Key information

Title
Arrangement for kontrollert oppstart av strømforsyning til en undervannsinstallasjon
Application number
20055359
Case type
National
Status
30.11.2024 Ikke betalt årsavgift
Filed
11.11.2005
Effective date
11.11.2005
Publicly available
14.05.2007
Applicant
Norsk Hydro Produksjon AS (NO)
Owner
Norsk Hydro Produksjon AS (NO)
Inventor
Bernt Bjerkreim (NO) et al.
Agent
BRYN AARFLOT AS (NO)
Granted
01.09.2008
Patent number
326036

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Oppfinnelsen angår et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem, hvor det undersjøiske kraftsystemet omfatter en undersjøisk hovedkraftfordelingstavle matet fra en hovedkratfforsyning på overflaten, og minst én undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom minst én reduksjonstransformator. En koplingsstyremodul kan være koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjonstransformatoren, idet koplingsstyremodulen er operativ for å styre den undersjøiske hjelpekraft fordelingstavlen, og hvor koplingsstyremodulen omfatter et kommunikasjonssystem. Alternativt kan en UPS (uavbrutt kraftforsyning) være koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjontransformatoren, hvor nevnte UPS er innrettet for å styre den undersjøiske hj elpekraftfordelingstavlen.

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (9)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 15.06.2025 26-01 Saksbehandling 20055359(326036) UT PT Opphørt Patent - for ikke betalt årsavgift (3311) BRYN AARFLOT AS
 02.04.2025 25-01 Saksbehandling 20055359(326036) UT PT Påminnelse om ikke betalt årsavgift (3329) (PT20055359) BRYN AARFLOT AS
 15.07.2022 02-01 Endring av fullmektig 2022/10703 UT GH Forespørsel DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-06 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Equinor - pending applications FOR TRANSFER DN - 2022-06-21 DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-05 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Equinor - all granted cases FOR TRANSFER DN - 2022-06-21 DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-04 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Dehns Nordic (Norway) - Hywind AS -GPoA DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-03 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Dehns Nordic (Norway) - Equinor Energy AS - GPoA DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-02 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Dehns Nordic (Norway) - Equinor ASA - GPoA DEHNS NORDIC AS
 29.06.2022 01-01 Endring av fullmektig 2022/10703 INN Generell henvendelse DEHNS NORDIC AS
16.09.2008 24-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Registreringsbrev Nasjonal Patent
27.08.2008 23-01 Saksbehandling 20055359 UT Patentskrift
12.08.2008 22-04 Saksbehandling 20055359 INN Patenttegninger
12.08.2008 22-03 Saksbehandling 20055359 INN Beskrivelse
12.08.2008 22-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
09.06.2008 21-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Medelelse om patent
22.05.2008 20-04 Saksbehandling 20055359 INN Patenttegninger
22.05.2008 20-03 Saksbehandling 20055359 INN Beskrivelse
22.05.2008 20-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
08.02.2008 19-04 Saksbehandling 20055359 INN Krav
08.02.2008 19-03 Saksbehandling 20055359 INN Beskrivelse
08.02.2008 19-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
17.12.2007 18-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Realitet_patent (2007.12.17)
19.09.2007 17-03 Saksbehandling 20055359 INN Krav
19.09.2007 17-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
06.09.2007 16-01 Saksbehandling 20055359 UT Patent - Reminder of first annual fee (2007.09.06)
02.07.2007 15-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
11.04.2007 13-02 Saksbehandling 20055359 INN Krav
11.04.2007 13-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
11.04.2007 12-02 Saksbehandling 20055359 INN Krav
11.04.2007 12-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
28.03.2007 11-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Realitet_patent (2007.03.28)
28.03.2007 10-01 Saksbehandling 20055359 UT Vedr norskspråklige dokumenter
09.03.2007 09-05 Saksbehandling 20055359 INN Patenttegninger
09.03.2007 09-04 Saksbehandling 20055359 INN Krav
09.03.2007 09-03 Saksbehandling 20055359 INN Beskrivelse
09.03.2007 09-02 Saksbehandling 20055359 INN Sammendrag
09.03.2007 09-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
12.01.2007 08-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
03.11.2006 07-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
10.05.2006 06-01 Saksbehandling 20055359 UT Uttalelse i Patentsøknad (2006.05.10)
10.05.2006 05-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Realitet_patent (2006.05.10)
03.03.2006 04-03 Saksbehandling 20055359 INN Fullmakt
03.03.2006 04-02 Saksbehandling 20055359 INN Erklæring: søkers rett til oppfinnelse
03.03.2006 04-01 Saksbehandling 20055359 INN Korrespondanse (hoved dok)
17.01.2006 03-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Infobrev til oppfinner (2006.01.17)
05.01.2006 02-01 Saksbehandling 20055359 UT PT Formelle mangler_nasj patent (2006.01.05)
11.11.2005 01-06 Saksbehandling 20055359 INN Annet dokument
11.11.2005 01-05 Saksbehandling 20055359 INN Fullmakt
11.11.2005 01-04 Saksbehandling 20055359 INN Beskrivelse, krav, sammendrag (annet språk)
11.11.2005 01-03 Saksbehandling 20055359 INN Patenttegninger
11.11.2005 01-02 Saksbehandling 20055359 INN Tilleggsskjema Oppfinnere/Designere
11.11.2005 01-01 Saksbehandling 20055359 INN Søknadsskjema PT (PT Form)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Foreliggende oppfinnelse angår kraftsystemer i en undersjøisk offshore-installa-sjon. Spesielt vedrører oppfinnelsen et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem.Et gassfelt til sjøs kan være utviklet med havbunnsinstallasjoner som er forbundet med en terminal på land eller en eksisterende plattform. Havbunn-installasjonen omfatter produksjonsbrønnrammer hvor hver brønnramme produ-serer brønnfluid gjennom samlerør som er forbundet med én eller flere rørled-ninger. Rørledningene transporterer brønnfluid til en terminal på land eller en eksisterende plattform (mottaksanlegg) for videre behandling. Behandlet gass og kondensat blir eksportert til markedet. Én eller flere forsyningskabler for kraft-, styrings- og driftsforsyninger er installert fra mottaksanlegget til de under-sjøiske installasjonene.For den innledende produksjonsfasen kan brønnfluid strømme til mottaksanlegget ved hjelp av reservoatrrykket. Senere i produksjonsfasen eller ved oppstart av produksjonen, er brønnfluidforsterkning nødvendig for å opprett-holde produksjonsnivået og for å utvinne de forventede gass- og kondensat-volumene. Den konvensjonelle løsningen for slike brønnfluidforsterkningsanlegg er en offshore-plattform. Et undersjøisk kompresjonssystem kan imidlertid være et alternativ til eller i kombinasjon med plattformløsningen. Tilveiebringelse av et undersjøisk kompresjonssystem er trygt med hensyn til menneskelige skader og ulykker på grunn av fjernstyrte, pålitelige, kostnadseffektive, miljøvennlige og omfatter få deler som gjør systemet mindre komplisert og enkelt å betjene.Undersjøisk utstyr, f .eks. et undersjøisk kompressorsystem, blir vanligvis forsynt med energi fra kraftkilder på overflaten. Hovedkraft og styrekraft blir levert gjennom separate kabler for å sikre at begge systemene ikke svikter samtidig. Et problem med kraftavbrudd er at magnetiske lagre i det undersjøiske kompre sjonssystemet normalt bare tolererer 5-7 kraftsviktsituasjoner før de nedkjørte lagrene må erstattes. Sanering av lagre er en tidkrevende og kostbar operasjon som innebærer stenging av gass-/oljeproduksjonen. Uavbrytbare kraft-forsynin-ger (UPS, uninterruptible power supplies) er derfor tilveiebrakt i hjelpekraft-systemer på overflaten.Kraftkablene er anordnet i én eller flere forsyningskabler. Den følgende for-klaring er basert på bare én forsyningskabel. Hvis det er en svikt i én av kraftkablene i forsyningskabelen, må forsyningskabelen skjæres opp og kraftkabelen kuttes og skjøtes, og forsyningskabelen må repareres. Noen ganger må kraftkabelen erstattes med en ny kraftkabel over en lengde av forsyningskabelen. Forsyningskabelen sammen med resten av forsynings-linjene inne i denne, må så også kuttes og erstattes over den samme lengden. Alle kablene og ledningene må så skjøtes. Skjøting gir alltid redusert pålitelig-het, noe som selvfølgelig ikke er ønskelig i olje- og gassfeltproduksjonsanlegg. I en slik situasjon vil det ikke være noen kraftforsyning i det hele tatt til havbunnsinstallasjonen. Når forsyningskabelen er reparert, vil operatøren på overflaten ikke vite noen ting om tilstanden til havbunnsinstallasjonen og vil måtte utføre en dødstart av det undersjøiske systemet. Forsyningskabelsvikt kan føre til tap av styrekraft og hovedkraft samtidig. Dette kan føre til skade på utstyr fordi stengningsprosessen vil være uten styring.Hovedkraften blir i mange tilfeller levert fra et landbasert anlegg. Dette innebærer høyspenningskraftoverføring i en lang kabel (f.eks. 120 km i undersjøiske produksjonsbrønner på Ormen Lange-feltet). Når kraften plutselig blir slått på, vil det bli spenningstransienter i kraftforsyningssystemet. Disse spenningstransi-entene kan ødelegge undersjøisk utstyr.Levering av kraft fra overflaten til havbunnsinstallasjonen over lange avstander har også problemet med å ha liten kraftoverføringskapasitet sammenliknet med kabeltverrsnittet.US 6,595,487 beskriver et styresystem som bruker et batteri som hovedkraft-kilde for en motor. Styresystemet styrer en undersjøisk ventil. For å tilveiebringe redundans kan ventilen bli betjent uavhengig ved hjelp av to motorer, hvor hver motor har sin egen styringsenhet og sitt eget batteri. Motorene kan så bli forsynt med kraft fra kraftforsyningen på overflaten eller det tilkoplede batteriet. Batte-riene kan lades fra kraftforsyningen på overflaten. Dette systemet er for ventiler og kan ikke levere den ekstra vekselspenningskraften (AC-kraften) som er nød-vendig for hele det undersjøiske kompresjonssystemet.US-patentsøknaden 2004/0149446 A1 angår et ekstraksjonssystem for hydrokarboner som omfatter et ventiltre og en gjenvinnbar elektrisk kraft-modul/kontrollmodul. Et antall moduler er koblet direkte mellom vertsfasiliteten og ventiltreet via konnektorer.Patentet RU C2 2 211 515 fremlegger en UPS for å gi strøm til lukking av ventiler i tilfelle av uhell i rørledningen med en kapasitet tilstrekkelig for en lukkeoperasjon til ventilene.Martyn Wimshurst "Deep-water Inverter Technology Program"; IEEE Norway 19/04/05http://www.ieee.no/oslo/ieee.nsf/Attachments/BBADF90E1217BBCAC1256FEE 00212A5C/$FILE/ASI+Robicon+prentation.pdf presenter "A subsea power system, comprising a subsea main power distribution switchboard from a topside main power supply (A), and at least one subsea auxiliary power distribution switchboard (B) connected to the main power distribution switchboard through at least one step-down transformer".Foreliggende oppfinnelse er ment å tilveiebringe en løsning på kraftavbrudds-problemene som er angitt ovenfor.Ved mating av et undersjøisk system fra kraftsystemer på overflaten ved å bruke felles hoved- og styrekraftkabel (hjelpekraftkabel), er det ønskelig å ha tilgjengelig styrespenning før hovedkraftbelastningene blir energisert, for å kunne utføre en kontrollert start.Ifølge et første aspekt er idéen å installere en koplingsstyringsmodul som alltid er forbundet med hovedkraften gjennom de nødvendige reduksjonstransfor-matorene. I den utførelsesformen som er vist på Fig. 3, vil dette sikre at den undersjøiske styrekraften til NCL-koplingsanordningen (NCL = non-critical loads) vil være tilkoplet hovedkraftsystemet i alle driftsmodi, bortsett fra når det er svikt i forbindelsen mellom hovedkraftfordelingskoplingsanordningene og de ikke-kritiske lastfordelings-koplingsanordningene.Ifølge et annet aspekt er idéen å installere et undersjøisk UPS-system som alltid er forbundet med hovedkraftsystemet, bortsett fra når det er svikt i forbindelsen mellom de undersjøiske hovedkraftfordelingstavlene og CL-fordelingstavlene (CL = critical loads, kritiske laster).Oppfinnelsen er et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem, hvor kraftsystemet omfatter en hovedkraftfordelingstavle matet fra en hovedkraftforsyning på overflaten, og minst én hjelpe-kraftfordelingstavle koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom minst én reduksjonstransformator og en koplingsstyremodul som omfatter et kommunikasjonssystem som kommuniserer med overflaten. Arrangementet kjennetegnes at koplingsstyremodulen er koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjonstransformatoren og energiseres direkte når hovedkraftforsyningen blir slått på, og er innrettet for å styre hjelpekraftfordelingstavlen i henhold til kommunikasjon med en operatør gjennom kommunikasjonssystemet fra en energiløs, "død" tilstand til en energisert tilstand ved kontrollert å tilkoble laster. I henhold til et annet aspekt omfatter den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen en hjelpekraftfordelingstavle for kritiske laster. Oppfinnelsen videre er kjennetegnet av at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen omfatter en undersjøisk hjelpekraftfor delingstavle for ikke-kritiske laster. Videre kan det undersjøiske kraftsystemet omfatte en undersjøisk UPS koplet til den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen for ikke-kritiske laster gjennom en UPS-ladeport og minst én bryter eller sikring.Et annet aspekt ved oppfinnelsen er et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem, hvor det undersjøiske kraftsystemet omfatter en undersjøisk hovedkraftfordelingstavle matet fra en hovedkraftforsyning på overflaten, og minst én undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom minst én reduksjonstransformator. Her er en UPS koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjonstransformatoren og til overflaten ved hjelp av en kommunikasjonslinje (Fig. 5), hvori nevnte UPS blir operativ for å styre den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen og muliggjør overflate-styrt oppstart av undersjøisk utstyr. Sistnevnte aspekt ved oppfinnelsen kjennetegnes ved at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen omfatter en undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle for kritiske laster og eventuelt at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen for kritiske laster er tilkoplet en UPS-utgangsport. UPS-en kan være koplet til overflaten ved hjelp av fiberoptisk kommunikasjon.Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til de følgende tegninger, hvor Fig. 1 viser en skjematisk oversikt over et undersjøisk kompresjonssystem, Fig. 2 viser et undersjøisk hovedkraftforsyningssystem i et skjema med enFig. 3 viser et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem ved å bruke en direkte forbindelse for den undersjøiske, ikke-kritiske lastfordelingstavlen når hovedkraften er tilkoplet i henhold til en utførel-sesform av oppfinnelsen, Fig. 4 viser et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem ved å bruke en direkte tilkopling av undersjøisk UPS når hovedkraften er tilkoplet, i henhold til en annen utførelsesform av oppfinnelsen, og Fig. 5 viser et arrangement for intern dødstart av et undersjøisk kraftsystem ved å bruke ekstra ladingsinnmating for UPS-batteriopplading på separate fiberoptiske kommunikasjoner fra oversiden til UPS-styremodulen.Hovedkraft: Kraft levert fra et kraftgenereringssystem eller et kraftforsynings-nett. Typisk levert gjennom undersjøiske kabler fra 11 kV opp til flere hundre kV. Kraft levert for undersjøiske hovedforbrukere slik som VSD'er, motorer og fordelingstransformatorer.Hjelpekraft: Kraft brukt i små kraftforbrukere slik som styresystemer, magnetiske lagre, elektriske drivanordninger, måleinnretninger, UPS-inngangskraft, osv. Typisk mellom 230V og 690V. Ordet styrekraft og brukskraft blir noen ganger brukt i stedet for hjelpekraft.Undersjøiske hovedkraftfordelingstavle: Tavle hvor de undersjøiske hovedkraftbelastningene er tilkoplet. For det undersjøiske kompresjonssystemet vil hovedkraftlastene være VSD'er for kompressorer, VSD'er for pumper og hjelpekraftfordelings-transformatorer.Ikke-kritiske belastninger: Hjeipekraftbelastninger som er tolerante overfor spenningsvariasjoner og tap av kraft. Belastningene vil bli frakoplet hvis det er en svikt i kraftsystemet på overflaten.Kritiske belastninger: Kritiske hjeipekraftbelastninger er belastninger som krever kraft over en gitt tidsperiode etter tap av hovedkraft. Typisk magnetlagre og styringsutstyr for å oppnå trygg nedkopling etter tap av hovedkraft.Fig. 1 (skjema for feltutvikling) illustrerer et undersjøisk kompresjonssystem hvor foreliggende oppfinnelse kan implementeres. Oppfinnelsen kan imidlertid også implementeres i andre undersjøiske systemer for å tilveiebringe trygg dødstart.Kompresjonssystemet på Fig. 1 omfatter én eller flere undersjøiske kompre-sjonsstasjoner og én eller flere lange kraftforsyninger. Den lange kraftforsyningen er bestemt av koplingspunktet ved mottaksanlegget til og innbefattende den undersjøiske hovedtransformatoren.En slik lang kraftforsyning omfatter følgende undersjøiske komponenter: Undersjøisk hovedtransformator med trykk-kompenseringssystemEn eller flere høyspenningspenetratorerKombinert eller separat kraft- og styreforsyningskabel, innbefattende (om nødvendig i den gitte installasjonen):Kompresjonsstasjonen er koplet direkte til minst én undersjøisk produksjons-brønnramme (A, B, C eller D) og er konstruert for å forsterke brønnfluidtrykk fra produksjonsbrønnrammene. Brønnfluid fra produksjonsbrønnrammene blir rutet via en av brønnrammesamle-rørhodene, via innfeltstrømningsledninger og til forbindelsesanordninger på sugesiden av kompresjonsstasjonen.Kompresjonsstasjonen er forbundet med eksportrørledninger med strømnings-ledningertil hver rørledning. Komprimert gass vil bli transportert i eksportrørled-ningene til mottaksanlegget.Fig. 2 viser et utførelseseksempel av et skjema for et hovedkraft- og hjelpekraft-fordelingssystem med en enkelt ledning for det undersjøisk kompresjonssystem som på Fig. 1. Høyspent kraft, lavspent kraft (om nødvendig for dødstart), hydraulikk, styring og komponenter blir forsynt fra mottaksanleggene med den kombinerte kraft- og styringsforsyningskabelen. Forsyningskabelen er forbundet med den undersjøiske kompresjonsstasjonen ved forsyningskabelavslutnings-hodet. Høyspenningskraft-kablene (HV-kablene) vil være forbundet med den undersjøiske reduksjonstransformatoren og transformatoren vil være installert på den undersjøiske kompresjonsstasjonen med tilfestet forsyningskabel.En undersjøisk kompresjonsstasjon, hvor brønnutstrømming blir komprimert, omfatter typisk følgende moduler og deler: Én eller flere kompressorkjeder, én eller flere kretsbrytermoduler, innløps- og utløpssamlerør, innløpskjølere (hvis forsyningsrørledningen ikke er tilstrekkelige for avkjøling av brønn-utstrøm-mingen), innløpssandfelle (for uheldig sandproduksjon), parkeringssted for å hovedtransformator og kraftforsyningskabelavslutningshode, nødvendige instal-lasjonsverktøy, et elektrisk høyspenningssystem, prosessystem, komponent-kraftsystem, styresystem, hydraulisk system og sperresystem. Felles for kom-pressorkjedene er et kraft- og forsyningskabelforbindelsessystem og et ventil-samlerør utstyrt med strømningsledningsforbindelsessystemene. Et magnet-lagersystem blir brukt for hver av de undersjøiske kompressormodulene.Systemet omfatter radiale og aksiale magnetlagre så vel som nedkjøringslagre.Denne beskrivelsen er relatert til utformingen av den undersjøiske kompresjonsstasjonen som er vist på Fig. 1, men flere andre konfigurasjoner kan benyttes.Elektrisk kraft blir levert gjennom en omtrent 120 km lang kabel fra kysten. Driftsspenningen på kabelen er omkring 120 kV. På havbunnsenden av kabelen er det en tørr inntrengningsanordning eller penetrator koplet til en undersjøisk treviklingstransformator. Transformatorens sekundære og tertiære vikling er koplet gjennom våtkoplinger til en undersjøisk hovedkraftfordelingstavle operert ved 22 kV. Tavlen blir brukt til å tilkople og frakople hovedforbrukere som er VSD'er for kompressorer og pumper.En fordelingstransformator for hjelpekraft er tilkoplet hver av de undersjøiske hovedkraftfordelingstavlene. Den tavlen som er koplet til hjelpekraftfordelings-transformatoren G på Fig. 2, blir kalt fordelingstavlen for de ikke-kritiske belastninger. En UPS er koplet til fordelingstavlen for de ikke-kritiske belastningene for å levere uavbrutt kraft til de kritiske belastningene. Legg merke til at fordelingstavlene for de ikke-kritiske belastningene og for de kritiske belastningene er dimensjonert for å forsyne hele den undersjøiske installasjonen. Den utformingen som er vist på Fig. 2, er derved et redundant system. Fordelingstavlen for de ikke-kritiske belastningene kan utelates hvis alle hjelpe-belastninger er koplet til tavlen for de kritiske belastningene.UPS'en vil så bli koplet til de undersjøiske hovedkraftfordelingstavlene gjennom en transformator. På Fig. 2 innbefatter UPS en transformator på dens kraftinn-gang. Denne transformatoren blir brukt for galvanisk isolasjon og kan utelates.I den følgende beskrivelse av Fig. 3-5 betegner symbolet x en bryter eller sikring avhengig av endelig beskyttelsesfilosofi for systemet. Antallet og typen av brytere kan variere, og noen av bryterne som er vist, kan også utelates. Antallet forbrukere og utstyrskapasitet vil variere for forskjellige anvendelser.Fig. 3 viser en direkte forbindelse av en undersjøisk fordelingstavle for ikke-kritiske belastninger når hovedkraften er tilkoplet, i henhold til en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. På Fig. 3 er hovedkraftfordelingstavlen koplet til hovedkraftforsyningen på overflaten gjennom hovedreduksjonstransformatoren. Den undersjøiske tavlen for ikke-kritiske belastninger (NCL) er alltid koplet til hovedkrafttavlen gjennom en annen transformator. Sikringen/bryteren x foran denne andre transformatoren er derfor alltid i en lukket stilling.Tavlen for kritiske belastninger (CL) er koplet til tavlen for de ikke-kritiske belastningene (NCL) gjennom et UPS-system. Generelt består en UPS hoved- sakelig av et energilager og to kraftomformere. Energilageret kan være i form av batterier, kondensatorer eller brenselceller. Den første kraftomformeren tar inngangskraften fra tavlen for hjelpekraften for ikke-kritiske belastninger og om-former den til en form som er egnet for å bli matet inn i energilageret eller inn i den andre kraftomformeren, kalt inverter. Denne inverteren bringer kraften til-bake til en form som den forbrukende anordningen, de kritiske belastningene (f.eks. magnetiske lagre), kan bruke. Siden energilageret er plassert mellom konverteren og inverteren, vil enhver feilfunksjon av inngangskraftlinjen som vil resultere i at konverteren koples ned, bare resultere i at inverteren tar energi fra energilageret i stedet for fra konverteren.Under normal drift vil UPS ha lagret energi for sikker oppstart og nedkopling av systemet. Dødstart er definert som en situasjon når:Det ikke er tilgjengelig kraft i UPS-energilagringssystemet.UPS-systemet tilveiebringer kraftforsyning i selve det undersjøiske system som en ekstra sikkerhetsforholdsregel og reserve i tilfelle kraftsvikt. UPS-system-kapasiteten er tilstrekkelig til å levere kraft til de magnetiske lagrene og styre-systemene over en kort tidsperiode. UPS-systemet er forbundet med NCL-koplingsanordningen/fordelingstavlen gjennom minst én ladeport. Det er også mulig å kople UPS-systemet tii NCL-overføringsskinnen gjennom en forbikoplingsport.Koplingsstyre modulen B for styrekraft CL er koplet til en utgangsport påUPS'en. Koplingsstyremodulene B er på Fig. 3 arrangert i en krysskopling mellom de to redundante systemene. På denne måten kan de kritiske belastningene i det første kraftstyresystemet reguleres ved hjelp av koplingsstyremodulen B i det andre kraftstyresystemet. Dette gir redundans, slik at hvis ett av hjelpekraftsystemene er nede, blir styring muliggjort ved hjelp av den andre koplingsstyremodulen.Minst én koplingsstyremodul A for dødstart er anordnet i NCL-fordelingstavlen for å styre de ikke-kritiske belastningene. Koplingsstyremodulene A blir på Fig. 3 forsynt med kraft fra NCL-samleledningen. Koplingsstyremodulene A er ro-buste for å kunne motstå effekttransientene når systemhovedkraften blir tilkoplet i en dødstart- eller startsituasjon. Som forklart tidligere, er hovedkraften i mange tilfeller levert fra et landbasert anlegg. Dette innebærer høyspentkraft-overføring i en lang kabel (f.eks. 120 km). Når kraften plutselig blir slått på, vil det bli spenningsvariasjoner og transienter i den kraften som leveres til det undersjøiske kraftsystemet. Det første linjeutstyret og spesielt koplingsstyremodulene A i dette tilfelle, må være utformet for å håndtere disse spennings-variasjonene og transientene.Koplingsstyremodulene A innbefatter et kommunikasjonssystem som kommuniserer med overflaten. Kommunikasjonssystemet kan være koplet til overflaten gjennom f.eks. en optisk fiber i forsyningskabelen, og kan være energisert ved hjelp av samleledningen for ikke-kritisk belastning. Dette er nødvendig for å få overflatestyrt start av resten av systemet.Det undersjøiske kraftsystemet er gjort redundant ved å ha to separate systemer for undersjøisk styrekraft av ikke-kritiske belastninger, UPS og de kritiske belastningene, og det er også to koplingsstyremoduler A som brukes til dødstart. Ytterligere koplingsstyre-moduler A, B kan være tilføyd NCL eller andre fordelingstavler for å oppnå ytterligere forbedret redundans.I en startsituasjon, når en dødstart må utføres, blir hovedkraften slått på. På Fig.3 tilveiebringer dette energisering av den undersjøiske krafttavlen og NCL-forsyningsledningen. Én eller flere av koplingsstyresystemene A for NCL-fordelingstavlen vil bli energisert fra NCL-samleledningen. Koplingsstyresystemet A kommuniserer med overflaten. Operatøren mottar informasjon fra koplingsstyresystemet A om at dette er energisert, og mottar også tilstanden til de forskjellige undersjøiske belastningene, både kritiske og ikke-kritiske belastninger. Basert på denne informasjonen er en styrt dødstart eller start mulig. Når koplingsstyresystemene A er energisert og oppe og i drift, kan styrt forbindelse av UPS-systemet og alle andre laster gjøres ved hjelp av en landbaserte operatøren gjennom koplingsstyresystemene A.Fig. 4 viser også direkte forbindelse av undersjøisk fordelingstavle for ikke-kritisk belastning (NCL) når hovedkraften er tilkoplet, som en hovedkraftfordelingstavle tilkoplet hovedkraften på overflaten gjennom en reduksjonstransformator. Den undersjøiske NCL-tavlen er alltid koplet til hovedkrafttavlen gjennom en annen reduksjonstransformator. Sikringen/bryteren x foran denne andre reduksjonstransformatoren er derfor alltid i lukket stilling.På Fig. 4 er imidlertid en lademateport for et UPS-system koplet til en hovedkraftfordelingstavle gjennom en reduksjonstransformator. Dette betyr at det undersjøiske UPS-systemet er i alle driftsmodi koplet til hovedkraftsystemet, bortsett fra når det er feil i forbindelsen mellom den undersjøiske hovedkraftfordelingstavlen og fordelingstavlen for de ikke-kritiske lastene (NCL). Sikringen/ bryteren x foran UPS-ladeinngangsporten er derfor alltid i en lukket stilling. Tavlen for de kritiske belastningene (CL) er koplet til NCL-fordelingstavlen gjennom en utgangsport for UPS-systemet.Når hovedkraftkabelen blir energisert vil samleledningen for de ikke-kritiske belastningene (NCL) bli energisert, og den undersjøiske UPS derved bli energisert gjennom ladeinngangsporten. Ved styring av UPS fra overflaten, kan de kritiske lastene energiseres på en styrt måte av den landbaserte operatøren gjennom UPS. Dette muliggjør styrt oppstart av alt undersjøisk utstyr. I denne utførelsesformen vil som forklart ovenfor, også UPS-systemet måtte gjøres robust med hensyn til spenningsvariasjoner og transienter på grunn av den direkte tilkoplingen til hovedkraftsystemet.Det undersjøiske kraftsystemet er gjort redundant ved å ha to separate, identiske systemer for undersjøisk styrekraft på ikke-kritiske belastninger, UPS'en og de kritiske belastningene. Ytterligere koplingsstyremoduler kan til-føyes NCL eller andre fordelingstavler for å oppnå ytterligere redundans.Fig. 5 viser en ytterligere mulig utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor et UPS-system er tilveiebrakt med styrekraft fra et overflatesystem. Styrekraften kan også leveres fra en nabobrønnramme eller en annen undersjøisk installa-sjon gjennom en ytterligere UPS-iadeinngangsport. I en situasjon med total kraftsvikt i det undersjøiske kraftsystemet, blir styring fra overflaten oppnådd ved direkte styring av UPS selv. Styresystemet vil bli tilkoplet UPS-energilagringssystemet og vil ha en utpekt kommunikasjonskanal til overflatestyre-systemet. Dette kan være via fiberoptiske linjer eller andre tilgjengelige kom-munikasjonssystemer. Styresystemet for UPS vil bli drevet ved å ta energi fra UPS-energilageret for derved å gi mulighet til intern dødstart av systemet. Gjennom UPS'en vil de kritiske lastene bli energisert for å muliggjøre styrt dødstart/oppstarting av det undersjøiske systemet.I denne utførelsesformen er også systemet gjort redundant ved å ha to separate systemer for undersjøisk styrekraft av ikke-kritiske laster, UPS og de kritiske lastene.Som en oppsummering kan i en dødstart eller oppstart-situasjon, følgende finne sted: • Når hovedkraften er tilgjengelig fra overflaten, blir den undersjøiske hovedkraftfordelingstavlen og fordelingstavlene for de ikke-kritiske lastene (om de er tilstede) energisert direkte. • Fordelingstavlen for de ikke-kritiske lastene vil være tilgjengelig for styring fra overflaten fordi styresystemet (A på Fig. 3) er energisert direkte fra samleledningen for de ikke-kritiske lastene, som er koplet til hovedkraften gjennom reduksjonstransformatorer. • Når fordelingstavlene for hovedkraften og den ikke-kritiske lasten er blitt energisert, kan UPS energiseres. Alternativt kan UPS tilkoples direkte når den undersjøiske hovedkraftfordelingstavlen blir energisert.Når UPS er blitt energisert, er normal oppstart av resten av systemetFor alle de ovennevnte utførelsesformene for intern dødstart kan følgende være tilveiebrakt.For å tilveiebringe ytterligere beskyttelse kan koplingstavlene for de ikke-kritiske lastene (NCL) koples stil den undersjøiske hovedkraftfordelingstavlen i alle driftsmodis bortsett fra situasjoner med svikt i styringskrafttransfomatoren G (Fig. 2) eller NCL-samleledningen. Alle laster på NCL-koplingstavlen og hoved-koplingstavlen kan frakoples når det er en svikt i hovedkraftmatingssystemet.Laster kan imidlertid også tilkoples NCL-fordelingstavler når det er en svikt i hovedkraftsystemet hvis lasten er utformet for denne tilstanden.For å kunne deenergisere hovedkraftkabelen hurtig når den frakoples hoved-forsyningen, kan en jordbryter være anordnet på overflaten.Når foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er beskrevet, vil det være opp-lagt for fagkyndige på området at andre utførelsesformer som innbefatter kon-septene, kan benyttes. Disse og andre eksempler på oppfinnelsen som er illustrert ovenfor, er kun ment som eksempler, og det virkelige omfanget av oppfinnelsen blir bestemt av de følgende patentkrav.
Claims
1. Arrangement for intern dødsstart av et undersjøisk kraftsystem, hvor det undersjøiske kraftsystemet omfatter en undersjøisk hovedkraftfordelingstavle matet fra en hovedkraftforsyning på overflaten, og minst én undersjøisk hjelpe-kraftfordelingstavle koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom minst én reduksjonstransformator og en koplingsstyremodul som omfatter et kommunikasjonssystem som kommuniserer med overflaten, karakterisert ved at koplingsstyremodulen er koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjonstransformatoren og energiseres direkte når hovedkraftforsyningen blir slått på, og er innrettet for å styre hjelpekraftfordelingstavlen i henhold til kommunikasjon med en operatør gjennom kommunikasjonssystemet fra en energiløs, "død" tilstand til en energisert tilstand ved kontrollert å tilkoble laster.2. Arrangement i henhold til krav 1,karakterisert ved at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen omfatter en undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle for kritiske laster.3. Arrangement ifølge krav 1 eller krav 2,karakterisert ved at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen omfatter en undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle for ikke-kritiske laster.4. Arrangement ifølge krav 3,karakterisert ved at det undersjøiske kraftsystemet omfatter en undersjøisk UPS koplet til den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen for ikke-kritiske laster gjennom en UPS-ladeport og minst én bryter/sikring.5. Arrangement for intern dødsstart av et undersjøisk kraftsystem, hvor det undersjøiske kraftsystemet omfatter en undersjøisk hovedkraftfordelingstavle matet fra en hovedkraftforsyning på overflaten, og minst én undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom minst én reduksjonstransformator,karakterisert ved at en UPS er koplet til hovedkraftfordelingstavlen gjennom reduksjonstransformatoren og til overflaten ved hjelp av en kommunikasjonslinje (Fig. 5), hvori nevnte UPS blir operativ for å styre den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen og muliggjør overflate-styrt oppstart av undersjøisk utstyr.6. Arrangement ifølge krav 5,karakterisert ved at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen omfatter en undersjøisk hjelpekraftfordelingstavle for kritiske laster.7. Arrangement i følge krav 6,karakterisert ved at den undersjøiske hjelpekraftfordelingstavlen for kritiske laster, er tilkoplet en UPS-utgangsport.8. Arrangement ifølge krav 6,karakterisert ved at UPS er koplet til overflaten ved hjelp av fiberoptisk kommunikasjon.
Drawings

Priority

No priority

Patent classes

IPC classesH02J 3/00H02J 9/04

Citations

WIMSHURST, M. Deep-water Inverter Technology Program.IEEE Norway 19/04/05. http://www.ieee.no/oslo/ieee.nsf/Attachments/BBADF90E1217BBCAC1256FEE00212A5C/$FILE/ASI+Robicon+presentation.pdf ()US 2004/0149466 A1 (APPLEFORD D. E.) 2004.08.05 ()RU 2211515 C2 (OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSHCHESTVO "NEFTEGAZPROEKT") 2003.08.27 (Sammendrag) ()US 6420976 B1 (ABB SEATEC LTD) 2002.07.16 ()

Applicants, owners and inventors

Owners
Norsk Hydro Produksjon AS
0240 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)Org. number: 930187240Inventors
Bernt Bjerkreim
Nordre Topper, Garder 1540 VESTBY NO (VESTBY Municipality, Akershus county)
Geir Aalvik
Durudveien 12C 1344 HASLUM NO (BÆRUM Municipality, Akershus county)
Karl Olav Haram
Holmenkollveien 166 0791 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)
Asbjørn Eriksen
Koggeveien 3 3138 SKALLESTAD NO (FÆRDER Municipality, Vestfold county)

Agent

BRYN AARFLOT AS
BRYN AARFLOT AS

Org. number: 979993269

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Stortingsgata 8 0161 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)
Org. number: 979993269
Reference: P05049

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.