NO342286B1

NO342286B1 - Anording og fremgangsmåte for hivkompensering

Info

Publication number: NO342286B1
Application number: NO20064225A
Authority: NO
Inventors: Daniel Davidson
Original assignee: Subsea 7 Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2018-04-30
Also published as: BRPI0508903A; US7731157B2; GB0617773D0; WO2005090226A1; US20070272906A1; GB2448432A; GB0811069D0; NO20064225L; GB2448432B; GB0406336D0; GB2427186B; GB2427186A

Abstract

En anordning for hivkompensering og fremgangsmåte for et vinsj- eller kransystem (1 2), der vinsj - eller kransystem et (1 2) fortrinnsvis er anordnet på et fartøy (1 0) og innbefatter en løftewire (1 6) for feste til en last (1 4). Anordningen omfatteren måleanordning for å måle bevegelsen av fartøyet som kan være i form av en bevegelsesreferanseenhet (3 8) for å måle bevegelsen i fartøyet, og en styreanordning eller computer (28) i stand til å motta et utgangssignal fra måleanordningen for fartøysbevegelse og styre vinsj -eller kranssystemet(1 2) i samsvar med bevegelsen til fartøyet (10), for slik å stabilisere lasten (14). Anordningen kan videre valgvis innbefatte en eller flere av: a) en løftewire spenningsmåleinnretning (22) for å måle spenningen i løftewiren (16); b) en løftewireavstandsmålerinnretning (26) som måler lengden av løftewiren (1 6) som har blitt utlevert; og c) en lastbevegelse måleanordning (42) for å måle bevegelsen i lasten.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anordninger og en fremgangsmåte som er spesielt, men ikke utelukkende, egnet for hivkompensering på dypt vann.

Det er vanlig innenfor den marine industri å ha laster som skal senkes ned fra et overflatefartøy til sjøbunnen. Overflatefartøyet er vanligvis utstyrt med en vinsj eller kran som er i stand til å senke en last ned til sjøbunnen, eller heve en last derfra. Siden fartøyet flyter på sjøen, bevirker sjøens bølgevirkning fartøysbevegelser, som i sin tur bevirker bevegelse av den øvre enden av nedfiringskabelen eller tauet. Nærmere bestemt overføres vertikal bevegelse av den øvre enden av kabelen eller repet til en uønsket vertikal bevegelse av den opphengte last.

Uønsket vertikal bevegelse av den opphengte last skaper to problemer i den marine industri. For det første introduserer relativ bevegelse mellom lasten og det omgivende vann ytterligere belastninger i systemet. For det andre gjør ukontrollert vertikal bevegelse av den opphengte last det vanskelig for en operatør å være sikker på å posisjonere en last på sjøbunnen, eller annet landingssted, på en sikker og skadefri måte. Således kan lasten bli satt ned for tungt som medfører skade på denne.

Hivkompenserte kraner og vinsjer er den vanlige løsning på disse problemer. En konvensjonell hivkompensert vinsj eller kran innbefatter en referanseenhet for bevegelse som overvåker bevegelsen til fartøyet. Bevegelsen til fartøyet blir overført til stedet hvorfra lasten og nedfiringstauet er opphengt, og dermed kan utgangssignalet fra bevegelsesreferanseenheten bli brukt til å overvåke bevegelsen til opphengningspunktet. Utgangssignalet fra bevegelsesreferanseenheten danner en tilbakemeldingssløyfe til styringssystemet som driver vinsjen eller kranen slik at den vertikale bevegelse av fartøyet forårsaket av bølgene kan bli kompensert for. Som et resultat blir punktet hvorfra lasten og nedfiringstauet er opphengt nesten stasjonært. I praksis er det imidlertid ikke vanligvis mulig å kompensere fullstendig for hivingen i fartøyet, og således er det normalt noen små restbevegelser ved lasten. Denne bevegelse ligger vanligvis innenfor akseptable grenser for håndtering av laster.

NO 319996 B1 beskriver et hivkompenseringssystem for å kompensere for effekten av bølgebevegelse på flytende installasjoner som utfører wirelinelogging. US2003 / 0107029A angår et system hvor hastigheten til en vinsjmotor er styrt for hivkompensering av en last utplassert fra et fartøy. WO02 / 27684A1 angår en fremgangsmåte og et system for overvåking av kabelspenning eller -slakk ved levering eller opphenting av nyttelast i dypvannsapplikasjoner. US6505574B1 beskriver også et hivkompenseringssystem hvor den sjøtilstandsinduserte vertikalhastigheten en utplassert last bestemmes, og lasten beveges vertikalt med en hastighet som er lik vertikalhastigheten som bestemmes på grunn av skipets bevegelse og i en retning motsatt lastens bevegelse som skyldes fartøyets bevegelse.

Konvensjonelle hivkompenseringssystemer virker vanligvis godt i forholdsvis grunne farvann (dybder opp til omkring noen få hundre meter). Dette er fordi løftewiren er forholdsvis kort, og wiren virker som en stiv fjær. Størrelsen på enhver resonans i systemet er derfor minimal og lett avhjulpet av operatøren av vinsjen eller kranen.

Imidlertid, når man arbeider på dybder utover dette oppstår ytterligere vanskeligheter, spesielt den iboende elastisitet i den lange heisekabel. Dette kan fremkalle bevegelser i lasten som ikke er direkte relatert til fartøysbevegelsen og derfor er lastkontroll basert bare på måling av det sistnevnte ikke lenger tilstrekkelig. Selv i forholdsvis grunne farvann kan resonansoppførsel fortsatt bli et problem dersom en konvensjonell (stål) løftewire ikke kan brukes av en eller annen grunn (for eksempel av operasjonelle årsaker, må en løftewire av fiber benyttes).

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en hivkompenseringsanordning for et vinsjeller kransystem som befinner seg på et fartøy og innbefatter en løftewire for festing til en last, kjennetegnet ved trekkene som er angitt i patentkrav 1.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses hivkompenseringsanordning ifølge patentkrav 1 er angitt i patentkravene 2 - 8.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for hivkompensering for et vinsj- eller kransystem som befinner seg på et fartøy og innbefatter en løftewire for festing til en last, kjennetegnet ved trekkene som er angitt i patentkrav 9.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte for hivkompensering ifølge patentkrav 9 er angitt i patentkravene 10 - 13.

I samsvar med en opprinnelig side ved den foreliggende oppfinnelse er det tenkt et styringssystem for bevegelse av last for et vinsj- eller kransystem som befinner seg på et fartøy, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der styringssystemet for lastbevegelse omfatter:

a) en styreinnretning for å tillate en operatør å instruere vinsj- eller kransystemet til i det minste å heve, holde eller senke løftewiren;

b) en detekteringsinnretning for fartøysbevegelse for å detektere hiving som virker på fartøyet og vinsj- eller kransystemet;

c) resonanshindrende innretninger på løftewiren for å måle og/eller forutsi spenningen i løftewiren; og

en styreanordning i stand til å motta utgangssignaler fra a) operatørens styreinnretning, b) fartøyets bevegelsesdetektering og c) den resonanshindrende innretning på løftewiren og styre vinsj- eller kransystemet som svar på utgangssignalene.

I samsvar med en opprinnelig side ved den foreliggende oppfinnelse er det også tenkt en fremgangsmåte til styring av bevegelsen av en last hevet eller senket med et vinsj- eller kransystem anordnet på et fartøy, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der fremgangsmåten omfatter trinnene:

a) tilveiebringe et utgangssignal fra en operatørs styreinnretning som indikerer om en operatør instruerer heving, holde eller senking av løftewiren; b) tilveiebringe et utgangssignal indikerende for hiving som virker på fartøyet og vinsj- eller kransystemet;

c) tilveiebringe et utgangssignal indikerende for en forutsigelse og/eller måling av resonans generert i løftewiren; og

d) justere utlevering eller innhenting av løftewire som svar på nevnte utgangssignaler a) til c).

Vanligvis er det tenkt at fremgangsmåten og anordningen i samsvar med den opprinnelige side omfatter å tilveiebringe en styreanordning innbefattende en beregningsinnretning.

Valgvis er styreanordningen videre tenkt å være i stand til å motta et utgangssignal fra en lastbevegelsesinnretning og er valgvis videre tenkt å være i stand til å styre vinsjeller kransystemet som svar på nevnte utgangssignal.

I samsvar med en først side av den foreliggende oppfinnelse er det tenkt en hivkompenseringsanordning for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der anordningen omfatter:

en spenningsmåleanordning for løftewiren for å måle spenningen i løftewiren; og en styreanordning i stand til å motta et utgangssignal fra spenningsmåleanordningen for løftewiren og styre vinsj- eller kransystemet i samsvar med endringer i spenningen i løftewiren, for slik å stabilisere lasten.

I samsvar med den først side av den foreliggende oppfinnelse er det også tenkt en fremgangsmåte ved hivkompensering for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der fremgangsmåten omfatter trinnene:

måle spenningen i løftewiren; og

justere utleveringen av eller innhenting av løftewire for å kompensere for endringer i den målte spenning.

I det første aspekt er det tenkt at anordningen innbefatter valgvis en måleanordning for å måle bevegelsen av lasten, og styreanordningen er i stand til å motta et utgangssignal fra måleanordningen for lastbevegelse og styre vinsj- og kranssystemet i samsvar med bevegelsen til lasten.

Også i det første aspekt, hvor vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy, er det tenkt at anordningen omfatter valgvis en måleanordning for å måle bevegelsen av fartøyet, og styreanordningen er i stand til å motta et utgangssignal fra måleanordningen for fartøysbevegelse og styre vinsj- eller kranssystemet i samsvar med bevegelsen til fartøyet.

Også i det første aspekt, hvor vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy, er det tenkt at anordningen omfatter fortrinnsvis en avstandsmåleanordning for løftewiren som måler lengden av løftewiren som har blitt levert ut.

I samsvar med et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det tenkt en hivkompenseringsanordning for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire for feste til en last, der anordningen omfatter:

en måleanordning for å måle bevegelsen til lasten, og en styreanordning i stand til å motta et utgangssignal fra lastbevegelsesmåleanordningen og styre vinsj- eller kransystemet i samsvar med bevegelsen til lasten, for slik å stabilisere lasten.

I samsvar med det andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det også tenkt en fremgangsmåte for hivkompensering for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der fremgangsmåten omfatter trinnene:

overvåke bevegelsen av en last opphengt i løftewiren; og

justere utleveringen av eller innhenting av løftewire for å kompensere for bevegelsen i lasten.

Også i det andre aspekt, hvor vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy, er det tenkt at anordningen omfatter valgvis en måleanordning for å måle bevegelsen av fartøyet, og styreanordningen er i stand til å motta et utgangssignal fra måleanordningen for fartøysbevegelse og styre vinsj- eller kranssystemet i samsvar med bevegelsen til fartøyet.

Også i det andre aspekt, hvor vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy, er det tenkt at anordningen omfatter fortrinnsvis en avstandsmåleanordning for løftewiren som måler lengden av løftewiren som har blitt levert ut.

Også i det andre aspekt, hvor vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy, er det tenkt at anordningen omfatter valgvis en spenningsmåleanordning for løftewiren for å måle spenningen i løftewiren.

I samsvar med et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det tenkt en hivkompenseringsanordning for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire for feste til en last, der anordningen omfatter:

en avstandsmåleanordning for en løftewire som måler lengden av løftewiren som er blitt utlevert, og en styreanordning i stand til å motta et utgangssignal fra avstandsmåleanordningen for løftewiren og styre vinsj- eller kransystemet i samsvar med avstanden målt, for slik å stabilisere lasten.

I samsvar med det tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det også tenkt en fremgangsmåte for hivkompensering for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der fremgangsmåten omfatter trinnene:

måle lengden av utlevert løftewire; og

justere utleveringen av eller innhenting av løftewire for å stabilisere lasten.

I samsvar med et fjerde aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det tenkt en hivkompenseringsanordning for et vinsj- eller kransystem, der vinsj- eller kransystemet er anordnet på et fartøy og omfatter en løftewire for feste til en last, der anordningen omfatter:

en måleanordning for å måle bevegelsen av fartøyet;

og en styreanordning i stand til å motta et utgangssignal fra måleanordningen for fartøysbevegelse og styre vinsj- eller kranssystemet i samsvar med bevegelsen til fartøyet, for slik å stabilisere lasten;

hvor anordning innbefatter videre minst en av:

a) en løftewire spenningsmåleinnretning som måler spenningen i løftewiren; b) en løftewire avstandsmålerinnretning som måler lengden av løftewire som har blitt utlevert; og

c) en lastbevegelse måleanordning for å måle bevegelsen i lasten.

I samsvar med det fjerde aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det også tenkt en fremgangsmåte ved hivkompensering for et vinsj- eller kransystem anordnet på et fartøy, der vinsj- eller kransystemet innbefatter en løftewire, der fremgangsmåten omfatter trinnene:

overvåke bevegelsen til fartøyet og styre vinsj- eller kransystemet i samsvar med bevegelsen til fartøyet ved å justere utleveringen eller innhentingen av løftewire for å stabilisere lasten;

og videre omfattende minst ett av de følgende trinn:

a) måle strekket eller spenningen i løftewiren;

b) måle lengden av løftewiren som har blitt utlevert; og

c) måle bevegelsen av lasten.

Med fordel er løftewirens spenningsmåleanordning i stand til å overvåke endringer i spenningen i løftewiren.

Anordningen omfatter vanligvis et roterbart element som avleder løftewiren mot sjøbunnen. Det roterbare element, som kan være en skive, er vanligvis roterbart montert på en ramme av lastmåleanordningen, som kan være en lastpinne.

Løftewirens spenningsmåleanordning overvåker vanligvis endringen i strekk eller spenning på lastpinnen. Således kan endringen i spenningen i løftewiren bli bestemt ved overvåking av endringen i spenning i lastpinnen.

I en alternativ utførelse kan løftewirens spenningsmåleanordning bli utformet til å måle belastninger ”på linje” i løftewiren. For eksempel kan den lastmålende anordning bli koplet til vinsjen eller kransystemet slik at spenningen i løftewiren kan overvåkes direkte (for eksempel bruk av lastceller eller liknende plassert ved stedet hvor vinsjen er festet til fartøyet).

Måleanordningen for fartøysbevegelse omfatter vanligvis en referanseenhet for bevegelse. Måleanordningen for lastbevegelse omfatter vanligvis en referanseenhet for bevegelse som valgvis er koplet til lasten.

I visse utførelser er måleanordningen for lastbevegelse elektrisk koplet til styreanordningen. I alternative utførelser er måleanordningen for lastbevegelse koplet til styreanordningen ved bruk av fiberoptikk eller hvilket som helst annet overføringssystem.

Styreanordningen omfatter vanligvis en styringscomputer. Styreanordningen er vanligvis koplet til drivenheten for vinsj- eller kransystemet. Således kan styreanordningen, i tillegg til å styre utleveringen av og innhenting av løftewiren som svar på inngangssignaler fra den fysiske operatør, kan styreanordningen også styre utlevering og innhenting av løftewire som svar på utgangssignalet fra hvilke som helst av følgende:

løftewirens spenningsmåleanordning; og/eller

måleanordningen for fartøysbevegelse; og/eller

måleanordning for lastbevegelse; og/eller

avstandsmåleanordning for løftewire.

For eksempel, der hvor utgangssignalet fra spenningsmåleanordningen til løftewiren indikerer at spenningen i løftewiren er økende, gir styreanordningen vanligvis ut wire for å redusere spenningen. Hvor utgangssignalet fra spenningsmåleanordningen for løftewiren indikerer at spenningen i løftewiren er avtakende, henter vanligvis styreanordningen inn wire for å øke spenningen. Sekvensen med utleverings- og innhentingsoperasjoner svekker vanligvis spenningen i løftewiren. Alternativt, eller i tillegg, sekvensen med utleverings- og innhentingsoperasjoner svekker vanligvis spenningen i løftewiren. Dette har den fordel at overskuddsenergi i kran- eller vinsjesystemet unngås, som i sin tur fører til en mer stabil last.

For eksempel, der hvor utgangssignalet fra referanseenheten for lastbevegelse indikerer at lasten beveger seg slik at spenningen i løftewiren ville øke, leverer styreanordningen vanligvis ut wire for å opprettholde spenningen ved et nivå nødvendig for å hindre slik lastbevegelse. Der hvor utgangssignalet fra referanseenheten for lastbevegelse indikerer at lasten beveger seg slik at spenningen i løftewiren ville avta, henter vanligvis styreanordningen inn wire for å opprettholde spenningen ved et nivå nødvendig for å hindre slik lastbevegelse. Økningen eller minskningen i spenning unngår vanligvis enhver overskuddsenergi i systemet, som derved stabiliserer lasten og unngår enhver uønsket bevegelse av denne.

Alternativt, eller i tillegg, der hvor utgangssignalet fra referanseenheten for lastbevegelse indikerer at lasten beveger seg slik at spenningen i løftewiren ville øke, leverer styreanordningen vanligvis ut wire for å opprettholde spenningen ved et nivå nødvendig for å hindre slik lastbevegelse. Der hvor utgangssignalet fra referanseenheten for lastbevegelse indikerer at lasten beveger seg slik at spenningen i løftewiren ville avta, henter vanligvis styreanordningen inn wire for å opprettholde spenningen ved et nivå nødvendig for å hindre slik lastbevegelse. Økningen eller minskningen i spenningen unngår vanligvis enhver overskuddsenergi i systemet, som derved stabiliserer lasten og unngår enhver uønsket bevegelse av denne.

Styreanordningen er vanligvis utstyrt med et antall inngangssignaler. Et første inngangssignal omfatter et signal fra en avstandsmåleanordning for løftewire.

Avstandsmåleanordningen for løftewire måler vanligvis lengden av løftewiren som har blitt utlevert. I visse utførelser blir den utleverte lengde av løftewire brukt til å bestemme elastisiteten til gitt lengde av løftewiren. Den gitte lengde av løftewiren danner vanligvis et andre inngangssignal til styreanordningen. Styreanordningen beregner vanligvis elastisiteten til løftewiren ut fra lengden av utlevert wire, vanligvis ved referanse til dens elastisitetskarakteristikker. En operatør legger vanligvis inn disse referansedata i styreanordningen før man starter en løfteoperasjon.

Et tredje inngangssignal omfatter et signal fra en referanseenhet for fartøysbevegelse anordnet på fartøyet. Således er styreanordningen utstyrt med en indikasjon på bevegelsen av fartøyet.

I visse utførelser danner en effektiv masse av lasten vanligvis et inngangssignal, så som et fjerde inngangssignal, til styringscomputeren. Den effektive masse av lasten omfatter vanligvis en masse av selve lasten, en tilført masse og motstandsbelastninger. Massen av lasten selv blir vanligvis utledet fra vekten og oppdriften av lasten. Den tilførte masse av lasten blir vanligvis utledet fra mengden vann som det er nødvendig å flytte med lasten. Motstandsbelastningen blir vanligvis utledet fra motstandskarakteristikkene til lasten i dens bevegelsesretning. En operatør legger vanligvis inn disse referansedata inn i styreanordningen før han starter løfteoperasjonen.

I visse utførelser kan en referanseenhet for fartøysbevegelse valgvis bli anordnet, for å måle fartøysbevegelser. I denne utførelsen danner vanligvis et utgangssignal fra referanseenheten for fartøysbevegelse et inngangssignal, slik som et femte inngangssignal, til styringscomputeren.

I visse utførelser kan en lastmåleanordning, som kan være i form av en spenningsmåleanordning for en løftewire, valgvis bli anordnet. I denne utførelsen danner et utgangssignal fra spenningsmåleanordningen for en løftewire et inngangssignal, slik som et sjette inngangssignal, til styringscomputeren.

I fremgangsmåten i samsvar med det første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter trinnet med å overvåke endringer i spenningen påført løftewiren vanligvis trinnet med å motta et utgangssignal fra en spenningsmåleanordning for en løftewire indikerende på endringer i spenningen.

Også i fremgangsmåten i samsvar med det første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse blir løftewiren vanligvis utlevert når spenningen i løftewiren øker, og løftewiren blir typisk innhentet når spenningen i løftewiren avtar, for å svekke naturlige resonanseffekter i løftewiren.

Ved fremgangsmåten i samsvar med det fjerde aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, omfatter trinnet med å overvåke bevegelsen av en last opphengt fra løftewiren vanligvis trinnet med å motta et utgangssignal fra en referanseanordning for lastbevegelse som er indikerende på bevegelsen til lasten.

Også, med fremgangsmåten i samsvar med det fjerde aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, blir løftewiren vanligvis utlevert når bevegelsen til lasten er slik at spenningen i løftewiren øker, og løftewiren blir vanligvis hentet inn når bevegelsen i lasten er slik at spenningen i løftewiren avtar.

Anordningen er spesielt egnet for bruk om bord i fartøyer, slik som sjøgående fartøyer, men er ikke begrenset til slik bruk.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse skal nå bli beskrevet, kun gjennom eksempel, og med henvisning til de vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av et fartøy utstyrt med en spesiell utførelse av hivkompenseringsanordningen;

Fig. 2 er en skjematisk fremstilling av et fartøy utstyrt med en alternativ utførelse av hivkompenseringsanordningen; og

Fig. 3 er et blokkdiagram over konturene av styringskravene for utførelser av den foreliggende oppfinnelse.

Nå med henvisning til tegningene, viser fig.1 skjematisk en eksempelvis utførelse av hivkompenseringsanordningen anordnet på et overflatefartøy 10. I denne utførelsen er fartøyet 10 utstyrt med en vinsj 12 for å lette senking av en last 14 til en bestemt dybde i vannet slik som sjøbunnen (ikke vist) eller heve lasten 14 fra denne.

Det skal bemerkes at betegnelsen ”sjøbunnen” som benyttet her vil forstås å referere til bunn under vannet (for eksempel bunnen av en innsjø, elvebunn etc.). Det skal også bemerkes at lasten 14 ikke behøver bli senket direkte ned til sjøbunnen. I enkelte tilfeller kan lasten 14 bli senket ned på eller hevet fra annet sted under vann, for eksempel anordninger og utstyr slik som brønnhoder, manifolder og liknende.

Også, den bestemte utførelse beskrevet her referer til bruken av en vinsj 12. Imidlertid kunne en kran eller annet løfteapparat være anordnet i stedet for vinsjen 12, og utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan bli brukt med diss og andre varianter også.

Lasten 14 er festet til vinsjen 12 som bruker en løftewire 16. Løftewiren 16 blir vanligvis kveilet opp på en vinsjetrommel 18 som danner del av vinsjen 12. Løftewiren 16 blir levert ut og hentet inn ved å dreie vinsjetrommelen 16, som typisk blir utført ved å bruke en vinsjedrift 20. I visse utførelser kan en spenningsstyreanordning valgvis bli innsatt mellom vinsjen 12 og en skive 22 som leder over bord.

Løftewiren 16 kan innta mange forskjellige former, og behøver ikke være en stålwire ettersom løftewiren 16 kan omfatte stålkabel, flettet kabel, tau, fiberrep etc. Betegnelsen ”løftewire” som benyttet her skal forstås å referere til alle disse og andre varianter.

Den fagkyndige leser vil innse at stabilisering av lasten 14 i samsvar med utførelser av den foreliggende oppfinnelse krever at, ved ethvert gitt tidspunkt, at kranens eller vinsjens 12 styringssystem 28 kan bestemme de potensielle virkninger av en blanding av operatørens kommandoer, fartøysbevegelse og løftewirens 16 resonans på posisjonen av lasten 14 i forhold til hvor operatøren krever at lasten 14 skal plasseres.

Styringssystemet 28 beskrevet her kan således kommandere vinsjen 12 til å reagere (dvs holde/utlevere/innhente løftewire 16) for slik å bevege lasten 14 som befalt av operatøren, mens man samtidig kompenserer for fartøyets 10 bevegelse og hindrer resonans i løftewiren 16, som dermed muliggjør full kontroll av lasten 14 til enhver tid.

Valgvis kan data tilgjengelig for driften av styringssystemet 28 forsterkes ved informasjon om faktisk bevegelse av lasten 14 ved hjelp av utgangssignalet fra referanseenheten 154 for lastbevegelse.

Den fagdyktige leser vil også innse at et slikt styringssystem 28 vil bruke tilpassbare/forutsigbar styringsteknikker.

Prosessen med kommando, styring og stabilisering som skissert ovenfor, omfatter en blanding av inngangssignaler og utgangssignaler avhengig av situasjonen som blir tilnærmet til enhver tid (for eksempel når fartøyet 10 beveger seg ned må løftewire 16 bli hentet inn, mens når lasten 14 beveger seg ned må løftewire 1|6 bli levert ut for å unngå resonans). Styringsprosessen blir imidlertid satt sammen av fire basiselementer som blir anvendt på forskjellige måter med programvare levert av styringssystemet 28 etter hva situasjonen krever. Disse er:

W ire resonansstyring:løftewire 16 utlevert/innhentet/holdt som fastslått av styringssystemets 28 programvare ved bruk av inngangssignaler fra transdusere for wirespenning 24 og utlevering 26. Det underliggende styringsmål er å minimere løftewirens 16 spenning over eller under den påført ved behovet om å bære selve lasten 14 (dvs løftewirens 16 strekk) for slik å hindre en oppbygning av fjærenergien (dvs resonanseffekter) i løftewiren 16.

Kompenseringforfartøysbevegelse:løftewire 16 utlevert/innhentet/holdt som fastslått av styringssystemets 28 programvare ved bruk av fartøyets 10 bevegelse etter inngangssignaler fra en referanseenhet 38 for fartøysbevegelse. Det underliggende styringsmål er å minimere uønsket eller ikke kommandert lastbevegelse.

Kompenseringforlastbevegelse (valgvis):løftewire 16 utlevert/innhentet/holdt som fastslått av styringssystemets 28 programvare ved bruk av inngangssignaler fra lastbevegelsen fra en referanseenhet for lastbevegelse. Det underliggende styringsmål er igjen å minimere uønsket eller ikke kommandert lastbevegelse.

O peratørkommandoer:løftewire 16 utlevert/innhentet/holdt som bestemt av operatøren. Styringssystemets 28 programvare vil integrere disse bestemte operatørkommandoer med d nødvendig for å imøtekomme de laststabiliserende krav som beskrevet ovenfor, slik at lasten beveger seg som bestemt, men er under full kontroll av operatøren til enhver tid, stort sett uavhengig av virkningene av fartøyets 10 bevegelse, eller løftewirens 16 resonans.

Arrangementet av utførelser i samsvar med de ulike aspekter av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i nærmere detalj.

Løftewiren 16 forløper fra vinsjen 12 over skiven 22, som avleder wiren 16 mot sjøbunnen. Skiven 22 er konvensjonell i faget og er vanligvis et skivehjul med en ytterring med spor, montert i en ramme (ikke vist) som befinner seg på fartøyet 10. Skiven 22 er montert på rammen med en lastpinne 24 slik at skiven 22 kan rotere i forhold til rammen om ønsket.

En wirelengdeindikator 26 (for eksempel en enkoder) er anordnet i banen til løftewiren 16, og er vanligvis dannet av en mellomskive som blir rotert med bevegelsen av løftewiren 16 når den blir utlevert og innhentet. I enkelte utførelser kan indikatoren 26 danne del av vinsjen 12. Wirelengdeindikatoren 26 blir vanligvis brukt til å informere en operatør av vinsjesystemet om den omtrentlige lengde av wiren 16 som er blitt utlevert (for eksempel den omtrentlige lengde av løftewiren 16 til lasten 14).

Utgangssignalet fra indikatoren 26 danner også et inngangssignal til en styringscomputer 28, der utgangssignalet blir brukt til å beregne elastisiteten i lengden av utlevert wire 16. Utgangssignalet kan bli koplet direkte til styringscomputeren 28 dersom utgangssignalet fra indikatoren 26 og inngangssignalet til styringscomputeren 28 er kompatible.

Styringscomputeren 28 blir brukt til å styre vinsjedriften 20 og dermed graden ved hvilken løftewiren 16 blir utlevert og innhentet. Styringscomputeren 28 er elektrisk forbundet til vinsjedriften 20 med en kabel 30 eller annet overføringssystem, og kan respondere automatisk for å styre driften av vinsjen 12 som svar på visse variabler innbefattende et utgangssignal fra wirelengdeindikatoren 26 (via en kabel 32) eller fra operatørinngangssignalet ved en styringskonsoll 34 elektrisk koplet til styringscomputeren 28 via en kabel 36. Styringskonsollen 34 er vanligvis plassert om bord i fartøyet 10. Følgelig, dersom operatøren skyver på en hevarm, knapp eller annen egnet ”mann-maskin grensesnitt” (MMI), anordnet på styringskonsollen 34, aksepterer styringscomputeren slike kommandoer og instruerer vinsjedriften 20 til å utlevere eller kveile inn løftewire 16 som instruert.

Fartøyet 10 kan utstyres med en konvensjonell bevegelsesreferanseenhet (MRU) 38 som leverer tilbakemelding til styringscomputeren 28 (via kabelen 40) slik at hivbevegelsen til fartøyet 10 kan bli kompensert for. MRU måler vanligvis bevegelsen i fartøyet 10 i forhold til et midlere nullpunkt og leverer, vanligvis i en behandlet form, styringssignaler som driver en hivkompensator (ikke vist) i den korrekte retning med den korrekte størrelse. Hivkompenseringen av vinsjen 12 overligger de normale inngangssignalkommandoer fra en operatør til å løfte, senke eller holde lasten 14.

Følgelig kan bevegelsen erfart av lasten 14 på grunn av hivingsbevegelsen erfart ved hiving i fartøyet 10 bli kompensert for, noe som er konvensjonelt i faget.

Valgvis kan styringscomputeren 28 være utstyrt med et inngangssignal fra en lastbevegelsesfølerenhet (ikke vist, men kunne være en ytterligere MRU) festet til lasten 14, som indikert med den valgvise kabel 42. Denne siste utførelsen er diskutert i nærmere detalj med henvisning til fig.2.

I utførelsen vist i fig.1, og i samsvar med ulike aspekter ved den foreliggende oppfinnelse, kan bevegelsen av lasten 14 bli detektert ved å overvåke kreftene påført ved lastpinnen 24 av skiven 22 forårsaket av reaksjonene av lasten 14 til den påførte fartøysbevegelse. Lasten ved lastpinnen 24 blir vanligvis overvåket ved bruk av en strekklapp slik at spenningen på løftewiren 16 forårsaket av reaksjonen i lasten 14 kan overvåkes ved lasttappen 24.

Overvåking av lasten ved lasttappen 24 er hensiktsmessig, men oppfinnelsen er ikke begrenset til bare denne utførelsen. Lasten i toppen av løftewiren 16 kan overvåkes ved bruk av enhver konvensjonell innretning. Følgelig kan resonanseffekter erfart ved lasten 14 på grunn av elastisiteten i løftewiren 16 også bli kompensert for (i tillegg til den konvensjonelle hivkompensering som det også er sørget for).

Informasjonen fra strekklappen ved lastpinnen 24 blir også ført til styringscomputeren 28 via en kabel 44. Dette har den fordel av å overvåke bevegelsen av lasten 14 som manifestert i toppen av løftewiren 16, som dermed gir styringscomputeren 28 informasjon omkring den dynamiske tilstand og responsene i vinsjesystemet. Den dynamiske tilstand og responsen til vinsjesystemet ville inkludere enhver resonansoppførsel i løftewiren 16, spesielt ved økte dybder, og elastisiteten til løftewiren 16, som har en virkning på resonansoppførselen til løftewiren 16.

Styringscomputeren 28 krever generelt informasjon om konfigurasjonen til vinsjesystemet. For eksempel ville massen til lasten 14 danne et inngangssignal til styringscomputeren 28. Massen til lasten 14 omfatter tre distinkte komponenter; den første er massen til selve lasten 14, som kan bli utledet fra vekten av lasten 14; den andre komponent er den tilføyde masse levert av vannet rundt lasten 14 som det er nødvendig å forflytte for at lasten 14 skal bli forflyttet; og den tredje komponent er motstandskarakteristikkene til lasten 14 i retningen til bevegelsen av lasten 14 – dette er typisk en funksjon av vannplanområdet og overflatearealet av lasten 14 som er i kontakt med sjøen i bevegelsesretningen til lasten 14. Massen, tilføyd masse o motstandskarakteristikkene kan bli lagt inn av vinsjoperatøren ved bruk av styringskonsollen 34. Styringscomputeren 28 er vanligvis utstyr med et mann-maskin grensesnitt (MMI), for eksempel i formen av konsollen 34 slik at disse, og ethvert annet nødvendig data, kan bli innlevert til computeren 28.

Styringscomputeren 28 kan være anordnet med forhåndsinnlagte referansedata (for eksempel oppslagstabeller eller liknende) som detaljerer for et område av betingelser, visse karakteristikker (for eksempel dynamisk, fjær, motstand, demping etc.) av fartøyet 10, lasten 14, løftewiren 16 og vinsjesystemet.

Operatørens innlegginger av data før løfteoperasjonen definerer det aktuelle fartøy, heisesystem, last og enhver annen relevant parameter.

Styringscomputeren 28 er utstyrt med passende programvare som kan ta i betrakting utgangssignalene relatert til massen av lasten 14, lengden av utlevert løftewire 16 så vel som bevegelser i fartøyet 10 og oppførselen til hivkompenseringssystemet. I visse utførelser kan styringsprogramvaren gjelde tilpassbare og/eller forutsigbare styringsteknikker.

Styringens programvare tar all data som er inngangssignaler og bruker det til å generere noen av styringsparametrene nødvendig for å oppnå kompensering slik at uønsket bevegelse av lasten 14 blir kompensert for, og spesielt, overvåke fjærkarakteristikkene til vinsjesystemet.

De tilpassbare/forutsigbare teknikker bygd inn i programvaren letter sammenlikningen av den resulterende bevegelse av lasten 14 fra kommandoene av operatøren med den faktiske bevegelse av lasten 14, og gjør justeringer til programvareparametere slik at kompenseringsteknikken vil ”lære” og forbedre seg med bruk. For eksempel vil de forhåndsinnlagte data og operatørens innlegging komme fra et antall forskjellige kilder, hver med iboende unøyaktigheter av varierende grad, og programvaren kan korrigere disse parametere basert på faktiske resultater. Andre styringsteknikker kan også bli brukt for å forutsi bevegelsen til lasten 14.

Elastisiteten til løftewiren 16 ville danne et annet inndata til styringscomputeren 28, og dette blir utledet fra lengden av løftewiren 16 som blir utlevert, og også wirens fjærkarakteristikker eller stivhet. Lengden av wiren 16 som har blitt utlevert blir matet til computeren 28 fra wirelengdeindikatoren 26 via kabelen 32, og dermed kan elastisiteten til wiren 16 bli beregnet på en kjent måte.

Styringscomputeren 28, ved bruk av passende programvare, tar inngangssignalene fra operatøren av vinsjen 12, og fra wirelengdeindikatoren 26, MRU 38 og lastpinnen 24, og styrer bevegelsen til vinsjen 12 og dermed lasten 14 ved å levere ut og hente inn løftewire 16 for å kompensere for resonansoppførsel i systemet og bevegelse av fartøyet 10.

Når operatøren av vinsjen 12 kommanderer bevegelse av lasten 14 (for eksempel ved betjening av en styrespak anordnet på styringskonsollen 34), så ville styringscomputeren 28 sørge for bevegelse av vinsjen 12 ved å muliggjøre en sekvens av utleverings- og innhentingsoperasjoner av wiren 16 slik at overskuddsenergi som ellers ville ha blitt forårsaket av bevegelse av lasten 14 unngås, som dermed stabiliserer lasten 14 i enhver driftstilstand ved enhver dybde. Dette ville bevirke at posisjonen til lasten 14 ville bli endret uten å introdusere oscilleringer i lasten 14. Stabiliseringen av lasten 14 blir påført om lasten 14 er ment å bli holdt stasjonær, eller blir løftet eller senket.

Ved resonans i wiren 16 (dvs når løftewiren 16 forløper til en lengde tilstrekkelig til å bevirke resonansoppførsel), overvåker systemet spenningen i wiren 16 ved lastpinnen 24, og styringscomputeren 28 kommanderer vinsjen 12 til enten levere ut wire 16 når spenningen i denne øker, eller hente inn wire 16 når spenningen i denne øker, eller hente inn wire 16 når spenningen i denne avtar, for å stabilisere lasten 14 og blir igjen påført om lasten 14 er ment å bli holdt stasjonær eller blir løftet eller senket. Økningen og minskningen i spenning skyldes bevegelsen av lasten 14 (og/eller fartøyet 10) som bevirker at løftewiren 16 strekker seg ut eller trekker seg sammen, avhengig av bevegelsesretningen til lasten 14 (og/eller fartøyet 10). Sekvensen med utlevering og innhenting unngår oppbygning av overskuddsenergi i systemet og hindrer dermed en oppbygning i bevegelse i lasten 14 (dvs når lasten 14 blir senket). I tillegg, eller alternativt, unngår sekvensen av utlevering og innhenting oppbygning av en som trosser energien i systemet og dermed hindrer en oppbygning i bevegelsen av lasten 14 (dvs når lasten 14 skal bli løftet). Dette eliminerer i sin tur effektivt resonansoppførselen i løftewiren 16 og lasten 14.

Således, dersom lasten 14 beveger seg nedover på grunn av resonansoppførsel i løftewiren 16, blir wiren 16 videre strukket som fører til at spenningen i lastpinnen 24 øker, og dermed aktiviseres vinsjen 12 til å utlevere mer wire 16 for å kompensere for økningen i spenningen forårsaket av nedad bevegelse av lasten 14. Motsatt, dersom lasten 14 beveger seg oppover på grunn av resonansoppførsel i løftewiren 16, trekker wiren 16 seg sammen og spenningen i lastpinnen 24 øker, og dermed aktiviseres vinsjen 12 til å hente inn mer wire 16 for å kompensere for økningen i spenningen forårsaket av oppad bevegelse av lasten 14.

I bunnen (dvs når lasten 14 er nær sjøbunnen), kommanderes vinsjen 12 til å bevege lasten 14 på en slik måte at den senker lasten 14 uten å bevirke vertikale oscilleringer. Denne styring tilveiebringes ved å overvåke spenningen i wiren 16 ved lastpinnen 24, og justere utleveringen og innhentingen av wire 16 som beskrevet ovenfor, mens man fortsatt senker lasten 14.

Således, ved å overvåke lasten ved lastpinnen 24 gir dette en tidlig indikasjon på bevegelsen av lasten 14 på grunn av resonansoppførsel i løftewiren 16 og lastpinnedata utgangssignal kan bli ført tilbake til styringscomputeren 28, som i sin tur da kan eliminere og/eller svekke den uønskede resonansbevegelse.

Styringsprogramvaren muliggjør at bevegelsen og posisjonen av lasten 14 blir kjent og styrt mer nøyaktig som reaksjon på operatørens innlegging, tatt i betraktning dynamikken i vinsjesystemet innbefattende vinsjen 12, løftewiren 16 og den opphengte last 14, og styringsprogramvaren bruker en tilpasset styringsalgoritme for å oppnå stabilisering av lasten 14. Informasjonen levert av måleren ved lastpinnen 24 kan forsinkes på grunn av dynamikken i løftewiren 16, men programvaren kan konfigureres til å kompensere for styringen av parametere (dvs spenningen i løftewiren 16) som ikke kan måles eller overvåkes direkte.

Fig. 2 viser en alternativ utførelse som er lik med figur 1. Like referansetall har blitt brukt til å betegne like komponenter, med prefiks ”1”.

I fig.2 utførelsen er en koplingsboks 150 anordnet på fartøyet 110, og kablene 132, 140 og 144 fra wirelengdeindikatoren 126, MRU 138 og lastpinnen 124 er forbundet ved koplingsboksen 150. En toveis kabel 152 tilveiebringer toveis kommunikasjon til og fra koplingsboksen 150 til styringscomputeren 128. Således blir inngangssignalene fra indikatoren 126, MRU 138 og lastpinnen 124 overført til styringscomputeren 128 via kabelen 152. Styringssignaler fra styringscomputeren 128 til vinsjdriften 120 blir dirigert gjennom styringskabelen 152, koplingsboksen 150 og styringskabelen 130.

Også i utførelsen ifølge fig.2 er en referanseenhet 154 for lastbevegelse anordnet på lasten 114. Således sender last MRU 154 ut et signal som indikerer bevegelsen til lasten 114. Signalet blir ført til styringscomputeren 128 via kabelen 142, koplingsboksen 150 og kabelen 152.

Kabelen 142 kan være separat fra løftewiren 116 eller integrert med denne (for eksempel ved bruk av en umbilikal).

Signalet fra last MRU 154 blir brukt i stedet for (eller som i fig.2 i tillegg til) informasjonen på spenningen i løftewiren 116 for å tillate at styringscomputeren 128 kompenserer for bevegelsen av lasten 114 på grunn av resonansoppførsel av løftewiren 116. Således, dersom lasten 114 beveger seg nedad på grunn av resonansoppførsel i løftewiren 16, som indikert av last MRU 154 (og/eller lasten på lastpinnen 124), aktiviseres vinsjen 112 til å utlevere mer wire 116 for å kompensere for den uønskede nedad rettede bevegelsen av lasten 114. Motsatt, dersom lasten 114 beveger seg oppad på grunn av resonansoppførsel av løftewiren 16, som indikert med last MRU 154 (og/eller lasten på lastpinnen 124), aktiviseres vinsjen 112 til å hente inn mer wire 116 for å kompensere for den uønskede oppad bevegelsen av lasten 114.

I denne bestemte utførelsen, er tilnærmingen til resonansdemping å detektere variasjoner i spenningen på løftewiren 116, og generelt separere ut virkningene på lasten 114 forårsaket av resonans. Informasjonen fra indikatoren 126 og fra last MRU 154 blir omformet til justeringer av wirelengden (for eksempel til å justere spenningen i løftewiren 116) for slik å nøytralisere eller dempe resonansoppførselen i lasten 114. Dette holder lasten 114 stabil ettersom deformasjonsarbeidet i løftewiren 116 verken øker eller minker (dvs er ikke i overskudd eller i underskudd), og følgelig kan ikke fremkalle resonans i lasten 114. Dempingsprosessen overligger de grunnleggende operatørkommandoer til vinsjen 112 (dvs til å løfte, senke eller holde lasten 114).

Generelt er det å foretrekke at systemet tar i betraktning alle de pågående påvirkninger på tauspenning og posisjon for lasten, innbefattende, men ikke begrenset til, resonans, hivkompenseringsvirkninger og operatørens kommando til å løfte, senke og holde lasten 114. Programvaren på styringscomputeren 128 behandler data oppnådd fra disse påvirkninger for å hindre uønsket bevegelse av lasten 114 når den skal bli holdt, løftet eller senket. Dette fører til at lasten 114 som beveger seg på en måte som er forventet og antatt av operatøren, uten noen utilbørlig påvirkning fra bevegelsen i fartøyet 110 eller resonans i løftewiren 116.

Fig. 2 utførelsen har den fordel at den reduserer kravet om forutsigbare/tilpassbare muligheter i programvaren ettersom den tilveiebringer informasjon på den faktiske lastbevegelse mot forventet lastbevegelse ved bruk av last MRU 154.

Fig. 3 viser i blokkdiagram inngangssignalene inn i styringscomputeren 28 for to forskjellige scenarier av operasjonen:

Dybde = N x 10<2>meter med vann (for eksempel opp til fem hundre meter med vanndybde) og er indikert ved henvisningstallet 71; og

Dybde = N x 10<3>meter med vann (for eksempel flere tusen meter med vanndybde) og er indikert ved henvisningstallet 73.

I grunnere farvann (dvs dybde 71) kommanderer kun operatøren (løft eller senk) og inngangssignalene fra fartøyets referanseenhet for hivbevegelse; 138 er nødvendig for styringscomputeren fordi det ikke er noe tilstedeværende resonanseffekter oppvist av løftewiren 16. Således kan systemet i denne driftsmodus anses å være i drift som et konvensjonelt hivkompenseringssystem, ettersom ingen resonanseffekter på grunn av elastisitet i løftewiren 16 behøver å bli kompensert for siden de er så minimale eller ikke-tilstedeværende.

Imidlertid, i dypere farvann (dvs dybde 73) kommanderer operatøren (løft eller senk) og inngangssignalene 38; 138 fra fartøyets referanseenhet for hivbevegelse; blir lagt inn i styringscomputeren sammen med de ytterligere inngangssignaler vist i fig.3 for at styringscomputeren kan dempe resonanseffektene oppvist i løftewiren 16.

Utførelser av den foreliggende oppfinnelse gir fordeler overfor konvensjonelle hivkompenseringsteknikker ved at lasten kan bli stabilisert i enhver driftstilstand ved en hvilken som helst dybde.

Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse forlenger funksjonen til styringssystemet for vinsjen eller kranen slik at problemene forbundet med resonansoppførsel og/eller oscillerende respons i den opphengte last er gjort minst mulig eller overvunnet.

Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse sørger for justering av utlevering av og innhenting av løftewire ved å referere til bevegelse av lasten i seg selv som er avhengt i løftewiren.

Visse utførelser tar hensyn til den faktiske bevegelsen av lasten og kompenserer for dette ved styring av vinsjen. Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et hivkompenseringssystem som modellerer dynamikken i hele systemet, innbefattende vinsjen, løftewiren og lasten selv.

Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse tilbyr et hivkompenseringssystem som kan bli brukt i større havdybder enn konvensjonell systemer, og kan også bli brukt i grunnere farvann og dypere farvann. Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse kompenserer resonansoppførsel av lasten. Visse utførelser gjør at operatøren kan nøyaktig styre høyden på lasten ved å kompensere for eller eliminere oscilleringer i bevegelsen av lasten forårsaket av bevegelse av fartøyet.

Visse utførelser tilveiebringer et system som er i stand til å tilveiebringe sikker og stabil håndtering av laster, spesielt ved økte vanndybder når sammenliknet med konvensjonelle systemer.

Visse utførelser av den foreliggende oppfinnelse gir et hivkompenseringssystem som innbefatter et system som er i stand til å nøytralisere (for eksempel dempe) virkningene av resonans i lasten. Visse utførelser er i stand til å nøytralisere resonanseffektene som allerede er påvist (isolering), men visse utførelser er også i stand til å forutsi starten av resonans og dermed svare på disse før de skjer (ledende).

Visse utførelser tilveiebringer et hivkompenseringssystem og en resonansdemper/nøytraliserer. Et ytterligere system er generelt inkludert som reagerer på normale operatørkommandoer for eksempel for lasten som skal løftes, senkes eller forbli stasjonær.

Modifikasjoner og forbedringer kan bli foretatt på det foranstående uten å avvike fra omfanget av den foreliggende oppfinnelse. For eksempel har styringscomputeren blitt beskrevet som å være elektrisk koplet til ulike andre komponenter ved bruk av elektriske kabler, men koplingene kunne skje via fiberoptikk eller annen overføring eller telemetrisystemer (for eksempel ved radio etc.).

I en ytterligere alternativ utførelse er det mulig å overvåke belastning eller spenning i løftewiren annet enn ved bruk av lasten påført lastpinnen. For eksempel kunne en strekklapp på linjen bli brukt til å overvåke belastningen eller spenningen på løftewiren direkte. Dett kunne tilveiebringes ved ethvert egnet sted (f.eks ved vinsjen, skiven etc.).

I en ytterligere modifikasjon vil det fremgå at den foranstående beskrivelse refererer seg til justering av vinsjedriften for å muliggjøre endringer i utlevering og innhentingsgraden av løftewire. Imidlertid kunne en kabelopphentingsanordning eller annet system som er i stand til å endre utlevering og innhentingsgrader bli brukt. I en utførelse kan en kabelopphentingsanordning bli innsatt mellom vinsjen og skiven som sender den over bord. Kabellengdejusteringer ville vanligvis bli oppnådd elektrohydraulisk, men en helt elektrisk eller annet system kunne bli brukt.

Det skal bemerkes at det foranstående ignorerer bevegelsen i løftewirens opphengspunkt i horisontalplanet ettersom lasten generelt er i en betraktelig avstand fra dette punkt. Følgelig ville enhver effekt være ubetydelig og/eller langsom og lett å oppta.

Claims

Patentkrav

1.

Hivkompenseringsanordning for et vinsj- eller kransystem, hvilket vinsj- eller kransystem (12) befinner seg på et fartøy (10) og innbefatter en løftewire for (16) festing til en last (14), karakterisertved atanordningen omfatter:

a) en måleanordning for å måle bevegelse av fartøyet (10),

b) en løftewirespenningsmåleinnretning som måler strekket eller spenningen i løftewiren,

c) en løftewireavstandsmåleanordning (26) som måler lengden av løftewiren som er blitt utlevert,

d) en løftewireresonansberegningsinnretning omfattende en beregningsinnretning i hvilken en operatør kan legge inn løftewirens (16) elastisitetskarakteristikker, hvori beregningsinnretningen tar datautgang fra løftewireavstandsmåleanordningen (26) og beregner elastisiteten til løftewiren (16) ut fra lengden av utlevert wire (16) med referanse til dens elastisitetskarakteristikker,

hvori hivkompenseringsanordningen videre omfatter en styreanordning (28) i stand til å motta utgangssignaler fra fartøysmåleanordningen (38), løftewireavstandsmåleanordningen (26) og løftewireresonansberegningsinnretningen, og

hvori styreanordning (28) styrer vinsj- eller kransystemet (12) som svar på de nevnte utgangssignalene til å utlevere eller hente inn løftewire (16) som nødvendig for å stabilisere lasten.

2.

Hivkompenseringsanordning som angitt i krav 1, karakterisertved atden videre omfatter en operatørs styreinnretning (34) for å tillate en operatør å instruere vinsj- eller kransystemet til i det minste heving, holding eller senking av løftewiren (16) og styreanordningen (28) er videre i stand til å motta en utgang fra operatørens styreinnretning (34) og er i stand til å styre vinsj- eller kransystemet (12) som svar på de nevnte utgangene.

3.

Hivkompenseringsanordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisertved at styreanordningen (28) omfatter en styrecomputer koplet til drivenheten (20) for vinsjeller kransystemet (12).

4.

Hivkompenseringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisertved aten effektiv masse av lasten (14) danner et ytterligere inngangssignal til styringsanordningen (28), der den effektive masse av lasten (14) omfatter en masse av selve lasten (14), en tillagt masse og motstandslaster.

5.

Hivkompenseringsanordning som angitt i krav 4, karakterisertved atden tillagte masse av lasten (14) er utledet fra mengden vann som må flyttes med lasten (14) og motstandslasten er utledet fra motstandskarakteristikkene til lasten i dens bevegelsesretning.

6.

Hivkompenseringsanordning som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisertved atden videre omfatter et roterbart element (22) som avleder løftewiren (16) mot sjøbunnen, hvori det roterbare elementet (22) er roterbart montert på en ramme ved en lastmåleanordning (24).

7.

Hivkompenseringsanordning som angitt i krav 6, karakterisertved at løftewirespenningsmåleinnretning overvåker endringer i spenningen på lastmåleanordningen (24) slik at endringer i spenningen i løftewiren (16) blir bestemt ved å overvåke endringen i spenning på lastmåleanordningen (24).

8.

Hivkompenseringsanordning som angitt i krav 6, karakterisertved at løftewirespenningsmåleinnretningen er utformet til å måle belastninger i løftewiren.

9.

Fremgangsmåte for hivkompensering for et vinsj- eller kransystem (12), hvilket vinsjeller kransystem (12) er anordnet på et fartøy (10) og omfatter en løftewire (16), karakterisertved atfremgangsmåten omfatter

å måle bevegelsen av fartøyet og innmate data i samsvar med bevegelsen til fartøyet i en styreanordning (28),

å måle strekket eller spenningen i løftewiren (16) og innmate data i samsvar med spenningen i styreanordningen (28),

å måle lengden av løftewire (16) som har blitt utlevert og innmate data i samsvar med lengden i styreanordningen (28), og

å legge inn løftewirens (16) elastisitetskarakteristikker i en beregningsinnretning omfattet av en løftewireresonansberegningsinnretning, og videre å innmate data i samsvar med lengden av løftewire (16) som har blitt utlevert i beregningsinnretning og bruke beregningsinnretning til å beregne elastisiteten til løftewiren (16) og å innmate den beregnete elastisiteten til løftewiren (16) i styreanordningen (28), og

å bruke styreanordning (28) til å styre fartøyets vinsj- eller kransystem (12) som svar på de nevnte innmatingene til å utlevere eller hente inn løftewire (16) som nødvendig for å stabilisere lasten (14).

10.

Fremgangsmåte for hivkompensering som angitt i krav 9, karakterisertved at løftewiren (16) utleveres når bevegelsen av lasten (14) er slik at spenningen i løftewiren (16) øker eller forutsies av løftewireresonansbregningsinnretningen å øke, og løftewiren (16) hentes inn når bevegelsen av lasten (14) er slik at spenningen i løftewiren (16) avtar eller forutsies av løftewireresonansbregningsinnretningen å avta.

11.

Fremgangsmåte for hivkompensering som angitt et av krav 9 eller 10, karakterisert ved atden videre omfatter å skaffe en utgang fra en operatørs styreinnretning (34) som er indikerende for om en operatør instruerer heving, holding eller senking av løftewiren (16).

12.

Fremgangsmåte for hivkompensering som angitt i krav 9 eller 10, karakterisertved at en operatør legger inn løftewirens (16) elastisitetskarakteristikker i styreanordningen (28) før en løfteoperasjon påbegynnes.

13.

Fremgangsmåte for hivkompensering som angitt i et hvilket som helst av kravene 9 til 12, karakterisertved aten operatør legger inn referansedata som angår massen av lasten (14), den tillagte massen av lasten (14) og lastens (14) motstandskarakteristikker i styreanordningen (28) før en løfteoperasjon påbegynnes.