EP0310981A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Errichtung einer Offshore-Anlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Errichtung einer Offshore-Anlage Download PDF

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EP0310981A1
EP0310981A1 EP88116291A EP88116291A EP0310981A1 EP 0310981 A1 EP0310981 A1 EP 0310981A1 EP 88116291 A EP88116291 A EP 88116291A EP 88116291 A EP88116291 A EP 88116291A EP 0310981 A1 EP0310981 A1 EP 0310981A1
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EP
European Patent Office
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platform
pool
floating
floating body
tension elements
Prior art date
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EP88116291A
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English (en)
French (fr)
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EP0310981B1 (de
Inventor
Hans Peter Greuner
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EON Ruhrgas AG
Original Assignee
Ruhrgas AG
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Publication date
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Publication of EP0310981B1 publication Critical patent/EP0310981B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for erecting an offshore installation at the place of use, wherein at least one floating body is anchored to the ground with a plurality of preferably evenly distributed tension elements in such a way that the tension elements are held taut by the buoyancy forces of the floating body, and a platform is used for this Floating body is placed so that it is not flooded even in unfavorable sea conditions.
  • the platform In conventional offshore plants, the platform is built over a central column or several columns directly on the seabed.
  • Such column-supported drilling rigs or platforms with foundations in the seabed represent a not inconsiderable operational risk. They must also be arranged sufficiently high above the sea surface so that they cannot be reached even by a wave of the century.
  • changes in the seabed structure of such ground-based systems make extraordinarily costly conversion work necessary in order to keep the platform level at the intended height above the water level and within narrow tolerances in the intended position.
  • a device of the generic type is known from the journal "Ocean Industry", August 1984, pages 35 to 46, in which the actual platform is supported on a floating body anchored at a predetermined height above the sea floor.
  • the floating body itself consists of a completely in the water-immersed frame-shaped pipe hull and in its four corner areas support columns for the platform held above the water surface. Both the support columns and the fuselage tubes running at right angles to each other can be walked on and accommodate, among other things, the tensioning devices for the tension elements designed as tubes.
  • the advantage of these floating offshore plants is, above all, the expansion of production possibilities to deep-water drilling sites up to more than 500 m.
  • the assembly and maintenance costs for floating offshore plants that are to be anchored at the place of use above the drilling site are also lower than for ground-based plants.
  • the tensioning devices can only be arranged at a few locations located at a relatively large distance from one another, namely in each case in the area of one of the vertical support columns.
  • the fixed position of the floating body carrying the drilling platform via a few concentrated tension elements is not without problems and requires complex anchor structures in the subsurface.
  • the support pillars must hold the platform at a sufficient height above the sea surface so that at least the upper deck of the platform cannot be washed over and damaged in extreme sea conditions, for example in a century wave.
  • the invention has for its object to reduce the assembly and maintenance costs of float-based offshore systems and at the same time to increase operational safety for people and materials.
  • this object is achieved in that the platform is inserted into a floating pool forming the floating body, that the length of the tension elements is set so that the platform is sealed off from the surrounding side walls from the surrounding water and from swell is protected, that the pool interior is partially flooded and that the buoyancy forces transmitted by the tension elements are controlled by changing the flooding level.
  • the floating body itself forms a protective wall surrounding the platform, which keeps the surrounding water away from the pool interior receiving the platform far beyond the normal water level.
  • there is considerable space, especially below the platform which can be used by flooding and suitable selection of the flooding level to adjust the effective buoyancy forces and thus to adapt to the prevailing sea conditions.
  • the pool interior is pumped empty to a minimum level, so that maximum buoyancy forces are transmitted by the tension elements and can be used, among other things, to stabilize the pool against correspondingly increased horizontal forces.
  • a buoyancy is generated which reaches about four times the value of the forces acting horizontally on the swimming pool.
  • the overall effective buoyancy can be reduced by increasing the flooding level. This relieves the tension elements that absorb the effective buoyancy force, although the platform's offshore system is optimally protected.
  • a particularly simple and cost-saving construction of the platform is possible in a further development of the invention in that the platform is placed on a foundation in the pool interior and the maximum flooding level of the pool interior is limited so that the platform's own weight is always greater than that acting on the platform Is buoyant. This means that the platform can not float and in extreme sea conditions and accordingly low flooding levels with higher weight pressure on the Foundation is resting. Lateral securing of the platform is done, for example, with the aid of several suitable spacers, for example fenders, which are inserted between the platform and the circumferential side wall of the swimming pool.
  • the device for erecting an offshore installation on site has at least one floating body, which is anchored to the ground with several preferably evenly distributed tension elements in such a way that the tension elements are kept taut by the buoyancy forces of the floating body, and means for holding a platform on the floating body and is characterized according to the invention in that the floating body is designed as a floating basin with essentially watertight closable bottom and side walls, that the platform is inserted in a fixed position in the basin in such a way that it is surrounded by the bottom walls all around, that the tension elements such effective length between the ground anchorage and the swimming pool, that the side walls protrude upward from the surface of the water surrounding the pool and form a protective wall around the platform against swell, and means for flooding and emptying the pool interior on the floating Basins are provided.
  • a large number, for example 200 to 500, of cables which are uniformly distributed around the circumference of the basin are preferably used as tension elements.
  • the hawser acting pretensioners can both the immersion depth of the swimming pool as well as its horizontal position be adjusted or corrected.
  • the easy accessibility of such prestressing devices, for example on the outboard of the protector basin also enables a subsequent position correction if, for example, the seabed conditions change during use of the offshore installation and cause a change in the position of the floating basin.
  • the hawser can be made of aramid fibers, for example, which have proven to be particularly tensile and durable.
  • the new offshore plant is shown in its installation position above the drilling site. It has a floating body in the form of a floating basin 1 with a circular cross section, a foundation ring 3 embedded in the seabed 2, a large number of anchoring cables 5 which anchor the floating basin 1 to the foundation ring 3 and are held taut by the buoyancy forces of the floating basin.
  • a central riser 7 connects the borehole to the platform 9 supported in the interior of the swimming pool 1, which is indicated by dashed lines in FIG.
  • the riser 7 can be of conventional design, as can the platform 9 itself, which can be designed in accordance with the respective application requirements and is not subject to any particular shape or dimension restrictions.
  • the anchoring cables 5 are shown at the minimum azimuth angle ⁇ of 45 ° for anchoring arrangements of this type.
  • ⁇ azimuth angle
  • the anchoring cables in addition to the buoyancy forces in the vertical direction, approximately equally large forces occur in the horizontal direction and load the anchoring cables 5.
  • the latter should have an azimuth angle ⁇ ′ at or near 90 °, so that the tensile loads are limited to the effective buoyancy forces.
  • An anchoring system idealized in this sense with a large number of vertical tros evenly distributed over the circumference of the swimming pool 1 sen 5 is shown in Figure 2.
  • the swimming pool 1 shown in vertical section in FIG. 3 is a steel structure with a circular peripheral side wall 11 and a bottom wall 13 inclined in a funnel-like manner.
  • the riser 7 shown in broken lines in FIG. 3 passes through a central floor opening 15 and is connected to the platform 9 in a suitable manner.
  • the floating basin 1 is designed to be essentially watertight in the region of the side walls and floor walls, including the floor opening 15 serving as a passage.
  • the anchoring cables 5 are preferably made of aramid fibers or another high tensile, corrosion-resistant material.
  • Each anchoring cable 5 can be assigned its own prestressing hydraulics 15; Prestressing hydraulics can, however, also be assigned to a plurality of anchoring cables 5 together.
  • the platform 9 is placed on a foundation 17 in the interior 10 of the floating pool 1.
  • the latter is firmly connected to the swimming pool 1 or the bottom wall 13 by suitable means, not shown in the drawing.
  • the platform 9 rests on the foundation 17 only under its own weight.
  • Fenders 19 (FIG. 4) clamped between the corners of the platform 9 and the inside of the circumferential side wall 11 hold the platform 9 aligned over the central opening 15.
  • the floating basin 1 acting as a buoyancy body generates a buoyancy of approx. 2 GN in the example shown, which is approximately four times the value of the forces acting horizontally on the basin 1 (0.4-0.5 GN).
  • the buoyancy is adjustable. This is done by partially flooding the interior 10 of the swimming pool 1 in the area H between the flood levels H 1 and H 2.
  • the water exchange for flooding or emptying the interior 10 of the floating pool 1 takes place with the aid of known ballast pumps 21.
  • the diameter of the tank 1 is approximately 150 m
  • the draft of the tank 1 to the lower edge of the side wall is approximately 15 m
  • the draft to the lower edge of the floor wall is approximately 25 m
  • the freeboard dimension is approximately 20 m.
  • a multi-unit foundation ring 3 is provided in the exemplary embodiment described, the total diameter of which depends on the water depth, pool diameter and azimuth angle and is between approximately 150-900 m.
  • a section of the foundation ring 3 is shown in FIG. 5; an individual member designed as a steel pontoon 23 is shown in FIG.
  • Any box-shaped steel ponton 23 is hollow, floats per se and can be filled with sand or ash.
  • the length dimensions of each steel pontoon depend on the ring diameter. Its height and width dimensions must be selected so that they can reliably absorb the tensile forces of the anchor cables when filled with sand, for example.
  • the adjacent links 23 are connected to one another by suitable connecting elements 24 in such a way that they can be inclined to one another to a limited extent.
  • Foundation piles 25 are hammered into the floor 2, around which the foundation ring 23 with its members 23 is placed in order to hold the foundation ring in position.
  • the dead weight of the pontoons 23 filled with sand or another relatively heavy free-flowing material is generally sufficient as a bottom-side abutment for the anchoring cables 5.
  • each foundation ring member 23 hooks 26 are provided at regular intervals for hawser attachment.

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Abstract

Die Offshore-Anlage umfaßt einen beckenförmigen Schwimmkörper, (1) in welchem eine Plattform (9) angeordnet ist. Der Schwimmkörper (1) wird über vorgespannte Zugelemente (5) am Meeresboden (2) verankert und kann mehr oder weniger mit Wasser geflutet werden, um die Vorspannung in den Zugelementen einzustellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Errichtung einer Offshore-Anlage am Einsatzort, wobei wenig­stens ein Schwimmkörper mit mehreren vorzugsweise gleichmäßig verteilten Zugelementen am Boden derart verankert wird, daß die Zugelemente durch die Auftriebskräfte des Schwimmkörpers gestrafft gehalten werden, und wobei eine Plattform dem Schwimmkörper derart aufgesetzt wird, daß sie auch bei ungün­stigen Seegangsverhältnissen nicht überflutet wird.
  • Bei herkömmlichen Offshore-Anlagen ist die Plattform über einer zentralen Säule oder mehrere Säulen direkt auf dem Mee­resboden errichtet. Derartige säulengestützte Bohrinseln oder Plattformen mit Fundamenten im Meeresboden stellen ein nicht unerhebliches Betriebsrisiko dar. Sie müssen auch ausreichend hoch über der Meeresoberfläche angeordnet sein, damit sie selbst von einer Jahrhundertwelle nicht erreicht werden kön­nen. Änderungen in der Meeresbodenstruktur machen bei derar­tigen bodengestützten Anlagen schon aus Sicherheitsgründen außerordentlich kostspielige Umbauarbeiten erforderlich, um das Plattformniveau in der vorgesehenen Höhe oberhalb des Wasserspiegels und innerhalb enger Toleranzen in der vorgese­henen Sollage zu halten.
  • Aus der Zeitschrift "Ocean Industry", August 1984, Seiten 35 bis 46 ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der die eigentliche Plattform auf einem in vorgegebener Höhe über dem Meeresboden verankerten Schwimmkörper abgestützt ist. Der Schwimmkörper selbst besteht aus einem vollständig in das Wasser eingetauchten rahmenförmigen Rohrrumpf und in des­sen vier Eckbereichen aufgesetzten Trägersäulen für die ober­halb der Wasseroberfläche gehaltene Plattform. Sowohl die Trägersäulen als auch die rechtwinklig zueinander verlaufenden Rohre des Rumpfs sind begehbar und nehmen u.a. die Spannvor­richtungen für die als Rohre ausgebildeten Zugelemente auf. Vorteil dieser schwimmenden Offshore-Anlagen, ist vor allem die Erweiterung der Produktionsmöglichkeiten auf Tiefwasser-Bohr­stellen bis über 500 m hinaus. Auch der Montage- und Wartungs­aufwand ist bei schwimmenden Offshore-Anlagen die am Einsatz­ort über der Bohrstelle zu verankern sind, geringer als bei bodengestützten Anlagen. Die Spannvorrichtungen können jedoch bei der bekannten Offshore-Anlage nur an wenigen, in relativ weitem Abstand voneinander befindlichen Stellen angeordnet werden, nämlich jeweils im Bereich einer der vertikalen Trä­gersäulen. Die feste Positionsfestlegung des die Bohrplattform tragenden Schwimmkörpers über wenige konzentrierte Zugelemente ist nicht ohne Probleme und bedingt aufwendige Ankerstrukturen im Untergrund. Die Trägersäulen müssen die Plattform in aus­reichender Höhe über der Meeresoberfläche halten, damit zumin­dest das Oberdeck der Plattform bei extremen Seegangsverhält­nissen, so beispielsweise bei einer Jahrhundertwelle, nicht überspült und beschädigt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Montage- und Unterhaltsaufwand von Schwimmkörper-gestützten Offshore-Anla­gen zu vermindern und gleichzeitig die Betriebssicherheit für Personen und Material zu erhöhen.
  • Verfahrensmäßig wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Plattform in ein dem Schwimmkörper bildendes schwimmendes Becken eingesetzt wird, daß die Länge der Zugelemente so ein­gestellt wird, daß die Plattform von den umlaufenden Bordwän­den vor dem umgebenden Wasser abgeschottet und vor Seegang geschützt gehalten wird, daß der Beckeninnenraum teilweise geflutet wird und daß die von den Zugelementen übertragenen Auftriebskräfte durch Änderung des Flutungspegels gesteuert werden. Bei der Erfindung bildet der Schwimmkörper selbst eine die Plattform rings umgebende Schutzwand, welche das umgebende Wasser bis weit über den normalen Wasserspiegel hinaus von dem die Plattform aufnehmenden Beckeninnenraum fernhält. Im Inne­ren des schwimmenden Beckens steht vor allem unterhalb der Plattform ein erheblicher Raum zur Verfügung, der durch Flu­tung und geeignete Wahl des Flutungspegels zur Einstellung der jeweils wirksamen Auftriebskräfte und damit zur Anpassung an die gerade herrschenden Seegangsverhältnisse ausgenutzt werden kann. Bei hohem bis extremem Seegang wird der Beckeninnenraum bis zu einem Minimalstand leergepumpt, so daß maximale Auf­triebskräfte von den Zugelementen übertragen werden und u.a. zur Stabilisierung des Beckens gegen entsprechend erhöhte Horizontalkräfte nutzbar gemacht werden können. Es wird ein Auftrieb erzeugt, der etwa den vierfachen Wert der horizontal auf das Schwimmbecken wirkenden Kräfte erreicht. Umgekehrt kann bei ruhigem Seegang die insgesamt wirksame Auftriebskraft durch Erhöhung des Flutungspegels verringert werden. Hierdurch werden die Zugelemente, welche die wirksame Auftriebskraft aufnehmen, entlastet, obwohl der optimale Schutz der Plattform der Offshore-Anlage gewährleistet ist.
  • Eine besonders einfache und kostensparende Errichtung der Plattform ist in Weiterbildung der Erfindung dadurch möglich, daß die Plattform auf ein Fundament im Beckeninnenraum aufge­setzt wird und der maximale Flutungspegel des Beckeninnenraums so begrenzt wird, daß das eigene Gewicht der Plattform stets größer als die auf die Plattform wirkenden Auftriebskräfte ist. Dies bedeutet, daß die Plattform nicht aufschwimmen kann und bei extremen Seegangsverhältnissen und dementsprechend niedrigen Flutungspegeln mit höherem Gewichtsdruck auf dem Fundament aufruht. Die seitliche Lagesicherung der Plattform geschieht beispielsweise mit Hilfe mehrerer geeigneter Ab­standsstücke, z.B. Fender, die zwischen der Plattform und der umlaufenden Bordwand des Schwimmbeckens eingesetzt werden.
  • Die auf die erfindungsmäße Offshore-Anlage wirkenden, nicht unerheblichen Querkräfte werden in Weiterbildung der Erfindung dadurch besonders günstig ausgeglichen, daß eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Verankerungstrossen am Außenumfang des schwimmenden Beckens verteilt angeordnet sind und unter im wesentlichen einheitlichen Azimutwinkeln im Bereich zwischen 90 und 45° verspannt werden.
  • Die Vorrichtung zur Errichtung einer Offshore-Anlage am Ein­satzort weist wenigstens einen Schwimmkörper, der mit mehreren vorzugsweise gleichmäßig verteilten Zugelementen am Boden derart verankert ist, daß die Zugelemente durch die Auftriebs­kräfte des Schwimmkörpers gestrafft gehalten sind, und Mittel zur Halterung einer Plattform auf dem Schwimmkörper auf und zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Schwimmkör­per als schwimmendes Becken mit im wesentlichen wasserdicht verschließbaren Boden- und Bordwänden ausgebildet ist, daß die Plattform in das Becken lagefest derart eingesetzt ist, daß sie von den Bodenwänden rings umschlossen ist, daß die Zugel­emente eine solche wirksame Länge zwischen Bodenverankerung und schwimmendem Becken haben, daß die Bordwände aus der Ober­fläche des das Becken umgebenden Wassers nach oben vorstehen und einen um die Plattform umlaufenden Schutzwall gegen See­gang bilden, und Mittel zum Fluten und Entleeren des Beckenin­nenraums am schwimmenden Becken vorgesehen sind.
  • Als Zugelemente dienen vorzugsweise eine Vielzahl, beispiels­weise 200 bis 500, von um den Umfang des Beckens gleichmäßig verteilen Trossen. Mit Hilfe von einzeln oder gruppenweise auf die Trossen wirkenden Vorspannvorrichtungen kann sowohl die Eintauchtiefe des schwimmenden Beckens als auch dessen Hori­zontallage eingestellt oder korrigiert werden. Die leichte Zugänglichkeit derartiger Vorspannvorrichtungen an beispiels­weise dem Außenbord des Protektorbeckens ermöglicht auch eine nachträgliche Lagekorrektur, wenn sich beispielsweise die Meeresbodenverhältnisse während des Einsatzes der Offshore-An­lage ändern und eine Lageänderung des schwimmenden Beckens herbeiführen. Die Trossen können beispielsweise aus Aramid-Fa­sern bestehen, die sich als besonders zugfest und haltbar erwiesen haben.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht auf eine erfin­dungsgemäß errichtete Offshore-Anlage:
    • Fig. 2 eine perspektivische Schemaansicht auf einen am Einsatzort mit idealisierter vertikaler Veranke­rungsanordnung verankerten beckenförmigen Schwimm­körper:
    • Fig. 3 eine schematische Vertikalschnittansicht auf den am Einsatzort verankerten beckenförmigen Schwimmkörper zur Aufnahme einer strichpunktiert gezeigten Bohr­plattform:
    • Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den beckenförmigen Schwimmkörper und die Halterung der Plattform;
    • Fig. 5 eine schematische Teilansicht auf einen mehrglied­rigen Fundamentring zur Trossenverankerung am Mee­resboden; und
    • Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines Fundamentringgliedes.
  • In Figur 1 ist die neue Offshore-Anlage in ihrer Einbaulage über der Bohrstelle gezeigt. Sie weist einen Schwimmkörper in Form eines schwimmenden Beckens 1 mit kreisförmigem Quer­schnitt, einen im Meeresboden 2 eingelassenen Fundamentring 3, eine Vielzahl von Verankerungstrossen 5, die das schwimmende Becken 1 am Fundamentring 3 verankern und durch die Auftriebs­kräfte des schwimmende Beckens gestrafft gehalten sind. Ein zentraler Riser 7 verbindet das Bohrloch mit der im Innenraum des schwimmenden Beckens 1 abgestützten Plattform 9, die in Figur 1 gestrichelt angedeutet ist. Der Riser 7 kann von her­kömmlicher Ausführung sein, ebenso die Plattform 9 selbst, die den jeweiligen Einsatzerfordernissen entsprechend gestaltet sein kann und keinen besonderen Form- oder Abmessungbeschrän­kungen unterliegt.
  • In der Schemaansicht gemäß Figur 1 sind die Verankerungstros­sen 5 unter dem für Verankerungsanordnungen dieser Art minima­len Azimutwinkel α von 45° gezeigt. In dieser Extremneigung der Verankerungstrossen treten zusätzlich zu den Auftriebskräften in Vertikalrichtung etwa ebenso große Kräfte in Horizontal­richtung auf und belasten die Verankerungstrossen 5. Im Inte­resse einer Minimierung der Zugkräfte in den Verankerungstros­sen sollten letztere einen Azimutwinkel α′ bei oder nahe 90° haben, damit die Zugbelastungen auf die wirksamen Auftriebs­kräfte begrenzt sind. Ein in diesem Sinne idealisiertes Ver­ankerungssystem mit einer Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang des schwimmenden Beckens 1 verteilten vertikalen Tros­ sen 5 ist in Figur 2 gezeigt.
  • Bei einem in der Praxis realisierbaren Ausführungsbeispiel hat das schwimmende Becken 1 einen Durchmesser von ca. 150 m. Bei einem Azimutwinkel α = ca. 85° und einer Wassertiefe von 340 m zwischen dem Meeresspiegel 4 und dem Meeresboden 2 an der Ein­satzstelle ergibt sich eine wirksame Länge der Verankerungs­trossen 5 von etwa 350 m.
  • Die Ausbildung des für die Erfindung wesentlichen schwimmenden Beckens 1 und die Steuerung der Auftriebskraft des schwimmen­den Beckens werden im folgenden anhand der Figur 3 beschrie­ben.
  • Das in Figur 3 im Vertikalschnitt gezeigte schwimmende Becken 1 ist eine Stahlkonstruktion mit einer kreisförmig umlaufenden Bordwand 11 und einer trichterartig geneigten Bodenwand 13. Der in Figur 3 strichpunktiert gezeigt Riser 7 durchgreift eine zentrale Bodenöffnung 15 und ist mit der Plattform 9 in geeigneter Weise verbunden. Das schwimmende Becken 1 ist im Bereich der Bord- und Bodenwände einschließlich der als Durch­führung dienenden Bodenöffnung 15 im wesentlichen wasserdicht ausgeführt. Die Verankerungstrossen 5 bestehen vorzugsweise aus Aramidfasern oder einem anderen hoch zugfesten korrosions­beständigen Material. Sie (5) enden an der Außenseite der Bordwand 11 an einer hydraulischen Vorspannvorrichtung 15, die die Eintauchtiefe des schwimmenden Beckens 1 in das umgebende Wasser bestimmt und damit auch wesentlich zur Voreinstellung der über die Verankerungstrossen 5 übertragenen Auftriebskräf­te des schwimmenden Beckens 1 beiträgt. Jeder Verankerungs­trosse 5 kann eine eigene Vorspannhydraulik 15 zugeordnet sein; Vorspannhydrauliken können jedoch auch einer Mehrzahl von Verankerungstrossen 5 gemeinsam zugeordnet sein.
  • Die Plattform 9 ist im Innenraum 10 des schwimmenden Beckens 1 einem Fundament 17 aufgesetzt. Letzteres ist durch geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel fest mit dem Schwimmbecken 1 bzw. der Bodenwand 13 verbunden. Die Plattform 9 ruht nur unter Eigengewicht auf dem Fundament 17. Zwischen den Ecken der Plattform 9 und der Innenseite der umlaufenden Bordwand 11 eingespannte Fender 19 (Fig. 4) halten die Platt­form 9 ausgerichtet über der zentralen Öffnung 15 fest. Das als Auftriebskörper wirkende schwimmenden Becken 1 erzeugt bei dem dargestellten Beispiel einen Auftrieb von ca. 2 GN, der etwa dem vierfachen Wert der horizontal auf das Becken 1 wir­kenden Kräfte (0,4 - 0,5 GN) erreicht. Die Auftriebskraft ist regulierbar. Dies geschieht durch teilweise Flutung des Innen­raums 10 des schwimmenden Beckens 1 im Bereich H zwischen den Flutungspegeln H₁ und H₂. Je niedriger der Flutungspegel, um so höher ist die wirksame Auftriebskraft, da das der Auf­triebskraft entgegenwirkende Wasservolumen im Innenraum 10 des schwimmenden Beckens 1 verringert wird. Der Wasseraustausch zum Fluten oder Entleeren des Innenraums 10 des schwimmenden Beckens 1 erfolgt mit Hilfe von bekannten Ballastpumpen 21.
  • Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser des Beckens 1 ca. 150 m, der Tiefgang des Beckens 1 bis zur Unterkante der Bordwand ca. 15 m, der Tiefgang bis zur Unter­kante der Bodenwand ca. 25 m und die Freibordabmessung ca. 20 m.
  • Zur Befestigung der Trossen auf dem Meeresgrund 2 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein mehrgliedriger Funda­mentring 3 vorgesehen, dessen Gesamtdurchmesser von Wassertie­fe, Beckendurchmesser und Azimutwinkel abhängig ist und zwi­schen etwa 150 - 900 m liegt. Ein Abschnitt des Fundamentrings 3 ist in Figur 5 gezeigt; ein als Stahlponton 23 ausgebildetes Einzelglied ist in Figur 6 gezeigt. Jeder kastenförmige Stahl­ ponton 23 ist hohl, an sich schwimmfähig und kann mit Sand oder Asche gefüllt werden. Die Längenabmessungen jedes Stahl­pontons richten sich nach dem Ringdurchmesser. Seine Höhen- und Breitenabmessungen müssen so gewählt sein, daß sie bei Füllung mit beispielsweise Sand die Zugkräfte der Ankertrossen zuverlässig aufnehmen können. Die benachbarten Glieder 23 sind durch geeignete Verbindungselemente 24 derart miteinander verbunden, daß sie zueinander begrenzt schräg gestellt werden können. Im Boden 2 sind Gründungspfähle 25 eingeschlagen, um die der Fundamentring 23 mit seinen Gliedern 23 herumgelegt wird, um den Fundamentring in Stellung zu halten. Das Eigenge­wicht der mit Sand oder einem anderen relativ schweren riesel­fähigen Material gefüllten Pontons 23 reicht als bodenseitiges Widerlager für die Verankerungstrossen 5 in der Regel aus.
  • An der Oberseite jedes Fundamentringgliedes 23 sind in gleich­mäßigen Abständen Haken 26 zur Trossenbefestigung vorgesehen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Errichtung einer Offshore-Anlage am Ein­satzort, bei dem wenigstens ein Schwimmkörper mit mehreren vorzugsweise gleichmäßig verteilten Zugelementen am Boden derart verankert wird, daß die Zugelemente durch die Auf­triebskräfte des Schwimmkörpers gestrafft gehalten werden, und bei dem eine Plattform auf dem Schwimmkörper in solcher Höhe angeordnet wird, daß ihre Oberfläche auch bei ungünstigen Seegangsverhältnissen über der Wasseroberfläche liegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Schwimmkörper ein beckenförmiger Hohlkörper (schwim­mendes Becken) mit umlaufenden Bordwänden verwendet und die Plattform in das Becken eingesetzt wird,
daß die Länge der Zugelemente so eingestellt wird, daß die Plattform von den umlaufenden Bordwänden vor dem umgebenden Wasser abgeschottet und vor Seegang geschützt gehalten wird;
daß der Innenraum des schwimmenden Beckens teilweise geflu­tet wird und
daß die von den Zugelementen übertragenen Auftriebskräfte durch den Flutungspegel gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flutungspegel im Innenraum des schwimmenden Beckens in Abhängigkeit von den Seegangsverhältnissen variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform auf ein Fundament im Innenraum des schwim­menden Beckens aufgesetzt wird und der maximale Flutungspegel des Beckeninnenraums so begrenzt wird, daß das Eigengewicht der Plattform stets größer als die auf die Plattform wirkenden Auftriebskräfte ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Auftriebskräfte im wesentlichen gleich­mäßig auf eine Vielzahl von Verankerungstrossen verteilt und die Verankerungstrossen unter im wesentlichen einheitlichen Azimutwinkeln verspannt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Azimutwinkel, unter denen die Trossen verspannt werden, im Bereich zwischen 90 und 45° liegen.
6. Vorrichtung zur Errichtung einer Offshore-Anlage am Ein­satzort mit wenigstens einem Schwimmkörper (1), der mit mehre­ren vorzugsweise gleichmäßig verteilten Zugelementen (5) am Boden (2) derart verankert ist, daß die Zugelemente durch die Auftriebskräfte des Schwimmkörpers gestrafft gehalten sind, und mit Mitteln (17, 19) zur Halterung einer Plattform (9) auf dem Schwimmkörper,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwimmkörper als schwimmendes Becken (i) mit im we­sentlichen wasserdicht verschließbaren Boden- und Bordwänden (11, 13) ausgebildet ist, daß die Plattform (9) in das schwim­mende Becken (1) lagefest derart eingesetzt ist, daß sie von den Bordwänden (11) rings umschlossen ist, daß die Zugelemente 5) eine solche wirksame Länge zwischen Bodenverankerung (3) und schwimmendem Becken (1) haben, daß die Bordwände aus dem das schwimmende Becken (1) umgebende Wasser nach oben vorste­hen und einen an die Plattform umlaufenden Schutzwall gegen Seegang bilden, und daß Mittel (21) zum Fluten und Entleeren des Beckinnenraums (11) am schwimmenden Becken (1) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von um den Umfang des schwimmenden Beckens (1) verteilten Trossen (5) als Spannelemente vorgesehen ist, wobei eine kraftbetätigte Vorspannvorrichtung (15) den Trossen ein­zeln oder gruppenweise zur Einstellung der Eintauchtiefe des schwimmenden Beckens zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trossen (5) unter im wesentlichen einheitlichen Azimutwin­keln (2, 2′) im Bereich zwischen 90 und 45° zur Horizontalen verspannt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das schwimmende Becken (1) eine kreisför­mige Bordwand (11) hat.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Freibordhöhe zwischen 15 und 25 m liegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das schwimmende Becken (1) nach Größe, Eintauchtiefe und Eigengewicht so bemessen ist, daß sein Auf­trieb etwa den 3,5-4-fachen Wert der horizontal auf das Becken wirkenden Kräfte erreicht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Spannelemente (5) auf dem Boden (2) ein mehrgliedriger Fundamentring (3) vorgesehen ist, dessen Glieder (23) miteinander vorzugsweise gelenkig verbunden sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fundamentring (3) mittels Gründungspfählen (25), die in dem Untergrund (2) eingeschlagen sind und, verteilt über dem Innenumfang des Rings, an den Innenseiten der Glieder (23) angreifen, um die Bohrstelle zentriert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß jedes Glied (23) aus einem schwimmfähigen ge­schlossenen Stahlponton besteht, das mit einem vorzugsweise körnigen oder granulatförmigen Feststoff, z.B. Sand bzw. Schlacke gefüllt ist und unter Eigengewicht auf dem Boden festgehalten ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (9) einem am schwimmenden Becken festen Fundament (17) aufgesetzt ist und ein Eigenge­wicht hat, das wesentlich größer als die bei maximalem Flu­tungspegel (H₂) auf die Plattform wirkenden Auftriebskräfte ist.
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