Система и способ контроля постановки судна на якоря
Изобретение относится к системам постановки судов на якоря, а именно к контролю состояния систем постановки судов, в том числе морских платформ, на якоря. Предложены система и способ контроля системы постановки на якоря плавучего судна с использованием продолжительности периода свободных колебаний независимо от окружающих условий. Период свободных колебаний может быть вычислен и/или определен экспериментально во времени путем измерения перемещения судна, необходимого для определения периода свободных колебаний при определенных географических положениях закрепленной и исправной системы постановки на якоря. Контроль периода свободных колебаний может осуществляться в зависимости от времени до завершения периода свободных колебаний. Изменение жесткости якорного троса, будь то разрыв, растяжение, нарушение целостности якорного троса или значительное смещение точки крепления, будет трансформироваться в другой период свободных колебаний с иной продолжительностью. При контроле период свободных колебаний при определенном географическом положении сравнивают с теоретическими значениями и затем может быть определено, что произошёл отказ по меньшей мере части системы постановки на якоря или произошло существенное повреждение. Достигается простота системы контроля постановки на якоря и способа, который может работать независимо от измерения факторов окружающих условий. 6 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[02] Не применимо.
ЗАЯВЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО РАЗРАБОТОК, ФИНАНСИРУЕМЫХ ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА
[03] Не применимо.
ССЫЛКА НА ПРИЛОЖЕНИЕ
[04] Не применимо.
[05] ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[06] Изобретение относится в общем к системам постановки судов на якоря. В частности, изобретение относится к контролю состояния систем постановки судов, в том числе морских платформ, на якоря.
[07] УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[08] В области морской добычи нефти и газа поставленное на якоря судно может быть использовано в качестве плавучей буровой и/или эксплуатационной платформы (ПБЭП). Обычно плавучую буровую и/или эксплуатационную платформу ставят на якоря с помощью многочисленных якорных тросов, прикрепленных на дне моря к якорям, которые обычно могут быть свайными якорями, самозасасывающимися якорями или самозарывающимися якорями обычного типа и которые поддерживают плавучую буровую и/или эксплуатационную платформу на заданном месте. Другие водные средства, такие как морские плавучие платформы, включая платформы Spar (плавучие нефтяные платформы для добычи на больших глубинах), полупогружные и другие платформы, также могут быть аналогичным образом поставлены на якоря. Образующие систему якорные тросы могут быть туго натянутыми, или полунатянутыми, или туго натянутыми с использованием отрезков цепи или чисто цепными.
[09] Пример типичной системы постановки на якоря для платформы Spar показан на фиг. 1. На фиг. представлен схематичный вид сбоку типичной системы постановки на якоря, используемой для плавучего судна. На фиг. 2 представлен схематичный вид сверху типичной системы постановки на якоря вместе с плавучим судном. Судно 2 поддерживается в относительно стабильном положении, наряду с этим может держаться на воде, перемещаться течениями на протяжении системы 4 постановки на якоря. Множество якорных тросов 6 натянуты по радиусам наружу к морскому дну 8 и удерживаются в точках 11 крепления якорных тросов (таких как рым или другое крепежное средство) на свае или ином якорном устройстве 10. Многочисленные якорные тросы можно протягивать от определенной стороны судна, но наиболее часто, как показано на фиг. 2, протянуты по многочисленным направлениям от судна.
[10] Важно осуществлять контроль системы постановки на якоря для определения, не повредился ли трос, не сорвался ли с точки крепления на морском дне или не переместилась ли точка крепления. Если в этом случае один якорный трос или его точка крепления повредилась, влияние повреждения на положение судна не будет особенно заметным, но такое повреждение должно легко распознаваться, чтобы восстановительные действия могли быть предприняты до очередного повреждения, которое сделает возможным срыв судна с якорей и/или развитие повреждения райзерных/экспортных систем, которое является критичным для добычи.
[11] Ранее типичное повреждение системы постановки на якоря обнаруживалось во время инспекции водолазами или аппаратом с дистанционным управлением. В некоторых системах осуществляется контроль целостности якорных тросов с помощью датчиков силы или датчиков сжатия, расположенных на якорных тросах, или на направляющем/поддерживающем оборудовании, или на натяжной системе, инклинометров, установленных вдоль якорного троса, или гидролокатора, размещенного под судном. Такие системы контроля являются дорогими, сложными в установке и техническом обслуживании и слабо защищенными от повреждения, случающегося, когда их устанавливают под водой или близко к воде.
[12] Другая альтернатива системам контроля постановки на якоря показана в публикации №2010/0186652 заявки на патент США. В реферате излагается, что способ контроля системы постановки судна на якоря включает в себя определение географического положения установочной точки на основании на расстоянии от точки крепления якорного троса и определение курса судна. Затем географическое положение точки крепления якорного троса вычисляют по определенному положению установочной точки и курсу судна. Положение точки крепления якорного троса сравнивают по меньшей мере с одним ожидаемым положением якорного троса, чтобы получать показатель повреждения якорного троса или якоря. Поскольку географическое положение изменяется в зависимости от окружающих условий, таких как скорость и направление течения, скорость и направление ветра и т.п., определение географического положения при контроле системы постановки на якоря происходит с ограниченной точностью.
[13] Суда имеют период свободных колебаний при поперечном и продольном перемещении (горизонтальном смещении), в основном связанный с жесткостью системы постановки на якоря. Система постановки на якоря является причиной изменения периода свободных колебаний при поперечном перемещении в зависимости от направления (то есть курса). На фиг. 3 показаны типичные периоды свободных колебаний для различных судов, которые являются глубоководными плавучими судами, а именно для плавучей платформы для добычи, хранения и отгрузки (ППДХО) нефти, платформы с большой осадкой (ПБО, такой как платформа Spar), платформы с натяжными опорами (ПНО) и полупогружной платформы (ППП) при различных видах перемещения. Обычное присутствие райзеров, таких как райзер 12 на фиг. 2, приводит к несимметричному наклону судна, влияющему на период свободных колебаний с некоторой зависимостью от направления низшего порядка.
[14] В источнике под названием “Mooring design for directional spar hull VIVʺ, опубликованном на Offshore Technology Conference в 2003 г. в Хьюстоне, штат Техас, под номером OTC 15243-MS (доступном на https://www.onepetro.org/conference-paper/OTC-15243-MS), рассмотрено влияние индуцированным вихрем вибраций (ИВВ) на систему постановки на якоря платформы Spar, когда платформа Spar оснащена спиральными полосками вокруг внешней поверхности погруженного корпуса, и влияние на период свободных колебаний. На странице 2 данной статьи рассмотрена одна методология вычисления смещений платформы Spar вследствие приложенной нагрузки от течения и его направления в окружающей среде и нагрузок от сил лобового сопротивления, обусловленных индуцированной вихрем вибрации. Период свободных колебаний платформы Spar при поперечном перемещении был определен на основании вычисленного смещения и жесткости системы постановки на якоря, и он изменяется в зависимости от того, находится ли поперечное перемещение на одной линии с якорными тросами или смещено. На фиг. 4 показаны изменения периодов свободных колебаний в зависимости от скорости и направления течения для типичной системы постановки на якоря, показанной на фиг. 2. Система постановки на якоря может иметь типичную направленную по четырем направлениям с четырьмя якорными тросами по каждому направлению (4×4) конфигурацию постановки на якоря, показанную на фиг. 2. Период (Tn) свободных колебаний при поперечном перемещении нормирован в соответствии с периодом поперечных перемещений при нулевом смещении (Tn0). Скорость течения изменяется в интервале от отсутствия течения до максимального расчетного течения. На фиг. 5 показаны изменения смещений в зависимости от скорости течения и курса. Изменения, обусловленные эффектами возвращения системы постановки на якоря в исходное положение, показаны характеристикой смещения, зависящей от направления. Кроме того, в упомянутой выше работе отсутствует идея контроля ухудшения характеристик систем постановки на якоря, в упомянутой выше работе рассмотрены аспекты периодов свободных колебаний, но подобно публикации №2010/0186652 заявки на патент США, для достижения результатов требуется учет факторов окружающей среды.
[15] В таком случае остается необходимость в создании более простой, но все же соответствующей ожиданиям, системы контроля постановки на якоря и способа, который может работать независимо от измерения факторов окружающих условий.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[16] Согласно настоящему изобретению предложены система и способ контроля системы постановки на якоря плавучего судна при использовании продолжительности периода свободных колебаний независимо от окружающих условий. Период свободных колебаний может быть вычислен и/или определен экспериментально во времени путем измерения перемещения судна для определения периода свободных колебаний при определенных географических положениях закрепленной и исправной системы постановки на якоря. Контроль периода свободных колебаний можно осуществлять в зависимости от времени до завершения периода свободных колебаний. Изменение жесткости якорного троса, будь то разрыв, растяжение, нарушение целостности якорного троса или значительное смещение точки крепления, будет трансформироваться в изменение периода свободных колебаний с другой длительностью. При контроле период свободных колебаний при определенном географическом положении (и соответствующем курсе) сравнивают с теоретическими значениями (и/или ранее зарегистрированными значениями), и затем может быть определен отказ или существенное повреждение системы постановки на якоря.
[17] В соответствии с изобретением предложен способ контроля изменений в системе постановки на якоря плавучего судна, при этом система постановки на якоря имеет по меньшей мере один якорный трос, соединенный между судном и якорем, имеющим точку крепления якорного троса, с которой соединен по меньшей мере один якорный трос, при этом способ содержит этапы, на которых определяют и регистрируют во времени географическое положение установочной точки на судне для определения базового географического положения; определяют и регистрируют по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна при базовом географическом положении для определения ассоциированного базового периода свободных колебаний; и сравнивают рабочее географическое положение и ассоциированный период свободных колебаний с эталонными данными базового географического положения и ассоциированного базового периода свободных колебаний, соответствующего неповрежденной системе постановки на якоря, для получения показателя сдвига якорного троса или якоря.
[18] В соответствии с изобретением также предложен способ контроля изменения жесткости якорного троса, ползучести материала якорного троса поставленного на якорь судна или сочетания их, при этом судно имеет точку крепления якорного троса, с которой соединен якорный трос, а способ содержит этапы, на которых определяют географическое положение и по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна; и используют найденные сдвиг географического положения и ассоциированный период свободных колебаний для определения изменения жесткости якорных тросов.
[19] В соответствии с изобретением также предложен способ контроля изменения жесткости райзерной/экспортной системой поставленного на якоря судна, имеющего точку крепления якорного троса, с которой соединен якорный трос, при этом способ содержит этапы, на которых определяют географическое положение и по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна; используют найденные изменение географического положения и ассоциированный период свободных колебаний для определения изменения жесткости райзерной/экспортной системы.
[20] В соответствии с изобретением также предложена система для контроля изменений в системе постановки на якоря плавучего судна, при этом система постановки на якоря имеет по меньшей мере один якорный трос, соединенный между судном и якорем, имеющим точку крепления якорного троса, с которой соединен по меньшей мере один якорный трос, при этом система содержит устройство определения местоположения с использованием спутниковых систем и систему обработки данных, выполненную с возможностью определения географического положения установочной точки на плавучем судне с помощью устройства определения местоположения с использованием спутниковых систем; определения по меньшей мере одного вида ассоциированного периода свободных колебаний при определенном географическом положении; и сравнения географического положения судна и ассоциированного периода свободных колебаний его с ожидаемым набором данных для показа сдвига якорного троса или якоря.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
[21] фиг. 1 - схематичный вид сбоку типичной системы постановки на якоря, используемой для плавучего судна;
[22] фиг. 2 - схематичный вид сверху типичной системы постановки на якоря вместе с плавучим судном;
[23] фиг. 3 - таблица с показом типичных периодов свободных колебаний различных судов, которые являются глубоководными плавучими судами, при перемещениях различных видов;
[24] фиг. 4 - иллюстрация изменений периодов свободных колебаний в зависимости от скорости и направления течения для типичной системы постановки на якоря, показанной на фиг. 2;
[25] фиг. 5 - иллюстрация изменений смещений в зависимости от скорости течения и курса;
[26] фиг. 6 - схематичная вертикальная проекция показанного для примера судна, связанного с системой контроля периода свободных колебаний;
[27] фиг. 6А - блок-схема примерного способа использования периода свободных колебаний судна для контроля системы постановки на якоря, связанной с судном;
[28] фиг. 7 - диаграмма, показывающая средние периоды свободных колебаний по радиусам вокруг плавучего судна и изменение на одном участке диаграммы;
[29] фиг. 8 - диаграмма с дополнительными деталями к диаграмме из фиг. 7;
[30] фиг. 9 - иллюстрация примера вычислительной системы, в которой выполняются этапы автоматического определения периода свободных колебаний и контроля периода свободных колебаний согласно раскрытым вариантам осуществления; и
[31] фиг. 10 - функциональная схема примерного сервера, который может быть использован в качестве одного или более серверов в вычислительной сети.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[32] Описанные выше чертежи и приведенное ниже описание конкретных структур и функций представлены не для ограничения объема изобретения, сделанного заявителем, или объема прилагаемой формулы изобретения. Точнее, чертежи и описание представлены для того, чтобы любой специалист в данной области техники мог выполнить и использовать изобретение, защита патентом которого испрашивается. Специалистам в данной области техники следует понимать, что для ясности и облегчения понимания описаны признаки не всех вариантов осуществления изобретения Кроме того, специалисты в данной области техник должны понимать, что при разработке реального варианта осуществления, содержащего аспекты настоящего изобретения, необходимо принимать многочисленные, связанные с реализацией решения для достижения конечной цели разработчика. Такие связанные с реализацией решения могут включать и, вероятно, без ограничения, согласование с ограничивающими условиями, связанными с системой, бизнесом, государственными органами, и другими, которые могут изменяться в зависимости от конкретной реализации, места и времени. Хотя в широком понимании деятельность разработчика может быть сложной и требующей много времени, тем не менее, такая деятельность является обычным делом специалистов в данной области техники, имеющих выгоду от этого изобретения. Следует понимать, что в представленном в этой заявке изобретении допускаются различные многочисленные модификации и альтернативные формы. Использование сингулярной формы, такой как, но без ограничения, неопределенный артикль, не предполагает ограничения количества объектов. Кроме того, связанные с описанием отношений термины, такие как, но без ограничения, «верх», «низ», «влево», «вправо», «верхний», «нижний», «вниз», «вверх», «боковой» и т.п., используются для ясности в описании при конкретном обращении к чертежам и они не предполагаются ограничивающими объем изобретения или прилагаемой формулы изобретения. Когда это уместно, один или более элементов могут обозначаться «А» или «В» для проведения различия между разными элементами данного класса элементов. При обычном обращении к таким элементам может использоваться позиция без буквы. Кроме того, такими обозначениями количество элементов не ограничивается.
[33] Согласно настоящему изобретению предложены система и способ контроля системы постановки на якоря плавучего судна с использованием длительности периода свободных колебаний независимо от окружающий условий. Базовый период свободных колебаний может быть вычислен и/или определен экспериментально во времени путем измерения географических положений и направленного перемещения судна для определения по меньшей мере одного вида периода свободных колебаний закрепленной и исправной системы постановки на якоря, а в более общем случае набора ожидаемых положений и ассоциированных периодов свободных колебаний судна. Видом периода свободных колебаний может быть, например, период свободных колебаний при поперечном перемещении, продольном перемещении и/или при вертикальной качке. Рабочее географическое положение и период свободных колебаний можно контролировать и сравнивать с базовым географическим положением и базовым периодом свободных колебаний или наборами их. Изменение жесткости якорного троса, будь то разрыв, растяжение, ухудшение целостности якорного троса или значительное смещение точки крепления, приводит к другому географическому положению и другому периоду свободных колебаний с иной продолжительностью. В таком случае путем контроля географического положения и ассоциированного с ним периода свободных колебаний в определенном месте (и соответствующего курса) и сравнения с базовыми значениями (или с ранее зарегистрированными значениями) можно определить, что по меньшей мере часть системы постановки на якоря разрушилась и что произошло существенное повреждение. В противоположность уровню техники, это сравнение можно делать независимо от рабочих окружающих условий во время получения рабочих данных. Кроме того, рабочее географическое положение и период свободных колебаний можно сравнивать с эталонными данными поврежденных систем постановки на якоря, чтобы показывать вероятное повреждение или перемещение якорного троса или якорной точки.
[34] На фиг. 6 представлен схематичный вид в вертикальном разрезе показанного для примера судна, связанного с системой контроля периода свободных колебаний. На фиг. 6А представлена блок-схема примерного способа с использованием периода свободных колебаний судна для контроля системы постановки на якоря, соединенной с судном. Судно 2 поставлено на якоря при использовании системы 4 постановки на якоря, имеющей якорные тросы 6, соединенные на морском дне 8 в точках 11 крепления якорных тросов с якорными устройствами 10 (в данном случае с якорями), которые могут быть различного типа. Система 14 контроля периода свободных колебаний может быть связана с судном 2. Предполагается, что система согласно изобретению является «сухой», то есть оборудование расположено на палубе судна выше воды, а чувствительное оборудование может быть расположено, например, на мостике или на посту управления, где вероятность повреждения значительно уменьшается и легче выполнять техническое обслуживание по сравнению с системами, расположенными под водой или вдоль корпуса или на нижней палубе. В ином случае одну или более частей системы 14 контроля свободных колебаний можно располагать на удалении от судна и можно устанавливать связь с судном для передачи данных, речевых сигналов и/или других сигналов или приема информации, например, через посредство антенны 16, по кабельной, лазерной, волоконной или другой линии связи.
[35] В реальном времени можно оценивать, соответствуют ли фактическое место судна и данные о периоде свободных колебаний ожидаемым (теоретическим и/или ранее зарегистрированным) эталонным данным. Система 14 контроля свободных колебаний может включать в себя процессоры, базы данных и входные и выходные средства для обработки данных и реагирования на данные, относящиеся к периоду свободных колебаний судна. Кроме того, система 14 может включать устройства определения географического положения, необходимого для определения ассоциированного периода (периодов) свободных колебаний судна. Обычно определение географических положений может быть осуществлено с помощью спутниковой системы определения местоположения, такой как глобальная система определения местоположения (GPS) или дифференциальная глобальная система определения местоположения (DGPS). Например, приемник 18 глобальной системы определения местоположения или дифференциальной глобальной системы определения местоположения (GPS/DGPS-приемник) можно использовать для отслеживания географического положения судна в различные моменты времени, чтобы определять ассоциированный период свободных колебаний в этом положении путем анализа смещения судна при перемещении на плаву в зависимости от времени. Например, к периоду свободных колебаний могут относиться периоды свободных колебаний при поперечном перемещении, продольном перемещении и/или вертикальной качке. В дополнение к GPS-приемнику 18 или вместо него для измерения направления можно использовать гироскоп 18'. Другие системы и устройства 18" для измерения перемещения можно использовать на этапе 20 для определения ассоциированного периода свободных колебаний. В ином случае на этапе 22 период свободных колебаний можно теоретически моделировать при использовании известных формул и параметров судна. Спустя период времени при улучшенной постобработке теоретические значения заменяются зарегистрированными фактическими значениями и поэтому получается в целом более точный и реалистичный набор эталонных данных о географических положениях вместе с ассоциированными периодами свободных колебаний. На этапе 24 моделируемая информация может быть получена для определения периода Tn свободных колебаний в сочетании с этапом 20 определения фактического периода свободных колебаний или вместо него. В таком случае после определения периода свободных колебаний на этапе 26 система может осуществлять периодически при любых изменениях контроль рабочего периода свободных колебаний для определенного географического положения. Если изменения отсутствуют, система настраивается на повторный контроль в более позднее время. Если имеются изменения периода свободных колебаний для определенного географического положения, на этапе 28 система может указать на изменение пользователю, и/или процессору, или другому устройству для выполнения дополнительных действий, в том числе системе управления/сигнализации судна.
[36] Если оказывается, что фактические данные не соответствуют ожидаемым данным, то можно понять, какой якорный трос или якорь поврежден. Примерное указание на поврежденный якорный трос или якорь может быть получено путем сравнения фактических данных с теоретическими значениями, вычисленными при использовании аналитической модели судна, в которой учитываются случаи разрывов тросов (или реальные значения, если они имеются) в поврежденной системе постановки на якоря. В некоторых системах может делаться автоматическая замена другими якорными тросами для восстановления жесткости системы постановки на якоря и тем самым для восстановления периода свободных колебаний, который предшествовал изменению.
[37] Изобретение основано на анализе периода свободных колебаний судна, который непосредственно связан с механическим состоянием якорных тросов (или якорей). В противоположность этому, в существующих диагностических системах, которые основаны только на анализе смещения судна, учитываются механическое состояние якорных тросов, а также окружающие условия. В некоторых случаях данное смещение может быть получено (а) в отношении всех якорных тросов и данных окружающих условий, но то же самое смещение может быть применено к (b) поврежденному якорному тросу и различным окружающим условиям. Следовательно, диагностика, основанная на смещении поставленного на якоря судна, не может быть в полной мере надежной. Для большей надежности необходимо одновременно также регистрировать окружающие условия, приводящие к смещению судна (главным образом волну и течение), и затем подтверждать корреляцию между местоположением (смещением) и условиями нагружения (данными окружающей среды). Эта двойная необходимость в окружающих условиях также может приводить к необходимости использования гидрометеорологического буя вблизи судна, что потребует затрат при покупке и установке, а также затрат для технического обслуживания при работе.
[38] Помимо обнаружения повреждения якорного троса и якоря при использовании полимерных якорных тросов система 14 контроля периода свободных колебаний может использоваться для указания на происходящее растяжение/ползучесть и необходимость повторного натяжения одного или более якорных тросов. Например, сравнение рабочего положения судна с базовым положением может включать определение расстояния точки крепления якорного троса на судне от якорных точек якорных тросов. Аналогично этому, изобретение можно использовать для соответствующего изменения жесткости райзерной/экспортной системы. Кроме того, систему контроля можно использовать для оценивания повреждения компонентов судна. Точная регистрация географического положения судна вместе с отклонением от среднего положения и соответствующим курсом позволяет с помощью улучшенной постобработки использовать эталонные базы данных, основанные на моделировании, чтобы накапливать повреждения компонентов судна, находящихся под непосредственным влиянием перемещений судна. Анализ повреждений позволяет определять на непрерывной основе затраты на устранение фактических повреждений и соответствующий остаточный срок службы при перемещении.
[39] На фиг. 7 представлена схематичная диаграмма, на которой показаны для сравнения рабочие периоды свободных колебаний по радиусам вокруг судна и базовые периоды свободных колебаний с показом изменения на участке диаграммы. На диаграмме 38 представлены для сравнения рабочие периоды свободных колебаний и базовые периоды свободных колебаний при всех состояниях моря. Диаграмма показывает, что периоды свободных колебаний можно сравнивать независимо от окружающих условий. Пунктирной линией 42 представлен базовый период свободных колебаний (ПСК) в определенном направлении, который является почти одинаковым по окружности в пределах 360°. Сплошной линией 44 представлен средний рабочий период свободных колебаний в заданном направлении, который является почти таким же как базовые периоды свободных колебаний, за исключением диапазона от около 90° до 120°. На основании диаграммы можно заключить, что натяжения якорных тросов изменяются и поэтому изменяется жесткость якорных тросов (этом случае уменьшается) от около 270° до 300°. За исключением изменений в пределах от 90° до 120° из сравнения оставшейся части рабочих периодов свободных колебаний следует небольшое изменение жесткости якорных тросов.
[40] На фиг. 8 представлена схематичная диаграмма, на которой показаны рабочие периоды свободных колебаний по радиусам вокруг судна для иллюстрации реальных рабочих данных со средними данными и изменениями. На диаграмме 40 сплошной линией 46 показан средний рабочий период свободных колебаний (ПСК). На этой диаграмме реальные данные рабочих периодов свободных колебаний показаны различными точками данных. Среднее с добавлением множителя 0,5 стандартного отклонения (со) показано пунктирной линией 50 на большом радиусе, тогда как среднее за вычетом множителя 0,5 стандартного отклонения показано пунктирной линией 52 на меньшем радиусе. Диаграмма показывает, что среднее изменяется в той же самой угловой области, как на фиг. 7, от около 90° до 120°.
[41] На фиг. 9 показан пример устройства 100 обработки данных, в котором выполняются этапы автоматического определения периодов свободных колебаний и контроля периода свободных колебаний согласно раскрытым вариантам осуществления. Как можно видеть, система может включать по меньшей мере одно пользовательское устройство 102 обработки, которое может быть связано через сетевое соединение 104 с сетью 106. В представленном примере пользовательское устройство 102 обработки может быть настольным компьютером, ноутбуком, планшетом, смартфоном и другим устройством обработки, а сетевое соединение 104 может быть проводным и/или беспроводным сетевым соединением. В ином случае устройство 102 обработки может быть автономной системой, которая не имеет интерфейса с сетью или сетевыми серверами. Один или более серверов 108 могут быть связаны по сети 106 с по меньшей мере одной базой 110 данных, которая в зависимости от ограничений (например, размера, скорости и т.д.), накладываемых на конкретную реализацию, может быть либо внутренней базой данных, которая находится в сетевом сервере 108, либо базой данных, которая находится на месте, физически отстоящем от сетевого сервера 108 (как показано в данном случае). Следует отметить, что термин «сервер», используемый в этой заявке, охватывает обычные серверы, а также профессиональные компьютеры, рабочие станции, базовые компьютеры, суперкомпьютеры и т.п. Аналогично этому, по меньшей мере одна база 110 данных может быть реляционной базой данных, операционной базой данных или другой подходящей базой данных, способной сохранять данные и информацию, включая информацию о местоположении, необходимую для определения периода свободных колебаний и отклонений от периода свободных колебаний.
[42] На фиг. 10 показан пример сервера, который можно использовать в компьютерной сети 106 в качестве одного из одного или более серверов 108. Как упоминалось ранее, этот сервер 108 может быть любой подходящей системой обработки данных, известной специалисту в данной области техники, включая профессиональный сервер, рабочую станцию, базовый компьютер, суперкомпьютер и т.п. Такой сервер 108 обычно включает в себя шину 128 или другой механизм связи для передачи информации внутри сервера 108 и центральный процессор (ЦП) 112, соединенный с шиной 128, для обработки информации. Кроме того, сервер 108 может включать в себя основную память 114, такую как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или другое динамическое устройство хранения данных, соединенное с шиной 128, для сохранения машиночитаемых инструкций, подлежащих выполнению центральным процессором 112. Кроме того, основная память 114 может использоваться для сохранения временных переменных или другой промежуточной информации во время выполнения инструкций, подлежащих выполнению центральным процессором 112. Сервер 108 также может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 116 или другое статическое устройство хранения данных, соединенное с шиной 128, для сохранения статической информации и инструкций, предназначенных для центрального процессора 112. Машиночитаемое устройство 118 хранения данных, такое как магнитный диск, оптический диск или твердотельное запоминающее устройство, может быть соединено с шиной 128 для сохранения информации и инструкций, предназначенных для центрального процессора 112.
[43] Термин «машиночитаемые инструкции», использованный выше, означает любые инструкции, которые могут выполняться центральным процессором 112 и/или другими компонентами. Аналогично этому, термин «машиночитаемый носитель» означает любой носитель данных, который может использоваться для сохранения машиночитаемых инструкций. Такой носитель может иметь многие формы, включая, но без ограничения, энергонезависимые носители, энергозависимые носители и среду передачи данных. Энергонезависимые носители могут включать в себя, например, оптические или магнитные диски, такие как устройство 118 хранения данных. Энергозависимые носители могут включать в себя динамическое запоминающее устройство, такое как основная память 114. Среда передачи данных может включать в себя коаксиальные кабели, медные провода и волоконную оптику, включая проводники шины 128. Сама передача данных может быть основана на акустических или световых волнах, а также на волнах, генерируемых во время передачи данных на радиочастоте (РЧ) или в инфракрасном (ИК) диапазоне. Общие формы машиночитаемых носителей могут включать в себя, например, дискету, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, другие магнитные носители, компакт-диск, доступный только для чтения, универсальный цифровой диск, другие оптические носители, оперативное запоминающее устройство, программируемое постоянное запоминающее устройство, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ), флэш-СППЗУ, другой кристалл запоминающего устройства или картридж памяти, или другой носитель, который может читаться компьютером.
[44] Кроме того, центральный процессор 112 через посредство шины 128 может быть соединен с дисплеем 120 для отображения информации пользователю. Одно или более устройств 122 ввода, включая буквенно-цифровые клавиатуры, мышь, трекбол, ключи управления курсором и т.п., могут быть соединены с шиной 128 для передачи информации и команд к центральному процессору 112. Сетевой интерфейс 124 обеспечивает двустороннюю передачу по сети 106 данных между сервером 108 и другими компьютерами. В одном примере сетевой интерфейс 124 может быть платой цифровой сети с интеграцией услуг (ISDN) или модемом, используемым для обеспечения соединения при передаче данных по телефонной линии соответствующего типа. В качестве другого примера сетевой интерфейс 124 может быть платой локальной вычислительной сети (LAN), используемой для обеспечения соединения при передаче данных по совместимой локальной вычислительной сети. Кроме того, через посредство сетевого интерфейса 124 могут быть реализованы беспроводные линии. Итак, основная функция сетевого интерфейса 124 заключается в передаче и приеме электрических, электромагнитных, оптических или других сигналов, которые несут потоки цифровых данных, представляющих информацию различного вида.
[45] В соответствии с раскрытыми вариантами осуществления прикладная программа 126 для определения и/или контроля периода свободных колебаний судна или же машиночитаемые инструкции также могут находиться в устройстве 118 хранения данных. В таком случае машиночитаемые инструкции для прикладной программы 126 могут выполняться центральным процессором 112 и/или другими компонентами сервера 108 для определения периода свободных колебаний или контроля соответствия параметров судна периоду свободных колебаний. Для осуществления этапов алгоритмов, раскрытых и описанных в этой заявке, такая прикладная программа 126 может быть реализована при использовании любой подходящей среды разработки прикладных программ и языка программирования, известного специалистам в данной области техники. Как отмечалось выше, в различных вариантах осуществления прикладная программа 126 может быть автономной прикладной программой, которая может выполняться независимо от других прикладных программ, или она может быть в виде сменного модуля к существующему программному пакету и т.п.
[46] Другие и дополнительные варианты осуществления с использованием одного или более аспектов изобретения, описанных выше, могут быть разработаны без отступления от сущности изобретения заявителя. Например, устройства определения географического положения других видов, различное оборудование, такое как аварийное сигнальное устройство, программное обеспечение для дистанционного обнаружения, специализированное программное обеспечение, связанное с системой управления/сигнализации судна, и т.п. могут использоваться для повышения эффективности работы и уведомления системы контроля периода свободных колебаний и в добавление к другим изменениям находятся в объеме формулы изобретения.
[47] Кроме того, различные способы и варианты осуществления системы могут быть в сочетании друг с другом объединены для создания вариантов раскрытых способов и вариантов осуществления. Описание одиночных элементов может включать в себя описание множества элементов, и наоборот. Упоминания по меньшей мере одного объекта могут относиться к одному или более объектам. Кроме того, различные аспекты вариантов осуществления могут использоваться в сочетании друг с другом для решения задач изобретения. За исключением случаев, когда контекстом подразумевается иное, слово «содержит» или его вариации, такие как «содержит» или «содержащий», следует понимать означающими включение по меньшей мере упомянутого элемента, или группы элементов, или этапов, или эквивалентных им признаков и не означающими включение большего численного количества, или любого другого элемента, или этапа, или другой группы элементов, или других этапов, или эквивалентных им признаков. Для элементов устройства или системы могут использоваться несколько направлений и ориентаций. Термины «связанный», «связывающий», «элемент связи» и подобные термины использованы в настоящей заявке в широком смысле и могут охватывать любой способ или устройство для крепления, связывания, сцепления, закрепления, крепления, соединения, вставки, образования, связи или соединения иным образом, например механически, магнитным способом, электрически, химически, функционально, напрямую или опосредованно, с промежуточными элементами, одной или более частей элементов друг с другом и могут также охватывать, без ограничения, образование как единого целого одного функционального элемента с другим. Связь может осуществляться в любом направлении, в том числе в направлении поворота.
[48] Этапы можно выполнять в различной последовательности, если особо не оговорено иное. Различные этапы, описанные в этой заявке, можно сочетать с другими этапами, вставлять между этапами и/или разделять на многочисленные этапы. Аналогично этому, элементы, описанные функционально, могут быть реализованы как отдельные компоненты или могут быть объединены в компоненты, обладающие многочисленными функциями.
[49] Изобретение было описано в контексте предпочтительных и других вариантов осуществления, и не все варианты осуществления были описаны. Очевидные модификации и изменения описанных вариантов осуществления могут быть получены специалистами в данной области техники. Раскрытые и нераскрытые варианты осуществления не предназначены для ограничения объема или применимости изобретения, разработанного заявителем, напротив, в соответствии с патентным законодательством заявитель предполагает получение полной охраны таких модификаций и усовершенствований, которые находятся в объеме нижеследующей формулы изобретения или в пределах её эквивалентов.
1. Способ контроля изменений в системе постановки на якоря плавучего судна, при этом система постановки на якоря имеет по меньшей мере один якорный трос, соединенный между судном и якорем, имеющим точку крепления якорного троса, с которой соединен по меньшей мере один якорный трос, при этом способ содержит этапы, на которых:
определяют и регистрируют во времени географическое положение установочной точки на судне для определения базового географического положения;
определяют и регистрируют по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна при базовом географическом положении для установления ассоциированного базового периода свободных колебаний; и
сравнивают рабочее географическое положение и ассоциированный период свободных колебаний с опорными данными базового географического положения и ассоциированного базового периода свободных колебаний, соответствующего неповрежденной системе постановки на якоря, для получения показателя жесткости якорного троса или сдвига якоря.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором сравнивают рабочее географическое положение и ассоциированный период свободных колебаний с опорными данными, соответствующими поврежденной системе постановки на якоря, для указания на якорный трос или якорь, который сдвинулся.
3. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одно географическое положение установочной точки определяют посредством спутниковой системы определения местоположения.
4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором сравнивают рабочее географическое положение и ассоциированный период свободных колебаний с базовым географическим положением и ассоциированным базовым периодом свободных колебаний независимо от рабочих окружающих условий.
5. Способ по п.1, причём способ дополнительно содержит этапы, на которых:
регистрируют географическое положение и ассоциированные периоды свободного колебания судна во времени для установления по меньшей мере части опорных данных с набором ожидаемых географических положений и ассоциированных периодов свободных колебаний судна; и
сравнивают рабочее географическое положение и ассоциированный период свободных колебаний с набором ожидаемых географических положений и ассоциированных периодов свободных колебаний судна.
6. Способ по п.5, в котором сравнение рабочего географического положения судна с ожидаемым географическим положением из набора включает в себя измерение перемещения судна из ожидаемого географического положения.
7. Способ по п.5, в котором сравнение географического положения судна с ожидаемым географическим положением включает в себя измерение периода времени, в течение которого точка крепления якорного троса отклоняется от ожидаемого географического положения.
8. Способ по п.1, в котором сравнение географического положения судна с ожидаемым географическим положением включает в себя определение расстояния от точки крепления якорного троса до якорных точек.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором регистрируют географические положения и ассоциированные периоды собственных колебаний судна во времени для накопления износа компонентов судна, непосредственно находящихся под влиянием перемещений судна.
10. Система для обработки данных, выполненная с возможностью осуществления способа по п.1.
11. Устройство обработки данных, содержащее компьютерное программное обеспечение, выполненное с возможностью обеспечения инструкций устройству обработки данных для осуществления способа по п.1.
12. Способ контроля изменения жесткости якорного троса, ползучести материала якорного троса поставленного на якоря судна или их сочетания, при этом судно имеет точку крепления якорного троса, с которой соединен якорный трос, причём способ содержит этапы, на которых:
определяют географическое положение и по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна; и
используют определённые изменение географического положения и ассоциированный период свободных колебаний для определения изменения жесткости якорных тросов.
13. Способ контроля изменения жесткости райзерной/экспортной системы поставленного на якоря судна, имеющего точку крепления якорного троса, с которой соединен якорный трос, при этом способ содержит этапы, на которых:
определяют географическое положение и по меньшей мере один вид ассоциированного периода свободных колебаний судна; и
используют определённое изменение географического положения и ассоциированный период свободных колебаний для определения изменения жесткости райзерной/экспортной системы.
14. Система для контроля изменений в системе постановки на якоря плавучего судна, при этом система постановки на якоря имеет по меньшей мере один якорный трос, соединенный между судном и якорем, имеющим точку крепления якорного троса, с которой соединен по меньшей мере один якорный трос, при этом система содержит спутниковое устройство определения местоположения и систему обработки данных, выполненную с возможностью:
определения географического положения установочной точки на плавучем судне посредством спутникового устройства определения местоположения;
определения по меньшей мере одного вида ассоциированного периода свободных колебаний при определенном географическом положении; и
сравнения географического положения судна и ассоциированного периода его собственных колебаний с ожидаемым набором данных для получения показателя жесткости якорного троса или сдвига якоря.
