NO318063B1 - Fremgangsmate for flytting av offshore-konstruksjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fjerning av et offshore understell som står på sjøbunnen i et vannområde i henhold til ingressen av krav 1.

US 6540441 beskriver en transportanordning for offshore understell, hvilken transportanordning har en langstrakt, krybbelignende konstruksjon laget av rørformede elementer. Den krybbelignende konstruksjon har et U-formet tverrsnitt. Når den nærmer seg et understell som skal fjernes, blir transportanordningen rotert 90° og fløtet i vertikal stilling slik at den omslutter understellet på tre sider. Etter at transportanordningen er blitt festet til understellet og understellets ben er kuttet, blir transportanordningen med understellet hevet ved deballastering og rotert tilbake til den horisontale stilling før den taues til et forutbestemt bestemmelsessted for understellet. Selv om transportanordningen i sin vertikale stilling beveges mot understellet både ved hjelp av taubåter og vinsjer, har den et ganske betydelig vannlinjeareal, som gjør den utsatt for ukontrol-lerte bevegelser forårsaket av miljøkrefter så som bølger. Slike bevegelser er spesielt kritiske i forbindelsesfasen fordi understellet lett vil kunne bli skadet. Transportanordningen i US 6540441 har også den ulempe at den er større enn nødvendig i den forstand at den har omtrent dobbelt så mye oppdrift som nødvendig for å bære understellet. Dette skyldes at sidene av den U-formede krybbe vil befinne seg helt over vann i en tauesituasjon.

Fra US 3987637 er det kjent en flåtelignende anordning sam-mensatt av rørformede elementer med omriss hovedsakelig som et trapés. Trapésformen er ment å skulle tilsvare formen på en side av et understell. Denne tidligere kjente konstruksjon er kun ment for utfløting og installasjon av et understell. Når understellet er fremme på installasjonsstedet, skal dette sammen med flåten dreies til vertikal stilling før understellet med flåten senkes ned til kontakt med hav-bunnen. Det er vanskelig å se hvorledes denne prosess skal kunne utføres uten bruk av ytterligere oppdriftslegemer hvis ikke understellet i seg selv har en meget betydelig oppdrift.

WO 03/033342 omhandler et lekterlignende fartøy som i seg selv har betydelig oppdrift. Fartøyet er forsynt med en rammekonstruksjon bestående hovedsakelig av fem innbyrdes ortogonale rørformede elementer. Rammen er glidbart anord-net på lekterens dekk slik at den kan forskyves og vippes over bord ved den ene kortside av lekteren og anbringes inntil et understell som skal fjernes fra sjøbunnen. Herun-der blir to av rammens rørformede elementer anbrakt på hver sin side av understellet nær sjøbunnen. Rammen er hele ti-den festet til lekteren, som på grunn av sitt store vannlinjeareal vil være utsatt for bølgeinduserte bevegelser. Disse blir overført til rammen og derved sammenkoblingen av rammen og understellet til en kritisk operasjon. Anordning-en ifølge WO 03/033342 er en komplisert konstruksjon, som dessuten har mye større totalt oppdriftsvolum enn nødvendig for å bære understellet.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å avhjelpe ulempe-ne nevnt ovenfor og å tilveiebringe en fremgangsmåte for bruk av et fartøy som vil gjøre det mulig for fartøyet å nærme seg understellet på en sikker og kontrollert måte også under vanskelige værforhold, mens formen på fartøyet er slik at det har lite ekstra oppdrift og er lett å bygge med vanlig skipsbygningsteknologi og utstyr.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som angitt i krav 1. Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de respektive uselvstendige krav.

For bedre forståelse av oppfinnelsen skal det henvises til følgende beskrivelse av de utførelseseksempler som er vist i de vedføyde tegninger, hvor: figur 1 viser et skjematisk, isometrisk bilde av et fartøy for bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

figurene 2-10 viser sidebilder av forskjellige trinn i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for fjerning av et understell .

Fartøyet 1 vist på figur 1 omfatter en hovedsakelig plan, ballasterbar hovedoppdriftsseksjon 2 og to hjelpeoppdriftsseksjoner 3 som rager ut fra hovedseksjonen. I den forre ende har hovedoppdriftsseksjonen en rektangulær kassesek-sjon 4, også kalt neseseksjon, hvor den fremre del 5 vil tjene som reserveoppdrift under neddykningsoperasjoner og således alltid vil befinne seg over det stille vannivå. Denne fremre del kan inneholde et kontroll- og kraftforsy-ningsrom som betjenes via en navlestrengkabel (ikke vist) som fører fra et hjelpefartøy (ikke vist). Til neseseksjonen 4 er det forbundet en trapésformet overgangsseksjon 6, fra hvilken to divergerende grenpontongseksjoner 7 strekker seg og er forbundet med søylefotseksjoner 8 for hjelpeopp-drif tsseksj onene eller søylene 3. Søylefotseksjonene 8 er forbundet med hverandre ved hjelp av en tversgående opp-drif tsseksjon 9, som spenner over mellomrommet mellom de distale ender av de divergerende grenseksjoner 7. Tverrseksjonen 9 inneholder et pumperom 10.

Generelt sett er fartøyet delta-formet i grunnriss, med en neseseksjon tilføyd ved toppunktet, eller den kan også sam-menlignes med en Y, bortsett fra tverrseksjonen 9.

Med unntak av kontrollrommet 5 og pumperommet 9 er hele fartøyet 1 inndelt i ballastrom. Dette er antydet i side-bildet på figur 2, som også viser at søylefotseksjonene 8 har et avrundet bunnparti 11 som inneholder en tung, permanent eller delvis permanent ballast 12.

Fartøyet 1 er fortrinnsvis laget av en avstivet, flat platekonstruksjon over det hele. Selv om en slik konstruksjon er tyngre enn en rørformet konstruksjon for samme oppdrift, har den flate platekonstruksjon flere fordeler. For eksempel kan flate platekonstruksjoner effektivt fremstilles i skipsverft på grunn av disses lenge etablerte, høyt mekani-serte produksjonslinjer for slike konstruksjoner. Stålmate-rialet vil ikke være en dominerende kostfaktor i denne forbindelse. Det tykkere platematerialet som er nødvendig ved den dypeste neddykkede ende av fartøyet, vil bidra til den faste ballast som er nødvendig ved denne ende på grunn av hydrostatisk stabilitet under neddykningsoperasjonen, noe som vil bli beskrevet senere. Den flate platekonstruksjon gir videre plane dekksflater som vil forenkle og redusere omkostningene ved anordning av understellsbærepunkter på grunn av friheten til å velge posisjonene for slike punk-ter. Figur 2 viser forutinstallerte dekkbærestoler 13 og sterke braketter 14 for befestigelse til understellet 15.

Selv om størrelsen av fartøyet 1 vil avhenge av størrelsen av understellet 15 som skal fjernes eller installeres, har en foretrukket utførelse for virksomhet i Nordsjøen en to-tal lengde på 115 meter, en maksimal bredde på 100 meter og hjelpesøyler som er 37 meter høye. Stålvekten er omtrent 6200 tonn, og den faste ballast 5000 tonn. Deplassementet er omtrent 30 000 tonn for hovedoppdriftsseksjonen og omtrent 11 000 tonn for hjelpeoppdriftssøylene. Maksimal ståltykkelse er omtrent 40 mm.

Et slikt fartøy ville være i stand til å håndtere understell som veier 8000 tonn.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal beskrives nedenfor under henvisning til figurene 2-10. På figur 2 er fartøyet 1 som benyttes vist i delvis ballastert tilstand nær et understell 15 som skal fjernes. De skraverte områder av far-tøyet indikerer ballasterte rom. Fartøyet bringes i denne stilling ved hjelp av taubåter {ikke vist). Det er ikke nødvendig å benytte forankring eller andre former for tra-disjonelle fortøyningssystemer under manøvreringen av far-tøyet mot understellet, med det resultat at forsterkede andre ordens horisontalbevegelser av fartøyet unngås.

På figur 3 er ballast flyttet fra den forre del til søyle-fotseksjonene 8 for å bringe fartøyet til å rotere en vinkel på mindre enn 90° fra horisontalen. Fartøyet kan være i likevekt i den viste stilling på grunn av blant annet den faste ballast 11. Andre likevektsstillinger kan oppnås ved passende ballastjusteringer.

På figur 4 er fartøyet 1 blitt beveget nærmere understellet 15 slik at hjelpeoppdriftssøylene 3 blir liggende på hver

sin side av understellet. Mer ballast er blitt tilført søy-lene 3 for å bringe det avrundede bunnparti 11 av søyleføt-tene 8 til hvile mot sjøbunnen 16 nær understellet 15. Mens disse befinner seg i denne stilling blir ytterligere ballast tilført for å bygge opp tilstrekkelig bunnkontakttrykk til å forhindre fartøyet 1 i å løfte seg fra sjøbunnen ved de dimensjonerende bølgeforhold.

Når fartøyet 1 bringes til den stilling som er vist på figur 4, er taubåtenes eneste oppgave å motvirke de midlere miljøbelastninger, for eksempel vind, bølger og strøm. Fra registreringer av sensorer for bølger, vind og strøm blir disse belastninger beregnet og fordelt på taubåtene. Fra vinsjer (ikke vist) med konstant strekk på toppen av far-tøyets neseseksjon 2 er liner ført via skiver på den nedre del av fartøyet til understellet hvor de forbindes. Fra må-linger av de midlere belastninger i disse liner vil korrek-sjoner bli tilført taubåtenes skyvbelastning for å forbedre taubåtenes evne til å motvirke de midlere miljøbelastninger. Grunnen til denne lastfordelingsstrategi er å avlaste forbindelseslinene for miljøbelastninger slik at linestyr-ken kan benyttes utelukkende for å tilføre manøvreringsbe-lastninger.

På figur 5 er ytterligere ballast blitt tilført hjelpesøy-lene 3 for å rotere fartøyet forbi 90°, slik at hovedseksjonen 2 befinner seg i kontakt med understellet 15 via dennes bærestoler 13 og forbindelsesbraketter 14.

Denne fjerningsoperasjon forutsetter at understellets ben på forhånd er kappet. Det kan være nødvendig å feste for eksempel et hylsearrangement rundt noen av bena for å forhindre de kappede ender fra å gli av sine kontaktflater når fartøyet 1 bringes i kontakt med understellet. Imidlertid vil den slanke form på forparten av fartøyet gjøre det re-lativt bølgetransparent og derved minimalisere de bølgein-duserte krefter som overføres fra fartøyet til understellet.

Før løftingen av understellet kan begynne, må brakettene 14 forbindes sikkert med understellets ben. Disse forbindelser kan være av en direkte sveiset type, en gripertype, en ki-letype eller enhver egnet type kjent for fagmannen. Formålet med disse forbindelsesbraketter er å bære hele vekten av understellet når det løftes fra sjøbunnen.

Når forberedelsene for løfting av understellet er fullført, blir ballastvann pumpet ut av fartøyet 1. Dette kan gjøres på en slik måte at det først beveger seg hovedsakelig ver-tikalt fra sjøbunnen før det begynner rotasjonsbevegelsen. I noen anvendelser kan det imidlertid være foretrukket å begynne fjerningen av ballastvann på en slik måte at far-tøyet 1 og understellet 15 roteres mens den nedre avrundede del 11 av fartøyet fortsatt befinner seg i kontakt med sjø-bunnen 16. Denne rekkefølge er illustrert på figurene 6 og 7. Dette vil overføre noe av understellets 15 vekt til bæ-restolene 13 på fartøyet 1, for derved å avlaste forbindel-sesbrakettene 12 for noe av påkjenningene. Dette resulterer i at den begynnende løfting av understellet kan foregå på en kontrollert måte med mindre risiko for at understellet brekkes løs fra fartøyet på grunn av uventet miljøinnfly-telse eller andre uforutsette omstendigheter. Det vil forstås at den roterende bevegelse fra stillingen vist på figur 6 til stillingen vist på figur 7, hvor fartøyets hovedseksjon 2 kan ha inntatt en vinkel på omtrent 60° med vannflaten 17, oppnås ved å fjerne ballast fra hjelpesøylene 3. I situasjonen vist på figur 7 blir ytterligere ballast fjernet for å løfte fartøyet og understellet fra sjøbunnen, som indikert på figur 8. Ytterligere deballastering, pri-mært av den tversgående pontongseksjonen 9, vil bringe far-tøyet og understellet via stillingen vist på figur 9 til den endelige stilling på figur 10. Etter sikring av understellet 15 til fartøyet 1 kan fartøyet taues til understellets endelige destinasjon.

Det vil ses at under hele fremgangsmåten beskrevet ovenfor vil en del av neseseksjonen 5 alltid befinne seg over van-net av stabilitetshensyn.

Det vil forstås at fartøyet også kan benyttes for installe-ring av et understell. I dette tilfellet vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hovedsakelig bli utført i omvendt rek-kefølge, bortsett fra at det ikke vil være nødvendig med vinsjer på fartøyet.

Den tunge permanente eller delvis permanente ballast 12 i fartøyet 1 kan bestå av betong, jern eller slam, saltlake eller lignende. I denne forbindelse betyr delvis permanent at ballasten kan fjernes, men ikke ved hjelp av enkle pum-per. Videre kan den tunge ballast i det minste delvis være tilveiebrakt ved bruk av tykkere plater enn ellers nødven-dig i området for søylenes 3 søyleføtter 8. Selv om disse søyler i utførelseseksempelet beskrevet ovenfor er vist med firkantet tverrsnitt, kan de hvis ønskelig ha et ovalt eller sirkulært tverrsnitt, eller bestå av en klynge av rør-elementer, for eksempel tatt fra bena av et allerede vraket understell.

I utførelsen beskrevet ovenfor tillater vanndybden at far-tøyet settes ned på sjøbunnen før befestigelse til understellet. Imidlertid er det også mulig å benytte fartøyet i noe dypere vann hvor fartøyet ikke vil være i stand til å berøre sjøbunnen uten å bli fullstendig neddykket. I slike tilfeller vil fartøyet fortsatt nærme seg understellet i en vinkel, men dette vil skje i noen avstand over sjøbunnen. Fartøyets dypgående vil være bestemt av størrelsen av over-henget som tillates av den tilgjengelige kapasitet i far-tøyet til å flytte oppdriftssenteret for å kompensere for tyngdepunktets forskyvning.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet ovenfor under henvisning til et bestemt utførelseseksempel, vil det være klart for fagmannen at oppfinnelsen kan varieres og modifi-seres innenfor rammen av oppfinnelsen definert ved elemen-tene i de vedføyde patentkrav og deres ekvivalenter.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fjerning av et offshoreunderstell (15) som står på sjøbunnen (16) i et vannområde, hvilken fremgangsmåte omfatter de trinn å: (a) tilveiebringe et ballasterbart fartøy (1) som har en hovedoppdriftsseksjon (2) og to hjelpeoppdriftsseksjoner (3) plassert over og på hver side av hovedseksjonen (2), hvilken hovedseksjon (2) er hovedsakelig horisontal i far-tøyets (1) normale flytende tilstand, (b) bringe nevnte fartøy (1) til nærheten av understellet (15) , (c) ballastere fartøyet (1) for å rotere hovedseksjonen (2) til en tilnærmet vertikal tilstand og bringe hovedseksjonen til kontakt med understellet (15), idet hjelpeopp-drif tsseksjonene (3) nå befinner seg på motstående sider av understellet, (d) feste fartøyet (1) til understellet (15) og debal-lastere fartøyet for å heve fartøyet med understellet til vannflaten (17) mens hovedseksjonen roteres tilbake til den hovedsakelig horisontale stilling, karakterisert ved at i trinn (c) blir hovedseksjonen først rotert mindre enn 90° fra horisontalen, hvoretter den senkes slik at dens nedre ende (11) hviler mot sjøbunnen (16) nær understellet (15), og at den deret-ter roteres forbi 90° til kontakt med understellet (15) mens dens nedre ende (11) er hovedsakelig i rullende kontakt med sjøbunnen (16).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinn (d), før fartøyet med understellet heves, blir hjelpeseksjonene (3) deballastert for å rotere fartøyet (1) med understellet (15) mens den nedre ende (11) av fartøyet er i hovedsakelig rullende kontakt med sjøbunnen inntil fartøyets hovedseksjon (2) danner en vinkel med sjøoverflaten (17) på 30° til 70°, fortrinnsvis omtrent 60°.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det benyttes et far-tøy (1) som har et grunnriss hovedsakelig i form av en delta med en forlengelse (4, 5) ved toppen, hvor forlengelsen danner den fremre del av fartøyet og basisen {8, 9) av del-taen danner den aktre del, idet hjelpeoppdriftsseksjonene (3) er lokalisert ved basisens ender (8).

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregå-ende krav, karakterisert ved at fartøyet (1) forsynes med tung, permanent eller delvis permanent ballast (12) i den aktre del, fortrinnsvis i de nedre deler (8) av hjelpeoppdriftsseksjonene (3).

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregå-ende krav, karakterisert ved at i det minste fartøy-ets hovedseksjon (2) fremstilles av avstivede, flate stålplater.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregå-ende krav, karakterisert ved at fartøyet forsynes med avrundede ytterflater (11) ved den nedre ende av hjelpeoppdriftsseksjonene (3, 8).