NO335458B1 - Liquid construction in concrete - Google Patents

Abstract

Flytende konstruksjon (1) i betong, fortrinnsvis for lagring av olje. Konstruksjonen (1) omfatter en hovedsakelig torusformet skallkonstruksjon (2) med innvendig radielle vegger (15), og en oppad og nedad krummet domformet skallkonstruksjon (7, 8) som lukker den hovedsakelig torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde, henholdsvis oventil og nedentil.Liquid construction (1) in concrete, preferably for oil storage. The structure (1) comprises a substantially toroidal shell structure (2) with internally radial walls (15), and an upwardly and downwardly curved dome-shaped shell structure (7, 8) which closes the open center region of the substantially toroidal shell structure, at the top and bottom, respectively.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en flytende konstruksjon i betong, fortrinnsvis for lagring av olje. The present invention relates to a floating construction in concrete, preferably for storing oil.

Den flytende konstruksjonen kan i tillegg til å være et oljelager også påmonteres for eksempel olje- og gassbehandlingsutstyr og således fungere som en flytende olje- og gassplattform til havs. Konstruksjonen kan også fungere som flytelegeme alene, altså uten lagerfunksjon. In addition to being an oil storage facility, the floating structure can also be fitted with, for example, oil and gas processing equipment and thus function as a floating oil and gas platform at sea. The construction can also function as a floating body on its own, i.e. without a storage function.

NO 147591 B omhandler en innretning i form av et flytelegeme som er utformet for å redusere legemets stamping, rulling og neddykking. Legemet som kan være en flytende plattform eller et oljelager, kan være utformet som en rør-ring. Legemet er utformet med en innvendig lukket ring hvor det lagrede materiale kan flyte fritt. Selve rør-ringen er ved sin ytre krets omgitt av en sylindrisk vegg som rager over vannflaten og også ned under vannflaten. I flytelegemets bunn er det anordnet i det vesentlige vertikale, nedad åpne og forøvrige lukkede kamre som i flytetilstanden er helt fylt med vann, hvorved legemets massetreghetskrefter forandres. NO 147591 B relates to a device in the form of a floating body which is designed to reduce the body's stomping, rolling and submersion. The body, which can be a floating platform or an oil reservoir, can be designed as a pipe ring. The body is designed with an internal closed ring where the stored material can flow freely. The tube ring itself is surrounded by a cylindrical wall on its outer circumference that projects above the water surface and also down below the water surface. At the bottom of the floating body there are essentially vertical, downwardly open and otherwise closed chambers which are completely filled with water in the floating state, whereby the mass inertial forces of the body are changed.

NO 320663 B1 beskriver et flytende sylinderformet oljelager med en sylindrisk senterseksjon og tankseksjoner som alle er knyttet til den sentrale seksjon som inneholder rørsystemer. Formålet med denne konstruksjonen er først og fremst å optimalisere rørsystemene som forbinder tankene i et tankanlegg av den aktuelle type. NO 320663 B1 describes a floating cylindrical oil storage with a cylindrical central section and tank sections which are all connected to the central section which contains piping systems. The purpose of this construction is primarily to optimize the pipe systems that connect the tanks in a tank system of the type in question.

Et mål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et flytende oljelager i betong som kan bygges med effektive byggemetoder og således være økonomisk konkurransedyktig med dagens løsninger. An aim of the present invention is to provide a floating oil storage in concrete that can be built with efficient construction methods and thus be economically competitive with current solutions.

Et annet mål er at den flytende konstruksjonen skal ha gode hydrodynamiske egenskaper i alle sjøtilstander. I denne forbindelse er det viktig å unngå at perioden for henholdsvis hiv og stamp (altså vertikal bevegelse og rotasjon) ikke er for sterkt koplet sammen slik at disse bevegelser forsterkes. Another goal is that the floating construction should have good hydrodynamic properties in all sea conditions. In this connection, it is important to avoid that the period for lifting and stomping respectively (i.e. vertical movement and rotation) are not too strongly linked together so that these movements are reinforced.

Et ytterligere mål er at denne flytende konstruksjonen skal ha en styrkemessig gunstig utforming slik at for eksempel differensialtrykk over påkjente vegger er relativt lavt. A further aim is that this floating construction should have a favorable design in terms of strength so that, for example, differential pressure over stressed walls is relatively low.

Enda et annet mål er at den flytende konstruksjonen skal være fleksibel, det vil si at den i tillegg til et oljelager også skal på en enkel måte kunne påmonteres ønsket utstyr og således fungere som en olje- eller gassplattform til havs. Yet another goal is that the floating construction should be flexible, that is to say that in addition to an oil storage, it should also be able to easily attach the desired equipment and thus function as an oil or gas platform at sea.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en flytende konstruksjon The objectives of the present invention are achieved by a floating construction

i betong, fortrinnsvis for lagring av olje, omfattende: en hovedsakelig torusformet skallkonstruksjon med innvendige radielle vegger/avstigninger og en skallkonstruksjon som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde oventil, og videre kjennetegnet ved en nedadkrummet domformet skallkonstruksjon som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde nedentil. in concrete, preferably for the storage of oil, comprising: a mainly torus-shaped shell structure with internal radial walls/steps and a shell structure that closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure above, and further characterized by a downwardly curved dome-shaped shell structure that closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure below.

Foretrukne utførelsesformer av den flytende konstruksjonen er videre utdypet i kraven 2 til og med 6. Preferred embodiments of the floating structure are further elaborated in claims 2 to 6.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen skal nå forklares med henvisning til de vedfører tegninger, hvor A preferred embodiment of the invention will now be explained with reference to the accompanying drawings, where

figur 1 viser en flytende konstruksjon i følge oppfinnelsen med en påmontert dekkskonstruksjon, figure 1 shows a floating structure according to the invention with an attached deck structure,

figur 2 viser den flytende konstruksjonen fra figur 2, men nå med en del av den øvre skallkonstruksjonen fjernet. Den flytende konstruksjonen er her vist uten dekkskonstruksjonen, figure 2 shows the floating construction from figure 2, but now with part of the upper shell construction removed. The floating construction is shown here without the deck construction,

figur 3 viser et plansnitt av den flytende konstruksjonen, figure 3 shows a plan section of the floating structure,

figur 4 viser et frontsnitt av den flytende konstruksjonen i en operasjonsfase med tomme tanker, og figure 4 shows a front section of the floating structure in an operational phase with empty tanks, and

figur 5 viser den flytende konstruksjonen nå i operasjonsfase med fulle tanker. figure 5 shows the floating construction now in the operational phase with full tanks.

Med henvisning til figurene er en flytende konstruksjon 1 i betong vist. Konstruksjon 1 har lagertanker for olje og er i figur 1 vist med en mulig dekkskonstruksjon. With reference to the figures, a floating construction 1 in concrete is shown. Construction 1 has storage tanks for oil and is shown in Figure 1 with a possible deck construction.

Den flytende konstruksjon 1 har en torusformet skallkonstruksjon 2 som i den viste utførelse er hovedsakelige ringformet med en ytre og indre sylindrisk vegg 3, 5. De ytre og indre sylindriske vegger 3, 5 er i sitt øvre område forbundet med en oppadkrommet torusdel 10 og sitt nedre område med en nedadrettet torusdel 11 som således lukker den torusformede skallkonstruksjon 2. Den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjon 2 er anordnet med innvendige radielle vegger 15, og det vises i denne forbindelse spesielt til figur 2 og 3. Den torusformede skallkonstruksjonen 2 er anordnet med en oppad og nedad krummet domformet skallkonstruksjon 7, 8 som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde, henholdsvis oventil og nedentil. The floating structure 1 has a torus-shaped shell structure 2 which, in the embodiment shown, is mainly ring-shaped with an outer and inner cylindrical wall 3, 5. The outer and inner cylindrical walls 3, 5 are connected in their upper area with an upwardly chromed torus part 10 and its lower area with a downwardly directed torus part 11 which thus closes the torus-shaped shell structure 2. The main torus-shaped shell structure 2 is arranged with internal radial walls 15, and in this connection it is shown in particular to figures 2 and 3. The torus-shaped shell structure 2 is arranged with an upward and downwardly curved dome-shaped shell structure 7, 8 which closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure, respectively above and below.

Den ytre sylindriske vegg 3 har i den viste utførelsen dobbel utforming innbefattet tverrgående skott 4. Det skal i denne forbindelse nevnes at det normalt stilles krav om doble skrog på slike installasjoner. Den doble utformingen av veggen 3 tilveiebringer kammere som for eksempel kan ballasteres for å regulere den flytende konstruksjonens fribord under de forskjellige operasjonsfaser. In the embodiment shown, the outer cylindrical wall 3 has a double design including transverse bulkheads 4. It should be mentioned in this connection that double hulls are normally required for such installations. The double design of the wall 3 provides chambers which, for example, can be ballasted to regulate the freeboard of the floating construction during the different operational phases.

I den viste utførelse har de innvendige radielle vegger 15 en høyde lik de ytre og indre sylindriske vegger 3, 5. Det skal nevnes at de innvendige radielle In the embodiment shown, the inner radial walls 15 have a height equal to the outer and inner cylindrical walls 3, 5. It should be mentioned that the inner radial

vegger 15 kan enten begynne høyere oppe eller avsluttes lengre nede. De radielle veggene 15 har som hovedformål å sørge for global stivhet og å hindre "skvalping" inne i lagervolumet. De radiale vegger 15 er anordnet med innvendige tverrgående skott 16. walls 15 can either start higher up or end further down. The main purpose of the radial walls 15 is to ensure global stiffness and to prevent "sloshing" inside the bearing volume. The radial walls 15 are arranged with internal transverse bulkheads 16.

Den geometriske utformingen av den flytende konstruksjon 1 er et resultat av et antall designkriterier som for eksempel krav til: stabilitet, styrke med hensyn til opptredende vanntrykk etc, sikkerhet med hensyn til kollisjon fra for eksempel skip, minimal vekt og dypgang og effektive byggemetoder som for eksempel tunnelforskaling, glidestøp, prefabrikkering av segmenter med mer. The geometrical design of the floating structure 1 is the result of a number of design criteria such as requirements for: stability, strength with regard to occurring water pressure etc, safety with regard to collisions from e.g. ships, minimal weight and draft and efficient construction methods such as for example tunnel formwork, slip casting, prefabrication of segments and more.

Med bakgrunn i de ovenfor omtalte kriterier ble den optimale løsning en flytende konstruksjon 1 bestående av en hovedsakelig torusformet skallkonstruksjon 2 med en oppad og nedadkrommet domformet skallkonstruksjon 7, 8 eller kuleskall som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde, henholdsvis oventil og nedentil. I selve lageret er det radielle vegger 15 som skal ta opp "sloshing-krefter" og sikre global stivhet og styrke. I den viste utførelse stopper de innvendige radielle vegger 15 ved nedre og øvre ringbjelkenivå, slik at oljen er fri til å strømme under veggene rundt i torusformen. Løsningen med torusformen og de radielle vegger 15 som ikke går helt ned tillater væsken å strømme fritt i bunnen av tanken slik at hele volumet er å betrakte som en stor tank (fri væskeoverflate). Dette gir den flytende konstruksjonen 1 et akseptabelt forhold mellom egenperiode for vertikalbevegelse og rotasjon i flytende tilstand hvor man unngår hydrodynamiske problemer og oppnår god stabilitet. Den geometriske utformingen av den flytende konstruksjonen 1 med de ulike skallformede domer, torus og sylindre bærer de opptredende vanntrykk på en effektiv måte. Videre gir dette en meget enkel/rotasjonssymmetrisk lastfordeling og følgelige armeringsføring som legger til rette foren kostnadseffektiv fremstilling av den flytende konstruksjonen 1. Figur 4 viser den flytende konstruksjonen 1 i en operasjonstilstand med tomme innvendige lagertanker. Med hensyn til stabilitet for den flytende konstruksjonen 1 vil de innvendige lagertankene være fylt med væske opptil det viste nivå. Figur 5 viser den flytende konstruksjonen 1 i en operasjonstilstand med fulle innvendige lagertanker. Based on the criteria mentioned above, the optimal solution was a floating structure 1 consisting of a mainly torus-shaped shell structure 2 with an upward and downward chrome dome-shaped shell structure 7, 8 or spherical shell which closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure, respectively above and below. In the bearing itself, there are radial walls 15 which will absorb "sloshing forces" and ensure global stiffness and strength. In the embodiment shown, the internal radial walls 15 stop at the lower and upper ring beam level, so that the oil is free to flow under the walls around the torus shape. The solution with the torus shape and the radial walls 15 which do not go all the way down allows the liquid to flow freely in the bottom of the tank so that the entire volume can be considered a large tank (free liquid surface). This gives the floating structure 1 an acceptable ratio between natural period for vertical movement and rotation in the floating state, where hydrodynamic problems are avoided and good stability is achieved. The geometric design of the floating construction 1 with the various shell-shaped domes, torus and cylinders carries the occurring water pressures in an efficient manner. Furthermore, this provides a very simple/rotationally symmetrical load distribution and consequent reinforcement guidance which facilitates the cost-effective production of the floating structure 1. Figure 4 shows the floating structure 1 in an operational state with empty internal storage tanks. With regard to stability for the floating structure 1, the internal storage tanks will be filled with liquid up to the level shown. Figure 5 shows the floating structure 1 in an operational state with full internal storage tanks.

Den flytende konstruksjonen 1 flyter høyt i vannet når de innvendige lagrene er tomme og lavere i vannet når de innvendige lagrene er fylt opp. I begge tilfellene er differensialtrykket over veggene relativt små. The floating structure 1 floats high in the water when the internal bearings are empty and lower in the water when the internal bearings are filled. In both cases, the differential pressure across the walls is relatively small.

En utførelsesform av den flytende konstruksjonen 1 er omtalt ovenfor, men det skal forstås at den flytende konstruksjonen 1 kan ha andre utforminger, for eksempel kan det tenkes en "mer fullkommen" torusformet skallkonstruksjon 2 uten de ytre og indre vertikale vegger. De innvendige radielle vegger 15 kan også ha en annen utforming enn i det viste utførelseseksempel. An embodiment of the floating construction 1 is discussed above, but it should be understood that the floating construction 1 can have other designs, for example a "more perfect" torus-shaped shell construction 2 without the outer and inner vertical walls can be imagined. The internal radial walls 15 can also have a different design than in the embodiment shown.

Claims (6)

1. Flytende konstruksjon (1) i betong, fortrinnsvis for lagring av olje, omfattende: en hovedsakelig torusformet skallkonstruksjon (2) med innvendige radielle vegger/avstigninger (15) og en skallkonstruksjon (7) som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens åpne senterområde oventil, og viderekarakterisert veden nedadkrummet domformet skallkonstruksjon (8) som lukker den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjonens (2) åpne senterområde nedentil.1. Floating construction (1) in concrete, preferably for the storage of oil, comprising: a mainly torus-shaped shell structure (2) with internal radial walls/steps (15) and a shell structure (7) which closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure above, and further characterized the wood downwardly curved dome-shaped shell structure (8) which closes the open center area of the mainly torus-shaped shell structure (2) below. 2. Flytende konstruksjon (1) i følge krav 1, karakterisert vedat den hovedsakelige torusformede skallkonstruksjon (2) er en hovedsakelig ringformet skallkonstruksjon med en ytre og indre sylindrisk vegg (3,5) som i sitt øvre område er forbundet med en oppad krummet torusdel (10) og sitt nedre område med en nedad krummet torusdel (11).2. Floating structure (1) according to claim 1, characterized in that the mainly torus-shaped shell construction (2) is a mainly ring-shaped shell construction with an outer and inner cylindrical wall (3,5) which in its upper area is connected to an upwardly curved torus part (10) and its lower area to a downwardly curved torus part (11). 3. Flytekonstruksjon (1) i følge krav 2, karakterisert vedat den ytre og indre sylindriske vegg (3,5) er vertikal.3. Floating structure (1) according to claim 2, characterized in that the outer and inner cylindrical wall (3,5) is vertical. 4. Flytende konstruksjon (1) i følge krav 2 eller 3, karakterisert vedat de innvendige radielle vegger (15) har en høyde lik de ytre og indre sylindriske vegger (3,5).4. Floating construction (1) according to claim 2 or 3, characterized in that the inner radial walls (15) have a height equal to the outer and inner cylindrical walls (3,5). 5. Flytende konstruksjon (1) i følge et hvert av de foregående krav,karakterisert vedat de innvendige radielle vegger (15) har dobbel utforming med innvendige tverrgående skott (16).5. Floating construction (1) according to each of the preceding claims, characterized in that the internal radial walls (15) have a double design with internal transverse bulkheads (16). 6. Flytende konstruksjon (1) i følge krav 2, 3, 4 og 5, karakterisert vedat den ytre sylindriske vegg (3) har dobbel utforming innbefattende tverrgående skott (4).6. Floating construction (1) according to claims 2, 3, 4 and 5, characterized in that the outer cylindrical wall (3) has a double design including transverse bulkheads (4).