NO176408B - Procedures and facilities for foundations of elements on the seabed - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og anlegg for fundamentering av fortrinnsvis flyttbare offshore-elementer (1) på havbunnen (2) . Elementet utstyres med nedadrettede skjørt (3) og med en gjennomgående sjakt (6) fra elementets (l) overside til dets underside. Under installasjon på havbunnen (2) pumpes en slurry av sand og sjøvann i slanger (5) fra et overflatefartcy (4) ned gjennom sjakten (6) og ut under elementets (l) underside (12). Slangene (5) holdes i posisjon ved et system av vaiere (7) og trinser (8). Slurryens (9) innhold av vann vil under fyllingen unnvike gjennom sjakten (6) til omgivende sjø. Slangene (5) fjernes etter endt fylling. Metoden kan med fordel anvendes for mindre plattformer, og muliggjør enkel flytting av elementet (1) (plattformen) og ny injisering på det nye installasjonsstedet.Method and facilities for founding preferably removable offshore elements (1) on the seabed (2). The element is provided with downward skirts (3) and with a through shaft (6) from the upper side of the element (1) to its underside. During installation on the seabed (2), a slurry of sand and seawater is pumped into hoses (5) from a surface vessel (4) down through the shaft (6) and out below the underside (12) of the element (1). The hoses (5) are held in position by a system of wires (7) and pulleys (8). During the filling, the water content of the slurry (9) will escape through the shaft (6) to the surrounding sea. The hoses (5) are removed after filling. The method can advantageously be used for smaller platforms, and allows easy movement of the element (1) (the platform) and new injection at the new installation site.

Description

Oppfinnelsen gjelder fundamentering av fortrinnsvis flyttbare offshore-elementer på havbunnen. The invention relates to the foundation of preferably movable offshore elements on the seabed.

Nærmere bestemt er oppfinnelsen rettet mot de situasjoner hvor havbunnen ikke danner et plant underlag for elementet og hvor spesielle virkemidler må settes inn for å sikre at fundamentet skal få en fullgod fundamentering mot havbunnen uten for store kostnader, samtidig som det skal være mulig å flytte elementet med eventuelt påsittende utstyr til ny lokalitet på en enkel og lite kostnadskrevende måte. More specifically, the invention is aimed at those situations where the seabed does not form a flat surface for the element and where special measures must be put in place to ensure that the foundation will have a good foundation against the seabed without excessive costs, while at the same time it must be possible to move the element with any existing equipment to a new location in a simple and inexpensive way.

Tiltak for fundamentering av slike elementer, som f.eks. kan danne understøttelse for ett eller flere tårn som bærer en plattform over vannflaten for leting/utvinning av hydro-karboner, er kjent. Det mest alminnelige er å utstyre elementet med nedadrettede skjørt som trenger ned i havbunnen ved nedsettingen, hvoretter sjøvann som er innelukket innenfor skjørtene og under elementet pumpes ut, og lommer som skyldes ujevnheter i havbunnen fylles med en betongblanding (grout) for å sikre jevnt fordelt belastning over hele elementets bunnflate. Fremgangsmåten er effektiv, men kostnadskrevende, og finner anvendelse særlig hvor det dreier seg om meget store konstruksjoner med betydelig vekt. Fremgangsmåten er forøvrig meget effektiv, og blir stort sett brukt der hvor det ikke er tale om å flytte elementet med eventuelle påsittende konstruksjoner, fordi en flytting til nytt operasjonssted ville være meget vanskelig og kostnadskrevende. I de tilfeller hvor det dreier seg om mindre konstruksjoner, f.eks. et fundament som skal være en mindre plattform, ville den nevnte fremgangsmåte være unødig omfattende og for kostnadskrevende. Measures for the foundation of such elements, such as e.g. can form support for one or more towers that carry a platform above the water surface for the exploration/extraction of hydrocarbons, is known. The most common is to equip the element with downward-directed skirts that penetrate into the seabed during lowering, after which seawater trapped within the skirts and under the element is pumped out, and pockets caused by unevenness in the seabed are filled with a concrete mixture (grout) to ensure evenly distributed load over the entire bottom surface of the element. The procedure is effective, but costly, and finds application particularly where very large constructions with considerable weight are involved. The procedure is otherwise very efficient, and is mostly used where there is no question of moving the element with any attached constructions, because a move to a new operating site would be very difficult and costly. In cases where it concerns smaller constructions, e.g. a foundation that is to be a smaller platform, the aforementioned method would be unnecessarily extensive and too costly.

Som eksempel på tidligere kjent teknikk innen området av foreliggende oppfinnelse, skal norsk utlegningsskrift nr. 143.755 nevnes. Dette utlegningsskriftet omhandler punkt-fundamentering av jackets. Fremgangsmåten kan i motsetning til foreliggende løsning ikke tillate store differensialtrykk i basen. Volumet som skal injiseres er ikke innelukket, og fremgangsmåten er ikke anvendbar ved fylling av store flater og store volum. Britisk patentsøknad nr. 2123463 omhandler fundamentering av enkle peler. Fremgangsmåten er ikke anven-delig der hvor det kreves injeksjonstrykk. Volumet som skal injiseres er ikke innelukket, og fremgangsmåten er derfor ikke anvendbar ved fullstendig fylling av store flater. Sveitsisk patent nr. 528640 omhandler fundamentering av senkekasser. Fremgangsmåten krever utgravning av en grøft i havbunnen. Volumet som skal injiseres er ikke innelukket, og fremgangsmåten er derfor ikke anvendbar ved fullstendig fylling av store flater. Fremgangsmåten gir heller ikke rom for evaku-ering av finstoff under fylleprosessen. As an example of prior art in the area of the present invention, Norwegian explanatory document no. 143,755 should be mentioned. This specification document deals with point-foundation of jackets. In contrast to the present solution, the method cannot allow large differential pressures in the base. The volume to be injected is not enclosed, and the method is not applicable for filling large surfaces and large volumes. British patent application no. 2123463 deals with the foundation of simple piles. The method is not applicable where injection pressure is required. The volume to be injected is not enclosed, and the method is therefore not applicable for complete filling of large surfaces. Swiss patent no. 528640 deals with the foundation of sunken boxes. The procedure requires the excavation of a trench in the seabed. The volume to be injected is not enclosed, and the method is therefore not applicable for complete filling of large surfaces. The method also does not allow for the evacuation of fines during the filling process.

Sammenlignet med tidligere kjent teknikk oppnås ved bruk av foreliggende oppfinnelse en teknisk og økonomisk fordel-aktig løsning ved fundamentering av fortrinnsvis flyttbare elementer på en ujevn og/eller skrå havbunn. En annen vesent-lig fordel med oppfinnelsen er at elementet med eventuelt påmontert utstyr, på en enkel og lite kostnadskrevende måte, kan heves fra havbunnen og flyttes til en annen lokalitet. Compared to previously known technology, using the present invention, a technically and economically advantageous solution is achieved by the foundation of preferably movable elements on an uneven and/or sloping seabed. Another significant advantage of the invention is that the element, with possibly attached equipment, can be raised from the seabed and moved to another location in a simple and inexpensive way.

Elementet (fundamentet) utstyres med skjørt på kjent måte og eventuelle hulrom mellom fundamentets underside, og havbunnen fylles ved injisering av en slurry av sand og vann som pumpes ned under elementet gjennom slanger fra f.eks. et overflatefartøy. Elementet utstyres med en gjennomgående åpning fortrinnsvis sentralt på.elementet, og sand/vann-blan-dingen pumpes gjennom slangen/slangene fra overflatefartøyet gjennom åpningen i elementet til de steder under elementet som ikke har direkte kontakt med havbunnen. Med passende utstyr kan slangene styres til de aktuelle steder under elementet, slik at hulrommene systematisk kan fylles opp inntil elementet hviler med hele sin bunnflate (underside) på havbunnen. Overflødig vann under fyllingen unnviker opp gjennom den gjennomgående åpningen og til omgivende sjø. Åpningen fungerer samtidig som en setningstank for finstoff. Elementet blir bare utsatt for begrenset trykk under fylleoperasjonen da den gjennomgående åpningen sørger for trykkutjevning. Hvis elementet skal flyttes til en ny posisjon kan det lett flyttes, og ny injisering foretas tilpasset situasjonen på det nye stedet. The element (foundation) is equipped with a skirt in a known manner and any cavities between the underside of the foundation, and the seabed is filled by injecting a slurry of sand and water which is pumped down under the element through hoses from e.g. a surface vessel. The element is equipped with a continuous opening, preferably centrally on the element, and the sand/water mixture is pumped through the hose(s) from the surface vessel through the opening in the element to the places under the element that do not have direct contact with the seabed. With suitable equipment, the hoses can be guided to the appropriate places under the element, so that the cavities can be systematically filled up until the element rests with its entire bottom surface (underside) on the seabed. Excess water during filling escapes up through the continuous opening and into the surrounding sea. The opening also functions as a settling tank for fines. The element is only exposed to limited pressure during the filling operation as the through opening ensures pressure equalization. If the element is to be moved to a new position, it can be easily moved, and a new injection is carried out adapted to the situation at the new location.

Foreliggende oppfinnelse anviser en fremgangsmåte og et anlegg for fundamentering på havbunnen av fortrinnsvis flyttbare offshore-elementer som er utstyrt med nedadrettede, tette skjørt, hvor et hulrom som dannes mellom elementets underside, skjørtene og havbunnen ved nedsetting av nevnte element på en skrå og/eller ujevn bunn, fylles med sand eller liknende som tilføres hulrommet ved hjelp av slanger som transporterer en sand/vannblanding (slurry) fra et overflatefartøy og ned gjennom en fortrinnsvis sentralt beliggende sjakt, hvor fremgangsmåten kjennetegnes ved at sjakten anordnes som en åpen sjakt gjennom elementet og inn i nevnte hulrom, hvorved elementet, under fylleoperasjonen av hulrommet, utsettes for et begrenset trykk, hovedsakelig likt omgivelsestrykket, idet skjørtet er ført ned i havbunnen, og hvor anlegget kjennetegnes ved at det omfatter en fortrinnsvis sentralt beliggende åpen sjakt gjennom elementet, i hvilken det er anordnet slanger som ved havoverflaten er koplet til et overflatefar-tøy, og som ved havbunnen er ført inn i hulrommet. The present invention specifies a method and a facility for the foundation on the seabed of preferably movable offshore elements which are equipped with downward-facing, tight skirts, where a cavity is formed between the underside of the element, the skirts and the seabed when said element is set down on a slope and/or uneven bottom, is filled with sand or the like which is fed into the cavity using hoses that transport a sand/water mixture (slurry) from a surface vessel down through a preferably centrally located shaft, where the method is characterized by the shaft being arranged as an open shaft through the element and into said cavity, whereby the element, during the filling operation of the cavity, is exposed to a limited pressure, essentially equal to the ambient pressure, as the skirt is led down to the seabed, and where the facility is characterized by the fact that it comprises a preferably centrally located open shaft through the element, in which hoses are arranged which are connected to ten at the sea surface l a surface vessel, and which is brought into the cavity at the bottom of the sea.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved et ut-førelseseksempel og vedlagte figurer 1, 2, og 3 hvor et element 1 er senket ned på havbunnen 2. Elementet 1 er utstyrt med skjørt 3 som trenger ned i havbunnen 2. Elementet 1 kan være den bærende del av f.eks. en plattform uten at slikt utstyr er vist, idet det ikke er del av foreliggende oppfinnelse . In the following, the invention will be described by means of an embodiment and attached figures 1, 2, and 3, where an element 1 is sunk into the seabed 2. The element 1 is equipped with a skirt 3 that penetrates into the seabed 2. The element 1 can be the bearing part of e.g. a platform without such equipment being shown, as it is not part of the present invention.

Tegningen viser at elementet 1 danner en vinkel med havbunnen 2, og det er således et behov for å bygge opp under det slik at elementet 1 i opprettet stilling hviler på hele sin underside 12. Dette gjøres ved at en sand/vann-blanding (slurry) 9 pumpes fra et overflatefartøy 4 gjennom én eller flere slanger 5 som føres ned gjennom en sjakt 6 som fører fra elementets 1 overside til dets underside 12. På undersiden 12 av elementet 1 holdes slangene 5 i riktig posisjon ved hjelp av et system av vaiere 7 og trinser 8. Tilkopling av slangene 5 kan utføres f.eks. ved hjelp av en ROV. Den tilførte sand The drawing shows that the element 1 forms an angle with the seabed 2, and there is thus a need to build up underneath it so that the element 1 in the created position rests on its entire underside 12. This is done by a sand/water mixture (slurry ) 9 is pumped from a surface vessel 4 through one or more hoses 5 which are led down through a shaft 6 which leads from the upper side of the element 1 to its lower side 12. On the lower side 12 of the element 1, the hoses 5 are held in the correct position by means of a system of cables 7 and pulleys 8. Connection of the hoses 5 can be carried out e.g. using an ROV. It added sand

11 fyller etter hvert det åpne rommet 10 mellom elementet 1 og havbunnen 2, og de medfølgende vannmasser vil unnvike gjennom sjakten 6 til omgivende sjø. Etter endt injisering trekkes 11 gradually fills the open space 10 between the element 1 and the seabed 2, and the accompanying water masses will escape through the shaft 6 to the surrounding sea. After finishing the injection, withdraw

slangene 5 opp og fjernes. the hoses 5 up and removed.

Ved den viste injiseringsmetode er det ikke nødvendig med på forhånd installerte injiseringsrør, og det er videre mulig å bruke sand 11 som ikke sedimenterer slik at det er enkelt å flytte elementet 1 til et nytt installasjonssted. På det nye stedet koples slangeutstyret opp på ny for injisering tilpasset det nye installasjonsstedet. With the injection method shown, there is no need for previously installed injection pipes, and it is also possible to use sand 11 which does not settle so that it is easy to move the element 1 to a new installation location. At the new location, the hose equipment is reconnected for injection adapted to the new installation location.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fundamentering på havbunnen (2) av fortrinnsvis flyttbare offshore-elementer (1) som er utstyrt med nedadrettede, tette skjørt (3), hvor et hulrom (10) som dannes mellom elementets (1) underside (12), skjørtene (3) og havbunnen (2) ved nedsetting av nevnte element (1) på en skrå og/eller ujevn bunn (2), fylles med sand e.l. (11) som til-føres hulrommet (10) ved hjelp av slanger (5) som transporterer en sand/vannblanding (slurry) (9) fra et overflatefartøy (4) og ned gjennom en fortrinnsvis sentralt beliggende sjakt (6) , karakterisert ved at sjakten anordnes som en åpen sjakt gjennom elementet (1) og inn i nevnte hulrom (10), hvorved elementet (1), under fylloperasjonen av hulrommet (10) , utsettes for begrenset trykk, hovedsakelig lik omgivel-sestrykk, idet skjørtet (3) er ført ned i havbunnen (2).1. Method for foundation on the seabed (2) of preferably movable offshore elements (1) which are equipped with downward-directed, tight skirts (3), where a cavity (10) is formed between the element's (1) underside (12), the skirts (3) and the seabed (2) when the aforementioned element (1) is placed on a sloping and/or uneven bottom (2), is filled with sand or the like. (11) which is supplied to the cavity (10) by means of hoses (5) which transport a sand/water mixture (slurry) (9) from a surface vessel (4) down through a preferably centrally located shaft (6), characterized in that the shaft is arranged as an open shaft through the element (1) and into said cavity (10), whereby the element (1), during the filling operation of the cavity (10), is exposed to limited pressure, essentially equal to ambient pressure, as the skirt (3) is led down to the seabed (2). 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den sentralt beliggende sjakten (6) gjennom elementet (1) er tilpasset for å oppta nevnte fleksible slanger (5) samtidig med at vann fra slurry-blandingen (9) tillates å unslippe gjennom nevnte sjakt (6) og ut i omgivende vannmasser.2. Method as stated in claim 1, characterized in that the centrally located shaft (6) through the element (1) is adapted to accommodate said flexible hoses (5) while allowing water from the slurry mixture (9) to escape through said shaft (6) and into surrounding bodies of water. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at sjakten (6) benyttes som en setningstank for finstoff.3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the shaft (6) is used as a settling tank for fines. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at slangene (5) og annet nødvendig utstyr slik som vaiere (7) og trinser (8) påmonteres elementet (1) før nedsenkning.4. Procedure as specified in claim 1, 2 or 3, characterized in that the hoses (5) and other necessary equipment such as cables (7) and pulleys (8) are mounted on the element (1) before immersion. 5. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at slangene (5) kan styres, flyttes og holdes i ønsket posisjon under elementets underside (12).5. Method as stated in any of the preceding claims, characterized in that the hoses (5) can be controlled, moved and held in the desired position under the underside of the element (12). 6. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at slangene (5) tilkoples og demonteres ved hjelp av ROV (fjern-styrt kjøretøy) eller dykker.6. Procedure as specified in any of the preceding claims, characterized in that the hoses (5) are connected and dismantled using an ROV (remotely operated vehicle) or a diver. 7. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at slangene (5), etter endt fylling, trekkes opp og fjernes fra elementet (1).7. Method as specified in any of the preceding claims, characterized in that the hoses (5), after filling, are pulled up and removed from the element (1). 8. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en sand/vannblanding (slurry) (9) hvor sanden kan bestå av ikke sedimenterbar sand.8. Method as specified in any of the preceding claims, characterized in that a sand/water mixture (slurry) (9) is used where the sand may consist of non-sedimentable sand. 9. Anlegg for fundamentering på havbunnen (2) av fortrinnsvis flyttbare offshore-elementer (1) som er utstyrt med nedadrettede tette skjørt (3), hvor et hulrom (10) som dannes mellom elementets (1) underside (12), skjørtene (3) og havbunnen (2) ved nedsetting av nevnte element (1) på en skrå og/eller ujevn bunn (2), fylles med sand eller lignende (11) som tilføres hulrommet (10), karakterisert ved at det omfatter en fortrinnsvis sentralt beliggende åpen sjakt (6) gjennom elementet (1), i hvilken det er anordnet slanger (5) som ved havoverflaten er koplet til et overflatefartøy (4) og som ved havbunnen (2) er ført inn i hulrommet (10).9. Facility for foundation on the seabed (2) of preferably movable offshore elements (1) which are equipped with downward-directed tight skirts (3), where a cavity (10) is formed between the underside (12) of the element (1), the skirts ( 3) and the seabed (2) when the aforementioned element (1) is placed on a sloping and/or uneven bottom (2), is filled with sand or similar (11) which is fed into the cavity (10), characterized in that it comprises a preferably centrally located open shaft (6) through the element (1), in which hoses (5) are arranged which are connected to a surface vessel (4) at the sea surface and which are led in at the seabed (2) in the cavity (10). 10. Anlegg som angitt i krav 9, karakterisert ved at slangene (5) styres og holdes i posisjon på undersiden (12) av elementet (1) ved hjelp av et system av vaiere (7) og trinser (8).10. Facilities as stated in claim 9, characterized in that the hoses (5) are controlled and held in position on the underside (12) of the element (1) by means of a system of cables (7) and pulleys (8).