Jakas reklama 

 

___
Wikipedia:Etalage
Offshore Support Vessel Toisa Perseus met op de achtergrond het vijfde-generatie boorschip Discoverer Enterprise, op de Thunder Horse-locatie. Beide zijn uitgerust met een dynamic positioning-systeem.

Dynamic Positioning (DP) is een systeem dat automatisch de positie en koers van een schip constant houdt door gebruik te maken van de eigen schroeven (Azimuth thrusters). Werkzaamheden op zee die anders niet mogelijk zouden zijn – doordat er bijvoorbeeld niet geankerd kan worden door obstakels op de zeebodem (pijpleidingen of andere structuren), of door een te grote waterdiepte – zijn door dynamic positioning wel uit te voeren.

Dynamic positioning kan absoluut zijn, waarbij een positie ten opzichte van de zeebodem wordt vastgehouden, of relatief, waarbij een bewegend object, zoals een ander schip, een ROV (op afstand bestuurde mini-onderzeeër) of een drijvend platform, wordt gevolgd. Ook kan een koers ten opzichte van wind en stroming worden vastgehouden waarbij het benodigde vermogen om op positie te blijven minimaal is.

Dynamic positioning wordt veel gebruikt in de offshore-industrie, vooral in de Noordzee, de Perzische Golf, de Golf van Mexico, bij West-Afrika en bij Brazilië. Tegenwoordig zijn er meer dan 1000 dynamic positioning-schepen.

Inhoud

bewerk Geschiedenis

Dynamic positioning is in de jaren 60 ontstaan in de offshoreboring. Doordat de boring naar dieper water verschoof, werd het niet meer mogelijk om hefeilanden (jack-up's) te gebruiken en werd ankeren economisch ongunstig.

Cuss 1

In 1961 werd het boorschip Cuss 1 uitgerust met vier stuurbare schroeven voor Project Mohole, een poging de eerste Moho put te boren. Het bleek mogelijk te zijn het schip in positie te houden boven de put bij La Jolla, Californië, bij een waterdiepte van 948 meter. Hierna werden voor de kust van Guadalupe, Mexico vijf putten geboord, de diepste op 183 meter onder de zeebodem in een waterdiepte van 3500 meter. Het was mogelijk op positie te blijven in een radius van 180 meter. De positie werd bepaald door met behulp van radar de afstand te meten tot boeien en met behulp van sonar tot bakens op de zeebodem.

Terwijl de Cuss 1 handmatig op positie werd gehouden, lanceerde Shell later dat jaar het boorschip Eureka. Dat had een analoog systeem verbonden met een tautwire (strak gespannen draad met zwaar gewicht dat op de zeebodem wordt gezet), wat het het eerste echte dynamic positioning-schip maakt.

In 1975 richtte Kongsberg Våpenfabrikk Kongsberg Albatross op om dynamic positioning-systemen te ontwikkelen. Het zou uitgroeien tot de grootste leverancier van dp-systemen.

Terwijl de eerste schepen analoge systemen hadden en geen redundantie, sindsdien is er enorme vooruitgang geboekt. Dynamic positioning wordt tegenwoordig ook buiten de olie-industrie gebruikt. Het is nu ook mogelijk om niet alleen exact op positie te blijven liggen, maar ook een nauwkeurige route te varen, wat onder andere gebruikt wordt door pijpenleggers, kabelleggers en survey.

bewerk Vergelijking tussen verschillende opties om op positie te blijven

Andere manieren om op positie te blijven liggen, zijn het gebruik van een ankerpatroon en het gebruik van een hefeiland. Elk heeft zijn eigen voor- en nadelen.

Vergelijking positionerings mogelijkheden
Hefeiland Ankeren Dynamic Positioning
Voordelen:
  • Geen complex systeem met (azimuth)thrusters, extra generatoren en controllers.
  • Geen kans op verlies van positie door systeemfouten of blackouts.
  • Geen gevaar voor duikers door thrusters.
Voordelen:
  • Geen complex systeem met (azimuth)thrusters, extra generatoren en controllers.
  • Geen kans op verlies van positie door systeemfouten of blackouts.
  • Geen gevaar voor duikers door thrusters.
Voordelen:
  • Manoeuvreert uitstekend; zeer eenvoudig van positie te veranderen.
  • Er zijn geen sleepboten nodig.
  • Onafhankelijk van de waterdiepte.
  • Kan snel aan werkzaamheden beginnen.
  • Niet beperkt door obstakels op de zeebodem.
Nadelen:
  • Niet meer te manoeuvreren zodra deze op de zeebodem staat.
  • Beperkt tot waterdieptes van ± 150 meter.
Nadelen:
  • Beperkte manoeuvreerbaarheid zodra men geankerd is.
  • Minder geschikt voor diep water.
  • Er zijn sleepboten nodig (AHTs).
  • De tijd om uit te ankeren varieert tussen een paar uur en een paar dagen.
  • Beperkt door obstakels op de zeebodem.
Nadelen:
  • Complex systeem met (azimuth)thrusters, extra generatoren en controllers.
  • Hoge installatiekosten.
  • Hoge brandstofkosten.
  • Kans op verlies van positie door systeemfouten of blackouts.
  • Gevaar voor duikers en ROV's.
  • Hoge onderhoudskosten.

Hoewel alle methodes hun eigen voordelen hebben, heeft dynamic positioning veel werkzaamheden mogelijk gemaakt die voorheen niet uitgevoerd konden worden.

bewerk Toepassingen

Sea-Based X-Band Radar (SBX) onderweg

Belangrijke toepassingen zijn:

bewerk Doelstelling van dynamic positioning

Een schip heeft 6 vrijheidsgraden: Drie van deze zijn een translatie:

de andere drie zijn rotatie:

Dynamic positioning regelt de surge, sway en yaw, de bewegingen in het horizontale vlak. Er zijn opties om waarmee de heave gedempt wordt.

bewerk Benodigdheden voor dynamic positioning

Siemens Schottel azimuth thrusters met contraroterende schroeven

Een schip dat uitgerust wordt voor dynamic positioning heeft in ieder geval het volgende nodig:

Voor de meeste toepassingen moeten de positiereferentiesystemen en het aantal thrusters van voldoende vermogen zorgvuldig uitgekozen worden tijdens de ontwerpfase van een dynamic positioning-schip. Om ook tijdens slecht weer goed in positie te kunnen blijven liggen, moet er in de drie richtingen genoeg vermogen zijn. De belangrijkste fabrikanten van dynamic positioning-systemen zijn Kongsberg Simrad, Converteam - voormalig onderdeel van Alstom - en L-3 Communications (voorheen Nautronix).

bewerk Referentiesystemen

bewerk Positiereferentiesystemen

Er zijn verschillende manieren van plaatsbepaling op zee. De meeste traditionele methodes zijn echter niet nauwkeurig genoeg om gebruikt te worden voor dynamic positioning. Daarom zijn er de afgelopen decennia meerdere systemen ontwikkeld . De beschikbaarheid hangt af van het soort werkzaamheden en de waterdiepte. De meest voorkomende Positie-Referentie-Systemen (PRS) zijn:

GPS-satelliet

bewerk Koersreferentiesystemen

Meer geavanceerde methodes zijn:

bewerk Referentiesystemen

Naast positie en koers worden nog andere variabelen ingebracht in het dynamic positioning-systeem door middel van sensoren:

bewerk Controlesystemen

Blok diagram van control system

In het begin werden PID regelaars gebruikt. Deze worden tegenwoordig nog steeds gebruikt in de simpelere dynamic positioning-systemen. Moderne regelingen echter gebruiken een mathematisch model van het schip, gebaseerd op een hydrodynamische en aërodynamische beschrijving van een aantal scheepskenmerken, zoals massa en weerstand. Uiteraard is dit model niet volledig correct. Door middel van de referentiesystemen worden positie en koers in het systeem gevoerd en vergeleken met een voorspelling die door het model gemaakt wordt. Het verschil wordt gebruikt om het model bij te werken, waarbij gebruik wordt gemaakt van Kalman filteringtechniek. Om het model zo accuraat mogelijk te maken, heeft het invoer van de windsensoren en feedback van de thrusters. Hierdoor is het zelfs mogelijk om enige tijd, afhankelijk van de kwaliteit van het model en het weer, op positie te blijven zonder invoer van een PRS.

De nauwkeurigheid en precisie van de verschillende positiereferentiesystemen (PRS) is niet hetzelfde. Terwijl een DGPS over het algemeen een zeer hoge nauwkeurigheid en precisie heeft, kan een USBL een veel lagere precisie hebben. Daarom wordt er aan elk PRS een gewicht tussen 0 en 1 toegekend, gebaseerd op variantie.

bewerk Vermogens- en voortstuwingssystemen

Om op positie te blijven liggen, worden azimuth thrusters, boegschroeven, hekschroeven, waterjets, roeren en voortstuwingsschroeven gebruikt. Dynamic positioning-schepen zijn over het algemeen in ieder geval deels dieselelektrisch uitgerust, omdat dit beter in staat is de grote variatie in belasting op te vangen die typisch is voor dynamic positioning-operaties.

De keuze voor de uitleg van de machinekamer(s) en de thrusters hangt af van de DP-klasse van het schip. Een klasse 1-schip kan relatief eenvoudig uitgevoerd worden, terwijl het systeem van een klasse 3-schip behoorlijk complex is. Op klasse 2 en 3-schepen moeten alle computers en referentiesystemen gevoed worden via een Uninterruptible Power Supply(UPS).

bewerk Klassevereisten

Gebaseerd op de IMO (International Maritime Organization) publikatie 645[5] hebben de classificatiebureaus[6] regels uitgevaardigd voor DP-schepen die verdeeld worden in klasse 1, klasse 2 en klasse 3. De IMO-publicaties worden over het algemeen rechtstreeks overgenomen in de Nederlandse wetgeving, de tekst hieronder is een eigen vertaling. Voor de officiële versie, zie de Engelstalige Wikipedia.

Verlies van positie kan voorkomen in het geval van een enkelvoudige storing.
Verlies van positie mag niet voorkomen door een enkelvoudige storing van een actief component of systeem zoals generators, thrusters, schakelborden, afstandbediende kleppen etc, maar mag voorkomen na storing van een statisch component zoals kabels, leidingen, handbediende kleppen etc.
Verlies van positie mag niet voorkomen na een enkelvoudige storing inclusief een volledig verbrand of volgestroomd waterdicht compartiment.

Classificatiebureaus hebben hun eigen klasseaanduiding:

Beschrijving IMO
DP-klasse
Overeenkomende uittrustingsklasses
LR DNV ABS GL
Handmatige positiebediening en automatische koersbediening onder gespecificieerde maximale weersomstandigheden - DP(CM) DNV-T DPS-0 -
Automatische en handmatige positie en koersbediening onder gespecificieerde maximale weersomstandigheden Klasse 1 DP(AM) DNV-AUT
DNV AUTS
DPS-1 DP1
Automatische en handmatige positie en koersbediening onder gespecificeerde maximale weersomstandigheden, gedurende en na het optreden van een enkelvoudige storing exclusief het verlies van een compartiment (twee onafhankelijke computersystemen) Klasse 2 DP(AA) DNV-AUTR DPS-2 DP2
Automatische en handmatige positie en koersbediening onder gespecificeerde maximale weersomstandigheden, gedurende en na het optreden van een enkelvoudige storing inclusief het verlies van een compartiment door brand of overstroming (minimaal twee onafhankelijke computersystemen met een onafhankelijk back-up-systeem gescheiden door A60-klasse-afscheiding) Klasse 3 DP(AAA) DNV-AUTRO DPS-3 DP3

bewerk NMD

IMO laat de beslissing van welke klasse behoort bij welke operatie overlaat aan de beheerder van het DP-schip en zijn klant. Het Norwegian Maritime Directorate (NMD) daarentegen heeft gespecificeerd welke klasse gebruikt moet worden bij het soort operatie. In de NMD Guidelines and Notes No. 28, enclosure A zijn vier klasses gedefinieerd:

Hierop is het type schip gebaseerd voor elk soort operatie:

bewerk Redundantie

Redundantie is de mogelijkheid om een enkelvoudige storing op te vangen zonder van positie te raken. Een enkelvoudige storing kan onder andere zijn:

Redundantie is niet voor alle werkzaamheden vereist. Als bijvoorbeeld een surveyschip van positie raakt, is er normaal gesproken geen gevaar van schade of letsel. Deze werkzaamheden zullen meestal in klasse 1 worden uitgevoerd..

Voor ander werkzaamheden, zoals duiken of zwareladingoperaties, is er een gevaar van schade of letsel. Afhankelijk van het risico zullen deze werkzaamheden in klasse 2 of 3 worden uitgevoerd. Dit houdt in dat er tenminste drie positiereferentiesystemen beschikbaar moeten zijn. Dit geeft de mogelijkheid om een voting-systeem toe te passen. Op deze manier kan een fout referentiesysteem gevonden worden. Vanwege dit principe zij er ook drie dynamic positioningcontrol-computers, drie gyrokompassen, drie Motion Reference Units en drie windsensoren op klasse 3-schepen. Als er een enkelvoudige storing voorkomt die de redundantie in gevaar brengt, bijvoorbeeld het uitvallen een thruster, generator of referentiesysteem, en dit niet direct opgelost kan worden, dan moeten de klasse 3-werkzaamheden zo snel mogelijk gestopt worden.

Om genoeg redundantie te hebben, moeten er voldoende generatoren en thrusters bij staan, zodat het uitvallen van één van deze niet resulteert in het niet op positie kunnen blijven liggen. Dit naar inzicht van de Dynamic Positioning Operator (DPO). In klasse 2 en 3 systemen moet een Consequence Analyses zitten om de DPO te assisteren bij deze beslissingen.

Nadeel van de noodzaak tot redundantie is dat generatoren nooit met volle belasting draaien, waardoor de motoren sneller vervuilen en minder zuinig zijn.

De redundantie van een dynamic positioning-schip moet getoetst worden aan de hand van een Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) studie en bewezen door een FMEA-proefvaart[7]. Daarnaast wordt er jaarlijks een DP-proefvaart gehouden waarbij alle systemen getest worden. Voor elke DP-klus worden er ook DP-functietesten uitgevoerd.

bewerk Dynamic Positioning Operator

De DP operator houdt in de gaten of er voldoende redundantie is op elk gegeven moment van de werkzaamheden. International Maritime Organization heeft MSC/Circ.738 (Guidelines for dynamic positioning system (DP) operator training) uitgevaardigd op 24-06-1996. Dit haalt IMCA (International Marine Contractors Association) M 117[8] aan als acceptabele standaard.

Om te kwalificeren als DP-operator moet het volgende traject worden gevolgd:

  1. een dynamic positioning-inductiecursus
  2. minimaal 30 dagen zeegaande dynamic positioning-stage
  3. een dynamic positioning-simulatorcursus
  4. minimaal 6 maanden wachtlopen op een dynamic positioning-schip
  5. een verklaring van geschiktheid van de gezagvoerder van een dynamic positioning-schip

Als het wachtlopen heeft plaatsgevonden op een klasse 1-schip wordt een gelimiteerd certificaat verleend, anders wordt een volledig certificaat verleend.

bewerk IMCA

De International Marine Contractors Association (IMCA) werd in april 1995 gevormd door de fusie van AODC (oorspronkelijk de International Association of Offshore Diving Contractors), opgericht in 1972, en DPVOA (the Dynamic Positioning Vessel Owners Association), opgericht in 1990[9]. Het vertegenwoordigt offshore, nautische en onderwateraannemers. Acergy, Allseas, Heerema Marine Contractors, Helix Energy Solutions Group, Saipem, Subsea 7 en Technip zijn vertegenwoordigd in de raad van IMCA en leveren de president.

Terwijl het begon met het verzamelen en analyseren van DP-incidenten[10], zijn er sindsdien publicaties over diverse onderwerpen geweest om de dynamic positioning standaard te verbeteren. Ze werken ook samen met IMO en andere regelgevende organen.

bewerk Externe links

bewerk Verantwoording

bewerk Bronnen, noten en/of referenties

Bronnen, noten en/of referenties:

Literatuur

  • Bray, D. (2003): Dynamic Positioning - 2nd Edition, Oilfield Seamanship Series - Volume 9

Noten

  1. ^ IMCA M 141, Guidelines on the Use of DGPS as a Position Reference in DP Control Systems, oktober 1997
  2. ^ IMCA M 151, The Basic Principles and Use of Hydroacoustic Position Reference Systems in the Offshore Environment, april 1999
  3. ^ IMCA M 174, A Review of the Artemis Mk V Positioning System, november 2004
  4. ^ IMCA M 170, A Review of Marine Laser Positioning Systems, November 2003
  5. ^ IMO MSC/Circ.645, Guidelines for vessels with dynamic positioning systems, 6 juni 1994
  6. ^ Inspectie Verkeer en Waterstaat, Classificatiebureaus
  7. ^ IMCA M 166, Guidelines on Failure Modes & Effects Analyses (FMEAs), april 2002
  8. ^ IMCA M 117, The training and experience of key DP personnel, februari 2006
  9. ^ IMCA DP History, augustus 2005
  10. ^ IMCA M 181, Analysis of Station Keeping Incident Data 1994-2003, januari 2006

. - . - . - . - . branze ratowanie koni odżywki GRY ONLINE księgarnia sylwester 2008/2009 organtyna Fun Factory The Jam euro firanypolskie książki | Granica | Przedwiośnie | Quo vadis | Mały książę - streszczenie | Medaliony streszczenie | Ogniem i mieczem streszczenie | Król Edyp streszczenie | Zemsta streszczenie | Asnyk | Konopnicka | Lipińska | Norwid | Orzeszkowa | Słowacki