NO315435B1 - Kompenseringsanordning - Google Patents

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.

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.

Ved boring etter olje ned i en oljebrønn vil det være minst to ulike behov for å

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

.borefartøyet.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

kompenseringssystemet.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

til at den totale kraften som virker på kronblokken kan holdes mest mulig konstant,

når hovedsylinderens stempelstang beveger seg mot en øvre posisjon. Borestrengen

vil således holdes i et mest mulig konstant strekk.

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

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.

Når hjelpesylinderen er horisontalt orientert, slik det er beskrevet tidligere oppnås

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

hjelpesylindren. Det er av praktiske grunner imidlertid ikke enkelt å få til denne plasseringen av hjelpesylinderen.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

På figurene 4- 7 står HB for hovedbjelke som følger bevegelsene til plattformen. KB står for kronblokk som følger bevegelsene til havbunnen.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Claims (10)

1. Kompenseirngssystem eksempelvis f ot kompensering av en borestreng (2) som utsettes for bølgebevegelser, idet borestrengen (2) er anordnet, eventuelt ved hjelp av et vaierarrangement (3), til en kronblokk (10) om bord på et flytende fartøy (1) som eksempelvis et borefartøy, boreplattform osv, idet kompenseringssystemet omfatter: -minst en hovedsylinder (6) som omfatter et sylinderhulrom (8) og en stempelstang (7) der det ved den ene enden av stempelstangen som befinner seg inne i sylinderrommet (8) er festet et stempel, og at hovedsylinderen (6) er anordnet i slik at den fastholdes relativt en dekkstruktur (9) ombord i fartøyet, idet den andre enden av stempelstangen (7) som befinner seg utenfor hovedsylinderens sylinderrom (8) er festet til kronblokken (10), -minst en hjelpesylinder (II) som omfatter et sylinderhulrom (13) og en stempelstang (12) der det ved den ene enden av stempelstangen (12) som befinner seg inne i sylinderhulrommet (8) er festet et stempel, -minst en armlenke som omfatter i det minste en første arm (14) og en andre arm (.15), kar akt er i" sert ved -at den første armen (14) ved sin ene ende er dreibart forbundet til dekkstrukturen (9) og ved sin andre ende er dreibart forbundet til den første enden av den andre armen (15), idet den andre enden av den andre armen (15) er dreibart anordnet til kronblokken (10), -at hjelpesylinderen (11) er anordnet dreibart til dekkstrukturen (9) og videre at den andre enden av stempelstangen (12) som befinner seg utenfor hjelpesylinderens sylinderrom (13) er dreibart festet til den første armen (14), -at hovedsylinderen (6) og hjelpesylinderen (11) er forbundet til samme kraftforsyningsenhet, idet kraftforsyningsenheten eventuelt kan utgjøres av en akkumulator (18) som eksempelvis kan være forbundet med et fluidreservoar (22).

2. Anordning i følge krav 1,karakterisert ved at fluidreservoaret (22) kan utgjøres av et trykksatt fluid, eksempelvis et gassbatteri.

3. Anordning i følge et av kravene 1-2, karakterisert ved at akkumulatoren utgjøres av en oljeakkumulator eller en pneumatisk akkumulator.

4. Anordning i følge et av kravene 1-3, karakterisert ved at hovedsylinderens stempel er utformet med åpninger slik at fluid kan overføres fra den ene siden av stempelet til den andre.

5. Anordning i følge et av kravene 1-4, karakterisert ved at dekkstrukturen (9) utgjøres av en derrickstruktur.

6. Anordning i følge et av kravene 1-5, karakterisert ved at hjelpesylinderen (11) er horisontalt orientert.

7. Anordning i følge et av kravene 1-6, karakterisert ved at systemet omfatter en hovedsylinder (6), to armlenker og to hjelpesylindre (11).

8. Anordning i følge et av kravene 1-7, karakterisert ved at skiver (4) eller andre egnede elementer som er utformet for mottak og overføring av en eller flere vaiere, er anordnet ved dreiningspunktene (24, 17, 16) mellom henholdsvis dekkstrukturen (9) og den første armen (14), henholdsvis første og andre armen (14, 15), henholdsvis den andre armen (15) og blokkelementet (10).

9. Anordning i følge et av kravene 1-8, karakterisert ved at fluidet tilføres sylinderhulrommet til henholdsvis hovedsylinderen (6) og hjelpesylinderen (11) på den siden av stempelet der stempel arealet er minst.

10. Fremgangsmåte for å utnytte kompenseringsanordningen ifølge et av kravene 1-9, slik at det oppnås en optimalisert tilstand der kraftvairasjonene over stempelutslaget i hovedsylinderen minimaliseres, karakterisert ved at stempelstangen (7) til hovedsylinderen (6) føres til en øvre posisjon, slik at vinkelen mellom den første og den andre armen (14, 15) øker, og hjelpesylinderen og de to armene (14, 15) posisjoneres i en geometrisk konfigurasjon hvor hjelpesylinderens stempelstang (12) virker med en kraft på den første armen (14) som fører til en kraft i den andre armens (15) lengderetning bestående av en horisontal og en vertikal komponent, idet den vertikale komponenten av kraften i den andre armen (15) virker oppover på kronblokken (10) slik at den totale kraften som virker på kronblokken (10) er mest mulig konstant, eller at stempelstangen (7) til hovedsylinderen (6) føres til en nedre posisjon, slik at vinkelen mellom den første og den andre armen (14, 15) reduseres og hjelpesylinderen (11) og de to armene (14, 15) posisjoneres i en geometriske konfigurasjon hvor hjelpesylinderens stempelstang (12) virker med en kraft på den første armen (14) som fører til en kraft i den andre armens (15) lengderetning bestående av en horisontal og vertikal komponent, idet den vertikale komponenten av kraften i den andre armen (15) virker nedover på kronblokken (10) slik at den totale kraften som virker på kronblokken (10) er mest mulig konstant.