DE2719151A1

DE2719151A1 - Hydraulic system for operating legs of standing offshore platforms - has valve to redirect flow which accelerates lowering and is actuated by impact shock

Info

Publication number: DE2719151A1
Application number: DE19772719151
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Schiemichen
Original assignee: Deutsche Babcock AG
Current assignee: Deutsche Babcock AG
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1978-11-02

Abstract

The hydraulic system for operating legs of standing offshore platforms has the majority of the jacks serving any one leg connected in parallel, supplied via a pressure actuated diverting valve. Diverted flow goes to a much smaller number of jacks serving the same leg. The system is fed by a constant output pump. The first impact of the leg on the seafloor during lowering produces a pressure wave in the hydraulic system which trips the diverting valve. Restriction of feed to the smaller number of jacks then accelerates the lowering process; respective capacities of system parts are arranged to ensure the leg not leaving the seafloor. Diverted flow back pressure build up re-establishes supply to the other jacks.

Description

Hubinsel Jack-up platform

Die Erfindung betrifft eine Hubinsel mit hydraulisch heb- und senkbaren Stützbeinen.The invention relates to a jack-up platform with hydraulically raised and lowered Support legs.

Derartige Hubinseln sind für bestimmte seebauliche Aufgaben oder Offshore-Bohrungen eingesetzte Wasserfahrzeuge. Um die Arbeitsposition herzustellen, werden die Stützbeine zum Meeresboden abgesenkt und dann die Plattfoxin an den fest aufsitzenden Stützbeinen aus dem Wasser hervorgehoben, bis die erforderliche Höhe über dem Wasserspiegel erreicht ist. Das Absetzen der Stützbeine auf dem Meeresboden ist immer eine kritische Operation, die nur bei besonders günstigen Wetterbedingungen durchgeführt werden kann. Die mit den Wellen auf- und abschwingende Plattform kann bei ungünetigen Seeverhältnissen mehrfach mit den ausfahrenden Stützbeinen auf den Grund aufstoßen, ehe sie endgültig fest steht. Dies kann zu beträchtlichen Schäden führen, wenn es sich bei rauhen Wetterbedingungen um das Aufsetzen auf einen harten Meeresuntergrund oder auf eine feste Unterkonstruktion handelt.Such jack-up rigs are for certain marine engineering tasks or offshore drilling used watercraft. To establish the working position, the support legs are lowered to the sea floor and then the flatfoxin on the firmly seated support legs highlighted from the water until the required height above the water level is reached. Setting the support legs down on the ocean floor is always critical Surgery that is carried out only in particularly favorable weather conditions can. The platform, which swings up and down with the waves, can be used in unfavorable sea conditions repeatedly hit the ground with the extending support legs before they finally hit the ground is certain. This can cause considerable damage if it gets rough Weather conditions around touching down or on a hard seabed fixed substructure.

Um derartige Schäden zu vermeiden, ist es bereits bekannt, während des unmittelbaren Aufsetzens am Hubmechanismus von der kraftschlüssigen Verbindung mit der Plattform zu entkoppeln.To avoid such damage, it is already known during the immediate placement on the lifting mechanism of the non-positive connection to decouple with the platform.

Eine ausreichende Sicherheit gegen Beschädigungen durch das Aufschlagen wird aber nicht erreicht.Sufficient security against damage from impact but is not achieved.

Bei einer anderen bekannten, von einem ilalbtaucher abgesenkten Offshore-Plattform ist es bekannt, unterhalb dieser Kolben anzuordnen, die Jeweils von einem Sandbunker umgeben sind. Diese Kolben greifen in einen Aufnahletopf von größerem Durchmesser ein, der im oberen Ende des Schaftes einer auf dem Meeresboden ruhenden Unterkonstruktion angeordnet ist. Die Sandbunker sind en, die dann geöffnet werden, wenn der Kolben @e Stellung im Aufnahme topf erreicht hat und wieder angehoben wird. Durch das Ausfüllen des 6 b Sand soll eine erneute, durch die Wellenbewärtsbewegung des Kolbens verhindert werden.On another known offshore platform that was sunk by a half-blown diver it is known to arrange below these pistons, each from a sand bunker are surrounded. These pistons grip into a larger diameter pick-up pot one, the one in the upper end of the shaft of a substructure resting on the seabed is arranged. The sand bunkers are en, which are then opened, when the piston has reached @e position in the receptacle and is raised again. By filling in the 6 b sand, a renewed movement of the waves should occur of the piston can be prevented.

at aber den Nachteil, daß durch das Verfülfinierte Höhenlage der Plattform über der flt eingehalten werden kann. Durch eine Sandes innerhalb des Bunkers kann das freie ¢des behindert sein, so daß nicht immer gedaß der Sand gerade im richtigen Zeitpunkt gende Erfindung sollen die eingangs geschilvermieden werden. lhr liegt die Aufgabe zu-@andene hydraulische Antriebssystem der Hubinwandeln, daß Beschädigungen des Bauwerkes wähzeins der Stützbeine der zu diesem Zeitpunkt n Plattform auch bei ungünstigen Wetterver-@@ @ @@ @ermeiden. at the disadvantage, however, that the altitude of the Platform over which the flt can be maintained. Through a sand within the Bunkers can be obstructed so that the sand is not always straight at the right time lowing invention should be avoided at the beginning. Your task is to convert the other hydraulic drive system into that Damage to the structure including the support legs of the platform at this point in time Avoid @@ @ @@ @ even in unfavorable weather conditions.

ird zu @rd erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das hy-@@ @ @@@riebssystem mit einer konstanten Antriebsleistung @@e el@ @ d@@@kabhängigen Mengenregelung versehen ist. Dabei a@@ d@@ An@ ebssystem aus einer Anzahl von Hydraulikzylindern - d - von einer leistungsgeregelten Hydraulikpumpe be-@@ @er@ @@t @@@d. Die Hydraulikzylinder des Antriebssystems köna@@ mit liner Hydraulikpumpe über eine Zuleitung in Ver-@@un @teh@@, in der ein druckabhängiges Mengen-Regelventil esc @@@ ist, das derart eingestellt ist, daß der Druckme-@@mzu@ @ß zu einigen Hydraulikzylindern absperrbar ist. ird to @rd according to the invention in that the hy - @@ @ @@@ riebssystem provided with a constant drive power @@ e el @ @ d @@@ k-dependent quantity control is. Thereby a @@ d @@ An @ ebssystem from a number of hydraulic cylinders - d - from a power-controlled hydraulic pump be - @@ @ er @ @@ t @@@ d. The hydraulic cylinders of the drive system Köna @@ with a liner hydraulic pump via a supply line in Ver - @@ un @ teh @@, in which a pressure-dependent volume control valve esc @@@ is set in this way is that the Druckme - @@ mzu @ @ ß can be shut off to some hydraulic cylinders.

it Hilte dei Erfindung wird es möglich, den gesamten Druck-(diuui troui in dem Zeitpunkt, wenn die Stützbeine zum ersten al aufsetzen, auf wenige Hydraulikzylinder zu konzentrieren.With the help of the invention it becomes possible to use the entire pressure (diuui troui at the time when the support legs touch down for the first time, to a few Focus hydraulic cylinders.

Da die Antriebsleistung gleich bleibt, erhöht sich die Relativgeschwindigkeit zwischen der Plattform und den Stützbeinen.Since the drive power remains the same, the relative speed increases between the platform and the support legs.

Diese erhöhte Geschwindigkeit erlaubt es, der Plattionmbewegung in den Wellen zu folgen, ohne daß der einmal mit dem Untergrund hergestellte Kontakt wieder verloren geht. Erhöht sich durch die ablaufende Welle das Hubgewicht und damit der Druck im hydraulischen Antriebssystem, setzt sich der Hubvorgang autotisch mit einer geringeren, der im Antrieb installierten Leistung entsprechenden Geschwindigkeit fort. Damit wird ein sich wiederholendes Aufschlagen der Stützbeine der durch die Wellen bewegten Plattform vermieden. Die erfindungsgemäße Subinsel kann daher auch bei ungünstigen Wetterverhältnissen auigesetzt werden. Damit wird das Wetterrisiko und die Wartezeiten auf See wesentlich verringert.This increased speed allows the platform to move in to follow the waves without making contact with the ground is lost again. The lifting weight increases due to the unwinding shaft and so that the pressure in the hydraulic drive system, the lifting process continues automatically at a lower speed corresponding to the power installed in the drive away. This is a repeated opening of the support legs by the Waves moving platform avoided. The sub-island according to the invention can therefore also be suspended in unfavorable weather conditions. This is the weather risk and significantly reduces waiting times at sea.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden erläutert. Es zeigen schematisch Figur i eine Hubinsel, Figur 2 das hydraulische Antriebssystem für ein Stützbein und Figur 3 einen Schaltplan für die Beaufschlagung der Hydraulikzylinder.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained below. Figure i shows a jack-up platform, FIG. 2 shows the hydraulic drive system for a support leg and FIG. 3 shows a circuit diagram for loading the hydraulic cylinders.

Die dargestellte Hubinsel besteht aus der Plattform i und den heb- und senkbaren Stützbeinen 2. Die Plattform 1 ist selbstschwimmend und wird von Hochseeschleppern zu dem vorgesehenen Errichtungsort auf See geschleppt. Während der Arbeiten für die Errichtung der Hubinsel schwimmt die Plattform auf der Meeresoberfläche und wird dabei je nach der Höhe der Wellen mehr oder weniger stark angehoben und wieder abgesenkt. In Figur i ist der Meeresspiegel durch die Linie 3 angedeutet, wobei die Welle höhe mit a bezeichnet ist.The jack-up platform shown consists of the platform i and the lifting and lowerable support legs 2. The platform 1 is self-floating and is used by deep-sea tugs towed to the intended construction site at sea. While working for the erection of the jack-up platform floats the platform on the sea surface and is raised more or less strongly depending on the height of the waves and again lowered. In Figure i, the sea level is indicated by the line 3, where the wave height is denoted by a.

Der hydraulische Antrieb für die Stützbeine 2 besteht aus mehreren Hydraulikzylindern 4, die über den Umfang eines Jeden Stützbeines 2 gleichmäßig verteilt und in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Die Hydraulikzylinder 4 stützen sich auf der Plattform i ab und greifen an den Stützbeinen 2 an. Sie werden von einer Hydraulikpumpe 5 gespeist.The hydraulic drive for the support legs 2 consists of several Hydraulic cylinders 4, which over the scope of each Support leg 2 are evenly distributed and arranged in several levels one above the other. the Hydraulic cylinders 4 are supported on the platform i and grip the support legs 2 on. They are fed by a hydraulic pump 5.

Durch Beaufschlagen der Hydraulikzylinder werden die Stützbeine 2 relativ zur Plattform 1 bewegt. Unter mehrfaches Umsetzen der Hydraulikzylinder 4 werden daher die Stützbeine 2 soweit abgesenkt, bis sie auf dem Meeresboden oder auf einer auf dem Meeresboden ruhenden Unterkonstruktion aufsetzen. Danach wird die Plattform i durch weitere Betätigung der Hydraulikzylinder 4 bis auf die gewünschte Höhe über den Meeresspiegel 3 angehoben. Während des Absenkens der Stützbeine 2 wird das llubgewicht der Plattform 1 durch den Auftrieb der nicht vollständig geiluteten zylindrischen Stützbeine 2 herabgesetzt.By applying pressure to the hydraulic cylinders, the support legs 2 moved relative to platform 1. With multiple repositioning of the hydraulic cylinders 4, the support legs 2 are therefore lowered until they are on the seabed or place on a substructure resting on the seabed. After that, will the platform i by further actuation of the hydraulic cylinder 4 up to the desired one Elevated above sea level 3. While lowering the support legs 2 the llubgewicht of the platform 1 is due to the buoyancy of the not completely grooved cylindrical support legs 2 reduced.

Die die Hydraulikzylinder 4 speisende Hydraulikpuipe 5 ist mit einer konstanten Antriebsleistung beauischlagt. Nach Figur 3 ist in der von der Hydraulikpumpe 5 zu den Hydraulikzylindern führenden Zuleitung 6 ein druckabhängiges Mengenregelventil 7 mit Federrückstellung angeordnet. Dieses Mengenregelventil 7 ist so eingestellt, daß der Zufluß des Druckzediuss zu den Hydraulikzylindern 41 abgesperrt wird, wenn die Stützbeine 4 das erste Mal aufsetzen. Der gesamte Druckmediumzufluß wird nach der Umschaltung durch das Mengenregelventil 7 auf wenige Hydraulikzylinder 42, von denen in Figur 3 nur einer gezeichnet ist, vereinigt. Die Folge davon ist, daß die Plattform 1 mit erhöhter Geschwindigkeit angehoben wird, wobei diese größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Plattform 1 von der Welle aufwärts bewegt wErde. Die maximale Förderuenge der Hydrsulikpumpe 5 ist so groß ausgelegt, daß unter Aufsetzbedingungen die Relativgeschwindigkeit zwischen der Plattform 1 und den Stützbeinen 2 die Aufwärtsbewegung der Plattform 1 durch Wellen mit Sicherheit überschreitet. Erhöht sich anschließend durch die ablaufende Welle das Hubgewicht der Plattform 1, so steigt der Druck im hydraulischen Antriebssystem wieder an. Jetzt schaltet das Mengemregelventil 7 um und gibt den Zufluß auch zu den Hydraulikzylindern 41 wieder frei. Dadurch setzt sich die Hubbelegung mit geringerer Geschwindigkeit fort. Dieser Vorgang, bei dem der Kontakt der Stützbeine 2 mit dem Untergrund nicht verloren geht, wiederholt sich solange, bis die Plattform 1 soweit über den Meeresspiegel 3 angehoben ist, daß sie nicht mehr durch die Wellenbewegung beeinflußt werden kann.The hydraulic cylinder 4 feeding the hydraulic pipe 5 is with a constant drive power. According to Figure 3 is in the of the hydraulic pump 5 to the hydraulic cylinders leading supply line 6 a pressure-dependent flow control valve 7 arranged with spring return. This quantity control valve 7 is set so that the flow of pressure fluid to the hydraulic cylinders 41 is shut off when put the support legs 4 on for the first time. All print media flow is after the switchover by the quantity control valve 7 to a few hydraulic cylinders 42, from which in Figure 3 only one is drawn, combined. The consequence of this is that the Platform 1 is raised at increased speed, which is greater than the speed at which the platform 1 would be moved upward by the shaft. The maximum delivery rate of the hydraulic pump 5 is designed so large that under contact conditions the relative speed between the platform 1 and the support legs 2 the upward movement the platform 1 surpasses by waves. Then increases the lifting weight of the platform 1 increases due to the unwinding wave pressure in the hydraulic drive system again. The quantity control valve now switches 7 to and releases the flow to the hydraulic cylinders 41 again. Through this the stroke occupancy continues at a slower speed. This process, in which the contact of the support legs 2 with the ground is not lost, repeated until the platform 1 is raised above sea level 3, that it can no longer be influenced by the wave motion.

Anstelle des beschriebenen, druckabhängigen Mengenregelventils 7 kann die gleiche Wirkung auch durch eine an sich bekannte leistungsgeregelte Sydraulikpu pe erreicht werden. Setzen unter Verwendung eines solchen Antriebssystems die Stützbeine 2 auf, so bleiben zwar anders als bei den oben beschriebenen System alle Hydraulikzylinder beaufschlagt, jedoch wird die Hydraulikpumpe bei gleicher Leistungsaufnahme derart umgeschaltet, daß sich die Menge des Druckmediums unter Verminderung des Druckes erhöht. Das Umschalten dieser Hydraulikpumpe erfolgt in der gleichen Folge wie oben iür das Mengenregelventil beschrieben.Instead of the pressure-dependent flow control valve 7 described, the same effect also through a performance-controlled hydraulic pump known per se pe can be achieved. Set the support legs using such a drive system 2, in contrast to the system described above, all hydraulic cylinders remain applied, but the hydraulic pump is like this with the same power consumption switched over that the amount of the print medium reducing the pressure elevated. This hydraulic pump is switched over in the same sequence as above described for the flow control valve.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E ================================ Jack-up platform with hydraulically liftable and lowerable support legs e t that the hydraulic drive system with a constant drive power and a pressure-dependent quantity control is provided.

2. jack-up platform according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the drive system consists of a number of hydraulic cylinders from a power-regulated hydraulic pump are applied.

3. jack-up platform according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the drive system consists of a number of hydraulic cylinders (4, 41, 42), which are connected to a hydraulic pump (5) via a supply line (6), in which a pressure-dependent flow control valve (7) is provided, which is set in this way is that the pressure medium flow to some hydraulic cylinders (41) can be shut off.