NO328808B1

NO328808B1 - Selvdrevet, halvt nedsenkbart dronefartoy for en ROV

Info

Publication number: NO328808B1
Application number: NO20013931A
Authority: NO
Inventors: Leland Harris Taylor
Original assignee: Mentor Subsea Tech Serv Inc
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2010-05-18
Also published as: GB2365824B; US6349665B1; NO20013931L; AU752713B2; GB0117436D0; BR0103084A; BR0103084B1; AU5412201A; NO20013931D0; GB2365824A

Abstract

Et dronefartøy for en ROV. Dronefartøyet benytter dynamisk posisjonering. Dronefartøyet er fjernstyrt ved hjelp av radiotelemetri, er fortrinnsvis modulært i oppbygning, og kan være halvt nedsenkbart. Fartøyet rommer en radiotelemetripakke, en eller flere generatorer, en navlestrengsvinsj for å senke og heve en ROV, rom for mottak og lagring av en ROV, og ballaststyring. Det sentrale rommet i dronefartøyet er fritt overfyllbart og huser trommelen for lagring av navlestrengen og vinsjen for å gi ut navlestrengen til ROVen. Det sentrale rommet omfatter også rom for ROVen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt bruken av et fjernstyrt fartøy ("remotely operated vehicle" - ROV) eller robotverktøy for undervannsarbeid, og nærmere bestemt de anordninger som benyttes for utsetting, styring og opphenting av en ROV eller en verktøypakke.

Mange undervannsoperasjoner, så som boring for og produksjon av olje og gass, instal-lasjon og vedlikehold av offshorestrukturer, eller legging og vedlikehold av undervanns-rørledninger fordrer bruken av et fjernstyrt fartøy (ROV) eller et robotverktøy.

Utsettingen av en ROV oppnås typisk ved å sette ut enheten fra enten en bunnfundert eller en flytende vertsplattform, eller et dynamisk posisjonert sjøgående fartøy dedikert spesifikt for det formål å støtte en ROV, for eksempel et ROV-støttefartøy ("ROV sup-port vessel" - RSV), eller et hvilket som helst slikt overflatefartøy med tilstrekkelig størrelse og egenskaper som frembyr en egnet stabil plattform for utsettingen og opp-hentingen av en ROV.

Både bunnfundamenterte og flytende vertsplattformer holdes fast i posisjon på stedet og er vanligvis involvert i samtidig pågående aktiviteter, så som boring og offshoreproduk-sjon eller konstruksjon. Operasjonene av ROVen er dermed begrenset i forhold til av-standen som ROVen kan bevege seg fra vertsplattformen, så vel som av restriksjoner i operasjonstidsrom på grunn av de samtidig pågående aktivitetene på vertsplattformen.

I tilfellet utsetting fra et dedikert fartøy, så som en RSV, er det tilhørende vesentlige kostnader med operasjonen av et fullt innrettet marint fartøy og dets mobilisering til og fra ROV ens arbeidssted. Typisk kan en dedikert RSV ha et mannskap på tyve og en vesentlig kostnad som ikke er direkte relatert til driften av ROVen.

Drift og overvåking av ROVen styres fra vertsplattformen eller RSV en ved hjelp av en navlestreng mellom vertsplattformen eller RSV en og ROVen. Man kan derfor forstå at ROV ens operasjonsavstand står i direkte forhold til navlestrengens lengde.

Et fjernstyrt dronefartøy nær overflaten med tilstrekkelig stabilitet og som er i stand til å utsette, styre, og opphente en ROV, eliminerer de begrensninger som hefter med operasjonen fra en fast vertsplattform og reduserer kostnaden assosiert med en bemannet, dedikert RSV.

Det er fra NO-B] 318046 kjent et fjernstyrt ROV servicefartøy som bruker en dynamisk posisjonering. Fartøyet er fjernstyrt med radiotelemetri, har fortrinnsvis en modulkonst-ruksjon og er i form et halvt nedsenkbart fartøy. Fartøyet inneholder en radiotelemetri-enhet, én eller flere generatorer, en navlestrengvinsj for senking og heving av en ROV, rom for å ta imot og lagre en ROV og ballastkontroll.

Det fjernstyrte dronefartøyet krever således en navlestreng, en lagringstrommel og en vinsj for å sette ut, styre og hente opp ROVen. Dronefartøyet må ha visse rom som er dedikerte for elektronisk styringsutstyr, som må være tørre. Lokaliseringen av vinsjen og lagringstrommelen for navlestrengen i et tørt rom krever en tetning som navlestrengen må gå gjennom. Dersom tetningen svikter, ville dette føre til at vann kommer inn i rommet, noe som kunne medføre skade på utstyr i rommet. Et forseglet eller tett rom tilføres oppdrift, hvilket krever ytterligere ballast, og øker dermed massen og muligens også fartøyets størrelse, hvilket er uønsket.

Lagring av navlestrengen i et tørt rom krever et stort volum med variabel ballast for å kunne holde konstant operasjonsdyptgående. Utsettingen av navlestrengen fra et tørt rom og hengingen av denne inn i sjøen vil medføre en økning i deplasementet til det kombinerte fartøy og navlestrengsystemet. Denne endringen i deplasement vil ikke opp-tre når det benyttes et fylt navlestrengrom. Bruken av store volumer med variabel ballast er uønsket da dette øker fartøyets operasjonskompleksitet, masse og størrelse. Det kan vises at vanndeplasement og ballast ikke er tilstrekkelig behandlet i den kjente teknikk.

Den foreliggende oppfinnelse imøtekommer de ovennevnte behov. Det er frembrakt et selvdrevet, halvt nedsenkbart dronefartøy for en ROV omfattende: a. en første modul, idet den første modulen er selvflytende; b. en andre modul festet til den første modulen; c. en vinsj og en lagringstrommel lokalisert i den andre modulen; d. en tredje modul festet til den andre modulen, idet den tredje modulen er selvflytende;

e. dynamisk posisjonerende fremdriftsenheter er tildannet på den første og den tredje modulen;

f. midler på den første modulen for drift av utstyret på dronefartøyet; og g. fartøyet innbefatter en radiotelemetriantenne, kjennetegnet ved at raditelemetri-antennen er inkludert i en mast som er festet til og strekker seg oppover fra fartøyet, slik at under drift forblir en topp av masten over vannet, og at et ballastmateriale er tildannet

i den andre modulen, idet ballastmaterialet er bevegbart mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon.

Med andre ord benytter dronefartøyet benytter dynamisk posisjonering. Det er fjernstyrt ved hjelp av radiotelemetri, fortrinnsvis konstruert modulært, og kan være halvt nedsenkbart. Fartøyet inneholder en radiotelemetripakke, én eller flere generatorer, en navlestrengsvinsj for senking og heving av en ROV, rom for mottak og lagring av en ROV, og ballaststyring. Det sentrale rommet i dronefartøyet er fritt oversvømmende og rommer trommelen for oppbevaring av navlestrengen og vinsjen for å gi ut navlestrengen til ROVen. Senterseksjonen, vinsjen eller ballasten kan være bevegbar for å forbedre far-tøyets stabilitet når stasjonært eller når det manøvrerer ved lave hastigheter. Det sentrale rommet omfatter også rom for ROVen.

For en ytterligere forståelse av egenskapen og formålene ved den foreliggende oppfinnelse, vises det til den følgende beskrivelse, sett sammen med de medfølgende tegning-er der like deler er gitt like henvisningstall, og der:

Fig. 1 er et sidesnittriss av oppfinnelsen.

Fig. 2 er et sidesnittriss av en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen med bevegbar ballast. Fig. 3 er et sidesnittriss av den alternative utførelsesformen i fig. 2 med ballasten i en senket posisjon. Fig. 4 er et sidesnittriss av en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen med en bevegbar vinsj og lagringstrommel. Fig. 5 er et sidesnittriss av den alternative utførelsesformen i fig. 4 med vinsjen og lagringstrommelen i en senket posisjon.

Fig. 6 er et snitt langs linjene 6-6 i fig. 4.

Fig. 7 er et snitt langs linjene 7-7 i fig. 5.

Fig. 8 er et sidesnittriss av en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen med en bevegbar ramme som bærer ROVen, vinsjen og lagringstrommelen. Fig. 9 er et sidesnittriss av den alternative utførelsesformen i fig. 8 med rammen i en senket posisjon.

Fig. 10 er et snitt langs linjene 10-10 i fig. 8.

Fig. 11 er et snitt langs linjene 11-11 i fig. 9.

Med henvisning til tegningene, sees det i fig. 1 at oppfinnelsen generelt er vist ved hjelp av henvisningstallet 10. Dronefartøyet 10 er et flytende fartøy som benytter et flertall fremdriftsenheter eller posisjoneringspropeller 12 for dynamisk posisjonering, der en vist i hvert hjørne.

Fartøyet 10 er fortrinnsvis modulært i oppbygning for å muliggjøre transport med laste-bil, lufttransport, lett håndtering offshore og utbytte av komponenter for å lette vedlikehold og reparasjon. Hver modulære komponent huser en eller flere av fartøyets under-systemer. En typisk konfigurasjon er beskrevet under.

Det er frembrakt separate moduler 14,16 og 18. Modulene er stivt festet til hverandre. En hvilken som helst egnet type ballaststyringsanordning som er generelt kjent i faget kan benyttes for å styre fartøyet 10 dyptgående for å frembringe den nødvendige stabilitet for de miljømessige forhold.

Den første modulen 14 er selvflytende og kan romme hvilke som helst egnede undersys-temer, så som generatorer (ikke vist).

Den andre modulen 16, som danner senterseksjonen, er fritt overfylt og rommer en lagringstrommel 20 for navlestrengen og en vinsj 22. Den andre modulen 16 omfatter også et rom for å lagre ROVen 24. Navlestrengsvinsjer er generelt kjente innen faget og inneholder sleperinger (ikke vist) for å tillate kommunikasjon mellom navlestrengen som roterer på vinsjen og ROV ens overflatestyringspakke. Vinsjen 22 drives av generatorer (ikke vist) og benyttes for å drive så vel som å heve og senke ROVen 24. Annet utstyr som kan bli utsatt for sjøvann, så som blyballast, sensorer, brennstoffblærer og en hydroakustisk anordning, kan også lokaliseres i denne modulen.

Den tredje modulen 18 er selvflytende og kan romme hvilke som helst egnede undersys-temer så som videokameraer, signalhåndteringsanordninger, transmittere og annet elektronisk utstyr.

En mast 26 festet til toppen av den tredje modulen 18 strekker seg oppover og omfatter én eller flere radiotelemetriantenner 28. Toppen av masten 26 forblir over vannlinjen ved operasjon for å holde radioforbindelse med vertsplattformen eller RSVen. Masten 26 rommer kanalarrangement som gir motorluftinntak og utslipp til overflaten fra den tredje modulen.

Det gir flere fortrinn å gjøre den andre modulen et fritt overfylt rom. Muligheten for at en tetning rundt navlestrengen svikter, elimineres. Lokalisering av vinsjen og trommelen i det fritt overfylte (fylte) rommet reduserer oppdriftseffekter (mindre fortrengt vann) og reduserer mengden av nødvendig død vekt. Fig. 2 og 3 viser en alternativ utførelsesform av dronefartøyet 10 der ballastmaterialet 30 er bevegbart mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon. Fig. 2 viser ballastmaterialet 30 i den første øvre posisjon. Fig. 3 illustrerer ballastmaterialet 30 i den andre nedre posisjon. Et hvilket som helst egnet ballastmateriale så som bly kan benyttes. Ballastmaterialet 30 kan utformes for å bevege seg på skinner, i ledeanord-ninger, eller på en stang ved hjelp av mekaniske anordninger. Fig. 4-7 justerer en annen alternativ utførelsesform av dronefartøyet 10 der lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 er bevegbar mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon. Fig. 4 og 6 illustrerer lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 i den første øvre posisjonen. Fig. 5 og 7 illustrerer lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 i den andre nedre posisjonen. Lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 er montert på en ramme 32. Rammen 32 er utstyrt med et flertall jekkeskruer 34 som er operativt i kontakt med gjengede staver 36 montert i den andre modulen 16. Stavene 36 rotereres i den ønskede retningen for å bevege rammen 32 opp eller ned som ønsket. Vekten av lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 benyttes som justerbar ballast for å stabilisere dronefartøyet 10. Fig. 8-11 illustrerer en annen alternativ utførelsesform av dronefartøyet 10 der utstyret huset i den andre modulen 16 er bevegbar mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon. Fig. 8 og 10 illustrerer utstyret i den første øvre posisjonen. Fig. 9 og 10 illustrer utstyret i den andre nedre posisjonen. ROVen, lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 i den andre modulen 16 er understøttet av en ramme 38. Rammen 38 er utstyrt med et flertall jekkeskruer 34 som er operativt i kontakt med gjengede staver 36 montert i den andre modulen 16. Stavene 36 roteres i den ønskede retningen for å bevege rammen 38 opp eller ned som ønsket. Vekten av ROVen 24, lagringstrommelen 20 og vinsjen 22 benyttes som justerbar ballast for å stabilisere dronefartøyet 10.

Selv om komponentene over er beskrevet å være installert i en spesifikk modul, skal det forstås at dette kun er for forklarende formål og at et hvilket som helst egnet arrange-ment kan benyttes,.

Da mange varierende og forskjellige utførelsesformer kan lages av oppfinnelsen innen-for oppfinnelsens omfang, og fordi det kan utføres mange modifikasjoner i utførelses-formene som her er detaljert, skal det forstås at detaljene i denne beskrivelsen kun skal forstås som illustrerende og ikke på en begrensende måte.

Claims

1. Selvdrevet, halvt nedsenkbart dronefartøy (10) for en ROV (24) omfattende: a. en første modul (14), idet den første modulen (14) er selvflytende; b. en andre modul (16) festet til den første modulen (14); c. en vinsj (22) og en lagringstrommel (20) lokalisert i den andre modulen (16); d. en tredje modul (18) festet til den andre modulen, idet den tredje modulen (18) er selvflytende; e. dynamisk posisjonerende fremdritfsenheter (12) er tildannet på den første og den tredje modulen (14,18); f. midler på den første modulen (14) for drift av utstyret på dronefartøyet; og g.. fartøyet (10) innbefatter en telemetriantenne (28), karakterisert ved at radiotelemetriantennen (28) er inkludert i en mast (26) som er festet til og strekker seg oppover fra fartøyet (10), slik at under drift forblir en topp av masten (26) over vannet, og at et ballastmateriale (30) er tildannet i den andre modulen (16), idet ballastmaterialet (30) er bevegbart mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon.

2. Selvdrevet, halvt nedsenkbart dronefartøy (10) for en ROV (24) ifølge krav 1, karakterisert ved at vinsjen (22) og lagringstrommelen (20) lokalisert i den andre modulen (16), er selektivt bevegbare mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon.

3. Selvdrevet, halvt nedsenkbart dronefartøy (10) for en ROV (24) ifølge krav 1, karakterisert ved at en ramme (32) er lokalisert i den andre modulen (16) for understøttelse av ROVen (24), vinsjen (22) og lagringstrommelen (20), idet rammen (32) er bevegbar mellom en første øvre posisjon og en andre nedre posisjon.