Самоподъемная платформа

Авторы патента:


Самоподъемная платформа
Самоподъемная платформа
Самоподъемная платформа

 


Владельцы патента RU 2426834:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Платформа содержит корпус и, по меньшей мере, три подвижные в продольном направлении опорные ноги для упомянутого корпуса, по меньшей мере, одна из которых содержит, по меньшей мере, один привод переменной скорости в качестве части приводного механизма опорных ног. Платформа также содержит блок управления в замкнутом контуре для упомянутого приводного механизма. Блок управления соединен с упомянутым приводом переменной скорости через двунаправленную электронную шину для передачи параметров управления. Блок управления содержит контроллер скорости, который передает заданное значение вращающего момента на контроллер вращающего момента привода переменной скорости посредством шинного соединения. Обеспечиваются высокоэффективные и надежные операции опорных ног. 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к самоподъемной платформе. Самоподъемные платформы обычно включают в себя корпус и, по меньшей мере, три подвижные в продольном направлении опорные ноги. Опорные ноги индивидуально подвижны относительно корпуса, то есть могут быть подняты или опущены с использованием, по меньшей мере, одного приводного механизма. Обычно, каждая нога имеет, по меньшей мере, свой собственный отдельный приводной механизм.

Нижние концы опорных ног должны быть помещены на неподвижную землю для подготовки платформы к обслуживанию. С этой целью опорные ноги опускаются, пока они не коснутся земли. Затем корпус может быть поддомкрачен в любое произвольное положение выше земли путем соответствующего приведения опорных ног, что приводит к перемещению корпуса. Опорные ноги могут быть установлены параллельно или с уклоном, чтобы улучшить стабильность самоподъемной платформы. Земля может иметь наклонный и/или неровный профиль. В этом случае опорные ноги приводятся в различные положения для сохранения равновесия корпуса.

Для самоподъемных морских платформ в типовом случае корпус разрабатывается так, чтобы быть плавучим в максимально поднятом состоянии опорных ног. Таким образом, такая платформа может быть легко транспортирована в ее местоположение обслуживания, например, путем ее перемещения по водной поверхности, используя буксирные суда. Когда платформа достигает своего положения обслуживания, опорные ноги приводятся в направлении вниз под воду, пока каждая из них не коснется морского дна. Корпус может затем быть поднят выше уровня воды, чтобы увеличить нагрузку на опорные ноги для устойчивого положения платформы. Эти платформы обычно применимы в водах глубиной до 150 м, но не в глубоком море.

Самоподъемные платформы этого вида используются, например, в морских операциях в нефтегазовой промышленности для исследования или эксплуатации морских газовых и нефтяных месторождений. Другими словами, они могут использоваться как мобильные газовые или нефтяные платформы. Другие применения для самоподъемных морских платформ включают, например, работы по техническому обслуживанию на морских трубопроводах или других морских линиях, а также работы на дне в бассейнах порта или рек.

Предпочтительный приводной механизм для самоподъемных платформ раскрыт в WO 2005/103301 A1. Там предложены постоянно возбуждаемые электрические двигатели (также называемые "электродвигателями с постоянным магнитом") для перемещения опорных ног и для удержания корпуса в предопределенном положении над землей, в отличие от асинхронных двигателей, использованных в уровне техники. Таким способом не требуются никакие механические тормоза для временного поддержания платформы, потому что корпус может поддерживаться в своем положении исключительно высокоэффективными электродвигателями с постоянным магнитом. Кроме того, электродвигатели с постоянным магнитом обеспечивают перемещение опорных ног с бесконечно переменной скоростью, таким образом, обеспечивая возможность плавных операций с высоким вращающим моментом, в отличие от типичного решения из предшествующего уровня техники с двухскоростной операцией с высоким скольжением. Однако никакой эффективный способ управления приводным механизмом до сих пор не был раскрыт.

В US 2006/00626237 А1 раскрыто устройство для регулирования перемещения системы поддомкрачивания мобильной морской конструкции, имеющей плавучий корпус и множество опорных ног, причем устройство содержит:

узел поддомкрачивания, ассоциированный с каждой из множества опорных ног для вертикального перемещения каждой из опорных ног;

приводное средство, операционно соединенное с упомянутым узлом поддомкрачивания для передачи движущей силы на упомянутый узел поддомкрачивания; и

средство, связанное с упомянутым приводным средством, для генерации двунаправленного управления моментом приводного средства, чтобы облегчить постоянную подачу мощности на упомянутый узел поддомкрачивания.

Задачей изобретения является определить самоподъемную платформу, обеспечивающую высокоэффективные и надежные операции опорных ног.

Согласно изобретению проблема решается самоподъемной платформой, содержащей признаки, указанные в пункте 1 формулы изобретения.

Изобретение предлагает самоподъемную платформу, содержащую корпус и, по меньшей мере, три подвижные в продольном направлении опорные ноги для корпуса. По меньшей мере, одна из опорных ног содержит, по меньшей мере, один привод переменной скорости (VSD) в качестве части приводного механизма опорной ноги. Платформа содержит блок управления с обратной связью для этого приводного механизма. Блок управления соединен с приводом переменной скорости через двунаправленную электронную шину для передачи параметров управления. Это означает, что привод переменной скорости встроен в систему управления.
Это достигается соединением двунаправленной электронной шины, например, высокоскоростной полевой шиной или Ethernet.

Соединение электронной шины гарантирует, что критически важные параметры управления от привода переменной скорости, такие как фактическая скорость и фактический вращающий момент, могут использоваться блоком управления и, наоборот, при управлении в замкнутом контуре. С одной стороны, это обеспечивает высокоэффективные операции опорных ног, потому что доступная скорость/вращающий момент могут быть полностью использованы при управлении в замкнутом контуре. С другой стороны, становится возможным устойчивое управление скоростью/вращающим моментом приводного механизма. Кроме того, привод переменной скорости обеспечивает возможность перемещения с бесконечно переменными скоростями даже с асинхронными двигателями.

Кроме того, привод переменной скорости может управлять или асинхронным двигателем, или двигателем с постоянным возбуждением. Предпочтительно, привод переменной скорости связан с двигателем с постоянным возбуждением или двигателем постоянного тока с постоянным магнитом для привода двигателя с постоянным возбуждением с переменной скоростью. Двигатели с постоянным магнитом превосходят асинхронные двигатели относительно потерь ротора, когда поднятая платформа находится в позиции удерживания. В этом случае, напряжения в двигателе и рассеяние тепла особенно понижены. В последнем случае отдельные инверторы требуются для каждого привода переменной скорости, если используется несколько двигателей.

В соответствии с изобретением упомянутый блок управления содержит контроллер скорости, который передает заданное значение вращающего момента на контроллер вращающего момента упомянутого привода переменной скорости посредством шинного соединения. Эта каскадная структура управления допускает разделение функций различных модулей в пределах блока управления. Заданное значение скорости может быть определено внешним образом и введено в контроллер скорости. Как заданное значение скорости, так и заданное значение вращающего момента могут быть доступными между модулями, например, для применения ограничений, таких как ограничение вращающего момента. Поэтому модули могут работать независимо друг от друга, таким образом, уменьшая предрасположенность к ошибкам блока управления.

Предпочтительным образом, упомянутый контроллер вращающего момента встроен в упомянутый привод переменной скорости. Таким образом, привод переменной скорости может быть компактным. Дополнительно, система самоподъемной платформы с приводом переменной скорости может управляться без персонала на платформе, добавляя безопасность операциям.

В предпочтительном варианте осуществления упомянутый контроллер скорости может получать фактическое значение скорости упомянутого привода переменной скорости через упомянутое шинное соединение. Фактическое значение скорости является предпочтительным операционным параметром управления для управления перемещением опорной ноги в замкнутом контуре.

Надежность и точность операций перемещения опорной ноги могут быть увеличены модулем подтверждения правильности датчика скорости, расположенного перед упомянутым контроллером скорости. Подтверждение правильности значения управления и датчика может также предоставляться для любого другого параметра управления, например, фактических значений вращающего момента или значений веса. Во время критической операции поддомкрачивания модуль подтверждения правильности значения управления и датчика может оценивать состояние и значения от каждого датчика. Эта оценка может быть основана на предварительно определяемой стратегии управления.

Предпочтительные стратегии управления для упомянутого модуля подтверждения правильности датчика скорости должны, например, выбирать наиболее вероятное правильное значение скорости и/или значение скорости датчика наивысшей ширины полосы. Наиболее вероятное правильное значение может быть определено, например, как максимум, среднее, низкого выбора или вычисленное среднее от функциональных датчиков. Наивысшая ширина полосы для значения скорости может быть реализована, например, при использовании значения скорости непосредственно от датчиков двигателя, а не вычисленного значения с датчиков положения. Посредством этих стратегий управления может быть обеспечена высокая надежность и точность операции поддомкрачивания.

В другом предпочтительном варианте осуществления блок управления содержит модуль ограничения вращающего момента, действующий на заданное значение вращающего момента, выводимое упомянутым контроллером скорости на упомянутый привод переменной скорости. Независимый модуль ограничения вращающего момента может реализовать внешние и внутренние ограничения, такие как ограничения мощности и установленные оператором пределы. Например, фиксированный или переменный предел вращающего момента, факультативно в дополнение к пределу эффективного тока, может быть наложен на приводной механизм, без вмешательства в действие контроллеров вращающего момента и скорости. Результатом будут более плавные переходы в операциях поддомкрачивания.

С этой целью упомянутый модуль ограничения вращающего момента предпочтительно может выполнять объединенное ограничение вращающего момента/мощности. Объединенное ограничение вращающего момента/мощности в смысле изобретения включает в себя ограничение заданного значения вращающего момента контроллера скорости посредством внутренним или внешним образом установленного предела вращающего момента во время низкоскоростных ситуаций, а во время высокоскоростных ситуаций посредством ограничения заданного значения вращающего момента плавающим пределом, основанным на доступной мощности на платформе.

Предпочтительно, упомянутый модуль ограничения вращающего момента может получить значения фактической скорости и фактического вращающего момента упомянутого привода переменной скорости через упомянутое шинное соединение. Таким образом, независимый модуль ограничения вращающего момента может реализовать внешние или внутренние ограничения для заданного значения вращающего момента, непосредственно контролируя привод переменной скорости. Это гарантирует короткое время реакции и высокую надежность приводного механизма, а также уменьшает механический износ.

В весьма предпочтительном варианте осуществления упомянутый блок управления содержит один соответствующий контроллер скорости для каждой опорной ноги. Это обеспечивает дальнейшую децентрализацию управления в замкнутом контуре, распределяя подзадачи по различным независимым модулям. Однако в групповой операции всех опорных ног все контроллеры скорости будут обычно получать то же самое заданное значение скорости в качестве входного значения. Модуль ограничения вращающего момента будет тогда действовать на все заданные значения вращающего момента, выдаваемые соответствующими контроллерами скорости.

Предпочтительным образом, приводной механизм, по меньшей мере, одной опорной ноги содержит более одного привода переменной скорости. Это обеспечивает возможность распределения нагрузки поддомкрачивания. Если один двигатель выйдет из строя, то, по меньшей мере, один другой останется доступным. Это значительно увеличивает надежность операций перемещения опорных ног.

В усложненном варианте осуществления каждый привод переменной скорости упомянутой опорной ноги с множеством приводов содержит один соответствующий контроллер вращающего момента, связанный с соответствующим контроллером скорости через упомянутое шинное соединение. Таким образом, все приводы переменной скорости объединены в систему управления. Эта каскадная структура управления увеличивает надежность приводного механизма, поскольку одиночные модули и/или приводы переменной скорости могут выйти из строя, не вызывая отказа операции поддомкрачивания. Оставшиеся приводы будут просто принимать дополнительную нагрузку.

Предпочтительно, упомянутая двунаправленная электронная шина является высокоскоростной полевой шиной, такой как PROFIBUS DP. Электронная шина может также быть известной шиной сети Ethernet. Эти альтернативы представляют собой дешевые, но надежные шинные системы, имеющие короткое время реакции.

В последующем описании варианты осуществления изобретения пояснены более детально со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг.1 - схематичный вид сбоку самоподъемной платформы;

Фиг.2 - упрощенная блок-схема системы управления приводом для электродвигателей с постоянным магнитом; и

Фиг.3 - схематичная диаграмма скорости - вращающего момента для ограничения вращающего момента.

Идентичные элементы обозначены теми же самыми ссылочными позициями на всех чертежах.

Фиг.1 схематично показывает самоподъемную морскую платформу 1, расположенную в море. Она включает в себя корпус 2 и ряд параллельных, подвижных в продольном направлении опорных ног 3 (то есть четыре, две из которых показаны). Корпус 1 несет, например, буровое оборудование для разведки нефтяных месторождений. В состоянии, показанном на фиг.1, все опорные ноги 3 установлены на наклонном морском дне 4 как неподвижной земле. Корпус 1 поднят на несколько метров над уровнем 5 воды.

Каждая опорная нога 3 оснащена приводным механизмом 6, состоящим из ряда соответствующих приводов переменной скорости, т.е. восемнадцати (не показаны на фиг.1), приводящих в действие конструкцию реек и зубчатых колес, в комбинации с блоком управления замкнутого контура (не показано на фиг.1), общим для всех опорных ног 3. Приводы переменной скорости каждой опорной ноги 3 назначены, например, для ноги треугольной формы, трем соответствующим группам с соответствующими приводами от А до F в каждой группе. Они содержат электродвигатели с постоянным магнитом (не показано), обеспечивающие бесконечно переменные скорости для приведения опорных ног 3. Все приводы переменной скорости от 8А1 (привод А группы один) до 8F3 (привод F группы три) (см. фиг.2) имеют отдельные инверторы (не показаны).

Платформа 1 может быть поднята в автоматическом и в ручном рабочем режиме с дистанционного или локального пульта поддомкрачивания (не показано).

Главные элементы приводной системы управления показаны в упрощенной форме на фиг.2. Она содержит блок 7 управления замкнутого контура и приводы переменной скорости от 8А1 (привод А группы один) до 8F3 (привод F группы три) одной опорной ноги 3 для приведения в действие, например, постоянно возбуждаемых двигателей (не показаны) с переменной скоростью. Только приводы переменной скорости 8A1, 8F1, 8A2 и 8F2 изображены ради простоты. По той же самой причине другие опорные ноги 3 не показаны на этом чертеже.

Оператор может, в зависимости от рабочего режима, приводить в действие один или несколько рычагов из набора 9 рычагов, состоящего из одного отдельного рычага ноги для каждой опорной ноги 3 и одного основного рычага для групповой операции всех опорных ног 3. Состояние набора 9 рычагов принимается модулем 10 выбора и коррекции заданного значения скорости, который выводит заданное значение N* скорости на соответствующий контроллер 11 скорости для каждой опорной ноги 3 (показан только один контроллер 11 скорости). Контроллеры 11 скорости выводят соответствующие заданные значения М* вращающего момента для приводов переменной скорости от 8А1 до 8F2, назначенных для них.

Помимо контроллеров 11 скорости блок 7 управления включает в себя модуль 12 ограничения вращающего момента и модуль 13 управления тормозом для управления тормозами 15. Модуль 13 управления тормозом получает значения датчика веса от модуля 14 подтверждения правильности датчика веса. Модуль 14 подтверждения правильности датчика веса может получить свои входные значения или от датчиков веса на опорных ногах 3 или от блока оценки веса на ногах. Модуль 13 управления тормозом также получает сигнал обратной связи от тормоза 15, которым он управляет, и фактические значения вращающего момента всех приводов переменной скорости от 8А1 до 8F2.

Для последней цели блок 7 управления связан с приводами переменной скорости от 8А1 до 8F2 через PROFIBUS DP в качестве двунаправленной электронной шины 16. Посредством этого соединения электронной шины 16, с одной стороны, заданные значения М* вращающего момента передаются от соответствующего контроллера 11 скорости к контроллерам 17 вращающего момента каждого привода переменной скорости от 8А1 до 8F2. С другой стороны, фактические значения М вращающего момента передаются от приводов переменной скорости от 8А1 до 8F3 к модулю 12 ограничения вращающего момента и к модулю 13 управления тормозом, и фактические значения N скорости передаются от приводов переменной скорости от 8А1 до 8F3 к соответствующему модулю 18 проверки правильности датчика скорости, расположенному перед контроллерами 11 скорости. Кроме того, флаги R, сигнализирующие о состоянии приводов "работает" или "остановлен", передаются от каждого привода переменной скорости от 8А1 до 8F3 к модулю 12 ограничения вращающего момента. Для наглядности чертежа представлена только передача фактических значений N, М и R от приводов переменной скорости 8F1, 8А2, 8F2 через электронную шину 16. Это также применяется для ограничения вращающего момента, накладываемого модулем 12 ограничения вращающего момента на группы 2 и 3 приводов.

Поскольку во время операций поддомкрачивания несколько компонентов могут выйти из строя, модуль 14 проверки правильности датчика веса и модули 18 проверки правильности датчика скорости оценивают состояние и значения их входных датчиков на основе стратегии управления. Они могут выбирать наиболее вероятное корректное значение, которое является максимум средним значением низкого выбора или вычисленным средним значением от функциональных датчиков. Они могут также выбирать датчики с самой высокой шириной полосы. Например, модули 18 проверки правильности датчика скорости могут использовать значения скорости от двигателей вместо вычисленных значений скорости от датчиков положения. Другие датчики могут быть также предоставлены в качестве альтернативы. Вход обратной связи тормоза на модуль 13 управления тормозом может сигнализироваться от механизма захвата/зажима.

Каждый контроллер 11 скорости генерирует заданное значение вращающего момента на все его подключенные на выходе приводы переменной скорости от 8А1 до 8F2. Это заданное значение может быть запрещено вышестоящими структурами, такими как система управления мощностью PMS или установленные оператором пределы, что исполняется модулем 12 ограничения вращающего момента. Любое различие между опорными ногами автоматически отрабатывается контроллером 19 уровня, имеющим информацию о положении и отклонении каждой опорной ноги 3. Различия между приводами переменной скорости от 8А1 до 8F2 той же самой опорной ноги 3 отрабатываются модулем 12 ограничения вращающего момента, выполняющим ограничение заданного значения вращающего момента. Ограничение выполняется перед тем, как заданное значение М* вращающего момента выдается в шину 16.

Диаграмма вращающий момент - скорость, описывающая две различные стратегии ограничения, показана схематично на фиг.3.

В зависимости от флагов R состояния и фактического значения М вращающего момента всех приводов переменной скорости от 8А1 до 8F2, а также входа от системы управления мощностью PMS и выбранного рабочего режима, модуль 12 ограничения вращающего момента может ограничивать заданные значения М* вращающего момента, выведенные контроллерами 11 скорости, до максимального вращающего момента Mmax-fix в первой стратегии.

Ограничение мощности является рекомендуемой особенностью, чтобы предотвратить возможное нарушение энергоснабжения во время операции поддомкрачивания. Для определенных применений необходимо ограничить выход предварительно определяемыми значениями. Для простых применений это может быть достигнуто с использованием фиксированного предела вращающего момента. С этой целью выходы контроллеров 11 скорости контролируются модулем 12 ограничения вращающего момента и, в случае необходимости, ограничиваются до предельных значений, в дополнение к эффективному текущему пределу. Как следствие, максимальный выход также ограничивается, соответственно максимальному вращающему моменту на максимальной скорости.

Во многих случаях, постоянно установленный предел вращающего момента Mmax-fix не достаточен, чтобы обеспечить эффективный предел мощности. Например, тот факт, что предел вращающего момента должен быть установлен соответственно высоким относительно наличия высокого момента срыва, может вызвать превышение максимально допустимого выхода на высоких скоростях. Также в случаях асинхронного двигателя, где используется операция ослабления поля асинхронного двигателя, предел эффективного выхода может только быть достигнут с использованием фиксированного предела Mmax-fix предела вращающего момента в конкретных случаях.

Поэтому выгодная вторая стратегия состоит в объединении ограничения вращающего момента/мощности, выполняемого модулем 12 ограничения вращающего момента 12. В ситуациях низкой скорости предел вращающего момента Mmax-low, определенный внутренним или внешним способом, будет ограничивать заданные значения М* вращающего момента, выдаваемые контроллерами скорости 11. В высокоскоростных ситуациях предел фактической мощности будет приниматься во внимание как плавающий предел Mmax-float, основанный на доступной мощности на платформе 1. Это будет вращающим моментом, который может быть достигнут при ограничении номинальным током преобразователя привода. Предел вращающего момента всегда будет больше, чем предварительно определяемый минимальный предел Mmax-min вращающего момента.

Помимо рабочих режимов "автоматический" и "ручной", блок 7 управления предоставляет различные режимы управления оператору. Их функционирование описано ниже.

Автоматический рабочий режим разработан для управления всеми опорными ногами 3 одновременно с одной и той же скоростью, кроме индивидуальных коррекций. Это также обеспечивает автоматическое управление уровнем при подъеме или опускании платформы 1. Функция управления уровнем должна включаться вручную оператором с использованием кнопки из локального или удаленного местоположения с этой целью.

Для подъема платформы 1, то есть корпуса 2, функция управления уровнем должна быть инициирована оператором. Это будет регулировать скорость перемещения ног, чтобы поддерживать равновесие платформы 1. Скорость автоматически ограничивается максимальным значением, например 2 м/мин, и является функцией отклонения основного рычага набора 9 рычагов. Если основной рычаг отпускается, то он возвратится в нейтральное положение и скорость подъема возвращается к нулю. Тормоза 15 будут автоматически задействованы в предварительно определяемое время позже. В любой фазе работы скорость индивидуальной опорной ноги может быть отрегулирована, то есть увеличена или уменьшена, посредством соответствующего индивидуального рычага. Опорные ноги 3 работают совместно, например, после отказа одной опорной ноги или действия отключения оператором, другие остановятся. В любом из этих случаев тормоза 15 будут задействованы немедленно.

Процедура опускания корпуса 2 подобна подъему, но в обратном порядке. С движением основного рычага вниз платформа 1 снижается. Вычисленная нагрузка покажет отрицательное значение, поскольку вращающий момент отрицателен. Скорость снижения платформы 1 ограничена, даже при максимальном отклонении рычага, величиной, например, 2 м/мин. Как только платформа 1 достигнет уровня воды, указание нагрузки будет иметь тенденцию к положительному значению, поскольку вращающий момент становится менее отрицательным. Функция управления уровнем должна тогда быть выключена для подъема опорной ноги.

Функция удержания может быть выбрана с пульта поддомкрачивания нажатием на кнопку "удержание" на пульте. Это переопределяет автоматическую функцию торможения во время подъема и опускания платформы, когда основной рычаг достигает своего нейтрального положения. Во время этой операции температура в двигателях увеличится. Поскольку температура в двигателях постоянно контролируется, эта функция будет автоматически отменена, и тормоза задействуются, если заданное число пределов предупреждения о температуре двигателя превышено.

Когда платформа 1 находится в полуподнятом положении, возможно, так называемые опорные кессоны мгновенно захватываются за морское дно 4, и оператор удерживает основной рычаг нажатым, скорость подъема опорной ноги увеличивается, когда опорные ноги 3 отходят от морского дна 4. Скорость все еще пропорциональна отклонению основного рычага, но в этом случае до максимального значения, например, 3 м/мин. Оператор остановит операцию, когда опорные ноги будут в положении буксировки. Это положение может быть предварительно установлено или определено на блоке визуального отображения (VDU). Если это не будет определено или переопределено, то система автоматически остановит действие подъема, когда концевые выключатели опорных ног 3, сигнализирующие "конечное положение достигнуто", будут активизированы. Для позиционирования их независимым образом опорные ноги 3 могут быть перемещены в ручном режиме.

Для понижения опорных ног отдельные опорные ноги включаются кнопками. Операция начинается отклонением основного рычага в направлении «вверх», что означает подъем корпуса 2, то есть понижение опорных ног 3. Скорость понижения пропорциональна отклонению основного рычага. Максимальная скорость равна, например, 3 м/мин в этом случае. Все опорные ноги 3 понижаются с одной и той же скоростью. Измерители нагрузки покажут отрицательное значение.

Когда, по меньшей мере, одна из опорных ног 3 касается основания, то есть морского дна 4, скорость понижения уменьшается, пока не достигнет нуля, и вращающий момент увеличится, например, до примерного значения 30% с максимальным значением вращающего момента, которое задано требованиями проектирования. Это значение вращающего момента является регулируемым оператором. Это поддерживается до тех пор, пока все опорные ноги 3 не достигнут того же самого состояния. Как только все опорные ноги 3 будут находиться в позиции, предел Mmax вращающего момента будет постепенно увеличиваться. В течение этого переходного периода опорные ноги 3 могут перемещаться с различными скоростями ввиду условий морского дна. При увеличении предела Mmax вращающего момента приводы 8 переменной скорости возвращаются к управлению скоростью для подъема корпуса 2.

Ручной режим работы предназначен для того, чтобы оставить управление каждой индивидуальной опорной ногой 3 за оператором. Скорость зависит от соответствующей позиции рычага индивидуального рычага опорной ноги. Автоматическое управление уровнем не функционирует в этом режиме работы.

Ручной режим работы обеспечивает больше свободы для регулировок оператором, таких как предварительное нагружение или выполнение отдельных регулировок положения опорных ног 3, например, когда известно, что морское дно имеет наклон. Определенные ограничения применимы к этому режиму, а именно, отсутствие ограничения мощности с пульта поддомкрачивания, отсутствие ограничения вращающего момента кроме максимума, допускаемого приводами 8 переменной скорости, и отсутствие автоматического управления уровнем иного, чем персональное считывание измерителей наклона.

Чтобы осуществить предварительное нагружение, платформа 1 должна уже быть поднята на всех опорных ногах 3. Поэтому, оператор должен выбрать, например, две из диагонально противоположных опорных ног 3 и поднять их, чтобы частично разгрузить их. Это делается переводом системы в "ручной" режим работы и выбором двух опорных ног 3 с использованием соответствующих кнопок "включить". Они поднимаются (или немного разгружаются) с использованием основного рычага в надлежащем направлении. Это вызывает то, что вес платформы 1 будет приходиться на другие две опорные ноги 3, таким образом выдвигая предварительно нагруженную пару в морское дно 4. Для предварительного нагружения другой пары опорных ног 3 операция повторяется после повторного позиционирования платформы 1 над морской поверхностью.

Чтобы извлечь одну опорную ногу 3 из морского дна 4, максимальный вращающий момент может потребоваться в течение некоторого периода времени. Путем выбора этой функции все другие пределы вращающего момента переопределяются, за исключением предела, вычисленного системой управления мощностью PMS. Однако в этом режиме работы возникают скорости, близкие к нулю, и потребляемая мощность меньше, чем во время операций подъема платформы на полной скорости.

Фактический вращающий момент М и фактическая скорость N постоянно контролируются. Когда опорная нога 3 начинает перемещение и фактический вращающий момент М уменьшается, блок 7 управления уменьшает заданное значение вращающего момента постепенно, чтобы избежать внезапного события "выход опорной ноги из морского дна". Это уменьшение может быть выполнено либо контроллерами 11 скорости, либо, в форме предела Mmax вращающего момента, модулем 12 ограничения вращающего момента. Обычно для тяжелых операций могут использоваться гидромониторы, чтобы способствовать обратному перемещению опорных ног 3.

Управление приводом переменной частоты для асинхронных двигателей может быть реализовано, следуя тем же принципам, как показано выше, однако, с применением некоторых модификаций, известных для специалиста в данной области техники.

1. Самоподъемная платформа (1), содержащая корпус (2) и, по меньшей мере, три подвижные в продольном направлении опорные ноги (3) для упомянутого корпуса (1), по меньшей мере, одна из упомянутых опорных ног (3) содержит, по меньшей мере, один привод (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости в качестве части приводного механизма (6) опорных ног, причем платформа (1) содержит блок (7) управления в замкнутом контуре для упомянутого приводного механизма (6), причем блок (7) управления соединен с упомянутым приводом (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости через двунаправленную электронную шину (16) для передачи параметров (М*, М, N, R) управления, отличающаяся тем, что упомянутый блок (7) управления содержит контроллер (11) скорости, который передает заданное значение (М*) вращающего момента на контроллер (17) вращающего момента привода (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости посредством шинного соединения (16).

2. Самоподъемная платформа (1) по п.1, в которой привод (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости соединен с двигателем с постоянным возбуждением.

3. Самоподъемная платформа (1) по п.1, в которой привод (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости соединен с асинхронным двигателем.

4. Самоподъемная платформа (1) по п.1, в которой упомянутый контроллер (17) вращающего момента встроен в упомянутый привод (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости.

5. Самоподъемная платформа (1) по любому из пп.1-4, в которой упомянутый контроллер (11) скорости может получать фактическое значение (N) скорости упомянутого привода (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости через упомянутое шинное соединение (16).

6. Самоподъемная платформа (1) по п.5, в которой модуль (18) подтверждения правильности датчика скорости расположен перед упомянутым контроллером (11) скорости.

7. Самоподъемная платформа (1) по п.6, в которой упомянутый модуль (18) подтверждения правильности датчика скорости выбирает наиболее вероятное правильное значение скорости и/или значение скорости датчика наивысшей ширины полосы.

8. Самоподъемная платформа (1) по любому из пп.1-4, 6 или 7, в которой блок (7) управления в замкнутом контуре содержит модуль (12) ограничения вращающего момента, действующий на заданное значение (М*) вращающего момента, выводимое упомянутым контроллером (11) скорости на упомянутый привод (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости.

9. Самоподъемная платформа (1) по п.5, в которой блок (7) управления в замкнутом контуре содержит модуль (12) ограничения вращающего момента, действующий на заданное значение (М*) вращающего момента, выводимое упомянутым контроллером (11) скорости на упомянутый привод (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости.

10. Самоподъемная платформа (1) по п.8, в которой упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может выполнять объединенное ограничение вращающего момента/мощности.

11. Самоподъемная платформа (1) по п.9, в которой упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может выполнять объединенное ограничение вращающего момента/мощности.

12. Самоподъемная платформа (1) по п.8, в котором упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может получать значения (N, М) фактической скорости и фактического вращающего момента упомянутого привода (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости через упомянутое шинное соединение (16).

13. Самоподъемная платформа (1) по п.9, в котором упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может получать значения (N, М) фактической скорости и фактического вращающего момента упомянутого привода (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости через упомянутое шинное соединение (16).

14. Самоподъемная платформа (1) по п.10, в котором упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может получать значения (N, М) фактической скорости и фактического вращающего момента упомянутого привода (8, 8А1 до 8F2) переменной скорости через упомянутое шинное соединение (16).

15. Самоподъемная платформа (1) по п.11, в котором упомянутый модуль (12) ограничения вращающего момента может получать значения (N, М) фактической скорости и фактического вращающего момента упомянутого привода (8, 8A1 до 8F2) переменной скорости через упомянутое шинное соединение (16).

16. Самоподъемная платформа (1) по любому из пп.1-4, 6 или 7, в которой упомянутый блок (7) управления в замкнутом контуре содержит один соответствующий контроллер (11) скорости для каждой опорной ноги (3).

17. Самоподъемная платформа (1) по п.5, в которой упомянутый блок (7) управления в замкнутом контуре содержит один соответствующий контроллер (11) скорости для каждой опорной ноги (3).

18. Самоподъемная платформа (1) по п.16, в которой приводной механизм (6), по меньшей мере, одной опорной ноги (3) содержит более одного привода (8A1 до 8F3) переменной скорости.

19. Самоподъемная платформа (1) по п.17, в которой приводной механизм (6), по меньшей мере, одной опорной ноги (3) содержит более одного привода (8A1 до 8F3) переменной скорости.

20. Самоподъемная платформа (1) по п.18, в которой каждый привод (8А1 до 8F3) переменной скорости упомянутой опорной ноги (3) с множеством приводов содержит один соответствующий контроллер (17) вращающего момента, связанный с соответствующим контроллером (11) скорости через упомянутое шинное соединение (16).

21. Самоподъемная платформа (1) по п.19, в которой каждый привод (8A1 до 8F3) переменной скорости упомянутой опорной ноги (3) с множеством приводов содержит один соответствующий контроллер (17) вращающего момента, связанный с соответствующим контроллером (11) скорости через упомянутое шинное соединение (16).

22. Самоподъемная платформа (1) по любому из пп.1-4, 6 или 7, в которой упомянутая двунаправленная электронная шина является высокоскоростной полевой шиной или Ethernet.

23. Самоподъемная платформа (1) по п.5, в которой упомянутая двунаправленная электронная шина является высокоскоростной полевой шиной или Ethernet.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к опоре для объектов/нагрузок, включая гидро- и/или ветротурбинные установки, на вертикальной удлиненной опоре, такой как колонна или свая. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к строительству морских платформ на шельфе замерзающих морей. .
Наверх