NO800211L

NO800211L - MOVEMENT COMPENSATION FOR MOVEMENT AND / OR FOR WEIGHT ADJUSTMENT, IN A CONSTRUCTION CARRYING A LOAD

Info

Publication number: NO800211L
Application number: NO800211A
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: NL7413626A; AU7310274A; US3912227A; GB1476673A; GB1476671A; DE2448813A1; NO800210L; GB1476672A; FR2248225A1; JPS5067201A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte tilThe present invention relates to another method

å kompensere bevegelse av en flytende konstruksjon.hvorpå det er anbrakt en lastbærende enhet som bærer en last som er bevegelig vertikalt i forhold til den flytende konstruksjon, hvor den lastbærende enhet er forbundet med et bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystem som omfatter en primærenhet 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 sekundærenhet 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. to compensate for movement of a floating structure. on which a load-carrying unit is placed that carries a load that is movable vertically in relation to the floating structure, where the load-carrying unit is connected to a movement compensation and/or weight control system comprising a primary unit of piston and cylinder which is placed between the load-carrying unit and the load and which is arranged to generate forces to lift the load, and a secondary unit of piston and cylinder which is placed between the load-carrying unit and the load and which is arranged to generate forces to counteract lifting of the load and where primary and secondary pistons are connected to each other for coordinated movement.

Oppfinnelsen har spesiell betydning i forbindelse med en lastbærende enhet, såsom en grunnboringsenhet, som er festet til en flytende konstruksjon. The invention has particular significance in connection with a load-carrying unit, such as a foundation drilling unit, which is attached to a floating structure.

Ved bruken av konvensjonelle jordboringsenheter er detIn the case of the use of conventional earth drilling units it is

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). it is often desirable to maintain a constant weight on a tool used to drill into the ground. Numerous so-called automatic drilling devices have been developed in an attempt to solve this problem. This constant weight problem is increased when the hole being drilled into the ground is under water and the soil drilling unit is mounted on a floating structure. As the structure moves up and down with the waves, the weight exerted on the tool via the drill string or similar decreases (occasionally so much that the tool is lifted from contact with the ground) or increased (sometimes so much that the tool or drill string breaks).

Andre problemer som er forbundet med anvendelse av en grunnboringsenhet eller en annen lastbærende enhet som er montert på Other problems associated with the use of a core drilling unit or other load bearing unit mounted on

en flytende konstruksjon er å holde verktøyet eller lasten soma floating construction is to hold the tool or load which

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 ofteønskelig å holde et skjæreverktøy inne i et borerør på samme sted langs dets lengde. Og det er ofte Ønskelig å lande et eksplosjonshindringsapparat mykt på is suspended on a drill string or similar in the same place and to move the tool or load up and down at a selected speed. For example. it is often desirable to hold a cutting tool inside a drill pipe at the same location along its length. And it is often desirable to land an explosion prevention device softly

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. an underground well house. However, the upward and downward movement of the floating structure carrying the core drilling unit can cause the cutting tool to move vertically inside the drill pipe or the blowout preventer to move into the well casing.

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-patentskrifter 3.353.851 og 3.319.981. Various attempts have been made to stabilize a floating structure carrying a foundation drilling unit, e.g. in US Patent 3,490,406. Various attempts have been made to develop sliding joints or compensation devices in the drill string itself or the driver, such as e.g. according to US Patents 3,353,851 and 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. Also, various attempts have been made to develop a motion compensation or weight control system for attachment between the load and the unit carrying the load. Illustrative of these efforts are the following US patents 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. 677 as well as 2,945,676. For one reason or another, each of the known motion compensation systems is disadvantageous or undesirable.

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 å konstruere et praktisk bevegelseskompensasjons- og/eller vektreguleringssystem hvor stempel- og sylinderenheten bevirker homogene krefter i hele dens bevegelsesområde. Previous attempts to construct a motion compensation and/or weight control system for mounting between the carrier and its load have shown the need for some sort of expandable and contractible mechanism capable of generating homogeneous forces at any point in its expansion and contraction range. In general, a heavy-duty, telescoping piston and cylinder assembly has been chosen to produce the expansion and contraction motion. However, great difficulties have been experienced in constructing a practical motion compensation and/or weight control system where the piston and cylinder unit exerts homogeneous forces throughout its range of motion.

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. Numerous such known devices have attempted to drive a piston and cylinder assembly so that it produces homogeneous forces in its range of motion by supplying fluid at a predetermined pressure to the piston and cylinder assembly. This fluid is generally a gas alone or a hydraulic-pneumatic combination where a gas in an accumulator bearing is held at a predetermined pressure, and the gas pressure is transferred to a hydraulic fluid which in turn is supplied to the piston and cylinder unit. Such systems for regulating the movement of the piston and cylinder unit are usually referred to as "passive" systems, as there is no pump or similar that forces fluid into the piston and cylinder unit.

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. Unfortunately, no practical, passive system has been constructed that will effect proper movement compensation and/or weight regulation. This is because the volume of the gas changes as the gas or the hydraulic fluid in the pneumatic-hydraulic combination is moved in and out of the piston and cylinder assembly depending on the longitudinal movement of the piston. According to Charles' law (provided that the temperature of the fluid is relatively constant) this volume change in the gas produces a change in its pressure. And this change in gas pressure results in a corresponding change in the pressure of the hydraulic fluid in the piston and cylinder unit, which in turn causes incorrect motion compensation and/or weight regulation.

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%.. Of course, this pressure variation can be reduced by increasing the volume of the accumulator storage containing the pressurized gas. But this has practical limits. Even the largest, practical accumulator system used today to passively regulate an extra powerful movement compensation and/or weight regulation system still gives a pressure error of approx. + 4% when the piston makes a stroke. And it is not unusual in less passively driven devices for the pressure error to increase to approx. + 8%. In addition, the friction of the fluid moving in and out of the cylinder and its accompanying components, and the friction of the seal between the piston and the cylinder, as well as the inertia of the piston, cause further pressure loss. These combined pressure losses in a passively driven device can easily be approx. + 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- In other such known devices, attempts have been made to effect accurate motion compensation and/or weight regulation by positively pumping or otherwise forcing a hydraulic fluid into and regulating its flow out of the piston-

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 vektreguleringssystemer som skal anvendes and the cylinder unit to maintain a constant pressure in the cylinder at all times regardless of the position of the piston in the cylinder. These devices are usually referred to as "active" devices. But these active devices have practical drawbacks. Movement compensation and/or weight regulation systems to be used

for å bære tunge laster er ganske massiv. Det er ikke uvanlig to carry heavy loads is quite massive. It is not unusual

at det finnes to sylindre som hver er mer enn 6,1 m lang og har et tverrsnittsareal på mer enn 645 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. that there are two cylinders that are each more than 6.1 m long and have a cross-sectional area of more than 645 cm. When the piston moves longitudinally inside the cylinder, a large amount of hydraulic fluid must be moved in and out of the cylinder. To actively move this hydraulic fluid into and out of a cylinder, a lot of horse power is required and, consequently, very large pumps. It has been found that it is simply not practical to design a purely active motion compensation and/or weight control system for large loads.

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. US patent 3,259,371 describes a motion compensation system for use with a load-bearing device mounted on a floating structure, which is a combination of a passive and an active system. This motion compensation system comprises a linear adjustment device or expandable and contractible mechanism to one end of which is connected a source of fluid of constant pressure and to the other end of which is connected a hydraulic control valve which is connected to a pump and a source of hydraulic fluid. The control valve is operated by electrical signals generated by a regulator in dependence on the linear position of the floating structure in relation to the earth and the linear position of the linear setting device in relation to its actuator rod.

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. Known motion compensation and/or weight control systems have usually worked either according to a pressure mode of operation, i.e. depending on changes in the pressure of the fluid in the expandable and contractible mechanism, or according to a position mode of operation, i.e. depending on the expansion and contraction of the expandable and contractible mechanism and the movement of the floating structure relative to the earth. Depending on the task to be carried out, there are certain advantages associated with working according to either the pressure working method or the standing working method. Most known movement compensation and/or weight regulation systems cannot be easily switched between the pressure mode of operation and the position mode of operation. In addition, the known motion compensation and/or weight control systems which are arranged to operate according to the positive mode of operation function in dependence on input data which only shows the magnitude and direction of the expansion and contraction of the expandable and contractible mechanism and the movement of the floating structure in relation to to the earth.

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 systemer og utgjør en forbedring i forhold til den kombinasjon av en passiv og en aktiv anordning som er beskrevet i US-patentskrift 3.295.371. The movement compensation and/or weight regulation system according to the present invention is a combination of a passive and an active device which overcomes the disadvantages of the purely passive devices and the purely active systems and constitutes an improvement in relation to the combination of a passive and an active device which is described in US patent 3,295,371.

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, The method according to the invention is characterized by the following steps: passive supply of fluid under pressure to the primary cylinder and towards the primary piston so that the primary piston and the secondary piston are moved longitudinally in their cylinder a selected stretch in a direction which causes lifting of the load, whereby the system lifts the load,

aktiv tilførsel av hydraulisk fluidum tLl 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, active supply of hydraulic fluid to the secondary cylinder and to the secondary piston so that the secondary piston and the primary piston are moved longitudinally in their cylinder a selected distance in the direction opposite to the direction that causes the lifting of the load, whereby the system lowers the load,

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 vertikal bevegelse av den flytende konstruksjon i forhold til grunnen, størrelsen av utvidelsen og sammentrykkingen av stempel- og sylinderenhetene, hastigheten for den vertikale bevegelse av den flytende konstruksjon i forhold til grunnen samt hastigheten for utvidelsen og sammentrykkingen av stempel- og sylinderenhetene, hvorved stempel- og sylinderenhetene utvides og sammentrykkes slik at bevegelsen av den flytende konstruksjon kompenseres. and then actively supplying hydraulic fluid to and enabling the removal of hydraulic fluid from the secondary cylinder in dependence on data indicating vertical movement of the floating structure relative to the ground, the amount of expansion and compression of the piston and cylinder assemblies, the speed of the vertical movement of the floating structure relative to the ground as well as the rate of expansion and contraction of the piston and cylinder units, whereby the piston and cylinder units expand and compress so as to compensate for the movement of the floating structure.

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 krat 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 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 anordning som danner drivforbindelse mellom det primære og det sekundære stempel, slik at deres lengdeveis bevegelse koordineres i forhold til hverandre, en anordning som er forbundet med den flytende konstruksjon for å fastlegge retningen og hastigheten på den flytende konstruksjons vertikale bevegelse i forhold til grunnen og for frembringélse av et første elektrisk signal proporsjonalt med nevnte bevegelse, en anordning som er forbundet med bevegelseskompensasjonssys-temet for fastleggelse av retning og hastighet for den vertikale bevegelse av lasten i forhold til den lastbærende enhet og for frembringelse av et annet elektrisk signal proporsjonalt med nevnte bevegelse, samt reguleringsanordning som drives ved påvirkning av det første og det annet elektriske signal for å sørge for at fluidum aktivt innføres i den sekundære sylinder og muliggjør fjerning av fluidum fra den annen sylinder. The invention also relates to a system for carrying out the method according to the invention and the system is characterized by a primary unit of piston and cylinder which is placed between the load-carrying unit and the load, where one part of the unit, i.e. the piston or the cylinder, is arranged to move together with the load-carrying unit, while the other part of the unit, i.e. the cylinder or the piston is arranged to move with the load, a device for passive supply of fluid under pressure to the • primary cylinder on one side of the primary piston, the bush which exerted against the primary piston seeks to move the primary piston longitudinally in relation to the primary cylinder in a direction for lifting the load, a secondary unit of piston and cylinder placed between the load-carrying unit and the load, where one part of the unit, i.e. the piston or cylinder is arranged to move together with the load-carrying unit, while the other part of the unit, i.e. the cylinder or piston, is arranged ten l to move with the load, a device for actively supplying fluid to the secondary cylinder on one side of the secondary piston and for enabling the removal of fluid from the secondary cylinder, as force applied to the secondary piston tends to move it secondary pistons longitudinally relative to the secondary cylinder in a direction opposite to the lifting of the load, a device which forms a driving connection between the primary and secondary pistons so that their longitudinal movement is coordinated relative to each other, a device connected to the floating structure for determining the direction and speed of the vertical movement of the floating structure relative to the ground and for generating a first electrical signal proportional to said movement, a device connected to the motion compensation system for determining the direction and speed of the vertical movement of the load in relation to the load-carrying unit and for propulsion generation of another electrical signal proportional to said movement, as well as control device which is operated by the influence of the first and the second electrical signal to ensure that fluid is actively introduced into the secondary cylinder and enables the removal of fluid from the second cylinder.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den etter-følgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende teg-ninger, hvori: Further features of the invention will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 viser et skjematisk riss av en utførelsesform avFig. 1 shows a schematic view of an embodiment of

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. a movement compensation and/or weight control system according to the invention in connection with a foundation drilling unit which is mounted on a floating construction for drilling a borehole under water.

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 Fig. 2 shows a front elevation, with certain parts in longitudinal section, of the expandable and contractible mechanism in the system according to fig. 1 in a partially collapsed position and with the components of the system for passive supply of hydraulic fluid and for active supply of hydraulic fluid to the expandable

og sammentrekkbare mekanisme vist skjematisk.and retractable mechanism shown schematically.

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. Grunnboringsenheten 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. Fig. 3 shows a diagram indicating, in relation to time, the typical vertical movement of a floating drilling rig and the typical vertical movement of the piston rod in the expandable and contractible mechanism relative to its outer cylinder. Fig. 4 shows a schematic block diagram of a preferred placement of the electrical components in the regulating body in the active part of the system. Fig. 5 shows a front elevation, with certain parts shown in longitudinal section, of an alternative component for active supply of hydraulic fluid to the expandable and contractible mechanism according to the invention. Fig. 6 shows a schematic view of an alternative embodiment of the movement compensation and/or weight regulation system according to the present invention in connection with a ground drilling apparatus which is equipped with a hydraulically supported drill head and which is mounted on a floating structure. Fig. 7 shows a front elevation, with certain parts shown in longitudinal section, of yet another embodiment of the expandable and contractible mechanism according to the invention. Fig. 8 shows a front elevation, with certain parts shown in longitudinal section, of yet another embodiment of the expandable and contractible mechanism according to the invention. Fig. 1 shows a preferred embodiment of the movement compensation and/or weight regulation system according to the present invention used in connection with a foundation drilling unit which is equipped with cables and a movable block and which is mounted on a structure that floats in water. The core drilling unit is shown during drilling of a vertical borehole 11 in an underwater seabed 12. The floating structure 13 is anchored in a suitable manner (not shown) against excessive lateral movement to keep a drill string 14 centered relative to boreholes. A drill bit 15 is attached to the lower end of the drill string 14 and is in contact with the ground. A marine riser 16 runs from a well housing 17 on the seabed upwards to a location near the floating structure 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. The upper part of the drill string 14 is attached to a kelly 18 which runs through a rotating table 19. The upper end of the kelly is attached to a swivel block 20 which in turn hangs from a hook 21 which is connected to the lower part of a expandable and contractible mechanism 22 in the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention. A mud line 23 is connected to the swivel block.

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 2 7 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 hær dennes blind-ende. In the foundation drilling unit shown in fig. 1, a tower 24 is used to which a top block 25 is attached at the top. By means of a cable 26, a movable block 27 hangs in the top block 25. The cable 26 ends blindly on the floating structure 13 in a selected point 28 runs upwards and runs appropriately about the top block 25 and the movable block 27 and then runs downwards to a traction device 29. The traction device 29 winds on or off the cable 26 so that the movable block 27 is raised or lowered. A weight indicator 30 is preferably connected to the cable 26 at a selected location, such as its blind end.

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, 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 In the motion compensation and/or weight regulation system according to the invention, an expandable and contractible mechanism 22 is used to effect a desired telescoping effect so that selected movement of the load in relation to the floating structure can be produced, or if the load is in contact with the ground, it can be maintained a certain pressure between the load and the ground. Where the expandable and contractible mechanism 22 in the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention is in fig. 1 shown attached to or placed between the movable block 27 and the hook 21. The load comprising the swivel block 20, the kelly 18, the drill string 14, the drill bit 15 and other accompanying apparatus attached thereto is carried directly by the expandable and contractible mechanism in the motion compensation and weight mechanism 22. The weight of the load which is hooked onto or carried by the expandable and contractible mechanism 22 is termed "hook load". By placing the expandable and contractible mechanism 22 between the movable block and the load instead of between the blind end of the cable 26 and the floating structure 13, it is reduced

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. expansion and contraction of the mechanism 22 as necessary. Assuming that the top block and the movable block produce a ten to one reduction in the movement of the cable 26 will e.g. an expandable and compressible mechanism placed between the floating structure 30 and the blind end of the cable 26 had to expand and compress a distance of 40 m to move the load 4 m. In addition, an expandable and compressible mechanism placed above the top block or on the floating structure contend with the frictional forces generated by the reversal of the top block and the movable block as the cable is fed in and out during the compensation cycle.

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. An oil/air interface tank 35, a series 36 of air storage tanks and a device 37 for active supply of hydraulic fluid are mounted on the floating structure. As will be explained hereinafter, the oil/air interface tank 35 and the row 36 of air storage tanks function to passively supply and remove hydraulic fluid to and from the expandable and compressible mechanism 22, and the device 27 actively supplies and removes hydraulic fluid to and from the mechanism 22. A rotatable drum 38 is also placed on the floating structure which, as will be explained below, is used to determine the vertical position of the floating structure in relation to the seabed.

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. As shown in fig. 2, a preferred embodiment of the expandable and compressible mechanism 22 according to the invention comprises two identical piston and cylinder units 39 and 39'. Each of the piston and cylinder units 39 and 39' is attached to a carrier device 40 which in turn is attached to the movable block 27. Piston rods 41 and 41' are movable longitudinally inside the cylinder 39 and 39' respectively. The piston rods 41 and 41' are attached to a second support device 42 in which the hook 21 hangs.

Ifølge denne utførelsesform av bevegelseskompensasjons- og/ eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen løper hver av de to stempel- og sylinderenheter i den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 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. According to this embodiment of the motion compensation and/or weight regulation system according to the invention, each of the two piston and cylinder units in the expandable and compressible mechanism 22 runs upwards along the side of the movable block. For a selected size of the expandable and compressible mechanism, this reduces the height under the tower of the overall mechanism. However, the expandable and compressible mechanism in the motion compensation and/or weight regulation system according to the invention is not limited to a piston and cylinder unit which is attached to one of the sides of the movable block. It may actually comprise more than two cylinder and piston units surrounding a movable block, one cylinder and piston unit hanging in the movable block, as will be described in the following, or other designs, some of which will be described in what follows.

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 4 7 er festet til den øvre ende av stempelstangen 41 inne i et ringformet rom mellom den indre sylinder 4 6 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 4 6 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. Each of the piston and cylinder units 39 and 39' (only the piston and cylinder unit 39 will be described fully in the following) according to this embodiment of the invention comprises an outer, primary cylinder 43 which is equipped with end plates 44 and 45. to the upper end plate 44 of the outer cylinder 43 is attached an inner cylinder 46 which hangs in the plate and which is placed concentrically inside the outer cylinder 43. The inner cylinder 46 is preferably the same length as the outer cylinder 43 and runs slightly past the lower end plate 45 in the outer cylinder 43. The previously mentioned piston rod 41 is cylindrical and hollow and is slidably fitted around the inner cylinder 46. A first piston 4 7 is attached to the upper end of the piston rod 41 inside an annular space between the inner cylinder 4 6 and the outer cylinder 43. The first piston 47 is slidable in this annular space and carries a suitable sealing ring 48 for sliding sealing against the outer cylinder wall. The inner cylinder 4 6 is equipped with a suitable sealing ring 4 9 for a sliding seal against the sliding piston rod 41. The lower end of the piston rod 41 includes a second piston 50.

Det ringformete rom mellom den nedre endeplate 45, denThe annular space between the lower end plate 45, the

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 47 og den indre sylinder 46 omfatter et retardasjonskammer 53. outer cylinder 43, piston rod 41 and first piston 47 comprise a primary chamber 51, which is sometimes referred to as passive chamber. Chambers formed within the upper end plate 44, the inner cylinder 46, the hollow piston rod 41 and the second piston 50 comprise a secondary chamber 52, which is sometimes referred to as an active chamber. The annular chamber between the upper end plate 44, the first piston 47 and the inner cylinder 46 comprises a deceleration chamber 53.

En kanal 54 er anbrakt i den nedre del av den ytre sylinder 4 3 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. A channel 54 is placed in the lower part of the outer cylinder 4 3 in fluid connection with the passive chamber 51. A line 55 provides fluid connection from the channel 54 to the oil/air interface tank 35. The oil/air interface tank 35 is in fluid connection through a line 56 with the series 36 of air storage tanks. The series of air storage tanks and the oil/air interface tank thus provide the standard pneumatic/hydraulic device for passively supplying and receiving hydraulic fluid under pressure to and from the primary chamber 51. In fluid communication with the hydraulic fluid in the primary chamber 51 is a pressure transmitter 57 which determines the pressure of the hydraulic fluid and forms an electrical signal proportional to this.

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. Through the upper end plates and inside each of the secondary' or active chambers 52 and 52', a channel 58 is placed. A line 59 brings the active chambers 52 and 52' into fluid communication with the device 37 for supplying and removing hydraulic fluid in and from the active chambers 52 and 52'. A pressure transmitter 60, such as a Tyco Instruments Model AF 3000, communicates with the active hydraulic fluid supplied to the active chambers 52 and 52'. This pressure transmitter determines the pressure of the fluid in the active chambers and produces a signal proportional to this.

En foretrukket anordning for aktiv tilførsel og fjerningA preferred device for active supply and removal

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 of hydraulic fluid to and from the secondary chambers 52 and 52' is shown within dashed lines 37 in fig. 2. The line 59 is in fluid connection with a pump 61. The pump 61 is in fluid connection through a line 62 with a vessel 63 where hydraulic fluid is stored. The pump 61 can be any of various commercially available devices, but a pump that has variable volume is preferred , are two-way and over-centered, which are manufactured by Von Roll A/S in Switzerland, Rwx Roth, Sunstrand or Dynapower. In the preferred pump, the direction in which the hydraulic fluid is pumped and the volume of hydraulic fluid thereby pumped are regulated by positioning the pump's crosshead. The position of the pump's cross head is regulated by means of a servo valve 64 which is well known to those skilled in the art. The operation of the servo valve is regulated by means of electrical signals supplied from a control device 65. As will be described below, the control device 65 operates in dependence on a feedback signal from the servo valve 64

og inngangssignaler som tilføres kontrollanordningen 65, hvilke varierer avhengig av om anordningen drives ifølge forbindelse med grunnen eller ifølge trykkarbeidsmåten. and input signals supplied to the control device 65, which vary depending on whether the device is operated according to connection with the ground or according to the pressure mode of operation.

Istedenfor toveispumpen med variabelt volum kan andreInstead of the two-way pump with variable volume, others can

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. types of pumps and devices of servo valves are used. E.g. US patent 3,259,371 describes a one-way pump which is connected to a servo valve which varies the flow direction of the drilling fluid back and forth between a cylinder and a vessel.

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 4 6 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-sjonskammeret 53 senke oppad bevegelsen til det første stempel 47 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. As shown in fig. 2, in each of the piston and cylinder units there is an annular chamber 53 between the upper end plate 44 and the outer cylinder 43, the inner cylinder 46 and the first piston 47. This annular chamber 53 is a deceleration chamber. It preferably contains a selected amount of hydraulic fluid. The upper end plate 44 of the outer cylinder 43 is preferably provided with inclined shoulders 66 which produce a tapered, truncated surface leading to one or more outlets 67 communicating with an outer chamber 68. Upon sudden upward movement of the piston rod 41, which can be effected by separation of the load attached to the hook 21, the hydraulic fluid in the deceleration chamber 53 will slow the upward movement of the first piston 47 as fluid flows through the deceleration outlets 67 into the outer chamber 68. In addition, as will be described in the following, the hydraulic fluid in the active chamber 52 opposes the upward movement of the piston rod 41 and thus assists in the deceleration.

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 2 9 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 at 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 . Fig. 3 graphically shows as a function of time the typical vertical movement of the floating structure 13 relative to the well casing 17. The vertical movement of the floating structure due to normal wave motion produces a diagram 71 which is sinusoidal. The floating structure 13 is furthest away from the well casing 17 at a point in time 72 when it is at the wave crest and is closest to the well casing at a point in time 73 when it is in the wave trough. As shown in fig. 3 pigeons the floating construction 3.66 m, i.e. + 1.88 m from the center position of the pigeon. When the floating structure 13 moves, the outer cylinders 43 and 43' in the expandable and compressible mechanism 22 will likewise move (provided that the pulling devices 29 are locked). In order to achieve correct movement compensation and/or weight regulation of the load, the piston rods 41 and 41' should move in relation to the outer cylinders 43 and 43' when the floating structure is dove. When the device is operated so that the load remains stationary vertically relative to the ground, the piston rods 41 and 41' should move relative to the outer cylinders 43 and 43' in the opposite direction to the floating structure by a distance and at a speed equal to the movement, of the floating structure, as illustrated by a dashed, sinusoidal line 74. However, as will become clear from what follows, when the system is operated so that a selected weight is maintained on a tool in contact with the ground, the movement of the piston rods in relation to the outer cylinders do not necessarily "follow the track" of the movement of the floating structure.

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 7 7 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. As will be explained in what follows, the various processes used to generate input data for the regulation device 65 will vary depending on the system's working method. The pressure transmitters 57 and 60 described above form a set of sensors for generating input signals. The second set of sensors includes devices for determining the position of the piston rods 41 and 41' in relation to the outer cylinders 43 and 43', a device for determining the speed of movement of the piston rods 41 and 41' in relation to the outer cylinders 43 and 43' . But as shown in fig. 2, the device for determining the position of the piston rods in relation to the outer cylinders preferably comprises a position transducer which is fixed between the first support device 40 and the second support device 42. The position transducer 74, such as a Beckman potentiometer, a Bourns potentiometer or a Lockheed Electronics position transducer, comprises preferably a spring-loaded, rotating element 76 which is attached to the first support device, and a wire or cable 77 which is attached to the second support device 42. Linear movement of the second support device relative to the first support device 40 causes the cable 77 to wind on and off the rotating element 76 so that it rotates. The position transducer 75 forms an electrical signal which is proportional to the direction and magnitude of the rotation of the rotating element, the electrical signal being connected via a conductor not shown to the regulating device 65. Device for determining the direction and speed of movement of the piston rods in relation to the outer cylinders preferably comprises a speed transducer 78, such as a Servotek DC Tachometer or another commercially available device, which is also fixed between the first and second carrier devices. Preferably, the speed transducer 78 comprises a spring-loaded, rotating part which is attached to the first support device, and a wire or cable which is attached to the second support device. Linear movement of the two support devices in relation to each other causes the cable to be wound on and off the rotating element. The speed transducer 78 forms an electrical signal which is proportional to the direction and speed of rotation of the rotating element, the electrical signal being coupled to the regulating device 65 via a conductor not shown.

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 There are many devices which are known to professionals in the field and which can be used to determine the vertical position of the floating structure in relation to the well casing. Today, vessels are constructed that are placed in position dynamically, where sonar, accelerometers, lasers and other advanced electronics are used to determine the vessel's position and to generate data that is proportional to this. The device for determining the linear position of the floating structure in relation to the well casing preferably comprises, as illustrated in fig. 1, a cable 79 which is attached to the marine riser 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 79 vikles om den dreibare trommel 38. Trommelen 38 holder et konstant strekk på kabelen 7 9 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. which in turn is attached to the well casing on the seabed. Alternatively, the cable 79 can be connected with control lines or directly with the well housing. The cable 79 is wound around the rotatable drum 38. The drum 38 maintains a constant tension on the cable 79 and winds on or off the cable depending on the movement of the floating structure in relation to the well casing. A position transducer 80, such as described above with respect to position transducer 75 or one of the numerous shaft-siphoning devices manufactured by Astrosystems, Inc. and known in the art is attached to the drum 38. The position transducer produces an electrical signal that is proportional with the direction and magnitude of the rotation of the drum 38, the signal being connected to the regulation device 65 via a conductor not shown. The device for determining the direction and speed of movement of the floating structure relative to the well casing preferably comprises a rotatable speed transducer 81, which is known to those skilled in the art and which is attached to the drum 38. The speed transducer 81 produces an electrical signal that is proportional to the direction and the speed of rotation of the drum 38, the signal being connected to the regulation device 65 via a conductor not shown.

En valgfri føleranordning omfatter en annen stillingsangivelsesinnretning (ikke vist) som er forbundet med trekkeanordningen 2 9 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 An optional sensing device comprises another position indicating device (not shown) which is connected to the pulling device 29 or to the top block 27 for indicating the amount of cable 26 wound on or off the pulling device 29. This position indicating device generates an electrical signal that is proportional to the length of the cable 26 which is wound on

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. or by the pulling device, the signal can be used to determine the position of the movable block 27 in relation to the floating structure 13. A typical position transducer would be the Beckman potentiometer, the Bourns potentiometer or Lockheed Electronics position transducers.

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'. When the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention as illustrated in fig. 1 and 2 are operated according to the position operation method, the control device 65 functions in dependence on the electrical signals formed by the position transducer 75, the speed transducer 78, the position transducer 80 and the speed transducer 81 so that the servo valve 64 drives the pump 61 so that hydraulic fluid is supplied to and removed from the active chambers 52 and 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 tilført 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 At first, it was believed that according to the position working method, effective movement compensation and/or weight regulation could be achieved if the regulation device 65 functioned in dependence only on the electrical signals generated by the position transducer 75 and the position transducer 80. But it was determined empirically that according to the position working method, the device worked better if the control device was added further input data. If e.g. as shown in fig. 3 at a time 82 the electrical signals from the position transducers 75 and 80 inform the control device 65 that sufficient hydraulic fluid has been removed from the active chambers 52 and 52' to compensate for errors in the passive position of the device as the floating structure 13 moves downward , then the control device will cause the servo valve to drive the pump 61 so that at time 82 more hydraulic fluid is neither removed nor supplied to the active chambers 52 and 52'. Then, as the floating structure 13 moves further downward, such as at a time point 83, additional hydraulic fluid must be removed from the active chambers 52 and 52' to compensate for additional errors in the device's passive position. But since no hydraulic fluid was removed from the active chambers 52 and 52' at time 83, errors will occur in motion compensation and/or weight regulation during the time interval between time 82 and the time when the correct amount of hydraulic fluid is removed from the active chambers 52 and 52'. And then the regulation device 65 will cause the servo valve 64 to drive the pump 61 so that excess hydraulic fluid is removed from the active chambers 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. and 52' so that the system can "catch up". Instead of the piston rods 41 and 41' moving uniformly in the opposite direction to the floating structure a distance equal to the movement of the floating structure as shown by the dashed line 74, as a result the piston rods will oscillate as shown by a dotted line 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: It has been observed that this error in the motion compensation and/or weight regulation system when it is operated according to the position working method can be significantly reduced if the control device 65 functions in dependence primarily on data produced by the speed transducer 78 and the speed transducer 81. Consequently, it is preferred that the control device 65 causes the pump 61 supplies and removes hydraulic fluid to and from the active chambers according to the following equation:

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, k2er 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. where Q is the volume of the hydraulic fluid supplied or removed from the active chambers, k^ is a constant, Vs is the direction and speed of the movement of the floating structure, k2 is a constant, Ve is the difference between the direction and speed of the movement of the floating construction and the direction and speed of the movement of the piston rods 41 and 41' (here sometimes referred to as "velocity error"), k^ is a constant and Le is the difference in the position of the floating construction in relation to the well casing and the position of the piston rods in relation to the outer cylinders (here sometimes referred to as "misalignment"). Although it has been established empirically that effective movement compensation and/or weight regulation can be achieved when the regulation device works in dependence only on speed data, it is still desirable to use position data to explain operation in the system which can be caused by loss of hydraulic fluid and the like.

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, Fig. 4 shows, partly schematically and partly in block diagram, a preferred embodiment of the electrical components that comprise the regulation device 65. The part of these electrical components that are used when the device is operated according to the positioning method is as follows: The positioning transducer 80 produces an electrical signal that is proportional to the linear position of the floating construction in relation to the well casing. This electrical signal is added to an electrical signal formed by the potentiometer 85, which is regulated to a value such as . is proportional to the tide. This composite electrical signal is coupled to the input of an operational amplifier 86, such as,

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- a type 741. There is also connected to the input of the amplifier 86 an electrical signal which is formed by the position transducer 75' and which is proportional to the linear position of the piston

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. the rods 41 and 41' in relation to the outer cylinders 43 and 43'. The amplifier 86 operates in such a way that it compares the two electrical signals supplied to its inputs and forms an electrical signal which is proportional to the differences between them.

Dette elektriske signal som dannes av forsterkeren 8 6 er proporsjonalt med stillingsfeilen. This electrical signal which is formed by the amplifier 8 6 is proportional to the position error.

Hastighetstransduktoren 78 danner et elektrisk signal som er proporsjonalt med retningen og hastigheten fer bevegelsen av stempelstengene i forhold til de ytre sylindre. Hastighetstransduktoren 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 The speed transducer 78 generates an electrical signal that is proportional to the direction and speed of the movement of the piston rods relative to the outer cylinders. The speed transducer 81 forms an electrical signal that is proportional to the direction and speed of the movement of the floating structure relative to the well casing. These two electrical signals are coupled to an operational amplifier 87 which operates so that it compares them and forms an electrical signal which is proportional to them. The electrical signal generated by the amplifier 87

er proporsjonalt med hastighetsfeilen.is proportional to the speed error.

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. The position error signal, generated by amplifier 86, and the speed error signal, generated by amplifier 87, are coupled to an operational amplifier 88 which compares them and forms an electrical signal proportional to their sum. The electrical signal formed by the amplifier 88 and the speed signal formed by the amplifier 81 are connected to an operational amplifier 89 which compares the two signals and forms an electrical signal which is proportional to the sum of them. The electrical signal generated by the amplifier 89 is proportional to the volume of hydraulic fluid that would have been added to or removed from the active chambers 52 and 52' to achieve substantially error-free motion compensation when the system is operated according to the position mode of operation.

Det elektriske signal som dannes av forsterkeren 89 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 The electrical signal generated by the amplifier 89 is connected via a switch 90 to the input of a conversion device 91. An electrical signal generated by a tachometer 92 is also connected to the input of the conversion device 91 and is proportional to the speed of the engine (not shown) as drives the pump 61. The conversion device 91 which is one of numerous known devices, converts the electrical input signals that are proportional to the volume of hydraulic fluid to be supplied or removed from the active chambers, into an electrical signal that is inversely proportional to the speed of the pump 61 The output of the conversion device 91 is connected to the input of a non-linear compensation device 93 which changes the electrical signal so that this compensates for any non-linearity in the device. The non-linear compensation device's 93 output is connected to an operational amplifier's 94 input. An electrical feedback signal is also connected to the input of the amplifier 94 which is formed by a linear variable differential converter (LVDT) 95 which transfers the position of the cross head for the pump 61 to a signal which is proportional to this. The amplifier 94 is arranged to compare the two electrical signals supplied to its input and produce an electrical signal proportional to the difference between them. The electrical signal generated by the amplifier 94 is coupled to a servo drive wheel 96

som er innrettet til å tilføre de ønskete elektriske signaler til servoventilen 64. Servoventilen 64 er mekanisk forbundet med pumpens 61 krysshode. which is designed to supply the desired electrical signals to the servo valve 64. The servo valve 64 is mechanically connected to the pump's 61 cross head.

Når spesifikasjonene for et system ifølge oppfinnelsen først er bestemt er de ønskete størrelser på konstantene k^, When the specifications for a system according to the invention are first determined, the desired sizes of the constants k^,

k2og 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 . k2 and k^ in the formula (1) and in various resistances, capacities and inductances to be added to the circuit and adjustments to the amplifiers to introduce the constants k^, k2 and k3 are easily determined by professionals in the field with only a routine experimentation.

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: According to the pressure mode, the regulating device 65 functions in dependence on the electrical signals generated by the pressure transmitter 57 and the pressure transmitter 60 so that the servo valve 64 drives the pump so that hydraulic fluid is supplied to and from the active chambers 52 and 52'. It has been observed empirically that when the device is operated according to the pressure mode of operation, there is no need to determine the speed of movement of the floating structure in relation to the well casing or the speed of movement of the piston rods in relation to the outer cylinders. Correct weight regulation can be achieved simply by determining the pressure of the hydraulic fluid in the passive and the active chambers respectively. Accordingly, it is preferred that the regulating device 65 causes the pump 61 to supply and remove hydraulic fluid to and from the active chambers according to the following equation:

hvor Q er volumet av det hydrauliske fluidum som tilføres til eller where Q is the volume of the hydraulic fluid supplied to or

fjernes fra de aktive kamre, P, 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. is removed from the active chambers, P is the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers, A-^ is the effective cross-sectional area in the passive chambers, P2 is the pressure of the hydraulic fluid in the active chambers, A2 is the effective cross-sectional area in the active chambers, k is a constant and K is the desired hook load.

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). It is assumed that the reason why speed data is not necessary when the system is operated according to the pressure mode of operation, but is desirable when the system is operated according to the position mode of operation, is that the system has a much faster reaction to changes when it is operated according to the pressure mode of operation. According to the pressure working method, the primary parameter, the pressure, is determined and influenced. According to the position working method, a secondary parameter, the position, is determined and influenced (the position is a secondary parameter, as it changes after there has been a change in the pressure of the hydraulic fluid).

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 With reference to fig. 4, the part of the preferred electrical components in the regulation device 65 which is used in the operation of the system according to the pressure working method will be described. The pressure transmitter 57 transmits the pressure of the hydraulic fluid

i de passive kamre 51 til et elektrisk signal som er proporsjonalt med dette. Trykkoverføreren 6 0 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. in the passive chambers 51 to an electrical signal that is proportional to this. The pressure transmitter 60 transfers the pressure of the hydraulic fluid in the active chambers 52 to an electrical signal which is proportional to this. These two electrical signals are coupled to the input of an operational amplifier 100, such as a 741, which is arranged to compare them and form an electrical signal depending on the difference between them. The output of the amplifier 100 is connected to the input of an operational amplifier 101. Also connected to the input of the amplifier 101 is an electrical signal which is formed by a potentiometer 102 and which is proportional to the desired hook load. The amplifier 101 is arranged to compare the two electrical signals supplied to its input and produce an electrical signal proportional to the difference between them. The electrical signal generated by the amplifier 101 is connected via a switch 103 to the input of the conversion device 91. The conversion device 91 and the rest of the components that operate in dependence on the conversion device 91's output are as explained above.

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. Once the system specifications are determined, the various resistances, capacitances, and inductances to be added to the circuit and the controls of the operational amplifiers to account for the area A-^ and A2 in formula (2) are readily determined by those skilled in the art with only a routine experimentation.

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. The other preferred electrical components of the control device 65 which are illustrated in fig. 4 will now be described. Preferably, the electrical signal generated by the position transducer 75 is connected to the input of an operational amplifier 104. Also connected to the input of the amplifier 104 is an electrical signal which is formed by a potentiometer 106 and which is proportional to a selected, desired linear position of the piston rods 41 in relation to the outer cylinders 43. Preferably, the potentiometer 106 is regulated so that it forms an electrical signal which is proportional to the position of the piston rods 41 either in the middle of their stroke or at the top of their stroke. The amplifier 104 is arranged to compare the two electrical signals supplied to its input and to form an electrical signal which is proportional to the difference between them. The electrical signal generated by the amplifier 104 is connected via a switch 107 to the conversion device 91. When this part of the circuit is used, the switch 107 is closed and the switches 90 and 103 are open. The amplifier 104 then generates the necessary electrical signal to cause the pump 61 to supply or remove hydraulic fluid to and from the active chambers, so that regardless of the movement of the floating structure or any losses in the device, the piston rods remain in the selected, desired position, as as in the middle of their battle or at the top of the battle.

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 til 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. An operational amplifier 109 is connected to the output of the amplifier 86. An electrical signal generated by a potentiometer 110 which is regulated to the selected size is connected to the amplifier's 109 second input. The amplifier 109 is arranged to compare the two electrical signals supplied to its input and to form a logic signal in dependence thereon. Preferably, the potentiometer 110 is regulated so that the logic signal generated by the amplifier 109 indicates whether the position of the piston rods in relation to the center of their stroke is equal to the position of the floating structure in relation to the center of its dove area. If this part of the circuit is activated when the position of the floating structure in relation to the center of its dove area is equal to the position of the piston rods in relation to the center of their stroke, the amplifier 109 forms a logic signal which causes the switch 90 to close and the switches 103 and 107 to open. The device then works according to the position working method.

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. An operational amplifier 111 is connected to the output of the amplifier 101. An electrical signal is also connected to the input of the amplifier 111 which is formed by a potentiometer 112 which is regulated to a preselected value. The amplifier 111 is arranged to compare the two electrical signals which are supplied to its input and form a logic signal depending on these. Preferably, the potentiometer 112 is regulated so that the log signal generated by the amplifier 111 indicates when the current load carried by the hook 21 is equal to the preselected hook load K in formula (2). If this part of the circuit is activated, when the current load carried by the hook is equal to the preselected hook load, the amplifier 111 forms a logic signal which causes the switch 103 to close and the switches 90 and 107 to open. The device then works according to the pressure mode of operation.

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 eksplosjonshindreren 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. The movement compensation and/or weight control system according to the present invention is preferably operated according to the position working method when it is desirable to maintain a load in a selected position in relation to the ground or to move a load at a selected speed in relation to the ground. Assuming e.g. that the foundation drilling unit shown in fig. 1 is used to place a not shown explosion barrier of approx. 113,400 kg on the well casing 17. Assuming that when the last part of the drill pipe is added to the string to lower the explosion barrier on the well casing, the total load carried by the hook 21 is approx. 136,000 kg. Assume that the floating structure 13 is subjected to wave dove of 1.82 m in each direction, i.e. that it moves a total distance of 3.84 m. Assume that the range of motion of the piston rods 41 and 41' inside the outer cylinders 43 and 43' is approx.

7,3 m. Luften i serien 36 av luftlagertanker bringes på et så høyt trykk som er nødvendig for å bevege stempelstengene 41 7.3 m. The air in the series 36 of air storage tanks is brought to as high a pressure as is necessary to move the piston rods 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. and 41' to the top or near top of their range of motion. If the combined, effective cross-sectional areas of the passive chambers are approx. 12.90 cm 2 , the pressure of the air in the series 36 of air storage tanks will be in the range of from 105 to 14 0 kg/cm 2.. The total upward force exerted by the passive part of the device will lie in a range of approx. . 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 The part of the electrical circuit according to fig. 4 which relates to the amplifier 104 is energized by closing the switch 107 and opening the switches 90 and 103. This causes the pump 61 to actively pump hydraulic fluid into the active chambers 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. 14 8 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. and 52' so that a downward force opposite to the force of the hydraulic fluid is produced in the passive chambers. If the total, effective cross-sectional area in the two active chambers is approx. 14 8 cm 2 , the pressure of the active fluid supplied to the active chambers will vary within a range of approx. 7 to approx. 176 kg/cm 2. The pressure of the hydraulic fluid in the active chambers 52. and 52' is increased until the piston rods 41 and 41' have been moved down to the position selected by the regulation of the potentiometer 106, preferably the midpoint of their range of movement. When the piston rods reach the midpoint of their range of motion, the amplifier 104 generates the necessary electrical signal to hold the piston rods at the midpoint of their range of motion. As a result, the explosion barrier doves together with the doves of the floating structure 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-hastighéten 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., The ratio between the effective cross-sectional areas of the active chambers and the passive chambers is preferably 1:4 or less in order to reduce the amount of hydraulic fluid to be moved into and out of the active chambers, thereby reducing the flow velocity of the hydraulic fluid through the pump 61 and consequently the necessary energy for the pump 61. Assuming that the maximum dove where the movement compensation and/or weight regulation system will work so that the floating construction is moved approx. 7.1 m vertically in 18 sec.,

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, the speed of the dove can amount to approx. 1.53 m per Sec. It has been decided that to compensate for such a movement of 1.52 m per Sec. it may be necessary to move up to 11,734 1 per my. hydraulic fluid into and out of the passive chambers 51 and 51'. But if the cross-sectional area of the active chambers is 1/4 or less of the cross-sectional area of the passive chamber,

må bare 2.763 1 pr. min. pumpes aktivt inn i og ut av de aktive kamre 52 og 52<1>. must only 2,763 1 per my. is actively pumped into and out of the active chambers 52 and 52<1>.

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 3 6 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' ogøker 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 disseøkte 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. When it is desired that the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention works according to the position working method to keep the load in a selected position in relation to the ground, the part of the electrical circuit in fig. 4 relating to the booster 109. When the floating structure moves through the center of its dovetail area (the piston rods are held at the center of their stroke), the booster 109 issues a logic signal that closes the switch 90 and opens the switch 107. Hydraulic fluid is then supplied and removed then active from the active chambers according to formula (1) above. Thus, when the floating structure 13 moves upwards, the pump 61 will actively supply hydraulic fluid to the active chambers 52 and 52' at the rate necessary to drive the piston rods 41 and 41' downwards to respond to the upward movement of the floating vessel . Downward movement of the piston rods 41 and 41' of course first moves the pistons 47 and 47' downward so that hydraulic fluid is forced out of the passive chambers 51 and 51' and back into the oil/air interface tank 35. This compresses the air in the series 3 6 of air storage tanks and in the oil/air interface tank 35 and causes the pressure to increase. This increase in air pressure in the series 36 of air storage tanks is transferred to the hydraulic fluid in the passive chambers 51 and 51' and increases the upward forces on the first pistons 47 and 47'. However, as the control device 65 is operated in response to signals representative of the movement and rate of movement of the floating structure relative to the well casing and the movement and rate of movement of the piston rods 41 and 41' relative to the outer cylinders 43 and 43', the control device senses the change in speed of the piston rods relative to the outer cylinders resulting from the change in the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers and causes the pump 61 to supply even more hydraulic fluid to the active chambers 52 and 52' to overcome these increased upward forces. When the floating vessel 13 reaches the top of its upward motion, the piston rods 41 and 41' have been driven down 1.82 m. The pressure of fluid in the passive chambers will have increased so that the total upward forces in the passive part of the device can be in an area of approx. 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 erøket 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 When the floating vessel 13 begins to move downward again, the regulating device 65 causes the pump 51 to begin pumping hydraulic fluid out of the active chambers 52 and 52' and back into the vessel 63. As the upward forces on the first pistons 47 and 47' now increased to approx. 163,600 kg due to the reduction of the air volume in the passive device, the piston rods 47 and 47' and the load of 136,000 kg which hangs down from them move easily and smoothly upwards in relation to the outer cylinders 43 and 43' when the floating structure 13 moves downwards and hydraulic fluid is pumped out of the active chambers. The pump 61 continues to draw hydraulic fluid from them

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. active chambers as the piston rods 41 and 41' are moved upward and increase the removal of the hydraulic fluid as necessary to overcome the pressure losses in the physical components of the device and the pressure losses due to the expansion of the air in the series 36 of air storage tanks and the oil/air interface tank 35. When the floating vessel 13 thus moves up and down 3.84 m, the explosion barrier remains stationary in relation to the well casing.

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 2 9 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. When the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention works according to the positional working method, it is very easy to move the load upwards or downwards at the selected speed in relation to the ground. Assuming e.g. that it is desirable to lower the explosion barrier into the well casing from its current stationary position about the well casing. This is generally achieved by ensuring that the pulling devices 29 begin to unwind the cable so that the movable block 27, the expandable and compressible mechanism 22 and the load are all lowered towards the wellhead. The control device 65 will not be affected by this change in the vertical differential position of the explosion arrester and will continue to generate the necessary electrical signals so that the mechanism 22 will expand and contract to compensate for the heaving of the floating structure. The explosion preventer can thus be gently lowered into place on the well housing.

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. 22.7 00 kg mellom drillboren og grunnen. Bevegelses-kompensas jons- og/eller vektreguleringssystemet må derfor frembringe en oppadrettet kraft på ca. 113.4 00 kg på lasten. Denne last på ca. 113.400 kg på kroken 21 er kroklasten. Although the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention is preferably operated according to the pressure working method to keep a selected weight of a tool in contact with the ground (which will be explained in the following), the device can be operated according to the position working method to achieve this goal. Assuming that the hook 21 carries a load of approx. 136,000 kg comprising a drill string of 4,572 m with a drill bit at its lower end. Assuming that one by the tool stop. want to maintain a pressure of approx. 22.7 00 kg between the drill bit and the ground. The movement compensation ion and/or weight regulation system must therefore produce an upward force of approx. 113.4 00 kg on the load. This load of approx. 113,400 kg on hook 21 is the hook load.

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 tilstrekkelig 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 2 9 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. The air in the series 36 of air storage tanks is pressurized sufficient to lift the piston rods 41 and 41' to the top of their stroke or a point near the top of their stroke. It is then ensured that the pump 61 supplies sufficient hydraulic fluid to the active chambers 52 and 52' to move the piston rods 41 and 41' back downward to the midpoint of their stroke. Then the control device 65 works in dependence on the electrical signals from the transducers 81 and 78 as well as 80 and 75 so that the pump 61 supplies or removes hydraulic fluid to or from the active chambers 52 and 52' in dependence on the movement of the floating structure 13 in relation to the well housing and the movement of the piston rods 41 and 41' in relation to the outer cylinders 43 and 43'. The tool pusher that drives the foundation drilling apparatus maintains the desired hook load of approx. 113,400 kg by observing a dead weight indicator 30 in the cable 2 6 and by operating the pulling device 2 9 depending on this or by causing the pulling device 2 9 to be operated automatically depending on the dead weight indicator 30. Any vertical movement of the floating structure 13 is compensated by of the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention as described above.

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 305 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. Although the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention is preferably operated according to the position working method to keep a tool in a selected vertical position (as explained above), the device can also be operated according to the pressure working method to keep a tool in a selected vertical position. Suppose e.g. that the device carries a load of approx. 136,000 kg, including an explosion barrier of approx. 113,400 kg (not shown) and the drill string to which the explosion preventer is attached. Assume that this explosion barrier is held 305 cm above the well casing. The air in the series 36 of storage tanks is brought to such high pressure as is necessary to lift the piston rods 41 and 41' to the top of their stroke or a point near the top of their stroke. The load is approx. 136,000 kg, the upward forces produced by the hydraulic fluid in the passive chambers will be somewhat over 136,000 kg. Potentiometers 102 and 112 are regulated so that they form electrical signals that are proportional to the hook load of 136,000 kg being carried. It is ensured that the pump 61 supplies fluid to the active chambers 52 and 52<1>in such a large amount as is necessary to force the piston rods 41 and 41' downward so that the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers and the resulting upward forces of the fluid are increased. When the difference between the downward forces of the fluid in the active chambers and the upward forces of the fluid in the passive chambers is equal to the preselected hook load of approx. 136,000 kg according to formula (2), the amplifier 111 forms the necessary logic signal to close the switch 103 and open the switches 90 and 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. If the floating vessel 13 begins to move upwards, the explosion barrier will counteract this upward movement due to gravity, its own inertia and the resistance to its water plane area. This will cause the piston rods 41 and 41' to move downwards, and the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers 51 and 51' will increase. Depending on the signals from the pressure transmitters 57 and 60, the regulating device 65 will cause the pump 61 to supply additional hydraulic fluid to the active chambers so that the downward force exerted by the hydraulic fluid in the active chambers is increased. The system is operated so that the upward force of the hydraulic fluid in the passive chambers minus the downward force of the hydraulic fluid in the active chambers continues to be equal to the selected upward force of approx. 136,000 kg, which is necessary to keep the explosion barrier stationary.

Når det flytende fartøy 13 beveger seg nedover i vannet, vil de ytre sylindre 4 3 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 47 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 av det passive fluidum og de nedadrettede krefter som dannes av det aktive fluidum fortsetter å være lik kroklasten på ca. 136.000 kg. When the floating vessel 13 moves downwards in the water, the outer cylinders 4 3 and 43' will move downwards. The force of gravity pushing down on the explosion barrier will be opposed to the inertia of the explosion barrier, the water resistance against the explosion barrier and the upward forces of the fluid in the passive chambers against the pistons 47 and 47". The upward force of the fluid in the passive chambers will be significantly greater than the hook load and will move the piston rods 41 and 41' evenly and positively upwards. When the piston rods are moved upwards, the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers 52 and 52' will decrease. The regulating device 65 will then cause the pump 61 to draw additional hydraulic fluid from the active chambers 51 and 51' so that the downward forces of the hydraulic fluid in the active chambers are reduced, so that the algebraic sum of the upward forces formed by the passive fluid and the downward forces formed by the active fluid continues to be equal to the hook load of approximately 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. The movement compensation and/or weight regulation system is preferably operated according to the pressure working method when it is desired to maintain a selected weight on a tool in contact with the ground. Assuming that the device is used with a foundation drilling unit mounted on a floating structure. Assuming that the hook 21 carries a total load of approx. 159,000 kg, including a drill string and a drill bit. Assuming that the tool pusher is used to keep the drill bit in contact with the ground at a pressure of approx. 22,700 kg. The hook load will then be approx. 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. The air in the series 36 of air storage tanks is applied at a pressure necessary to move the piston rods 41 and 41' to the top or near the top of their range of motion with the full load of approx. 159,000 kg carried by the hook. As explained above, sufficient hydraulic fluid is supplied by the pump 61 to the active chambers to lower the piston rods downward to the midpoint of their range of motion. The regulating device 65 is then set so that the device works according to the positioning method, and the pump 61 supplies and removes hydraulic fluid in and from the active chambers so that the drill string is kept stationary in relation to the ground. The cable 26 is then unwound from the pulling device 29 as much as is necessary to lower the movable block 27 and the expandable and compressible mechanism 22 sufficiently to place the drill bit in contact with the ground. The tool impactor will sense that the ground has been touched by the dead weight indicator 30 which is fixed in the cable 26 as shown in 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. 2 2.7 00 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". The potentiometers 102 and 112 are then regulated so that they form electrical signals that are proportional to the desired hook load of approx. 136,000 kg, and the circuit associated with the amplifier 111 is energized. The tool pusher continues to unwind cable from the pulling device. When the ground bears approx. 2 2.7 00 kg of the load, and the expandable and compressible mechanism carries approx. 136,000 kg, the load carried by the mechanism 22 is equal to the selected hook load. At that time, the amplifier 111 forms a logic signal that closes the switch 103 and opens the switch 90. When the drill bit is still moved into the ground and the floating construction dove, the control device 65 works according to the formula (2) stated above and causes the pump 61 to supply and remove hydraulic fluid to and from the active chambers so that the expandable and compressible mechanism 22 will maintain a constant, upward force of approx. 136,000 kg on the load. The system thus works as an "automatic drill".

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. If the motion compensation and/or weight control system according to the invention is used as an automatic drill in connection with a stationary foundation drilling apparatus (such as a land rig), there is no need to move the piston rods 41 and 41' down a selected distance from the top of their range of motion before drilling begins. This downward movement of the piston rods is simply done to give the expandable and compressible mechanism 22 room to compress to compensate for any downward movement of the floating structure. The rest of the procedure for operating the device would be as described above.

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 2 6 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 2 6 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 merke økningen 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. If the pulling device 29 is additionally equipped with a commercially available, automatic drill, such as an automatic drill produced by Martin-Decker, which can unwind cable 26 depending on a selected signal, the movement compensation and/or weight control device according to the invention can be carried out another desirable feature. When the system is operated according to the pressure mode of operation of an automatic drill, position transducers or limit switches (not shown) attached to the expandable and compressible mechanism can be used to determine when the piston rods 41 and 41' have moved down a selected distance. When this occurs, a selected signal can be transmitted to the pulling device 29 to cause it to unwind a selected length of the cable 26. The unwinding of the cable causes the movable block 27 to be moved down a selected section. This downward movement of the movable block would normally have increased the hook load. But as the movable block is moved downwards and the hook load tends to increase, the regulating device 65 will notice the increase in the pressure of the hydraulic fluid in the passive chambers and transmit the necessary signal to the pump 61 so that it removes fluid from the active chambers. The piston rods 41 and 41' will then be moved upwards to maintain the selected hook load of approx. 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 ved bæring av dens last på alle punkter innenfor det teleskoperende bevegelsesområde for dens utvidbare og sammentrykkbare mekanisme, men med et minimum av energi. By increasing the pressure of the air in the passive part of the system sufficiently to move the piston rods to the top of their range of motion and then using the active part of the device to bring the piston rods back down to the center of their range of motion, it is possible with the motion compensation and/or weight control system of the invention to achieve maximum accuracy in carrying its load at all points within the telescoping range of motion of its expandable and compressible mechanism, but with a minimum of energy.

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 kroklaster. Dette skyldes på The movement compensation and/or weight regulation system according to the invention can, as a result of the interaction between the passive and the active parts of the device, produce fast, soft and positive telescoping of its expandable and compressible mechanism, even with heavy hook loads. This is due to

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. on the one hand, that the passive part of the device, in contrast to purely passive devices, is placed under a pressure sufficient to move the load upwards to the upper limit of the range of motion for the expandable and compressible mechanism. It is also due, on the other hand, to the fact that only relatively small volumes of hydraulic fluid, compared to purely active devices, need to be supplied to and removed from the device to bring the expandable and compressible mechanism to an arbitrary point in its range of motion.

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 passivt 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. The movement compensation and/or weight regulation system according to the invention has yet other advantages compared to known purely passive or active systems. E.g. even with a given large load, it is often necessary to lift the load a selected distance, such as lifting the drill string to place it on the release devices. If a purely passive movement compensation and/or weight regulation system is used to lift the drill string in this way, the pressure must be released. the air in the series of storage tanks is increased to lift the piston rod above its normal operating position. As the air volume in the series of storage tanks is large, considerable energy can be used. When the drill is to touch the ground again, air must be released from the series of storage tanks. In the motion compensation and/or weight control system of the invention, the air in the series of storage tanks is brought only once for a given load at a pressure sufficient to move the piston rods to the top of their stroke. Downward movement of the piston rod is then effected by supplying hydraulic fluid to the active chambers.

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. Much less energy is used to move a relatively small volume of a non-compressible hydraulic fluid into and out of the active chambers than to repeatedly pressurize a relatively large volume of a compressible gas.

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 5 9 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 The embodiment of the expandable and compressible mechanism 22 shown in fig. 1 and 2 are also advantageous in that the active chambers function as a deceleration device. If the load should suddenly be divided and the piston rods 41 and 41' are moved rapidly upwards, the upward movement of the pistons 47 and 47' will tend to force the hydraulic fluid in the active chambers back through the line 59 and the pump 61 to the vessel 63. The outlets 58 and 58' will limit this flow and cause the hydraulic fluid in the active chambers to counteract the upward movement of the piston rods. Of course, the pressure of the hydraulic fluid in the active chambers will increase greatly. If the inner cylinder 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. were not found in the piston rod 41, the size of the inner cylinder would have had to be significantly larger to withstand these large pressures. But in the embodiment of the invention shown in fig. 1 and 2, the piston rods 41 and 41' even when they are moved rapidly upward and cause the pressure of the active hydraulic fluid to increase, provide the necessary external support for the inner cylinders 46 and 46' to withstand this increased pressure.

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. According to this embodiment of the movement compensation and/or weight regulation system shown in fig. 1 and 2, the load is attached to the hook 21 at a height below where the support device 42 is attached to the piston rods 41 and 41'. This produces a stability that is not found in certain known devices where the piston rods protrude and protrude below the hook and the load is attached to the hook above where the support device is attached to the piston rod.

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 7 9 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. In the embodiment of the movement compensation and/or weight regulation system shown in fig. 1 and 2, the system when operated according to the positioning method produces compensation for a certain degree of lateral movement of the floating structure. If the floating structure should move to the side from above the well casing, further cable 79 will be wound by the drum 38. The regulating device 65, which works in dependence on signals received from the position and speed transducers 80 and 81, which are connected to the drum 38, will thereby causing the pump 61 to supply additional hydraulic fluid to the active chambers to compensate for this lateral movement.

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 39 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 12 9 som er festet til toppen av svivelblokken 20. Fig. 5 shows an alternative embodiment of the expandable and compressible mechanism 22 in the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention, where the expandable and compressible mechanism 22 is designed so that it is releasably attached between the moving block and the load. This embodiment of the expandable and compressible mechanism is constructed similar to the expandable and compressible mechanism described in connection with fig. 2, but preferably comprises a single piston and cylinder unit instead of two identical piston and cylinder units. Preferably, the outer cylinder 43 is provided with a cup 127 attached thereto and adapted to engage a hook 128 which hangs down from the movable block 27. The single piston and cylinder assembly is constructed similarly to the piston and cylinder assembly 39 which is described in connection with fig. 2. Preferably, the hook 21 is attached to the piston 50 at the lower end of the piston rod 41. The hook 21 forms an engagement with a cup 12 9 which is attached to the top of the swivel block 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 The operation of the movement compensation and/or weight regulation system with such an expandable and compressible mechanism 22 is as described above in connection with the device illustrated in fig. 1-4. The regulating device 65 and associated equipment as illustrated in fig. 2 can be used to

bevege hydraulisk fluidum inn og ut av det aktive kammer 52.move hydraulic fluid in and out of the active chamber 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. When a core drilling unit is used to feed the drill string into and out of the hole, the expandable and compressible mechanism 22 shown in fig. 5 is released from the movable block and stored on the inside of the tower or on the floating structure 13. This eliminates weight during the guiding cycle and thus reduces cable wear and block wear. When the foundation drilling apparatus requires the use of the movement compensation and/or weight regulation system, the expandable and compressible mechanism 22 can again be fixed under the movable block 27.

Fig. 6 viser en alternativ utførelsesform av bevegelseskompensasjons- 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 133 som er kjent for fagfolk på området. En borestreng henger fra borehodeenheten 133. Fig. 6 shows an alternative embodiment of the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention, where the device is designed to be used together with a foundation drilling unit where a drill head is used instead of cables and blocks. Vertical parts 131 are attached to the floating construction 13 which carry a horizontal support device 132. An expandable and compressible mechanism 22 according to the invention is attached to the horizontal support device, as shown and described in fig. 2. Hanging from the two piston rods 41 and 41' is a drill head assembly 133 which is known to those skilled in the art. A drill string hangs from the drill head assembly 133.

Driften av systemet er som beskrevet tidligere i forbindelse med fig. 1-4. Fortrinnsvis tilføres hydraulisk fluidum og fjernes fra de aktive kamre 52 i den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 ved hjelp av reguleringsanordningen 65 og tilhørende utstyr som er vist i fig. 2. The operation of the system is as described earlier in connection with fig. 1-4. Preferably, hydraulic fluid is supplied and removed from the active chambers 52 in the expandable and compressible mechanism 22 by means of the regulating device 65 and associated equipment shown in fig. 2.

Fig. 7 viser en alternativ utførelsesform av den utvidbare og sammentrykkbare mekanisme 22 i bevegelseskompensasjons-og/eller vektreguleringssystemet ifølge oppfinnelsen. Mellom en første bæreanordning 134 og en andre bæreanordning 135 er det festet to passive stempel- og sylinderenheter 136 og 136' Fig. 7 shows an alternative embodiment of the expandable and compressible mechanism 22 in the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention. Between a first carrier device 134 and a second carrier device 135, two passive piston and cylinder units 136 and 136' are attached

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. 3 er som tidligere beskrevet i forbindelse med fig. and two active piston and cylinder assemblies 137 and 137'. The piston and cylinder units could of course have gone up on both sides of the movable block 27. As explained earlier, the forces produced by the active piston and cylinder units 137 and 137' are opposite to the forces produced by the passive piston and cylinder units 136 and 136'. The operation of the motion compensation and/or weight control system with the expandable and compressible mechanism 22 shown in FIG. 3 is as previously described in connection with 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 1-4. Preferably, hydraulic fluid is supplied to and removed from each of the active piston and cylinder units either by means of the regulating device 65 and associated equipment as shown in 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 13 9 bevegelig på langs. Fra hver av stemplene 13 9 løper det opp relativt store stempelstenger 140 og 140'. Øverst på hver av stempelstengene 14 0 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. Fig. 8 shows yet another embodiment of the expandable and compressible mechanism 22 in the movement compensation and/or weight regulation system according to the invention. A carrier device 40 is attached to the movable block 27. Cylinders 138 and 138 are attached to the carrier device 40 on both sides of the movable block 27. Inside each cylinder 138 and 138', a piston 139 is movable longitudinally. From each of the pistons 139 run up relatively large piston rods 140 and 140'. At the top of each of the piston rods 140 and 140', a pulley 141 and 141' is rotatably attached. Cables 142 and 142' respectively are wound around the pulley 141. and 141' and run downwards through an opening (not shown) in the carrying device 40. The cables 142 and 142' are attached to a carrying device 143 in which the hook 21 hangs.

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 14 0 og 14 0' 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 144. 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 147.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. Variable chambers 144 below the piston 139 are the passive chambers. Annular chambers 145 between the piston rods 140 and 140' and the cylinders 138 and 138' are the active chambers. The piston rods 140 and 140' are preferably designed with a large cross-sectional area so that the cross-sectional area in the annular, active chambers 145 is 1/4 or less of the cross-sectional area in the passive chambers 144. Hydraulic fluid is supplied to and removed from the passive chambers through a line 146. Hydraulic fluid is supplied to and removed from the active chambers through a line 147. The device for supplying hydraulic fluid to the passive chambers is preferably as shown in fig. 2. The device for supplying hydraulic fluid to the active chambers is preferably as shown in 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 deaaktive kamre 145 mot stemplene 139 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 14 0 og 14 0' som bærer trinsene 141 og 141' og kablene 142 og 142'. Dette gir det mulig å The operation of the motion compensation and/or weight regulation system where the expandable and compressible mechanism 22 shown in fig. 8, is as described previously. The forces of the hydraulic fluid in the inactive chambers 145 against the pistons 139 are opposite to the forces of the hydraulic fluid in the passive chambers 144 against the pistons 139. But instead of the algebraic sum of the forces being exerted in a direct mechanical relationship on the hook 21, these forces are doubled in that they are exerted through the piston rods 140 and 140' which carry the pulleys 141 and 141' and the cables 142 and 142'. This makes it possible to

halvere stempelstengenes 14 0 og 14 0' slag. halve the stroke of the piston rods 14 0 and 14 0'.

Claims

1. Method for compensating movement of a floating structure (13) on which a load-bearing unit (22) is placed

which carries a load (at 21) which is movable vertically in relation to the floating structure, where the load-carrying unit is connected to a movement compensation and/or weight regulation system comprising a primary unit of piston (47) and cylinder (43) which is placed between the load-carrying unit and the load and which is arranged to generate forces to lift the load, and a secondary unit of piston (4 6) and cylinder (50) which is placed between the load-carrying unit and the load and which is arranged to produce forces to counteract the lifting of the load, and where primary and secondary pistons are connected to each other for coordinated movement, characterized by the following steps: passive supply of fluid under pressure to the primary cylinder (43) and towards the primary piston (47) so that the primary piston (47) and the secondary piston (46) are moved longitudinally in their cylinder (43,50) a selected distance in a direction that causes lifting of the load, whereby the system lifts the load, active supply of hydraulic fluid to the secondary cylinder (50) and towards the secondary piston (4 6) so that the secondary piston (4 6) and the primary piston (4 7) are moved longitudinally in their cylinder a selected distance in the opposite direction which causes the load to be lifted, whereby the system lowers the load, and then actively supplying hydraulic fluid to and enabling the removal of hydraulic fluid from the secondary cylinder (50) in dependence on data indicating vertical movement of the floating structure relative to the ground (12), the magnitude of the expansion and compression of the piston- and the cylinder units, the speed of the vertical movement of the floating structure (13) relative to the ground (12) as well as the speed of the expansion and compression of the piston and cylinder units, whereby the piston and cylinder units expand and compress so as to compensate for the movement of the floating structure .

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the active supply of hydraulic fluid to and enabling the removal of hydraulic fluid from the secondary cylinder (50) includes features for solving the equation:

where Q is the volume of the hydraulic fluid supplied or removed from the two cylinders, k1 is a constant, Vs is the direction and speed of the movement of the floating structure, k2 is a constant, Ve is the difference between the direction and speed of movement of the floating structure and the direction and speed of movement of the pistons, kg is a constant and Le is the difference in the position of the floating structure relative to the ground and the position of the pistons relative to the cylinders.

3. Movement compensation and/or weight regulation system in a load-carrying unit which is mounted on a floating structure (13) and which is adapted to carry a load (at 21) which is movable vertically in relation to the load-carrying unit (22), for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized by a primary unit of piston (47) and cylinder (43) which is placed between the load-carrying unit (22) and the load (at 21), where one part of the unit, i.e. the piston (47) or the cylinder (43) is arranged to moves together with the load-carrying unit, while the other part of the unit, i.e. the cylinder (43) or the piston (4 7) is arranged to move together with the load, a device for passive supply of fluid under pressure to the primary cylinder (43) on one side of the primary piston. (47), the force exerted against the primary piston seeks to move the primary piston longitudinally in relation to the primary cylinder in a direction for lifting the load, a secondary unit of piston (46) and cylinder (50) which is placed between the load-carrying unit and the load, where one part of the unit, i.e. the piston (50) or the cylinder (46), is arranged to move together with the load-carrying unit (22) , while the other part of the unit, i.e. the cylinder (46) or piston (50), is arranged to move with the load (at 21), a device (37) for actively supplying fluid to the secondary cylinder on one side of the secondary piston (50) and for enabling the removal of fluid from the secondary cylinder (4 6), as force exerted against the secondary piston seeks to move the secondary piston (50) longitudinally relative to the secondary cylinder (46) in a direction opposite to the lifting of the load, a device which forms a drive connection between the primary (47) and the secondary (46) piston, so that their longitudinal movement is coordinated in relation to each other, a device connected to the floating structure (13) for determining the direction and speed of the vertical movement of the floating structure relative to the ground (12) and for generating a first electrical signal proportional to said movement, a device connected to the motion compensation system for determining the direction and speed of the vertical movement of the load (at 21) in relation to the load-carrying unit (22) and for producing another electrical signal proportional to said movement, and control device operated by the action of the first and second electrical signals to ensure that fluid is actively introduced into the secondary cylinder and enables the removal of fluid from the second cylinder.

4. System in accordance with claim 3, characterized in that the device for passive supply of fluid under pressure to the primary cylinder (43) comprises a pneumatic accumulator (36) and a pneumatic-hydraulic interface device (35) in fluid connection with the pneumatic accumulator and the primary cylinder (4 3) .

5. System in accordance with claim 3 or 4, characterized in that the device (37) for actively supplying fluid into and enabling the removal of fluid from the secondary cylinder (50) comprises a source (63) for hydraulic fluid, a two-way pump (61) with a variable volume in fluid communication with the source (63) for hydraulic fluid and in fluid communication with the secondary cylinder (50), as well as a control device (65) for regulating the direction and volume of the hydraulic fluid pumped by the pump.

6. System in accordance with one of claims 3-5, characterized by that the device for determining the direction and speed of vertical movement of the load (at 21) in relation to the load-bearing unit (22) includes devices for determining the position and speed of the primary (47) or the secondary (4 6) piston vertical movement in relation to the primary (43) and the secondary (50) cylinder, respectively, and arranged to produce another electrical signal proportional to said movement.

7. System in accordance with claim 3, characterized by regulating means (64) which are arranged to be operated by the influence of the first and second electrical signals comprising a device for producing a third electrical signal proportional to Q in the equation

where Q is the volume of the hydraulic fluid supplied or removed from the cylinder, k1 is a constant, V s is the direction and speed of the movement of the floating structure, k2 is a constant, Ve is the difference between the direction and speed of the movement of the pistons, k^ is a constant and Le is the difference in the position of the floating structure in relation to the ground and the position of the pistons in relation to the cylinders.

8. System in accordance with claim 7, characterized in that the device (37) for actively supplying fluid to and enabling the removal of fluid from the secondary cylinder (50) comprises a two-way pump (61) with variable volume, a source (63 ) for hydraulic fluid, a device for creating a fluid connection between the fluid source and the pump and between the pump and the secondary cylinder, as well as a servo valve (64) which is connected to the output of the regulating device and which works in dependence on the third electrical signal for regulating the pump.