7 is positioned in a lower position in the cylinder chamber 8. The force acting in the master cylinder 6 is shown by an upward arrow in the master cylinder 6.

Claims

1. Compensation system, for example for compensation of a drill string (2) which is exposed to wave movements, the drill string (2) being arranged, possibly by means of a cable arrangement (3), to a crown block (10) on board a floating vessel (1 ) such as, for example, a drilling vessel, drilling platform, etc., as the compensation system comprises: - at least one main cylinder (6) which comprises a cylinder cavity (8) and a piston rod (7) where at one end of the piston rod which is located inside the cylinder cavity (8) a piston is attached, and that the master cylinder (6) is arranged in such a way that it is held relative to a deck structure (9) on board the vessel, the other end of the piston rod (7) which is located outside the master cylinder's cylinder chamber (8) is attached to the crown block (10), - at least one auxiliary cylinder (II) comprising a cylinder cavity (13) and a piston rod (12) where a piston is attached to one end of the piston rod (12) which is located inside the cylinder cavity (8), - at least one bracelet p if comprises at least a first arm (14) and a second arm (.15), vessel act is characterized by the fact that the first arm (14) is rotatably connected at one end to the tire structure (9) and at its other end is rotatably connected to the first end of the second arm (15), while the other the end of the second arm (15) is rotatably arranged to the crown block (10), - that the auxiliary cylinder (11) is arranged rotatably to the tire structure (9) and further that the other end of the piston rod (12) which is located outside the auxiliary cylinder's cylinder chamber (13) ) is rotatably attached to the first arm (14), - that the main cylinder (6) and the auxiliary cylinder (11) are connected to the same power supply unit, the power supply unit can optionally be constituted by an accumulator (18) which can for example be connected to a fluid reservoir (22 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the fluid reservoir (22) can be made up of a pressurized fluid, for example a gas battery.

3. Device according to one of claims 1-2, characterized in that the accumulator consists of an oil accumulator or a pneumatic accumulator.

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the main cylinder's piston is designed with openings so that fluid can be transferred from one side of the piston to the other.

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the deck structure (9) consists of a derrick structure.

6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that the auxiliary cylinder (11) is horizontally oriented.

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the system comprises a main cylinder (6), two arm links and two auxiliary cylinders (11).

8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that washers (4) or other suitable elements which are designed for receiving and transferring one or more wires are arranged at the pivot points (24, 17, 16) between the cover structure (9) and the first arm (14), respectively the first and second arm (14, 15), respectively the second arm (15) and the block element (10).

9. Device according to one of claims 1-8, characterized in that the fluid is supplied to the cylinder cavity of the main cylinder (6) and the auxiliary cylinder (11) respectively on the side of the piston where the piston area is smallest.

10. Method for using the compensating device according to one of claims 1-9, so that an optimized condition is achieved where the force variations over the piston stroke in the main cylinder are minimized, characterized in that the piston rod (7) of the main cylinder (6) is moved to an upper position, so that the angle between the first and second arms (14, 15) increases, and the auxiliary cylinder and the two arms (14, 15) are positioned in a geometric configuration where the piston rod (12) of the auxiliary cylinder acts with a force on the first arm (14) that leads to a force in the longitudinal direction of the second arm (15) consisting of a horizontal and a vertical component, the vertical component of the force in the second arm (15) acting upwards on the crown block (10) so that the total force acting on the crown block ( 10) is as constant as possible, or that the piston rod (7) of the main cylinder (6) is brought to a lower position, so that the angle between the first and the second arm (14, 15) is reduced and the auxiliary cylinder (11) and the two arms (14, 15) are positioned in a geometric configuration where the auxiliary cylinder's piston rod (12) acts with a force on the first arm (14) which leads to a force in the longitudinal direction of the second arm (15) consisting of a horizontal and vertical component, the vertical component of the force in the second arm ( 15) acts downwards on the crown block (10) so that the total force acting on the crown block (10) is as constant as possible.