DE2549859B2 - Verbindung zwischen einer Überwasserplattform o.dgl. und einem Fundament - Google Patents

Verbindung zwischen einer Überwasserplattform o.dgl. und einem Fundament

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Description

hindurchgeführt und weist in der Mitte des letzteren eine eigene Gelenkverbindung auf.
Es ist auch möglich, daß die gegebenenfalls das Zugglied aufnehmende zylindrische öffnung als im begehbarer Hohlkörper ausgebildeten Pfeiler selbst begehbar ist. Hierdurch wird die gesamte oberhalb des Meeresbodens geführte Ölleitung und die Verbindungsstelle zwischen Fundament und Pfeiler zugänglich.
Das innere Gelenkteil kann mit radial verlaufenden Versteifungsrippen versehen sein; die Innenränder der Versteifungsrippen können der Kugelform zugepaßt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zugglied in der Mitte des Kugelgelenks mit diesem über ein Kardangelenk verbunden.
Zweckmäßigerweise ist für die Befestigung des Zuggliedes im Bauteil eine an diesem verankerte Traverse od. dgl. vorgesehen, in welcher das Zugglied drehbar gelagert ist. Das Zugglied kann in Hohlkörperlängsrichtung verstellbar sein.
Das Kardangelenk besteht vorzugsweise aus einer öse od. dgl. des Zuggliedes und einem diese umfassenden Ringkörper mit balliger Oberfläche.
Wahlweise kann der eine Gelenkteil mindestens im Berührungsbereich mit dem anderen Gelenkteil mit einem PTFE-Belag versehen sein; dieser PTFE-Belag geht bevorzugterweise in eine Ringdichtung über.
In der Zeichnung ist eine nachfolgend beschriebene beispielsweise Ausführungsform der Erfindung stark schematisiert dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 einen Teilschnitt durch eine Verbindung zwischen einem Hohlkörper und einem Fundament, F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in F i g. 1 und
Fig.3 eine Fig. 2 ähnliche Darstellung, jedoch in geneigtem Zustand des Hohlkörpers.
Ein am Meeresbogen verankertes oder auf diesem aufgesetztes Fundament 1, z. B. in Caissonform, ist quaderförmig 8'isgebildet und weist einzelne Kammern 2 auf, die in üblicher Weise mit einem Ballaststoff gefüllt sind. Es kann das Fundament jedoch wesentlich größer ausgebildet und auch mit öllagerräumen versehen sein.
Das vielkammerige Fundament 1 weist in der Mitte einen Hohlraum 3 auf, in welchem der innere Teil eines Kugelgelenks 4 gelagert ist. Der Rand des inneren Teils 5 des Kugelgelenks ist zylinderförmig ausgebildet und läuft in eine Platte 6 über, welche beispielsweise mit Gewindestäben 7 mit dem Fundament fest verbunden wird. Der innere Teil des Kugelgelenks 4 weist einen zylindrischen Hohlraum 8 auf. Die Platte 6 hat eine mittige öffnung 9, durch weiche eine Erdölförderleitung 10 hindurchgeführt ist. Der Flansch 11 der Erdölleitung 10 ruht auf der Platte 6.
Im Inneren weist das Kugelgelenk 4 radial verlaufende Versteifungsplatten oder Versteifungsrippen 12 auf, deren Innenkante 13 der Kugelform angepaßt ist.
Derartige Versteifungsrippen sind vornehmlich paarweise im Bereich der Befestigung einer im Querschnitt quadratischen Führungsstange 20 für ein Zugglied 21 vorgesehen. Die quadratische Führungsstange ist über zwei Platten 22 mit der Innenseile des Kugelgelenks drehfest verbunden.
Der mit dem Fundament 1 zu verbindende Hohlkörper 30 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Stahlbetonrohr, dessen Außenwandung 31 mindestens eine Längsbewehrung, jedoch vorzugsweise auch eine Ringbewehrung aufweist. Die Bewehrungen können vorgespannt sein. In der Mitte des zylindrischen Hohlkörpers verläuft die Erdölförderleitung 32; diese führt zu einer im Abstand von der Wasseroberfläche vorgesehenen, mit einer Pumpstation versehenen Überwasserplattform, von welcher in Tanker umgepumpt wird.
Der Hohlkörper ist unterhalb der Wasseroberfläche in der Nähe derselben mit mindestens einem Auftriebskörper versehen und ähnelt somit einer Senkwaage.
Das stark bewehrte Ende 33 des Stahlbetonkörpers weist eine Stahltraverse in Form einer Platte 34 auf, welche eine Öffnung zur Aufnahme des als Zugstange ausgebildeten Zuggliedes 21 aufweist. Das untere Ende
!5 des Zuggliedes ist als öse 35 ausgebildet.
Die im Querschnitt quadratische Führungsstange 20 weist einen Ringkörper 36 auf, durch welchen nicht nur eine Verdrehung des Stahlbetonhohlkörpers senkrecht zur Zeichenebene sondern auch parallel zu dieser möglich ist; auf diese Weise kann sich der Hohlkörper 30 um den Gelenkpunkt allseitig bewegen.
Wenn z. B. eine Hohlkörperlänge von 150 bis 200 m unterstellt wird, werden gewöhnliche Neigungen von maximal ±20° zugelassen; diese Neigungen nimmt das in Rede stehende Kugelgelenk 4 ohne weiieres auf.
Auf der als Traverse ausgebildeten Platte 34 ist ein horizontal drehbares, z. B. als Kugellager ausgebildetes Lager 40 vorgesehen. Man kann so die Zugstange 21 mittels der Mutter 41 vorspannen, um die Kugelgelenkdichtung dem Außenwasserdruclc anzupassen.
Der Hohlkörper weist oberhalb seines massiven Endes 23 einen Ringraum 50 auf, welcher in üblicher Weise mit Ballast gefüllt werden kann. Oberhalb dieses Ringraumes ist ein weiterer ringförmiger Hohlraum 51 vorgesehen.
Auch dieser Hohlraum kann selbstverständlich mit Ballast gefüllt werden oder bleibt vollständig frei, so daß die Zugänglichkeit zur Ölleitung 32 auch in der Nähe der Verbindungsstelle nicht beeinträchtigt wird; die Ölleitung ist in einem ringförmigen Hohlraum 52 geführt und in bestimmten Abständen mit dem Hohlkörper verbunden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist zwischen den beiden Ölförderleitungsteilen 10 und 32 ein freier Hohlraum vorgesehen. Statt dieses Hohlraumes ist es auch möglich, die Erdölleitung durch das Kugelgelenk hindurchzuführen und an der Gelenkstelle für die Ölleitung ein besonderes Gelenk vorzusehen. Bei dieser Ausführungsform ist sogar während des Betriebes eine
Überprüfung der Verbindungsstelle zwischen Fundament 1 und Hohlkörper 30 möglich. Bei der dargestellten Ausführungsform ist demgegenüber die Ölleitung im Fundament erst abzusperren und der oberhalb derselben liegende Teil der Ölleitung auszupumpen.
Die Aufgabe des Kugelgelenks im Hohlkörper besteht aus einer annähernd halbkreisförmigen Ausnehmung 53, die mit einem PTFE-Belag 54 ausgelegt ist. Der PTFE-Belag geht an der dem Fundament 1 gegenüberliegenden Bodenflächa 55 des Hohlkörpers in eine Ringdichtung 56 über.
Auf diese Weise ist eine absolute Dichtigkeit zwischen dem Kugelgelenk und dem Hohlkörper gewährleistet, so daß das Eindringen von Wasser in die Verbindungsteile und damit auch in den Hohlkörper wirkungsvoll verhindert wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Verbindung zwischen einer im Abstand von der Wasseroberfläche an einem als Pfeiler od. dgl. ausgebildeten Bauteil angeordneten Überwasserplattform od. dgl. und einem im/am Meeresboden verankerten, als Fundament ausgebildeten weiteren Bauteil unter Verwendung von zwei kugeligen, ein Kugelgelenk bildenden, in bezug aufeinander verschwenkbaren Gelenkteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gelenkteil (4) in oder an einem Bauteil (30) und das andere da2u allseitig verschwenkbare Gelenkteil in oder am anderen Bauteil (1) unbeweglich befestigt sind und daß das innere Gelenkteil über ein Zugglied (21) mit dem gegenüberliegenden Bauteil (30) gelenkig verbunden ist.
2. Verbindung, bei der der Pfeiler als Hohlkörper zui· Aufnahme einer Ölleitung ausgebildet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Kugelgelenks (4) als offener Verbindungskanal für die Ölleitung (10,32) ausgebildet ist.
3. Verbindung, bei der der Pfeiler als Hohlkörper zur Aufnahme einer Ölleitung ausgebildet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölleitung (10,32) durch den Hohlraum des Kugelgelenks (4) hindurchgeführt ist und in der Mitte des letzteren eine eigene Gelenkverbindung aufweist.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls das Zugglied (21) aufnehmende zylindrische Öffnung im als begehbarer Hohlkörper ausgebildeten Pfeiler selbst begehbar ist.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gelenkteil mit radial verlaufenden Versteifungsrippen (12) versehen ist.
6. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenränder der Versteifungsrippen (12) der Kugelform angepaßt sind.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (21) in der Mitte des Kugelgelenks (4) mit diesem über ein Kardangelenk (36) verbunden ist.
8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Befestigung des Zuggliedes (21) im Bauteil (30) eine an diesem verankerte Traverse (34) od. dgl. vorgesehen ist, in welcher das Zugglied (21) drehbar gelagert ist.
9. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied (21) in Hohlkörperlängsrichtung verstellbar ist.
10. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kardangelenk aus einer Öse (35) od. dgl. des Zuggliedes (21) und einem diese umfassenden Ringkörper (36) mit balliger Oberfläche besteht.
11. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gelenkteil (1, 4) mindestens im Berührungsbereich mit dem anderen Gelenkteil (1,4) mit einem PTFE-Belag (54) versehen ist.
12. Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der PTFE-Belag (54) in eine Ringdichtung (56) übergeht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung
zwischen einer im Abstand von der Wasseroberfläche an einem als Pfeiler od. dgl. ausgebildeten Bauteil
angeordneten Überwasserplattform od. dgl. und einem im/am Meeresboden verankerten, als Fundament ausgebildeten weiteren Bauteil unter Verwendung von zwei kugeligen, ein Kugelgelenk bildenden in bezug aufeinander verschwenkbaren Gelenkteilen.
Es sind mindestens zwei Typen von Überwasserplattformen, die vor allem bei Erdölbohrungen oder der Erdölförderung verwendet werden, bekannt. Während bei einem Typ die Plattform über Turmschäfte mit dem Fundament unmittelbar biegesteif verbunden ist, so daß eine Relativbewegung zwischen Meeresboden und der Erdölbohrplattform ausgeschaltet ist, findet beim zweiten Typ eine schwimmfähige Konstruktion Verwendung, welche sich bei Bewegungen der Meeresoberfläche, bei Winddruck od. dgl, neigen kann, und z. B. durch Taue, Anker, Trosse od. dgl., an Ort und Stelle gehalten wird.
Eine derartige Relativbewegung zulassende Überwasserplattform od. dgl. des eingangs erwähnten Typs ist z. B. aus der US-PS 35 22 709 bekannt; bei dieser bekannten Konstruktion wird die Verschwenkbarkeit der Überwasserplattform durch zwei horizontale senkrecht zueinander stehende, den Kugelmittelpunkt durchquerende Achsen bestimmt, deren Gelenkteile außerhalb des Kugelgelenks vorgesehen sind; das Gelenk wird durch außerhalb des Pfeilers geführte Seile zusammengehalten. Diese Konstruktion ist nicht nur aufwendig und nur für geringe Wassertiefen geeignet, sondern auch weitgehend störanfällig, weil bereits ein Nachlassen des Seilzuges zu einer Funktionsunfähigkeit führen kann; die einzelnen Gelenkteile sind außerdem den Umgebungseinflüssen ausgesetzt und nur durch Taucher zu warten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung des eingangs erwähnten Typs zu schaffen, bei der einerseits die Gelenkteile unmittelbar zusammengehalten werden und die Wartung des Gelenkes von innen erfolgen kann und andererseits auch ein Einsatz in großen Meerestiefen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Überwasserplattform od. dgl. des eingangs erwähnten Typs erfindungsgemäß das eine Gelenkteil in oder an einem Bauteil und das andere dazu allseitig verschwenkbare Gelenkteil im oder am anderen Bauteil unbeweglich befestigt sind und daß das innere Gelenkteil über ein Zugglied mit dem gegenüberliegenden Bauteil gelenkig verbunden ist.
Unter Überwasserplattformen im Sinne der Erfindung sind nicht nur Konstruktionen zu verstehen, die für die Vorbereitung und die Durchführung von Erdölbohrungen Verwendung finden sollen; vor allen Dingen handelt es sich um Plattformen, die nach Fertigstellung der Bohrungen dazu herangezogen werden, daß das geförderte öl in Tanker od. dgl. umgepumpt werden kann. Demzufolge ist der Hohlkörper in erster Linie als sogenannter Übergabeturm anzusehen; eine mehrfache Verwendung gleichartiger Hohlkörper für eine Bohrplattform — also für die Durchführung von Erdölbohrungen — ist jedoch ohne weiteres möglich.
Wenn in an sich bekannter Weise der Pfeiler als Hohlkörper zur Aufnahme einer Ölleitung ausgebildet ist, kann der Hohlraum des Kugelgelenks als offener Verbindungskanal für die Ölleitung ausgebildet sein; nach einer abgewandelten Ausführungsform ist die Ölleitung durch den Hohlraum des Kugelgelenks
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