NO176353B - Flyter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en flyter, dvs. en maritim konstruksjon bygget opp med en kantet pongtongring som skrogbasis, satt sammen av av plane stålplater sammensveisede knuteseksjoner i hjørnene, med mellomliggende, innsveisede og av plane stålplater sammensveisede, rette pongtongseksjoner, og med på toppen av pongtongringen plasserte hjørnesøyler for tilveiebringelse av nødvendig høyde og som bærere for et dekk og satt sammen av plane, sammensveisede stålplater.

Flytere, eksempelvis strekkstag-plattformer og oppankrede halvt neddykkbare offshore-plattformer, har hittil vært bygget i stål eller betong, med sirkulære søyler og avrundede pongtong-tverrsnitt. Det er også kjent flytere hvor det er benyttet i tverrsnittet rektangulære pongtonger og søyler, og det finnes også eksempler på konstruksjoner med i tverrsnittet sirkulære søyler og rektangulære pongtonger.

Foreliggende oppfinnelse vedrører flytere bygget i stål. For å minimalisere bølge- og strømkrefter mot søylene for flyt-ende og halvt nedsenkbare bore- og utstyrsplattformer, er det vanlig å bygge søylene som sirkulære sylindre fremfor kvadratiske. Man har i utgangspunktet antatt at en slik sylinderform gir optimaliserte kostnader som følge av at den sirkulære sylinderform er vekt-optimal, i og med at vann-trykket mot søylene ideelt ikke gir bøyespenninger i plate-eller hud-konstruksjonen.

Den sirkulære form gir preferanse til vertikale avstivninger langs sylindernes generatriser, fordi disse er rette og ikke forutsetter spantbøying.

Søylene prefabrikeres ved at seksjoner av de valsede hudplatene plasseres på et sveiseplan og fastholdes i riktig fasong mot planet ved hjelp av jigger, hvoretter platestivere og bæresystemer reises, tilpasses de radielle vinkler og sveises.

Disse seksjonene settes så sammen til søyleringer (sylindre) av passende høyde, og søyleringene sammenstilles til slutt til ferdige søyler.

Selv om sirkulære sylinderformer på søylene gir optimaliserte vekter, så er omkostningene, altså medgåtte fabrika-sjons timer /tonn, ved slike stålkonstruksjoner betydelige.

Sammensettingen til seksjoner er tidkrevende på grunn av at alle radielle vinkler og sirkulære geometrier krever stor tilpassing, kontinuerlig oppmåling og kontroll. Dessuten oppstår feil meget lettere ved en sirkulær enn ved en rett-linjet geometri. Bruk av jigger er i seg selv konstnads-drivende. I tillegg kommer kostnader ved valsing av hudplatene.

Tilpassingen av de vertikale hudprofilene ved sammensettingen av søyleringer til ferdige søyler er kompleks og tidkrevende, idet både vinkler og periferiplassering skal stemme over ens for to og to par av søyleringene. Man må her ha for øye at det for en of f shore-plattf orm dreier seg om et meget stort antall forbindelser.

Ut i fra en betraktning av tidligere kjent teknikk har man ifølge oppfinnelsen søkt etter et nytt konsept, med en skrog-geometri som baserer seg på funksjonelle krav og globale dimensjoner som allerede bygget og/eller planlagt, men med en ny design med hensyn til geometrien for de mest vesentlige skrogseksjoner, knutepunktene og søylene.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en ny geometri for knutepunkter og søyler basert på bruk av en mangekant, særlig en oktogon, som til en viss grad har sirkelens egenskaper, men også har visse spesielle fordeler tilknyttet strukturer som baserer seg på en geometrisk figur bygget opp med vinkler og rette linjer. Disse fordeler er stort sett tilknyttet den relativt meget enklere konstruktive oppbygging av slike strukturer.

Med oppfinnelsen foreslås det derfor en flyter som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at den enkelte knuteseksjon er utformet med en brukket, plan vertikal ytterhjørneside, og at den enkelte søyle er utført som en rett åttekantsylinder hvis i flytertverrsnittet utovervendende søyledelsider flukter med den underliggende, brukkede og plane ytterhjørne-side og de tilgrensende vertikale knuteseksjonsider.

Fra TJS 3.391.666 er det kjent en flyter hvor man har en skrogbasis i form av en firkantring, men denne kjente utførelse mangler den rette vertikale veggform i hjørnene. Søylene er heller ikke plassert ute i hjørnene. Også fra US 4.646.672 er det kjent en flyter hvor man mangler den rette, vertikale veggform i de aktuelle hjørner, hvor heller ikke søylene er plassert ute i hjørnene.

Fra GB 2.121.733 er det kjent å ha søyler i hjørnene i en som firkantring utført skrogbasis i en flyter, men søylene er sirkulære i tverrsnittet og man har her således de problemer som man nettopp søker å unngå med oppfinnelsen.

I GB 2.210.334 beskrives bruk av søyler med firkanttverr-snitt. Disse kan ikke sammenlignes med et generelt mangekant-tverrsnitt, såsom åttekanten, som gir mulighet for brukkede hjørner i pongtongringen, med de fordeler dette gir i forbindelse med bruk av åttekant-sylindre som søyler, med fluktende anordning av sideveggene i hjørnene.

I GB 2.249.059 er det vist en flyter med rette hjørner, dvs. med en klar firkantring, uten brukkede hjørner, hvor oktogonale søyler med deler av sin omkrets flukter med de vertikale veggavsnitt. I EP 0 359 702 er det vist en flyter i form av en mangekant-basisring, med i hjørnene avrundede firkantsøyler. I denne flyter har man imidlertid ingen reelle knuteseksjoner, fordi hjørnene eller knutene i basiskroppen dannes av søylene. GB 2.132.142 viser et fartøy hvor søylene har mangekant-tverrsnitt, men hele utførelsen er slik at man ikke oppnår den fordel man oppnår med foreliggende opp-f innelse.

Som nevnt muliggjør geometriske figurer, bygget opp med vinkler og rette linjer, den fordel at man får en meget enklere konstruktiv oppbygging, noe som muliggjør et raskere, sikrere og mer konstnadseffektivt prosjekt. Årsakene til dette ligger stort sett i at i foreliggende tilfelle kan samtlige seksjoner i søylene bygges opp av plane plater med en høy grad av mekanisert prefabrikasjon, og med mulighet for høy verfts-gjennomgangshastighet og utmerket kvalitet. Oppfinnelsen muliggjør bruk av så få komponenter som mulig, fordi søylene kan fremstilles under utnyttelse av en ytre standard plate, med innvendige stivere. En innerhud eller et indre skall, kan ha tilsvarende mangekantform og kan også bygges opp med bruk av en standard plate.

Slike standardplater kan prefabrikeres under utnyttelse av konvensjonell platefremstillingsteknikk, slik man kjenner den fra skipsbyggingsindustrien, og den mulighet man har for helt å gi avkall på tilforming av platene (ingen valsing eller knekking) gir mulighet for god fleksibilitet og avkorting av totaltiden.

Man vil kunne oppnå en sterk redusering av volumet av lokal avstiving, med tilhørende reduserte tidsbesparelser og kostnadsreduksj oner.

Selv om man må regne med en viss påplussing av den totale stålvekt - et estimat sier at den oktagonale form vil bety i overkant av 5% ekstra konstruksjonsstål - så vil disse ekstra materialomkostninger kunne innspares mange ganger ved at man kan redusere arbeidsinnsatsen, som følge av enklere konstruktiv oppbygging.

De foran nevnte fordeler kan realiseres ved bruk av standardplater (platetykkelse) og det kan benyttes stålplater valgt blant standard stålkvaliteter.

I en søyle med oktogonalt tverrsnitt vil de rette sidene i åttekanten få bøyespenninger i hudkonstruksjonen, og man må derfor øke dimensjonen noe i forhold til en sirkulær søyle-form, men fordi fabrikasjonstimene pr. tonn vil bli betydelig lavere for åttekanten enn for den sirkulære versjonen, vil også kostnadene totalt bli meget lavere.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et isometrisk riss av en flyter ifølge oppfinnelsen, uten den såkalte

topside (dekk), og

fig. 2 viser et typisk søyletverrsnitt.

Den i fig. 1 viste flyter (uten dekk) består av en i hoved-saken firkantet ringkropp 1, bygget opp med hjørne- eller knuteseksjoner 2,3,4, og 5, som er knyttet sammen med mellomliggende rette pongtongseksjoner 6,7,8, og 9. Ringkroppen har rektangulært tverrsnitt og såvel knuteseksjoner som de mellomliggende pongtongseks joner er bygget opp med en geometri basert på bruk av plane flater og rette linjer.

På toppen av pongtongringen er det plassert oktogonale søyler 10,11,12 og 13. Disse søylene er utført som stålplatekon-struksjoner, dvs. at de er bygget opp av sammensveisede stålplater med det nødvendige antall innvendige stivere. De i flytertverrsnittet utovervendende mangekantsider på søylene flukter som vist med de underliggende, likeledes rette og av stålplater med innvendige stivere "oppbyggede knuteseksjonssider. Det skal eksempelvis vises til søylen 11 hvor tre av dens sider, betegnet som henholdsvis 14,15, og 16, flukter med de underliggende knuteseksjonssider 17,18 og 19. Pongtonglegemet er som man ser ikke fullstendig kvadratisk i horisontalplanet, men har brutte hjørner, som dannes av sider tilsvarende siden 18 og som i dimensjon i ringkroppens omkretsretning svarer til en sidebredde i søylens mangekant-tverrsnitt.

Med uttrykket oktogonalt tverrsnitt skal forstås et åtte-kantet tverrsnitt, som ikke nødvendigvis behøver være helt symmetrisk. Dette er antydet i fig. 2, hvor det er vist et skjematisk tverrsnitt gjennom en søyle og hvor den opp-merksomme leser vil se at ikke samtlige mangekant si der er like lange. Det som er vesentlig ifølge oppfinnelsen er at søylene er mangekantede, i slik tilnærming til sirkelen at man oppnår sirkel-konstruksj onskvaliteter , samtidig som man ivaretar de kvaliteter som geometrien med plane flater, vinkler og rette linjer gir.

Den mangekantede, særlig åttekantede utførelse vil gi preferanse til horisontale hudprofiler, også ut fra hensyn til hoop-spenninger fra utvendig vanntrykk. Dermed elimineres det meget betydelige tilpassingsproblem som er forbundet med de vertikale profiler ved bruk av sirkulær søyleform.

En fagmann vil innse at de rette sidene i søylene kan prefabrikeres direkte mot et sveiseplan, uten bruk av jigger. Antallet radielle vinkler er betydelig redusert. Det er ikke nødvendig å valse eller knekke hudplatene, selv om det naturligvis er mulig å valse hudplatene i mangekantens hjørner, for å bringe sveiseforbindelsen ut fra hjørnet. Faktisk foretrekkes det å legge de vertikale sveiser nettopp i hjørnekantene.

I snittet i fig. 2, som eksempelvis er lagt horisontalt gjennom søylen 11, ser man at søylen er bygget opp med dobbelthud, nemlig en ytterhud 20 og en innerhud 21.

Den mangekantede, særlig åttekantede søyleutførelse kan særlig fordelaktig utformes på to alternative måter.

Således kan det benyttes en oppbygging med spanter som er orientert vertikalt, med horisontale platebærere. Spantene kan imidlertid også orienteres horisontalt, med en kombinasjon av både horisontale og vertikale platebærere.

Det førstnevnte alternativ har den fordel at det gir en forholdsvis enkel strukturell konfigurasjon.

Den andre alternative utførelse har den fordel at den mini-maliserer drastiskt antallet buttskjøter for alle vertikale spant. Det reduserer også i tilsvarende grad tilpasnings-problemet, idet ferdig pref abrikerte søyleenheter skal monteres på hverandre med meget strenge toleranser. Sist-nevnte alternativ fastholder også alle platehjørner som er utsatt for hoop- og bøyespenninger som kan gi utmattings-effekter.

En sirkelrund søyle må ha vertikale spant, for å unngå forming (bøying) av alle spantene. Det vil sammenstillings-messig være enklere å ha horisontale spant, fordi man da slipper å skjøte alle spantene under sammenstillingen av søyleringene. Når spantene er horisontale, vil platebærerne være vertikale. Det er vesentlig færre platebærere enn spant, slik at det er lettere å tilpasse platebærerne ved skjøt av ringer. For å distriburere de ytre belastninger, vil det være nødvendig med noen horisontale platebærere.

Claims (1)

1. Flyter, dvs. en maritim konstruksjon bygget opp med en rektangulær pongtongring som skrogbasis, satt sammen av av plane stålplater sammensveisede knuteseksjoner (2-5) i hjørnene, med mellomliggende, innsveisede og av plane stålplater sammensveisede, rette pongtongseks joner (6-9), og med på toppen av pongtongringen plasserte hjørnesøyler (10-13) for tilveiebringelse av nødvendig høyde og som bærere for et dekk og satt sammen av plane, sammensveisede stålplater,karakterisert ved at den enkelte knuteseksjon (2-5) er utformet med en brukket, plan vertikal ytterhjørneside (18), og at den enkelte søyle (10-13) er utført som en rett åttekantsyl inder hvis i flytertverrsnittet utovervendende søyledelsider (14,15,16) flukter med den underliggende, brukkede og plane ytterhjørneside (18) og de tilgrensende vertikale knuteseksjonsider (17-19).