FI62697B - FOERFARANDE VID DRIFT AV EN MARINKONSTRUKTION OCH EN KONSTRUKTION FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET - Google Patents

Description

ΓΓ.^νΐ r-, M1 KUULUTUSJULKAISU /0/Qn jsars W ^ utlAggNINGSSKRIFT 62 6 97 C Patentti cyt;ane 11y 10 02 1933 • (45) Patent seddolnt (51) toJuVa3 E 02 B 17/00 // B 63 B 35/12 SUOMI—FINLAND <*> PtunttlhakMMM — PM«Maiweknln| 1931/73 (22) HakamltpUvl — Am6knln|*dt| ll.06.73 (23) Alkvpaiv·—GIWgh«tfd«( ll.06.73 (41) Tiilhit JulklMkil — Bllvlt off«Kllg 27.12.73ΓΓ. ^ Νΐ r-, M1 ADVERTISEMENT / 0 / Qn jsars W ^ utlAggNINGSSKRIFT 62 6 97 C Patent cyt; ane 11y 10 02 1933 • (45) Patent seddolnt (51) toJuVa3 E 02 B 17/00 // B 63 B 35/12 FINLAND — FINLAND <*> PtunttlhakMMM - PM «Maiweknln | 1931/73 (22) HakamltpUvl - Am6knln | * dt | ll.06.73 (23) Alkvpaiv · —GIWgh «tfd« (ll.06.73 (41) Tiilhit JulklMkil - Bllvlt off «Kllg 27.12.73

PmtanCCl· J* r*ki*terlh»llftu· NlhtlvilCpwon ,. kuuL|ulk«lM.n pvm. - ?Q 10 8?PmtanCCl · J * r * ki * terlh »llftu · NlhtlvilCpwon,. the date of the month. -? Q 10 8?

Patent- och ragiaterstyralMn ' ' Antekan utitgd oeh utijkrifMn puMicwvd ^ (32)(33)(31) Pyx*»·** «“o»*·"*-»nW prior** 26.06.72Patent- och ragiaterstyralMn '' Antekan utitgd oeh utijkrifMn puMicwvd ^ (32) (33) (31) Pyx * »· **« “o» * · "* -» nW prior ** 26.06.72

USA(US) 26608IUSA (US) 26608I

(71) Chevron Research Company, 200 Bush Street, San Francisco, California 9^10^ , USA(US) (72) Thomas Allan Hudson, Balboa Island, California, Gordon Edward Strickland,(71) Chevron Research Company, 200 Bush Street, San Francisco, California 9 ^ 10 ^, USA (72) Thomas Allan Hudson, Balboa Island, California, Gordon Edward Strickland,

Jr., Yorba Linda, California, USA(US) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä käytettäessä merirakennelmaa ja rakennelma menetelmän suorittamiseksi - Förfarande vid drift av en marinkonstruktion och en konstruktion för utförande av förfarandetJr., Yorba Linda, California, USA (US) (7 * 0 Oy Kolster Ab (5 * 0 Method when using a marine structure and a structure for carrying out the method

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää käytettäessä merirakennelmaa, joka on kiinteästi ankkuroitu pohjaan vesialueella, joka alue vallitsevissa luonnon olosuhteissa saattaa jäätyä, jossa merirakennelmassa on veden pinnan yläpuolella työtaSanne (22), jota kannattaa alaosa (20), jossa on ylöspäin konvergoi-va ulkoseinä (70), joka ulottuu sekä vedenpinnan alle , että sen yläpuolelle ja muodostaa rampin seinää kohti liikkuvan jäälautan nostamista varten.The present invention relates to a method of using a marine structure fixedly anchored to the bottom in a water area which may freeze under the prevailing natural conditions, the sea structure having a working surface (22) above the water surface supported by a lower part (20) with an upwardly converging outer wall (70). ), which extends both below and above the water surface and forms a ramp for lifting a moving ice floe towards the wall.

Keksintö on tarkoitettu sovellettavaksi käyttöön sellaisilla vesillä, joille talvikauden aikana muodostuu paksuja jääkerroksia. Arktisilla ja anarktisilla vesillä voi jää talvella normaalisti saavuttaa 1,80 - 3,0 m ja suuremmankin paksuuden ja päällekkäin pakkautuminen, paineharjanteet ja muut kasautumut voivat paikka paikoin tehdän jään useita kertoja sen alkuperäistä kerrospaksuutta paksummaksi, Muodostuneet jääkerrokset tai 'lautat ovat hyvin laajoja ja vaikka ne normaalisti voivat liikkua verrattain hitaasti tuulen ja merivirtojen mukana, liikkeessä olevan jään massa voi kohdistaa hyvin suuria voimia sen kulkutiellä olevaan kiinteään rakenteeseen, Tällaisen jään puristuslujuus saattaa olla n. J*6-70kp/cm', joten rakennelman, joka on kyllin luja kestämään jään murskaavan 62697 voiman,on pakostakin oltava hyvin massiivinen ja niin muodoin kallis rakentaa.The invention is intended for use in waters in which thick ice layers form during the winter season. In Arctic and anarctic waters, ice can normally reach 1.80 to 3.0 m in winter and even thicker and overlapping packing, pressure ridges and other accumulations can in places make ice several times its original layer thickness, The ice layers or rafts formed are very wide and although they can normally move relatively slowly with wind and sea currents, the mass of moving ice can apply very large forces to a fixed structure in its path, the compressive strength of such ice may be about J * 6-70kp / cm ', so a structure strong enough to withstand the crushing power of ice 62697, must necessarily be very massive and thus expensive to build.

Aiemmin on ehdotettu, että paremminkin kuin tehdä rakennelma kyllin lujaksi kestämään jään murskaava voima, so, tarpeeksi vahvaksi jään sallimiseksi murskautua rakennelmaa vasten ja siten mahdollistamiseksi jääkerrokscn liikkumisen sen ympärillä, on varustaa rakennelma ramppimaisilla pinnoilla, jotka aiheuttaisivat liikkuvan jääkerroksen reunan suuntaamisen ylöspäin veden pinnalla olevan normaaliasentonsa yläpuolelle sen joutuessa kosketukseen rakennelman kanssa taivuttaen siten jääkerrosta ja kohdistaen siihen vetojännityksiä, Koska jään taivutuslujuus on n, 6 kp/cm , vastaavasti suhteellisesti pienempi voima kohdistuu rakennelmaan siihen törmäävän jään menettäessä voimaansa,It has previously been suggested that rather than making the structure strong enough to withstand the crushing force of ice, i.e. strong enough to allow ice to crush against the structure and thus allow ice to move around it, the structure should be provided with ramp-like surfaces that would cause the edge of the moving ice layer to above when it comes into contact with the structure, thus bending the ice layer and applying tensile stresses to it,

Useita ympärysseinältään kaltevia rakennemuotoja, jotka on tarkoitettu käytettäväksi vesillä, joissa ne joutuvat alttiiksi liikkuvan jään voimille, on kuvattu J. V. Danys J in esitelmässä "Effect of Cone-Shaped Structures on Impact Forces of Ice Floes" , joka esitettiin "First International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions"-nimisessä konferenssissa, joka pidettiin Norjan teknillisessä yliopistossa Trondheimissa 13-30,8.1971.Several peripheral sloping structures intended for use in waters where they are exposed to the forces of moving ice are described by JV Danys J in "Effect of Cone-Shaped Structures on Impact Forces of Ice Floes" presented at the First International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions "held at the Norwegian University of Technology in Trondheim on 13-30.8.1971.

Toinen kiinnostava julkaisu tässä mielessä on Ben C, Gervickin, Jr. ja Ronald R. Loydin kirjoittama esitelmä "Desing and Construktion Procedures for Proposed Arctic Offshore Structures", joka esitettiin "Offshore Technology Conference"-nimisessä kokouksessa Houstonissa, Texasissa, U,S,A:ssa huhtikuussa 1970.Another interesting publication in this regard is the presentation by Ben C, Gervick, Jr., and Ronald R. Loyd of "Desing and Construction Procedures for Proposed Arctic Offshore Structures," presented at an "Offshore Technology Conference" in Houston, Texas, U, S, In April 1970.

Kokeiltaessa laboratorion kylmässä huoneessa yllä esitettyä rakenneperi-aatetta edustavilla avovesiräkennelmien pienoismalleilla jääkerroksen niihin kohdistaman vaikutuksen tutkimiseksi havaittiin, että ramppimainen pinta liikkuessaan jääkerroksen suhteen ja koskettaessaan sitä aiheutti melkoisesti vähäisemmän voiman kohdistumisen lauttarakenteeseen kuin siinä tapauksessa, jossa jään vaikutukselle alttiiksi joutuva lautan seinä oli pystysuora, kuten olisi asianlaita, jos esim. verrattomasti suurempiläpimittainen paalu tai nostoproomu joutuisi jääkerroksen törmäyskohteeksi, Saatiin selville, että tämä tilanne oli todellinen vain jääkerroksen voidessa liikkua lautan suhteen ja että - kuten jäljempänä selitetään - tavallisesti paljon suurempia voimia vaikuttaisi rakennelmaan ennen kuin sen ja jään välinen sidos murrettaisiin tämän suhteellisen liikkeen sallimiseksi, Käytettäessä merirakennelmaa arktisilla vesillä ehdotetaan se koottavaksi telakalla ja tämä koottu rakennelma hinattavaksi rannalta etäällä olevaan paikkaan, johon se kiinnitetään vesien ollessa vielä vapaina ja verraten jäättöminä. Tänä aikana rakennelma lasketaan kosketukseen pohjan kanssa ja paalut voidaan juntata pohjaan pitämään rakennelma paikallaan siihen vaikuttavia vaakasuo- 3 62697 ria voimia vastaan. Paaluja voidaan myös käyttää auttamaan kestämään rakennelmaan kohdituyia pystysuoria kuormituksia,When testing scale models of open water structures representative of the structural principle outlined above in a laboratory cold room to investigate the effect of the ice layer on them, it was found that the ramp-like surface caused If, for example, a pile or barge of incomparably larger diameter were to collide with an ice layer, it was found that this situation was real only when the ice layer could move relative to the raft and that - as will be explained below - much larger forces would affect the structure before it was broken. to allow relative movement, When using a marine structure in Arctic waters, it is proposed that it be assembled at the shipyard and that this assembled structure be towed r To a place remote from where it is attached while the waters are still free and relatively ice-free. During this time, the structure is lowered into contact with the base and the piles can be squeezed into the base to hold the structure in place against the horizontal forces acting on it. Piles can also be used to help withstand vertical loads on the structure,

Kaukana pohjoisessa olevilla arktisilla vesillä, kuten esim, ALaskan pohjoisrannikosta pohjoiseen, on jäistä vapaa kausi verrattain lyhyt, likimäärin kuusi viikkoa, minkä jälkeen jäätä alkaa muodostua avoimine vesille. Tällöin vesi jäätyy rakennelman ympärillä ja tähän itseenkin muodostuu jäätä sen ollessa kiinnitettynä etäällä rannasta olevaan paikkaan. Tätä tilannetta on toistettu laboratoriossa sen määrittämiseksi, mikä vaikutus vastamuodostuneella jäällä olisi edellä kuvatun kaltevakyIkisen rakennelman pienoismalliin, ja erityisesti sen määrittämiseksi, minkälaisia voimia siihen vaikuttaisi.In Arctic waters far to the north, such as north of the north coast of ALaska, the ice-free season is relatively short, approximately six weeks, after which ice begins to form in open waters. In this case, the water freezes around the structure and ice itself is formed here when it is attached to a place far from the shore. This situation has been repeated in the laboratory to determine the effect of the newly formed ice on the scale model of the inclined structure described above, and in particular to determine the forces that would affect it.

Yhä paksuuntuvan jääkerroksen muodostuessa rakennemallia ympäröivän veden pinnalle se myös jäätyi veden kosketuksessa olevan rakennelman pinnalle.As an increasingly thick layer of ice formed on the surface of the water surrounding the structural model, it also froze on the surface of the structure in contact with the water.

Kun jääkerros saavutti kokeessa vaaditun paksuuden, huomattiin, että paljon enemmän voimaa tarvittiin mallin ja siihen kiinnittyneen jään suhteellisen liikkeen aloittamiseksi kuin suhteellisen liikkeen ylläpitämiseksi jääsidoksen murtamisen jälkeen.When the ice layer reached the thickness required in the experiment, it was found that much more force was required to initiate the relative motion of the model and the ice attached to it than to maintain the relative motion after breaking the ice bandage.

Koeolosuhteissa jääkerros kohdisti rakennemalliin likimäärin 5-10 kertaa enemmän voimaa - erityisistä olosuhteista riippuen - ennen kuin sidos murtui kuin sitä kohdistui suhteellisen liikkeen alettua.Under the experimental conditions, the ice layer applied approximately 5-10 times more force to the structural model - depending on the specific conditions - before the bond broke than it applied when relative motion began.

Alussa jääkerroksen rakennelmaan kohdistaman voiman määrä on tietysti riippuvainen rakennelman muodosta, mitoista ja ominaisuuksista sekä jään mittasuhteista ja ominaisuuksista. Mutta kaikissa tapauksissa, sellaisena kuin ongelma nykyisin ymmärretään, paljon enemmän voimaa vaikuttaa alussa rakennelmaan ennen sen ja jään välisen kiinnityssidoksen murtumista kuin tämän sidoksen murtumisen jälkeen. Tavallisesti olisi näissä olosuhteissa pakko tehdä rakennelma kyllin vahvaksi kestämään jääkerroksen alussa siihen kohdistavat voimat, vaikkakaan siihen sen käyttöajan suurimman osan aikana vaikuttavat voimat eivät vaatisi niin vankkaa rakennetta. Rakennelma, joka tehdään kyllin vahvaksi kestämään alussa esiintyvät voimat, olisi vastaavasti kallimpi rakentaa ja vaikeampi asentuu kuin sellainen, joka on suunniteltu kestämään vain sen suhteen liikkuvan jääkerroksen kuormituksen. Esillä oleva keksintö on tarkoitettu lievittämään avovesirakennelmaan kohdistuvaa suurta alkukuormitusta tässä jäljempänä kuvattavalla menetelmällä ja laitteistolla.Initially, the amount of force exerted by the ice layer on the structure will, of course, depend on the shape, dimensions and properties of the structure as well as the dimensions and properties of the ice. But in all cases, as the problem is now understood, much more force is initially applied to the structure before the bonding bond between it and the ice ruptures than after the rupture of this bond. Normally, under these conditions, it would be necessary to make the structure strong enough to withstand the forces applied to it at the beginning of the ice sheet, although the forces acting on it during most of its service life would not require such a solid structure. A structure made strong enough to withstand the forces at the beginning would be correspondingly more expensive to build and more difficult to install than one designed to withstand the load of the ice layer moving only in relation to it. The present invention is intended to alleviate the high initial load on an open water structure by the method and apparatus described herein below.

Keksintöä selitetään tämän jälkeen sovellettuna erityisesti rannalta etäälle kiinnitettävään lautta** tai laiturirakennelmaan, jota ensisijaisesti käytetään reikien poraamiseen vedenalaisten öljyesiintymien yhteyteen tai sen lisäksi tuottamaan öljyä vedenalaisista öljykentistä maapallon alueilla, joissa vedet jäätyvät pinnaltaan melkoisen paksuksi jääkerrokseksi. Kuvauksen yksin- 62697 4 kertaistamiseksi tätä rakennelmaa voidaan tästedes kutsua porauslautaks i ,vaik-ka on huomattava, että tämän keksinnön periaatteita voidaan soveltaa toisen tyyppisiin vesillä käytettäviin rakennelmiin, kuten esim, öljyrmostolauttöihin, lastaus- ja purkausasemiin öljytankkereita varten, majakoihin ja laivalauturej-hin tai muihin rakennelmiin, jotka kiinnitetään paikalleen ja joutuvat alttiiksi veden pinnalla liikkuvien jääkerrosten tai -lauttojen voimille,The invention will now be described as being applied in particular to a offshore raft ** or dock structure primarily used for drilling holes in connection with or in addition to underwater oil fields to produce oil from underwater oil fields in areas where the water freezes to a rather thick ice layer. For the sake of simplicity of description, this structure may henceforth be referred to as a rig, although it should be noted that the principles of this invention can be applied to other types of waterborne structures, such as oil rigs, loading and unloading stations for oil tankers, lighthouses and barges, or other structures which are fixed in place and exposed to the forces of ice layers or rafts moving on the surface of the water,

Keksinnön mukaan saadaan aikaan menetelmä käytettäessä merirakennelmaa, jolloin ainakin rakenteen alaosan (20) konvergoiva ulkoseinä (70) pidetään l;irn-mönsyötön avulla seinän ulkopuolella olevaan veteen luonnollisesti muodostuvan jään sulamispisteen ylittävässä lämpötilassa,According to the invention, there is provided a method of using a marine structure, wherein at least the converging outer wall (70) of the lower part (20) of the structure is maintained at a temperature above the melting point of naturally formed ice by water supply.

Keksinnön kohteena on myös rakennelma, joka on kahden katkaistun kartion muotoinen, joista toinen (22) on käännetty ylösalaisin toisen (20) päälle, ja joka on tarkoitettu ankkuroitavaksi meren pohjaan alemman kartion suurella pinnalla, jolloin alempi kartio muodostaa rakennelman tukiosan (20), kun taas ylempi osa(22) ulottuu veden pinnan yläpuolelle kaltevan pinnan muodostamiseksi, jota vasten jäälevyt nuosevat ylös ja rikkoutuvat sekä siirtyvät sivuille, jolloin niitä estetään kohdistamasta työntövoimia rakenteeseen,The invention also relates to a structure in the form of two truncated cones, one (22) turned upside down over the other (20), intended to be anchored to the seabed on a large surface of the lower cone, the lower cone forming the support part (20) of the structure when whereas the upper part (22) extends above the surface of the water to form a sloping surface against which the ice sheets precipitate upwards and break and move to the sides, thus preventing them from applying thrusts to the structure,

Rakennelmalle on tunnusomaista, että tukiosan (20) seinän mainitussa yläosassa on ulkoseinä (70), johon johdetaan lämpöä, joka estää veden jäätymisen ja tarttumisen mainittuun seinään ja auttaa osaltaan jäätä liukumaan seinän (70) yli ja sen päällä jään jatkaessa liikettään.The structure is characterized in that said upper part of the wall of the support part (20) has an outer wall (70) to which heat is applied, which prevents water from freezing and sticking to said wall and helps ice to slide over and over the wall (70) as ice continues to move.

Kuvio 1 on kaaviokuva, osittain läpileikattuna ja muutamien osien ollessa asetettuina eri paikkoihin esityksen selventämiseksi, tämän keksinnön mukaisti konstruoidusta avovesiporauslautasta (so, etäälle rannasta ankkuroitavasta porauslautasta) ja se sisältää suoritusmuodon, jossa käytetään lämminvesitank-keja rakennelman ulkovaipan kriittisten alueiden pitämiseksi sitä ympäröivän luonnonjään jäähtymislämpötilan yläpuolella.Fig. 1 is a schematic view, partially in section and with a few parts positioned at various locations for clarity of representation, of an constructed open water rig in accordance with the present invention (i.e., offshore anchored rig) and including an embodiment using .

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti vaakatasoleikkauksen kuvion 1 linjalta 2-2.Figure 2 schematically shows a horizontal section on the line 2-2 in Figure 1.

Kuvio 3 esittää kaaviollisesti ja osittain leikattuna sivukuvan keksinnön mukaisen rakennelman toisesta suoritusmuodosta, jossa käytetään lämmönsiir-topaneleja rakennelman ulkovaipan kriittisen alueen lämmittämiseen sitä ympäröivän luonnonjään sulamispisteen yläpuolella.Figure 3 is a schematic and partially sectioned side view of another embodiment of a structure according to the invention using heat transfer panels to heat a critical area of the outer shell of the structure above the melting point of the surrounding natural ice.

Kuvio U on kaaviollinen ja osittain leikattu, kuvion 3 linjalta 3-3 näytetty päälikuva joidenkin osien ollessa leikattu pois rakennelman yksityiskohtien paljastamiseksi.Fig. U is a schematic and partially sectioned plan view taken along line 3-3 of Fig. 3 with some parts cut away to reveal details of the structure.

Kuvio 1 esittää porauslautan 10, joka on asennettu veteen 12 vedenalaisen pohjan lU yhteyteen, johon se kiinnitetään väliaikaisesti paaluilla 16. Tämä po- 5 62697 rauslautta on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi arktisilla vesillä, joille kausittain muodostuu paksuja jääkerroksia 18, Lautassa on alempi lakiosa 20, joka ulottuu veteen ja muodostaa alarakenteen, joka kannattaa kansiona» 7? veden pinnan yläpuolella, Lautan alaosa on alttiina sen ympärillä olevan veden ja jään voimille ja on se osa lautasta, johon esillä oleva keksintö pääasiasi',a kohdistuu. Lautan yläosassa voi olla useita kansitasoja ja se voidaan ympäröidä suojarakenteella ja lämmittää kohtalaisen mukavan työympäristön ja suojan saamiseksiFigure 1 shows a drilling rig 10 mounted in water 12 in connection with an underwater base IU to which it is temporarily attached by piles 16. This drilling rig is specifically intended for use in arctic waters with seasonally thick layers of ice 18. extends into the water and forms a substructure that supports the folder »7? above the surface of the water, the lower part of the raft is exposed to the forces of water and ice around it and is the part of the raft to which the present invention is directed. The top of the raft can have several deck levels and can be surrounded by a protective structure and heated for a moderately comfortable working environment and protection

. . ..... ... · O. . ..... ... · O

miehistölle ja laitteistolle talviajaksi, jolloin lämpötila voi pudota - ho 0 tienoille. Ilman tarkoituksenmukaisia työskentelytilojen lämmi ty snuih del li r.u uksia ei arktisen porauslautan toiminnasta tulisi itse asiassa mitään suurella osalla vuotta.for the crew and equipment for the winter, when the temperature can drop - around ho 0. Without appropriate heating of the working spaces, the operation of the Arctic rig would in fact become nothing for much of the year.

Koska on sekä kallista, että vaikeata konstruktoida ja asentaa porauslautta työskentelemään arktisilla vesillä, on toivottavaa saada aikaan lautta, joka kykenee poraamaan useita reikiä samasta paikasta käsin, Esim. kuviossa 1 näytetty porauslautta voidaan rakentaa poraamaan 10 tai useampia porausreikiä samasta sijaintipaikasta likimäärin k900 m syvyyteen ja tämän johdosta se tehdään riittävän suureksi tähän tehtävään tarvittavien koneiden ja laitteiden mahdollistamiseksi siihen. Vain esimerkkinä mainittakoon, että tätä kapasiteettia olevassa ja n. 12 m syvyisessä vedessä toimivassa lautassa voi pohjan halkaisija olla n. 55 m ja vesilinjan halkaisija n, 37 m. Alarakenneosan korkeus voi olla 2(> m ja se kannattaa yläpuolellaan kansia ja muita lisävarusteita mukaan lukien poraunnor.tu-rin, joka ulottuu likimäärin 50 m korkeudelle meren pohjan yläpuolelle.Because it is both expensive and difficult to construct and install a rig to work in Arctic waters, it is desirable to provide a rig capable of drilling multiple holes from the same location, e.g. as a result, it is made large enough to enable the machinery and equipment necessary for this task to be carried out. By way of example only, in a raft with this capacity and operating in water with a depth of approx. 12 m, the diameter of the bottom may be approx. 55 m and the diameter of the waterline n, 37 m. including poraunnor.tu-tin, which extends to an altitude of approximately 50 m above sea level.

Mitoiltaan yllä ilmoitettu porauslautta painaa useita tuhansia tonneja jo ilman poraamiseen tarvittavia koneita ja laitteita, Lautan paino kasvaa suhteellisesti sitä enemmän mitä suurempia luonnonvoimia se rakennetaan kestämään ja koska rakenteen paino heijastuu sen hintaan, kustannukset suurenevat samassa suhteessa kuin paino kasvaa, Esillä oleva keksintö tähtää menettelytapaan niiden voimien vähentämiseksi, joita luonnonjäämuodostumat kohdistavat alarakenneosaan, niin että siinä voitaisiin selvitä vähemmällä rakenneaineella ja vastaavasti vähentää sen massaa kuin sen hintaakin,The above-mentioned rig weighs several thousand tons without the machines and equipment needed for drilling, the weight of the rig increases proportionally the higher the natural forces it is built to withstand and as the weight of the structure is reflected in its price, the cost increases in proportion to the weight, The present invention aims to in order to reduce the forces exerted by natural ice formations on the substructure so that it can survive with less structural material and reduce its mass as well as its price,

Kooltaan ja porauskyvyItään mainitunlaisessa porauslautassa käytetään n.In its size and drilling capacity, such a drilling rig uses approx.

3 300 hv kehittäviä voimageneraattoreita käyttämään kiertopöytää, vetokalustoa, liejupumppuja ja muita porauksessa tarvittavia laitteita ja lisävarusteita. Tiiman keksinnön yhden esimerkkimäisen suoritusmuodon mukaan tehonkehityslähteen hukka-lämpöä käytetään lautan ulkovaipan lämmittämiseen sitä ympäröivän luonnonjään sulamispisteen yläpuolelle sillä tavalla ja siinä tarkoituksessa, joita kuvataan lähemmin tuonnempana, Jos esim, valittu voimanlähde on turbiinimoottori ja lautan vaatiman tehon kehittämiseen käytetään kolmea 1,100 hv kaasuturbiinia, niin turbiineista on saatavissa enemmän kuin 8,060,Ö00 kcal/h hukkalämpöä tukiraken- 6 62697 teen vaipan lämmittämiseen, Tämä lämpömäärä riittää hyvinkin pitämään ilmoitettua kokoa olevan vaipan jatkuvasti sen kanssa kosketuksessa olevaan veteen muodostuneen luonnonjään sulamispistettä korkeammassa lämpötilassa,3,300 hp generating power generators to use the rotary table, traction equipment, sludge pumps and other equipment and accessories needed for drilling. According to one exemplary embodiment of the team's invention, the waste heat from the power generation source is used to heat the outer casing of the raft above the melting point of the surrounding natural ice in the manner and purpose described in more detail below. more than 8,060 .00 kcal / h of waste heat is available for heating the jacket of the support structure, this amount of heat is well sufficient to keep the jacket of the stated size constantly above the melting point of the natural ice formed in the water in contact with it,

Kuviossa 1 näytetty rakennelma edustaa porauslauttaa, jokahLnuUuiti poruusi-paikalle täysin koottuna ja varustettuna ja joka ei vaadi sijoituspaikalla muita toimenpiteitä, kuin sen, mikä tarvitaan sen laskemiseen meren pohjan kosketukseen ja tarvittaessa sen kiinnittämiseen paaluilla, Painolastitankit 'Λ (kuviot 1 ja 2) on rakennettu alarakenteeseen 20 sen yhtenäiseksi osaksi kuormittamaan lauttaa hinattaessa ja mahdollistamaan sen laskemisen veden läpi kosketukseen pohjan kanssa. Kaikissa painolastitankeissa on sopivat pohjahanat 26, joita voidaan kauko-ohjata itse lautalta laitteilla, joita ei ole esitetty, mutta jotka voidaan asentaa tunnetulla tavalla, ja kuhunkin painolastitankkiin on yhdistetty oma tyhjennysputkensa 28, joka saa paineilmaa kompressorilta 30. Pohjahanat voidaan avata veden päästämiseksi painolastitankkeihin tai vahtoehtoisesti voidaan paineilmaa syöttää tankkeihin veden ajamiseksi ulos tankeista pohjahanojen kautta.The structure shown in Figure 1 represents a drilling rig, each newly assembled and equipped for a drilling site and which does not require any action on the site other than that required to lower it into contact with the seabed and, if necessary, to secure it with piles, Ballast tanks' (Figures 1 and 2) to the substructure 20 as an integral part thereof to load the raft when towing and to allow it to be lowered through the water into contact with the bottom. All ballast tanks have suitable bottom taps 26 which can be remotely controlled from the raft itself by devices not shown but which can be installed in a known manner, and each ballast tank is connected to its own drain pipe 28 which receives compressed air from compressor 30. Bottom taps can be opened to allow water to enter or alternatively, compressed air can be supplied to the tanks to drive water out of the tanks through the bottom taps.

Kun lautta on hinauksessa, painolastitankkeihin päästetään tarpeeksi vettä, jotta lautta saa n, 2,U0-3m syväyksen. Painolastitankit ovat riittävän tilavat sopivan kellutilan muodostamiseksi painolastiveden yläpuolelle tarkoituksella antaa lautalle riittävä vakavuus sen ollessa hinauksessa. Painolastitankkeju voidaan tarvittaessa tietenkin trimmata (säätää veden korkeutta) lautan painon epätasaisen jakautuman kompensoimiseksi.When the raft is being towed, enough water is released into the ballast tanks to give the raft a draft of n, 2, U0-3m. The ballast tanks are large enough to form a suitable floating space above the ballast water in order to give the raft sufficient stability while it is being towed. The ballast tank chain can, of course, be trimmed (water level adjustable) if necessary to compensate for the uneven weight distribution of the raft.

Kuvion 1 edustama porauslautta on kostruktoitu helposti laitettavaksi täyteen käyttökuntoon valitulla porauspaikalla ja mahdollisuudella poistaa se tältä sijaintipaikalta ja laittaa toisessa paikassa toimintakuntoon viipymättä, Liikkuvuuden auttamiseksi on edullista, että lautta konstruktoidaan kiinnitettäväksi vakaasti rannalta etäällä olevaan paikkaan, jolloin tarvitaan hyvin vähän toissijaisia toimenpiteitä, kuten paalujen junttausta, sen kiinnittämiseen paikalleen kestämään ne voimat, joille se joutuu alttiiksi.The rig represented in Figure 1 is constructed to be easily put into full operation at a selected drilling site and with the ability to remove it from that location and put it into operation immediately, To facilitate mobility, it is preferable to construct the rig , to secure it in place to withstand the forces to which it is subjected.

Lautta on varustettu useilla tukijaloilla 31, jotka on asennettu siirrettäviksi pystysuoraan lautan rungon suhteen nostolaitteilla 33. Tukijaloissa on laajennetut anturaosat 35 ja sisäpuoliset johteet 32 (kuvio 2) paaluja l6 varten. Kun lautta saapuu porauspaikalle ja se on vielä kelluvassa tilassa, tukijalat lasketaan meren pohjan kosketukseen, Nostolaitteet kytketään vastaavien tukijalkojen yhteyteen, pohjahanat (26) avataan lisäveden päästämiseksi painolastitankkeihin lisäämään lautan painoa niin paljon, että sille saadaan negatiivinen kellu-vuus, Anturat (35) on rakennettu säätämään tukijalkojen tunkeutumista meren pohjaan lautan painon kasvaessa.The raft is provided with a plurality of support legs 31 mounted to be moved vertically with respect to the hull of the raft by lifting devices 33. The support legs have extended foot portions 35 and internal guides 32 (Fig. 2) for the piles 16. When the raft arrives at the drilling site and is still in the floating state, the outriggers are lowered to the seabed, the hoists are connected to the respective outriggers, the bottom taps (26) are opened to allow additional water to enter the ballast tanks built to adjust the penetration of the outriggers into the seabed as the weight of the raft increases.

7 626977 62697

Nyt käytetään nostolaitteita 33 lautan laskemiseksi tukijalkoja pitkin vaakasuorassa hallitussa asennossa kunnes lautan pohja 37 tukeutuu meren pohjaan. Painolastitankkeihin voidaan nyt laskea enemmän vettä lisäämään riittävästi lautan painoa, jotta se ei siirtyisi luonnonvoimien vaikutuksesta.Lifting devices 33 are now used to lower the raft along the outriggers in a horizontal controlled position until the raft base 37 rests on the seabed. More water can now be poured into the ballast tanks to increase enough the weight of the raft so that it does not shift under the influence of natural forces.

Seuduilla, joissa lautta joutuu alttiiksi sellaisille vaikeille olosuhteille kuten jääkerroksen paineelle, voidaan paalut 16 ajaa meren pohjamaahan lautan pitämiseksi varmasti paikoillaan siihen kohdistuvien vaakasuorien kuormitusten alaisena. Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan elimiä sen voiman vähentämiseksi melkoisesti, joka muutoin vaikuttaisi paikallaan olevaan lauttaan sitä kohti liikkuvan jääkerroksen muodossa, niin että voidaan koota rakennelma, joka on entistä sopivampi käytettäväksi yllä kuvatuissa olosuhteissa.In areas where the ferry is exposed to difficult conditions such as ice layer pressure, the piles 16 can be driven to the seabed to hold the ferry securely in place under horizontal loads on it. It is an object of the present invention to provide means for reducing considerably the force which would otherwise affect a stationary raft in the form of an ice layer moving towards it, so that a structure more suitable for use under the conditions described above can be assembled.

Kun lautta on siirrettävä toiseen paikkaan, niin paalut 16, jos niitä on käytetty, katkaistaan anturoiden 35 alapuolelta tai muulla tavoin irrotetaan lautasta. Kompressoreja 30 käytetään poistamaan vettä painolastitankeista kunne;· saavutetaan kelluvuustila, joka sallii rakennelman nostamisen pois meren pohjasta hallitusti tukijalkoja 31 pitkin. Tämän toimenpiteen aikana on edullista pitää riittävästi vettä painolastitankeissa vähäisen negatiivisen kelluvuuden antamiseksi lautalle ja se nostetaan tukijalkoja pitkin nostolaitteilla 33, joilla sitä hallitaan koko ajan. Lautta nostetaan kelluvaan tilaan, painolasti tarkistetaan ja sitten lautta hinataan uuteen toimintapaikkaansa, jossa se jälleen kiinnitetään meren pohjaan edellä kuvatulla tavalla.When the raft must be moved to another location, the piles 16, if used, are cut below the feet 35 or otherwise detached from the raft. Compressors 30 are used to remove water from the ballast tanks until: · a buoyancy state is reached which allows the structure to be lifted off the seabed in a controlled manner along the outriggers 31. During this operation, it is advantageous to keep sufficient water in the ballast tanks to give a slight negative buoyancy to the raft and to lift it along the outriggers by means of lifting devices 33 which control it at all times. The ferry is raised to a floating position, the ballast is inspected, and then the ferry is towed to its new location, where it is again secured to the seabed as described above.

Kuvio 1 esittää porauslauttaa kiinnitettynä porauspaikkaan ja varustettuna porausta silmällä pitäen. Poraustomi 39 on ympäröity suojavaipalla sen suojaamiseksi säältä ja se ulottuu rakenteen rungon kanteen Ui asti, jossa on tuki U3 kääntöalustaa tai -pöytää varten. Tomin yläpäässä on tornitalja U5, jota voidaan siirrellä sen asettamiseksi samalle pysty linjalle jokaisen läpimenokohdan U7 kanssa (kuvio 2) pohjalevyssä U9, jonka läpi erilliset porausreiät voidaan porata. Kääntöpöytä (ei esitetty) on samoin rakennettu liikutettavaksi valinnaisesti kohdakkain kukin läpimenokohdan kj kanssa. Kun porausreikää porataan, suojaputki 51 asetetaan porausreikään ja yhdistetään vedenpitävällä liittimellä 53 levyyn 1*9. Jos lautta on siirrettävä toiseen paikkaan, suojaputki irrotetaan lautasta ja vedenpitävä peite kiinnitetään vastaavan aukon päälle.Figure 1 shows a rig attached to a drilling site and equipped with a view for drilling. The drill bit 39 is surrounded by a protective sheath to protect it from the weather and extends up to the cover U1 of the structure body, which has a support U3 for a turntable or table. At the upper end of the tom is a tower pulley U5 which can be moved to align it with each vertical passage point U7 (Fig. 2) in the base plate U9 through which separate drilling holes can be drilled. The turntable (not shown) is likewise constructed to be optionally moved to align with each passage point kj. When the borehole is drilled, the protective tube 51 is placed in the borehole and connected to the plate 1 * 9 by a waterproof connector 53. If the raft needs to be moved to another location, the protective tube is removed from the raft and a waterproof cover is attached over the corresponding opening.

Kuten aiemmin mainittiin, voidaan kaasuturbiineja käyttää lautan ensiö-voimanlähteenä. Kaksi käyttövoimaa kehittävää kaasuturbiinia 3U ja 36 on esitetty kaaviollisesti kuviossa 1. Kummastakin turbiinista lähtevä kaasu johdetaan 8 62697As previously mentioned, gas turbines can be used as the primary power source for the ferry. The two propulsion-generating gas turbines 3U and 36 are shown schematically in Figure 1. The gas leaving each turbine is led 8 62697

Oman johtonsa 38 ja kO läpi lämmönvaihtimiin, joita kierukat k2 ja kk edustavat. Keksinnön ehdotukseen sisältyy saada aikaan ryhmä lämmönvaihtimia, jotka ovat yhteydessä kaikkien turbiinien poistokanaviin, tai saada aikaan erillisiä lämmön-vaihtimia, jotka on yhdistetty kuhunkin vastaavaan turbiiniin. On kuitenkin tärkeätä, että laitteiston tässä osassa on tiettyä staattista epämääräisyyttä sopivasti toimivan lämmönvaihtokapasiteetin saamiseksi, jos jokin osa tehonkehitys-tai lämmönvaihtolaitteistosta on pysäytettävä huoltoa tai korjausta varten.Through its own line 38 and kO to the heat exchangers represented by coils k2 and kk. It is a proposal of the invention to provide a group of heat exchangers connected to the exhaust ducts of all turbines, or to provide separate heat exchangers connected to each corresponding turbine. However, it is important that there is a certain static uncertainty in this part of the equipment in order to obtain a properly functioning heat exchange capacity if any part of the power generation or heat exchange equipment needs to be shut down for maintenance or repair.

Keksinnön tässä kuvaavassa suoritusmuodossa porauslautan toimintakuntoon panemisen jälkeen painolastitankit 2k täytetään miltei kokonaan lämmönsiirto-nesteellä. Ilmatila k8 jätetään takkien yläosaan toimimaan tasauskammiona ja pai-suntatilana nesteelle. Muutoin painolastitankit voidaan yhdistää aputasaustankkei-hin (ei esitetty) tätä tarkoitusta varten.In this illustrative embodiment of the invention, after the rig has been put into operation, the ballast tanks 2k are almost completely filled with heat transfer fluid. The air space k8 at the top of the jackets is left to act as a leveling chamber and expansion space for the liquid. Otherwise, the ballast tanks may be connected to auxiliary expansion tanks (not shown) for this purpose.

Lämmönsiirtoneste voi olla merivettä, johon on lisätty sopivaa korroosion-estoainetta suojaamaan koskettamiaan teräspintoja. Jäätymisenestoainetta (pakkas-nestettä) on edullista lisätä veteen estämään sitä jäätymästä painolastitankeis-sa ja sen pysyttämiseksi pumpattavana, jos vettä ei lämmitetä sinä aikana, kun tukirakenteen vaipan lämpötila lukee jäätymispisteen alapuolelle. Missä on saatavissa riittävästi makeaa vettä, siellä painolastitankit voidaan tyhjentää kaikesta suolavedestä ja täyttää makealla vedellä, johon lisätään korroosionestosi-netta, jäätymisenestoainetta ja algisidiä moniaineisen lämmönsiirtoaesteen valmistamiseksi .The heat transfer fluid may be seawater to which a suitable corrosion inhibitor has been added to protect the steel surfaces in contact. It is preferable to add an antifreeze (antifreeze) to the water to prevent it from freezing in the ballast tanks and to keep it pumpable if the water is not heated while the temperature of the support structure jacket drops below the freezing point. Where sufficient fresh water is available, the ballast tanks can be emptied of all brine and filled with fresh water to which a corrosion inhibitor, antifreeze and algicide are added to make a multi-component heat transfer barrier.

Tähän tarkoitukseen käytettäviä jäätymisenestoaineita olisivat esim. liukenevat suolat, kuten natriumkloridi ja kalsiumkloridi, alkoholi, kuten meta-noli, tai glykoli, kuten etyleeniglykoli, tai glyseroli tai jokin muu useista muista tunnetuista jäätymisenestoaineista, joista mitä hyvänsä voidaan lisätä painolastitankkien veteen riittävässä määrin veden estämiseksi jäätymästä pumppaamisen ehkäisevään tilaan koko ennalta määrätyllä lämpötila-alueella sinä aikana, kun lämpöä ei syötetä veteen. Valitun korroosionestoaineen pitää olla sopivaa ja tehokasta valitun jäätymisenestoaineen kanssa.Antifreeze agents used for this purpose would be, for example, soluble salts such as sodium chloride and calcium chloride, alcohol such as methanol, or glycol such as ethylene glycol, or glycerol or any of a number of other known antifreeze agents, any of which may be added to the ballast water to a pumping prevention space over a predetermined temperature range while no heat is being supplied to the water. The selected corrosion inhibitor must be suitable and effective with the selected antifreeze.

Lämmönvaihtimet k2 ja kk yhdistetään sopivilla pumpuilla, kuten 50 ja 52, yhteiseen jakoputkeen 5^* josta vastaavat johdot, kuten 5b ja 58, ovat yhteydessä kunkin erillisen tankin 2k sisältämän veden pinnan 59 alla olevaan osaan.The heat exchangers k2 and kk are connected by suitable pumps, such as 50 and 52, to a common manifold 5 * * from which the corresponding lines, such as 5b and 58, communicate with the part below the surface 59 of the water contained in each separate tank 2k.

Kunkin tankin alaosa on yhteydessä yhteiseen jakoputkeen 60 kutakin vastaavan alajohdon, kuten bl ja 62, kautta. Lämmönvaihtimet k2 ja kk on liitetty jakoputkeen 60 esim. vastaavilla johdoilla 63 ja 6k, ja pumppuja käytetään vetämään 6 9 6 ? 7 9 viileämpää vettä tankkien yläosasta ja pumppaamaan sen lämmönvaihtimien läpi ja sitten alempaan jakoputkeen 60, josta se ohjataan tankkien 2h alaosaan. Vaikka yhtä ainoata pumppua voidaan käyttää lämmönsiirtonesteen kierrättämiseen tankkien 2k läpi, on edullista hankkia ainakin toinen järjestelmään liitetty pumppu joko vakiokäyttöiseksi tai varapumpuksi järjestelmän jatkuvan toiminnan takaamiseksi silloinkin, jos toinen yksiköistä pettäisi.The lower part of each tank communicates with a common manifold 60 through a respective lower line, such as b1 and 62. The heat exchangers k2 and kk are connected to the manifold 60, e.g. by respective lines 63 and 6k, and the pumps are used to pull 6 9 6? 7 9 cooler water from the top of the tanks and pump it through the heat exchangers and then to the lower manifold 60 from where it is directed to the bottom of the tanks 2h. Although a single pump can be used to circulate heat transfer fluid through tanks 2k, it is preferable to obtain at least one pump connected to the system as either a standard or backup pump to ensure continuous operation of the system even if one of the units fails.

Ylempiin ja alempiin putkijohtoihin asennetut sopivat venttiilit, kuten venttiili 65 johdossa 56 ja venttiili 66 johdossa 6l, toimivat eliminä, joilla valvotaan lämmönsiirtonesteen virtausta yksittäisen tankin läpi riippumatta vie-rustankkien läpi tapahtuvasta virtauksesta ja myös toimimaan eliminä yksittäisen takin erottamiseksi lämmönsiirtonesteen kiertojärjestelmästä, mikä voi olla pakko tehdä korjausta ja huoltoa silmällä pitäen.Suitable valves installed in the upper and lower pipelines, such as valve 65 in line 56 and valve 66 in line 6l, act as a means to control the flow of heat transfer fluid through a single tank regardless of flow through the wetting tanks and also to make repairs and maintenance with a view to.

Edellä kuvattua kokoa olevan lautan painolastitankit on tehty vetämäänThe ballast tanks of the raft of the size described above are made to pull

OO

yhteensä yli 2U00 nr vettä. Lämmönsiirtonesteen kiertojärjestelraä rakennetaan kierrättämään nestettä näitten tankkien läpi suunnilleen nopeudella 301+0 1/min, kun lautta on normaalitoiminnassa ja 8,060,800 kcal/h on saatavissa tehonkehi-tysturbiineista tämän nesteen lämmittämiseen. Kun painolastitankkien vettä lämmitetään tarpeeksi tukirakenteen kuoren eli vaipan ulkopinnan pitämiseksi o ... . . . .. _ , .total more than 2U00 nr of water. A heat transfer fluid circulation system is constructed to circulate fluid through these tanks at approximately 301 + 0 1 / min when the raft is in normal operation and 8,060,800 kcal / h is available from power generation turbines to heat this fluid. When the water in the ballast tanks is heated enough to hold the outer surface of the support structure shell, i.e. the casing o .... . . .. _,.

n. +0,5 C:ssa, mm painolastitankkien veteen on varastoitunut riittävästi lämpöä vaipan pitämiseksi ympäröivän veden jäätymispisteen yläpuolella 2k tunnin ajan, joka on turvallisen pitkä ajanjakso korjauksia varten tai porausreikien varmistamiseksi ja lautalta lähtemiseen, jos sen tehankehitysjärjestelmä pettäisi olosuhteissa, jotka vaarantaisivat lautan turvallisuuden.at about +0.5 C, including enough heat in the ballast tank water to keep the jacket above the freezing point of the surrounding water for 2k hours, which is a safe long period for repairs or securing boreholes and leaving the ferry if its plant development system fails under conditions that would endanger the ferry security.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä lautassa on esim. kuusi painolastitankkia 2h. Tämä ei ole kuitenkaan kriittinen luku ja tankkeja voidaan käyttää enemmän tai vähemmän kunkin erityisen tarpeen mukaan. Esitetyt tankit on erotettu toisistaan säteittäisillä vedenpitävillä seinillä tai laipioilla 68 ja suljettu sä-teittäisesti katsottuna sisäpuolisista sivuistaan lieriömäisellä seinämällä tai laipiolla 68. Tankkien säteittäisesti katsottuna ulompi seinä on ympärysseinä eli lautan alaosan 20 vaippa 70.The raft shown in Figures 1 and 2 has, for example, six ballast tanks 2h. However, this is not a critical number and tanks can be used more or less according to each specific need. The tanks shown are separated by radial waterproof walls or bulkheads 68 and closed radially by their inner sides by a cylindrical wall or bulkhead 68. The radially outer wall of the tanks is a peripheral wall, i.e. the shell 70 of the lower part of the raft 20.

Kuvio 1 esittää iqyös, että painolastitankit ulottuvat lautan vedenpitävästä pohjasta 37 yläosan 22 alakauteen 7** asti niissä olevan lämmönsiirtonesteen ollessa suorassa länunönsiirtakosketuksessa ulkoseinän 70 sisäpintaan 76 pääasiassa koko tällä alueella. Joidenkin lauttojen kohdalla riittävät kuitenkin sellaiset tankit lämmönvaihtonestettä varten, jotka vaikkakin niillä on riittävä kapasiteetti, ovat pienempitilavuuksieia kuin piirustuksessa näytetyt. Nämä pienemmät 6 9 6 9 7 10 tankit jaetaan seinän 70 sisäpinnalle 76 ja rakennetaan siten, että niiden sisäpinta on kosketuksessa läamönvaihtonesteeseen koko sillä alueella, jossa luonnon-jää jäätyisi vaippaan ja joka ulottuu jonkin matkaa ympärillä olevan veden pinnan ylä- ja alapuolelle vaipan tämän vyöhykkeen pitämiseksi sitä koskettavan luonnon-jään sulamispisteen yläpuolella. Tässä konstruktiossa voidaan käyttää punnittua kuivaa painolastia, joka vaatii vähemmän tilaa kuin vesipainolasti ja siten antaa enemmän kuivaa työskentelytilaa lautan sisäpuolella.Figure 1 also shows that the ballast tanks extend from the watertight bottom 37 of the raft to the lower season 7 ** of the top 22 with the heat transfer fluid in direct western contact with the inner surface 76 of the outer wall 70 substantially throughout this area. However, for some rafts, there are sufficient tanks for the heat transfer fluid which, although having sufficient capacity, are smaller in volume than those shown in the drawing. These smaller 6 9 6 9 7 10 tanks are distributed on the inner surface 76 of the wall 70 and constructed so that their inner surface is in contact with the fluid exchange fluid throughout the area where natural ice would freeze in the jacket and extend some distance above and below the surface of the surrounding water. above the melting point of the natural ice in contact with it. In this construction, a weighed dry ballast can be used, which requires less space than a water ballast and thus provides more dry working space inside the raft.

Esitetyssä suoritusmuodossa rajoittaa lieriömäinen laipio 68 lautan sydämessä olevaa työskentelytilaa ja sopivia kansia, kuten 1»1, 78 ja 60, on järjestetty kannattamaan miehistöä ja koneistoa. Vaikka tämä tila lämmitetään mukavaan työskentelylämpötilaan, joka normaalisti voi olla tankeissa 21» olevan nesteen lämpötilan yläpuolella, on siitä huolimatta asetettu eristekerros 8U laipion 68 säteittäisesti sisempää pintaa 86 vasten vähentämään lämmönhukkaa näistä tankeista, jos sydänalue 88 olisi pidettävä alemmassa lämpötilassa kuin tankit.In the illustrated embodiment, the cylindrical bulkhead 68 delimits the working space in the heart of the raft and suitable decks, such as 1, 1, 78 and 60, are arranged to support the crew and machinery. Although this space is heated to a comfortable working temperature, which may normally be above the temperature of the liquid in the tanks 21, an insulating layer 8U is nevertheless placed against the radially inner surface 86 of the bulkhead 68 to reduce heat loss from these tanks if the core 88 should be kept lower than tanks.

Vaipan (rungon) ulkopintaan lautan ja jään kosketuavyöhykkeelle on edullista kiinnittää kulutuslevy 90 tämän alueen vahvistamiseksi kestämään tukirakenteeseen rajoittuvan jääkerroksen isku- ja hankausvaikutusta.It is preferable to attach a wear plate 90 to the outer surface of the jacket (body) in the area of contact between the raft and the ice to reinforce this area to withstand the impact and abrasion effect of the ice layer adjoining the support structure.

Kuviot 3 ja U esittävät keksinnön mukaisen rakennelman vaihtoehtoista järjestelyä ja näyttävät myös lautan modifioidun muodon, johon sitä sovelletaan. Samoja numeroita, joita edellä käytettiin, käytetään myös kuvioiden 3 ja ^ vastaavissa kohdissa osoittamaan vastaavia rakenneosia.Figures 3 and U show an alternative arrangement of the structure according to the invention and also show a modified form of the raft to which it is applied. The same numbers used above are also used in the corresponding passages of Figures 3 and 2 to indicate the corresponding components.

Tässä modifikaatiossa voidaan alempi tukiosa 20 ja ylempi kansiosa 22 rakentaa erillisiksi yksiköiksi, jotka asennetaan yhteen merellä. Tukiosan kehän ympärille samoin kuin sen keskiosan läpi on rakennettu paalujohteet 32 vastaavia paaluja 16 varten.In this modification, the lower support portion 20 and the upper cover portion 22 can be constructed as separate units that are installed together at sea. Pile guides 32 for the respective piles 16 are built around the circumference of the support part as well as through its central part.

Lautan tukiosa hinataan valittuun, rannasta etäällä olevaan paikkaan ja lasketaan meren pohjan kosketukseen lisäämällä painolastin painoa. Sitten paalut 16 pistetään paalujohteiden 32 läpi ja juntataan merenpohjan maahan.The support section of the raft is towed to a selected location remote from the shore and lowered into contact with the seabed by increasing the weight of the ballast. The piles 16 are then inserted through the pile guides 32 and driven into the seabed ground.

Tukiosa asetetaan vaaka-asentoon ja paalut valetaan kiinni johteisiin lautan pitämiseksi varmasti paikallaan vaaka- ja pystysuuntaisten kuormitusten kohdistuessa siihen. Sitten ylempi kansi 22 kuljetetaan paikalle ja asennetaan vakaannutetun alaosan päälle.The support section is placed in a horizontal position and the piles are cast into the guides to hold the raft securely in place when horizontal and vertical loads are applied to it. The upper cover 22 is then transported into place and mounted on the stabilized lower part.

Tässä modifikaatiossa, samoin kuin kuviossa 1 esitetyssä lautassa, ympäröi vedenpitävä laipio 68 lautan keskialuetta 88 ja määrittää osastojen 100 ja 102 sisäseinän. Näitä osastoja voidaan käyttää painolastitankkeina hinauksessa olevan lautan painon säätelemiseen (trimmaukseen) ja sen laskemiseen porauspaikkaan edellä kuvatulla tavalla. Parempi keino kuin täyttää osastot lämmönvaihtonesteellä 11 C ? 6 9 7 tilki os an vaipan pitämiseksi ympäröivän veden jäätymispisteen yläpuolella on asentaa vaipan sisäpintaan putkikierukkapaneleja, jotka liitetään yhteen lämmön-vaihtonesteen vastaanottamiseksi lämmönvaihtimilta, jotka ovat alttiina lautan turbiinien poistokaasuille samalla tapaa kuin edellä kuvattiin. Kekeinnön tässä modifikaatiossa porauslautan tultua kiinnitetyksi vedenalaiseen pohjaan voidaan vettä syrjäyttää yksittäisistä osastoista, jotka sitten lastataan riittävän kuivalla, painoa lisäävällä tavaralla sen jäämakelluvuuden kompensoimiseksi, joka kootulla lautalla kulloinkin voi olla. Tämä toimenpide vähentää osastojen sisäpintojen korroosiopulmaa, jonka tankeissa oleva vesi aiheuttaa, ja myös antaa lisää kuivaa työskentely- tai varastoimistilaa lautan sisään.In this modification, as in the raft shown in Figure 1, a watertight bulkhead 68 surrounds the central area 88 of the raft and defines the inner wall of compartments 100 and 102. These compartments can be used as ballast tanks to regulate (trim) the weight of the towed raft and lower it to the drilling site as described above. Better way than filling the compartments with heat exchange fluid 11 C? A lattice to hold the jacket above the freezing point of the surrounding water is to install tubular coil panels on the inner surface of the jacket which are joined together to receive heat exchange fluid from heat exchangers exposed to the exhaust gases of the ferry turbines in the same manner as described above. In this modification of the embodiment, once the rig is attached to the underwater bottom, water can be displaced from the individual compartments, which are then loaded with sufficiently dry, weight-increasing goods to compensate for the ice buoyancy that the assembled rig may have at any given time. This measure reduces the corrosion problem caused by water in the tanks on the inside surfaces of the compartments and also provides more dry working or storage space inside the raft.

Viitaten vielä kuvioon 3, tässä on lämmityspanelit 10k asetettu vaipan 70 sisäpintaa 76 vasten lämmönsiirtoyhteyteen sen kanssa koko siltä alueelta, joka on kosketuksessa ympärillä olevan veden pinnalle muodostuneeseen jääkerrokseen 18 ja edullisesti ulottuu jonkin matkaa jääkerroksen ylä- ja alapuolelle sen takaamiseksi, että vaipan tämä alue nostetaan ympäröivän jään sulamispistettä korkeampaan lämpötilaan. Kulutuslevy 90 on kiinnitetty vaipan tämän alueen ulkopintaan aiemmin kuvattua tarkoitusta varten. Lammityspanelien kierukat on peitetty sisäpinnoiltaan kerroksella eristettä 106, kuten esim. uretaanivaahtoa, rajoittamaan lämmön siirtymistä paneleista lautan vaippaan tällä alueella. Eriste on edullisesti vuorostaan peitetty päällyksellä 107» joka on kiinnitetty vedenpitävästi pintaan 76 estämään painolastitankkien vettä koskettamasta lammityspaneleja ja eristettä.Referring further to Figure 3, the heating panels 10k are positioned against the inner surface 76 of the jacket 70 in heat transfer communication therewith over the entire area in contact with the ice layer 18 formed on the surrounding water surface and preferably extends some distance above and below the ice layer to ensure that this jacket area is raised. to a temperature higher than the melting point of the surrounding ice. A wear plate 90 is attached to the outer surface of this area of the sheath for the purpose previously described. The coils of the heating panels are covered on their inner surfaces with a layer of insulator 106, such as urethane foam, to limit the transfer of heat from the panels to the raft casing in this area. The insulator, in turn, is in turn covered with a cover 107 »which is waterproofly attached to the surface 76 to prevent water from the ballast tanks from contacting the heating panels and the insulator.

Käytössä edellä kuvatunlainen lämmonsiirtoneste virtaa tasaustankeista, kuten 108 ja 110, jakoputkeen 5k, josta sitä otetaan pumpuilla 50 ja 52. Pumput syöttävät nestettä lämmönvaihtimiin k2 ja kk, jotka saavat lämpöä lautan voimakoneiden 3k ja 36 poistokaasuilta johtojen 38 ja kO kautta. Neste virtaa lämmönvaih-timista jakoputkeen 112 ja tästä vastaavat johdot llk johtavat nesteen lämmönsiir-topaneleihin 10k. Neste pumpataan panelien putkiston 116 läpi ja sitten se virtaa asianomaisten johtojen 118 läpi kokoomaputkeen 120, josta se johdetaan putkistolla 122 vastaaviin tasaustankkeihin, kuten 108 ja 110.In use, heat transfer fluid as described above flows from surge tanks, such as 108 and 110, to manifold 5k, where it is taken by pumps 50 and 52. The pumps supply fluid to heat exchangers k2 and kk which receive heat from the exhaust gases 3k and 36 of the ferry through lines 38 and kO. The liquid flows from the heat exchangers to the distribution pipe 112 and the corresponding lines 11k lead to the liquid heat transfer panels 10k. The liquid is pumped through the piping 116 of the panels and then flows through the respective lines 118 to the manifold 120, from where it is led via the piping 122 to corresponding expansion tanks such as 108 and 110.

Sopiva venttiilistä on asennettu järjestelmään valvomaan nesteen kiertoa kuhunkin panelilohkoon tai tasaustankkiin laitteiston näiden osien voimiseksi poistaa toiminnasta järjestelmästä huoltoa tai korjausta silmällä pitäen. Niinpä kaikkiin kokoomaputkesta 112 lämmönsiirtopanelien 10k vastaaviin lohkoihin lähteviin johtoihin llk on asennettu venttiili 12k ja paluunesteen lämmönsiirtopane-leista kokoomaputkeen 120 kuljettaviin johtoihin 118 on kuhunkin asennettu venttiili 126. Samalla tavalla voidaan jokainen tasaustankki erottaa muista omalla 6 ? 6 9 7 12 venttiilillään 128, joka on asennettu putkistoon 122, joka johtaa kokoomaputkes-ta 120 tasauskaramioon, ja kussakin johdossa, kuten 56 ja 58, joka johtaa erillisestä tasauskammiosta, kuten 108 ja 110, jakoputkeen 5^, on oma venttiilinsä 65 tätä tarkoitusta varten.A suitable valve is installed in the system to monitor the circulation of fluid to each panel block or surge tank in order to disable these parts of the system for maintenance or repair. Thus, a valve 12k is mounted on each of the lines 11k from the manifold 112 to the respective blocks of the heat transfer panels 10k, and a valve 126 is installed on each of the lines 118 carrying the return fluid from the heat transfer panels to the manifold 120. In the same manner, each surge tank 6 can be distinguished. 6 9 7 12 with its valve 128 mounted in the piping 122 leading from the manifold 120 to the expansion chamber, and each line such as 56 and 58 leading from a separate expansion chamber such as 108 and 110 to the manifold 5 ^ has its own valve 65 for this purpose for.

Koska kuviossa 3 esitetyssä modifikaatiossa lautan tukiosan vaipan TO lämmitys on keskitetty ympäröivän veden jäänmuodostusvyöhykkeeseen, vähemmän koko-naislämpöä vaaditaan vaipan tämän osan pitämiseen luonnonjään sulamispisteen yläpuolella kuin käytettiin kuvion 1 yhteydessä kuvatussa keksinnön modifikaatiossa ja vähemmän lämmönkehitysenergiaa vaaditaan tähän tarkoitukseen.In the modification shown in Figure 3, the heating of the ferry support shell TO is concentrated in the surrounding water ice-forming zone, less total heat is required to keep this portion above the melting point of natural ice than used in the modification of Figure 1 and less heat generation energy is required.

Tämän keksinnön ajatukseen sisältyy, että eräissä ympärillä olevaan säähän ja lautan muotoon liittyvissä olosuhteissa voidaan lautan vaippa lämmittää jään sulamispisteen yläpuolelle ohjaamalla tehonkehity3koneitten pakokaasut sopivan kanavaston kautta lämmönsiirtokosketukseen vaipan sisäpinnan kanssa toimimaan läm-mönsiirtokaasuna. Tähän keksintöön sisältyy myös saada aikaan riittäviä tehon-kehityslaitteita lautalle kehittämään tehoa sähkökuumennuselementtien paneleihin, jotka on järjestetty samalla tapaa kuin kuvattiin kuvioissa 3 ja 1+ esitettyjen lämmönsiirtopsnelien yhteydessä.It is an idea of the present invention that under certain conditions related to the surrounding weather and the shape of the raft, the raft casing may be heated above the melting point of the ice by directing the exhaust gases of the power generating machines through a suitable duct to heat transfer contact with the jacket inner surface. It is also included in this invention to provide sufficient power generation devices on the board to generate power to the panels of electric heating elements arranged in the same manner as described in connection with the heat transfer columns shown in Figures 3 and 1+.

Jos halutaan pitää lautta paikallaan porausten tultua suoritetuksi loppuun, kun ei enää ole tarpeellista kehittää poraukseen tarvittavaa tehomäärää, voidaan käyttää aputehonlähteitä syöttämään suoraan lämpöä, joka tarvitaan estämään jäätä kiinnittymästä lauttaan. Niinpä voidaan käyttää höyrykattilaa, joka on rakennettu ensisijaisesti syöttämään lämmönsiirtokaasua/nestettä painolastitankkeja 2k tai lämmityspaneleja 101* varten tai lämpöä voidaan syöttää lautan ulkopuolisella tehon-lähteellä esim. kytkemällä sähkökuumennuselementtien panelit 10¾ lautan ulkopuolella kehitetyn sähköenergian lähteeseen.If it is desired to keep the raft in place after the drilling is completed, when it is no longer necessary to develop the amount of power required for drilling, auxiliary power sources can be used to directly supply the heat needed to prevent ice from adhering to the raft. Thus, a steam boiler built primarily to supply heat transfer gas / liquid for ballast tanks 2k or heating panels 101 * can be used, or heat can be supplied by a power source outside the ferry, e.g. by connecting the panels of electric heating elements 10¾ to a source of electrical energy generated outside the ferry.

Keksinnön ajatue on suunnattu menetelmään ja tarkoituksenmukaiseen rakennelmaan luonnonjään avovesillä olevaan lauttaan kohdistamien voimien vähentämistä varten. Selityksessä esimerkkinä mainittua kokoa olevien lauttojen Kohdalla voima, joka vaikuttaa tällaiseen lauttaan n. 2,1*0 m paksun jääkerroksen liikkeen ja sen teräsvaippaan kiinni jäätymisen muodossa, on sulamilleen yhteensä U,5l*0- 9,080 tonnia. Kun vaippa lämmitetään jään sulamispisteen yläpuolelle ja kiinit-tymä murtuu, jääkerroksen vaippaan kohdistama voima vähenee 5-10 kertaisesti, siis suunnilleen 908 tonnin kokonaisvoimaan.The idea of the invention is directed to a method and a suitable structure for reducing the forces exerted by a natural ice on a ferry in open waters. In the case of rafts of the size mentioned by way of example in the description, the force acting on such a raft in the form of the movement of an ice layer about 2.1 * 0 m thick and freezing of its steel casing is a total of U.51 * 0-9.080 tonnes. When the jacket is heated above the melting point of the ice and the attachment breaks, the force exerted by the ice layer on the jacket is reduced by 5-10 times, i.e. to a total force of approximately 908 tons.

Tässä on kuvattu esillä olevan keksinnön edullisimpana pidetty suoritusmuoto ja modifikaatio. On kuitenkin ilmeistä, että muita modifikaatioita voidaan tehdä tässä paljastettuun esimerkkimäiseen rakenteeseen ja järjestelyyn poikkeamatta keksinnön ajatuksesta ja tarkoituksena on, että keksintöön sisältyy kaikki oheisten patenttivaatimusten suoja-alaan kuuluvat modifikaatiot ja ekvivalentit.Described herein is the most preferred embodiment and modification of the present invention. However, it will be apparent that other modifications may be made to the exemplary structure and arrangement disclosed herein without departing from the spirit of the invention, and it is intended that the invention incorporate all modifications and equivalents falling within the scope of the appended claims.

Claims (8)

13 6269713 62697 1. Menetelmä käytettäessä merirakennelmaa, joka on kiinteästi ankkuroitu pohjaan vesialueella, joka alue vallitsevissa luonnon olosuhteissa saattaa jäätyä,, jossa merirakennelmassa on veden pinnan yläpuolella työtasanne (22), jota kannattaa alaosa (20), jossa on ylöspäin konvergoiva ulkoseinä (YO), joka ulottuu sekä vedenpinnan alle että sen yläpuolelle ja muodostaa rampin seinää kohti liikkuvan jäälautan nostamista varten, tunnettu siitä, että ainakin rakenteen alaosan (20) konvergoiva ulkoseinä (70) pidetään lämmön-syötön avulla seinän ulkopuolella olevaan veteen luonnollisesti muodostuvan jään sulamispisteen ylittävässä lämpötilassa,A method of using a marine structure fixedly anchored to the bottom in a body of water which may freeze under the prevailing natural conditions, wherein the marine structure has a working surface (22) above the water surface supported by a lower part (20) with an upwardly converging outer wall (YO) extending both below and above the water surface and forming a ramp for lifting an ice floe moving towards the wall, characterized in that at least the converging outer wall (70) of the lower part (20) is maintained at a temperature above the melting point of naturally formed ice by heat supply, 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkoseinän muodostaa kammio (2ä), jonka läpi kierrätetään lämmönsiirtoai-netta sinänsä tunnetuilla laitteilla (3^,36) ulkoseinän lämmitystä varten.Method according to Claim 1, characterized in that the outer wall is formed by a chamber (2a) through which the heat transfer medium is circulated by means (3, 36) known per se for heating the outer wall. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönkehityslaitteen (3^,36) ja lämmönsiirtoaineen kiertopiirin (50, 'jb, 56, 6l, 63; 52, 58, 60, 62, 6ij) välille on sovitettu lämmönvaihdin (h2,bh). b. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoaineena käytetään vettä, johon on edullisesti lisätty jääty-misenestoainetta ja/tai ruosteenestoainetta.Method according to Claim 2, characterized in that a heat exchanger (h 2, 3) is arranged between the heat generating device (3, 36) and the heat transfer medium circuit (50, 'jb, 56, 6l, 63; 52, 58, 60, 62, 6ij). bh). Method according to Claim 2, characterized in that water is preferably used as the heat transfer agent, to which an antifreeze agent and / or an anti-corrosion agent have preferably been added. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkoseinän muodostavat osastot (101, 102), joihin on kiinnitetty sinänsä tunnetut lämmityslevyt (loU) ulkoseinän lämmitystä varten.A method according to claim 1, characterized in that the outer wall is formed by compartments (101, 102) to which heating plates (LoU) known per se for heating the outer wall are attached. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönkehityslaitteen (3^,36) ja kiertopiirin (50, 5^, 112, 52, H^, 116, 118, 120, 122) välille lämmityslevyjen lämmitystä varten on sovitettu lämmönvaihdin.Method according to Claim 5, characterized in that a heat exchanger is arranged between the heat generating device (3, 36, 36) and the circuit (50, 5, 112, 52, H, 116, 118, 120, 122) for heating the heating plates. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmityslevyt on varustettu sähköenergian lähteellä ulkoseinän lämmitystä varten.A method according to claim 1, characterized in that the heating plates are provided with a source of electrical energy for heating the outer wall. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseen käytettävä rakennelma, joka on kahden katkaistun kartion muotoinen, joista toinen (22) on käännetty ylösalaisin toisen (20) päälle, ja joka on tarkoitettu ankkuroitavaksi meren pohjaan alemman kartion suurella pinnalla, jolloin alempi kartio muodostaa rakennelman tukiosan (20), kun taas ylempi osa (22) ulottuu veden pinnan yläpuolelle kaltevan pinnan (70) muodostamiseksi, jota vasten jäälevyt nousevat ylös ja rikkoutuvat sekä siirtyvät sivuille, jolloin niitä estetään kohdistamasta työntövoimia rakenteeseen, tunnettu siitä, että tukiosan (20) seinän mainitussa yläosassa on ulkoseinä (70), johon johdetaan lämpöä, joku estää veden jäähtymisen ja tarttumisen mainittuun seinään ja auttaa osaltaan jäätä liukumaan seinän yli ja sen päällä jään jatkaessa liikettään, ιΐ+ Patentkrav; 62 6^7A structure for carrying out the method according to claim 1, in the form of two truncated cones, one (22) turned upside down on the other (20), intended to be anchored to the seabed on a large surface of the lower cone, the lower cone forming a support part ( 20), while the upper part (22) extends above the water surface to form a sloping surface (70) against which the ice sheets rise and break and move to the sides, preventing them from applying pushing forces to the structure, characterized in that said wall of the support part is an outer wall (70) to which heat is applied, one which prevents the water from cooling and adhering to said wall and helps to help the ice to slide over and over the wall as the ice continues to move, ιΐ + Patentkrav; 62 6 ^ 7