NO138733B - Marin konstruksjon. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en marin konstruksjon med fle-

re langstrakte støtteben for understøttelse av en arbeidsenhet og beregnet på i flytende tilstand å føres til et sted i havet og deretter forbindes med havbunnen på dette sted, med siderettede tverrdeler som samvirker med og forbinder de enkelte støt-teben, hvilke tverrdeler ved minst en side av konstruksjonen innbefatter en kontrollert oppdriftsinnretning med hvilken flytestillingen for konstruksjonen kan reguleres når den bringes i flytende tilstand til bruksstedet, diagonale avstivninger som forbinder støttebenene med skjøttilpasningsinnretninger avstandsplasert i lengderetning langs støttebenene for samvirke med de respektive ender av de siderettede tverrdeler og de diagonale avstivninger.

Under prøveboring etter olje og ved produksjon av

olje til havs ved spesielle vanndybder, er det antatt at den faststående plattformtype er den mest økonomiske og den mest fordelaktige. Plattformanordningen ved den faststående eller stasjonære type gir ikke bare et solid fundament for boring,

men tillater også bruk av et stort antall brønner, og også brønnet rettet i bestemte retninger.

For mindre vanndybder kan den faststående plattformtype vanligvis på en praktisk måte bli ført til det ønskede sted på en lekter og deretter på en styrt måte senkes ned i vannet på en slik måte at den inntar sin korrekte vertikale stilling. For større plattformer som egner seg for dypere vann gjør imidlertid størrelsen og vekten av konstruksjonen det upraktisk å slepe denne til det ønskede sted enten på et enkelt fartøy eller på flere fartøyer.

For å overkomme de problemer som ligger i oppbygging

og transport av slike store marine konstruksjoner av den fast-

stående type, er disse ofte planlagt med to eller flere ben som har stor diameter som derved gir tilstrekkelig oppdrift til å fløte konstruksjonen på en ramme isteden for å føre den på lek-tere til sitt endelige arbeidssted. Konstruksjonens ben er således vanligvis utstyrt med innretninger ved hjelp av hvilke oppdriften kan kontrolleres således at enheten kan fløtes på denne måte. En slik konstruksjon er f. eks. vist i U.S. patent nr. 2.857.744. Ben med stor diameter over hele konstruksjonens lengde konsentrerer en stor masse nær konstruksjonens øvre del, noe som i alvorlig grad kan øke de bølge- og/eller jordskjelv-krefter som konstruksjonen må kunne motstå.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en marin konstruksjon eller en faststående plattformtype som er egnet for vanndybder mellom omtrent 115 og 300 m og som fordeler flyte-massen på lavere nivåer i konstruksjonen og med dette reduserer bølge- og jordskjelvpåkjenningene. Konstruksjonen skal ha tilstrekkelig oppdrift til at den kan fløtes på en ramme, som består av to ben og avstivning til et sted i havet i en i hovedsaken horisontal stilling i vannflaten. Deretter blir konstruksjonen gitt ballast under kontroll slik at den inntar en vertikal stilling i vannet, og slik at den nedre ende av denne' bringes til hvile på havbunnen.

Denne hensikt oppnås med en konstruksjon som er kjen-netegnet ved det som fremgår av kravene.

For å yte den nødvendige oppdrift er konstruksjonen utstyrt med støtteben med ekstra stor diameter, langs i det minste en side. De nevnte tverrstykker er forbundet til de respektive ben ved hjelp av forstørrede skjøttilpasninger eller beholdere som har kontrollert oppdrift. De sistnevnte tjener ikke bare som en lettvint måte å føye sammen benstykker på, som har forskjellig størrelse, men tjener også som pelføringar. Konstruksjonen kan således utformes for å bære og holde noe eller alt av sin egen peling, klargjort for neddriving på et sted i havet før plattformen senkes ned på dette sted. Dette trekk er meget ønskelig for dypvannsplattformer på grunn av den høye kost-nad ved sveising av pellengder på stedet.

Pelene som føres utvendig holdes også utvendig på benene, men innen de forskjellige skjøttilpasninger, på en måte som tillater at de løsgjøres fra de sistnevnte og tvinges ned i havbunnen under forankrings- eller plaseringsfasen. Pelene på den neddykkede del av benene som skaffer oppdrift for konstruksjonen, skaffer også ekstra oppdrift og reduserer således den oppdriftsmengde som normalt ville kreves.

De overdimensjonerte skjøttilpasningsinnretninger eller beholdere utgjør også en understøttelse for pelføringsinn-retningen og utgjør et svar på et problem som er vesentlig ved marine konstruksjoner hvor tverrelementer med stor diameter gir en regulerbar oppdrift. Selv om tverravstivnihger og diagonale elementer er blitt anordnet på fagverkskonstruksjoner også tid-ligere, har disse konstruksjonselementer generelt bare vært be-nyttet for å styrke eller avstive konstruksjonen, slik at prob-lemet med å tilveiebringe en egnet forbindelse mellom et stort, tverrstykke og en relativt smal opprettstående del ikke har vært fremherskende. Enten tverrstykkene eller diagonalene er blitt sveiset direkte til støttene, eller de er blitt forbundet med en enkel hylse som omhyller en støtte, slik det er beskrevet i U.S. patent nr. 1.330.375.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegnin-gen, sam viser: ±ig. 1 et oppriss av en marin konstruksjon ifølge oppfinnelsen, neddykket i vann og festet ved konstruksjonens nederste ende.

fig. 2 et oppriss av den konstruksjon som er vist på fig. 1, idet denne transporteres ved fløtning til et arbeidssted,

fig. 3 en forstørret detalj, delvis gjennomskåret, som viser en skjøt i den marine konstruksjon,

fig. 4 et tverrsnitt langs linjen 4 - 4 på fig. 3,

fig. 5 en forstørret detalj som viser den nederste del av den marine konstruksjon.

Fig. 1 viser en marin konstruksjon 10 plasert på et arbeidssted til sjøs ved boring av et antall brønner i havbunnen. Konstruksjonen 10 omfatter et antall av i hovedsaken vertikalt arrangerte støtteben 11 og 12 som utstrekker seg fra et punkt over vannets overflate til havbunnen 13.

Selv om benene 11 og 12 er vist i hovedsaken skrått-stilt i forhold til hverandre, kan de alternativt også plaseres vertikalt. I ethvert tilfelle vil den bestemte plasering avhenge av vanndypet, kreftene som påvirker konstruksjonen og andre fak-torer .

Selv om den viste konstruksjon 10 utstrekker seg i en avstand opp over vannets overflate, kan den også avsluttes i en avstand under overflaten. I det sistnevnte tilfelle vil den bæ-re en arbeidsenhet, slik som en neddykket lagringsinnretning eller lignende. I alle tilfeller er i den viste anordning et dekk 14 som kan fjernes båret på den øvre ende av konstruksjonen 10 på en slik måte at det er løftet en tilstrekkelig avstand over vannets overflate, slik at dette normalt er utenfor vannets rekkevidde. Dekket 14 vil vanligvis bære arbeidsutstyr, som f. eks. et boretårn 16, opptrekksutstyr og lignende. Det kan imidlertid være planlagt å bære bare tilstrekkelig produksjonsutstyr for å motta olje og/eller gass fra neddykkede brønner, eller for å yte andre tjenester.

Som vist på fig. 1 er konstruksjonen 10 fast plasert på det ønskede arbeidssted ved bruk av peler 17 og 18 som løper

langs støttebenene 11, henholdsvis 12 og som er drevet en ønsket avstand inn i de underliggende lag 13. Det antall støtteben som er ..brukt og antallet av f or ankr ing speler pr....ben er selvfølgelig funksjoner av plattformens størrelse og belastningskrav, stedets omgivelsesbetingelser og de underliggende lags karakteristikk, slik at konstruksjonen og det anlegg den understøtter vil være istand til å virke etter sin hensikt.

Som vist på fig. 2 er hele enheten 10 vanligvis fremstilt et sted ved land, som f. eks. et skipsverft eller lignende. Her kan de forskjellige deler fremstilles og sammenføyes på vanlig måte ved sveising, slik at den ønskede endelige sammenstill-ing oppnås.. Konstruksjonens langstrakte fasong nødvendiggjør at enheten fremstilles i en horisontal stilling, slik at benene plaseres i alt vesentlig horisontalt isteden for vertikalt.

Som det videre er vist på fig. 1 er konstruksjonen planlagt slik at den kan sjøsettes og holdes flytende i vann i en i alt vesentlig ferdig tilstand og deretter taues i vannet til installasjonsstedet.

Selv om det er alminnelig kjent at den mest benytte-de måte å transportere konstruksjoner av denne type og størrelse er å taue -disse mens de flyter, er konstruksjonen likevel ikke et fartøy og er derfor utsatt for uønskede påkjenninger og be-lastninger, særlig når vannforholdene er urolige. I den hensikt å fremskaffe den nødvendige oppdrift for å bære hovedmengden av konstruksjonen over vannets overflate, som vist på fig. 1, er de lavestliggende støtter og ben enten delvis eller fullstendig neddykket. Til dette formål er de angjeldende lavereliggende støt-ter konstruert slik at de inneholder kontrollerte oppdriftsinnretninger, såsom tanker eller tilsvarende. Disse kan så enten tilføres ballast for å redusere deres oppdrift, eller tømmes for å øke deres løfteevne.

For å oppnå den nødvendige grad av flyteevne under tauingsfasen er, som vist på fig. 1, støttebenene 11 og 12 og også tverrstykkene 21, 22 og 23 utstyrt med innvendige tanker. Selv om disse ikke er vist i detalj, er de nevnte tanker forbundet enkeltvis eller i bestemte enheter til et pumpesystem, ved hjelp av hvilket løfteevnen av de respektive tanker kan varieres ved overføring av vann til eller fra den samme. I og med at denne teknikk er kjent og svært ofte brukt, er det ikke nødven-dig å forklare dette nærmere i denne sammenheng. Systemet kan vanligvis fjernes fra konstruksjonen. De nødvendige pumper, kompressorer og lignende kan fjernes fra arbeidsstedet etter at konstruksjonen 10 er plasert.

Som vist på fig. 1 er de respektive tverrstykker 21, 22 og 23 dannet av overdimensjonerte rørseksjoner som sammenbinder de respektive støtteben. Den overdimensjonerte form for de nevnte tverrstykker i sideretningen tillater konstruksjonsenhe-ten å inneha tilstrekkelig oppdrift, slik at gjenværende støtte-ben kan heves over vannets overflate under fløtningsfasen.

For å muliggjøre xekken av sammenføyninger mellom støttebenene 11 og 12 og også for å muliggjøre fremstilling av disse, er benene med kontrollert oppdrift 11 f. eks. utstyrt med et antall skjøttilpasningsinnretninger eller tanker 24. Disse er plasert langs hvert støtteben 11, med tilstrekkelig plass mellom seg til å tilsvare kravene som stilles til konstruksjonen i opprettstående og horisontal stilling.

De respektive skjøttilpasningsinnretninger 24 og 26 på hosstående ben tjener som tilknytningspunkter for de tverrgående avstivningsstøtter. Den utvidede form for de sentrale deler av skjøttilpasningen sikrer at det kan oppnås en solid sveiset sammenføyning mellom de overdimensjonerte tverrstykker og skjøttilpasningsinnretningene. En slik skjøt kunne ikke oppnås hvis de overdimensjonerte støtter skulle forbindes direkte til støttebenet som har en mindre diameter.

Som vist på fig. 3 og 4 omfatter hver skjøttilpas-ningsinnretning 24 i hovedsaken en sentral sylindrisk vegg 27, som har vesentlig større diameter enn støttebenet 12, og som nærmer seg diameteren på den tverrgående støtte 21. Tilpasningsinnretningen 24 er festet til benet 12 med en eller flere ringavstivere 31 som er plasert mot benet. Et øvre avkortet konisk segment 28 fester også den sylindriske del 27 til støtte-benet 12.

Et tilsvarende avkortet konisk stykke 29 fester den nedre ende av den sylindriske del 27 til benet 12 og danner et innelukket område innenfor tilpasningen 24. Dette er gjennomskåret sentralt av benet 12 som også sammenbinder de forskjellige skråttstilte støtter som gjennomtrenger de nevnte øvre og nedre koniske stykker 28 og 29 og også ringavstiverne. Benet 12 inneholder og styrer også en pel 19 som kan være av større diameter enn pelene 17 og 18.

I sin endelige stilling på et støtteben 12 holdes tilpasningen 24 på plass på benet av en eller flere sveisesømmer ved både overkant og underkant og av de mellomliggende ringavstivere. Vertikalt plaserte avstivningsplater 26 kan også bli brukt for å binde sammen horisontale og skråttstilte støtter til benet 12 og skjøttilpasningen 24.

Som beskrevet i det ovenstående er skjøttilpasnings-innretningene på hosstående ben rettet inn ovenfor hverandre, slik at tverrstykket 21 skjærer tilpasningen ved den største diameter. Deretter forbinder sveiser langs sammenføyningen av ben og tilpasning tverrstykket fast med det respektive ben.

De forskjellige rom som er dannet innenfor tilpas-ningsstykkets ender 28 og 29 og ringavstiverne 27 danner styr-bare oppdriftsinnretninger som kan reguleres slik at oppdriften av konstruksjonen 10 forandres. Selv om det ikke er vist, kan de forskjellige rom i skjøttilpåsningsinnretningen 24 sammenkob-les og settes i forbindelse med en utvendig kilde for luft og vann, slik at den ønskede regulerte oppdrift oppnås.

En annen funksjon som oppnås med tilpasningsinnretningen 24 er med styring å holde ankerpelene 17 og 18 som er plasert utvendig på støttebenene 11 og 12. De nevnte ankerpe-ler blir vanligvis fløtet til et borested sammen med konstruksjonen 10 i en i alt vesentlig horisontal stilling. Pelene be-høver således bare å festes i den øvre ende av konstruksjonen og er med styring plasert med jevne mellomrom i de respektive tilpasningsinnretninger 24.

Som vist på fig. 3 er hver tilpasningsinnretning 24 utstyrt med et antall pelføringer 33 langs omkretsen, idet hver pelføring omfatter et forlenget rørstykke i lengderetning, og som går gjennom de motsatte ender i tilpasningsinnretningen 24. Pelføririgen 33 holder således en forlenget pel 17 som kan gli

i denne, og som ligger langs lengden av støttebenet 12 mens konstruksjonen transporteres. Etter at konstruksjonen 10 er neddykket, styrer pelføringen 33 pelen 17 videre, idet den går gjennom pelføringen og senkes ned til og drives inn i de underliggende lag. Dette oppnås ved bruk av en dor eller en annen innretning som følger pelen nedover til et ønsket dyp.

Pelføringene 33 er selvfølgelig på linje med hverandre således at de holder en felles pel som kan gli gjennom disse uten å sette seg fast. De forskjellige, på linje med hverandre liggende føringer kan videre sveises fast til hver av avdelinge-ne i tilpasningsinnretningene som de passerer gjennom, slik at et visst antall forskjellige luft- og vanntette avdelinger i disse opprettholdes.

Pelføringene 33 kan imidlertid på lignende måte føres slik at hele det indre av tilpasningsiiinretningeii 24 faktisk vil utgjøre en enkelt oppdriftsenhet som kan reguleres under kontroll av pumpesystemet.

Under henvisning til fig. 1 og 5 er den nedre del av hvert støtteben 12 f. eks. u-tstyrt med en utvidet pelholder 36 som når oppover til omtrent den første skjøt og som vanligvis stikker delvis ned i det underliggende lag. Den nevnte pelholder 36 tjener også den videre funksjon at den kan tømmes for vann for å assistere i å holde konstruksjonen flytende når denne transporteres. Som vist på fig. 1 danner den nevnte pelholder 36 en forlengelse for de respektive, på linje liggende pelholde-re 24, som fordeler seg med mellomrom opp til den øvre ende av konstruksjonen. På tilsvarende måte mottar således pelholderen 36 den nedre ende av hver av de respektive peler 17 for å holde disse under transporten.

Hver pelholder 36 omfatter således en forlenget sylindrisk del 36 som er plasert konsentrisk med støttebenet 12, og som holdes på plass med hensyn til dette ved hjelp av ring-stivere 38 og 39 som er fordelt i lengderetning. Den øvre ende av det sylindriske stykke 36 er utstyrt med en dekkende plate 41 som har form av en avkortet kjegletopp, som hviler på og er festet til sylinderstykkets øvre kant og til benet 12.

Et antall føringslignende holdere 42 og 43 er plasert rundt den avkortede koniske toppdel 41 og er plasert rundt den sylindriske del i nøyaktig aksial overensstemmelse med de tilsvarende føringer 33 i tilpasningsinnretningen 24. Hver av de nevnte holdere 42 og 43 har således til oppgave å holde og understøtte den nedre ende av pelene 17 mens konstruksjonen fløtes i en horisontal stilling.

Som vist på fig. 5 omfatter hver av de nevnte holdere 42 og 43 en forlenget sylindrisk del som har en diameter litt større enn diameteren på pelene 17 som skal drives gjennom disse. I den hensikt at det indre av sylinderstykket 36 kan ut-nyttes som en bærende del i transport- eller flytetrinnet, er det indre av det nevnte sylinderstykke gjort vanntett enten som en helhet eller ved avdelinger. Den nedre ende av hver holder, slik som 42., er. således utstyrt med en flens eller tilsvarende lukkeplate 44 som kan sveises på plass eller festes ved bolter eller tilsvarende innretninger. I alle tilfeller er tykkelsen av platen 44 slik at når pelen 17 løsgjøres fra sin faste stilling, vil den hvile på platen og skjære gjennom denne og således tillate at pelen går gjennom åpningen i platen.

De utskårne platestykker 44 vil vanligvis falle fritt til den nedre ende av rørstykket 36. Disse kan imidlertid utsty-res med en bøyelig festeinnretning, slik som en kjetting eller lignende. Når platen skjæres løs fra sin stilling, vil den således svinge bort fra holderens åpning og bli understøttet uten å falle ned på bunnen av sylinderstykket.

Den nedre ende av sylinderstykket 36 er utstyrt på ..lignende måte med en tverrgående nedre plate 39 som er utstyrt med et antall pelføringer 46 og 47. Hver av føringene omfatter en sylindrisk krave 48 som har en diameter litt større enn pelen 17. Den øvre ende av hver føring er videre utstyrt med en konisk krave 49 og plasert på linje med en pelholder 42. Når en pel løses fra sin fastholdte stilling og senkes gjennom sylinderstykket 36, vil pelens nedre ende styres av den koniske krave 4 9 til den støter på en knusbar lukkeplate 51.

Den nevnte lukkeplate, tilsvarende den ovenfor nevnte knuseplate 44, kan sveises eller boltes på plass og er slik laget at den gir etter for vekten av en pel som føres nedover ved enten å skjære av sine bolter eller ved selv å skjæres løs, slik at pelen kan fortsette ned i de underliggende lag.

Alternativt kan føringene 41 gå fullstendig gjennom pelholderen 36 på samme måte som føringene 33 går gjennom tilpasningsinnretningene 24 og på denne måte eliminere behovet for lukkeplatene 44 og 51.

Med hver av benpelene 17 og 18 drevet ned i underliggende lag på vanlig måte blir pelendene sementert på plass i forbindelse med konstruksjonens ben. Dette oppnås ved å drive hver av de nevnte peler en på forhånd bestemt avstand, slik at den nødvendige solide fundamentering oppnås. Vanligvis for slik vanndybde som overstiger 100 meter, blir det brukt en dor ved pelens øvre ende. Doren følger pelen nedover og blir etterpå trukket opp når pelen har nådd den ønskede dybde. Hver av de følgende peler blir drevet på tilsvarende måte til pelingen er avsluttet.

For å sementere pelene på plass og i forbindelse med konstruksjonen 10, er pelholderen 36 utstyrt med i det minste en åpning som kan ta imot en påfylling av sement. Den nevnte åpning kan være dannet i og forbundet med pelholderens indre og kan deretter trekkes tilbake. På tilsvarende måte kan den enkelt være festet utvendig på det rørformede stykke, slik at sementen vil bli ført ned gjennom en ledning fra en lekter eller tilsvarende ved vannets overflate for å fortrenge vannet inne i det rør-formede stykke. Det sistnevnte blir selvfølgelig sluppet ut gjennom en uttapningsåpning eller en tilsvarende innretning er tilveiebragt på det rørformede stykkes øvre dekkplate 41.

Som vist kan hvert støtteben 11 og 12 i konstruksjonen 10 videre være utstyrt med en sentral pel 19, som i det normale forløp av forankringen kan føres inn gjennom den øvre del av benet og som kan senkes nedover gjennom dette. Denne sentrale pel er av samme type som de mindre utvendige peler. Det vil også bli truffet tiltak i pelholderen 36 for å gyse pelen 19 til benet 12 i form av ledninger for gysemassen som forløper fra den nedre del av pelholderen 36 til et punkt over vannets overflate.

Claims (2)

1. Marin konstruksjon med flere langstrakte støtteben (11, 12) for understøttelse av en arbeidsenhet (14) og beregnet på i flytende tilstand å føres til et sted i havet og deretter forbindes med havbunnen (13) på dette sted, med siderettede tverrdeler (21, 22, 23) som samvirker med og forbinder de enkelte støtteben (11, 12), hvilke tverrdeler (21, 22, 23) ved minst en side av konstruksjonen innbefatter en kontrollert oppdriftsinnretning (36) med hvilken flytestillingen for konstruksjonen (10) kan reguleres når den bringes i flytende tilstand til bruksstedet, diagonale avstivninger som forbinder støttebenene med skjøttilpastningsinnretninger (24, 26) avstandsplasert i lengderetning langs støttebenene (11, 12) for samvirke med de respektive ender av de siderettede tverrdeler (21, 22) og de diagonale avstivninger, karakteriserrt ved at hver skjøttil-pasningsinnretnihg (24, 26) består av en sylindrisk vegg (27) som er avstandsplasert fra og omgir utsiden av et støtteben (12) samt øvre og nedre deler (28, 29) som rager ut fra den sylindriske vegg og er forbundet såvel med denne (27) og et segment av et støtteben (12), samt pelføringsinnretninger (33) i skjøttil- -pa-sningsinnretningen (24) , som er forbundet til de respektive øvre og nedre deler (28, 29) for opptak og plasering av en pel (17).

2. Marin konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at noen eller alle skjøttilpasningsinnretninger innbefatter oppdriftstanker.