NO800210L

NO800210L - Anordning for kompensering for bevegelse og/eller for regulering av vekt, hos en konstruksjon som baerer en last

Info

Publication number: NO800210L
Application number: NO800210A
Authority: NO
Inventors: Joseph Fitzpatrick Meeker; Michael Donahoo Keen; Larry E Lee; Roderick Charles Lejeune
Original assignee: Drilling Syst Int
Priority date: 1973-10-17
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1975-04-18
Also published as: FR2248225A1; JPS5067201A; GB1476672A; AU7310274A; GB1476671A; NL7413626A; US3912227A; DE2448813A1; GB1476673A; NO800211L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til å kompensere bevegelse av en flytende konstruksjon og/eller bevegelse av lasten innad i grunnen hvorved et stort sett konstant trykk bibeholdes mellom lasten og grunnen, hvor en lastbærende enhet, som er anbrakt på den flytende konstruksjon,

bærer en last som er bevegelig vertikalt i forhold til den flytende konstruksjon og den lastbærende enhet er forbundet med et bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem som omfatter en primær enhet av stempel og sylinder som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten og som er innrettet til å frembringe krefter for å løfte lasten, og en sekundær enhet av stempel og sylinder som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten og som er innrettet til å frembringe krefter for å motvirke løfting av lasten, og hvor primære og sekundære stempler er forbundet med hverandre for koordinert bevegelse.

Oppfinnelsen har spesiell betydning i forbindelse med en lastbærende enhet, såsom en grunnboringsenhet, som er festet til en flytende konstruksjon.

Ved bruken av konvensjonelle jordboringsenheter er det

ofte ønskelig å bibeholde en konstant vekt på et verktøy som anvendes for å bore innad i grunnen. Tallrike såkalte automatiske boreapparater er blitt utviklet i et forsøk på å løse dette problem. Dette problem med konstant vekt økes når hullet som bores i grunnen befinner seg under vann og jordboringsenheten er montert på en flytende konstruksjon. Når konstruksjonen beveger seg oppad og nedad med bølgene, avtar vekten som utøves på verktøyet via borestrengen eller liknende (av og til så mye at verktøyet løftes fra berøring med grunnen) eller økes (noen ganger så mye at verktøyet eller borestrengen brytes i stykker).

Andre problemer som er forbundet, med anvendelse av en grunnboringsenhet eller en annen lastbærende enhet som er montert på en flytende konstruksjon er å holde verktøyet eller lasten som er < opphengt på en borestreng eller liknende på samme sted og å bevege verktøyet eller lasten oppad og nedad med valgt hastighet. F.eks. er det ofte ønskelig å holde et skjæreverktøy inne i et borerør på samme sted langs dets lengde. Og det er ofteønskelig å lande et eksplosjonshindringsapparat mykt på

et underjordisk brønnhus. Men oppad- og nedadbevegelsen av den flytende konstruksjon som bærer grunnboringsenheten kan bevirke at skjæreverktøyet beveger seg vertikalt inne i borerøret eller at eksplosjonshindreren beveger seg inn i brønnhuset.

Forskjellige forsøk er blitt gjort for å stabilisere en flytende konstruksjon som bærer en grunnboringsenhet, f.eks. i US-patentskrift 3.490.406. Forskjellige forsøk er blitt gjort for å utvikle glideskjøter eller kompensasjonsanordninger i selve borestrengen eller føreren, slik som f.eks. ifølge US-patentskrif ter 3.353.851 og 3.319.981.

Dessuten er det blitt gjort forskjellige forsøk med å utvikle et bevegelseskompensasjons- eller vektreguleringssystem for festing mellom lasten og enheten som bærer lasten. Illust-rerende for disse anstrengelser er følgende US-patentskrifter 3.718.316, 3.714.995, Re. 27.261, 3.469.820, 3.309.065, 3.285.574, 3.259.371, 3.158.208, 3.158.206, 3.151.686, 2.945.

677 samt 2.945.676. Av en eller annen årsak er hver av de kjente bevegelseskompensasjonssystemer ufordelaktig eller uønskelig.

Tidligere forsøk på å konstruere et bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem for montering mellom bære-enheten og dens last har vist behovet for en slags utvidbar og sammentrekkbar mekanisme som kan danne homogene krefter ved et-hvert punkt i dens utvidelses- og sammentrekningsområde. Generelt er det blitt valgt en kraftig, teleskoperende stempel- og sylinderenhet for å frembringe utvidelses- og sammentreknings-bevegelsen. Men det er erfart store vanskeligheter med iå konstruere et praktisk bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem hvor stempel- og sylinderenheten bevirker homogene krefter i hele dens bevegelsesområde.

Tallrike slike kjente anordninger har forsøkt å drive en stempel- og sylinderenhet slik at den danner homogene krefter i dens bevegelsesområde ved å tilføre fluidum ved et forut-bestemt trykk til stempel- og sylinderenheten. Dette fluidum er generelt en gass alene eller en hydraulisk-pneumatisk kombinasjon hvor en gass i et akkumulatorlager holdes på et forut- bestemt trykk, og gasstrykket overføres til et hydraulisk fluidum som på sin side tilføres stempel- og sylinderenheten. Slike systemer for regulering av. bevegelsen av stempel- og sylinderenheten benevnes vanligvis "passive" systemer, idet det ikke finnes noen pumpe eller liknende som tvinger fluidum innad i stempel- og sylinderenheten.

Uheldigvis er det ikke blitt konstruert noe praktisk, passivt system som vil bevirke riktig bevegelseskompensasjon og/ eller vektregulering. Dette er fordi volumet av gassen forandrer seg når gassen eller det hydrauliske fluidum i den pneumatisk-hydrauliske kombinasjon beveges inn og ut av stempel- og sylinderenheten avhengig av stemplets langsgående bevegelse. Ifølge Charles' lov (forutsatt at temperaturen i fluidet er relativ konstant) frembringer denne volumforandring i gassen en forandring i dens trykk. Og denne forandring i gassens trykk resulterer i en tilsvarende forandring i trykket til det hydrauliske fluidum i stempel- og sylinderenheten, noe som på sin side bevirker feil bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering.

Selvfølgelig kan denne trykkvariasjon minskes ved å øke volumet av akkumulatorlager som inneholder trykkgassen. Men dette har praktiske grenser. Selv det største, praktiske akkumulatorsystem som anvendes i dag for å regulere passivt et ekstra kraftig bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem gir likevel en trykkfeil på ca. + 4% når stemplet gjør et slag. Og det er ikke uvanlig i mindre passivt drevne anordninger at trykkfeilen øker opp til ca. + 8%. Dessuten bevirker friksjonen for fluidet som beveger seg inn i og ut av sylinderen og for dennes ledsagende komponenter, og friksjonen for pakningen mellom stemplet og sylinderen, samt stemplets treghet ytterligere trykktap. Disse sammensatte trykktap i en passivt drevet anordning kan lett bli ca. + 10%.

I andre slike kjente anordninger er det forsøkt å bevirke nøyaktig bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering ved positivt å pumpe eller på annen måte tvinge et hydraulisk fluidum innad i og å regulere dets strømning ut av stempel-

og sylinderenheten for å bibeholde et konstant trykk i sylinderen til alle tider uavhengig av stemplets stilling i sylinderen. Disse anordninger benevnes vanligvis "aktive" anordninger. Men disse aktive anordninger har praktiske ulemper. Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssysterner som skal anvendes

for å bære tunge laster er ganske massiv. Det er ikke uvanlig at det finnes to sylindre som hver er mer enn 6,1 m lang og har et tverrsnittsareal på mer enn 64 5 cm . Når stemplet beveger seg på langs inne i sylinderen må en stor mengde hydraulisk fluidum beveges innad og ut av sylinderen. For aktivt å bevege dette hydrauliske fluidum inn i og ut av en sylinder kreves mange hestekrefter og følgelig meget store pumper. Det er funnet at det ganske enkelt ikke er praktisk å konstruere et rent aktivt bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem for store laster.

I US-patentskrift 3.259.371 beskrives det et bevegelses-kompensas jonssystem for bruk sammen med en lastbærende anordning montert på en flytende konstruksjon, som er en kombinasjon av et passivt og et aktivt system. Dette bevegelseskompensasjons-system omfatter en lineær innstillings-innretning eller utvidbar og sammentrekkbar mekanisme til hvis ene ende det er koplet en kilde med fluidum av konstant trykk og til hvis andre ende det er koplet en hydraulisk reguleringsventil som er forbundet med en pumpe og en kilde for hydraulisk fluidum. Regulerings-ventilen drives av'elektriske signaler som dannes av en regula-tor i avhengighet av den lineære posisjon for den flytende konstruksjon i forhold til jorden og den lineære posisjon for den lineære innstillingsinnretning i forhold til dens aktivator-stang.

Kjente bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemer har vanligvis virket enten ifølge en trykkarbeidsmåte, dvs. i avhengighet av forandringer i trykket til fluidet i den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme, eller ifølge en stil-lingsarbeidsmåte, dvs. i avhengighet av utvidelsen og sammen-trekkingen av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme og bevegelsen av den flytende konstruksjon i forhold til jorden. Avhengig av den oppgave som skal utføres er det visse fordeler forbundet med å arbeide ifølge enten trykkarbeidsmåten eller stillingsarbeidsmåten. De fleste kjente bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemer kan ikke lettvint omstilles mellom trykkarbeidsmåten og stillingsarbeidsmåten. I tillegg funksjonerer de kjente bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemer som er innrettet til å virke ifølge den positive' arbeidsmåte i avhengighet av tilførte data som bare viser størrelse og retningen på utvidelsen og sammentrekningen av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme og bevegelsen av den flytende konstruksjon i forhold til jorden.

Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse er en kombinasjon av en passiv og en aktiv anordning som overvinner ulempene ved de rent passive anordninger og de rent aktive anordninger og utgjør en forbedring ivforhold til den kombinasjon av en passiv og en aktiv anordning som er beskrevet i US-patentskrift 3.2 95.371.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved følgende trinn: passiv tilførsel av fluidum under trykk til den primære sylinder og mot det primære stempel, slik at det primære stempel og det sekundære stempel beveges lengdeveis i sin sylinder en valgt strekning i en retning som bevirker løfting av lasten, hvorved systemet løfter lasten,

aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til den sekundære sylinder og mot det sekundære stempel, slik at det sekundære stempel og det primære stempel beveges lengdeveis i sin sylinder en valgt strekning i retning motsatt retningen som bevirker løfting av lasten, hvorved systemet senker lasten,

senking av iallfall den del av systemet som omfatter den primære og den sekundære stempel- og sylinderenhet samt lasten som er opphengt i disse, inntil lasten er i berøring med grunnen og et bestemt trykk opptrer mellom lasten og grunnen,

og deretter aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til og muliggjøring av fjerning av hydraulisk fluidum fra den sekundære sylinder i avhengighet av data som indikerer trykket i fluidet i den primære sylinder og trykket i fluidet i den sekundære sylinder, hvorved stempel- og sylinderenhetene utvides og sammentrykkes slik at det kompenseres bevegelsen av den flytende konstruksjon og/eller bevegelsen av lasten i grunnen.

Oppfinnelsen vedrører også et system til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og systemet er kjennetegnet ved en primær enhet av stempel og sylinder som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten, hvor enhetens ene del, dvs. stemplet eller sylinderen, er innrettet til å beveges sammen med den lastbærende enhet, mens enhetens annen del, dvs. sylinderen eller stemplet, er innrettet til å beveges sammen med lasten,

en anordning for passiv tilførsel av fluidum under trykk til den. primære sylinder på den ene side av det primære stempel,

idet den kraft som utøves mot det primære stempel søker å bevege det primære stempel lengdeveis i forhold til den primære sylinder i en retning for løfting av lasten, en sekundær enhet av stempel og sylinder som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten, hvor enhetens ene del, dvs. stemplet eller sylinderen, er innrettet til å beveges sammen med lastbæreenheten, mens enhetens annen del, dvs. sylinderen eller stemplet, er innrettet til å beveges sammen med lasten, en anordning som danner drivforbindelse mellom det primære stempel og det sekundære stempel, slik at deres lengdeveis bevegelse koordineres i forhold til hverandre, en anordning for aktiv tilførsel av fluidum til den sekundære sylinder på den ene side av det sekundære stempel og for å muliggjøre fjerning av fluidum fra den sekundære sylinder, idet kraft som utøves mot det sekundære stempel søker å bevege det sekundære stempel lengdeveis i forhold til den sekundære sylinder i en retning motsatt løftingen av lasten, en transduktor for fastleggelse av fluidumtrykket i den primære sylinder og for frembringelse av et første elektrisk signal i samsvar med nevnte trykk, en transduktor for fastleggelse av fluidumtrykket i den sekundære sylinder og for frembringelse av et annet elektrisk signal i samsvar med nevnte trykk.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etter-følgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende teg-ninger, hvori:

Fig. 1 viser et skjematisk riss av en utførelsesform av

et bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem ifølge oppfinnelsen i forbindelse med en grunnboringsenhet som er montert på en flytende konstruksjon for boring av et borehull under vann.

Fig. 2 viser et frontoppriss, med visse deler i langsgående snitt, av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme i systemet ifølge fig. 1 i en delvis sammenskjøvet stilling og med komponentene i systemet for passiv tilførsel av hydraulisk fluidum og for aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til den utvidbare

og sammentrekkbare mekanisme vist skjematisk.

Fig. 3 viser et diagram som angir i forhold til tiden den typiske vertikale bevegelse av en flytende borerigg og den typiske vertikale bevegelse av stempelstangen i den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme i forhold til dens ytre sylinder. Fig. 4 viser et skjematisk blokkdiagram av en foretrukket anbringelse av de elektriske komponenter i reguleringsorganet i systemets aktive del. Fig. 5 viser et frontoppriss, med visse deler vist i langsgående snitt, av en alternativ bestanddel for aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser et skjematisk riss av en alternativ utførel-sesform av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse i forbindelse med et grunnboringsapparat som er utstyrt med et hydraulisk under-støttet borehode og som er montert på en flytende konstruksjon. Fig. 7 viser et frontoppriss, med visse deler vist i langsgående snitt, av enda en annen utførelsesform av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme ifølge oppfinnelsen. Fig. 8 viser et frontoppriss, med visse deler vist i langsgående snitt, av ytterligere en annen utførelsesform av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser en foretrukket utførelsesform av bevegelses-kompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendt i forbindelse med en grunnboringsenhet som er utstyrt med kabler og en bevegelig blokk og som er montert på en konstruksjon som flyter i vann. Grunnboringsenhe.ten vises under boring av et vertikalt borehull 11 i en undervanns-havbunn 12. Den flytende konstruksjon 13 er forankret på egnet måte (ikke vist) mot overdrevet sideveis forflytning for å holde en borestreng 14 sentrert i forhold til borehuller. En drillbor 15 er festet til den nedre ende av borestrengen 14 og er i be-røring med grunnen. Et marint stigerør 16 løper fra et brønnhus 17 på havbunnen oppad til et sted nær den flytende konstruksjon 13. Den øvre del av borestrengen 14 er festet til en kelly 18 som løper gjennom et dreiende bord 19. Den øvre ende av kellyen er festet til en svivelblokk 2 0 som på sin side henger i en krok 21 som er forbundet med den nedre del av en utvidbar og sammentrekkbar mekanisme 22 i bevegelseskompensasjons- og/eller vekt reguleringssystemet ifølge oppfinnelsen. En mudledning 23 er forbundet med svivelblokken.

i

I grunnboringsenheten som er vist i fig. 1 anvendes det

et tårn 24 hvortil det oventil er festet en toppblokk 25. Ved hjelp av en kabel 26 henger det i toppblokken 25 en bevegelig blokk 27. Kabelen 26 ender blindt på den flytende konstruksjon 13 i et valgt punkt 28 løper oppover og løper passende om toppblokken 25 og den bevegelige blokk 27 og løper deretter nedover til en trekkanordning 29.Trekkanordningen 29 vikler på eller av kabelen 26 slik at den bevegelige blokk 27 løftes eller senkes. En vektindikator 30 er fortrinnsvis koplet i kabelen 26 på et valgt sted, såsom nær dennes blind-ende.

I bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen anvendes det en utvidbar og sammentrekkbar mekanisme 22 for å bevirke en ønsket teleskopieringsvirkning slik at valgt bevegelse av lasten i forhold til den flytende konstruksjon kan frembringes,1 eller dersom lasten er i berøring med grunnen, det kan bibeholdes et visst trykk mellom lasten og grunnen. Deri utvidbare og sammentrekkbare mekanisme 22 i bevegel-seskompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen er i fig. 1 vist festet til eller anbrakt mellom den bevegelige blokk 27 og kroken 21. Lasten som omfatter svivelblokken 20, kellyen 18, borestrengen 14, drillboren 15 og annen ledsagende apparatur festet til disse, bæres direkte av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme i bevegelseskompensasjons-og vektmekanismen 22. Vekten av lasten som hektes på eller bæres av den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme 22 betegnes "kroklast". Ved å anbringe den utvidbare og sammentrekkbare mekanisme 22 mellom den bevegelige blokk og lasten istedenfor mellom kabel-ens 26 blind-ende og den flytende konstruksjon 13, minskes den utvidelse og sammentrykning av mekanismen 22 som er nødvendig. Antatt at toppblokken og den bevegelige blokk frembringer en ti til en minskning av bevegelsen av kabelen 26 vil f.eks. en utvidbar og sammentrykkbar mekanisme som er anbrakt mellom den flytende konstruksjon 30 og den blinde ende av kabelen 26 måtte utvides og sammentrykkes en distanse på 40 m for å bevege lasten 4 m. I tillegg må en utvidbar og sammentrykkbar mekanisme som er anbrakt over toppblokken eller på den flytende konstruksjon kjempe med friksjonskreftene som dannes ved reverseringen av toppblokken og den bevegelige blokk når kabelen føres inn og ut under kompensasjonssyklusen.

På den flytende konstruksjon er det montert en olje/luft-grenseflatetank 35, en serie 36 av luftlagringstanker samt en anordning 37 for aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum. Slik det vil bli forklart i det etterfølgende funksjonerer olje/luft-grenseflatetanken 35 og rekken 36 av luftlagringstanker for passiv tilførsel og fjerning av hydraulisk fluidum til og fra den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22, og anordningen 27 tilfører og fjerner aktivt hydraulisk fluidum til og fra mekanismen 22. På den flytende konstruksjon er det også anbrakt en dreibar trommel 38 som, noe som vil bli forklart i det etter-følgende anvendes for å bestemme den vertikale posisjon av den flytende konstruksjon i forhold til sjøbunnen.

Som vist i fig. 2 omfatter en foretrukket utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 ifølge oppfinnelsen to identiske stempel- og sylinderenheter 39 og 39'. Hver av stempel- og sylinderenhetene 3 9 og 39' er festet til en bæreanordning 4 0 som på sin side er festet til den bevegelige blokk 27. Stempelstenger 41 og 41' er bevegelig på langs inne i henholdsvis sylinderen 39 og 39'. Stempelstengene 41 og 41' er festet til en andre bæreanordning 42 som kroken 21 henger i..

Ifølge denne utførelsesform av bevegelseskompensasjons- og/ eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen løper hver av de to stempel- og sylinderenheter i den utvidbare pg sammentrykkbare mekanisme 2 2 oppad langs siden av den bevegelige blokk. For en valgt størrelse av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme minsker dette høyden under den totale mekanismes tårn. Men den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme i bevegelses-kompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til en stempel- og sylinderenhet som er festet til en av sidene av den bevegelige blokk. Den kan fak-tisk omfatte mer enn to sylinder- og stempelenheter som omgir en bevegelig blokk, idet en sylinder- og stempelenhet henger i den bevegelige blokk, slik det vil bli beskrevet i det etter-følgende, eller andre utforminger, hvorav noen vil bli beskrevet i det etterfølgende.

Hver av stempel- og sylinderenhetene 39 og 39<*>(bare stempel-og sylinderenheten 39 vil bli beskrevet fullstendig i det etter-følgende) ifølge denne utførelsesform av oppfinnelsen omfatter en ytre, primær sylinder 43 som er utstyrt med endeplater 44 og 45. Det er til den øvre endeplate 44 av den ytre sylinder 43 festet en indre sylinder 4 6 som henger i platen og som er anbrakt kon-sentrisk inne i den ytre sylinder 43. Den indre sylinder 46 er fortrinnsvis like lang som den ytre sylinder 43 og løper litt forbi den nedre endeplate 45 i den ytre sylinder 43. Den tidligere omtalte stempelstang 41 er sylindrisk og hul og er glidbart anbrakt om den indre sylinder 46. Et første stempel 47 er festet til den øvre ende av stempelstangen 41 inne i et ringformet rom mellom den indre sylinder 46 og den ytre sylinder 43. Det første stempel 47 er glidbart i dette ringformete rom og bærer en egnet tetningsring 48 for glidbar tetning mot den ytre sylindervegg. Den indre sylinder 46 er utstyrt med en egnet tetningsring 4 9 for glidbar tetning mot den glidbare stempelstang 41. Stempelstangens 41 nedre ende omfatter et andre stempel 50.

Det ringformete rom mellom den nedre endeplate 45, den ytre sylinder 43, stempelstangen 41 og det første stempel 47 omfatter et primært kammer 51, som av og til betegnes passivt kammer. Kammer som er utformet innenfor den øvre endeplate 44, den indre sylinder 46, den hule stempelstang 41 og det andre stempel 50 omfatter et sekundært kammer 52, som av og til betegnes aktivt kammer. Det ringformete kammer mellom den øvre endeplate 44, det første stempel 4 7 og den indre sylinder 4 6 omfatter et retardasjonskammer 53.

En kanal 54 er anbrakt i den nedre del av den ytre sylinder 43 i fluidumsforbindelse med det passive kammer 51. En ledning 55 sørger for fluidumsforbindelse fra kanalen 54 til olje/luftgrense-flatetanken 35. Olje/luftgrenseflatetanken 35 er i fluidumsforbindelse gjennom en ledning 56 med serien 36 av luftlagringstanker. Serien av luftlagringstanker og olje/luftgrenseflate-tanken frembringer således standard pneumatisk/hydraulisk anordning for passiv tilførsel og mottak av hydraulisk fluidum under trykk til og fra det primære kammer 51. I fluidumsforbindelse med det hydrauliske fluidum i det primære kammer 51 er en trykkover-fører 57 som bestemmer trykket av det hydrauliske fluidum og danner et elektrisk signal proporsjonalt med dette.

Gjennom de øvre endeplater og innad i hvert av de sekundære eller aktive kamre 52 og 52' er det anbrakt en kanal 58. En ledning 59 bringer de aktive kamre 52 og 52' i fluidumsforbindelse med anordningen 37 for tilførsel og fjerning av hydraulisk fluidum inn i og fra de aktive kamre 52 og 52'. En trykkoverfører 60, såsom en Tyco Instruments Model AF 3000, kommuniserer med det aktive, hydrauliske fluidum som tilføres til de aktive kamre 52 og 52'. Denne trykkoverfører bestemmer trykket av fluidet i de aktive kamre og frembringer et signal proporsjonalt med dette.

En foretrukket anordning for aktiv tilførsel og fjerning

av hydraulisk fluidum til og fra de sekundære kamre 52 og 52' er vist innenfor strekete linjer 37 i fig. 2. Ledningen 59 er i fluidumsforbindelse med en pumpe 61. Pumpen 61 er i fluidumsforbindelse gjennom en ledning 62 med et kar 63 hvor hydraulisk fluidum oppbevares. Pumpen 61. kan være en vilkårlig av forskjellige handelsvanlige innretninger, men det foretrekkes en pumpe som har variabelt volum, er toveis og oversentrert, som fremstilles av Von Roll A/S i Sveits, Rwx Roth, Sunstrand eller Dynapower. I den foretrukne pumpe reguleres retningen som det hydrauliske fluidum pumpes og volumet av hydraulisk fluidum som derved pumpes ved anbringelse av pumpens krysshode. Stillingen til pumpens krysshode reguleres ved hjelp av en servoventil 64 som er velkjent for fagfolk på området. Driften av servoventilen reguleres ved hjelp av elektriske signaler som tilføres fra en kontrollanordning 65. Slik det vil bli beskrevet i det etterfølgende virker kontrollanordningen 65 i avhengighet av et tilbakekoplingssignal fra servoventilen 64

og inngangssignaler som tilføres -kontrollanordningen 65, hvilke varierer avhengig av om anordningen drives ifølge forbindelse med grunnen eller ifølge trykkarbeidsmåten.

Istedenfor toveispumpen med variabelt volum kan andre

typer pumper og anordninger av servoventiler anvendes. F.eks. beskrives det i US-patentskrift 3.259.371 en enveis pumpe som er koplet til en servoventil som varierer strømningsretningen for borefluidet frem og tilbake mellom en sylinder og et kar.

Som vist i fig. 2 er det i hver av stempel- og sylinderenhetene et ringformet kammer 53 mellom den øvre endeplate 44 og den ytre sylinder 43, den indre sylinder 46 og det første stempel 47. Dette ringformete kammer 53 er et retardasjonskammer. Det inneholder fortrinnsvis en valgt mengde hydraulisk fluidum. Den øvre endeplate 44 av den ytre sylinder 43 er fortrinnsvis utstyrt med skråstilte skuldre 66 som frembringer en avsmalnende, avkortet flate som fører til et eller flere utløp 67 som kommuniserer med et ytre kammer 68. Ved plutselig oppad bevegelse av stempel stangen 41, noe som kan bevirkes av atskillelse av lasten som er festet til kroken 21, vil det hydrauliske fluidum i retarda-sjon skammer et 53 senke oppad bevegelsen til det første stempel 4 7 når fluidum strømmer gjennom retardasjonsutløpene 67 inn i det ytre kammer 68. I tillegg vil som det vil bli beskrevet i det etterfølgende det hydrauliske fluidum i det aktive kammer 52 motsette seg oppad bevegelsen av stempelstangen 41 og således hjelpe til med retardasjonen.

Fig. 3 viser grafisk avhengig av tiden den typiske vertikale bevegelse av den flytende konstruksjon 13 i forhold til brønnhuset 17. Den vertikale bevegelse av den flytende konstruksjon på grunn av normal bølgebevegelse frembringer et diagram 71 som er sinusformet. Den flytende konstruksjon 13 er lengst borte fra brønnhuset 17 ved et tidspunkt 72 når den er på bølge-toppen og er nærmest brønnhuset på et tidspunkt 73 når den er i bølgedalen. Som vist' i fig. 3 duver den flytende konstruksjon 3,66 m, dvs. + 1,88 m fra duvingens midtstilling. Når den flytende konstruksjon 13 beveger seg vil likeledes de ytre sylindre 43 og 43' i den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 bevege seg (forutsatt at trekkeanordningene 29 er låst). For å oppnå riktig bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering av lasten bør stempelstengene 41 og 41' bevege seg i forhold til de ytre sylindre 43 og 43' når den flytende konstruksjon duver. Når anordningen drives slik at lasten forblir stasjonær vertikalt i forhold til grunnen, bør stempelstengene 41 og 41' bevege seg i forhold til de ytre sylindre 43 og 43' i motsatt retning av den flytende konstruksjon i en avstand og med en hastighet som er lik bevegelsen av den flytende konstruksjon, slik som illustrert ved hjelp av en streket, sinusformet linje 74. Men, noe som vil bli klart av det etterfølgende, når systemet drives slik a"t en valgt vekt holdes på et verktøy i berøring med grunnen vil bevegelsen av stempelstengene i forhold til de ytre sylindre ikke nødvendigvis "følge sporet" for bevegelsen av den flytende konstruksjon .

Slik det vil bli forklart i det etterfølgende vil de forskjellige følger som anvendes for å frembringe inngangsdata til reguleringsanordningen 65 variere avhengig av systemets arbeidsmåte. De ovenfor beskrevne trykkoverførere 57 og 60 utgjør et sett av følere for dannelse av inngangssignaler. Det annet sett av følere omfatter anordninger for bestemmelse av stillingen til stempelstengene 41 og 41' i forhold til de ytre sylindre 43 og 43', en anordning for bestemmelse av bevegelseshastigheten for stempelstengene 41 og 41' i forhold til de ytre sylindre 43. og 43' , en anordning for bestemmelse av stillingen til den flytende konstruksjon 13 i forhold til brønnhuset 17 samt en anordning for bestemmelse av bevegelseshastigheten for den flytende konstruksjon 13 i forhold til brønnhuset 17. Disse anordninger kan være tallrike innretninger som er kjent for fagfolk på området. Men som vist i fig. 2 omfatter anordningen for bestemmelse av stillingen for stempelstengene i forhold til de ytre sylindre fortrinnsvis en stillingstransduktor som er festet mellom den første bæreanordning 40 og den andre bæreanordning 42. Stillingstransduktoren 74, såsom et Beckman potensiometer, et Bourns potensiometer eller en Lockheed Electronics stillingstransduktor, omfatter fortrinnsvis et fjærbelastet, dreiende element 76 som er festet til den første bæreanordning, og en ledning eller kabel 77 som er festet til den andre bæreanordning 42. Lineær bevegelse av den andre bæreanordning i forhold til den første bæreanordning 4 0 bevirker at kabelen 77 vikles på og av det dreiende element 76 slik at dette dreies. Stillingstransduktoren 75 danner et elektrisk signal som er proporsjonalt til retningen og størrelsen på dreiningen på det dreiende element, idet det elektriske signal via en ikke vist leder er koplet til reguleringsanordningen 65. Anordning for bestemmelse av retningen og bevegelseshastigheten for stempelstengene i forhold til de ytre sylindre omfatter fortrinnsvis en hastighetstransduktor 78, såsom en Servotek DC Tachometer eller en annen handelsvanlig innretning, som også er festet mellom den første og den andre bæreanordning. Fortrinnsvis omfatter hastighetstransduktoren 78 en fjærbelastet, dreiende del som er festet til den første bæreanordning, og en ledning eller kabel som er festet til den andre bæreanordning. Lineær bevegelse av de to bæreanordninger i forhold til hverandre bevirker at kabelen vikles på og av det dreiende element. Hastighetstransduktoren 78 danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og hastigheten av dreining av det dreiende element, idet det elektriske signal er koplet til reguleringsanordningen 65 via en ikke vist leder.

Det finnes mange innretninger som er kjent for fagfolk på området og som kan anvendes for å bestemme den vertikale stilling for den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset. Det kon- strueres i dag fartøyet som anbringes i posisjon dynamisk, hvor sonar, akselerometre, lasere og annen avansert elektronikk anvendes for å bestemme fartøyets posisjon og for å danne data som er proporsjonal med denne. Anordningen for bestemmelse av den lineære posisjon for den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset omfatter fortrinnsvis, slik som illustrert i fig. 1, en kabel 79 som er festet til det marine stigerør 16

som på sin side er festet til brønnhuset på sjøbunnen. Alterna-tivt kan kabelen 7 9 være forbundet med styreledninger eller direkte med brønnhuset. Kabelen 7 9 vikles om den dreibare trommel 38. Trommelen 38 holder et konstant strekk på kabelen 79 og vikler på eller vikler av kabelen i avhengighet av bevegelsen av den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset. En stillingstransduktor 80, slik som beskrevet ovenfor med hensyn til stillingstransduktoren 75 eller en av de tallrike aksel-siflerings-anordninger som fremstilles av Astrosystems, Inc. og som er kjent på området er festet til trommelen 38. Stillingstransduktoren frembringer et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og størrelsen på dreiningen av trommelen 38, idet signalet er koplet til reguleringsanordningen 65 via en ikke vist leder. Anordningen for bestemmelse av retningen og bevegelseshastigheten av den flytende konstruksjon i forhold til brønn-huset omfatter fortrinnsvis en dreibar hastighetstransduktor 81, som er kjent for fagfolk på området og som er festet til trommelen 38. Hastighetstransduktoren 81 frembringer et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og hastigheten for dreining av trommelen 38, idet signalet er koplet til reguleringsanordningen 65 via en ikke vist leder.

En valgfri føleranordning omfatter en annen stillingsangivelsesinnretning (ikke vist) som er forbundet med trekkeanordningen 29 eller med toppblokken 27 for angivelse av den mengde kabel 2 6 som er viklet på eller av trekkeanordningen 29. Denne stillingsangivelsesinnretning danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med lengden av kabelen 26 som er viklet på

eller av trekkeanordningen, idet signalet kan benyttes for å bestemme stillingen for den bevegelige blokk 27 i forhold til den\flytende konstruksjon 13. En typisk stillingstransduktor vil være Beckman potensiometeret, Bourns potensiometeret eller Lockheed Electronics stillingstransduktorer.

Når bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssys- ternet ifølge oppfinnelsen slik som illustrert i fig. 1 og 2 drives ifølge stillingsarbeidsmåten, funksjonerer reguleringsanordningen 65 i avhengighet av de elektriske signaler som dannes av stillingstransduktoren 75, hastighetstransduktoren 78, stillingstransduktoren 80 samt hastighetstransduktoren 81 slik at servoventilen 64 driver pumpen 61 slik at hydraulisk fluidum tilføres og fjernes fra de aktive kamre 52 og 52<*>.

Først trodde man at ifølge stillingsarbeidsmåten kunne effektiv bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering oppnås dersom reguleringsanordningen 65 funksjonerte i avhengighet bare av de elektriske signaler som dannes av stillingstransduktoren 75 og stillingstransduktoren 80. Men det ble fastslått empirisk at ifølge stillingsarbeidsmåten arbeidet anordningen bedre dersom kontrollanordningen ble tiTført ytterligere inngangsdata. Dersom f.eks. slik som vist i fig. 3 på et tidspunkt 82 de elektriske signaler fra stillingstransduktorene 75 og 80 formerer reguleringsanordningen 65 om at tilstrekkelig hydraulisk fluidum er blitt fjernet fra de aktive kamre 52 og 52' for å kompensere for feil i passiv stilling for anordningen når den flytende konstruksjon 13 beveger seg nedover, da vil reguleringsanordningen bevirke at servoventilen driver pumpen 61 slik at ved tidspunktet 82 hverken fjernes eller tilføres det til de aktive kamre 52 og 52' mer hydraulisk fluidum. Deretter, når den flytende konstruksjon 13 Beveger seg videre nedover, såsom ved et tidspunkt 83, må ytterligere hydraulisk fluidum fjernes fra de aktive kamre 52 og 52' for å kompensere for ytterligere feil i anordningens passive stilling. Men idet ikke noe hydraulisk fluidum ble fjernet fra de aktive kamre 52 og 52' ved tidspunktet 83 vil det oppstå feil i bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering i løpet av tidsintervallet mellom tidspunktet 82 og tidspunktet hvor riktig mengde hydraulisk fluidum fjernes fra de aktive kamre 52 og 52'. Og deretter vil reguleringsanordningen 65 bevirke at servoventilen 64 driver pumpen 61 slik at overskudd av hydraulisk fluidum fjernes fra de aktive kamre 52

og 52' slik at systemet kan "innhente". Istedenfor at stempelstengene 41 og 41' vil beveges jevnt i motsatt retning av den flytende konstruksjon en strekning som er lik bevegelsen for den flytende konstruksjon slik som vist med den strekete linje 74, vil som resultat stempelstengene oscillere slik som vist med en prikket linje 84.

Det er iakttatt at denne feil i bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemet når denne drives ifølge stillingsarbeidsmåten kan minskes vesentlig dersom kontrollanordningen 65 funksjonerer i avhengighet primært av data som er frembrakt av hastighetstransduktoren 78 og hastighetstransduktoren 81. Følgelig foretrekkes det at reguleringsanordningen 65 bevirker at pumpen 61 tilfører og fjerner hydraulisk fluidum til og fra de aktive kamre ifølge følgende ligning:

hvor Q er volumet av det hydrauliske fluidum som tilføres eller fjernes fra de aktive kamre, k^er en konstant, Vs er retningen og hastigheten for bevegelsen av den flytende konstruksjon, k~er en konstant, Ve er differansen mellom retningen og hastigheten for bevegelsen for den flytende konstruksjon og retningen og hastigheten for bevegelsen for stempelstengene 41 og 41' (her av og til betegnet "hastighetsfeil"), k^er en konstant og Le er differansen i den flytende konstruksjons stilling i forhold til brønnhuset og stempelstengenes stilling i forhold til de ytre sylindre (her av og til betegnet "stillingsfeil"). Selv om det er fastslått empirisk at effektiv bevegelseskompensasjon og/eller vektregulering kan oppnås når reguleringsanordningen virker i avhengighet bare av hastighetsdata er det likevel ønskelig å benytte stillingsdata for å forklare drift i systemet som kan forårsakes av tap av hydraulisk fluidum og liknende.

Fig. 4 viser delvis i skjematisk og delvis i blokkdiagram en foretrukket utførelse av de elektriske komponenter som omfatter reguleringsanordningen 65. Den del av disse elektriske komponenter som anvendes når anordningen drives ifølge stillingsarbeidsmåten er som følger: Stillingstransduktoren 80 frembringer et elektrisk signal som er proporsjonalt med den lineære stilling av den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset. Dette elektriske signal adderes til et elektrisk signal som dannes av potensiometret 85, som reguleres til en størrelse som er proporsjonal med tidevannet. Dette sammensatte elektriske signal koples til inngangen av en driftsforsterker 86, såsom en type 741. Det er også koplet til inngangen av forsterkeren 86 et elektrisk signal som dannes av stillingstransduktoren 75 og som er proporsjonalt med den lineære stilling av stempel stengene 41 og 41' i forhold til de ytre sylindre 43 og 43<*>. Forsterkeren 86 virker slik at den sammenlikner de to elektriske signaler som tilføres til dens innganger og danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med differansene mellom disse.

Dette elektriske signal som dannes av forsterkeren 86 er proporsjonalt med stillingsfeilen.

Hastighetstransduktoren 78 danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og hastigheten £>r bevegelsen av stempelstengene i forhold til de ytre sylindre.Hastighetstrans-duktoren 81 danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og hastigheten for bevegelsen av den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset. Disse to elektriske signaler koples til en driftsforsterker 87 som virker slik at den sammenlikner dem og danner' et elektrisk signal som er proporsjonalt med dem. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 87

er proporsjonalt med hastighetsfeilen.

Stillingsfeilsignalet, som dannes av forsterkeren 86, og hastighetsfeilsignalet, som dannes av forsterkeren 87, koples til en driftsforsterker 88 som sammenlikner dem og danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med summen av dem. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 88, og hastighets-signalet som dannes av forsterkeren 81 koples til en driftsforsterker 8 9 som sammenlikner de to signaler og danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med summen av dem. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 89 er proporsjonalt med volumet av hydraulisk fluidum som skulle vært tilført til eller fjernet fra de aktive kamre 52 og 52' for å oppnå stort sett feilfri bevegelseskompensasjon når systemet drives ifølge stillingsarbeidsmåten.

Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 8 9 koples via en bryter 90 til inngangen av en omformingsanordning 91. Til omformingsanordningens 91 inngang er det også koplet et elektrisk signal som dannes av et tachometer 92 og som er proporsjonalt med hastigheten på motoren (ikke vist) som driver pumpen 61. Omformingsanordningen 91 som er en av tallrike kjente anordninger, omdanner de elektriske inngangssignaler som er proporsjonalt med volumet av hydraulisk fluidum som skal tilføres eller fjernes fra de aktive kamre, til et elektrisk signal som er inverst proporsjonalt med hastigheten for pumpen 61. Omformingsanordningens 91 utgang er koplet til inngangen av en ikke lineær kompensasjonsanordning 93 som forandrer det elektriske signal slik at dette kompenserer med eventuelt ikke-linearitet i anordningen. Den ikke-lineare kompensasjonsanordnings 93 utgang koples til en driftsforsterkers 94 inngang. Til forsterkerens 94 inngang er det også koplet et elektrisk tilbakekoplingssignal som dannes av en linear, variabel differensial omformer (LVDT) 95 som overfører stillingen til krysshodet for pumpen 61 til et signal som er proporsjonalt med denne. Forsterkeren 94 er innrettet til å sammenlikne de to elektriske signaler som tilføres til dens inngang og danne et elektrisk signal som er proporsjonalt med differansen mellom disse. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 94 koples til et servodrivhjul 96

som er innrettet til å tilføre de ønskete elektriske signaler til servoventilen 64. Servoventilen 64 er mekanisk forbundet med pumpens 61 krysshode.

Når spesifikasjonene for et system ifølge oppfinnelsen først.er bestemt er de ønskete størrelser på konstantene k^,

^ 2 og k^i formelen (1) og i forskjellige motstander, kapasiteter og induktanser som skal tilføyes kretsen og reguleringer til forsterkerne for å innføre konstantene k^, k2og k3lettvint å bestemme av fagfolk på området med bare en rutinemessig eksperimentering .

Ifølge trykkarbeidsmåten funksjonerer reguleringsanordningen 65 i avhengighet av de elektriske signaler som dannes av trykkoverføreren 57 og trykkoverføreren 60 slik at servoventilen 64 driver pumpen slik at hydraulisk fluidum tilføres til-og fra de aktive kamre 52 og 52'. Det er iakttatt empirisk at når anordningen drives ifølge trykkarbeidsmåten er det intet behov for å bestemme bevegelseshastigheten for den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset eller bevegelseshastigheten for stempelstengene i forhold til ytre sylindre. Riktig vektregulering kan oppnås ganske enkelt ved å bestemme det hydrauliske fluidums trykk i henholdsvis de passive og de aktive kamre. Følgelig foretrekkes det at reguleringsanordningen 65 bevirker at pumpen 61 tilfører og fjerner hydraulisk fluidum til og fra de aktive kamre ifølge følgende ligning:

hvor Q er volumet av det hydrauliske fluidum som tilføres til eller

fjernes fra de aktive kamre, er trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre, A-^ er det effektive tverrsnittsareal i de passive kamre, P2er det hydrauliske fluidums trykk i de aktive kamre,A2er det effektive tverrsnittsareal i de aktive kamre,,k er en konstant og K er den ønskete kroklast.

Det antas at årsaken .til at hastighetsdata ikke er nød-, vendige når systemet drives ifølge trykkarbeidsmåten, men er ønskelig når systemet drives ifølge stillingsarbeidsmåten, er at systemet har en mye hurtigere reaksjon på' forandringer når den drives ifølge trykkarbeidsmåten. Ifølge trykkarbeidsmåten bestemmes og påvirkes den primære parameter, trykket. Ifølge stillingsarbeidsmåten bestemmes og påvirkes en sekundær parameter, stillingen (stillingen er en sekundær parameter, idet den forandres etter at det har vært en forandring i det hydrauliske fluidums trykk).

Under henvisning til fig. 4 vil den del av de foretrukne elektriske komponenter i reguleringsanordningen 65 som anvendes ved driften av systemet ifølge trykkarbeidsmåten, bli beskrevet. Trykkoverføreren 57 overfører.det hydrauliske fluidums trykk

i de passive kamre 51 til et elektrisk signal som er proporsjonalt med dette. Trykkoverføreren 60 overfører det hydrauliske fluidums trykk i de aktive kamre 52 til et elektrisk signal som er proporsjonalt med dette. Disse to elektriske signaler koples til inngangen av en driftsforsterker 100, såsom en 741, som er innrettet til å sammenlikne dem og danne et elektrisk signal i avhengighet av differansen mellom dem. Forsterkerens 100 utgang er koplet til inngangen av en driftsforsterker 101. Likeledes koplet til forsterkerens 101 inngang er et elektrisk signal som dannes av et potensiometer 102 og som er proporsjonalt med den ønskete kroklast.Forsterkeren 101 er innrettet til å sammenlikne de to elektriske signaler som tilføres til dens inngang og danne et elektrisk signal som er proporsjonalt med differansen mellom dem. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 101 koples via en bryter 103 til omformingsanordningens 91 inngang. Omformingsanordningen 91 og resten av komponentene som virker i avhengighet av omformingsanordningens 91 utgang er som forklart foran.

Når først systemets spesifikasjoner er bestemt er de forskjellige motstander, kapasiteter og induktanser som skal til-føyes kretsen og reguleringene til driftsforsterkerne for å ta hensyn til arealet A-^og A2i formelen (2) lettvint å bestemme av fagfolk på området med bare en rutinemessig eksperimentering.

De andre foretrukne elektriske komponenter i reguleringsanordningen 65 som er illustrert i fig. 4 vil nå bli beskrevet. Fortrinnsvis er det elektriske signal som dannes av stillingstransduktoren 75 koplet til en driftsforsterkers 104 inngang.Likeledes koplet til forsterkerens 104 inngang er et elektrisk signal som dannes av et potensiometer 106 og som er proporsjonalt med en valgt, ønsket linear stilling for stempelstengene 41 i forhold til de ytre sylindre 43. Fortrinnsvis er potensiometret 106 regulert slik at det danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med stillingen for stempelstengene 41 enten midt på deres slag eller øverst i slaget. Forsterkeren 104 er innrettet til å sammenlikne de to elektriske signaler som til-føres dens inngang og å danne et elektrisk signal som er proporsjonalt med differansen mellom dem. Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 104 er via en bryter 107 koplet til omformingsanordningen 91. Når denne del av kretsen anvendes er bryteren 107 sluttet og bryterne 90 og 103 åpne. Forsterkeren 104 danner deretter det nødvendige elektriske signal til å bevirke at pumpen 61 tilfører eller fjerner hydraulisk fluidum til og fra de aktive kamre, slik at uavhengig av bevegelsen av den flytende konstruksjon eller eventuelle tap i anordningen stempelstengene forblir i den valgte, ønskete stilling, slik som midt på.deres slag eller øverst i slaget.

En driftsforsterker 109 er koplet til forsterkerens 86 utgang. Til forsterkerens 109 annen inngang er det koplet et elektrisk signal som dannes av et potensiometer 110 som er regulert til valgt størrelse. Forsterkeren 109 er innrettet ti ol å sammenlikne de to elektriske signaler som tilføres til dens inngang og til å danne et logikksignal i avhengighet av disse. Fortrinnsvis er potensiometret 110 regulert slik at logikksignalet som dannes av forsterkeren 109 angir om stempelstengenes stilling i forhold til midten av deres slag er lik stillingen for den flytende konstruksjon i forhold til sentrum for dens duveområde. Dersom denne del av kretsen aktiveres når den flytende konstruksjons stilling i forhold til sentrum for dens duveområde er lik stillingen til stempelstengene i forhold til midten av deres slag, danner forsterkeren 109 et logikksignal som bevirker at bryteren 90 lukkes og bryterne 103 og 107 åpnes. Anordningen virker deretter ifølge stillingsarbeidsmåten.

Til forsterkerens 101 utgang er det koplet en driftsforsterker 111. Til forsterkerens 111 inngang er det også koplet et elektrisk signal som dannes av et potensiometer 112 som er regulert til en forutvalgt størrelse. Forsterkeren 111 er innrettet til å sammenlikne de to elektriske signaler som tilføres til dens inngang og danne et logikksignal i avhengighet av disse. Fortrinnsvis er potensiometret 112 regulert slik at loggsignalet som dannes av forsterkeren 111 angir når den aktuelle last som bæres av kroken 21 er lik den forutvalgte kroklast K i formelen (2). Dersom denne del av kretsen aktiveres, når den aktuelle last som bæres av kroken er lik den forutvalgte kroklast,

danner forsterkeren 111 et logikksignal som bevirker at bryteren 103 lukkes og bryterne 90 og 107 åpnes. Anordningen virker deretter ifølge trykkarbeidsmåten.

Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse drives fortrinnsvis ifølge stillingsarbeidsmåten -når det er ønskelig å bibeholde en last i en valgt stilling i forhold til grunnen eller til å bevege en last med valgt hastighet i forhold til grunnen. Antatt f.eks.

at grunnboringsenheten som er vist i fig. 1 anvendes for å anbringe en ikke vist eksplosjonshindrer på ca. 113.400 kg på. brønnhuset 17. Antatt at når den siste del av borerøret til-føyes strengen for å senke eksplosjonshindrerén på brønnhuset er den totale last som bæres av kroken 21 ca. 136.000 kg. Antatt at den flytende konstruksjon 13 utsettes for bølgeduving på

1,82 m i hver retning, dvs. at den beveger seg en total distanse på 3,84 m. Antatt at bevegelsesområdet for stempelstengene 41 og 41' inne i de ytre sylindre 43 og 43' er ca.

7,3 m. Luften i serien 36 av luftlagertanker bringes på et så høyt trykk som er nødvendig for å bevege stempelstengene 41

og 41' til øverst eller nesten øverst i deres bevegelsesområde. Dersom de sammensatte, effektive tverrsnittsarealer av de passive kamre er ca. 12,90 cm 2, vil trykket av luften i serien 36 av luftlagertanker være i området på fra 105 til 14 0 kg/cm 2.

Den totale oppover rettede kraft som bevirkes av den passive

del av anordningen vil ligge i et område på ca. 136.000 kg.

Den del av den elektriske krets ifølge fig. 4 som ved-rører forsterkeren 104 energiseres ved å slutte bryteren 107 og åpne bryterne 90 og 103. Det bevirkes derved at pumpen 61 aktivt pumper hydraulisk fluidum innad i de aktive kamre 52

og 52' slik at det frembringes en nedadrettet kraft motsatt det hydrauliske fluidums kraft i de passive kamrene. Dersom det totale, effektive tverrsnittsareal i de to aktive kamre er ca. 148 cm 2, vil trykket av det aktive fluidum som tilføres til de aktive kamre variere innenfor et område på ca. 7 til ca. 176 kg/cm 2. Det hydrauliske fluidums trykk i de aktive kamre 52 og 52' økes inntil stempelstengene 41 og 41' er blitt beveget nedover til den stilling som er valgt ved reguleringen av potensiometret 106, fortrinnsvis midtpunktet i deres bevegelsesområde. Når stempelstengene når midtpunktet for deres bevegelsesområde, danner forsterkeren 104 det nødvendige elektriske signal til å holde stempelstengene på midtpunktet for deres bevegelsesområde. Som resultat duver eksplosjonshindreren sammen med duvingen av den flytende konstruksjon 13.

Forholdet mellom de effektive tverrsnittsarealer for de aktive kamre og de passive kamre er fortrinnsvis 1:4 eller mindre for å minske den mengde hydraulisk fluidum som skal beveges inn i og ut av de aktive kamre, for derved å minske strømnings-hastigheten for det hydrauliske fluidum gjennom pumpen 61 og følgelig den nødvendige energi for pumpen 61. Under antakelse av at den maksimale duving hvor bevegelseskompensasjons- og/ eller vektreguleringssystemet vil virke slik at den flytende konstruksjon beveges ca. 7,1 m vertikalt i løpet av 18 sek.,

kan hastigheten for duvingen oppgå til ca. 1,53 m pr. sek. Det er blitt bestemt at for å kompensere for en slik bevegelse på 1,52 m pr. sek. kan det være nødvendig å bevege opptil 11.734

1 pr. min. hydraulisk fluidum inn i og ut av de passive kamre

51 og 51'. Men dersom de aktive kamres tverrsnittsareal er 1/4 eller mindre av tverrsnittsarealet i det passive kammer,

må bare 2.763 1 pr. min. pumpes aktivt inn i og ut av de aktive kamre 52 og 52'.

Når det er ønskelig at bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen arbeider ifølge stillingsarbeidsmåten for å holde lasten i en valgt stilling i forhold til grunnen, energiseres den del av den elektriske krets i fig. 4 som vedrører forsterkeren 109. Når den flytende konstruksjon beveger seg igjennom sentrum for dens duveområde (stempelstengene holdes ved midten av deres slag), avgir for sterkeren 109 et logikksignal som slutter bryteren 90 og åpner bryteren 107. Hydraulisk fluidum tilføres da til og fjernes da aktivt fra de aktive kamre ifølge formel (1) ovenfor. Når den flytende konstruksjon 13 beveger seg oppover vil pumpen 61 således aktivt tilføre hydraulisk fluidum til de aktive kamre 52 og 52' med den hastighet som er nødvendig for å drive stempelstengene 41 og 41' nedover for å svare til den oppadrettede bevegelse av det flytende fartøy. Nedadrettet bevegelse av stempelstengene 41 og 41' beveger selvfølgelig først stemplene 47 og 47' nedover slik at hydraulisk fluidum tvinges ut av de passive kamre 51 og 51' og.tilbake i olje/luftgrenseflate-tanken 35. Dette komprimerer luften i serien 36 av luftlagringstanker og i olje/luftgrenseflatetanken 35 og bevirker at trykket øker. Denne økning av lufttrykket i serien 36 av luftlagertanker overføres til det hydrauliske fluidum i de passive kamre 51 og 51' og øker de oppadrettede krefter på de første stempler 47 og 47'. Men idet reguleringsanordningen 65 drives i avhengighet av signaler som er representative for bevegelsen og hastigheten for bevegelsen av den flytende konstruksjon i forhold til brønnhuset og bevegelsen og hastigheten av bevegelsen for stempelstengene 41 og 41' i forhold til de ytre sylindre 43 og 43', merker reguleringsanordningen forandringen i hastighet for stempelstengene i forhold til de ytre sylindrer som er resultat av forandringen i trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre og bevirker at pumpen 61 tilfører enda mer hydraulisk fluidum til de aktive kamre 52 og 52' for å overvinne disse økte oppadrettede krefter. Når det flytende fartøy 13 når toppen av sin oppadrettede bevegelse, er stempelstengene 41 og 41' blitt drevet nedover 1,82 m. Trykket av fluidum i de passive kamre vil ha øket slik at de totale oppadrettede krefter i den passive del av anordningen kan være i et område av ca. 163.600 kg.

Når det flytende fartøy 13 begynner å bevege seg nedover igjen, bevirker reguleringsanordningen 65. at pumpen 51 begynner å pumpe hydraulisk fluidum ut av de aktive kamre 52 og 52' og tilbake i karet 63. Idet de oppadrettede krefter på de første stempler 47 og 47' nå er øket til ca. 163.600 kg på grunn av minskningen av luftvolumet i den passive anordning, beveger stempelstengene 47 og 47' og lasten på 136.000 kg som henger ned fra disse seg lett og jevnt oppover i forhold til de ytre sylindre 43 og 43<*>når den flytende konstruksjon 13 beveger seg nedover og hydraulisk fluidum pumpes ut av de aktive kamre. Pumpen 61 fortsetter å trekke hydraulisk fluidum ut av de

aktive kamre når stempelstengene 41 og 41' beveges oppover og øker fjerningen av det hydrauliske fluidum etter behov for å overvinne trykktapene i de fysikalske komponenter av anordningen og trykktapene" på grunn av utvidelsen av luften i serien 36 av luftlagertanker og olje/luftgrenseflatetanken 35. Når det flytende fartøy 13 således beveger seg oppover og nedover 3,84 m forblir eksplosjonshindreren stasjonær i forhold til brønnhuset.

Når bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen arbeider ifølge stillingsarbeidsmåten er det meget lett å bevege lasten oppover eller nedover med valgt hastighet i forhold til grunnen. Antatt f.eks. at det er ønskelig å senke eksplosjonshindreren innad i brønnhuset fra dens nåværende stasjonære stilling om brønnhuset. Dette oppnås generelt ved å sørge for at trekkeanordningene 29 begynner å vikle av kabel slik at den bevegelige blokk 27, den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 samt lasten alle senkes mot brønnhodet. Reguleringsanordningen 65 vil ikke berøres av denne forandring i den vertikale differansestilling for eksplosjonshindreren og vil fortsette å danne de nødvendige elektriske signaler slik at mekanismen 22 vil utvide seg og trekke seg sammen for å utlikne duvingen av den flytende konstruksjon. Eksplosjonshindreren kan således senkes mykt på plass på brønn-huset.

Selv om bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis drives ifølge trykkarbeidsmåten for å holde en valgt vekt på et verktøy i berøring med grunnen (noe som vil bli forklart i det etterfølgende), kan anordningen drives ifølge stillingsarbeidsmåten for å oppnå dette målet. Antatt at kroken 21 bærer en last på ca. 136.000 kg omfattende en borestreng på 4.572 m med en drillbor på dens nedre ende. Antatt at man ved verktøysstøteren. ønsker å bibeholde et trykk på ca. 22.700 kg mellom drillboren og grunnen. Bevegelses-kompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet må derfor frembringe en oppadrettet kraft på ca. 113.400 kg på lasten. Denne last på ca. 113.400 kg på kroken 21 er kroklasten.

Luften i serien 36 av luftlagertanker settes under et trykk som er tilstrekkelig til å'løfte stempelstengene 41 og 41' til øverst til deres slag eller et punkt nær øverst av slaget. Det sørges deretter for at pumpen 61 tilfører tilstrekJcelig hydraulisk fluidum til de aktive kamre 52 og 52' til å bevege stempelstengene 41 og 41' tilbake nedover til. midtpunktet av deres slag. Deretter arbeider reguleringsanordningen 65 i avhengighet av de elektriske signaler fra transduktorene 81 og 78 samt 80 og 75 slik at pumpen 61 tilfører eller fjerner hydraulisk fluidum til eller fra de aktive kamre 52 og 52' i avhengighet av bevegelsen av den flytende konstruksjon 13 i forhold til brønnhuset og bevegelsen av stempelstengene 41 og 41' i forhold til de ytre sylindre 43 og 43'.Verktøysstøteren som driver grunnboringsapparatet bibeholder den ønskete kroklast på ca. 113.400 kg. ved å betrakte en dødvektsindikator 30 i kabelen 2 6 og ved å drive trekkeanordningen 29 i avhengighet av denne eller ved å bevirke at trekkeanordningen 2 9 drives automatisk i avhengighet av dødvektsindikatoren 30. Eventuell vertikal bevegelse av den flytende konstruksjon 13 kompenseres ved hjelp av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen slik som beskrevet ovenfor.

Selv om bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis drives ifølge stillingsarbeidsmåten for å holde et verktøy i valgt vertikal stilling (som forklart ovenfor), kan anordningen også drives ifølge trykkarbeidsmåten for å holde et verktøy i valgt vertikal stilling. Antar f.eks. at anordningen bærer en last på ca. 136.000 kg, omfattende en eksplosjonshindrer på ca. 113.400 kg (ikke vist) og borestrengen som eksplosjonshindreren er festet til. Antar at denne eksplosjonshindrer holdes 3 05 cm over brønnhuset. Luften i serien 36 av lagertanker bringes på et så høyt trykk som er nødvendig for å løfte stempelstengene 41 og 41' til toppen av deres slag eller et punkt nær toppen av deres slag. Idet lasten er ca. 136.000 kg vil de oppadrettede krefter som frembringes av det hydrauliske fluidum i de passive kamre være noe over 136.000 kg.Potensiometrene 102 og 112 reguleres slik at de danner elektriske signaler som er proporsjonale med kroklasten på 136.000 kg som bæres. Det sørges for at pumpen 61 tilfører fluidum til de aktive kamre 52 og 52<1>i en så stor mengde som er nødvendig for å tvinge stempelstengene 41 og 41' nedover slik at trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre og de resulterende oppadrettede krefter av fluidet økes. Når differansen mellom de nedadrettede krefter av fluidet i de aktive kamre og de oppadrettede krefter av fluidet i de passive kamre er lik den forutvalgte kroklast på ca. 136.000 kg ifølge formel (2) , danner forsterkeren 111 det nødvendige logikksignalet til å slutte bryteren 103 og åpne bryterne 90 og 107.

Dersom det flytende fartøy 13 begynner å bevege seg oppover vil eksplosjonshindreren motarbeide denne oppadrettede bevegelse på grunn av tyngdekraften, dens egen treghet og mot-standen mot dens vannplansareal. Dette vil bevirke at stempelstengene 41 og 41<*>beveges nedover, og trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre 51 og 51' vil øke. I avhengighet av signalene fra trykkoverførerne 57 og 60 vil reguleringsanordningen 65 bevirke at pumpen 61 tilfører ytterligere hydraulisk fluidum til de aktive kamre slik at den nedadrettede kraft som bevirkes av det hydrauliske fluidum i de aktive kamre økes. Systemet drives slik at den oppadrettede kraft av det hydrauliske fluidum i de passive kamre minus den nedadrettede kraft av det hydrauliske fluidum i de aktive kamre fortsetter å være lik den valgte oppadrettede kraft på ca. 136.000 kg som er nød-vendig for å holde eksplosjonshindreren stasjonær.

Når det flytende fartøy 13 beveger seg nedover i vannet, vil de ytre sylindre 43 og 43' beveges nedover. Tyngdekraften som skyver nedover på eksplosjonshindreren vil være motsatt eksplosjonshindrerens treghet, vannmotstanden mot eksplosjonshindreren og de oppadrettede krefter av fluidet i de passive kamre mot stemplene 4 7 og 47'. Den oppadrettede kraft av fluidet i de passive kamre vil være betydelig større enn kroklasten og vil bevege stempelstengene 41 og 41' jevnt og positivt oppover. Når stempelstengene beveges oppover vil trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre 52 og 52' avta. Reguleringsanordningen 65 vil da bevirke at pumpen 61 trekker ytterligere hydraulisk fluidum fra de aktive kamre 51 og 51' slik at de nedadrettede krefter av det hydrauliske fluidum i de aktive kamre minskes, slik at den algebraiske sum av de oppadrettede krefter som dannes a"v det passive fluidum og de nedadrettede krefter som dannes ^av det aktive fluidum fortsetter å være lik kroklasten på ca. 136.000 kg.

Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet drives fortrinnsvis ifølge trykkarbeidsmåten når det er ønskelig å bibeholde en valgt vekt på et verktøy i berøring med grunnen. Antatt at anordningen anvendes med en grunnboringsenhet montert på en flytende konstruksjon. Antatt at kroken 21 bærer en total last på ca. 159.000 kg, omfattende en borestreng og en drillbor. Antatt at det med verktøysstøteren ønskes å holde drillboren i berøring med grunnen ved et trykk på ca. 22.700

kg. Kroklasten vil da være ca. 136.000 kg.

Luften i serien 36 av luftlagertanker anbringes på et trykk som er nødvendig for å bevege stempelstengene 41 og 41<*>til toppen eller nær toppen av deres bevegelsesområde med hele lasten på ca. 159.000 kg båret av kroken. Som forklart foran tilføres tilstrekkelig hydraulisk fluidum ved hjelp av pumpen 61 til de aktive kamre for å senke stempelstengene nedover til midtpunktet i deres bevegelsesområde. Reguleringsanordningen 65 innstilles deretter slik at anordningen arbeider ifølge stillingsarbeidsmåten, og pumpen 61 tilfører og fjerner hydraulisk fluidum i og fra de aktive kamre slik at borestrengen: holdes stasjonært i forhold til grunnen. Kabelen 26 vikles deretter av fra trekkeanordningen 2 9 så mye som det er nødvendig for å senke den bevegelige blokk 27 og den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 tilstrekkelig til å anbringe drillboren i berøring med grunnen. Verktøysstøteren vil merke at grunnen er blitt berørt ved hjelp av dødvektsindikatoren 30 som er festet i kabelen 26 slik som vist i fig. 1.

Potensiometrene 102 og 112 reguleres deretter slik at de danner elektriske signaler som er proporsjonal med den ønskete kroklast på ca. 136.000 kg, og kretsen tilhørende forsterkeren 111 energiseres. Verktøysstøteren fortsetter å vikle av kabel fra trekkeanordningen. Når grunnen bærer ca. 22.700 kg av lasten, og den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme bærer ca. 136.000 kg, er lasten som bæres av mekanismen 22 lik den valgte kroklast. På det tidspunkt danner forsterkeren 111 et logikksignal som slutter bryteren 103 og åpner bryteren 90. Når drillboren fortsatt beveges innad i grunnen og den flytende konstruksjon duver, arbeider reguleringsanordningen 65 ifølge den ovenfor angitte formel (2) og bevirker at pumpen 61 tilfører og fjerner hydraulisk fluidum til og fra de aktive kamre slik at den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 vil bibeholde en konstant, oppadrettet kraft på ca. 136.000 kg på lasten. Systemet arbeider således som en "automatisk bor".

Dersom bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen anvendes som en automatisk bor i forbindelse med et stasjonært grunnboringsapparat (såsom en landrigg), er det ikke noe behov for å bevege stempelstengene 41 og 41' nedover en valgt strekning fra toppen ,av deres bevegelsesområde før boringen begynner. Denne nedadrettede bevegelse av stempelstengene utføres ganske enkelt for å gi den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 plass til å trykkes sammen for å kompensere for den flytende konstruksjons eventuelle nedadrettede bevegelse. Resten av fremgangsmåten for driften av anordningen ville være som beskrevet ovenfor.

Dersom trekkeanordningen 29 i tillegg er utstyrt med en handelsvanlig, automatisk bor, såsom en automatisk bor fremstilt av Martin-Decker, som kan vikle av kabel 26 i avhengighet av et valgt signal, kan det med bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringsanordningen ifølge oppfinnelsen utføres en annen ønskelig funksjon. Når systemet drives ifølge trykkarbeidsmåten som en automatisk bor, kan det anvendes stillingstransduktorer eller grensebrytere (ikke vist) som er festet til den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme for å bestemme når stempelstengene 41 og 41' har beveget seg nedover en valgt strekning. Når dette inntreffer kan et valgt signal overføres til trekkeanordningen 29 for å bevirke at denne vikler en valgt lengde av kabelen 26 av. Avviklingen av kabelen bevirker at den bevegelige blokk 27 beveges nedover en valgt strekning. Denne nedadrettede bevegelse av den bevegelige blokk ville vanligvis ha økt kroklasten. Men idet den bevegelige blokk beveges nedover og kroklasten har tendens til å øke, vil reguleringsanordningen 65 merkeøkningen i trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre og over-føre det nødvendige signal til pumpen 61 slik at denne fjerner fluidum fra de aktive kamre. Stempelstengene 41 og 41' vil deretter beveges oppover for å bibeholde den valgte kroklast på ca. 136.000 kg.

Ved å øke trykket til luften i den passive del av systemet så høyt at det blir tilstrekkelig til å bevege stempelstengene til toppen av deres bevegelsesområde og deretter anvende den aktive del av anordningen for å føre stempelstengene tilbake nedad til midtpunktet for deres bevegelsesområde, er det mulig med bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen å oppnå maksimal nøyaktighet<y>ed bæring av

I

dens last på alle punkter innenfor det teleskoperende bevegelsesområde for dens utvidbare og sammentrykkbare mekanisme, men med et minimum av energi.

Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen kan som følge av vekselvirkningen mellom de passive og de aktive deler av anordningen, frembringe hurtig, myk og positiv teleskopering av dens utvidbare og sammentrykkbare mekanisme, selv med tunge krokiaster. Dette skyldes på

den ene side at den passive del av anordningen, til forskjell fra rent passive anordninger, settes under et trykk som er tilstrekkelig til å bevege lasten oppad til den øvre grense for bevegelsesområdet for den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme. Det skyldes også på den annen side, at bare relativt små volumer av hydraulisk fluidum, sammenliknet med rent aktive anordninger, behøver å tilføres til og fjernes fra anordningen for å føre den ekspanderbare og sammentrykkbare mekanisme til et vilkårlig punkt i dens bevegelsesområde.

Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen har enda andre fordeler i forhold til kjente rent passive eller aktive systemer. F.eks. er det selv ved en gitt stor last ofte nødvendig å løfte lasten en valgt strekning, såsom å løfte borestrengen for å anbringe den på slippanordningene. Dersom et rent passi\t bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem anvendes for å løfte borestrengen slik, må trykket av luften i serien av lagertanker økes for å løfte stempelstangen over dens vanlige driftsstilling. Idet luftvolumet i serien av lagertanker er stort, kan det anvendes betydelig energi. Når drillboren skal berøre grunnen igjen må luft slippes ut av serien av lagertanker. I bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen bringes luften i seriene av lagertanker bare en gang for en gitt last på et trykk som er tilstrekkelig til å bevege stempelstengene til toppen av deres slag. Deretter bevirkes nedadrettet bevegelse av stempelstangen ved å tilføre hydraulisk fluidum til de aktive kamre.

Det anvendes mye mindre energi til å bevege et relativt lite volum av et ikke-komprimerbart hydraulisk fluidum inn i og ut av de aktive kamre enn ved gjentatte ganger å bringe et relativt stort volum av en komprimerbar gass under trykk.

Den utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 som er vist i fig. 1 og 2 er dessuten i tillegg fordelaktig ved at de aktive kamre funksjonerer som en retarda-sjonsanordning. Dersom lasten plutselig skulle deles og stempelstengene 41 og 41' beveges hurtig oppad, vil den oppadrettede bevegelse av stemplene 47 og 47' ha tendens til å tvinge det hydrauliske fluidum i de aktive kamre tilbake gjennom ledningen 59 og pumpen 61 til karet 63. Utløpene 58 og 58' vil begrense denne strømning og bevirke at det hydrauliske fluidum i. de aktive kamre motvirker den oppadrettede bevegelse av stempelstengene. Selvfølgelig vil trykket av det hydrauliske fluidum i de .aktive kamre øke sterkt. Dersom den indre sylinder 46

ikke fantes i stempelstangen 41 måtte størrelsen på den indre sylinder ha vært vesentlig større for å motstå disse store trykk. Men ved den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 1 og 2 frembringer stempelstengene 41 og 41' selv når de beveges hurtig oppad og bevirker at trykket av det aktive, hydrauliske fluidum øker, den nødvendige, ytre understøttelse for de indre sylindre 46 og 46' til å motstå dette økte trykk.

Ifølge denne utførelsesform av bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemet som er vist i fig. 1 og 2 er lasten festet til kroken 21 i en høyde under der hvor bæreanordningen 42 er festet til stempelstengene 41 og 41'. Dette frembringer en stabilitet som ikke finnes hos visse kjente anordninger hvor stempelstengene skrever og rager nedenfor kroken og lasten er festet til kroken over der hvor bæreanordningen er festet til stempelstangen.

Ved den utførelsesform av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet som er vist i fig. 1 og 2, frembringer systemet når det drives ifølge stillingsfremgangsmåten kompen-sasjon for en viss grad av sideveis bevegelse av den flytende konstruksjon. Dersom den flytende konstruksjon skulle bevege seg til side fra over brønnhuset vil ytterligere kabel 79 vikles av trommelen 38. Reguleringsanordningen 65 som arbeider i avhengighet av signaler mottatt fra stillings- og hastighetstransduk-torene 80 og 81, som er forbundet med trommelen 38, vil derved bevirke at pumpen 61 tilfører ytterligere hydraulisk fluidum til de aktive kamre for å kompensere denne sideveis bevegelse.

Fig. 5 viser en alternativ utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme' 22 i bevegelseskompensasjons- og/ eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen, hvor den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 er utformet slik at den er løsbart festet mellom den bevegelige blokk og lasten.. Denne utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme er konstruert lik den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme som er beskrevet i forbindelse med fig. 2, men omfatter fortrinnsvis en eneste stempel- og sylinderenhet istedenfor to like stempel- og sylinderenheter. Fortrinnsvis er den ytre sylinder 43 utstyrt med en kaus 127 som er festet til denne og som er innrettet til å danne inngrep med en krok 128 som henger ned fra den bevegelige blokk 27. Den eneste stempel- og sylinderenhet er konstruert lik stempel- og sylinderenheten 3 9 som er beskrevet i forbindelse med fig. 2. Fortrinnsvis er: kroken 21 festet til stemplet 50 ved den nedre ende av stempelstangen 41. Kroken 21 danner inngrep med en kaus 129 som er festet til toppen av svivelblokken 20.

Driften av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet med en slik utvidbar og sammentrykkbar mekanisme 22 er slik som beskrevet foran i forbindelse med anordningen som er illustrert i fig. 1-4.Reguleringsanordningen 65 og til-hørende utstyr som illustrert i fig. 2 kan anvendes for å

bevege hydraulisk fluidum inn og ut av det aktive kammer 52.

Når en grunnboringsenhet anvendes for å føre borestrengen inn i og ut av hullet kan den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 som er vist i fig. 5 frigjøres fra den bevegelige blokk og lagres på innsiden av tårnet eller på den flytende konstruksjon 13. Dette eliminerer vekt under føringssyklusen og redus-erer således kabelslitasje og blokkslitasje. Når grunnboringsapparatet krever bruk av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet kan den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 igjen festes under den bevegelige blokk 27.

Fig. 6 viser en alternativ utførelsesform av bevegelses-kompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen, hvor anordningen er innrettet til å brukes sammen med en grunnboringsenhet hvor det anvendes et borehode istedenfor kabler og blokker. Til den flytende konstruksjon 13 er det festet vertikale deler 131 som bærer en horisontal bæreanordning 132. Til den horisontale bæreanordning er det festet en utvidbar og sammentrykkbar mekanisme 22 ifølge oppfinnelsen, slik som vist og beskrevet i fig. 2. Hengende fra de to stempelstenger 41 og 41'. er en borehodeenhet 13 3 som er kjent for fagfolk på området. En borestreng henger fra borehodeenheten 133.

Driften av systemet er som beskrevet tidligere i forbindelse med fig. 1-4. Fortrinnsvis tilføres hydraulisk fluidum og fjernes fra de ak,tive kamre 52 i den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 ved hjelp av reguleringsanordningen 65 og tilhørende utstyr som er vist i fig. 2.

Fig. 7 viser en alternativ utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 i bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen. Mellom en første1 bæreanordning 134 og en andre bæreanordning 135 er

det festet to passive stempel- og sylinderenheter 136 og 136'

og to aktive stempel- og sylinderenheter 137 og 137'. Stempel-

og sylinderenhetene vil selvfølgelig kunne ha gått oppad på begge sider av den bevegelige blokk 27. Som forklart tidligere er kreftene som frembringes av de aktive stempel- og sylinderenheter 137 og 137' motsatt kreftene som frembringes av de passive stempel- og sylinderenheter 136 og 136'.Driften av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet.

med den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 som er vist

i fig. 7 er som tidligere beskrevet i forbindelse med fig. 1-4. Fortrinnsvis tilføres hydraulisk fluidum til og fjernes fra hver av de aktive stempel- og sylinderenheter enten ved hjelp av reguleringsanordningen 65 og tilhørende utstyr som vist i fig. 2

Fig. 8 viser enda en annen utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 i bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen. Til den bevegelige blokk 27 er det festet en bæreanordning 40. Til bæreanordningen 4 0 er det på begge sider av den bevegelige blokk 27 festet sylindre 138 og 138'. Inne i hver sylinder 138 og 138' er et stempel 139 bevegelig på langs. Fra hver av stemplene 139 løper det opp relativt store stempelstenger 140 og 140'. Øverst på hver av stempelstengene 140 og 140<*>er det dreibart festet en trinse 141 og 141'. Kabler henholdsvis 142 og 142' er viklet om trinsen 141 og 141' og løper nedover gjennom en åpning (ikke vist) i bæreanordningen 40. Kablene 142 og 142' er festet til en bæreanordning 143 som kroken 21 henger i.

Variable kamre 144 under stemplet 139 er de passive kamre. Ringformete kamre 14 5 mellom stempelstengene 14 0 og 14 0' og sylindrene 138 og 138' er de aktive kamre. Stempelstengene 140 og 140' er fortrinnsvis utformet med et stort tverrsnittsareal slik at tverrsnittsarealet i de ringformete, aktive kamre 14 5 er 1/4 eller mindre av tverrsnittsarealet i de passive kamre 14 4. Hydraulisk fluidum tilføres til og fjernes fra de passive kamre gjennom en ledning 146. Hydraulisk fluidum tilføres til og fjernes fra de aktive kamre gjennom en ledning 14 7. Anordningen for tilførsel av hydraulisk fluidum til de passive kamre er fortrinnsvis slik som vist i fig. 2. Anordningen for tilførsel av hydraulisk fluidum til de aktive kamre er fortrinnsvis slik som vist i fig. 2.

Driften av bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystemet hvor det anvendes den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 som er vist i fig. 8, er som beskrevet tidligere. Kreftene av det hydrauliske fluidum'i de aktive kamre 14 5 mot stemplene 13 9 er motsattrettet kreftene av det hydrauliske fluidum i de passive kamre 144 mot stemplene 13 9. Men istedenfor at den algebraiske sum av kreftene utøves i et direkte mekanisk forhold på kroken 21, dobles disse krefter ved at de utøves gjennom stempelstengene 140 og 140' som bærer trinsene 141 og 141' og kablene 142 og 142'. Dette gir det mulig å

halvere stempelstengenes 140 og 14 0' slag.

Claims

1. Fremgangsmåte til å kompensere bevegelse av en flytende konstruksjon (13) og/eller bevegelse av lasten (ved 21) innad i grunnen (12), hvorved et stort sett konstant trykk bibeholdes mellom lasten og grunnen, hvor en lastbærende enhet (22), som er anbrakt på den flytende konstruksjon (13), bærer en last (ved 21) som er bevegelig vertikalt i forhold til den flytende konstruksjon og den lastbærende enhet er forbundet med et bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem som omfatter en primær enhet av stempel (47) og sylinder (43) som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten og som er innrettet til å frembringe krefter for å løfte lasten, og en sekundær enhet av stempel (4 6) og sylinder (5 0) som er anbrakt mellom den lastbærende enhet og lasten og som er innrettet til å frembringe krefter for å motvirke løfting av lasten, og hvor primære og sekundære stempler er forbundet med hverandre for koordinert bevegelse, karakterisert ved følgende trinn: passiv tilførsel av fluidum under trykk til den primære sylinder (43) og mot det primære stempel (47), slik at det primære stempel (47) og det sekundære stempel (4 6) beveges lengdeveis i sin sylinder (43,50) en valgt strekning i en retning som bevirker løfting av lasten, hvorved systemet løfter lasten, aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til den sekundære sylinder (50) og mot det sekundære stempel (46), slik at det sekundære stempel (4 6) og det primære stempel (4 7) beveges lengdeveis i sin sylinder (50,43) en valgt strekning i retning motsatt retningen som bevirker løfting av lasten, hvorved systemet senker lasten, senking av iallfall den del av systemet som omfatter den primære og den sekundære stempel- og sylinderenhet samt lasten som er opphengt i disse, inntil lasten er i berøring med grunnen og et bestemt trykk opptrer mellom lasten og grunnen, og deretter aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum til og muliggjøring av fjerning av hydraulisk fluidum fra den sekundære sylinder i avhengighet av data som indikerer trykket i fluidet i den primære sylinder og trykket i fluidet i den sekundære sylinder, hvorved stempel- og sylinderenhetene utvides og sammentrykkes slik at det kompenseres bevegelsen av den flytende konstruksjon og/eller bevegelsen av lasten i grunnen .

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den aktive tilførsel av hydraulisk fluidum til og muliggjøring av fjerning av hydraulisk fluidum foretas ifølge formelen

hvor Q er volumet av det hydrauliske fluidum som tilføres til eller fjernes fra de to sylindres passive kamre, er trykket av det hydrauliske fluidum i de passive kamre, A^ er det effektive tverrsnittsareal i de passive kamre, P2 er trykket av det hydrauliske fluidum i de to sylindres aktive kamre, A2 er det effektive tverrsnittsareal i de aktive kamre, k er en konstant og K er den ønskete kroklast.

3. Bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem i en lastbærende enhet (22) innrettet til å bære en last (ved 21) som er bevegelig i forhold til den lastbærende enhet som er montert på en flytende konstruksjon (13), karakterisert ved en primær enhet av stempel (47) og sylinder (43) som er anbrakt mellom den lastbærende enhet (22) og lasten (ved 21), hvor enhetens ene del, dvs. stemplet (47) eller sylinderen (43), er innrettet til å beveges sammen med den lastbærende enhet (22), mens enhetens annen del, dvs. sylinderen (43) eller stemplet (47), er innrettet til å beveges sammen med lasten (ved 21). en anordning for passiv tilførsel av fluidum under trykk til den primære sylinder (43) på den ene side av det primære stempel (47), idet den kraft som utøves mot det primære stempel (47) søker å bevege det primære stempel (47) lengdeveis i forhold til den primære sylinder (43) i en retning for løfting av lasten, en sekundær enhet av stempel (46) og sylinder (50) som er anbrakt mellom den lastbærende enhet (22) og lasten (ved 21), hvor enhetens ene del, dvs. stemplet (46) eller sylinderen (50), er innrettet til å beveges sammen med lastbæreenheten (22), mens enhetens annen del, dvs. sylinderen (50) eller stemplet. (46), er innrettet til å beveges sammen med.lasten (ved 21), en anordning som danner drivforbindelse mellom det primære stempel (47) og det sekundære stempel (46), slik at deres lengdeveis bevegelse koordineres i forhold til hverandre, en anordning (37) for aktiv tilførsel av fluidum til den sekundære sylinder (50) på den ene side av det sekundære stempel (46) og for å muliggjøre fjerning av fluidum fra den sekundære sylinder (50), idet kraft som utø ves mot det sekundære stempel (46) søker å bevege det sekundære stempel (46) lengdeveis i forhold til den sekundære sylinder (5 0) i en retning motsatt løftingen av lasten, en transduktor for fastleggelse av fluidumtrykket i den primære sylinder (43) og for frembringelse av et første elektrisk signal i samsvar med nevnte trykk, en transduktor for fastleggelse av fluidumtrykket i den sekundære sylinder (50) og for frembringelse av et annet elektrisk signal i samsvar med nevnte trykk.

4. System i samsvar med krav 3, karakterisert ved innstillbare anordninger for frembringelse av et tredje elektrisk signal proporsjonalt med en bestemt last (ved 21) som bæres av systemet og reguleringsanordninger som drives ved påvirkning av første, andre og tredje elektriske signaler til aktivt å tilføre fluidum til og fjerne fluidum fra den sekundære sylinder (50).

5. System i samsvar med krav 3 eller 4, karakterisert ved at anordningen for passiv tilførsel av fluidum under trykk til den primære sylinder (43) omfatter en pneumatisk akkumulator (36) og en pneumatisk-hydraulisk grenseflateanordning (35) i fluidumforbindelse med den pneu-matiske akkumulator og den primære sylinder.

6. System i samsvar med krav 4, karakterisert ved at anordningen (37) for aktiv tilførsel av fluidum til og for å muliggjøre fjerning av fluidum fra den sekundære sylinder (5 0) omfatter en kilde (63) for hydraulisk fluidum, en toveis pumpe (61) med et variabelt volum i fluidumforbindelse med den sekundære sylinder (50) samt en reguleringsinnretning for regulering av retningen og volumet for det hydrauliske fluidum som pumpes av pumpen.