ES2204735T3 - Dispositivo de compensacion de viraje marino y motor cabrestante. - Google Patents

Abstract

Cabrestante dinámico para utilizarlo en un sistema de compensación del viraje, comprendiendo dicho cabrestante dinámico un tambor (42) y un motor eléctrico (50) conectado para hacer girar el tambor del cabrestante; en el que el motor eléctrico es un motor de corriente alterna controlado por una transmisión de velocidad variable; caracterizado en que el motor se selecciona en relación al requerimiento de aceleración y potencia máxima del estado de la mar previsto para que tenga una potencia nominal continua menor que la potencia máxima requerida del estado de la mar.

Description

Sistemas de enrollamiento y de cabrestante y en particular para su uso en aplicaciones marítimas.

La presente invención se refiere a sistemas de enrollamiento y de cabrestante, y en particular a sistemas para su uso en aplicaciones marítimas.

Típicamente, un sistema marítimo de enrollamiento se monta sobre una nave para controlar un cable desde el cual queda suspendido un objeto en el agua desde la nave, por encima del lateral o bien a través de la piscina interior de la nave o similar. La nave puede ser un barco, una plataforma semisumergible, una plataforma petrolífera u otra nave flotante. El objeto suspendido puede ser, por ejemplo, un equipo de perforación, un equipo de análisis, o una cámara de inspección. En muchas aplicaciones de esta naturaleza es necesario que el objeto suspendido quede sostenido en una posición substancialmente fija, por ejemplo para evitar daños al equipo de perforación. En otras situaciones es importante mantener la tensión constante pero no soportar necesariamente carga, por ejemplo en la manipulación de elementos de cierre o cables umbilicales para vehículos de accionamiento a distancia (ROV) y campanas de inmersión de buzo o similares. El primer tipo de situación se denomina comúnmente "de cabrestante" y el último "de enrollamiento", pero el término "enrollamiento" se utiliza aquí para englobar a ambos.

En todas estas aplicaciones, el movimiento ondulatorio provocará que la nave se mueva hacia arriba y hacia abajo ("viraje"), de manera que se han utilizado dispositivos para proporcionar una compensación al viraje en los sistemas de enrollamiento.

Muchos sistemas de compensación del viraje de la técnica anterior utilizan sistemas de control neumático o hidráulico para accionar un cabrestante, existiendo un dispositivo para registrar el historial reciente del movimiento de viraje para proporcionar una predicción de movimiento futuro, permitiendo de este modo controlar el cabrestante para desenrollar o recoger cable en un intento por compensar un viraje futuro. Sin embargo, estos sistemas tienen una utilidad limitada debido a la no uniformidad de los patrones de olas en la vida real. También, la compresibilidad del fluido de trabajo en sistemas neumáticos e hidráulicos introduce inevitablemente demoras de tiempo.

También es conocido utilizar cabrestantes accionados eléctricamente por medio de sistemas eléctricos. Hasta ahora, dichos sistemas cabrestantes han sido accionados principalmente por motores de corriente continua debido a las características de velocidad/par de dichos motores, en particular al hecho de que proporcionan un elevado par a baja velocidad, pero el uso de motores de corriente alterna también es conocido.

El sistema más común es utilizar un único motor de corriente continua que sea controlado para seguir un par deseado. Esto da lugar a un retardo de fase entre el par y la velocidad, y por lo tanto entre la señal de orden de entrada y la velocidad, a cuyo retardo de fase solamente se le puede dar cabida utilizando controles predictivos.

También es conocido el uso de dos motores de corriente continua que funcionan a través de un sistema de transmisión mecánica común. Uno de los motores es un motor de baja velocidad y gran par, y el otro es un motor de bajo par y alta velocidad. El primer motor se utiliza para las funciones principales de elevación y descenso, y el segundo motor para proporcionar un movimiento de compensación de viraje relativamente rápido. Sin embargo, esta propuesta supone un aumento substancial del peso, del volumen y de la complejidad.

En los sistemas de compensación del viraje de la técnica anterior utilizando motores de corriente alterna, el motor se ha controlado en términos de par y, al igual que en los sistemas que utilizan un único motor de corriente continua, esto da lugar a un retardo de fase entre la señal de control de entrada y la velocidad del motor.

Esto puede explicarse también con referencia a la figura n° 1, que ilustra la respuesta a un sistema de la técnica anterior que utiliza un cabrestante accionado por un motor eléctrico de alto par y baja velocidad, de corriente continua o bien de corriente alterna. Debido a que dicho motor tiene una baja velocidad y una baja aceleración, la entrada de control (28) es una señal de petición de par. El par del motor (30) sigue de cerca a la entrada de control pero, debido a las características inherentes del motor, resulta brusco (a saltos). La velocidad del motor (32) sigue entonces como función del par del motor (30), con un retardo de fase, y también con una forma brusca. Existe por lo tanto un retardo de fase en la propia compensación del viraje, y el movimiento a saltos es perjudicial para la vida a la fatiga del sistema.

Además, en los sistemas de la técnica anterior ya sean de los que utilizan motores hidráulicos, de corriente continua o de corriente alterna, el motor se ha seleccionado para que presente una salida de par máximo que sea igual al par máximo requerido por el peor estado previsto de la mar, esto es, un motor que sea capaz de proporcionar dicho par en base continua. Esto da lugar al uso de un motor que tenga una elevada inercia lo cual, a su vez, aumenta el tiempo de respuesta del cabrestante.

US-A-4.547.857 es un ejemplo de un sistema de compensación de viraje predictivo utilizando un motor cabrestante hidráulico o bien eléctrico.

US-A-4.434.972 describe un dispositivo elevador hidráulico en el cual se acciona un tambor cabrestante por medio de un dispositivo de tren de engranajes y ruedas libres a través de dos motores hidráulicos: un motor de par elevado y baja velocidad para la elevación, y un motor de bajo par y alta velocidad para la compensación.

EP0.676.365 describe otro sistema de compensación del viraje.

Éstas y otras propuestas de la técnica anterior padecen las consecuencias de las demoras de tiempo del sistema que introducen un desplazamiento de fase entre la forma de la ola de la superficie del mar y el movimiento del tambor de elevación.

La presente invención dispone un cabrestante dinámico para utilizarlo en un sistema de compensación de viraje, el cual comprende las características de la reivindicación 1.

Desde otro aspecto, la invención dispone un sistema de enrollamiento marítimo que comprende un cabrestante tal como se ha definido en el párrafo anterior montado en una estructura marina, y un sensor dispuesto para detectar un parámetro asociado al viraje en las proximidades de dicha estructura, quedando conectado dicho sensor para suministrar una señal de entrada a dicha transmisión de velocidad variable.

Se describirá ahora una realización de la invención, solamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los cuales:

La figura n° 1 ilustra la respuesta de sistema en un sistema de compensación de viraje típico de la técnica anterior, tal como se ha expuesto anteriormente;

La figura n° 2 es una vista lateral esquemática de una nave desde la cual queda suspendido un objeto por medio de un sistema de cabrestante;

La figura n° 3 muestra esquemáticamente un movimiento ondulatorio idealizado de la superficie del mar;

La figura n° 4 muestra las condiciones del mar reales típicas;

La figura n° 5 ilustra un sistema que ejemplifica la presente invención;

La figura n° 6 ilustra la respuesta de sistema del sistema de la figura n° 5; y

La figura n° 7 es un diagrama esquemático del dispositivo de transmisión para el sistema de la figura n° 5.

La figura n° 2 muestra esquemáticamente una nave (10) sobre la superficie del mar (12) y que soporta una carga (14) desde un cable (16) por medio de una grúa, una torre o un dispositivo de poleas (18), controlado mediante un sistema de enrollamiento (denominado en lo sucesivo "enrollador") (20). El enrollador es capaz de desenrollar o recoger el cable (16) con el fin de elevar o hacer descender la carga respecto a la nave (10).

En particular, el enrollador (20) está destinado para ser utilizado con un cable umbilical, para desplegar, recuperar y almacenar el cable umbilical de manera que proteja el citado cable umbilical de los daños. Los cables umbilicales pueden ser elementos complejos y caros, que incorporen servicios tales como fuentes de alimentación eléctricas, hidráulicas o neumáticas, cables de señal, fibra óptica y similar, y por lo tanto vulnerables a costosos daños si no se manipulan de manera apropiada.

La superficie del mar (12) tendrá normalmente unas olas que se mueven a través de éste, provocando que la nave (10) vire a medida que las olas pasan por debajo de la misma. La figura n° 3 muestra un perfil idealizado de la superficie (12), el cual es sinusoidal, tal como se supone por ejemplo en trabajos estándar tales como la guía Lloyds del transporte marítimo. Esta guía Lloyds aporta datos de referencia relativos a la amplitud y la frecuencia de las olas que se suponen en diferentes estados de la mar y en distintas zonas de la mar. En realidad, el movimiento de la superficie del mar raramente será tan uniforme como se sugiere en la figura n° 3 y puede presentar variaciones tales como las que se muestran en la figura n° 4, en la que la amplitud y la frecuencia de las olas varía cada una con el tiempo y la posición. De este modo, el movimiento ondulatorio puede ser relativamente grande en amplitud y pequeño en frecuencia, tal como se ha indicado en general por (22); o pequeño en amplitud pero todavía menor en frecuencia tal como se ha indicado por (26). Pueden darse muchos otros estados de la mar. En la práctica, las variaciones que se dan dependerán de la zona del mar que se esté considerando, las condiciones meteorológicas, los estados de las mareas, y similares, que producen el movimiento de la nave en una combinación de viraje, cabezada, bandazo y balanceo.

La presente invención trata de controlar substancialmente el viraje sin un desplazamiento de fase, evitando de este modo la necesidad de técnicas predictivas.

La figura n° 5 ilustra un sistema de enrollamiento marítimo de acuerdo con la presente invención. El sistema (40) presenta un tambor (42) montado de manera giratoria en unas zonas laterales (44) por medio de unos cojinetes apropiados. El tambor (42) llevará un cable (no mostrado) que se desenrolla o se recoge por medio del giro del tambor (42) en un sentido apropiado. Se disponen unas guías de cable (48), tal como se describirá con mayor detalle a continuación, para ayudar a ofrecer un enrollamiento preciso del cable en el tambor (42), con el fin de minimizar daños al cable. La potencia para hacer girar el tambor (42) viene dada por un motor (50) acoplado al tambor mediante un tren de engranajes indicados en conjunto por (52) en un extremo del tambor (42). El tren de engranajes (52) puede incorporar cajas de engranajes y similares.

El motor (50) es un motor de corriente alterna, de tipo bien conocido por sí mismo. Los requerimientos del motor en el presente sistema se describen con mayor detalle a continuación. El motor (50) recibe la potencia de un circuito de control (56) que se encuentra preferiblemente alejado del motor (50). El circuito de control (56) se encuentra dispuesto, tal como se describirá con mayor detalle a continuación, para proporcionar energía al motor (50) de tal manera que la velocidad del motor sigue a una señal de entrada (58). La señal de entrada (58) es representativa preferiblemente de la velocidad de la carga (14) respecto a un bastidor fijo de referencia (el fondo del mar), pero podría ser alternativamente una función de la aceleración de la carga, la posición absoluta de la carga, o la tensión en el cable (16).

Un dispositivo apropiado, indicado en la figura n° 1, es un sensor (60) (por ejemplo, un sensor de ultrasonidos) colocado en la nave (12) para medir la distancia instantánea entre la nave y el fondo del mar, a partir de la cual puede derivarse la velocidad instantánea.

En el caso de que la superficie del mar sea completamente plana, lo cual es lo menos corriente, la compensación del viraje no será necesaria. La entrada (58) indicará velocidad de carga cero, y consecuentemente el controlador (56) proporcionará entrada cero al motor (50). Una vez que la superficie del mar (12) comience a moverse, la entrada (58) indicará la velocidad de la carga (14) respecto al fondo del mar, y el circuito de control (56) responderá inmediatamente indicando al motor (50) que gire en el sentido apropiado con el fin de provocar que el sistema (40) desenrolle cable o lo recoja con el fin de invalidar el viraje, controlándose el motor para alcanzar una velocidad específica equivalente a la velocidad instantánea de la carga.

La naturaleza del motor (50) y el hecho de que se transmita por velocidad permite que el circuito de control (56) responda directamente a cualquier cambio en la velocidad de la carga o en la posición que se detecte. Es decir, el tambor (42) puede comenzar girando de manera casi instantánea tan pronto como se detecta cualquier cambio en la velocidad de la carga o en la posición. Debido a la velocidad de respuesta y a la disposición para proporcionar una salida de potencia adecuada desde el motor (50) y una baja inercia dentro del sistema, el cable puede desenrollarse o recogerse de una manera suficientemente rápida para controlar el viraje, de manera que la carga (14) pueda quedar retenida en una posición fija precisa.

Esta velocidad de respuesta contrasta de manera notable con las características de respuesta de un sistema predictivo utilizando hidráulica, neumática o un motor de corriente continua, y permite que el sistema controle la posición instantánea sin ningún requerimiento para la predicción y proporcionando, por consiguiente, la capacidad para responder de manera inmediata a cualquier cambio en la amplitud, la frecuencia o la forma de la onda. De este modo se evitan substancialmente los problemas asociados a un sistema predictivo. La compensación del viraje proporcionada por un sistema de acuerdo con la presente invención puede permanecer sincronizada con el movimiento de la mar que se está experimentando siempre en virtud de la respuesta substancialmente instantánea conseguida por el control electrónico en combinación con un motor de corriente alterna y unos componentes de baja inercia.

La figura n° 6 muestra la respuesta de sistema del sistema de la figura n° 5. La señal de entrada (34) es una señal de velocidad, y el motor se acciona para que tenga su velocidad (36) que sigue a la señal de entrada (34). La velocidad del motor (36) es suave y substancialmente sincronizada con la señal de entrada (34). El cabrestante acelerará y decelerará suavemente y siempre se encontrará sincronizado con la entrada de movimiento. Las curvas de par de movimiento siempre estarán desfasadas con la curva de velocidad.

Un motor de corriente alterna tendrá una velocidad de rotación mínima por debajo de la cual el funcionamiento no es posible o es imprevisible, de manera que es preferible que el circuito de control (56) no indique al motor movimiento cuándo la posición de la carga está cambiando a una velocidad que es inferior a una velocidad límite predeterminada. Sin embargo, cuando varía a una velocidad muy baja, la tensión en el cable variará solamente de manera muy lenta y de este modo sin dañar la integridad del cable. La aplicación de un límite de este modo tendrá el efecto de amortiguar los picos del movimiento ondulatorio no respondiendo a la forma de la onda en el pico o cerca de éste, sino que se prevé que por medio de un diseño o selección de motor apropiado esta amortiguación pueda reducirse hasta un punto en el que se eviten daños al cable. El uso del límite tiene la ventaja de que evita el penduleo del sistema en el caso de que se experimenten pequeños cambios.

En la figura n° 7 se muestra con mayor detalle y de manera esquemática el tren de engranajes en el tambor (42). Tal como se ha descrito, el motor (50) está controlado por el circuito de control (56), que es una unidad de accionamiento eléctrico de velocidad variable. Unidades de accionamiento de velocidad variable apropiadas incluyen la transmisión vectorial "Midimaster" de Siemens y la "ALSPA MV3000" de Alstom.

El motor (50) acciona una caja de engranajes (62) montada en una zona lateral (44) que, a su vez, acciona el aro exterior (64B) de un canal de bolas (64), a través de un piñón (66). El aro exterior (64B) queda sujeto al tambor (42) y coopera con un aro interior (64A) sujetado a la zona lateral (44), de manera que el funcionamiento del motor (50), a través de la caja de engranajes (62) y el piñón (66), provocará que el tambor (42) gire en el interior de las zonas laterales fijas (44).

En interés de la velocidad de respuesta, el diseño del tren de transmisión debe elegirse para minimizar retardos en la respuesta del sistema, particularmente de la inercia y la fricción.

El circuito de control (56) puede ser substancialmente eléctrico o electrónico completamente, recibiendo señales eléctricas de sensores tales como el (60), para así minimizar retardos en el sistema.

El motor (50) debería seleccionarse de manera que presente unas bajas propiedades inerciales. Existen ejemplos en el mercado, tales como los motores de accionamiento vectorial de flujo fabricados por Siemendori o por Siemens. De manera similar, el diseño de la caja de engranajes (62) debería seleccionarse para que presente unas bajas propiedades inerciales y podría ser una capa de engranajes Cyclo fabricada por Sumitomo, o un tipo de caja de engranaje compuesta. Los componentes del canal de bolas (64) también pueden diseñarse para aumentar mínimamente el momento de inercia del tambor (42), mediante la selección apropiada de los materiales, tamaños y demás. La reducción de los momentos de inercia dentro del sistema reduce el requerimiento de par total del motor (50), permitiendo así utilizar un motor de baja inercia, con una mejora adicional en el tiempo de respuesta del sistema. El tren de transmisión también puede diseñarse para reducir juegos excesivos, particularmente en la caja de engranajes (62).

La elección del motor (50) vendrá determinada por las siguientes consideraciones. En un motor de corriente alterna, la velocidad y el par está relacionados. El par máximo puede desarrollarse a cualquier velocidad hasta un máximo determinado (la velocidad síncrona) definido por las características físicas de la máquina. Por encima de esta velocidad síncrona, el par disponible disminuirá. Si la velocidad síncrona es elevada, el motor tiene que ser mecánicamente capaz de llevar el par máximo a alta velocidad, y esto tendrá influencia sobre la inercia del motor y por consiguiente sobre la velocidad de respuesta. Con una baja velocidad síncrona (típicamente alrededor de 1500 rev/min) la inercia del motor será baja y su tiempo de respuesta rápido.

Si se elige el motor para que proporcione una potencia máxima determinada por el peor viraje previsto (el peor estado de la mar), el motor será mecánicamente grande con una elevada inercia y un tiempo de respuesta pobre. Sin embargo, debido a que las olas del mar son aproximadamente sinusoidales, la potencia máxima solamente es necesaria durante una fracción del período de la ola. En el resto del período se requiere una menor potencia. Hemos establecido que en las condiciones del mar de interés la potencia requerida es menor del 60% de la potencia máxima (peor estado de la mar) durante un 80% del período de la ola. Por lo tanto, en realizaciones preferidas de la presente invención, el motor del cabrestante se elige para que tenga una potencia nominal intermitente que pueda soportar los requerimientos de aceleración y potencia del peor estado de la mar durante un 20% del ciclo (típicamente 60 s en un ciclo de 300 s), y que sea capaz de soportar un 60% del requerimiento de potencia del peor estado de la mar para el resto del tiempo.

El peor estado de la mar impone un requerimiento para una aceleración muy elevada durante parte del ciclo de la ola. En las formas preferidas de la invención se utiliza un motor de baja velocidad síncrona. Consecuentemente, durante partes del ciclo de la ola el motor funcionará por encima de su velocidad síncrona y el par tenderá a caer. Al funcionar por encima de la velocidad síncrona, el motor puede producir el par requerido aumentando su potencia, que es función de la velocidad y el par, por encima de su potencia nominal continua.

Por consiguiente, el motor preferido se elige de tal manera que sea capaz de producir el 150% de su potencia nominal máxima continua durante hasta 60 s, y de producir un 90% de su potencia nominal máxima continua durante 240 s posteriormente. Es decir, el motor preferido tiene una potencia nominal máxima continua igual a la parte substancial del requerimiento de potencia y velocidad del peor estado de la mar. Otras combinaciones de potencia nominal intermitente y continua serán posibles dentro del concepto general de utilizar un motor con una potencia nominal continua menor que el requerimiento de potencia y aceleración máxima del peor estado de la mar. De este modo, se dispone un motor de mínima inercia.

Puede utilizarse cualquier compensación del viraje que se efectúe de la manera descrita anteriormente para mantener la carga (14) en una posición fija, o puede superponerse en la rotación del tambor requerida para un estiramiento o recuperación determinado de la carga (14), de manera que el estiramiento o la recuperación pueda ser una operación segura incluso con el viraje de la nave (10).

El enrollador (20) es capaz de suspender una carga sobre la superficie del mar sin producir ninguna tensión innecesaria en el cable umbilical utilizado para estirar la carga suspendida, debido a que el oleaje del mar se compensa substancialmente de manera instantánea por los dispositivos descritos. De este manera, es posible la sincronización de la longitud umbilical respecto al movimiento de la mar incluso si la nave (10) va en el plano horizontal.

Haciendo referencia nuevamente a la figura n° 5, el cabrestante va provisto de un mecanismo de enrollamiento de nivel en el que el cable que se está desenrollando o recogiendo pasa a través de unas guías (48) en forma de rodillos paralelos alargados y otros dispositivos montados en un extremo en una lanzadera (68). La lanzadera (68) puede desplazarse a lo largo de un eje roscado (70) paralelo al eje del tambor (42), girando el eje (70) por medio de un motor eléctrico (no mostrado) para accionar la lanzadera (68) a lo largo del eje (70). El motor está controlado preferiblemente a través del circuito de control (56) (u otro circuito que se comunique con el circuito (56)) de manera que el movimiento de las guías (48) a lo largo del tambor (42) está sincronizado con el giro del tambor (42) para conseguir una disposición helicoidal precisa del cable (16) en el tambor (42). El mismo requerimiento de inercia y aceleración se aplica al conjunto de enrollamiento de nivel.

Los dispositivos de control para hacer girar el eje (70) funcionan para igualar la velocidad de giro del tambor (42) con la velocidad de movimiento de las guías (48) a lo largo del eje (70), en una relación fija que depende del diámetro del cable umbilical que se está enrollando. Si se va a utilizar un cable umbilical de distinto diámetro, entonces puede seleccionarse una nueva relación y velocidad, por cuyo motivo es conveniente que el eje (70) sea controlado a través de un sistema de control electrónico, una caja de engranajes electrónica o similar, para permitir una regulación ágil de la relación que se está utilizando. De este modo, la coordinación de las dos velocidades del motor puede ser muy sofisticada, para así variar en puntos distintos a lo largo de la longitud del cable umbilical en el caso de que el diámetro del cable umbilical no sea constante a lo largo de su longitud. La posición o la velocidad del tambor (42) puede disponerse para el control del eje (70) mediante unos encóders en una posición apropiada en el interior del tren de transmisión al tambor (42).

La disposición helicoidal precisa del cable umbilical en el tambor (42) es importante para prevenir daños y el deterioro del cable umbilical, en particular rozadura o abrasión. Consecuentemente, las guías (48) deben colocarse con un tiempo de respuesta lo suficientemente rápido para corresponder con los tiempos de respuesta con los que el tambor (42) puede ser girado, y esto viene facilitado mediante el uso de un control electrónico del eje (70) y a través de la elección de componentes de baja inercia.

A partir de la figura n° 5 es evidente que los dispositivos para accionar el tambor (42) se encuentran dispuestos fuera del tambor, de manera que el centro (72) del tambor puede quedar abierto y substancialmente despejado. Esto proporciona una serie de ventajas. En primer lugar, el centro del tambor abierto proporciona una posición para conexiones al extremo del cable (16), tal como para la transferencia de potencia, conexiones de fibra óptica, o similar. En segundo lugar, la naturaleza abierta del centro (72) proporciona una refrigeración por aire o por agua del tambor (42) desde el interior. Esto puede ser importante en la práctica, en particular cuando el cable (16) conduce potencia eléctrica a la carga (14). La potencia que se conduce a lo largo del cable (16) tenderá a dar lugar a efectos de calentamiento inductivo debido a la naturaleza en espiral del cable (16) alrededor del tambor (42), que puede ser desplazado por enfriamiento a través del centro (72).

Se prevé que cuando el cable se esté desenrollando puede utilizarse un freno de resistencia externo al motor (50) o en otra parte en el tren de transmisión para controlar el movimiento del tambor, y también para generar potencia eléctrica que puede proporcionarse a la nave (10) para reducir el requerimiento de potencia media del dispositivo cabrestante o para otros fines. Además, la naturaleza magnética del motor permite que la posición del tambor se establezca de manera casi instantánea cuando se detiene, sin ningún rebote.

La carga ilustrada en la figura n° 1 es un objeto tal como parte de un equipo que cuelga del cable (16).

Alternativamente, la carga podría ser el peso de un cable que se está disponiendo en el fondo del mar, con el dispositivo de compensación del viraje utilizado para amortiguar impactos. Como otra alternativa, la carga podría ser la tensión en un cable de amarre, un cable de remolque o similar. Aunque la nave (10) se ha ilustrado como un barco, será evidente que las plataformas petrolíferas semisumergibles y otras estructuras flotantes padecen problemas similares, y en la transferencia de cargas entre estructuras fijas (tales como plataformas petrolíferas situadas en el fondo del mar) y estructuras flotantes (tales como naves de suministro). En una aplicación prevista para la invención, la compensación del viraje se dispondría para la carga de un buque cisterna de una instalación de un pozo petrolífero submarino.

El aparato descrito anteriormente puede modificarse sin apartarse del ámbito de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Puede utilizarse más de un sensor para detectar el movimiento que se ha de compensar. Por ejemplo, los sensores podrían ir dispuestos en la carga, en la nave, en la superficie del mar, o en el fondo del mar.

Claims (13)

1. Cabrestante dinámico para utilizarlo en un sistema de compensación del viraje, comprendiendo dicho cabrestante dinámico un tambor (42) y un motor eléctrico (50) conectado para hacer girar el tambor del cabrestante; en el que el motor eléctrico es un motor de corriente alterna controlado por una transmisión de velocidad variable; caracterizado en que el motor se selecciona en relación al requerimiento de aceleración y potencia máxima del estado de la mar previsto para que tenga una potencia nominal continua menor que la potencia máxima requerida del estado de la mar.

2. Cabrestante según la reivindicación 1, caracterizado en que el motor tiene una velocidad y una aceleración suficientemente elevadas y que el cabrestante tiene una inercia suficientemente baja para seguir a una entrada de señal de velocidad de manera substancialmente simultánea.

3. Cabrestante según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado en que el motor es un motor de accionamiento vectorial de flujo.

4. Cabrestante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el motor se selecciona para que sea capaz de producir la potencia máxima requerida del estado de la mar durante una fracción del ciclo sinusoidal de la ola prevista.

5. Cabrestante según la reivindicación 4, caracterizado en que el motor se selecciona para que sea capaz de producir la potencia máxima requerida del estado de la mar durante un 20% del ciclo de la ola y un 60% de esa potencia durante el resto del ciclo de la ola cuando el motor está funcionando más allá de la velocidad síncrona.

6. Cabrestante según la reivindicación 5, caracterizado en que el motor puede producir un 150% de su potencia nominal máxima continua durante 20 s en un período de 300 s.

7. Cabrestante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el tambor del cabrestante está montado para girar entre unas zonas laterales fijos, y el motor acciona el tambor a través de un tren de engranajes sujeto al exterior de una de dichos zonas laterales.

8. Cabrestante según la reivindicación 7, caracterizado en que el tambor del cabrestante presenta un centro abierto.

9. Cabrestante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que incluye un mecanismo de enrollamiento de nivel accionado a través de un segundo motor eléctrico sincronizado con el motor que acciona el tambor del cabrestante.

10. Sistema de enrollamiento marítimo que comprende un cabrestante (42) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores montado en una estructura marina, y un sensor (60) dispuesto para detectar un parámetro asociado al viraje en las proximidades de dicha estructura, estando conectado dicho sensor para proporcionar una señal de entrada a la citada transmisión de velocidad variable.

11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado en que dicho parámetro es la velocidad vertical de la superficie del agua o de un objeto que flota en la misma.

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado en que dicho objeto es la estructura marítima en la cual está montado el cabrestante.

13. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado en que dicho objeto es la carga del cabrestante.