Aktiv hävningskompensation

Active Heave Compensation (AHC) är en teknik som används på lyftutrustning för att minska vågornas påverkan på offshoreverksamhet. AHC skiljer sig från Passive Heave Compensation genom att ha ett kontrollsystem som aktivt försöker kompensera för alla rörelser vid en specifik punkt, genom att använda kraft för att få noggrannhet.

Principer

Syftet med AHC är att hålla en last, som hålls av utrustning på ett rörligt fartyg, orörlig med avseende på havsbotten eller annat fartyg . Kommersiella offshorekranar använder vanligtvis en rörelsereferensenhet (MRU) eller förinställd mätpositionsdetektering för att detektera aktuella fartygsförskjutningar och rotationer i alla riktningar. Ett styrsystem, ofta PLC eller datorbaserat, beräknar sedan hur de aktiva delarna av systemet ska reagera på rörelsen. Prestandan hos ett AHC-system begränsas normalt av effekt, motorhastighet och vridmoment, av mätnoggrannhet och fördröjning, eller av beräkningsalgoritmer. Val av kontrollmetod, som att använda förinställda värden eller fördröjda signaler, kan påverka prestandan och ge stora reströrelser, speciellt vid ovanliga vågor.

Toppmoderna AHC-system är realtidssystem som kan beräkna och kompensera eventuella förskjutningar på några millisekunder. Noggrannheten beror då på krafterna på systemet, och därmed vågornas form mer än vågornas storlek.

Ansökan

Elektriska vinschsystem

I ett elektriskt vinschsystem kompenseras vågrörelsen genom att vinschen automatiskt körs i motsatt riktning med samma hastighet. Vinschens krok kommer därmed att hålla sin position relativt havsbotten . AHC-vinschar används i ROV -system och för lyftutrustning som ska arbeta nära eller vid havsbotten. Aktiv kompensation kan inkludera spänningskontroll, som syftar till att hålla trådspänningen på en viss nivå medan den arbetar i vågor. Styrtrådar, som används för att styra en last till en undervattensposition, kan använda AHC och spänningskontroll i kombination.

Hydrauliska vinschsystem

Hydraulkranar kan använda hydraulcylindrar för att kompensera , eller så kan de använda en hydraulisk vinsch . Hydrauliska "active boost" vinschar styr oljeflödet från pumpen /pumparna till vinschen så att målpositionen nås. Hydrauliska vinschsystem kan använda ackumulatorer och passiv hävningskompensation för att bilda ett semiaktivt system med både en aktiv och en passiv komponent. I sådana system kommer den aktiva delen att ta över när det passiva systemet är för långsamt eller felaktigt för att nå målet för AHC-styrsystemet. AHC-kranar måste beräkna den vertikala förskjutningen och/eller hastigheten för kranspetsens position för att aktivt häva kompensation för en belastning under havet.

En bra AHC-kran klarar av att hålla sin last stabil med en avvikelse på några centimeter i vågor upp till 8m (+/-4m).

AHC-kranar används vanligtvis för undervattenslyft eller konstruktion , och särskilda regler gäller för certifierad hivkompenserande utrustning.

Den amerikanska flottan har använt AHC för att skapa ett Roll-On/Roll-Off ( Ro/Ro ) system för två fartyg eller flytande plattformar till havs. Systemet använder AHC via hydraulcylindrar. Detta system är, enligt vissa, för närvarande inte kommersiellt intressant på grund av kostnader, begränsad användning och enorma mängder kraft.

Den senaste utvecklingen är att kompensera inte bara den vertikala riktningen utan även de horisontella riktningarna, vilket gör det möjligt att utföra operationer på vindkraftverk till havs.

AHC för bogsering

Vid bogsering av sidoskanningsekolod eller vetenskapliga provtagningssystem är stabiliteten hos den bogserade utrustningen viktig för datakvaliteten. Dessa bogserade system har vanligtvis låg vattenmotstånd, och Constant Tension (CT) hjälper inte till att stabilisera utrustningen när fartyget påverkas av vågor. AHC är i de flesta fall en bättre lösning för att stabilisera den bogserade kroppen. AHC-styrenheten använder information om bogserdjupet och längden på bogserlinan för att beräkna bogserlinans vinkel. Detta används för att driva vinschen för att kompensera för bogseringspunktens rörelse och säkerställer att bogseranordningen rör sig smidigt genom havet.

Ny generation AHC Controllers

Active Heave Compensation har främst tillämpats inom olje- och gassektorn till havs där utvecklingen har fokuserats på att öka kapaciteten hos de kompenserande vinscharna eller cylindrarna. Kostnader och komplexitet för AHC-system har begränsat användningen av denna teknik i andra undervattensapplikationer, såsom marin forskning. Framsteg inom styrteknik under de senaste åren gör att AHC kan bli mer standardiserad och tillgänglig för applikationer där kostnaden och enkelheten är betydande.

En ny generation AHC-kontroller med en integrerad MRU (rörelsesensor) är nu tillgänglig, vilket gör det lättare för vinsch- och krantillverkare att integrera AHC i sina produkter utan att involvera externa experter.

https://www.seatools.com/subsea-solutions/heave-compensation/