NL8200488A - Verschuifbare toren met gespannen benen. - Google Patents

Description

i .« N.O. 30803 1

Verschuifbare toren met gespannen benen

De uitvinding heeft betrekking op buitengaatse constructies voor boor- en produktiewerkzaamheden. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een meegaande constructie die geschikt is voor de toepassing bij waterdiepten van meer dan 304,8 m.

5 De toepassing van buitengaatse constructies voor boor- en produk tiewerkzaamheden is in recente jaren betrekkelijk gemeengoed geworden. Aangezien meer olievelden in dieper water worden ontgonnen, wordt echter voortdurend gezocht naar constructies die de ondervonden vijandige wind- en golfkrachten kunnen weerstaan zonder veel te hoge kosten.

10 Twee constructies die in de stand van de techniek zijn yoorgesteld voor werkzaamheden in waterdiepten van meer dan 304,8 m zijn de door tuitouwen vastgemaakte toren, en de drijvende scharnierende toren. De met tuitouwen vastgemaakte toren is een vakwerkconstructie die op de oceaanbodem rust zonder palen. De tuilijnen verlopen van het dek af 15 naar draadleiders onder het wateroppervlak en naar gewichtblokken op de oceaanbodem. Aangezien de toren enige graden zal overhellen tijdens het’ passeren van grote golven, moeten de boorleidingen buigen bij de torenbasis. Bij voorkeur worden de draadleiders op ongeveer hetzelfde niveau als het drukcentrum van de uitgeoefende ontwerpbelastingen van golven 20 en wind geplaatst. De omgevingskrachten zijn derhalve min of meer coli-neair met het afmeersysteem en het op de basis van de toren overgebrachte moment wordt verkleind. Voorbij de gewichtblokken zijn de tuilijnen bevestigd aan geschikte vaste ankers. Aldus kunnen de gewichtblokken door golven bij zware storm van de bodem af worden gelicht 25 waardoor een verdere verplaatsing van de toren mogelijk is.

Een scharnierende drijvende toren verschilt van de hierboven genoemde vaste constructie in diverse belangrijke aspecten. Een scharnierende verbinding, zoals een universele of kogelverbinding bevestigt de toren aan een paalbasis, waardoor de toren in responsie op omge-30 vingskrachten kan kantelen. Een stel drijfkamers voorzien in het benodigde oprichtmoment en de bovenwaartse kracht wordt op doelmatige wijze teniet gedaan door een ballastkamer die nabij de benedenzijde van de toren is geplaatst. Het primaire bezwaar van zulke scharnierende systemen ontstaat als gevolg van het gebrek aan overtolligheid van de toren 35 en het moeilijk inspecteren en/of vervangen van de scharnierende verbinding.

De uitvinding combineert de betere eigenschappen van de hierboven genoemde systemen op een nieuwe en ingenieuze wijze, teneinde te voor 8200488 2 zien in een superieure constructie voor buitengaatse boor- en produk-tiewerkzaamheden.

De uitvinding heeft betrekking op een meegaande buitengaatse boor-en produktieconstructie. Volgens de uitvinding strekken een aantal axi-5 ale draagpalen die in de zeebodem zijn geïnstalleerd, daarvan af in bovenwaartse richting uit naar een punt voorbij het bovenoppervlak van het water. Een stijf platform is aangebracht met een aantal kokers met open einden, die daaraan zijn bevestigd en zich daarvan af naar beneden uitstrekken in een hoofdzakelijk verticale richting over elk van de 10 axiale palen. Drijfmiddelen die aan de kokers onder de waterleiding zijn bevestigd, worden toegepast om het grootste gedeelte van het gewicht van het platform te ondersteunen en een oprichtstabiliteit aan het platform te geven. Er zijn ook middelen aanwezig voor het ondersteunen van het resterende platformgewicht, vanuit het aantal axiale 15 draagpalen. Bij voorkeur omvatten deze middelen zuigers die aan de einden van de axiale palen zijn bevestigd en die zich in benedenwaartse richting in hydraulische cilinders uitstrekken, die aan het platform zijn bevestigd. Er zijn middelen aanwezig voor het injecteren van een hydraulisch fluïdum in elk van de cilinders en bij voorkeur zijn groe-20 pen cilinders verbonden met een enkele hydraulische keten.

Lagers zijn tussen de axiale palen en de kokers aangebracht om de verticale beweging van de kokers en het platform ten opzichte van de vaste axiale palen te vergemakkelijken. Bij voorkeur wordt ten minste 75% en bij voorkeur ten minste 95% van het gewicht van platform en ko-25 kers ondersteund door de aan de kokers bevestigde drijvende kamers. Deze drijvende kamers moeten in compartimenten worden verdeeld om te verhinderen dat een overmaat aan gewicht wordt uitgeoefend op de axiale palen in het geval dat een scheur in de kamers optreedt. Indien het platform wordt onderworpen aan grote laterale belastingen, kunnen rand-30 palen ook nabij de basis van de constructie worden aangebracht om een gedeelte van de horizontale belasting te absorberen.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

In de tekening is een constructie volgens de uitvinding getoond, 35 die als geheel met het verwijzingsnummer 10 is aangegeven. Een aantal axiale draagpalen 12, bij voorkeur ten minste 4 zijn in de zeebodem 14 geïnstalleerd tot een geschikte diepte om een goede weerstand tegen om-gevingskrachten te leveren, primair wind en golven die kunnen optreden. Zoals geïllustreerd is strekken de palen zich van de zeebodem af naar 40 boven uit tot voorbij het oppervlak 16 van het water.

8200488 3

Een platform 18 dat de benodigde werkruimte voor de boor- en pro-duktiewerkzaamheden levert en dat kan voorzien in de behuizing en kantoorruimte voor de bemanning, is boven de waterlijn tot voorbij de hoogte van de maximaal te verwachten stormzee geplaatst· 5 Een aantal kokers 20 zijn op een bekende wijze stijf bevestigd aan het platform 18 en strekken zich verticaal naar beneden uit over elk van de axiale palen. Bij voorkeur zullen de kokers zich onder water uitstrekken over ten minste 75% en bij voorkeur 90% van de afstand tot de zeebodem. De kokers zijn ook bij voorkeur dwars versterkt met behulp 10 van versterkingsvakwerken 22 hoofdzakelijk over hun lengten onder water.

De lagers 24 zijn aangebracht tussen de kokers 20 en de, palen 12 om een relatieve axiale beweging daartussen te vergemakkelijken. De lagers kunnen van elk geschikt en bekend ontwerp zijn om de wrijvings-15 krachten te verlagen, die anders zouden worden ontwikkeld, en leveren een laterale ondersteuning op de axiale palen. Onder de bedrijfsomstandigheden moeten de lagers bij voorkeur zijn ontworpen als een permanent systeem dat gedurende de levensduur van de constructie geen vervanging zal vereisen. Waar het niet mogelijk is moeten de componenten van het 20 lagersysteem voldoende toegakelijk zijn, zodat het mogelijk is om kritische elementen te vervangen met een minimaal ontmantelen van aangrenzende componenten.

Bij voorkeur zal tenminste 75% en bij voorkeur 95% van het gewicht van de kokers, het platform en de daarbij behorende inrichtingen door 25 de drijfkamers 26 worden ondersteund, die op bekende wijze aan de kokers onder de waterlijn zijn bevestigd. De drijfkamers 26 voorzien in een oprichtelement voor de toren wanneer deze als gevolg van omgevings-krachten overhelt uit een werkelijk verticale richting. Deze kamers moéten in compartimenten worden verdeeld, zodat onverwachte afdichtfou-30 ten niet de fundatiepalen te zeer zullen belasten.

Gewoonlijk zullen twee stellen drijfkamers worden gebruikt voor de toren en installatie van de constructie op de hoorplaats. De kamers die zijn aangebracht voor het ondersteunen van het lagere gedeelte van de kokers tijdens transport, kunnen onder water worden gezet om de con-35 structie te doen zinken, die verwijderd is van of verschoven is naar het boveneinde van de eenheid.

Het boveneinde van elke axiale paal strekt zich uit door zijn bijbehorende koker zoals in de tekening is getoond en is verbonden met een zuiger 28. Elke zuiger is ondergebracht in een hydraulische cilinder 30 40 die aan het platform is bevestigd volgens een last-dragende betrekking.

8200488 4

Bij voorkeur wordt elke cilinder bediend met een hydraulisch fluïdum via leidingen 34 afkomstig van een enkelvoudig fluldumreservoir 32 ondergebracht in het platform. Indien gewenst kan een aantal zuigers en cilinders behoren bij elke paal. In dit geval moeten tenminste een zui-5 ger en cilinder van elke paal uit een gemeenschappelijk fluldumreservoir worden bediend.

Het resterende gewicht van het platform en de kokers dat niet door de drijvende kamers wordt ondersteund, wordt ondersteund door de funda-tiepalen via de hydraulische cilinders, fluïdum en zuigers. Dit systeem 10, geeft de gehele constructie de gewenste mate van meegeven aan rotatie ten opzichte van de.zeebodem, maar werkt het deinen of de verticale beweging van het platform tegen.

Om een extra laterale ondersteuning te verkrijgen kunnen met voordeel randpalen 36 worden toegepast.

15 In afwijking van de axiale draagpalen, strekken de randpalen zich niet uit voorbij het wateroppervlak, aangezien zij niet nodig zijn voor het opnemen van verticale belastingen. De laterale krachten worden van de palen af via verticaal berweegbare kokers 38 overgebracht, die via vakwerken 40 stijf zijn verbonden met de kokers 20. De lagers 42 kunnen 20 indien gewenst, tussen de kokers 38 en de palen 36 worden gebruikt om de wrijvingskrachten te verminderen.

Hoewel de toepassing van de hierboven genoemde hydraulische middelen de voorkeur verdient voor het koppelen van de constructiekokers en het platform met de axiale draagpalen, ligt het binnen het kader en de 25 kennis van de uitvinding om conventionele mechanische systemen te gebruiken om dezelfde doelstelling te bereiken.

8200488

Claims (7)

1. Buitengaatse boor- en produktieconstructie omvattende een stijf platform, gekenmerkt door een aantal kokers met een open einde, dat aan het platform is bevestigd en zich daarvan af naar beneden uitstrekt in 5 een hoofdzakelijk verticale richting; een gelijk aantal axiale palen dat aan de zeebodem is bevestigd en dat zich naar boven uitstrekt door elk van de kokers met open einde; drijvende middelen die aan de kokers onder de waterlijn zijn bevestigd om het grootste gedeelte van het platformgewicht te ondersteunen en een oprichtstabiliteit te leveren; 10 en middelen voor het ondersteunen van het resterende platformgewicht vanuit het aantal axiale palen.

2. Constructie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat lagers tussen de axiale palen en de kokers zijn aangebracht om de verticale beweging van de kokers ten opzichte van de palen te vergemakkelijken.

3. Constructie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten minste 75%, bij voorkeur 95% van het gewicht van de kokers en het platform wordt ondersteund door de drijvende middelen.

4. Constructie volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat ten minste vier axiale palen zijn toegepast.

5. Constructie volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de lengte van de kokers onder het wateroppervlak zich uitstrekt over ten minste 75%, bij voorkeur 90% van de waterdiepte.

6. Constructie volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de middelen voor het ondersteunen van het resterende plat- 25 formgewicht bestaan uit ten minste êén zuiger die aan het boveneinde van een axiale paal is bevestigd in een hoofdzakelijk verticale richting ten opzichte van de hartlijn van de zuiger, dat een cilinder voor elke zuiger aan het platform is bevestigd, en dat middelen aanwezig zijn voor het injecteren van hydraulisch fluïdum in de cilinders.

7. Constructie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat alle ci linders zijn aangesloten op een enkelvoudige hydraulische keten. ssssssaa 8200488