NO318859B1 - Fremgangsmate for flytting av offshore-konstruksjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for løfting og transportering av en bærekonstruksjon for en stasjonær offshore-konstruksjon, hvilken bærekonstruksjon har et rørformet fagverk som omfatter ben og avstivere, hvilke ben strekker seg fra sjøbunnen og har et parti som befinner seg over vannflaten, hvor langstrakte oppdriftslegemer ballasteres til en hovedsakelig opprettstående stilling og forbindes med bærekonstruksjonen under og over vannflaten, hvorpå oppdriftslegemene deballasteres for å løfte bærekonstruksjonen og tillate tauing av denne i opprettstående stilling.

En slik fremgangsmåte er kjent fra GB 2120606. Denne tid-ligere kjente fremgangsmåte benytter oppdriftslegemer som festes til bærekonstruksjonen ved hjelp av oppad åpne kroker som inngriper under horisontale avstivere i bærekonstruksjonen. Når oppdriftslegemene deballasteres for å løfte bærekonstruksjonen, blir avstiverne utsatt for tverrbe-lastninger som de ikke er konstruert for. Slike krefter kan bringe bærekonstruksjonens strukturelle integritet i fare. Uansett forhindrer den begrensede styrke av de horisontale avstivere løfting av bærekonstruksjonen før alt utstyret på overstellet er fjernet.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å unngå de overnevnte ulemper og mangler.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av en fremgangsmåte som angitt i det første avsnitt ovenfor, hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved at hvert oppdriftslegeme i den opprettstående stilling festes til et av bena av bærekonstruksjonen under vann ved hjelp av i det minste en forbindelse som kan overføre hovedsakelig horisontale krefter, hvorpå oppdriftslegemet deballasteres for å utøve en løftekraft på bærekonstruksjonen hovedsakelig via den øvre ende av oppdriftslegemet og en kraftopptakende anordning innrettet på nevnte ben over vannflaten.

Da hele løftekraften fra oppdriftslegemene overføres til bærekonstruksjonens ben, vil kreftene virke på strukturelle elementer som er konstruert for å ta høye vertikale be-lastninger. Da den kraftopptakende anordning på bena er plassert over vannflaten, kan disse anordninger installeres på bena før løfteoperasjonen på et tørt og lett til-gjengelig sted, for derved å gjøre det mulig å utføre det nødvendige sveisearbeid og kontrollene av dette på en me-get pålitelig måte. Disse særtrekk kan tillate løfting og transport av bærekonstruksjonen med noe eller alt dekk-sutstyret på plass.

Oppfinnelsen vedrører også et system for bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfattende en flerhet langstrakte oppdriftslegemer som har midler for befestigelse til en bærekonstruksjon for en faststående offshore-konstruksjon, idet noen av nevnte midler er egnet til å overføre horisontale krefter mellom oppdriftslegemene og bærekonstruksjonen under vann, hvilken bærekonstruksjon har et rørformet fagverk som omfatter ben og avstivere, hvilke ben strekker seg fra sjøbunnen og har et parti som befinner seg over havflaten, hvilke oppdriftslegemer er ballasterbare til en opprettstående stilling før befestigelse til bærekonstruksjonen og er deballasterbare for å tilføre bærekonstruksjonen en løftekraft, karakterisert ved at hvert oppdriftslegeme ved den ene ende er forsynt med en kraftoverføringsanordning for samvirkning med en kraftopptakende anordning innrettet på i det minste noen av nevnte ben over vannflaten for overføring av i det minste den hovedsakelige del av løftekraften.

Overnevnte og andre særtrekk og fordeler ved fremgangsmåten og systemet ifølge oppfinnelsen, er beskrevet i større detalj nedenfor under henvisning til de vedføyde tegning-er , hvor

Figur 1 er et oppriss sett fra siden av en offshore bærekonstruksjon klar for løfting ifølge en utførelse av foreliggende oppfinnelse, Figur 2 er et isometrisk bilde av bærekonstruksjonen på figur 1 i mindre målestokk, Figur 3 er et oppriss sett fra siden av et oppdriftslegeme ifølge en utførelse av foreliggende oppfinnelse, Figur 4 er et skjematisk grunnriss som illustrerer et for-beredelses tr inn for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figurene 5-8 er skjematiske bilder som illustrerer forskjellige trinn i en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, Figur 9 viser tverrsnitt gjennom ben og oppdriftslegemer ifølge oppfinnelsen og illustrerer fastklemmingen av oppdriftslegemene til de respektive ben, Figur 10 viser tverrsnitt gjennom ben og oppdriftslegemer og illustrerer anslagsorganer mellom oppdriftslegemene og den tilstøtende bærekonstruksjonen, Figur 11 er et oppriss sett fra siden av en kraftabsorbe-rende anordning og en kraftoverførende anordning ifølge oppfinnelsen,

Figur 12 er et grunnriss av elementene på figur 11,

Figur 13 er et bilde noe i likhet med figur 6 og illustrerer en trinn i en alternativ utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Når det gjelder tegningene, viser figur 1 en bærekonstruksjon 1 som hviler på sjøbunnen 2 og strekker seg noe over vannflaten 3. Bærekonstruksjonen er laget som et fagverk omfattende rørformede ben 4 og avstivere 5. En slik bærekonstruksjon betegnes ofte som et understell (jacket).

Til bena 4 av bærekonstruksjonen er det festet oppdriftslegemer 6 i form av langstrakte sylindriske tanker, som er festet til de respektive ben 4 over vannflaten 3 ved hjelp av en kraftoverføringsanordning 7 ved den øvre ende av oppdriftslegemet 6 og en kraftopptakende anordning 8 innrettet på understellsbenet 4. Oppdriftslegemet 6 er også festet til benet 4 under vannflaten på to steder 9, hvis detaljer skal forklares i noen detalj nedenfor.

Figur 2 er et asymmetrisk bilde av understellet på figur 1 og viser at alle bena 4 av understellet 1 er blitt forsynet med et oppdriftslegeme 6. Det vil forståes at antall ben som behøver bli forsynet med et oppdriftslegeme vil avhenge av understellets vekt og eventuelt dekksutstyr (ikke vist} og oppdriftslegemenes størrelse. Videre kan to eller tre oppdriftstanker være sveiset sammen og fungere som en enhet. Stabilitetskrav vil også måtte taes i be-traktning i valget av antall og fordeling av oppdriftslegemene .

En utførelse av oppdriftslegemet 6 er vist på figur 3. Oppdriftslegemet har en sylindrisk oppdriftstank 10, som

kan være delt i en flerhet rom forsynt med rør og ventiler velkjent for fagmannen, for fylling av rommene med vann og fortrengning av vann ved hjelp av trykkluft. Ved toppen er oppdriftstanken 10 forsynt med et overgangsstykke 11, som har en tilspisset form og danner et lukket legeme for å gi oppdrift og et lite vannplanareal når oppdriftslegemet befinner seg i den maksimalt neddykkede tilstand. Overgangsstykke t 11 virker som en kraftoverføringsanordning Bom

overfører oppdriftskreftene fra oppdriftslegemet 4 gjennom en tversgående tapp 12 ved toppen av overgangsstykket, til en kraftopptakende anordning eller brakett 13 sveiset til det respektive ben 4 av bærekonstruksjonen 1 over vannflaten 3.

Oppdriftstanken i den foreliggende utførelse er forsynt med to bolteklemmer 14 for fast befestigelse til det respektive understellsben 4 før løfteoperasjonen starter. Ytterligere detaljer ved disse klemmer vil være beskrevet nedenfor i forbindelse med figur 9.

Anslagsorganer 15, som også virker som rullestoppere, strekker seg på begge sider av bolteklemmene 14 langs lengden av oppdriftstanken 10. Ytterligere detaljer vil være beskrevet nedenfor i forbindelse med figur 10. Rullestopperne er forsynt med holdekroker 16 som kan gripe bak tversgående avstivere 5 (ikke vist) av bærekonstruksjonen 1 for å holde oppdriftstanken i stilling langs understellsbenet 4 mens oppdriftstanken 6 heves litt for at overgangstykkets 11 tapp 12 skal få kraftoverførende kontakt med den kraftopptakende brakett 13, hvorpå bolteklemmene 14 kan strammes for å overta holdevirkningen. Holdekrokene 16 er kun beregnet på å gi en horisontal holde-kraft, det vil si at de respektive, horisontale avstivere ikke er ment å skulle komme i kontakt med bunnen av holde-krokenes 16 åpninger under denne operasjon. Rullestopperne 15 kan også virke som slingrekjøler under den horisontale tauing av oppdriftslegemet 6 til installasjonsstedet. Rullestopperne 15 behøver ikke å strekke seg i hele opp-drif tstankens 4 lengde, men kan være anordnet som to eller flere separate seksjoner som vist ved festepunktene 9 i utførelsen på figur 1.

Holdekrokene 16 kan være glidbare langs rullestopperne 15 og fikserbare på ethvert ønsket sted for å kunne justeres nøyaktig til avstivernes plassering i forskjellige understell som oppdriftslegemene 6 kan benyttes for. Slik langsgående justerbarhet er normalt ikke nødvendig for bolteklemmene 14 fordi de har den fordel at de kan gripe om benet 4 på ethvert sted mellom avstiverne og derfor kan plasseres slik at de passer til flere forskjellige understellskonstruksjoner.

En fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen skal beskrives nedenfor under henvisning til figurene 4-8.

Figur 4 viser skjematisk hvorledes et oppdriftslegeme 6 taues i horisontal stilling ved hjelp av taubåter 17 og trekkliner 18 til nærheten av en bærekonstruksjon 1. Der-etter ballasteres tanken 10 ved å slippe vann inn gjennom en fjernstyrt ventil 19, som betjenes via en kabel 20 fra en av taubåtene 17. Dette er vist på figur 5.

Når oppdriftslegemet 6 har nådd en nesten vertikal stilling med kun en del av overgangsstykket 11 ragende oppover vannflaten 3, for derved å gi et lite vannplanareal og tilsvarende lave dynamiske krefter i oppdriftslegemet på grunn av overflatebølger, trekkes oppdriftslegemet 6 mot understellet ved hjelp av vinsjwirer 21 som løper over le-deklyss 22 til en vinsj 23 plassert i overbygningen av offshore-konstruksjonen. Taubåtene 17 og deres trekkliner 18 benyttes til å kontrollere bevegelsen av oppdriftslegemet 6 mot understellet 1. Overbygningen 24 inneholder også en hydraulisk kraftenhet 25 som gir hydraulisk kraft for styring av ventilene på oppdriftslegemet.

På figur 7 er oppdriftslegemet 6 blitt brakt til kontakt med understellet og er blitt hevet noe fra den neddykkede stilling vist på figur 6 for å bringe kraftoverføringstap-pen 12 på overgangsstykket til fast kontakt med den kraftopptakende brakett 13 på understellsbenet 4. I denne stilling blir bolteklemmene 14 tilsatt ved hjelp av en ROV, og styring av ventilene på oppdriftslegemet blir overført fra den assisterende slepebåt eller hjelpefartøy 17 til et styremangfold forbundet med den hydrauliske kraftenhet 25 på overbygningen 24. En lufttilførsel på slepebåten tilfø-rer trykkluft gjennom en slange til oppdriftslegemet.

Når alle oppdriftslegemene nødvendig for løfteoperasjonen er blitt installert på andre ben 4 av understellet 1, kan noen eller alle utstyrsmodulene på overbygningen 24 fjernes avhengig av oppdriftslegemenes løftekapasitet og sta-bilitetskravene til den påfølgende tauing av offshore-konstruksjonen til et sted med smulere vann nær land, hvor demonteringen av offshore-konstruksjonen kan skje.

Når offshore-konstruksjonen er klar for løfting, blir understellets ben kappet, og vann blir fortrengt fra oppdriftslegemene for å heve offshore-konstruksjonen som vist på figur 8. For enkelhets skyld er kun et oppdriftslegeme 6 vist på denne figur, men det vil naturligvis forståes at lignende oppdriftslegemer er blitt anordnet i et fort-rinnsvis symmetrisk mønster rundt understellet 1.

Figur 9 viser ytterligere detaljer ved bolteklemmene 14 angitt på figur 3. Figur 9 viser tre situasjoner, idet si-tuasjonen lengst til høyre viser et oppdriftslegeme 6 fastklemt til et hjørneben 4, mens de to andre figurer illustrerer fastklemmingen av oppdriftslegemet til et ben i siden av understellet. Den sentrale figur illustrerer forskjellige åpne stillinger av klemmen 14, mens figurene til venstre og høyre viser klemmen lukket og strammet ved

hjelp av bolter 26. Det vil forståes at lukking av klemmen 14 og innføring og stramming av boltene 26 kan utføres ved hjelp av en ROV.

Figur 10 illustrerer ytterligere detaljer ved rullestopperne 15 vist på figur 3. De to utførelser illustrerer rullestopperarrangementene for henholdsvis sideben og hjørneben av understellet. Rullestopperne, som inngriper med avstivere 5 i understellet, kan være forsynt med bol-tede mellomleggsplater 27 for enkel justering til varie-rende avstiverdimensjoner. Rullestoppernes anslagsflater kan også være forsynt med et sammentrykkbart gummimateria-le 27 for å kunne virke som støtdempere siden de vil være de første punkter på oppdriftslegemene som kommer i kontakt med understellet. Under offshore-konstruksjonens transportfase vil rullestopperne ha konstant kontakt med understellet på flere punkter og forhindre slingrebevegel-ser av oppdriftslegemene.

Figurene 11 og 12 viser ytterligere detaljer av kraftover-førings- og kraftopptaksanordningene vist på figur 3.

Kraftoverføringsanordningen omfatter to trekantede braketter 29 som danner overgangsstykket 11. Disse braketter er laget av platemateriale og danner en lukket enhet som gir noe oppdrift. Brakettene 29 kan også danne sidevegger av et større volum for å øke oppdriften av overgangsstykket 11. Ved toppunktet av brakettene 29 eller overgangsstykket 11 er det anbrakt en kraftoverføringstapp 12. Tappen 12 opptas i en nedadvendende åpning av en krokiignende bra-ket t 13, som utgjør kraftopptaksanordningen og er sveiset til understellsbenet 4, for eksempel i nærheten av nivået for det såkalte "spider deck", typisk 6-7 meter over havflaten 3. Braketten 13 kan innbefatte en dempningsanord-ning (ikke vist) for å redusere sjokkbelastninger ved den første kontakt mellom kraftoverføringstappen 12 og braketten 13.

En noe forenklet fremgangsmåte for installering av oppdriftslegemene 6 på understellet kan benyttes når vær og bølgeforhold er fordelaktige. Istedenfor å bruke to vinsjwirer til å trekke oppdriftslegemet mot understellsbenet, hvorav i det minste en av wirene må passere gjennom en le-der skive på et betydelig vanndyp, blir en enkelt wire festet til kraftoverføringstappen 12 og ført gjennom kraft-opptaksbraketten 13, for derved å trekke tappen 12 til kontakt med braketten 13 før oppdriftslegemet er helt ned-dykket, og så la hengselvirkningen mellom tappen 12 og braketten 13 utføre styringen av oppdriftslegemet mens det svinger ned til kontakt med understellsbenet ved ytterligere ballastering. Denne forenklede fremgangsmåte kan ha fordel av en V-formet styrearrangement som strekker seg lateralt fra en nedre del av oppdriftslegemet og virker som et innretningsorgan når oppdriftslegemet nærmer seg understellsbenet.

De fremgangsmåter som er beskrevet ovenfor ble utviklet for fjerning av offshore understellskonstruksjoner. Det har imidlertid vist seg at fremgangsmåtene også kan benyttes for installasjon. Vanligvis blir understellskonstruksjonen fabrikkert horisontalt på et skipsverft og forskjø-vet ut på en lekter for transport offshore, med påfølgende sjøsetting og vending til opprettstående stilling ved hjelp av oppdriftstanker som er forbundet med bena. En annen vanlig fremgangsmåte er løftinstallasjon offshore ved bruk av et stort avgående kranfartøy.

Nye alternativer for installasjonen kan være:

Alternativ 1:

■ På et dypt sted innenskjærs blir understellet løftet av fra sjøsettingslekteren ved hjelp av et innenskjærs kranfartøy og senket ned i vannet og snudd til opprettstående stilling ved hjelp av oppdriftstankene forbundet med understellsbena. ■ For å redusere kravene til innenskjærskranen kan det benyttes en neddykkbar lektertype for transporten til stedet innenskjærs. Lekterdekket kan neddykkes og de-ler av understellet kan gjøres flytende før avløf-tingen. ■ Rent prinsipielt kan overbygningsmoduler installeres på understellet av en innenskjærs kran og følge transporten til installasjonsstedet til havs. Stør-relsen av overbygningens vektkapasitet må ligge innenfor stabilitetskapasiteten. Oppdriftstankene kan økes i størrelse for å kunne bære nødvendig overbyg-ningsvekt. ■ Understellet kan så taues til installasjonsstedet til havs i vertikal stilling og installeres ved å ballas-

tere tankene, med påfølgende fjerning av tankene, hvoretter pæling kan begynne.

Alternativ 2:

En annen måte er å montere understellseksjonene vertikalt i en flytende fase på et innenskjærs sted. Seksjon etter seksjon (delt horisontalt) kan settes ut i vannet i vertikal tilstand og holdes ved hjelp av lektere og wirejekker eller lignende. Seksjonene blir trinn for trinn senket ned i vannet for å gi rom for neste seksjon ovenfor. Den neste høyere seksjon løftes over den foregående seksjon ved hjelp av flytende kranlektere, eller fløtes

over og sammenføyes ved hjelp av lektere.

Kommentarer til begge de ovenfor angitte alternativer er: ■ Før uttauing blir oppdriftstankene montert på et skjermet innenskjærs sted. ■ Understellet og den modulbærende ramme kan lages som en enhet. ■ Når tankene er blitt festet og understellet er skikkelig fortøyd, kan overbygningsmodulene løftes inn og klargjøres. ■ Når dette er fullført, kan hele konstruksjonen taues til feltet og ballasteres til kontakt med sjø-bunnen. Tankene fjernes. ■ Pælene kan så installeres. Dette kan enten skje på tradisjonell måte, eller pælene kan drives fra dek-ket, i hvilket tilfelle fremgangsmåten er uavhengig av et tungløftfartøy.

■ Boring kan starte.

■ Når reservoaret er tomt, kan tankene på nytt installeres og hele konstruksjonen fjernes eller flyttes ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Det vil forståes at foreliggende oppfinnelse ikke er be-grenset til utførelseseksemplene vist på tegningene og om-talt ovenfor, men kan varieres og modifiseres av fagmannen innenfor rammen av oppfinnelsen definert av de vedføyde patentkrav.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for løfting og transport av en bærekonstruksjon (i) for en faststående offshore-konstruksjon, hvilken bærekonstruksjon (1) har et rørformet fagverk som omfatter ben (4) og avstivere (5), hvilke ben (4) strekker seg fra sjøbunnen (2) og har et parti som befinner seg over vannflaten, hvor langstrakte oppdriftslegemer (6) ballasteres til en hovedsakelig opprettstående stilling og forbindes med bærekonstruksjonen (1) under og over vannflaten (3), hvorpå oppdriftslegemene (6) deballasteres for å løfte bærekonstruksjonen (1) og tillate tauing av denne i opprettstående stilling, karakterisert ved at hvert oppdriftslegeme (6) i den opprettstående stilling festes til et av bærekonstruksjonens (1) ben (4) under vann ved hjelp av i det minste en forbindelse (14) som kan overføre hovedsakelig horisontale krefter, hvorpå oppdriftslegemet (6) deballasteres for å tilføre bærekonstruksjonen (1) en løfte-kraft hovedsakelig via den øvre ende (12) av oppdriftslegemet (6) og en kraftopptaksanordning (13) innrettet på nevnte ben (4) over vannflaten (3).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor oppdriftslegemet (6) bringes til kontakt med den kraftopptakende anordning (13) på nevnte ben (4) etter at det er brakt til nevnte opprettstående stilling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor oppdriftslegemet (6) bringes til kontakt med kraftoverføringsanordningen (13) på nevnte ben (4) før det er fullstendig ballastert til den opprettstående stilling, idet den øvre ende (12) av oppdriftslegemet (6) trekkes til kontakt med et heng-selpunkt i den kraftopptakende anordning (13) ved hjelp av en vinsj (23) , hvorpå oppdriftslegemet (6) bringes til å dreie seg til kontakt med nevnte ben (4) under den endeli-ge ballastering.

4. Fremgangsmåte ifølge krav i, 2 eller 3, hvor den kraftopptakende anordning omfatter braketter (13) som sveises til det respektive ben (4) før løfteoperasjonen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor oppdriftslegemet (6), før det festes til nevnte ben (4), trekkes mot benet (4) ved hjelp av vinsjwirer (21), hvorav i det minste en befinner seg under vannflaten (3), mens det (6) flyter med et vannplanareal som er betydelig mindre enn vannplan-arealet av den hovedsakelige del av oppdriftslegemet (6).

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, hvor oppdriftslegemet (6) festes til nevnte ben (4) under vann ved hjelp av en klemmeanordning (14).

7. System for bruk i fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende en flerhet langstrakte oppdriftslegemer (6) som har midler (12, 14) for befestigelse til en bærekonstruksjon (1) for en faststående offshore-konstruksjon, idet noen av nevnte midler (14) er egnet til å overføre horisontale krefter mellom oppdriftslegemene (6) og bærekonstruksjonen (1) under vann, hvilken bærekonstruksjon (l) har et rørformet fagverk som omfatter ben (4) og avstivere (5), hvilke ben (4) strekker seg fra sjø-bunnen (2) og har et parti som befinner seg over havflaten (3), hvilke oppdriftslegemer (6) er ballasterbare til en opprettstående stilling før befestigelse til bærekonstruksjonen (1) og er deballasterbare for å tilføre bærekonstruksjonen (l) en løftekraft, karakterisert ved at hvert oppdriftslegeme (6) ved den ene ende er forsynt med en kraftoverføringsan-ordning (12) for samvirkning med en kraftopptakende anordning (13) innrettet på i det minste noen av nevnte ben (4) over vannflaten for overføring av i det minste den hovedsakelige del av løftekraften.

8. System ifølge krav 7, hvor den kraftopptakende anordning omfatter en brakett (13) som har form av en krok med åpningen vendende nedad.

9. System ifølge krav 8, hvor kraftoverføringsanordning-en omfatter et oppad avsmalnende overgangsstykke (11) som i toppen er forsynt med en tversgående tapp (12) som passer inn i åpningen av nevnte brakett (13).

10. System ifølge krav 8 eller 9, hvor den kraftopptakende anordning (13) er forsynt med støtabsorberende midler.

11. System ifølge et av kravene 7-10, hvor oppdriftslegemet (6) er forsynt med klemmer (14) som kan gripe rundt det respektive ben (4), og anslagsorganer (15) som strekker seg langsetter på hver side av klemmene (14) for an-slag mot avstivere (5) i bærekonstruksjonen (1) for å forhindre rotasjon av oppdriftslegemet (6).

12. System ifølge krav 11, hvor anslagsorganene (15) er forsynt med kroker (16) som har oppadvendende åpninger for å kunne gripe bak avstivere (5) i bærekonstruksjonen (1) og holde oppdriftslegemet (6) mot nevnte ben (4) mens oppdriftslegemet (6) heves for å bringe kraftoverførings-anordningen (12) til kontakt med den kraftopptakende anordning (13) .