[发明专利]动态定位控制

说明书

一种用于动态定位系统的控制器，所述控制器被配置为确定船舶相对于目标位置的位置，并且基于所确定的所述船舶相对于所述目标位置的位置来控制所述船舶的推进系统，其中所述控制器被配置为监测立管的至少一部分的性质；并且相应地调整对所述推进系统的控制。

技术领域

本公开涉及用于动态定位系统的控制器、动态定位系统和动态定位方法。

背景技术

动态定位在海上油气工业中用于船舶(诸如钻井船、半潜船、FPSO等)的位置保持。此类船舶可以执行需要基础设施(诸如立管)从船舶延伸到固定的海底位置(诸如井口位置)的操作(例如钻井)。可能由于波浪、风和水流的相互作用而引起的任何不希望的船舶偏离，都可能导致从船舶延伸的基础设施中产生不期望的应力和应变，从而带来人员和环境的安全问题。

动态定位涉及基于计算机的船舶位置控制，并且典型地包括控制器，该控制器确定船舶相对于目标位置的位置，然后根据需要操作通常包括多个推力器的船舶推进系统，以将船舶维持在目标位置。可以使用一系列位置确定传感器中的任一种来确定船舶的位置。

然而，即使现代的位置确定传感器可能既可靠又准确，但位置确定传感器中的任何误差都可能导致船舶推进系统的不必要操作。这可能导致“驶离”情况，在这种情况下，推进系统在动力的作用下将船舶从目标位置移开，而不是维持目标位置。

发明内容

本公开的第一方面涉及用于动态定位系统的控制器，该控制器或动态定位系统被配置为确定船舶相对于目标位置的位置并基于所确定的船舶相对于目标位置的位置来控制船舶的推进系统，其中该控制器被配置为监测从船舶延伸的立管的性质并相应地调整对推进系统的控制，其中该控制器被配置为通过限制推进系统的动力特性来调整对推进系统的控制。

根据所监测的立管的性质来调整对推进系统的控制的能力可以促进在基于错误或不准确的船舶位置数据来处理不需要的船舶移动(例如，驶离)方面的改进。例如，控制器监测立管的性质，该性质可能与所确定的船舶位置相矛盾。如果是这样，则该系统可以被配置为根据所监测的立管的性质来调整对推进系统的控制。因此，所监测的立管的性质本身不用于位置确定，而是用于检查以确保基于所确定的位置对推进系统的控制是正确的。通过限制推进系统的动力特性，可以施加限制而不会另外影响动态定位系统的通常复杂的控制方法。这样，可以以稳健的方式实现附加保护以防驶离，而无需重新测试这种控制方法的逻辑。

推进系统可以包括船舶的一个或多个推力器。推进系统可以包括专门用于重新定位船舶的系统。推进系统可以与船舶的主驱动系统分开。

控制器可以被配置为根据所监测的立管的性质，以使得完全实现推进系统的操作中的将试图改变船舶位置的任何改变的时间延迟的方式来调整对推进系统的控制。如果需要，这种时间延迟可以为操作者提供足够的时间或机会来反应或干预。

控制器可以被配置为通过根据所监测的立管的性质来限制推进系统的操作，由此调整对推进系统的控制。控制器可以被配置为通过限制推进系统的动力特性(例如，到低于限值)来调整对推进系统的控制。动力特性可以包括以下中的至少一项：推进系统的动力需量、动力需量的增加速率、动力消耗量、动力消耗量的增加速率、动力输出量和/或动力输出量的增加速率。对动力特性的限制可以包括硬限制(例如，如果动力特性是推进系统的动力需量、消耗量或输出量)。对动力特性的限制可以包括软限制(例如，如果动力特性是推进系统的动力需量、消耗量或输出量的增加速率)。对推进系统的动力特性的限制可以包括对推进系统的基于船舶相对于目标位置的位置所确定的特性的限制。

控制器可以被配置为设置和/或动态地调整限值。控制器可以被配置为基于推进系统的动力消耗量或输出量来设置和/或动态地调整限值。控制器可以被配置为基于推进系统的平均动力消耗量或输出量、或者在动态定位系统的正常操作期间的动力消耗量或输出量的一系列变化来设置和/或动态地调整限值。例如，控制器可以被配置为将限值设置和/或动态地调整为大于推进系统的平均动力消耗量或输出量、或者大于在动态定位系统的正常操作期间的动力消耗量或输出量的一系列变化中的大部分或全部。