DE2614492C3 - Bohrturmbasis für eine schwimmfähige Anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrturmbasis der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Eine derartige Bohrturmbasis ist im Hauptpatent vorgeschlagen worden. Außerdem ist aus der US-PS 30 01 370 eine Anlage für Bohrungen in begrenzter Meeresbodentiefe bekannt. Dieselbe betrifft die Führung zum Heben und Senken einer übereinander angeordneten doppelten Plattform mit rechteckigem Grundriß für die Aufnahme eines mit derselben fest zu verankernden Bohrturmes. Die untere Bodenplattform ist als Barge ausgebildet, um auf den schlammigen Meeresboden in geringer Tiefe abgesenkt zu werden. Die obere Plattform wird wegen nachteiligen Auswirkungen durch Sturm etwas über die Wasserfläche angehoben. Diese einfache Ausführungsart eines »Halbtauchers« war vornehmlich für die zum Teil lagunenartigen Schelfgebiete der nördlichen Küstenregionen Süd-Amerikas vorgesehen. Diese absenkbare Basis für einen Bohrturm im Meer basiert jedoch auf einer festen Bodenberührung bzw. Verankerung und ist während der Bohrarbeiten nicht schwimmend nutzbar.

Es soll nun die Aufgabe gelöst werden, eine Bohrturmbasis der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine vielseitigere und wesentlich sichere Nutzung der Bohrturmbasis innerhalb der ringförmig umgebenden schwimmfähigen Anlage erreicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Bohrturmbasis der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale aufweist. Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Die erwünschte erfindungsgemäße stabilisierende Wirkung beruht auf der besonders guten Dämpfung bzw. Verringerung der vertikalen Schwankungen innerhalb der geschlitzten Rohre, während ungünstiger Witterung durch die verzögernde und dadurch verringerte Anhebung bzw. Senkung des Wasserspiegels während eines Wellenberges oder Wellentales.
Die punktförmige Lastübertragung bzw. Auflastung mittels durch Stahlstifte gesicherte Kugeln (Fig.4) zwischen den ringförmigen Grobblechen erlaubt dem schwimmenden Bohrturm mit Basis auch eine erwünschte geringe kreisförmige horizontale Bewegung

ίο und vermeidet dadurch schädliche Auswirkungen auf die Konstruktionsteile und die Verbindungen derselben. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Von den drei Decks 1, 2 und 3 eines Ringschiffes werden die beiden unteren Decks 2 und 3 zusätzlich mit z. B. 20 an der senkrechten Innenfläche dieser Decks angebrachten geschlitzten Rohre 90 mittels Tragblechen 98 versehen (F i g. 2). In diesen Rohren 90, die einen fast über die gesamte Länge reichenden Führungsschlitz 97 (F i g. 2) erhalten, sind schwimmende, in das Wasser vertikal eintauchende Rohre 91 (Fig.3), als tragende Elemente angeordnet Die tragende Funktion dieser schwimmenden Rohre 91 wird durch mit den Rohrwänden fest und dicht verbundene Konsolen, 92 und 93 (F i g. 3), ermöglicht Diese Rohre 91 erhalten zum Teil (oder alle), wenn sie unten offen sind, einen Kompressor 99, der mittels über Rollen laufende Kabel seine elektrische Energie erhält. Dieser Druck- oder Wasserspiegel abhängig gesteuerte Kompressor füllt bei Belastung durch Bohrturm und Gestänge sowie durch die tragende Bohrturmbasis das Rohr 91 (Fig. 1) nach Bedarf mit Preßluft. Hierdurch wird das Wasser in Verbindung mit Ausgleichleitungen in allen Rohren 91 gleichmäßig nach unten verdrängt. Die Verbindungsbzw. Ausgleichleitungen 100 (Fig.2) sorgen für diese Kommunikation innerhalb aller schwimmenden tragenden Rohre 91.
Die Bohrturmbasis erhält je Rohr 90, 91 einen mit dem Haupthohlkastenring der Bohrturmbasis fest verbundenen winkelförmigen Tragarm 94 (Fig. 1), der über die Konsolen 92, 93 der schwimmenden Rohre 91 hinübergreift und die Lastübertragung auf diese Konsolen 92,93 (F i g. 1) sichert (Fig. 4).

Damit keine zu starre Verbindung entsteht und unkontrollierbare Kräfte im Trägersystem aus Rohr 91 des Ringschiffes und der Bohrturmbasis vermieden werden, liegt die Einzellast von z. B. 5% dar Gesamtlast von Bohrturmbasis und Bohrturm mit Gestänge, auf

so einer Stahlkugel 95 (F i g. 4), die zwischen ringförmigen Grobblechen 96 und Tellerfedern 95a angeordnet ist. Diese für eine punktförmige Übertragung der Kräfte bzw. Belastungen erforderliche Stahlkugel 95 erhält oben und unten je einen Stift, der dem ganzen System erlaubt, horizontale Verschiebungen bzw. Bewegungen in engen Grenzen zuzulassen, ohne daß die Stahlkugel 95 verlorengehen kann. Außerdem werden mittels dieser für die punktförmige Übertragung der Kräfte erforderlichen lose aufliegenden Stahlkugeln 95 fast alle Unebenheiten und Ungenauigkeiten der Fabrikation und Montage größtenteils ausgeglichen bzw. durch Abschliff und Stauchung nach einiger Zeit der Benutzung, verringert (F i g. 4).

Will man nicht auf unten offene mit Preßluft gefüllte vertikal schwimmende Rohre 91 und Kompressoren 99 (F i g. 1) zurückgreifen und noch höhere Lasten zulassen, so bietet sich für dieselben Ziele die Benutzung ganz geschlossener vertikal schwimmender Rohre 91a

innerhalb der Rohre 90 an. In diesem Fall erhalten diese vertikal schwimmenden Rohre 91a unten einen Dreifachboden 102, 116, 117 (Fig.5) und oben Luftlöcher, die zur besseren Kontrolle für die aus- und eintretenden Luftmengen mit Meßorganen für Gase ί versehen werden. In Fig.5 wird eine der möglichen Lösungen gezeigt

In diesen geschlossenen Rohren 91a wird unten ein gewölbter Boden 102, darüber ein Doppelboden 116, 117 (Fig.5) eingezogen. Der Doppelboden erhält in mehrere kleine beherrschbare Eintrittsventüe 104, 105, die das WfiSser über kleine Löcher 103 im gewölbten Boden 102 und über den Doppelbodenraum 116, 117, mittels zweimal abgesicherter Ventile 104, 105, 106, durch die dockenventil 118 in das Rohr 91a gelangen lassen.

Das Absenken des Wasserspiegels, je nach der notwendigen Bohrturmbelastung im Rohr 91a, wird durch Unterwasserpumpen 110 (Fig.5) und Rohrleitung 111,112 ermöglicht.

Durch eine elastische Verbindungsleitung 113, 114 zwischen allen schwimmenden Rohren 9Ia(F i g. 5) wird die Wasserspiegelhöhe ausgeglichen bzw. einheitlich gleich hoch gehalten und die erforderliche Verteilung der gesamten Lasten von Bohrturmbasis, Bohrturm und Gestänge in idealer Weise gewährleistet

Erläuterungen zu F i g. 1

Aus der F i g. 1 sind die wesentlichsten Ergänzungen, und zwar geschlitzte Rohre 90 mit den darin geführten jo Rohren 91, den am Rohr 91 angebrachten Konsolen 92, 93 und den auf Konsolen 92,93 ruhenden winkelförmigen hochstegigen Tragarmen 94 zu erkennen. Die zwischen den Tragarmen 94 und Konsolen 92, 93 horizontal angeordneten ringförmigen Grobblechringe 96 (Fig.4) und die dazwischen liegenden Tellerfedern und Stahlkugeln 95 sind angedeutet (F i g. 4).

Die unterste Trag- und Ringkonstruktion 59 zur besseren Belastbarkeit und Schwerpunktverlagerung nach unten erfährt eine Verbesserung durch je Rohr 90 umklammernden Führungsring 59a

Erläuterungen zu F i g. 2

Dieser Teilgrundriß dient hauptsächlich der Klarstellung aller notwendigen Ergänzungsteile. Die Seitenhaitebleche 98 verbinden die Rohre 90 mit den Innenwänden der Hohlkastendecks 2 und 3. Aus der F i g. 2 geht ebenso die Lage und Anordnung der Konsolen 92,93 sowie der Tragarme 94 hervor.

50 Erläuterungen zu F i g. 3

Die in einem passenden Maßstab gezeichneten geschlitzten Rohre 90 mit ihren sehr langen Führungsschlitzen 97 zeigen die konzentrisch schwimmenden Rohre 91 (bzw. 9Ia^ mit ihren, in diecem Falle zweiteiligen Konsolen 92, 93 und den darauf liegenden Tragarmen 94. Die angedeuteten ringförmigen Giobblechringe 96 mit den dazwischen liegenden Stahlkugeln 95 sind aus der Figur zu erkennen.

Die zur Vermeidung einseitiger Reibungen innerhalb des Führungsrohres 90 notwendigen Rollen 101 sind angedeutet.

Erläuterungen zu F i g. 4

Diese Fig.4 dient der besseren Veranschaulichung b5 der gleichmäßigen Übertragung großer Kräfte bzw. Belastungen mittels Stahlkugel 95 in punktförmiger Weise, von Bohrturmbasis und Bohrturm über Tragarme 94 und Konsolen 92, 93 auf die vertikal schwimmenden Rohre91 (bzw^la^eines Ringschiffes.

Diese, auch aus statischen Gründen notwendige Kräfteübertragung dient nicht nur der Sicherheit, sondern auch der erforderlichen Beweglichkeit des Trägersystems.

Die ringförmigen Grobbleche 96 werden bei der Übertragung großer Kräfte dadurch unterstützt, daß Tellerfedern 95a oberhalb und unterhalb der Stahlkugeln 95 die Ungenauigkeiten der Fabrikation und Montage ausgleichen und dadurch zur genauen gleichmäßigen Belastung aller Konsolen 92, 93 beitragen. Ferner ist aus F i g. 4 zu erkennen, daß die oben und unten angebrachten Stifte in der Stahlkugel 95 eine kleine Bewegung in kreisförmiger horizontaler Richtung erlauben, ein Verlieren der Kugel jedoch ausgeschlossen ist

Erläuterungen zu F i g. 5

Das in diesem Fall oben mit verschließbarem Flansch und einem liegenden Mannlochdeckel versehene, über Leitern und Ruhepodeste 115 zu besteigende, vertikal im Wasser schwimmende, vom Rohr 90 umgebene, geschlossene Rohr 91a erhält unten stirnseitig einen gewölbten Boden 102 und dazu einen Doppelboden 116, 117. Am Kopf des Zylinders bzw. des schwimmenden Rohres 91a sind Luftein- und Luftaustrittsöffnungen vorgesehen, die mit Meßorganen für Gase versehen werden.

Am äußeren Rand des gewölbten Bodens 102 befinden sich kleine Bohrungen 103, deren Gesamtlochfläche für den Eintritt des Flutwassers genau berechnet werden. Der untere Teil des Doppelbodens 117 erhält, sich gegenüberliegende, 3 bis 4 oder mehr Bohrungen je Seite für die Anordnung der perforierten Zylinder 105 mit ihren Ventilkegeln 104. Darüber befindet sich ein verschiebbarer Metallzylinder 106 im Doppelbodenblech 116, der durch Lasche und Stift in seiner Lage festgehalten wird und nur für einen Notfall benutzt bzw. nach unten gedrückt werden soll.

Das für das Fluten der Rohre 91a durch die Ventile 104, 105 in den Doppelboden 116, 117 eintretende Wasser gelangt durch die öffnungen bzw. Haubenventile 118 im oberen Zwischenboden 116, in den gesamten inneren Raum des schwimmenden Rohres 91a.

Die 1 bis 2 Unterwasserpumpen 110 je benutztem Rohr 91a fördern nach Bedarf bzw. Belastung durch Bohrturmbasis und Bohrturm mit Gestänge das Wasser in Abhängigkeit vom Wasserspiegel in die für z. B. 2 Pumpen 110 vorgesehene Sammelleitung 111, 112 und über Rückschlagventile nach außen in das Wasser des Meeres.

Zur Sicherheit der Wirksamkeit der Eintrittsventile 104, 105 für das Fluten der Rohre 91a ist ein von oben durch das Ballastrohr 108 mit Gewicht 107 zu betätigendes Seil 109 an einer Handwinde vorgesehen. Die Rohre 91a sind alle miteinander durch bewegliche Leitungen 113, 114 und Dämpfungsarmaturen mit Längenausgleicher versehen bzw. verbunden. Hierdurch wird der Wasserspiegel in allen Rohren 91 a gleich hoch gehalten. Die gleichmäßige Belastung aller Rohre von z. B. 5% der Gesamtlast (bei 20 Rohren) wird auf diese Weise gewährleistet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   J. Bohrturmbasis für eine schwimmfähige Anlage, mit einer oberen Halbkugel, die von einem entsprechend ausgebildeten unteren Lager mit halbkugelförmiger Oberfläche getragen wird, wobei die Basis und das Lager jeweils mit einer zentralen Axialöffnung versehen sind, wobei die Bohrturmbasis und das diese tragende Lager unter Wasser und losgelöst von der sie ringförmig umgebenden schwimmfähigen Anlage angeordnet sowie vertikal beweglich in der schwimmfähigen Anlage geführt sind und wobei das untere Lager mittels einer Gitter- oder Rohrkonstruktion von Schwimmkörpern und einem unter diesem angeordneten Hauptschwimmkörper getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ringschiffbasis (3) und den Schwimmkörpern (3a 3b) mit dem Schwimmkörper (3a) verbundene Tragarme (94) vorgesehen sind, die mittels Stahlkugeln (95), die in ringförmigen Grobblechen (96) angeordnet sind, auf Konsolen (93) aufruhen, welche an senkrechten, in geschlitzten Rohren (90) der Ringschiffbasis (3) angeordneten Rohren (91) befestigt sind.
2. 2. Bohrturmbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolen (93) in einem Schlitz des Rohres (91) eingesetzt und mit einer im Rohr (91) befestigten senkrechten Platte (92) verbunden sind.