(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. E21B 33/03 (06.01) H02J 3/36 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , US, 1644 P (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Cameron International Corporation, 1333 West Loop South, Suite 1700, Houston, TX 77027, USA (72) Oppfinner BURDICK, John F., 8 Garden Drive, FriendswoodTexas 7746, USA (74) Fullmektig Bryn Aarflot AS, Postboks 449 Sentrum, 04 OSLO, Norge (4) Benevnelse Likestrømsdrevet undervannsvekselretter (6) Anførte publikasjoner EP-A EP-A US-A US-A US-A

2 1 LIKESTRØMSDREVET UNDERVANNSVEKSELRETTER OMRÅDE FOR OPPFINNELSEN [0002] Den foreliggende oppfinnelse angår generelt undervanns produksjonssystemer. Mer nøyaktig angår den foreliggende oppfinnelse en variabel frekvensdriftkonfigurasjon som kan benyttes i et undervanns produksjonssystem BAKGRUNN [0003] Dette avsnitt er ment å innføre leseren i forskjellige teknikker av aspekter som kan relateres til forskjellige aspekter i den foreliggende oppfinnelse, som er beskrevet og/eller krevet nedenfor. Denne omtale anses å være nyttig for å tilveiebringe leseren med bakgrunnsinformasjon for å legge bedre til rette for en forståelse av de forskjellige aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Følgelig skal det forstås at disse angivelser skal leses i dette lys, og ikke som innrømmelser av tidligere kjent teknikk. [0004] Naturressurser, slik som olje og gass, er en vanlig brenselskilde for en varietet av anvendelser, slik som oppvarming av hjem, for å drive kjøretøyer og for å generere elektrisk kraft, for å nevne kun noen få. Når en ønsket ressurs er oppdaget under overflaten av jorden, er bore- og produksjonssystemer typisk anvendt for å gi adkomst til, utvinne, og ellers ta ut den ønskede ressurs. Disse systemer kan være lokalisert på land eller til havs avhengig av lokaliseringen av den ønskede ressurs. Når en ressurs er lokalisert til havs (f.eks. under et vannlegeme), kan et undervanns produksjonssystem benyttes for å utvinne ressursen. Slike undervanns produksjonssystemer kan innbefatte komponenter lokalisert på et overflatefartøy, slik som en rigg eller plattform, så vel som komponenter lokalisert fjernt fra overflatefartøyet ved et undervannssted, typisk ved eller nær en underjordisk formasjon (f.eks. en brønn) hvor ressursen er lokalisert. For eksempel kan et undervanns produksjonssystem benytte én eller flere undervanns brønnhodesammenstillinger og ventiltrær (juletre) for å styre strømningen av en ressurs inn i eller ut av en brønn. [000] I tillegg kan et undervanns produksjonssystem benytte én eller flere undervanns belastninger drevet av likestrømskraft, slik som en pumpe, en motor, eller en kompressor, for å legge til rette for utvinningen av ressurser fra brønnen. For eksempel, ettersom en ressurs er gradvis utvunnet fra en brønn over tid, kan det naturlige trykk innen brønnen avta. Således kan ved et tidspunkt under levetiden av brønnen, en undervannspumpe benyttes for å legge til rette for utvinning av ressursen fra brønnen til overflatefartøyet. Slike undervanns belastninger (f.eks. pumper, kompressorer og motorer) er generelt drevet ved å benytte vekselstrøm, typisk i størrelsesorden av hundrevis av kilowatt, eller til og med megawatt, tilført av en

3 vekselstrømstilførsel lokalisert på overflatefartøyet. En variabel frekvensdrift kan typisk være anordnet i forbindelse med vekselstrømkrafttilførselen for å sørge for operasjon av undervannsbelastningene ved variable hastigheter. For eksempel kan variabel frekvensdrift innbefatte en vekselretter som fremskaffer vekselstrømskraft til undervannsbelastningen ved kontrollerbare frekvenser, og således sørger for justerbar styring av undervannsbelastningen. Som det vil forstås kan dette sørge for at undervannspumper og kompressorer kan startes ved lavere frekvenser og så gradvis trinnvis stige opp til en ønsket operasjonshastighet. [0006] I konvensjonelle undervanns produksjonssystemer, er den variable frekvensdriften typisk lokalisert enten på overflatefartøyet (i den generelle nærhet av overflatevekselstrømkrafttilførselen) eller under vann (i den generelle nærhet av undervannsbelastningen). For eksempel når en undervannsbelastning er lokalisert relativt nær et overflatefartøy (f.eks. omtrent 1 kilometer eller mindre), kan den variable frekvensdriften være lokalisert på overflatefartøyet, generelt i umiddelbar nærhet av en vekselstrømkrafttilførsel. Under drift er vekselstrømskraftutgangen fremskaffet ved den overflatevariable frekvensdriften overført til en undervannsbelastning som benytter én eller flere kraftledere innelukket innen kontrollkabel (navlestreng). Ved hjelp av eksempel der hvor trefase vekselstrømskraft overføres fra den overflatevariable frekvensdriften til undervannsbelastningen, kan kontrollkabelen innbefatte tre vekselstrømskraftlinjer for å overføre trefase vekselstrømskraften (f.eks. innbefattende 1 Hz, Hz og 60 Hz vekselstrømskraft). [0007] Når undervannsbelastningen er lokalisert langt borte fra overflatefartøyet (f.eks. mer enn 1 kilometer), behøver det ikke være ønskelig å ha den variable frekvensdriften lokalisert på overflatefartøyet, på grunn av i det minste delvis uønskede harmoniske og reflekterende bølgeformer som kan oppstå på grunn av egenskapen til å overføre vekselstrømskraft over lange distanser. I slike anvendelser kan det være praktisk å benytte en variabel frekvensdrift som er lokalisert under vann og i avstand fra overflatefartøyet (f.eks. lokalisert generelt i nærheten av undervannsbelastningen). I denne konfigurasjon kan vekselstrømskraft fra en vekselstrømskrafttilførsel på overflatefartøyet være overført ved å benytte den ovenfor nevnte kontrollkabel til den variable frekvensdriften under vann for å tilveiebringe kraft for å drive undervannsbelastningen ved variable hastigheter. [0008] Dessverre er overføringen av vekselstrømskraft, spesielt over lange utstrekningsavstander, ikke alltid effektiv. I en anstrengelse på å øke effektiviteten av vekselstrømskraftoverføring, er en teknikk som har blitt benyttet å heve vekselstrømsspenningen som overføres via en vekselstrømskraftleder ved å benytte undervanns- og/eller overflatetransformatorkomponenter. Slike komponenter er

4 3 1 imidlertid generelt kostbar og kan øke de totale kostnader for ressursutvinning. En annen teknikk som har blitt benyttet for å forbedre vekselstrømskraftoverføringseffektivitet er å overføre lavfrekvens vekselstrømskraft. Imidlertid, ved å benytte selv slike foranstaltninger, kan overføringen av vekselstrømskraft ved en relativt lav frekvens opptil 1 Hz fremdeles resultere i en minskning på over % effektivitet ved en utstrekningsdistanse på omkring 0 kilometer. I tillegg er den relativt høye kostnad ved å fremskaffe en kontrollkabel med tilstrekkelig kjernestørrelse for å overføre vekselstrømskraft (spesielt flerfase vekselstrømskraft) over lange distanser ofte besværlig og legges til den totale kostnad for ressursutvinning. Videre kan overføringen av vekselstrømskraft over lange distanser i tillegg resultere i potensielle uønskede harmoniske og reflekterende bølgeformer som genereres nær sensitivt overvanns elektronikkutstyr. Enda videre, i anvendelser hvor en variabel frekvensdrift er lokalisert undervanns for operasjonen av vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger, kan vedlikeholdet, reparasjonen og/eller vedlikeholdet av den variable frekvensdriften være upraktisk og/eller vanskelig. [0009] I lys av de ovenfor nevnte ulemper, blant andre, kan det være ønskelig å tilveiebringe en mer effektiv teknikk for å drive og styre vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger. EP omtaler en krafttilførselsinnretning for å tilveiebringe elektrisk kraft il undervanns hydrokarbon produksjonssystemer fra en installasjon ved overflaten. US omtaler et system for å tilveiebringe elektrisk kraft til en nedsenkbar brønnpumpe. 2 3 KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE [00] Forskjellige egenskaper, aspekter og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil nå bedre forstås når den følgende detaljerte beskrivelse leses med referanse til de vedføyde figurer i hvilke like henvisningsbetegnelser representerer like deler ut gjennom figurene, hvori: [0011] Figur 1 er et forenklet blokkdiagram av et undervannsproduksjonssystem, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; [0012] Figur 2 er et forenklet blokkdiagram av en variabel frekvensdrift som kan implementeres i undervannsproduksjonssystemet i fig. 1; [0013] Figur 3 er et skjematisk diagram en krets for å drive en vekselstrømsdrevet undervannsbelastning, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

5 4 [0014] Figur 4A-4C viser forenklede skjematiske diagrammer av kretser for å drive én eller flere vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger, i henhold til ytterligere utførelser av den foreliggende oppfinnelse; [001] Figur er et avskåret riss av en kontrollkabel for å overføre trefase vekselstrømskraft; [0016] Figur 6A-6D er avskårede riss av en kontrollkabel konfigurert for å overføre likestrømskraft til en undervannsvekselretter, i henhold til flere utførelser av den foreliggende oppfinnelse; og [0017] Figur 7 er en grad som sammenligner effektiviteten av å overføre vekselstrømskraft og effektiviteten av å overføre likestrømskraft ved en sammenlignbar spenning over forskjellige utstrekningsdistanser DETALJERT BESKRIVELSE AV SPESIFIKKE UTFØRELSER [0018] Én eller flere spesifikke utførelser av den foreliggende oppfinnelse vil nå beskrives nedenfor. Disse beskrevne utførelser er kun eksemplifiserende for den foreliggende oppfinnelse. I tillegg, i en anstrengelse på å tilveiebringe en nøyaktig beskrivelse av disse eksemplifiserende utførelser, kan alle trekk i en virkelig implementasjon ikke beskrives i beskrivelsen. Det skal forstås at i utviklingen av enhver slik virkelig implementasjon, som i ethvert konstruksjons- eller utformingsprosjekt, må mange implementasjonsspesifikke avgjørelser tas for å oppnå utviklerens spesielle mål, slik som overensstemmelse med systemrelaterte og forretningsrelaterte begrensninger, som kan variere fra en implementasjon til en annen. Dessuten skal det forstås at en slik utviklingsanstrengelse kan være kompleks og tidkrevende, men ikke desto mindre vil det være et rutineforetakende for design, fabrikasjon og fremstilling for de som er normalt faglært og som har fordelen av denne omtale. [0019] Ved innføring av elementer i forskjellige utførelser av den foreliggende oppfinnelse, er artiklene "en", "et", "den", "nevnte", og lignende, ment å bety at det er én eller flere av elementene. Betegnelsene "omfattende", "innbefattende", "med" og lignende er ment å være inklusiv og bety at det kan være ytterligere elementer i tillegg til de listede elementer. Bruken av "topp", "bunn", "over", "under" og varianter av disse betegnelser er gjort for letthets skyld, men krever ikke noen spesiell orientering av komponentene. [00] Visse eksemplifiserende utførelser av den foreliggende oppfinnelse innbefatter system og fremgangsmåter for å drive vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger, slik som en pumpe, motor, kompressor eller noen kombinasjoner derav. Spesielt sørger visse utførelser for en "splittet" variabel frekvensdrift som kan innbefatte en likeretter og likestrømsfiltreringskomponent lokalisert ved et overflatefartøy til et

6 1 2 3 offshore undervannsproduksjonssystem og en vekselretter lokalisert i avstand ved en undervannslokalisering, f.eks. nær en vekselstrømsdrevet undervannsbelastning. Under drift tilfører en vekselstrømsdrevet forsyning lokalisert på overflaten av undervannsproduksjonssystemet vekselstrømskraft til likeretteren. Likeretteren konverterer vekselstrømskraften til likestrømskraft, som så er filtrert av likestrømsfilteret. Den filtrerte likestrømskraft er så overført fra overflatefartøyet til undervannsvekselretteren ved hjelp av en likestrømskraftledning innelukket innen en undervannskontrollkabel. Undervannsvekselretteren konverterer den overførte likestrømskraft tilbake til vekselstrømskraft, som så benyttes for å drive undervannsbelastningen. I visse utførelser kan undervannsvekselretteren være koblet til en katode som danner en sjøvannsstrømreturbane til en anode koblet til overflatekomponentene av den splittede variable frekvensdriften. [0021] Med referanse først til fig. 1, er et eksemplifiserende undervannsproduksjonssystem illustrert i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse og generelt referert til ved referansenummer. Undervannsproduksjonssystemet kan være et mineralutvinningsystem lokalisert ved en offshore-lokalisering og kan innbefatte et overflatefartøy 12, som kan være en rigg eller plattform generelt lokalisert ved overflaten 14 til offshore-lokaliseringen. Undervannsproduksjonssystemet kan innbefatte et antall av underjordisk formasjon eller brønner anbrakt under jorden ved offshore-lokaliseringen. Det skal forstås at i sammenhengen med undervannsutvinning av ressurser, kan slike brønner være lokalisert ved en dybde eller distanse vanligvis referert til som en "utstrekningsdistanse" (eng. "step-out distance") fra overflatefartøyet 12. [0022] Hver brønn kan innbefatte et brønnhode (ikke vist), hver av hvilke kan være styrt av et respektivt juletre (ventiltre) 16. Trærne 16 styrer generelt produksjonen av en ressurs, slik som en hydrokarbonressurs (f.eks. olje, gass, etc.) fra en brønn. I den viste utførelse kan trærne 16 være styrt av en kontroller 18, som kan motta styresignaler fra overflatefartøyet 12 ved hjelp av en kontrollllinje. For eksempel kan kontrolleren 18 være fjernoperert av en operatør på overflatefartøyet 12. Kontrollsignalene, når mottatt av kontrolleren 18, kan kommuniseres til trærne 16 i formen av kontrollaksjoner 22. [0023] Hvert av trærne 16 kan innbefatte produksjonsutløp 24 som sørger for en bane ved hvilken produksjonsfluider som utvinnes fra en brønn kan strømme til en felles manifold 26. En vekselstrømsdrevet undervannspumpe 28 kan benyttes for å legge til rette for strømningen av produksjonsfluider mottatt ved manifolden 26 til overflatefartøyet 12. For eksempel, i den nåværende illustrerte utførelse, kan undervannspumpen 28 motta produksjonsfluider fra manifolden 26 ved hjelp av rørelementet,

7 og videre pumpe de mottatte fluider til overflatefartøyet 12 ved hjelp av forskjellige fôringsrør og/eller stigerørsstrukturer, vist her ved referansenummeret 32. [0024] I henhold til aspekter av den foreliggende teknikk, kan undervannspumpen 28 være operert ved å benytte en "splittet" variabel frekvensdrift som innbefatter komponenter lokalisert på overflaten 14 (overflatekomponenter 36), så vel som komponenter lokalisert under vann. Overflatekomponentene 36 til den variable frekvensdriften kan innbefatte en likeretter 38 og et likestrømsfilter 40. Likeretteren 38 kan motta vekselstrømskraft fra en vekselstrømskraftforsyning 34, også lokalisert på overflatefartøyet 12. For eksempel kan vekselstrømskraftkilden 34 fungere som en primær kraftforsyning for overflatefartøyet 12. Under drift konverterer likeretteren 38 den mottatte vekselstrømskraft til likestrømskraft. I tillegg, ved hjelp av eksempel, kan likeretteren 38 innbefatte én eller flere dioder, isolerte port bipolære transistorer (IGBT-er), eller tyristorer (også referert til som silikonstyrte likerettere (SCR-er)), eller andre passende typer av transistorer. Likestrømskraftutgangen fra likeretteren 38 er så filtrert ved å benytte likestrømsfilteret 40. Dette kan fungere for å utjevne likestrømskraften før overføring av likestrømskraften, og således sørge for en renere vekselstrømskraftutgang-bølgeform til en undervannsbelastning 28. [002] Undervannskomponenten til den "splittede" variable frekvensdriften innbefatter en vekselretter 44. Det vil si at vekselretterkomponenten 44 til den viste variable frekvensdrift er lokalisert fjernt fra overflatekomponentene 36 (likeretter 38 og likestrømsfilter 40). Den filtrerte likestrømskraften kan overføres fra overflatekomponentene 36 til undervannsvekselretteren 44 ved hjelp av en likestrømsleder anbrakt innen en kontrollkabel 42. Undervannsvekselretteren 44, etter å ha mottatt likestrømskraften overført via kontrollkabelen 42 omformer den overførte likestrømskraften tilbake inn i vekselstrømskraften, som kan benyttes for å drive undervannspumpen 28. I praksis kan undervannsvekselretteren 44 være styrt av kontrolleren 18 (ved hjelp av styresignaler 22) slik at den resulterende vekselstrømskraft tilført undervannspumpen 28 er kontrollerbar. Det vil si at operasjonen av undervannspumpen 28 kan reguleres ved å styre frekvensen og/eller spenningen av den elektriske kraften tilført av vekselretteren 44. [0026] Nå med å fortsette til fig. 2 er en forenklet skjematisk representasjon av en variabel frekvensdrift som kan være implementert i undervannsproduksjonssystemet vist i fig. 1, illustrert og generelt referert til ved referansenummeret 0. Som angitt ovenfor kan den variable frekvensdriften 0 innbefatte overflatekomponenter 36 og undervannsvekselretteren 44. Overflatekomponenter 36 kan være generelt lokalisert ved overflatefartøyet 12, og kan innbefatte likeretteren 38 og likestrømsfilteret 40. Likeretteren 38 kan motta vekselstrømskraft fra en vekselstrøms-

8 kraftkilde 34 også lokalisert på overflatefartøyet 12. I den illustrerte utførelse kan vekselstrømskraften 2 tilført av vekselstrømskraftkilden 34 være trefase vekselstrømskraft. I ytterligere utførelser kan imidlertid vekselstrømskraftforsyning 34 tilføre enkelfase vekselstrømskraft. [0027] Likeretteren 38 konverterer vekselstrømskraften 2 tilført av vekselstrømsforsyning 34 til likestrømskraften, som indikert ved referansenummeret 4. Som det vil forstås kan likeretteren 38 innbefatte én eller et antall av dioder, IGBT-er, eller tyristorer, passende anordnet for å konvertere vekselstrømskraft til likestrømskraft. Ved hjelp av eksempler kan i én utførelse likeretteren 38 innbefatte seks dioder anordnet i en elektrisk brokonfigurasjon for å konvertere trefase vekselstrømskraft til likestrømskraft. Den likerettede likestrømskraften 4 kan så filtreres av likestrømsfilteret 40. Som forklart ovenfor kan prosessen med filtrering utjevne likestrømskraften 4, som kan tilveiebringe en renere vekselstrømskraftutgang (f.eks. 60) fra den variable frekvensdriften 0. [0028] Den filtrerte likestrømskraften er så overført fra overflatefartøyet 12 til undervannsvekselretteren 44. Overføringen av likestrømskraften kan tilrettelegges av en likestrømskraftlinje, vist her ved referansenummer 6. Likestrømskraftlinjen kan være holdt innen kontrollkabelen 42 vist i fig. 1. Således, når sammenlignet med konvensjonelle undervannsproduksjonssystemer i hvilke overføringen av vekselstrømskraft, spesielt trefase vekselstrømskraft (f.eks. fra en overflatevekselstrømskraftforsyning til en variabel frekvens undervannsdrift eller fra en variabel frekvensoverflatedrift til en undervannsbelastning), krever en kontrollkabel med tre separate vekselstrømskraftlinjer, kan den foreliggende illustrerte utførelse adekvat drive en undervannsbelastning ved å benytte en kontrollkabel 42 som innbefatter kun en enkel likestrømskraftlinje 6. [0029] I tillegg, som det vil beskrives i ytterligere detalj nedenfor, er en likestrømskraftlinje typisk mindre i en diameter sammenlignet med en vekselstrømskraftleder klassifisert for å overføre en sammenlignbar spenning. Ved hjelp av kun eksempel kan en konvensjonell vekselstrømskraftlinje (ledning) for å overføre omkring kilovolt (kv) for å drive en undervannspumpe 28 være omkring 2,4 cm (1 tomme) til 3,81 cm (1, tommer) i diameter. Vekselstrømskraftlinjen kan videre kreve isolasjon (f.eks. omkring 2,4 cm (1 tomme) med isolasjonsmateriale som omgir hver kraftledning), spesielt hvor flere ledere er anbrakt innen et kontrollkabelarrangement. For å overføre trefase vekselstrømskraft, er en kontrollkabel med tre slik vekselstrømskraftledninger, som hver har et respektivt isolerende belegg, påkrevet. Således kan diameteren til en konvensjonell kontrollkabel for å overføre trefase vekselstrømskraft, når man tar i betraktning et ytre isolerende belegg som omgir de tre vekselstrøms-

9 kraftledninger og deres respektive isolerende lag, være så mye som eller større enn,48 cm (12 tommer) i diameter. [00] I motsetning kan en kontrollkabel 42, i henhold til aspekter av de nåværende beskrevne utførelser, forsyne likestrømskraft til en undervannsvekselretter 42 ved å benytte en enkel vekselstrømskraftledning. Typisk er en vekselstrømskraftledning passende for å overføre en spesiell spenning mindre enn vekselstrømskraftledning klassifisert for den samme spenning. Ved hjelp av kun eksempel kan likestrømskraftledning (f.eks. 6) for å overføre omkring kv være omkring 1,27 cm (0, tommer) til 1,91 cm (0,7 tommer) i diameter og kan også kreve mindre isolasjon i forhold til en sammenlignbar vekselstrømskraftledning. Med andre ord er kontrollkabelen 42 både mindre og mindre kompleks enn en sammenlignbar kontrollkabel benyttet i konvensjonelle undervannsproduksjonssystemer for å overføre vekselstrømskraft. Som det vil forstås kan denne strømlinjeformede tilnærming sørge for en mer kostnadseffektiv kontrollkabel 42, og derved minske det totale materialet og produksjonskostnader for å drive en undervannsbelastning 28. Videre kan kontrollkabelen 42, når sammenlignet med konvensjonelle vekselstrømskraft-kontrollkabler, generelt være mindre og lettere, og således kreve mindre strukturert støtte for å holde likestrømskraftledningen. Som det vil forstås kan dette indusere mindre spenning på et overflatefartøy. Videre, på grunn av den generelt mindre størrelse av kontrollkabel 42, er mindre plassforbruk nødvendig under transport og før utplassering. [0031] Med referanse igjen til undervannsvekselretteren 44 vist i fig. 2, etter å ha mottatt likestrømskraften overført via likestrømskraftledningen 6 (innen kontrollkabel 42), konverterer undervannsvekselretteren 44 likestrømskraften tilbake til trefase vekselstrømskraft 60, som så kan benyttes for å drive den vekselstrømsdrevne undervannsbelastning 28. Idet den vekselstrømsdrevne undervannsbelastning 28 vist i den foreliggende utførelse kan være en undervannspumpe, skal det forstås at en varietet av undervannsbelastninger kan drives ved å benytte den illustrerte variable frekvensdrift. Ved hjelp av eksempel kan undervannsbelastningen også være en induksjonsmotor, en kompressor, en ubehandlet sjøvannsinjeksjon-pumpemotor, en separasjonssystem-pumpemotor, og så videre. I tillegg kan de omtalte utførelser av den variable frekvensdrift benyttes for å styre et antall av elektrisk aktuerte komponenter (for å styre åpningen og lukkingen av aktuatorer og ventiler og andre komponenter) i forskjellige typer av utstyr, innbefattende undervannsventiltrær (f.eks. 16), manifolder, motorer, pumper, og så videre. [0032] I tillegg kan undervannsvekselretteren 44 være anbrakt i en undervannsinnelukning 8 som kan tjene til å skjerme vekselretteren 44 fra undervannsmiljøet. Undervannsinnelukningen 8, kan i visse utførelser innbefatte et grensesnitt ved

10 hvilket undervannsvekselretteren 44 og dens tilhørende innelukning 8 kan gjenvinnes fra en undervannslokalisering for service, vedlikehold og/eller reparasjon. Sammenlignet med konvensjonelle undervannsproduksjonssystemer, i hvilke komponentene til en variabel frekvensdrift (likeretter, likestrømsfilter og vekselretter) er lokalisert enten fullstendig under vann eller fullstendig på overflaten, plasserer de omtalte utførelser vekselretteren 44 kun under vann. Som det vil forstås reduserer dette antallet av elektroniske komponenter, og således den totale størrelse av delen av den variable frekvensdrift 0 som er lokalisert under vann. Ved hjelp av eksempel, kan en omtalt utførelse sørge for i det minste en 66% reduksjon i den totale størrelse av undervannsdelen til en variabel frekvensdrift (f.eks. kun vekselretteren 44). Andre utførelser kan tilveiebringe i det minste en 0%, 60%, 70% eller 80% størrelsesreduksjon med hensyn til undervannsdelen av en variabel frekvensdrift. [0033] Nå, ved å gå til fig. 3, er et skjematisk diagram av en krets 70 for å drive en undervannsbelastning 28 illustrert i henhold til aspekter av den foreliggende oppfinnelse. Som vist kan kretsen 70 innbefatte vekselstrømskraftforsyningen 34, den variable frekvensdriften 0 (innbefattende overflatekomponentene 36 og undervannsvekselretteren 44) omtalt ovenfor i fig. 2. Som forklart ovenfor kan vekselstrømskraftforsyning 34 forsyne trefase vekselstrømskraft 2 til overflatekomponentene 36 til den variable frekvensdriften 0. Overflatekomponentene 36, som generelt kan være lokalisert ved overflaten 14 av et undervannsproduksjonssystem, innbefatter likeretteren 38 og likestrømsfilteret 40. Likeretteren 38 kan konvertere vekselstrømskraftforsyningen 34 inn i likestrømskraften 4. Likestrømskraftens 4 utgang fra likeretteren 38 er så filtrert av likestrømsfilteret 40 for å utjevne likestrømskraften før overføring til undervannsvekselretteren 44 ved hjelp av likestrømskraftledningen 6. [0034] Likestrømskraftledningen 6 kan innbefatte en enkel likestrømsleder for å overføre den filtrerte likestrømskraften til undervannsvekselretteren 44. I forbindelse med et undervannsproduksjonssystem kan likestrømskraftledningen 6 være innelukket innen en kontrollkabel 42 (som vist i fig. 1) som kobler overflatekomponentene 36 til undervannsvekselretteren 44. Kontrollkabelen 42 kan sørge for isolasjon og skjerming for likestrømskraftledningen 6. I den foreliggende illustrerte utførelse kan en kontrollkabel 42 innbefatte en enkel likestrømsleder for å drive en undervannsbelastning. I ytterligere utførelser, som vil beskrives i ytterligere detalj nedenfor, kan en kontrollkabel 42 innbefatte en enkel likestrømskraftledning for å drive flere belastninger, eller kan innbefatte flere likestrømskraftledninger for å drive flere belastninger, hvori hver likestrømskraftledning driver en respektiv belastning. Likestrømskraftledningen 6 kan være konfigurert for å overføre en passende mengde av spenning for å drive belastningen 28. Ved hjelp av kun eksempel kan i én utførelse

11 1 2 3 likestrømskraftledningen 6 overføre en spenning på omkring 7 til kilovolt. I ytterligere utførelser kan likestrømskraftledningen 6 overføre spenninger fra 1 til kilovolt. I enda ytterligere utførelser kan likestrømskraftledningen 6 overføre spenninger større enn kilovolt. [003] Undervannsvekselretteren 44 kan konvertere likestrømskraft mottatt via likestrømskraftledningen 6 tilbake til vekselstrømskraft som kan benyttes for å drive undervannsvekselsstrømsbelastningen 28. For eksempel, i den illustrerte krets 70, konverterer undervannsvekselretteren 44 likestrømskraften overført via likestrømskraftledningen 6 til trefase vekselstrømskraft 60, som kan benyttes for å drive undervannsbelastningen 28, som kan være en pumpe, motor eller kompressor, som omtalt ovenfor. I en utførelse kan undervannsvekselretteren 44 være konfigurert for å tilveiebringe vekselstrømskraft innen et område på omkring 2 til 4 megawatt. I ytterligere utførelser kan undervannsvekselretteren tilveiebringe vekselstrømskraft innen et område på omkring 1 til megawatt. [0036] I tillegg, i den viste utførelse, kan kretsen 70 innbefatte en strømreturbane gjennom sjøvann. For eksempel kan undervannsvekselretteren 44 være elektronisk koblet til en katode 72, og overflatekomponentene 36 lokalisert på overflatefartøyet 12 kan være elektronisk koblet til en anode 74. Katoden 72 og anoden 74 kan danne en undervanns strømreturbane gjennom sjøvannet, vist her ved referansenummeret 76. I tillegg skal det forstås at undervannsvekselretteren 44 kan fremskaffe trefase vekselstrømskraft 60 til undervannsbelastning 28 ved kontrollerbare frekvenser basert på kontrollaksjoner fremskaffet av kontrolleren 18 omtalt ovenfor med hensyn til fig. 1. For eksempel, der hvor undervannsbelastningen 28 er en trefase induksjonsmotor, kan motoren startes sakte og gradvis trinnvis stige opptil en ønsket operasjonshastighet. Som det vil forstås kan dette tillate at undervannsbelastningen 28 starter å løpe ved et fullstendig nominelt vridningsmoment uten en overflødig strømtilførsel. [0037] Figurer 4A-4C viser hver ytterligere utførelser av kretser som kan benyttes for å drive én eller flere vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger, i henhold til de foreliggende beskrevne teknikker. Først med referanse til kretsen 77 vist i fig. 4A, kan vekselstrømskraftforsyningen 34 tilføre trefase vekselstrømskraft 2 til overflatekomponenter 36 til den variable frekvensdriften 0. Som omtalt ovenfor kan overflatekomponenten 36 innbefatte en likeretter 38 for å konvertere trefase vekselstrømskraften 2 til likestrømskraft. Overflatekomponentene 36 kan videre innbefatte et likestrømsfilter 40 for å filtrere likestrømskraftutgangen til likeretteren 38 før overføring av likestrømskraft til undervannsvekselretteren 44.

12 [0038] Som omtalt ovenfor kan overføringen av likestrømskraft fra likestrømsfilteret 40 til undervannsvekselretteren 44 være tilrettelagt ved hjelp av likestrømskraftledningen 6, som kan være innelukket innen en kontrollkabel 42, skjematisk illustrert her ved den stiplede linje som omgir likestrømskraftledningen 6. Undervannsvekselretteren 44, etter å ha mottatt den overførte likestrømskraft fra likestrømskraftledningen 6, konverterer likestrømskraften tilbake til trefase vekselstrømskraft 60, som så kan benyttes for å drive undervannsbelastningen 28. Her istedenfor å benytte en sjøvannsreturbane 76 som benytter en katode 72 og anode 74, som illustrert i fig. 3, er en ytterligere strømreturledning 80 som kobler undervannsvekselretteren 44 til overflatekomponentene 36 til den variable frekvensdriften 0 fremskaffet isteden, og således ferdigstiller kretsen. Her er også strømreturledningen 80 innelukket ved hjelp av kontrollkabelen 42 sammen med likestrømskraftledningen 6. Det vil si at kontrollkabelen 42 i utførelsen vist i fig. 4A kan innbefatte en enkel likestrømskraftlinje 6 for å drive en enkel vekselstrømsbelastning 28, så vel som en enkel strømreturlinje 80. [0039] Figur 4B illustrerer en ytterligere utførelse av en krets 78 som kan benyttes for å drive flere vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger, vist her ved referansenumrene 28a og 28b. Kretsen 78 kan innbefatte vekselstrømskraftforsyningen 34 for å forsyne trefase vekselstrømskraft 2 til overflatekomponentene 36 til den variable frekvensdrift 0. Som omtalt ovenfor kan overflatekomponentene innbefatte en likeretter 38 for å konvertere trefase vekselstrømskraften 2 til likestrømskraft, og et likestrømsfilter 40 for å filtrere likestrømskraftutgangen fra likeretteren 38. Den filtrerte likestrømskraften kan overføres fra overflatekomponentene 36 til undervannsvekselretteren 44 ved hjelp av likestrømskraftlinjen 6, som kan være innelukket av kontrollkabelen 42. [0040] Undervannsvekselretteren 44, etter å motta likestrømskraften overført via likestrømskraftlinjen 6, konverterer likestrømskraften til trefase vekselstrømskraft 60. For å drive de begge vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger 28a og 28b, kan trefase vekselstrømskraftens 60 utgang ved av undervannsvekselretteren 44 være mottatt av et kraftfordelingssystem 82. Kraftfordelingssystemet 82 kan være konfigurert for å forsyne en passende mengde av vekselstrømskraft for å drive hver av vekselstrømsbelastningene 28a og 28b. For eksempel, i den illustrerte utførelse, kan kraftfordelingssystemet 82 forsyne trefase vekselstrømskraft 84 for å drive undervannsbelastningene 28a og kan forsyne trefase vekselstrømskraft 86 for å drive undervannsbelastningen 28b. Det vil si, i den foreliggende utførelse, kan kontrollkabelen 42 innbefatte en enkel likestrømskraftlinje 6 som overfører likestrømskraft

13 som kan benyttes av undervannsvekselretteren 44 og kraftfordelingssystemet 82 for å drive flere vekselstrømsbelastninger 28a og 28b. [0041] Idet den foreliggende illustrerte utførelse viser kun to undervannsbelastninger 28a og 28b koblet til kraftfordelingssystemet 82, skal det forstås at avhengig av kraftleveringsevnene til kraftfordelingssystemet 82, kan ytterligere vekselstrømsdrevne undervannsbelastninger også være drevet ved å benytte den foreliggende konfigurasjon. Kretsen 78 benytter også sjøvannsstrømreturbanen 76 omtalt ovenfor med referanse til fig. 3. Det vil si, katoden 72 kan være koblet til undervannsvekselretteren 44 og en anode 74 kan være koblet til overflatekomponentene 36 for å danne sjøvannsstrømreturbanen 76. [0042] Nå med å fortsette til fig. 4C, er en ytterligere utførelse av en krets 79 for å drive flere undervannsbelastninger 28a og 28b illustrert. Kretsen 79 innbefatter vesentlig to variable frekvensdrivanordninger 0 som hver mottar trefase vekselstrømskraft 2 fra en felles vekselstrømskraftforsyning 34. For eksempel forsyner vekselstrømskraftkilden 34 trefase vekselstrømskraft 2 til overflatekomponentene 36a og 36b til respektive første og andre variable frekvensdrivanordninger. Hver av overflatekomponentene 36a og 36b kan innbefatte respektive likeretter og filtreringskomponenter, som generelt omtalt ovenfor. Således kan hver av overflatekomponentene 36a og 36b gi ut filtrert likestrømskraft ved hjelp av de respektivt koblede likestrømskraftlinjer 6a og 6b. [0043] I den foreliggende illustrerte utførelse kan likestrømskraftlinjene 6a og 6b være innelukket innen en enkel undervannskontrollkabel 42. Likestrømskraften overført ved hver av likestrømskraftlinjene 6a og 6b kan mottas av henholdsvis undervannsvekselretterne 44a og 44b. Undervannsvekselretteren 44a kan konvertere likestrømskraften overført via likestrømskraftlinjen 6a til trefase vekselstrømskraft 60a for å drive undervannsbelastningene 28a. Likeledes kan undervannsvekselretter 44b konvertere likestrømskraften overført via likestrømskraftlinje 6b til trefase vekselstrømskraft 60b for å drive undervannsbelastningen 28b. Det vil si, i kretsen 79 vist i fig. 4C, kan en undervanns kontrollkabel 42 innbefatte en likestrømskraftlinje (6a og 6b) for hver undervannsbelastning (28a og 28b) innen undervannsproduksjonssystemet. I tillegg kan undervannsvekselretterne 44a og 44b være koblet til en felles katode 72. Katoden 72 kan tilveiebringe en sjøvannsstrømreturbane 76a til anoden 74a koblet til overflatekomponenten 36a. Katoden 72 kan også tilveiebringe en sjøvannsstrømreturbane 76b til anoden 74b koblet til overflatekomponentene 36b. [0044] Som det vil forstås sørger visse aspekter av de foreliggende omtalte teknikker for overføringen av likestrømskraft til en undervannsvekselretter 44 ved hjelp av en

14 enkel likestrømskraftleder. Som det vil omtales ytterligere nedenfor er overføringen av likestrømskraft typisk mer effektiv i forhold til overføringen av vekselstrømskraft over like lange utstrekningsdistanser, slik som ett hundre eller flere kilometer. I tillegg er en kontrollkabel 42 med en enkel kraftleder for å drive en undervannsvekselstrømsbelasting generelt mindre, mindre kompleks og således mer kostnadseffektiv sammenlignet med kontrollkabelarrangementet benyttet i konvensjonelle undervannsproduksjonssystemet som sørger for direkte overføring av vekselstrømskraft fra en variabel frekvensoverflate drivanordning til en undervannsbelasting, eller fra en overflatevekselstrømskraftforsyning til en variabel frekvensdrivanordning under vann. For eksempel, som omtalt ovenfor, kan en konvensjonell kontrollkabel for å overføre trefase vekselstrømskraft kreve tre separate vekselstrømskraftledende linjer. [004] Nå med referanse til fig. er et avskåret riss av en slik trefase vekselstrømskraftkontrollkabel illustrert og referert til ved referansenummer 90. Som vist kan kontrollkabelen 90 innbefatte et ytre isolerende lag 92. Det ytre isolerende lag 92 kan tjene som skjerm, isolere og innelukke tre vekselstrømskraftledere 94, 96 og 98, hver konfigurert for å overføre trefase vekselstrømskraften tilført fra en overflatekraftforsyning (ikke vist). Ved hjelp av eksempel kan trefase vekselstrømskraften innbefatte vekselstrømskraft svarende til henholdsvis 1 Hz, Hz og 60 Hz. I tillegg kan hver av vekselstrømskraftlederne 94, 96 og 98 innbefatte respektive isolerende lag 0, 2 og 4. Som omtalt ovenfor kan størrelsen av vekselstrømskraftlederne 94, 96 og 98 avhenge av de overførte spenninger. For eksempel kan en vekselstrømskraftlinje klassifisert for å overføre kilevolt (kv) være omkring 2,4 cm (1 tomme) til 3,81 cm (1, tommer) i diameter. Vekselstrømskraftlinje (94, 96, 98) kan være kobber, aluminium eller enhver annen type av passende ledende materiale. [0046] Ufordelaktig der hvor flere vekselstrømskraftledere for å overføre trefase vekselstrømskraft til en undervanns variabel frekvensdrivanordning er påkrevet, er størrelsen av kontrollkabelen 90 i høy grad øket, og derved vesentlig øker kostnaden av kraftoverføring i konvensjonelle undervannsproduksjonssystemer. Videre, som nevnte ovenfor, kan overføringen av vekselstrømskraft over lange utstrekningsdistanser resultere i potensielt uønskelige harmoniske og reflekterte bølgeformer som genereres nær sensitivt undervannsutstyr, slik som en konvensjonell variabel frekvensundervannsdrivanordning, en undervannsbelastning, ventiltrær, og/eller brønnhoder, og/eller nær overflaten (f.eks. nær overflatefartøyet). [0047] Følgelig sørger visse aspekter av de foreliggende omtalte teknikker for en splittet variabel frekvensdrivanordning (f.eks. 0) som produserer en likestrømskraftutgang ved et overflatefartøy og overfører likestrømskraften direkte til en undervannsvekselretter (f.eks. 44), som så konverterer likestrømskraften tilbake til

15 vekselstrømskraft for å drive en undervanns vekselstrømsdrevet belastning, slik som for eksempel en pumpe, kompressor eller motor. Overføringen av likestrømskraften kan tilrettelegges ved hjelp av en kontrollkabel (f.eks. 42) som har en enkel likestrømskraftleder. Dette reduserer i høy grad størrelsen av kontrollkabelen og således kostnaden ved å drive undervannsutstyret i forhold til konvensjonelle undervannsproduksjonssystemer, slik som de som benytter trefase vekselstrøm-kontrollkabelen 90 i fig. for å drive vekselstrømsdrevne undervannsutstyr. I tillegg, på grunn av den variable frekvensvekselretter 44 under vann er lokalisert relativt nær undervannsvekselstrømsbelastningen 28, er vekselstrømskraft overført fra undervannsvekselretteren 44 til belastningen 28 overført over en relativt kort distanse og derfor er potensielle uønskede harmoniske og reflekterende bølgeformer typisk forbundet med overføring av vekselstrømskraft over lange distanser redusert eller eliminert alt i alt. [0048] Før det fortsettes, skal det bemerkes at i henhold til et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse, kan en eksisterende trefase vekselstrømskontrollkabel 90 ettermonteres til bruk med én eller flere splittede variabel frekvensdrivanordninger 0. For eksempel kan de tre kraftledere innen kontrollkabelen 90 være modifisert for å koble til én eller flere overflatelikestrømsforsyninger, slik som likeretteren 38 og likestrømsfilteret 40. For eksempel kan lederne 94, 96 og 98 være modifisert for hver å motta likestrømskraftutgangen til en respektiv overflatelikestrømsfilterkomponent 40. Hver av kraftlederne 94, 96 og 98 kan videre være modifisert for å koble til respektive undervannsvekselrettere 44 og være konfigurert for å overføre likestrømskraftutgang til hver respektive undervannsvekselretter 44. Med andre ord, der hvor et undervannsproduksjonssystem eller mineralutvinningssystem allerede har en trefase vekselstrømskraftkontrollkabler 90 på plass, kan én eller flere splittede variable frekvensdrivanordninger være fremskaffet for å erstatte konvensjonelle variable frekvensdrivanordninger som kan være lokalisert fullstendig under vann eller fullstendig på overflatefartøyet, som omtalt ovenfor. Så, ved å benytte de eksisterende tre lederne i navlestrengen 90, kan likestrømskraft overføres til så mange som tre undervannsvekselretterenheter 44 på en måte i likhet med utførelsen vist i fig. 4C. [0049] Nå med referanse til fig. 6A, er en utførelse av en kontrollkabel 42, i henhold til aspekter av den foreliggende teknikk, vist ved hjelp av et avskåret riss. Kontrollkabelen 42 kan benyttes i undervannsproduksjonssystemet vist i fig. 1 og kan innbefatte likestrømskraftlinje 6. Som omtalt ovenfor kan likestrømskraftlinjen 6 være konfigurert for å overføre likestrømskraftutgang fra likestrømsfilteret 40 til undervannsvekselretteren 44. Undervannsvekselretteren 44 kan så konvertere likestrømskraften overført via likestrømskraftlinjen 6 til vekselstrømskraft (f.eks. 60), som kan benyttes for å drive én eller flere vekselstrømsdrevne undervannsbelast-

16 ninger (f.eks. 28). Videre, som nevnt ovenfor, er en likestrømskraftlinje 6 klassifisert for å overføre en spesiell spenning typisk mindre enn en likeledes klassifisert vekselstrømskraftlinje. For eksempel, hvis likestrømskraftlinje 6 er klassifisert for å overføre kv, kan likestrømskraftlinjen 6 være omkring 1,27 cm (0, tomme) til 1,91 cm (0,7 tommer) i diameter og kan også kreve mindre isolasjon i forhold til en sammenlignbar vekselstrømskraftlinje, slik som vekselstrømskraftlinjene 94, 96 og 98 vist i fig.. I den illustrerte utførelse kan likestrømskraftlinje 6 være innelukket innen et isolerende lag 8. Både likestrømskraftlinje 6 og dens tilhørende isolerende lag 8 kan være innelukket i det isolerende lag 1 til kontrollkabelen 42. I en annen utførelse kan det isolerende lag 8 ikke være tilstede, isteden kan likestrømskraftlinje 6 være isolert utelukkende av det ytre isolerende lag 1 til kontrollkabelen 42. I likhet med vekselstrømskraftlinje 94, 96 og 98 omtalt ovenfor, kan vekselstrømskraftlinjen 6 innbefatte kobber, aluminium eller enhver annen type av passende ledende materiale. [000] Figur 6B viser et avskåret riss som illustrerer en alternativ utførelse av kontrollkabelen 42. Spesielt illustrerer i fig. 6B en kontrollkabel 42 som kan være benyttet i kretsen 77 beskrevet ovenfor med referanse til fig. 4A. For eksempel kan kontrollkabelen 42 innbefatte likestrømskraftlinjen 6 og strømreturlinjen 80. Hver av likestrømskraftlinje 6 og strømreturlinjen 80 kan innbefatte respektive isolerende lag 8 og 112. Likestrømskraftlinjen 6, strømreturlinjen 80, og deres respektive isolerende lag 8 og 112 kan alle være innelukket av det ytre isolerende lag 1 til kontrollkabelen 42. [001] Figur 6C illustrerer en ytterligere utførelse hvor en likestrømskraftlinje 6 og en kontroll-linje, som omtalt ovenfor i fig. 1, er innelukket innen kontrollkabelen 42. Som nevnt ovenfor kan kontroll-linjen sørge for overføringen av styresignaler til en undervannskontroller eller kontrollmodul 18 som kan benyttes for å styre et antall av undervannskomponenter, slik som ventiltrærne 16 og undervannsvekselretteren 44. Spesielt kan styring av undervannsvekselretteren 44 ved hjelp av kontrolleren 18 sørge for justerbar styring av undervannsvekselstrømsbelastningen 28. For eksempel der hvor undervannsvekselstrømsbelastningen 28 er en trefase vekselstrømsinduksjonsmotor, kan motoren startes sakte og gradvis trinnvis styres opp til en ønsket operasjonshastighet. Videre skal det forstås at kontroll-linjen er typisk konfigurert for å overføre spenninger som er vesentlig lavere enn de som overføres av likestrømskraftlinjen 6. For eksempel kan kontroll-linjen overføre spenninger ved omkring - volt likestrøm. I én utførelse kan kontroll-linjen overføre spenninger på omkring 24 volt likestrøm. I motsetning kan likestrømskraftlinjen være konfigurert for å overføre spenninger i størrelsesorden av hundre volt eller til og med kilovolt, slik

17 som omtrent kilovolt. Som vist kan hver av likestrømskraftlinjen 6 og kontrolllinjen være innelukket av respektive isolerende lag 8 og 114, og kan videre være innelukket av det ytre isolasjonslaget 1 til kontrollkabelen 42. Kontroll-linjen kan for eksempel innbefatte kobber, aluminium eller fiberoptisk kabel. Videre, selv om ikke vist i den foreliggende utførelse, skal det forstås at kontrollkabelen 42 også kan innbefatte ytterligere ikke-elektrisk linjer, slik som hydrauliske linjer og kjemiske linjer. For eksempel kan omtalte utførelser av kontrollkabelen vist i fig. 6C innbefatte ethvert antall av likestrømskraftlinjer, returlinjer, hydrauliske linjer, kontroll-linjer, kjemiske injeksjonslinjer, etc. For eksempel kan utførelser av kontrollkabelen 42 sørge for 1, 2, 3, 4,, 6, 7, 8, 9, eller flere hver av likestrømskraftlinjer, returlinjer, hydrauliske linjer, kontroll-linjer, eller kjemiske injeksjonslinjer, eller en eller annen kombinasjon derav. [002] Figur 6D illustrerer enda en ytterligere utførelse av en kontrollkabelkonfigurasjon 42, i henhold til aspekter av den foreliggende teknikk. Spesielt kan kontrollkabelen 42 vist i fig. 6D benyttes i kretsen 79 vist i fig. 4C. Den illustrerte kontrollkabel 42 innbefatter det ytre isolerende lag 1, som kan omgi kraftlinjene 6a og 6b. Hver av likestrømskraftlinjene 6a og 6b kan innbefatte tilhørende isolerende lag 8a og 8b. Som beskrevet ovenfor med referanse til fig. 4C, kan kraftlinjene 6a og 6b være konfigurert for å overføre likestrømskraft fra respektive overflatekomponenter 36a og 36b. Overflatekomponentene 36a og 36b kan være del av henholdsvis første og andre variable frekvensdrivanordninger. Likestrømskraften overført via kraftlinjene 6a og 6b kan mottas av henholdsvis undervannsvekselretterne 44a og 44b, og konverteres til vekselstrømskraft for å drive respektive undervannsbelastninger 28a og 28b. Således er utførelsen vist i fig. 6D ment å illustrere en implementasjon hvor en kontrollkabel 42 innbefatter én likestrømskraftlinje for hver vekselstrømsdrevet undervannsbelastning i et undervannsproduksjonssystem. [003] Som nevnt ovenfor angår én fordel av den foreliggende oppfinnelse den høyere overføringseffektivitet av likestrømskraft sammenlignet med overføringen av vekselstrømskraft. Spesielt avtar overføringen av vekselstrømskraft generelt i effektivitet ettersom overføringsavstanden øker. Således i undervannsanvendelser hvor kraft avleveres over relativt lange utstrekningsdistanser, slik som hundrevis av kilometer, er overføringen av vekselstrømskraft ofte ufordelaktig med høyere prosentvis linjetap. [004] I motsetning er likestrømskraftoverføring generelt mer effektiv på mangelen på komplekse impedanser forbundet med overføring av vekselstrømskraft og, spesielt, flerfase vekselstrømskraft. For eksempel, nå med referanse til fig. 7, er en graf 1 som sammenligner effektiviteten av likestrømskraftoverføring sammenlignet med vekselstrømskraftoverføring ved sammenlignbare spenninger, illustrert. Første med

18 referanse til kurvene 122, 124 og 126, kan disse kurver representere overføringseffektiviteten av trefase vekselstrømskraft overført ved henholdsvis 1 Hz, Hz og 60 Hz, over et utstrekningsområde fra 0 til 700 kilometer (f.eks. x-aksen til graf 1) fra en hovedoverflate vekselstrømskraftforsyning (f.eks. forsyning 34 på overflatefartøyet 12). Som omtalt ovenfor kan senking av frekvensen av vekselstrømskraften marginalt forbedre overføringseffektiviteten til noen grad. For eksempel, som vist i grafen 1, er overføringen av vekselstrømskraften ved 1 Hz (kurve 122) mer effektiv i forhold til overføringen av vekselstrømskraft ved Hz (kurve 124) og 60 Hz (kurve 126). Imidlertid, når sammenlignet med overføringen av likestrømskraft (kurve 128) ved en sammenlignbar spenning, reduseres overføringseffektiviteten (f.eks. y- aksen til graf 1) for hver av vekselstrømskraftkurvene 122, 124 og 126 betydelig ettersom utstrekningsdistansen fra en overflate vekselstrømskraftkilde 34 øker. For eksempel mellom utstrekningsdistanse på omkring 0 til 0 kilometer, er overføringseffektiviteten for trefase vekselstrømskraft redusert til omkring 60% eller mindre. Videre, ved en utstrekningsdistanse på omkring 00 kilometer, er overføringseffektiviteten for vekselstrømskraft ytterligere redusert til mindre enn prosent. [00] Til sammenligning er overføringen av likestrømskraft ved en sammenlignbar spenning, som representert ved kurve 128, mye mer effektiv enn vekselstrømskraftoverføring, selv ved lange utstrekningsdistanser. For eksempel, som vist ved kurven 128 kan, ved en utstrekningsdistanse på omkring 0 kilometer, er overføringseffektiviteten for likestrømskraft fremdeles større enn minst 90 prosent. Ved en utstrekningsdistanse på omkring 700 kilometer, minsker overføringseffektiviteten for likestrømskraft noe, men forblir fremdeles relativt høy ved omkring 8-90 prosent effektivitet når sammenlignet med vekselstrømskraftkurvene 122, 124 og 126, som kan overføre kun ved omkring prosent effektivitet ved den sammen distanse. Således, for å drive en lignende vekselstrømsdrevet undervannsbelastning ved den samme utstrekningsdistanse, vil vesentlig mer vekselstrømskraft måtte overføres for å kompensere for ineffektiviteter og linjetap som kan oppstå under vekselstrømsoverføring. [006] Som omtalt ovenfor kan de foreliggende omtalte teknikker tilby mange fordeler i forhold til konvensjonelle undervannsproduksjonsanvendelser. For eksempel, ved å utnytte en splittet variabel frekvensdrift hvor likestrømskraft er generert på et overflatefartøy overført til en undervannsvekselretter, er kraftoverføring generelt mye mer effektiv i forhold til overføring av vekselstrømskraft fra en overflatevekselstrømskraftforsyning til en undervanns variabel frekvensdrivanordning (f.eks. som har likeretting, filtrering og vekselrettingskomponenter alle lokalisert under vann) eller fra en overflate variabel frekvensdrivanordning til en undervannsbelastning (f.eks. som