DE2913570C2 - Offshore-Plattform und Verfahren zur Aufstellung einer Offshore-Plattform - Google Patents

Description

• Merkmale des Anspruchs <6 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Das mindestens eine Stützwerk zwischen den beiden der Arbeitsdecköffnung zugeordneten Hubbeinen kann dabei an der Einsatzstelle zwischen diesen angeordnet und längs diesen verstellt werden und in der jeweils geeigneten Höhenlage festgelegt werden. Das mindestens eine Stützwerk kann auch bereits vor dem Verbringen zum Einsatzort zwischen den beiden hochgefahrenen Hubbeinen angeordnet sein und dann am Einsatzort nach dem Absenken der Hubbeine oder in Zusammenwirken mit dem Absenkbetrieb der Hubbeine in die geeignete Höhenlage gebracht und dort festgelegt werden. Vorteilhaft ist weiter, daß die riubbeine auf den Meeresboden auch an Stellen unterschiedlicher Wassertiefe positioniert sein können und das Arbeitsdeck demgemäß an unterschiedlichen Höhenlagen an den einzelnen Hubbeinen über den Wasserspiegel angehoben ist, wobei das Stützwerk zum Führen und Stützen der Leitrohre unabhängig davon in der jeweiligen optimalen Höhenlage festgelegt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer anhebbaren Offshore-Bohr- und -Produktionsausrüstung;
F i g. 2 eine Vorderansicht der Ausrüstung von Fig. 1: F i g. 3 eine Draufsicht auf die Ausrüstung von Fig. 1; F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1;

F i g. 5 einen teilweise gebrochenen vergrößerten Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 2 einer Rohrstütze, die zu der Bohr- und Produktionsausrüstung gehört;
F i g. 6 eine Ansicht längs der Linie 6-6 in F i g. 5;
F i g. 7 einen fragmentarischen vergrößerten Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 2;

Fig. 8 eine teilweise geschnittene, fragmentarische, vergrößerte Ansicht eines Endbereichs der Rohrstütze von F i g. 5;

F i g. 9 einen fragmentarischen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g. 8 mit einem Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der Rohrstütze mit einem Bein der Ausrüstung:

Fig. 10 einen fragmentarischen Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8 mit einem für den Verriegelungsmechanismus von F i g. 9 verwendeten Betätiger;
Fig. 11 eine Ansicht längs der Linie 11-11 in Fig. 8; Fig. 12 einen fragmentarischen Schnitt längs der Linie 12-12 in Fig. 11;

F i g. 13 eine Seitenansicht der Ausrüstung von F i g. 1, zur Aufnahme von Rohrstützen über das flache Wasser angehoben, sowie einer Barke, die die Rohrstutzen der Ausrüstung zubringt;

Fig. 14 eine Draufsicht auf die Ausrüstung und die Barke von Fig. 13;

F i g. 15 eine Ansicht längs der Linie 15-15 in F i g. 13; Fig. 16 eine der Fig. 14 ähnliche Ansicht, die aber den Plattformabschnitt der Ausrüstung in einer Umrißlinie und eine erste Rohrstütze in Eingriff mit den Beinen der Ausrüstung zeigt;

F i g. 17 eine der F i g. 13 ähnliche Ansicht, die aber die Ausrüstung mit installierten Rohrstützen und angehobenen Beinen zum Flößen der Ausrüstung zu einem gewünschten Ort zeigt;

F i g. 18 eine Ansicht längs der Linie 18-18 in F i g. 17; Fig. 19 eine der Fig. 18 ähnliche Ansichten der aber die Beine der Ausrüstung auf dem Meeresboden positioniert sind;

F ig. 20 eine der Fig. 19 ähnliche Ansicht, in der aber der Plattformabschnitt der Ausrüstung etwas über die Wasserfläche angehoben ist für einen anfänglichen Ballasttest;

F i g. 21 eine der F i g. 20 ähnliche Ansicht, welche die Plattform völlig angehoben in die Arbeitsstellung zeigt; und

F i g. 22 einen fragmentarischen Schnitt eines Endes einer Rohrstütze, die ein zylindrisches Bein kontaktiert, entsprechend einer Modifikation.

Die in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Bohr- und Produktionsausrüstung umfaßt einen Rumpf 10, der als Plattform ausgebildet ist und in einem vorbestimmten Abstand über einer Wasserfläche 12 mittels vier stützenartigen Beinen 14 gehalten wird. Die Beine 14 verlaufen durch Beinschächte 16 (F i g. 3) in dem Rumpf 10 und erstrecken sich hinunter zu dem Meeresgrund 18. An dem Unterende der Beine 14 sind Füße 20 vorgesehen, um das Gewicht der Ausrüstung zu verteilen. Je nach der Art des Meeresbodens 18 dringen die Füße 20 mehr oder weniger in diesen ein, bevor sie auf den zum Tragen des Gewichts der Beine 14, des Rumpfes 10 und der verschiedenen auf dem Rumpf gelagerten Geräte erforderlichen Widerstand treffen.

Der Plattformrumpf 10 hat einen barkenartigen Aufbau und ist schwimmfähig mit von dem Meeresboden 18 abgehobenen Beinen 14 und Füßen 20. An dem Rumpf 10 sind Hebevorrichtungen 22 vorgesehen, um die Beine 14 auf und ab zu bewegen, wenn der Rumpf 10 schwimmt, und den Rumpf auf den Beinen zu heben oder zu senken, wenn die Füße 20 auf dem Meeresboden 13 ruhen.

Es ist einzusehen, daß die gesamte Anordnung bei angehobenen Beinen geflößt werden kann bzw. schwimmfähig ist und zu einem gewünschten Offshore-Ort, d. h. von der Küste entfernten Ort hinausgeschleppt werden kann; und dann können durch Betätigung der Hebevorrichtung 22 die Beine 14 auf den Meeresboden 18 abgesenkt werden, und der Rumpf 10 kann auf den Beinen 14 angehoben werden in eine erhöhte Stellung, wie gezeigt, entfernt von den Wirkungen der Wellen- und Strömungstätigkeit. Folglich wird eine sehr stabile Plattform zum Ausführen von Bodenbohrungs- und Produktionsvorgängen zum Extrahieren von öl oder anderen Materialien von unterhalb des Meeresbodens geschaffen.

Die Hebevorrichtungen können irgendeiner von etlichen bekannten Arten sein, zum Beispiel können sie hydraulisch betätigte Mechanismen des Gleittyps sein, wie beispielsweise in US-PS 23 52 370 gezeigt, oder es können Mechanismen mit Zahnstange und Ritzel sein, wie in IIS-PS 23 08 743 gezeigt. Die allgemeine Idee einer schwimmenden Plattform, welche Beine und Hebevorrichtungen zum Anheben der Plattform aus dem Wasser heraus trägt, ist nicht neu. Anordnungen zu diesem Zweck sind unter anderem in den US-PS 23 08 743, 25 89 146 und 31 83 676 gezeigt. Die Erfindung bringt spezifische Verbesserungen gegenüber dieser allgemeinen Anordnung mit sich, wie nachfolgend beschrieben wird.

Der Plattformrumpf 10 ist eine Rahmenkonstruktion mit Beschlagen, die eine kastenartige Struktur bilden. Der Rumpf 10 ist auch innen abgeschottet, um sein Inneres in eine Anzahl von isolierten fluiddichten Lagertankabteilen A-X zu unterteilen (siehe Fig.4). Die Abteile A bis N erstrecken sich vertikal über die volle Höhe oder Dicke des Rumpfes, das heißt, ungefähr sieben Meter (24 Fuß), während die übrigen Abteile O

bis X sich von dem Boden nur über die halbe Rumpfdicke nach oben erstrecken, das heißt, etwa 3,5 m. Verschiedene (nicht gezeigte) Geräte zur Fluidverarbeitung und -Produktionen wie beispielsweise Seperatoren, Pumpen, Sammelleitungen, Abscheider, Instrumente und dgl. sind auf diesen letzterwähnten Abteilen angeordnet.

Aus den F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß in dem Rumpf 10 ein schlitzartiger Bohr- und Produktionsschacht 24 ausgebildet ist, der sich zwischen zwei der Beinschächte 16 erstreckt. Dieser Bohr- und Produktionsschacht 24 ist auch so gelegen, daß er dem Bereich über den Abteilen O bis X benachbart ist, so daß Fluide, die durch Leitrohre in dem Schacht 24 nach oben laufen, in das Fluidverarbeitungs- und Produktionsgerät geleitet werden können. Das Fluid, das in diesem Gerät verarbeitet wird, wird in ausgewählte von den Fluidabteilen A bis X zur Lagerung oder als Ballast geleitet. Das gelagerte Fluid kann danach auf Schiffe übertragen werden, die an dem Aufbau gedockt oder in der Nähe verankert sind, oder es kann durch Übertragungsleitungen, die sich entlang dem Meeresboden erstrecken, zu einer Einrichtung an der Küste gepumpt werden.

Die obere Fläche des Rumpfes 10 ist flach und bildet ein Hauptdeck 26. An einem Ende des Hauptdecks gegenüber dem Bohr- und Produktionsschacht 24 ist ein Mannschaftsquartier 28 vorgesehen. Auf dem Mannschaftsquartier ist ein Hubschrauberplatz 30 angelegt.

Zwei Baukräne 32 sind auf Sockeln 34 angebracht, die auf beiden Seiten des Hauptdecks 26 nach oben ragen.

Ferner ist auf dem Hauptdeck 26 eine Bohreinrichtung 36 montiert, die den Bohr- und Produktionsschacht 24 überspreizt. Die Bohreinrichtung 36 umfaßt eine Basis 38, auf deren einem Ende ein umschlossenes Bohrabteil 40 und ein Bohrturm 42 angeordnet sind. Das Bohrabteil und der Turm erstrecken sich direkt über den Bohr- und Produktionsschacht 24. Eine Rohrrampe 44 verläuft von der Oberfläche der Basis 38 nach oben zu dem Bohrabteil 40. Diese Rohrrampe ist auf das Bohrabteil 40 und eine Schleppbahn 46 ausgerichtet, die sich längs der Basis 38 erstreckt. Längen von Bohrrohren und Gehäuse 48 sind in Stapeln auf beiden Seiten der Schleppbahn angeordnet. Die Kräne 32 werden verwendet um diese Längen von Bohrrohren und Gehäusen sowie auch andere Gerätschaften von an dem Aufbau gedockten und ankernden Versorgungsschiffen abzuheben. Die Rohrlängen und Gehäuse 48 werden die Rampe 44 hinauf und in den Bohrturm 42 geschleppt zu den üblichen Bohr- und Rohrinstallationsvorgängen.

Nach Vollendung aller Bohrvorgänge kann die Bohreinrichtung 36 als ganze Einheit von dem Rumpf 10 abgenommen und zu einem anderen Aufbau für zusätzliche Bohrvorgänge transportiert werden. Es ist einzusehen, daß die Anordnung des Rumpfes und der Bohreinrichtung derart getroffen ist, daß das Betreiben des Bohrgerätes auf dem Rumpf die Tätigkeit der Verarbeitungs-, Produktions- und Lagergeräte nicht stört, die in dem Rumpf enthalten sind. Es ist also möglich mit dieser Anordnung, das Bohren mehrerer Quellen durchzuführen und mit der Produktion von der ersten Quelle zu beginnen, sobald sie fertig ist, ohne abzuwarten, bis sämtliche Quellen gebohrt sind.

Wie oben angedeutet, sind die Beine 14 des Aufbaus eine offene Rahmenkonstruktion. Diese Beine haben einen quadratischen Querschnitt (F i g. 3) und umfassen je Eckstreben 50 aus dickwandigem Rohr von relativ großem Durchmesser, die durch Sparren 52 aus dickwandigem Rohr von relativ kleinem Durchmesser untereinander verbunden sind. Die Hebevorrichtungen 22 sind so angeordnet, daß sie die Beine 14 an den Eckstreben 50 kontaktieren.

Unter Rückkehr zu Fig.2 ist zu sehen, daß eine Vielzahl von Leitrohren 54 von dem Bohr- und Produktionsschacht 24 des Rumpfes 10 zu dem Meeresboden 18 hinab und in diesen hinein verläuft. Diese Leitrohre dienen dazu, die Bohrrohre und ίο Verschalungen während der Bohrvorgänge und während der nachfolgenden Produktionsvorgänge zu führen und zu stützen.

Die Leitrohre 54 müssen sich über Strecken erstrecken, die 100 m oder wesentlich mehr betragen können, und sind Wellen und Strömungen ausgesetzt, die die Leitrohre zu verbiegen trachten. Um diese Leitrohre festzuklemmen, sind eine Anzahl Rohrstützen 56 vorgesehen, die sich zwischen zwei der Beine 14 in Ausfluchtung mit dem Bohr- und Produktionsschacht 24 in verschiedenen Höhen zwischen dem Rumpf 10 und dem Meeresboden 18 erstrecken. Wie in F i g. 4 gezeigt, sind einige der Leitrohre 54 über Leitungen 55 mit dem Inneren des Rumpfes verbunden und auf diese Weise in Fluidverbindung mit den Lagertanks und anderen Produktionsgeräten in dem Rumpf gesetzt. Es ist einzusehen, daß, wenn eine Quelle gebohrt worden ist und Öl durch sein Leitrohr 54 hinauffließt, es durch die Leitungen 55 zu den Produktions- und Lagergeräten geleitet wird. Mittlerweile kann der Bohrturm genutzt werden, um eine andere Quelle durch ein anderes der Leitrohre 54 zu bohren. Auf diese Weise können Bohr- und Produktionsvorgänge ohne gegenseitige Behinderung gleichzeitig ausgeführt werden.

Wie in den F i g. 2, 5 und 6 zu erkennen, bestehen die Rohrstutzen 56 ebenfalls aus einer offenen Rahmenkonstruktion, und sie umfassen äußere Hauptstreben 58 in Rohrform, die durch rohrförmige Sparren 60 von kleinerem Durchmesser untereinander verbunden sind. An jedem Ende jeder Rohrstütze 56 sind zwei Führungen 62 vorgesehen, welche an entsprechenden Eckstreben 50 des zugehörigen Beines 14 angreifen. Zahnstangen 64 (F i g. 6) erstrecken sich entlang diesen entsprechenden Eckstreben 50, und in diese Zahnstangen greifen Ritzel 66 (F i g. 5) an den Rohrstützen 56 ein. Einzelheiten dieser Ritzel und ihre Verwendung bei der Positionierung der Rohrstutzen 56 werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Wie in Fig.5 gezeigt, ist der Mittelbereich der Rohrstütze 56 zu einer gitterförmigen Anordnung ausgebildet, und trichterförmige Führungen 68 sind in jeder der Gitteröffnungen angebracht. Diese Führungen nehmen, wie in F i g. 7 gezeigt, die Leitrohre 54 auf. umfassen sie eng und halten sie gegen seitliche Verschiebung fest.

Die Fig.8 bis 12 erläutern im einzelnen die Verbindungen zwischen den Enden der Rohrstützen 56 und den Beinen 14. Wie in den F i g. 8 und 11 gezeigt, ist die Führung 62 zwischen oberen und unteren Streben 58 der Rohrstütze 56 angebracht und erstreckt sich über deren Ende hinaus. Vertikale Stifte 70 und 72 in der Rohrstütze verlaufen durch Lagerschalen 74 bzw. 76 in der Führung 62 Die Führung 62 selbst hat eine kastenförmige Konstruktion und ist mit einer äußeren konkaven Anschlagwand 78 versehen, welche an der Eckstrebe 50 des Beines 14 ruht. Das Ritzel 66 (F i g. 9) ist drehbar in Lagern 80 gelagert, die ihrerseits in der Führung 62 gelagert sind. Die Führung ist so konstruiert, daß, wenn ihre Anschlagwand 78 an der Eckstrebe 50

ίο

ruht, das Ritzel 66 richtig mit der Zahnstange 64 in Eingriff steht.

Wie obenerwähnt, sind zwei Führungen 62 mit zugeordneten Ritzeln 66 an jedem Ende jeder Rohrstütze 56 vorgesehen. Eine dieser zwei Führungen 62 ist fest in der in F i g. 8 gezeigten Stellung; die andere ist jedoch schwenkbar um den vorderen vertikalen Stift 70, wenn der hintere Stift 72 beseitigt ist. Das ermöglicht es, die Führung 62 in Richtung des Pfeiles A in F i g. 8 zu schwenken, um Spielraum für das Positionieren der Rohrstütze zwischen den Beinen 14 zu schaffen.

Die Ritzel 66 können gegen Drehung in ihren entsprechenden Lagern 80 verriegelt werden, um eine Relativbewegung zwischen der Rohrstütze 56 und dem Bein 14 zu verhindern. Diese Verriegelungsmöglichkeit ist durch ein Klemmteil 82 gegeben, das um eine Achse 84 in der Führung 62 in Eingriff mit den Zähnen des Ritzels 66 geschwenkt wird, wie in F i g. 9 gezeigt. Ein Anschlagelement 86 begrenzt die Bewegung des Klemmteils 82 und verhindert dadurch eine Drehung des Ritzels. Eine Magnetspule 88, die entweder hydraulisch oder elektrisch betätigt werden kann, ist ebenfalls an der Führung 62 angebracht; und diese Spule ist, wie in den Fig.8 und 10 gezeigt, über einen Kurbelarm 90 mit der Achse 84 verbunden. Durch Steuerung der Erregung der Magnetspule 88 kann die Stellung des Klemmteils 82 bezüglich des Ritzels 66 gesteuert werden, um es nach Wunsch zu verriegeln oder zu entriegeln.

Wie nachfolgend genauer beschrieben wird, bewegen sich die Rohrstützen 56 nach oben und unten entlang den Beinen 14 während des Positionierens und des Abbaus der Ausrüstung an einem bestimmten Offshore-Ort. Während dieser Bewegung ist es wichtig, daß die Ritzel 66 mit den Zahnstangen 64 in Eingriff bleiben. Wegen der Art der Verbindung zwischen den Beinen 14 und dem Rumpf 10 und wegen der Tiefe, bis zu welcher sich die Beine erstrecken müssen, und der Seitenkräfte, denen sie ausgesetzt sind, kann man jedoch nicht damit rechnen, daß die Beine über ihre Länge genau parallel und in gleichem Abstand bleiben.

Die Rohrstützen 56 sind so konstruiert, daß sichergestellt ist, daß die Ritzel 66 zu allen Zeiten mit den Zahnstangen 64 an den Beinen 14 in Eingriff bleiben, und zwar auch dann, wenn die Beine nicht genau parallel sind. Wie in den Fig. 8, 11 und 12 gezeigt, wird dieses Merkmal erzielt mittels einer Teleskopkonstruklion an einem Ende von jeder der äußeren rohrförmigen Streben 58. Diese Teleskopkonstruktion umfaßt eine kolbenartige innere Stange 92, die so angebracht ist, daß sie in eines oder aus einem von zwei relativ axial beweglichen Segmenten 58a und 58Λ jeder äußeren Strebe 58 gleiten kann. Die Stange 92 ist bezüglich des anderen Segments fest. Die Stange 92 ist mit kolbenartigen Ringen 94 innerhalb des einen Segments versehen, und das Ende dieses Segments ist mit einer gleitenden Dichtung 96 um die Stange herum versehen. Eine Wand 98 ist innerhalb des Segments ausgebildet, wodurch zwei hydraulische Kammern 100 und 102 auf gegenüberliegenden Seiten des Ringes 94 gebildet werden. Hydraulikleitungen 104 verbinden diese Kammern mit einem (nicht gezeigten) hydraulischen Fernsteuersystem. Eine Feder 106 ist zwischen die Wand 98 und die Stange 92 eingefügt, um eine Axialkraft zum Auseinanderdrängen der Segmente 58a und 5Sb auszuüben. Die Kraft der Feder 106 kann überwunden werden, und die Segmente 58a und 58b können zurückgezogen werden zum anfänglichen Positionieren der Rohrstütze zwischen den Beinen 14, indem der Fluß von hydraulischem Fluid durch die Leitungen 104 in die und aus den Kammern 100 und 102 gesteuert wird.

Die F i g. 13 bis 17 illustrieren die Art des Installieren der Rohrstützen 56 an dem Aufbau. Dieses Installieren findet, wie in Fig. 13 gezeigt, an einer seichten Wasserstelle statt, vorzugsweise nahe der Stelle, wo der Aufbau gebaut oder wiederhergestellt wird. Wie

ίο gezeigt, ist der Aufbau völlig ausgestattet mit der Bohreinheit 36 an ihrem Platz. Die Beine 14 werden zunächst auf den Meeresboden abgesenkt, und der Rumpf 10 wird über das Wasser angehoben. Eine Begleitbarke 110, die die Rohrstützen 56 trägt, wird zu dem Aufbau hingebracht. Wie in den Fig. 14 und 15 gezeigt, paßt die Barke 110 zwischen die Beine 14, und die Rohrstützen 56 ragen über die Seiten der Barke heraus. Die vorderste der Führungen 62 an jedem Ende der Rohrstützen wird in eine offene Stellung geschwenkt (wie bei 62a dargestellt), um der Rohrstütze zu ermöglichen, zwischen die Beine zu passen.

Hebeseile 112 (F i g. 15) laufen von Winden 114 an der Bohreinheit 36 herab und werden an der vordersten Rohrstütze 56 befestigt, wenn sie zwischen den Beinen 14 positioniert wird, wie mit Umrißlinien in Fig. 16 gezeigt. An diesem Punkt werden die offenen Führungen 62a in die geschlossene Stellung geschwenkt und die Stifte 72 (F i g. 8) an ihre Stelle gebracht, so daß die Rohrstützen 56 in festem Kontakt mit den Beinen 14 stehen und die Ritzel 66 mit den Zahnstangen 64 in Eingriff sind. Die Magnetspule 88 wird gesteuert, um das Anschlagelement 86 außer Eingriff mit dem Ritzel 66 zu bringen, so daß das Ritzel rotieren und sich entlang der Zahnstange 64 bewegen kann. Die Winden 114 werden dann betätigt, wie in F i g. 15 gezeigt, um die Rohrstütze aus der Barke 110 herauszuheben und in Stellung unier dem Rumpf 10 zu bringen.

Wenn die Rohrstütze 56 so positioniert ist. kann ihre Magnetspule 88 so gesteuert werden, daß das Klemmteil 82 in Verriegelungseingriff mit dem Ritzel 66 kommt und die Rohrstütze an ihrer Stelle an den Beinen 14 verriegelt wird. Die Hebeseile 112 können dann gelöst und zurück zu der Barke 110 abgesenkt werden. Inzwischen hat sich die Barke vorwärts bewegt, um eine zweite Rohrstütze 56 zwischen den Beinen 14 in Stellung zu bringen. Die offenen Führungen an der zweiten Rohrstütze werden dann geschlossen, und die Hebeseile 112 werden angeknüpft und dazu verwendet, die zweite Rohrstütze auf dieselbe Art anzuheben.

Zusätzliche Rohrstützen können nach Bedarf vorgesehen werden, je nach den Tiefen und den zu begegnenden Kräften: und diese zusätzlichen Rohrstützen können auf dieselbe Art installiert werden.
Nachdem die Rohrstützen 56 installiert worden sind, wie oben beschrieben, werden sie durch (nicht gezeigte) geeignete Mittel an der Unterseite des Rumpfes 10 angeklemmt, und die verschiedenen Magnetspulen 88 werden gesteuert, um jedes Klemmteil 82 von seinem zugehörigen Ritzel 66 zu entfernen. Dies löst die Rohrstützen von den Beinen 14 und ermöglicht das Absenken des Rumpfes 10 zusammen mit den Rohrstutzen, bis er in dem Wasser schwimmt. Die Beine 14 werden dann von dem Meeresboden nach oben abgehoben; und der Aufbau in dem in F i g. 17 gezeigten Zustand kann dann zu einem gewünschten Offshore-Ort befördert werden.

Die Fig. 18 bis 21 illustrieren der Reihe nach die Schritte der Installation des Aufbaus an einem

Offshore-Ort. Der Einfachheit halber ist die Bohreinrit-htung 36 in den F i g. 18 bis 21 nicht gezeigt, obwohl sie in den meisten Fällen auf dem Aufbau hinausgebracht würde, um mit der Rohrinstallation und Bohrvorgängen zu beginnen, sobald der Rumpf an einer gewünschten Offshore-Stelle angehoben ist. Wie in Fig. 18 gezeigt, sind die Beine 14 des Aufbaus angehoben, und der Rumpf 10 schwimmt. Gleichzeitig werden die Rohrstutzen 56 gegen die Unterseite des Rumpfes 10 hochgehalten. Der Aufbau wird in diesem Zustand zu einem gewünschten Offshore-Ort geflößt.

Wenn der Aufbau einen gewünschten Ort erreicht, werden die Beine 14 auf die übliche Art abgesenkt, wie in Fig. 19 gezeigt. Während der Anfangsphase dieses Beinabsenkungsvorgangs werden die Rohrstutzen 56 gegen die Unterseite des Rumpfes gehalten, und die Klemmteile 82 (F i g. 9) werden aus dem Eingriff mit den Ritzeln 66 angehoben, so daß diese sich drehen können, wenn die Zahnstange 64 jedes Beines 14 sich nach unten bewegt.

Wenn die Beine um ein vorbestimmtes Stück abgesenkt worden sind, werden die Klemmteile 82 wieder in Eingriff gebracht, um die Ritzel 66 der unteren Rohrstütze 56 zu blockieren, und die Rohrstütze wird von der Unterseite des Rumpfes 10 gelöst Die Beine 14 werden dann noch weiter abgesenkt; und da die untere Rohrstütze 56 nun mit ihnen verriegelt ist, wird sie von den Beinen mit nach unten gebracht. Es leuchtet ein, daß wegen der Teleskopanordnung an dem Ende der Rohrstütze 56 (Fig.8) diese sich automatisch irgendwelchen Abstandsänderungen der Beine 14 anpaßt, wenn sie abgesenkt werden.

Die obere Rohrstütze kann auf dieselbe Art mit den Beinen verriegelt, von dem Rumpf gelöst und abgesenkt werden. Durch Wahl der Strecke, um die die Beine 14 abgesenkt werden, wenn die verschiedenen Rohrstützen mit ihnen verriegelt und von dem Rumpf gelöst werden, kann die Installationshöhe der Rohrstützen leicht gesteuert werden. Dies bringt eine beträchtliche Flexibilität mit sich, insofern sich der Aufbau einfach anpassen läßt, um eine optimale Rohrstützung unter verschiedenen Bedingungen von Wassertiefe und Strömung vorzusehen. Aus dem Vorhergehenden leuchtet ein, daß es, während die Rohrstützen 56 in verschiedenen Tiefen piaziert werden, nicht erforderlich ist. Taucher einzusetzen oder eine wesentliche Unterwasserarbeit vorzunehmen beim Installieren der Rohrstutzen. Statt dessen kann die gesamte Installationsarbeit, die lediglich im Lösen der Rohrstützen von dem Rumpf und deren Verriegelung mit den Beinen besteht, an dem Rumpf selbst vorgenommen werden. Dies ist sehr vorteilhaft vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit, Geschwindigkeit und Sicherheit bei den Installationsvorgängen.

Nachdem die Beine 14 den Meeresboden erreicht haben, wird der Rumpf 10 ein wenig über die Wasseroberfläche angehoben, wie in Fig.20 gezeigt.

An diesem Punkt werden einige der oder alle Lagertankabteile A bis X in dem Rumpf 10 mit Meerwasser gefüllt, um den Aufbau zu belasten und die Tragfähigkeit der Beinfüße 20 zu testen. Die Lagertankabteile werden dann leergepumpt, und der Rumpf 10

ίο kann dann zu seiner vollen Höhe angehoben werden, wie in F i g. 21 gezeigt.

Wenn der Rumpf 10 angehoben ist, werden die Leitrohre durch die Rohrstutzen 56 hindurch installiert, und das Probebohren wird begonnen. Sollten die anfänglichen Bohrungen zeigen, daß die Region wahrscheinlich nicht produktiv ist, kann der Rumpf abgesenkt und können die Beine angehoben werden, so daß der Aufbau zu einer neuen Stelle geflößt werden kann. Wenn jedoch die Probebohrung anzeigt, daß die Region produktiv sein wird, kann der Aufbau an seinem Platz bleiben; und sobald jedes Bohrloch durch ein verschiedenes Leitrohr 54 gebohrt ist, kann eine Leitung mit dem Leitrohr installiert werden, und es können Verbindungen zu dem Produktions- und Lagergerät innerhalb des Rumpfes hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine Produktion von dem ersten gebohrten Bohrloch erhalten werden, während andere Bohrlöcher gebohrt werden.

Nachdem das Bohren beendet ist, kann die Bohreinrichtung 36 zur Verwendung an anderem Ort entfernt werden, während der Aufbau zur Produktion verbleibt, bis die Quellen erschöpft sind.

Für einige Anwendungen kann es vorgezogen werden, zylindrische Beine für den Aufbau im Gegensatz zu den Beinen mit offener Rahmenkonstruktion zu verwenden. F i g. 22 zeigt solch eine Anordnung mit einem Ende einer Rohrstütze 56 im Eingriff mit einem zylindrischen Bein 14a. Das Bein 14a ist mit beabstandeten, vertikal verlaufenden Zahnstangen 64a versehen, in welche Ritzel 66a an Führungen 62a eingreifen, die sich von dem Ende der Rohrstütze erstrecken. Die Führungen 62a weisen gekrümmte Anschlagwände 78a auf, die an der Oberfläche des Beines 14a benachbart den Zahnstangen 64a ruhen.

Wenigstens eine der Führungen 62a ist schwenkbar mit der Rohrstütze verbunden und kann auf dieselbe Art geöffnet und geschlossen werden wie die Führung 62 in F i g. 8, so daß sie an das Bein angesetzt werden kann. Die Ritzel 66a können auf dieselbe Art wie die Ritzel 66 von F i g. 8 verriegelt und entriegelt werden.

Das Konzept, auf dem die Offenbarung basiert, kann im Rahmen der Erfindung variiert werden.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Offshore-Platttorm, mit einem barkenartigen schwimmfähigen Arbeitsdeck, am Arbeitsdeck angebrachten, diesem gegenüber bewegbaren Hubbeinen, einer Arbeitsdeck und Hubbeine verbindenden Hebevorrichtung zum Abheben der Hubbeine vom Meeresboden für das schwimmende Befördern des Arbeitsdecks an einen gewünschten Offshore-Ort, zum dortigen Absenken der Hubbeine auf den Meeresboden und zum anschließenden Heben des Arbeitsdeckes entlang der Hubbeine bis über den Meeresspiegel, einer axialen öffnung iin Arbeitsdeck zwischen zwei der Hubbeine zur Aufnahme von Leitrohren, die sich von einer Bohreinrichtung auf dem Arbeitsdeck oberhalb der öffnung nach unten erstrecken, und mindestens einem StOtzwerk zwischen diesen beiden Hubb"inen unterhalb der Decksöffnung, das mit der Öffnung fluchtende Führungshülsen zum Führen und seitlichen Stützen der Leitrohre besitzt und an seinen beiden Enden mittels je einer Festlegeeinrichtung an diesen beiden Hubbeinen festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegeeinrichtung (62) so ausgebildet ist, daß das Stützwerk (56) längs der beiden es tragenden Hubbeine (14) in der Höhe variabel und an den Hubbeinen (14) geführt, bewegbar und mittels selektiver Verriegelungsglieder (82, S6a) gegen Auf- und Abbewegung an den Hubbeinen (14) verriegelbar ist.

2. Offshore-Plattform nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine lösbare Einrichtung (112, 114) zum Festlegen des Stützwerkes (56) unter dem Arbeitsdeck (10).

3. Offshore-Plattform nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegeeinrichtung (62) einen zwischen einer offenen Stellung, in der das Stützwerk (56) zwischen den Hubbeinen (14) positionierbar ist, und einer geschlossenen Stellung, in der eine seitliche Bewegung des Stützwerkes (56) gegenüber den Hubbeinen (14) verhindert, jedoch eine freie Auf- und Abbewegung des Stützwerkes (56) möglich ist, bewegbaren Abschnitt enthält.

4. Offshore-Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsglieder durch Bremseinrichtungen (82, 86) gebildet sind.

5. Offshore-Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden Hubbeine (14) eine in Längsrichtung verlaufende Zahnstange (64) vorgesehen ist und das Stützwerk (56) Ritzel (66) aufweist, die mit den Zahnstangen (64) kämmen.

6. Offshore-Plattform nach den Ansprüchen 4 und

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtungen (82,86) die Drehung des Ritzels (66) steuern.

7. Offshore-Plattform nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützwerk (56) mindestens einen bewegbaren Endabschnitt aufweist, an dem ein Ritzel (66) und ein gegenüber diesem Ritzel (66) fester Anschlag (78) angebracht sind, derart, daß das Ritzel (66) in der richtigen Stellung gegenüber der Zahnstange (64) gehalten ist, wenn der Anschlag (78) am Hubbein (14) anliegt.

8. Offshore-Plattform nach Anspruchs oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verriegelbare Bremseinrichtung (82,86) ein schwenkbares Klemmteil (82) aufweist, das zwischen die Zähne mindestens eines Ritzels (66) einkeilbar ist

9. Offshore-Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Endabschnitt des Stützwerks (56) einen Arm mit einer Fläche zur Berührung mit dem Hubbein (14) aufweist, der von dem Ende des Stützwerks (56) wegragt und an diesem zur Bewegung zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung schwenkbar gelagert ist, sowie eine Sperreinrichtung (72) aufweist zum Verhindern einer Verschwenkung des Arms aus der geschlossenen Stellung.

10. Offshcre-Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützwerk (56) in seiner Längsrichtung streckbar ausgebildet ist, wobei während der Auf- und Abbewegung die Festlegeeinrichtung (62) mit dem jeweiligen Hubbein (14) auch bei Abstandsänderungen zwischen den beiden Hubbeinen (14) in Eingriff bleibt.

11. Offshore-Plattform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützwerk (56) an einem Ende mit Teleskopgliedern (58a, 5Sb) zwischen den Festlegeeinrichtungen (62) an den beiden Enden des Stützwerks (56) versehen ist die in Längsrichtung des Stützwerks (56) ausfahrbar sind.

12. Offshore-Plattform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teleskopglieder (58a, 5Sb) in ihrer ausgefahrenen Stellung elastisch vorgespannt sind.

13. Offshore-Plattform nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet daß die Teleskopglieder (58a, 58ty als Kolben (92) und Zylinder (100, 102) ausgebildet und hydraulisch in Richtung auf die ausgefahrene Stellung vorgespannt sind.

14. Offshore-Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohreinrichtung (36) vom Arbeitsdeck (10) abnehmbar ist.

15. Offshore-Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsdeck (10) ölproduktionsgerät einschließlich Lagertanks in Fluidverbindung mit wenigstens einigen der Leitrohre (54) enthält.

16. Verfahren zum Aufstellen einer Offshore-Plattform, bei dem ein Arbeitsdeck mit eingefahrenen Hubbeinen zum Einsatzort geschwommen wird. dort die Hubbeine bis auf den Meeresboden abgesenkt werden und danach das Arbeitsdeck entlang der Hubbeine aus dem Wasser gehoben wird, dadurch gekennzeichnet,

daß beim Transport der Plattform zum Einsatzort mindestens ein sich zwischen zwei Hubbeinen erstreckendes Stützwerk gegen die Unterseite des Arbeitsdecks gehalten wird,

daß am Einsatzort die Hubbeine zunächst nur um eine vorgegebene Strecke abgesenkt werden, wobei das Stützwerk weiterhin gegen die Unterseite des Arbeitsdecks gehalten bleibt,

daß sodann das Stützwerk an den beiden beidseitig der Decksöffnung liegenden Hubbeinen festgelegt und vom Arbeitsdeck gelöst wird und

daß danach die Hubbeine auf den Meeresboden abgesenkt werden und das Arbeitsdeck aus dem Wasser gehoben wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16. mit mehreren zwischen zwei der Hubbeine übereinander vorgesehenen Stützwerken, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst alle Stützwerke gegen die Unterseite des

Arbeitsdecks gehalten und sodann einzeln bei unterschiedlichen Höhenlagen der abgesenkten Hubbeine vom Arbeitsdeck gelöst und an den Hubbeinen festgelegt werden.

Die Erfindung betrifft eine Offshore-Plattform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Aufstellen einer Offshore-Plattform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Eine Offshore-Plattform der genannten Art ist beschrieben in »Annales des Mines« (April 1965), S. 39 bis 43. Die doit beschriebene Offshore-Plattform »Neptune I« weist eine zwischen zwei der Hubbeine angeordnete Arbeitsdecköffnung auf, durch die hindurch mehrere Führungsrohre für ein Bohr- oder ein Produktionsgestänge zum Meeresboden verlaufen, wobei die Führungsrohre zusätzlich von einem sich zwischen diesen beiden Beinen erstreckenden Stützwerk gehalten sind, das unter dem Meeresspiegel und damit unter dem Arbeitsdeck ist und das mit in den Meeresboden eingebrachten Rohren festgelegt ist. Dieses Stützwerk soll offenbar vor dem Aufstellen der Offshore-Plattform vorgesehen werden. Zum einen ergibt sich der Nachteil, daß die Lagepositionierung zwischen Plattform und Stützwerk kompliziert ist, wobei zum anderen die Fertigung umständlich ist, da zwei voneinander getrennte Konstruktionen vorzusehen sind. Weiter ist offensichtlich die Vorgehensweise beim Aufstellen der Plattform und des Stützwerks kompliziert, da beim Aufstellen das gegenseitige Positionieren von Stützwerk und Plattform wesentlich ist.

Es ist andererseits bekannt, an im Meeresboden verankerten Plattformen zwischen den vier ortsfesten Hubbeinen mindestens eine Querstütze fest anzuordnen, die Führungshülsen zur Führung und seitlichen Stützung für Führungsrohre enthält. Hier ist offensichtlieh die Aufstellung äußerst kompliziert, da die einzelnen Teile nacheinander zum Einsatzort gebracht und dort zusammengebaut werden müssen. Zur Überwindung dieses Nachteils wurde schon vorgeschlagen (GB-PS 14 46 751), eine als unter Wasser liegende Plattform ausgebildete Verstrebung vorzusehen, die zwischen zwei Hubbeinen angeordnet ist, wobei außerdem die Kubbeine selbst zweiteilig sind, wobei die Verstrebung an den Unterenden deren ersten Teile fest angeordnet ist, die gegenüber der schwimmfähigen Plattform höhenverstellbar sind, wobei die anderen Teile der Hubbeine in der Verstrebung höhenverstellbar sind. Abgesehen von der sich dadurch ergebenden komplizierten Ausführung, muß diese Anordnung als instabiler angesehen werden als eine Anordnung mit einteiligen Hubbeinen.

Das eingangs genannte Verfahren zum Aufstellen einer Offshore-Plattform ist ebenfalls aus der bereits erwähnten Zeitschrift »Annales ...« bekannt. Einzelheiten solcher Verfahren sind insbesondere bekannt aus der US-PS 31 83 676 und der US-PS 23 08 743. Demgemäß sind Verbreiterungen der Stützbeine oder Hubbeinfüße in den Rumpf des barkenartigen schwimmfähigen Arbeitsdecks eingezogen und werden am Einsatzort mittels einer geeigneten Hebevorrichtung ausgefahren, bis sie auf den Meeresgrund zur Auflage kommt. Anschließend kann die Plattform über den Meeresspiegel längs der Hubbeine mittels der gleichen Hebevorrichtung weiter angehoben werden. Dabei kann die Plattform zweiteilig mit einem schwimmfähigen barkenförmigen Abschnitt, der im Bereich des Meeresspiegels bleibt, und einem gegenüber dem Meeresspiegel anhebbaren Arbeitsdeck ausgebildet sein (US-PS 23 08 743).

Offshore-Plattformen, die insbesondere zum Bohren nach öl und zur Produktion von Öl ausgebildet sind und die zu einem gewünschten Einsatzort geschleppt werden können und über auf den Meeresboden absenkbare Hubbeine über den Meeresspiegel anhebbar sind, sind im übrigen in zahlreichen Ausführungsformen bekannt (US-PS 27 71 747, US-PS 29 60 832, US-PS 30 01594, US-PS 30 01595, US-PS 3013 396, US-PS 35 93 529, US-PS 37 16 993, US-PS 37 27 414, US-PS 38 74 180). Ein Teil dieser Offshore-Plattformen, so wie die gemäß der US-PS 39 99 396, zeigen komplizierte und damit kostspielige Aufbauten mit getrenntem Bohrabschnitt und Produktionsabschnitt, wobei ersterer entfernt werden muß, bevor letzterer in Betrieb gesetzt werden kann. Das heißt, meist sind zwei getrennte Plattformen vorgesehen, die jeweils auf eigenen Hubbeinen angeordnet sind. Gemäß der US-PS 37 27 414 werden zwar für Bohrabschnitt und Produktionsabschnitt die gleichen Stützbeine verwendet, jedoch müssen diese nacheinander, d. h. zu unterschiedlichen Zeiten angeordnet werden, was offensichtlich kompliziert ist. Das gleiche trifft für die US-PS 39 99 396 zu, bei der ebenfalls das Bohren und die Produktion nicht gleichzeitig erfolgen können.

Weiter ist bei Offshore-Plattformen zu beachten, daß dann, wenn eine Bohrung von einer erhöhten, d. h. gegenüber dem Meeresspiegel angehobenen Offshore-Plattform aus durchzuführen ist, das ziemlich lange und dünne Bohrwerkzeug, das aus einer Reihe miteinander verbundener Stangen besteht, durch ein ebenfalls langes Leitrohr abgesenkt wird, das von der Plattform selbst durch das Meer zum Meeresboden verläuft. Auch bei der Produktion verläuft mindestens eine vergleichsweise dünne Leitung durch das Leitrohr vom Meeresboden zu den an der Plattform vorgesehenen Speicher- und Produktionseinrichtungen.

Diese Leitrohre müssen seitlich gestützt werden, da sie sich sonst aufgrund von Wasser- und Windkräften biegen und brechen können. Deshalb wurden die eingangs genannten Stützwerke vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß die erforderliche Stützung bei den bekannten Plattformen nicht immer in ausreichendem Maße erreicht werden konnte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die geeignete Stelle oder die geeigneten Stellen für die seitliche Stützung sich entsprechend der jeweiligen Wassertiefe, der Höhe der Plattform über dem Meeresspiegel, der Biegecharakteristik der Leitrohre und anderen Faktoren, wie den herrschenden Wind- und Meeresbedingungen ändern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Offshore-Plattform der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau eine optimale Stützung der Leitrohre möglich ist, wobei die Aufstellung weiterhin einfach durchführbar sein soll.

Es ist weiter ein Verfahren anzugeben, wie eine Offshore-Plattform auf einfache Weise aufgestellt werden kann.

Die Aufgabe wird bei einer Plattform der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Aufgabe wird weiter bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden