DE2500975A1 - Meeresplattform - Google Patents

Description

Unser Zeichen Our Ref.

B/p 80?7

James G. Brown & Associates, Inc.,2505 ¥. Holcombe Blvd. Houston, Texas 77025, USA

Meeresplattform

Die Erfindung "bezieht sich auf selbs theft ende Meeresplattformen "bzw. Bohrinseln, wie sie zum küstenfernen (Offshore-) Örbohren und Ölgewinnen weitgehend verwendet werden. Eine selbsthebende Meeresplattform weist einen Hauptrumpf auf, dessen Decks Ladung, Maschinen und Personal aufnehmen. Im Hauptrumpf sind wenigstens drei Schächte vorgesehen. Sie sind horizontal und im Abstand voneinander angeordnet. Jeder Schacht enthält einen Aufzug. Ein vertikaler Schenkel erstreckt sich durch jeden Aufzug bis zum Grunde des Ozeans. Die Aufzüge können sich an den Schenkeln auf- und abbewegen und damit die Plattform über Wasser an einer Bohrstelle auf- und abbewegen. Wenn eine Meeresplattform hoch über die Wasseroberfläche gehoben wird, ist sie der Wirkung von Wind und hohen Wellen ausgesetzt und hat die Tendenz zu kippen. Ist die Plattform dagegen in einer Schiffahrtsstraße vertaut, hat sie die Tendenz zum Sinken.

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Auf dem Deck des Hauptrumpfes sind großvolumige Tanks vorgesehen. Die Tanks können leer sein oder mit Frischwasser oder Meerwasser gefüllt sein. Wenn die Tanks von Wasser überflutet sind, wirken sie als Vorlasttanks. Das gemeinsame Gewicht des Wassers in allen Vorlasttanks senkt den Schwerpunkt der Plattform und verhindert das Kippen der Plattform auch bei starkem Wind und Wellengang. Sind die Tanks leer, dienen i±e als Ballasttanks und steuern den Auftriebsmittelpunkt, wodurch die Plattform stabilisiert wird, wenn sie von einer Einsatzstelle zur anderen geschleppt wird.

Die vorbeschriebenen Meeresplattformen haben u.a. folgende Nachteile: (1) Nachdem eine Plattform berechnet und konstruiert ist, können die Konstruktionsdaten nicht auf einfache Weise zum Bau einer anderen Plattform mit unterschiedlichen Dimensionen verwendet werden. (2) Die Vorlasttanks benötigen relativ viel Raum an Deck, der für das Personal, die Maschinen und die Last erwünscht ist. Da die Tanks innerhalb des Hauptrumpfes der Plattform angeordnet sind, werden ihre Vorlast- und Ballasteinflüsse wesentlich reduzier.t.

Mit vorliegender Erfindung sollen die vorstehend geschilderten Nachteile behoben werden.

Gemäß der Erfindung wird eine selbsthebende Meeresplattform vorgeschlagen, die einen Hauptrumpf und eine Vielzahl von Hilfsrümpfen aufweist. Der Hauptriimpf ist so aufgebaut, daß er Last, Maschinen und Unterkunftsräume für das Personal aufnimmt. Die Hilfsrümpfe sind horizontal und im Abstand voneinander außerhalb des Hauptrumpfes, ,iedoch mit ihm verschweißt angeordnet. Jeder Hilfsrumpf ist wasserdicht und ist mit einer Seitenwand des Hauptrumpfes verschweißt. Jeder Hilfsrumpf bildet einen inneren, in vertikaler Richtung verlaufenden Schacht, der einen Aufzug aufnimmt. In ,jedem Hilfsrumpf ist der Innenraum um den Schacht als großvolumiger, wasserdichter Tank ausgebildet. Wenn der Tank überfliitet ist, dient er als Vorlasttank. Ist

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der Tank leer, kann er als Ballasttank dienen.

Das kom-binierte Volumen aller Vorlasttanks in den Hilfsrümpfen ist vorzugsweise so gewählt, daß die Tanks dann, wenn sie überflutet sind, die gesamte Y-orlast ergeben, die zur Stabilität der Plattform erforderlich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die oberen und unteren Decks des Hauptrunrofes rechteckförmig ausgebildet und jede Seitenwand des HauOtrumpfee ist in Aufsicht rechteckförmig. Es sind wenigstens drei Hilfsrümpfe vorgesehen, die mit den Backbord-, Steuerbord- und vorderen Enden des HauOtrunrofeF. verschweißt sind. Das hintere Ende des Hauptrumpfes legt eine Öffnung mit .einer rechteckförmigen Querschnittsfläche fest.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführunrrsbeispieles erläutert. Die. Figuren zeigen:

Figur 1 eire perspektivische Ansicht einer Meeresplattform nach vorliegender Erfindung,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht, aus der sich die Position der Hilfsrümpfe ergibt, bevor sie mit dem HpuDtrunrnf verschweißt werden,

Fig;ur 3 eine Aufsicht auf die Plattform, nachdem die Hilfse ¹OIt c>em Hauntruropf verschweißt worden sind,

Figur 4- eine -Ders-nekti^ri sehe Ansicht eines Hilf srumpfes, tier einen Schacht definiert, welcher einen Aufzug und einen qi^h vertikal durch don Aufzug erstreckenden Schenkel enthfO t,

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Figur 5 in einer Explosionsansicht eine "bevorzugte Anordnung der Decks der Plattform,

Figur 6 die Art und Weise der Zwischenverbindung dreier Hilfsrümpfe zu dem Zweck, sie zum endgültigen Zusammenbau zusammenzuziehen,

Figur 7 die Schenkel der Plattform, die auf dem Meeresboden stehen, und

Figur 8 eine perspektivische Teilansicht von Kräften, die auf die Bauteile der Plattform einwirken.

Die selbsthebende Meeresplattformanordnung 10 nach vorliegender Erfindung weist einen Hauptrumpf 11 und wenigstens drei getrennte äußere Hilfsrümpfe 12 - 14- auf. Die Hilfsrümpfe sind in horizontaler Richtung voneinander vers^Lt und vorzugsweise mit den Backbord-, Steuerbord- und vorden Enden des Hauptrumpfes verschweißt.

Nach den Figuren 1 - 5weist der Hauptrumpf 11 vorzugsweise eine etwa rec.hteckföriEge Querschnittsfläche auf. Das hintere Ende des Hauptrumpfes legt eine rechteckförmige Öffnung 11' fest. Die wesentlichen, die Beanspruchung aufnehmenden Bauteile sind die Längsschotten 40 und die Querschotten 41. Die Schotten unterteilen den Hauptrumpf in rechteckförmige Einheiten. Ein typischer Hauptrumpf weist ein Hauptdeck 50, ein oberes Quartierdeck 51> ein Maschinen- und unteres Quartierdeck 52 und ein Bodendeck 53 auf. Der Hauptrumpf 11 braucht nicht mehr innere Vorlasttanks zu enthalten. Entsprechend kann nunmehr der gesamte Raum innerhalb des Hauptrumpfes 11 zur Aufnahme von Fracht, Maschinen und Unterkünften verwendet werden.

Die Plattformanordnung 10 ist in Figur 1 zum Offshore- ölbohren und -gewinnen gezeigt. Hierfür weist die Plattform zweck-

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mäßigerweise folgende Einrichtungen auf; Einen Hubschrauberlandeplatz 18, einen Bohrturm 19» Hebewerke 20, Materialtrennanlagen 21» 22,;einen-Auflagerkran 25, eine Rettungskapsel 2A, eine Bodenluke 25» eine Ankerwinde 26, eine Leitungsboekanordnung 27, eine Gleitschienenanordnung 28, einen Frischwassertunn 29, ein Ankergerüst 30 und ein Gleiskettenfahrwerk 31. . .

Wenn die Plattform 10 auf Schenkeln 17 angehoben ist, die in den Meeresboden 33 (Figur 7) eingebettet sind, sind die wichtigsten Beanspruchungen die Biegemomente 34- und die Scherkräfte.· (Figur 8). Eine allgemeine Dehnungsanalyse kann entweder in mathematischen Gleichungen oder vorzugsweise in Programmen für Computer formuliert werden. Da der Hauptrumpf 11 in rechteckförmig'e Untereinheiten unterteilt werden kann, und da der Hauptrumpf· ferner nicht mehr zur Aufnahme von Yorlasttanks benötigt wird, ist das Auf stellen derartiger Computerprogramme wesent·- licb durch die vereinfachte konstruktive Ausgestaltung der Plattforraanordnung 10 nach vorliegender Erfindung erleichtert.

Nachdem eine Konstruktion für die Plattform 10 ausgelegt worden ist, und zwar entweder in Gleichungsform oder in Form eines Computerprogramms, können Plattformen unterschiedlicher Längenabmessungen und Lastaufnahmeeigenschaften verhältnismäßig einfach konstruiert werden. Auch können Konstruktionspläne einer Plattform auf einfache Weise für eine andere Plättform mit . unterschiedlichen Dimensionen modifiziert werden. Die modifizierten Pläne sind so vollständig und brauchbar, daß mit ihnen Schätzungen -über Kosten und Zeit für die Konstruktion erstellt werden können. : ..

Jeder der Hilfsrümpfe 12-14 formt einen Schacht 15» der einen Aufzug 16 enthält, welcher zur Aufnahme eines Schenkels 17 geeignet ist. Die Plattform 10 kann in vertikaler Richtung an den Schenkeln 17 bewegt werden. Da weder der Aufzug 16 noch der Schenkel 17 Gegenstand vorliegender Erfindung sind, werden diese Teile nicht näher erläutert. In der Patentliteratur sind ver-

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schieden© Arten derartiger .Aufzüge 16 und Schenkel. .1.7 "be-, _: schrieben. . . , _; , .... . ,.··

Nach einem TDes.on.ders wesentlichen Merkmal vorliegender .Er-^ findung bildet jeder.der Hilfsrümpfe um den Schacht. 15 einen großvolumigen Tank, der als Vor lasttank, dien en. kann, .wenn .die Plattform über die .Wasseroberfläche angehoben.wird, und der als Ballasttank benutzt.werden kann, wenn die Plattform im, Meer verankert ist. Die Hilfsrümpfe 12 - 14 sind so gezeigt, daß sie Vorlasttanks 12^!-14· enthalten. >.......

Die Querschnittsflache eines jeden Hilfsrumpfes.ist trapezförmigausgebildet,_: obgleich sie auch halbkreisförmig ausgebildet sein kann oder einen.oeliebigen Querschnitt zwischen trapezförmig und kreisförmig besitzen kann. Beispielsweise, kann sie hyperbolisch und parabolisch sein. Eine trapezförmige Querschnittsfläche ist jedoch.am einfachsten auszulegen und zu konstruieren. ,Jeder Hilfsrumpf weist vorzugsweise Längsund Querschotten 42 und43 auf (Figur 3)., Insbesondere hat, jeder Hilfsrumpf die gleiche Höhe wie der Hauptrumpf .11, so daß die Seitenwandungen eines jeden Hilfsrunrofes sich vollständig zwischen dem Hauptdeck 50 und dem_:.Bodendeck 53 <ies Hauptrumpfes 11 erstrecken.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung sind Hauptrumpf 11 und Hilfsrümpfe 12 -.14 so konstruiert und miteinander verschweißt, daß sie stets unabhängig voneinander wasserdicht sind. Dementsprechend können die Haupt- und Hilfsrümpfe in verschiedenen Werften an verschiedenen Stellen auf der WeIt₁ hergestellt werden. Beispielsweise können die Hilfsrümpfe 12 - 14 mit ihren Aufzügen 15 zweckmäßigerweise in einer Werft mit größerer Konstruktionserfahrung hergestellt werden, während der Hauptrumpf 11 von einer anderen.Werft mit weniger Erfahrung, z.B. in einem anderen Land, hergestellt werden kann. Eine derartige "Vielseitigkeit in der Wahl des Herstellortes ermöglicht es, günstige wirtschaftliche Bedingungen

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und niedrigere Arbeitskosten auszunutzen, wodurch die Gesaratkosten bei der Herstellung der gesamten Plattformanordnung

10 erheblich reduziert werden können. Nachdem der Hauptrumpf

11 und die Hilfsrümpfe 12 - 14- getrennt hergestellt worden sind (sie können selbstverständlich auch in einer Verft hergestellt werden), können sie durch Verbindungsglieder 32 (Fig. 6) miteinander verbunden und in eine Werft geschleppt werden, in der die Plattform 11 vollständig zusammengebaut wird.

Vor dem Verschweißen der Hilfsrümpfe mit dem Hauptrumpf werden

sie die Ränder der Hilfsrümpfe so abgerichtet, daß/in Ausrichtung mit den Wänden des Hauptrumpfes stehen. Sogar nachdem Hauptrumpf und Hilfsrümpfe miteinander verschweißt sind, stellt jeder Hilfsrumpf nach wie vor einen wasserdichten Tank um seinen Schacht 15 dar.

Die Volumenkapazität eines jeden Tanks in jedem Hilfsrumpf ist ausreichend groß, damit eine genügende Vorlast auf den zugeordneten Schenkel 17 erzielt wird. Das gemeinsame Volumen aller Tanks 12' - 14·' reicht aus, wenn die Tanks mit Wasser überflutet werden, damit die Plattformanordnung 10 maximalen Momenten und Scherkräften widersteht, die auf die Plattform einwirken können, und die durch die kombinierte Wirkung von Wind und Wellen erzeugt werdenJnfolgedessen kann auf zusätzliche, kleinere Vorlasttanks innerhalb des Hauptrumpfes im Falle vorliegender Erfindung vollständig verzichtet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil vorliegender Erfindung ist darin zu sehen, daß die Vorlasttanks 12' - 14-' vollständig außerhalb des Hauptrumpfes liegen und dadurch die Tanks eine weit bessere Steuerung des Schwerpunktes der Plattform und des Auftriebes erzielen lassen, als dies der Fall wäre, wenn die Vorlasttanks innerhalb des Hauptrumpfes 11 angeordnet wären, wie dies bei herkömmlichen Plattformen der Fall ist.

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Claims (3)

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1. Selbsthebende Meere ?pü att form an Ordnung für Ölbohrungen mit einem Hau^ntrumpf zur Aufnahme von Ladung, Maschinen und Unterkünften für die Besatzung oberhalb des Wasserspiegels für küstenferne (Offshore-) Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform eine Anzahl "von horizontalen, im Abstand versetzten Hilfsrümpfen (12, 1J, 14) aufweist, deren ,leder vollständig außerhalb des Hauptrumpfes (11) angeordnet und mit diesen verschweißt ist, daß ,jeder Hilfsrumpf (12, 15? 14-) ausreichend große Querschnittsdimensionen aufweist, daß darin ein vertikal verlaufender Schacht (15) und ein großvolumiger wasserdichter Tank (12J 13J 14') um den Schacht (15) herum Platz findet, wobei peder Tank (12', 13', 14') mit Wasser gefüllt oder leer sein kann, daß ,jeder Schacht (15) einen Aufzug (16) besitzt, der beweglich einen vertikal bis zum Meeresboden verlaufenden Schenkel (17) aufnimmt, und wobei die Plattform vertikal auf den Schenkeln (17) auf und ab bewegbar ist, und daß alle Tanks (12¹ , 13^r, 14¹) in gefülltem Zustand in allen Hilfsrümpfen (12, 13? 14) ein gemeinsames Volumen haben, das ausreichend groß ist, damit die gewünschte Vorlast für die Plattform erzielt wird, wenn die Plattform vollständig über Wasser angehoben wird.

2. Meeresplattformanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrumpf (11) eine Vielzahl von Decks (50 - 53) aufweist, wobei die oberen und unteren Decks des Hauptrumpfes rechteckförmig ausgebildet sind, und daß die Seitenwandungen zwischen den Decks ebenfalls rechteckförmig ausgebildet sind.

3. Me ere splattf ormanordnung nach Anspriich 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Hilfsrümpfe (12, 13» 14) vorgesehen sind, deren einer mit dem Backbordende, deren zweiter

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mit dem Steuerbordende und deren dritter mit dem vorder on Ende des Hauptrumpfes (11) verschweißt ist.

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