[发明专利]自升式平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种自升式平台。自升式平台通常包括船体和至少三个纵向可移动的桩腿。这些桩腿相对于壳体都可单独地移动，即使用至少一个驱动机构可上升或下降。通常，每个桩腿上都具有至少一个独立的驱动机构。

背景技术

为了使平台做好工作准备，桩腿的下端必须放在固定不动的地基上。为此，降低这些桩腿直到它们接触地基。然后，通过相应地驱动桩腿以引起船体的移动，可以将船体抬升至高于地基的任意位置。桩腿可平行排列或可倾斜以提高自升式平台的稳定性。地基可以具有倾斜和/或不平的外形。在这种情况下，将桩腿驱动到不同的位置以保持船体的平衡。

对于海上自升式平台，通常，船体被设计成在桩腿的最高上升状态下可漂浮。因此，这种平台可以很容易地被运送到其工作位置，例如，通过使用拖船沿着水面拖动它。当平台到达其工作位置时，就在水中降低桩腿，直到每个桩腿都接触到海底。为了平台的稳定静置，就可以将船体抬升至高出水平面，从而增大桩腿上的负载。这些平台通常适用于达150米深度的水体，但不适用于深海。

这种自升式平台用于，例如，勘探或开发海底石油和天然气领域的海上石油和天然气工业的作业。换言之，它们可以用作可移动的天然气或石油钻井平台。海上自升式平台的其它应用有，例如，海底管道或其它海底管线上的维修作业以及江河或船坞中的河床作业。

在WO 2005/103301 A1中公开了一种用于自升式平台的优选驱动机构。在那里，已经提出用永久励磁电动机(也称为“永磁电动机”)来移动桩腿且用于使船体保持在高出地基的预定位置上，与在先技术中使用的异步电动机大不相同。这样，就不需要机械制动器来临时地固持平台，因为通过高效永磁电动机可以把船体完全保持在原位。此外，永磁电动机能以无级变速实现桩腿的移动，从而允许高转矩的平稳作业，与具有双速作业、高失误的在先技术大不相同。然而，至今没有披露控制驱动机构的有 效方法。

在US 2006/0062637A1中公开了一种用于调节移动式海上结构的升降系统的移动的装置，其具有漂浮船体和多个桩腿，该装置包括：

与该多个桩腿的每一个相关的升降组件，用于垂直移动该桩腿的每一个；

动力装置，操作性地连接到所述升降组件，用于传递移动力给所述升降组件；以及

连接到所述动力装置的一个装置，用于产生对该动力装置的双向转矩控制，以利于对所述升降组件的供给恒定动力。

发明内容

本发明的目的是确定一种自升式平台，其提供高性能且可靠的桩腿操作。

根据本发明，通过包含权利要求1所给出特征的自升式平台解决问题。

本发明提出一种自升式平台，其包括船体和用于该船体的至少三个纵向可移动的桩腿。这些桩腿中的至少一个包括至少一个可变速驱动器(VSD)，该至少一个可变速驱动器是桩腿驱动机构的一部分。该平台包括用于该驱动机构的闭环控制单元。该控制单元通过双向电子总线连接到该可变速驱动器，用于传输控制参数。这意味着，该可变速驱动器集成在该控制系统中。这是通过双向电子总线接头实现的，例如，高速现场总线或以太网。

该电子总线连头确保在闭环控制中控制单元可以使用来自可变速驱动器的重要控制参数，如实际速度和实际转矩，反之亦然。一方面，这能获得高性能的桩腿操作，因为在闭环控制中可以充分利用可用速度/转矩。另一方面，驱动机构的稳定的速度/转矩控制成为可能。此外，即使是用感应电动机，可变速驱动器也能获得无级变速运动，。

此外，该可变速驱动器可以控制感应电动机或永磁电动机。优选地，该可变速驱动器连接到永磁电动机或永磁直流电动机，以可变速度驱动永磁电动机。就高甲板处于保持位置时转子损耗而言，永磁电动机要优于异步电动机。在这种情况下，尤其减小了电动机受力和散热。在后一种情况下，如果使用了多个电动机，那么每个可变速驱动器都需要各自的换流器。

根据本发明，所述控制单元包括速度控制器，其通过所述总线接头向可变速驱动器的转矩控制器传递转矩设定点。这种级联控制结构允许在该控制单元中分离不同的模块功能。速度设定点由外部确定并且被输入该速度控制器。速度设定点和转矩设定点都可在模块之间获取，例如，用于施加例如转矩限制的约束条件。因此，这些模块可以相互独立地工作，从而减小控制单元的误差趋势。

有益地，所述转矩控制器集成到所述可变速驱动器中。这样，该可变速驱动器会紧凑。此外，可以不用甲板上的人员来操作可变速驱动器受控 升降系统，增加了作业安全性。