Active Heave Compensated Drilling Platform
Konzeptentwurf einer aktiv heave-kompensierten Bohrplattform (AHCDP) für geotechnische Bodenuntersuchungen im Kaspischen Meer. Die Plattform kompensiert Schiffsbewegungen in Echtzeit, sodass Bohrungen und Sondiertests (CPT) unter Wellenbedingungen genau durchgeführt werden können.
Projektbeschreibung
Kuijpers Technical Designs hat den Konzeptentwurf für eine Active Heave Compensated Drilling Platform (AHCDP) entwickelt, bestimmt für den Einsatz in der nördlichen Kaspischen See. Die Plattform wird in der Moonpool eines Bohrschiffs montiert und kompensiert aktiv die Wellenbewegungen des Schiffs. Dadurch bleibt die Bohranlage stabil zur Seebodenoberfläche, selbst bei Wellenhöhen bis 2 Meter.
Auf der Plattform ist Platz für eine Bohranlage mit automatischem Rohrlader (50 Rohre), eine CPT-Sondieranlage (Cone Penetration Testing) und ein Bedienfeld. Das System nutzt eine Motion Reference Unit (MRU) und fortschrittliche Regelungssoftware für echtzeitbasierte Heave-Kompensation.
Entwurfskriterien
- Wellenhöhe: maximal 2 Meter, Wellenperiode 7 Sekunden
- Einsatzgebiet: Nord-Kaspisches Meer, Eisbedingungen
- Wassertiefe: minimal 20 Meter
- Bohrtiefe: 300 Meter (100 Rohre × 3 Meter)
- Heave-Kompensation: ausschließlich vertikal (keine Roll & Pitch Kompensation)
- Betriebsfenster: 5°+1° Neigung, 2°+0,5° Trim, max. 1m Wellenhöhe, 5 Beaufort Wind
- Entwurf nach DNV-RP-N201, DNV-RP-N202 und DNV-ST-0378
Konzepte
Es wurden vier verschiedene Konzepte für die Unterstützung und den Antrieb der Plattform untersucht:
- Konzept 1: Plattform unterstützt durch 3 hydraulische Zylinder (Ø120 mm, 2000 mm Hub, max. 140 bar, 250 kW)
- Konzept 2: Plattform unterstützt durch 3 hydraulische Zylinder mit 3 beweglichen Streben
- Konzept 3: Plattform unterstützt durch 4 hydraulische Zylinder
- Konzept 4: Plattform unterstützt durch 3 in der Moonpool montierte Säulen, mit Kettenantrieb, hydraulischem Zylinder oder Winsystem
Plattformausstattung
- Bohranlage mit automatischem Rohrlader (50 Rohre à 3 Meter)
- Lagergestell für 50 zusätzliche Bohrrahre
- Cone Penetration Testing (CPT) Sondieranlage
- Bedienfeld für Bohr- und CPT-Geräte
- Rohrmanipulator und Energiekette
- Arbeitsraum für 2 Operatoren
AHC-Software
Das Active Heave Compensation System arbeitet mit einer Motion Reference Unit (MRU), die die Schiffsbewegungen in Echtzeit misst. Fortschrittliche Algorithmen (Fourier-Transformation) sagen das Wellenmuster voraus und berechnen die erforderliche Kompensationsbewegung. Das System wendet Peak Load Shaving an, um den Energieverbrauch zu optimieren, mit einer maximalen Abweichung von 7,5 cm von der gewünschten Bahn.
Betriebsdaten
- 80 Arbeitssschichten pro Jahr
- Eine Bohrung bis 300 m Tiefe dauert ca. 12 Stunden
- Pro Bohrung ca. 6.200 vertikale Kompensationsbewegungen
- Pro Jahr ca. 500.000 Auf-und-ab-Bewegungen
- Lebensdauer des Kettenantriebs: 1.000 Stunden (500.000 Bewegungen)
3D CAD-Renders
