El de colocación (DP) dinámico es un sistema controlado por ordenador para mantener automáticamente posición de s de la nave un ' y dirección usando a sus propios propulsores y empujadores. Colocar los sensores de la referencia, combinados con los sensores del viento, los sensores y los compases de girocompás actuales proporcionan la información a la computadora referente a la posición del recipiente y la magnitud y la dirección de las fuerzas ambientales que afectan a su posición. El programa de computadora contiene un modelo matemático del recipiente que incluye la información referente al viento y a la fricción actual del recipiente y la localización de los empujadores. Este conocimiento, combinado con la información del sensor, permite que la computadora calcule al ángulo y a empujador required de manejo hechos salir para cada empujador. Esto permite operaciones en el mar donde amarrando o de anclaje no está factible debido al agua profunda, a la congestión en la parte inferior de mar (tuberías, plantillas) o a otros problemas.
La colocación dinámica puede cualquiera ser absoluta en que la posición está trabada a un punto fijo sobre la parte inferior, o concerniente a un objeto móvil como otra nave o un vehículo subacuático. Uno puede también colocar la nave a un ángulo favorable hacia el viento, las ondas y la corriente, llamados el weathervaning.
La colocación dinámica se utiliza mucho en la industria de petróleo costa afuera, por ejemplo en el Mar del Norte, Golfo Pérsico, golfo de México, Áfricas occidentales y el Brasil . Hay hoy en día más las naves de 1000 del DP.
Historia
Colocación dinámica comenzada en los años 60 para la perforación petrolífera en el mar. Con la perforación trasladándose a aguas siempre más profundas, las lanchas a remolque eutoelevadoras no podrían ser utilizadas más y el anclaje llegó a ser menos económico.1961 el del buque para perforaciones '' Cuss 1 '' fueron cabidos con cuatro propulsores orientables, en un intento por perforar el primer Moho bien. Era posible mantener la nave la posición sobre el pozo de La Jolla, California, en una profundidad de 948 metros.
Después de esto, de la costa de Guadalupe, México, cinco agujeros fue perforado, el más profundo en 183 m (601 pies) debajo del piso de mar en 3.700 pies) de agua, mientras que mantenía una posición dentro de un radio de 180 metros. La posición de la nave fue determinada por el radar que se extendía a las boyas y al sonar que se extendían de los faros submarinos.
Considerando que el Cuss 1 fue mantenido la posición manualmente, más adelante en el mismo año que el Shell puso en marcha el Eureka de la nave drilling que tenía un sistema análogo de control interconectado con un alambre tenso, haciéndole la primera nave verdadera del DP.
Mientras que el primer DP envía tenía reguladores análogos y se ha hecho la redundancia carecida, las mejoras desde entonces extensas. Además de ese, el DP no sólo se utiliza hoy en día en la industria de petróleo más, pero en otros tipos de naves. Además, el DP no se limita a mantener un de posición fija más. Una de las posibilidades está navegando una pista exacta, útil para cablelay, la inmersión de tuberías en el mar, el examen y otras tareas.
Comparación entre las opciones del position-keeping
Otros métodos de position-keeping son el uso de una extensión del ancla y el uso de una lancha a remolque eutoelevadora. Todos tienen sus propias ventajas y desventajas.
Usos
Los usos importantes incluyen:Asistentes de mantenimiento a la navegación ( ATON )
de Cable-colocación
Recipientes de la grúa * barcos de cruceros * buques de apoyo del salto * que draga
Buques para perforaciones * FPSOs
Flotels * La plataforma del aterrizaje atraca investigación del *Maritime
Barrenderos de mina
Tendido de tuberías
Recipientes de la fuente de la plataforma el *Rockdumping
Lanzamiento del mar
Radar naval de la banda X
Petroleros de la lanzadera * la encuesta sobre el envía
Alcance
Una nave se puede considerar para tener seis grados de la libertad en su movimiento, es decir puede moverse en cualesquiera de seis hachas. Tres de éstos implican la traducción :
oleada (delantera/hacia atrás)
sacudimiento (estribor/puerto)
tirón (up/down)
y la otra rotación de tres :
rodillo (rotación sobre eje de la oleada)
echada (rotación sobre eje del sacudimiento)
desvío (rotación sobre eje del tirón)
La colocación dinámica se refiere sobre todo al control de la nave en el plano horizontal, es decir la oleada, el sacudimiento y el desvío de tres ejes.
Requisitos
Una nave que debe ser utilizada para el DP requiere:para mantener la posición y el título, en primer lugar la necesidad de la posición y del título de ser sabido.
una computadora del control para calcular las acciones de control required para mantener la posición y para corregirla para los errores de posición.
elementos del empuje para aplicar fuerzas a la nave según lo exigido por el sistema de control.
Para la mayoría de los usos, los sistemas de referencia de la posición y los elementos del empuje deben ser considerados cuidadosamente al diseñar una nave del DP. Particularmente, para el buen control de la posición en tiempo adverso, la capacidad del empuje de la nave en tres hachas debe ser adecuada. Los fabricantes principales de sistemas del DP son Kongsberg las comunicaciones marítimas (antes Nautronix) de, Converteam (antes una pieza Alstom ), y L-3.
Sistemas de referencia
Colocar los sistemas de referencia
Hay varios medios de determinar la posición de una nave en el mar. La mayoría de los métodos tradicionales usados para la navegación de las naves no son bastante exactos. Por esa razón, varios sistemas se han desarrollado durante las últimas décadas. La disponibilidad depende del tipo de trabajo y de profundidad de agua. Los sistemas de referencia de la posición más común (PRS) son:DGPS, diferenciado GPS . La posición obtenida por el GPS no es bastante exacta para uso del DP. La posición se mejora por medio de una estación terrestre fija de la referencia (estación diferenciada) que compare la posición del GPS a la posición sabida de la estación. La corrección es enviada al receptor de DGPS por radiofrecuencia de la onda larga. Para el uso en el DP una exactitud incluso más alta y una confiabilidad es necesarias. Las compañías como Fugro suministran señales diferenciadas vía el satélite, permitiendo la combinación de varias estaciones diferenciadas. La ventaja de DGPS es que está casi siempre disponible. Las desventajas son degradación de la señal debido a manchas solares o las perturbaciones atmosféricas, obstrucción de satélites al lado de las grúas o las estructuras y deterioración de la señal en las muchas altitudes.
Referencia de la posición de Hydroacoustic del, HPR . Este sistema consiste en uno o más transpondores colocados en el fondo del mar y un transductor colocados en el casco de la nave. El transductor envía una señal acústica (por medio de elementos piezoeléctricos ) al transpondor, que se acciona para contestar. Mientras que la velocidad del sonido a través del agua se sabe (un soundprofile se toma preferiblemente regularmente), se sabe la distancia. Porque hay muchos elementos en el transductor, la dirección de la señal del transpondor puede ser resuelta. Ahora la posición de la nave concerniente al transpondor puede ser calculada. Las desventajas son la vulnerabilidad a divulgar por los empujadores u otros sistemas acústicos. Además, el uso se limita en aguas poco profundas debido a el doblez del rayo que ocurre cuando el sonido viaja a través del agua horizontalmente. Tres tipos de sistemas de HPR son de uso general: Línea baja corta Ultra- o Super- del, USBL o SSBL . Esto trabaja como se describe anteriormente. Porque el ángulo del transpondor se mide, una corrección necesita ser hecha para el rodillo y la echada de la nave. Éstos son determinados por las unidades de Motion Reference. Debido a la naturaleza de la medida del ángulo, la exactitud deteriora con el aumento de profundidad de agua.
Línea baja larga del, LBL . Esto consiste en un arsenal por lo menos de tres transpondores. La posición inicial de los transpondores es determinada por USBL y/o midiendo las líneas de fondo entre los transpondores. Una vez que se hace eso, sólo las gamas a los transpondores necesitan ser medidas para determinar una posición relativa. La posición se debe localizar teóricamente en la intersección de las esferas imaginarias, una alrededor de cada transpondor, con un radio igual al tiempo entre la transmisión y la recepción multiplicadas por la velocidad del sonido a través del agua. Porque la medida del ángulo no es necesaria, la exactitud con profundidades grandes de agua es mejor que USBL.
Línea de fondo corta del, SBL . Esto trabaja con un arsenal de transductores en el casco de la nave. Éstos determinan su posición a un transpondor, así que una solución se encuentra in the same way as con LBL. Mientras que el arsenal está situado en la nave, necesita ser corregido para el rodillo y la echada.
Supervisión del ángulo de la canalización vertical del . En buques para perforaciones, la supervisión del ángulo de la canalización vertical se puede alimentar en el sistema del DP. Puede ser un inclinómetro eléctrico o basado en USBL, donde un transpondor de la supervisión del ángulo de la canalización vertical se cabe a la canalización vertical y una unidad alejada del inclinómetro está instalada en el impedimento del soplo hacia fuera (BOP) e interrogada con HPR de la nave.
Alambre tenso ligero del, LTW . El más viejo sistema de referencia de la posición usado para el DP sigue siendo muy exacto en agua poco profunda relativa. Un clumpweight se baja al fondo del mar. Midiendo la cantidad de alambre pagada y el ángulo del alambre por una cabeza del cardán, la posición relativa puede ser calculada. El cuidado se debe tomar para no dejar el alambre pescar con caña llegado a ser demasiado grande para evitar arrastrar. Para un agua más profunda el sistema es menos favorable, como la corriente curvará el alambre. Hay sin embargo los sistemas que contrarían esto con una cabeza del cardán en el clumpweight. LTW horizontales también se utilizan al funcionar cerca de una estructura. Los objetos que caen en el alambre son un riesgo aquí.
Haz en abanico CyScan . Ambos son sistemas de referencia basados laser de la posición. Un sistema muy directo, como solamente pequeña prisma necesita ser instalado en una estructura próxima. Los riesgos son el haz en abanico que se traba en otros objetos reflectores y bloqueo de la señal. La gama depende del tiempo, pero es típicamente más de 500 metros. CyScan tiene la ventaja agregada del Auto-Inclina el mecanismo que compensa el movimiento de ondas por el uso de actuadores y del girocompás. Un radar basó el sistema. Una unidad se pone en una estructura próxima y tuvo como objetivo la unidad a bordo de la nave. La gama es varios kilómetros. La desventaja es que la unidad es algo pesada.
Sistema DARPS, del diferencial, absoluto y relativo de colocación. De uso general en petroleros de la lanzadera mientras que carga de un FPSO . Ambos tendrán un receptor del GPS. Pues los errores son iguales para ambos ellos, la señal no necesita ser corregida. La posición del FPSO se transmite al petrolero de la lanzadera, así que una gama y un cojinete se pueden calcular y alimentar en el sistema del DP. Un radar basó el sistema, pero ningunas piezas móviles como Artemis. Otra ventaja es que los transpondores son mucho más pequeños que la unidad de Artemis. La desventaja es la de corto alcance de 100-200 metros y de una cobertura limitada de 90 grados. El fabricante es Kongsberg Seatex al subsidiario Kongsberg marítimo. Un radar basó el sistema similar al radio. La ventaja es la distancia del seguimiento del blanco hasta 1000 metros y cobertura de 360 grados.
la navegación de inercia del se utiliza conjuntamente con GPS (Seapath) y Hydroacoustics (HAIN).
Sistemas de referencia del título
el de los girocompases del se utiliza normalmente para determinar el título. Métodos más avanzados son:
de los giroscopios de Anillo-Laser de
giroscopios fibroópticos de
Seapath, una combinación de GPS y de sensores de inercia.
Sistemas de referencia
Además de la posición y del título, otras variables se alimentan en el sistema del DP a través de los sensores las unidades, MRUs de la referencia del movimiento del, determinan el rodillo de la nave, echan y levantan.los sensores del viento del se alimentan en el feed-forward del sistema del DP, así que el sistema puede anticipar las ráfagas de viento antes de que la nave sea posición descargada.
sensores del bosquejo del, puesto que un cambio del bosquejo influencia el efecto del viento y actual en el casco.
Otros sensores dependen de la clase de nave. Una nave de la inmersión de tuberías en el mar puede medir la fuerza necesaria para tirar en la pipa, los recipientes grandes de la grúa tendrá sensores para determinar la posición de las grúas, como ésta cambia el modelo del viento, permitiendo el cálculo de un modelo más exacto (véase los sistemas de control).
Sistemas de control
los reguladores del PID del principio fueron utilizados y todavía se utilizan hoy en los sistemas más simples del DP. Pero los reguladores modernos utilizan un modelo matemático de la nave que se basa en un descripción aerodinámica hidrodinámica de y referente a algunas de las características de la nave tales como masa y fricción . Por supuesto, este modelo no está enteramente correcto. La posición y el título de la nave se alimentan en el sistema y se comparan con la predicción hecha por el modelo. Esta diferencia es utilizada para poner al día el modelo usando técnica de la filtración de kalman . Por esta razón, el modelo también ha entrado de los windsensors y de la regeneración de los empujadores. Este método incluso permite el entrar de cualquier BANDA por algún tiempo, dependiendo de la calidad del modelo y del tiempo.La exactitud y la precisión de las diversas BANDAS no es igual. Mientras que un DGPS tiene una alta exactitud y una precisión, un USBL puede tener una precisión mucho más baja. Por esta razón, se pesan las BANDAS. De acuerdo con la variación las BANDAS reciben un peso entre 0 y 1.
Energía y sistemas de propulsión
Para mantener a empujadores severos de los empujadores del arco de Azipods de los empujadores del acimut de la posición, los jets de agua, los timones y los propulsores se utilizan. Las naves del DP son generalmente por lo menos parcialmente el diesel-eléctrico, como ésta permite una disposición más flexible y puede mejor manejar los cambios grandes en la demanda de la energía, típica para las operaciones del DP.La disposición depende de la clase del DP de la nave. Una clase 1 puede ser relativamente simple, mientras que el sistema de una nave de la clase 3 es absolutamente complejo.
En las naves de la clase 2 y 3, todas las computadoras y sistemas de referencia se deben accionar a través de una UPS .
Requisitos de la clase
De acuerdo con la publicación 645 de la OMI (organización marítima internacional) las sociedades de la clasificación han publicado las reglas para las naves colocadas dinámicas descritas como la clase 1, la clase 2 y clase 3.
La clase 1 del equipo del
no tiene ninguÌn redundancy.
Loss de la posición puede ocurrir en caso de sola avería.
La clase 2 del equipo del
tiene redundancia de modo que ninguna avería en un sistema activo cause el sistema a fail.
Loss de la posición no deba ocurrir de una sola avería de un componente activo o de un sistema tal como generadores, empujador, centralitas telefónicas, válvulas accionadas por control remoto etc. Pero puede ocurrir después de falta de un componente estático tal como cables, pipas, válvulas manuales etc.
La clase 3 del equipo del
que también tiene que soportar el fuego o la inundación en cualquier un compartimiento sin el sistema failing.
Loss de posición no debe ocurrir de ninguna sola falta incluyendo una división totalmente quemada del submarino del fuego ni inundó el compartimiento hermético.
Las sociedades de la clasificación tienen sus propias notaciones de la clase:
NMD
Donde la OMI deja la decisión cuyo la clase se aplica a lo que un poco ha especificado la operación al operador de la nave del DP y de su cliente, la dirección marítima (NMD) noruega qué clase se debe utilizar en vista de el riesgo de una operación. En las pautas y las notas No. 28 de NMD, se definen las clases del recinto A cuatro:
Las operaciones de la clase 0 del
donde la pérdida de posición que guarda capacidad no se considera poner en peligro vidas humanas, o estropean.
Operaciones de la clase 1 donde la pérdida de posición que guarda capacidad puede causar daño o la contaminación de la pequeña consecuencia.
Operaciones de la clase 2 donde la pérdida de posición que guarda capacidad puede causar lesión de personales, la contaminación, o el daño con consecuencias económicas grandes.
Operaciones de la clase 3 donde la pérdida de posición que guarda capacidad puede causar accidentes mortales, o contaminación o daño severa con consecuencias económicas importantes.
De acuerdo con esto el tipo de nave se especifica para cada operación:
Las unidades del DP de la clase 1 con la clase 1 del equipo se deben utilizar durante las operaciones donde la pérdida de posición no se considera poner en peligro vidas humanas, causar daño significativo o causar la contaminación más que mínima.
Las unidades del DP de la clase 2 con la clase 2 del equipo se deben utilizar durante las operaciones donde la pérdida de posición podría causar lesión, la contaminación o el daño de personales con grandes consecuencias económicas.
Las unidades del DP de la clase 3 con la clase 3 del equipo se deben utilizar durante las operaciones donde la pérdida de posición podría causar accidentes mortales, la contaminación severa o el daño con consecuencias económicas importantes.
Redundancia
La redundancia es la capacidad de hacer frente a una sola falta sin la pérdida de posición. Una sola falta puede ser, entre otros:Falta del empujador
Falta del generador
Falta de Powerbus (cuando los generadores se combinan en un powerbus)
Falta de computadora de control
Colocar el fallo del sistema de referencia
Fallo del sistema de referencia
Para ciertas operaciones la redundancia no se requiere. Por ejemplo, si una nave del examen pierde su capacidad del DP, no hay normalmente riesgo de daño o de lesiones. Estas operaciones serán hechas normalmente en la clase 1.
Para otras operaciones, tales como salto y elevación pesada, hay un riesgo de daño o de lesiones. Dependiendo del riesgo, la operación se hace en la clase 2 o 3. Esto significa que por lo menos los sistemas de referencia de tres posiciones deben ser seleccionados. Esto permite el principio de lógica de votación, así que las BANDAS falls pueden ser encontradas. Por esta razón, hay también tres computadoras de control del DP, tres girocompases, tres MRU y tres sensores del viento en las naves de la clase 3. Si ocurre una sola avería que compromete la redundancia, es decir el fallar de un empujador, generador o las BANDAS, y esto no se puede resolver inmediatamente, la operación se debe abandonar lo más rápidamente posible.
Para tener bastante redundancia, bastantes generadores y los empujadores deben estar en línea así que la falta de una no da lugar a una pérdida de posición. Esto está al juicio del operador del DP. Para la clase 2 y la clase 3 que una consecuencia analiza debe ser incorporado en el sistema para asistir al DPO en este proceso.
La desventaja es que un generador puede nunca funcionar en a carga plena, dando por resultado menos economía y ensuciar de los motores.
La redundancia de una nave del DP se debe juzgar por un estudio FMEA y probar por ensayos de FMEA. Además de ése, se hacen los ensayos anuales y las pruebas de función del DP se terminan normalmente antes de cada proyecto.
Operador del DP
Los jueces del operador del DP si hay bastante redundancia disponible en cualquier momento dado de la operación.738 publicado OMI (pautas para el entrenamiento de operador del sistema de colocación dinámica (DP)) en 24-06-1996. Esto refiere a IMCA (asociación marina internacional) de los contratistas M 117 como estándar aceptable.Para calificar como operador del DP la trayectoria siguiente debe ser seguida: un
Cuando la guardia se hace en una nave del DP de la clase 1, un certificado limitado será publicado; si no un certificado lleno será publicado.
IMCA
La asociación marina internacional de los contratistas fue formada en abril de 1995 de la amalgamación de AODC (original la asociación internacional de contratistas costa afuera del salto), fundada en 1972, y de DPVOA (la asociación de colocación dinámica de los dueños de recipiente), fundado en 1990. Representa los contratistas de la costa afuera, marina y subacuática ingeniería. Acergy, Allseas, los contratistas marinas de Heerema, el grupo de las soluciones de la energía de la hélice, Saipem, 7 submarinos y Technip tienen representación en el consejo de IMCA y proporcionan a presidente. Los presidentes anteriores son:1995-6 - Lixiviación de Derek, Coflexip Stena costa afuera
1997-8 - Hein Mulder, contratistas del infante de marina de Heerema
1999/2000 - Donald Carmichael, Coflexip Stena costa afuera
2001-2 - John Smith, 7 submarinos/submarinos de Halliburton
2003-4 - Steve Preston, - contratistas del infante de marina de Heerema
2005 - Fritas Janmaat, del grupo de Allseas
Mientras que comenzó con la colección y el análisis de los incidentes del DP, ha producido desde entonces las publicaciones en diversos temas para mejorar estándares del DP. También trabaja con la OMI y otros cuerpos reguladores.
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