DE2722747A1

DE2722747A1 - Verfahren zur errichtung einer offshore-plattform sowie offshore-plattform

Info

Publication number: DE2722747A1
Application number: DE19772722747
Authority: DE
Inventors: James Eubank Armstrong
Original assignee: Pool Co
Current assignee: Pool Co
Priority date: 1976-05-20
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1977-12-08
Also published as: US4161376A; JPS5355601A; NO771673L; NL7705608A; JPS6315381Y2; FR2361504A1; BR7703222A; JPS59111820U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf fest zu installierende Offshore-Bohr- und Förderplattformen sowie auf ein Verfahren zur Errichtung derartiger Plattformen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine nicht schwimmfähige, fachwerkartig aufgebaute Plattform, die vorzugsweise ein oberes und ein unteres Deck aufweist, die insgesamt einen Deckskörper bildend im Abstand voneinander angeordnet sind und die die Bohr-, Förder- und Ausrüstungseinrichtungen aufnehmen.

Bei der Herstellung von fest zu installierenden Offshore-Plattformen für Ölbohrungen ist es üblich, eine Beinstruktur für eine Plattform auf einer Werft vollständig herzustellen und sie dann auf einem Kräne oder Hebezeuge aufweisenden Prahm zur Lokation zu transportieren.

An der Lokation wird die Beinstruktur mittels der Kräne oder Hebezeuge des Prahms in die gewünschte Lage abgesenkt, und danach werden mit Hilfe des Krans oder Hebezeugs des Prahms durch die Beine der Struktur Rammpfähle niedergebracht, um so eine Verankerung zu erreichen. Danach werden die Beine mit Zement gefüllt, und ein Deckskörper wird oben auf der Beinstruktur befestigt. Danach können die Bohr-, Förderungs- und Betriebseinrichtungen auf dem Deckskörper montiert werden. Es ist darüber hinaus üblich, das Bohren durch ein oder mehrere Beine der fest montierten Offshore-Plattform vorzunehmen.

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Obwohl sich diese bekannten Offshore-Strukturen als zufriedenstellend erwiesen haben, ist der Zeitaufwand zum Transport der Plattform zur Lokation und zur vollständigen Montage an der Lokation erheblich, und darüber hinaus wird während des Transportes und der Montage das Vorhandensein eines teuren mit Kränen oder Hebezeugen ausgerüsteten Arbeitsprahms benötigt, der unter Umständen allein Mietkosten in der Größenordnung von DM 25.000,— pro Tag verursacht.

Mittels der Erfindung soll daher eine Offshore-Plattform geschaffen werden, für deren Transport und Errichtung an der Lokation kein Kräne oder Hebezeuge aufweisender Prahm benötigt wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die erfindungsgemäße Plattform einen fachwerkartig aufgebauten Deckskörper mit einem oberen und einem unteren Deck, welcher dreieckförmig ist und in jedem Eckbereich ein Bein aufweist, von denen eines einen vergrößerten Durchmesser hat, um durch dieses Bein hindurch das Bohren zu ermöglichen. Auf dem oberen Deck ist eine Schienenanordnung zur Aufnahme eines Krans und zur Bewegung der Grundplatte dieses Krans vorgesehen, während das untere Deck mit Konsolen und Fundamenten zur Aufnahme von Betriebseinrichtungen ausgestattet ist, die mittels des Krans auf das untere Deck transportiert werden können. Der Zugang zum unteren Deck wird durch entfernbare Platten im oberen Deck ermöglicht, die im Betrieb der Plattform die Arbeitsfläche bilden. Mit dem fachwerkartig aufgebauten Deckskörper sind

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über Hebeeinrichtungen drei absenkbare Beine verbunden, die zum Anheben der Plattform auf ihre Betriebshöhe dienen.

Zum Errichten der Plattform gemäß der Erfindung wird die Gesamtstruktur mit dem Deckskörper und den an diesem angebrachten Beinen auf einem Prahm zur Lokation verschleppt, wozu ein einfacher Prahm benutzt werden kann, der eine Auflageeinrichtung für die Plattform in ihrer normalen Betriebsstellung aufweist, so daß die Beine sich während des Verschleppens in der Senkrechten über und unter die Plattform erstrekken. Dieser einfache Prahm wird bei Hochwasser an die Lokation verschleppt und dort mittels einer Mooring-Einrichtung positioniert, worauf dann die Beine auf den Meeresboden abgesenkt und in dieser Stellung mittels der Hebeeinrichtungen verriegelt werden. Nach Absinken des Wasserstandes wird der Prahm einfach unter der Plattform heraus geschleppt, und die Plattform wird mittels der Hebeeinrichtungen auf die gewünschte Höhe angehoben. Durch die Beine können mit Hilfe des auf der oberen Decksfläche vorgesehenen Krans Rammpfähle geführt werden, und diese Rammpfähle werden innerhalb der Beine mit Zement umgössen. Die Beine werden an der Plattform bzw. am Deckskörper angeschweißt, worauf die Hebeeinrichtungen entfernt werden. Danach können die Bohreinrichtungen auf dem oberen und dem unteren Deck montiert werden, und die Bohrungen können durch das größere Bein der Plattform niedergebracht werden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer Plattform mit mit ihr verbundenen Beinen und einem auf dem Deck angeordneten Kran.

Figur 2 zeigt eine Ansicht des oberen Bohrdeckes der Plattform gemäß Figur 1.

Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus Figur 1 .

Figur 4 zeigt in perspektivischer Darstellung die Plattform mit den Beinen in einer Verschleppstellung auf dem Deck eines einfachen Prahms.

Figur 5 zeigt eine Seitenansicht der Plattform in der Verschleppstellung .

Figur 6 zeigt in einer Seitenansicht die Beine in der abgesenkten Lage.

Figur 7 zeigt in perspektivischer Darstellung die aufgestellte Plattform mit den sich durch die Beine erstreckenden, mittels des Krans eingebrachten Rammpfähle, wobei der Prahm entfernt ist.

Figur 8 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der Plattform in aufgestellter Lage, wobei die Hebevorrichtungen entfernt und die Bohreinrichtung auf dem Deck befestigt

Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf das obere Bohrdeck mit den installierten Bohreinrichtungen.

Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf das untere Deck mit den verschiedenen Einrichtungen.

In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile.

Die erfindungsgemäße Plattform hat vorzugsweise eine offene Fachwerkstruktur und ist mit versenkbaren Beinen ausgestattet, um die Plattform auf diesen Beinen in eine angehobene Betriebsstellung zu bewegen. Ferner sind auf der Plattform Einrichtungen vorgesehen, um durch die Beine Rammpfähle nach unten zu treiben und um die Hebeeinrichtungen sowie die Befestigungseinrichtungen für die Beine an der Plattform entfernen zu können, so daß eine starre Offshore-Plattform entsteht, die keinen Arbeitsprahm benötigt.

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Plattform 10 ist im wesentlichen dreiecksförmig und hat an jeder Ecke des Dreiecks ein versenkbares, mit der Plattform verbundenes Bein, wobei sich im vorderen Bereich der Plattform ein großes Bein 12 und im Bereich der hinteren Ecken zwei kleinere Beine 14, 16 befiriden. Im Betrieb werden diese Beine abgesenkt und in den Boden eingebracht, um die Plattform 10 oberhalb der Wasseroberfläche zu halten.

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Die Plattform 10 hat einen oberen oder Bohrdeckbereich 2O (Figur 2) und einen unteren oder Ausrüstungsdeckbereich 22 (Figur 3). Im Betrieb der Plattform dient das obere Deck 20 zur Aufnahme von Rohrgestellen, Rohren, Bohreinrichtungen und anderer Arbeitsvorrichtungen, während das untere Deck 22 verschiedene Pumpen, Generatoren o.a. aufnimmt. Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, ist das obere Deck so aufgebaut, daß die Einrichtungen zum unteren Deck befördert und von ihm entfernt werden können, um die Bohrplattform in eine Förderplattform umzuwandeln bzw. um das Entfernen oder Austauschen von Einrichtungen zu ermöglichen.

Wie Figur 2 zeigt, weist das obere Deck einen Rahmen mit einem ersten Paar parallel und im Abstand voneinander verlaufender Rahmenelemente 24 auf, die sich von vorn nach hinten erstrekken. Ein zweites Paar paralleler, im Abstand voneinander verlaufender Rahmenelemente 26 ist senkrecht zu den Rahmenelementen 24 und mittig auf dem oberen Deck 20 angeordnet. Rahmenelemente 28 verlaufen zwischen den Beinen und geben dem oberen Rahmen die gewünschte Festigkeit und Stabilität. Der Bereich zwischen den jeweiligen Rahmenelementen des oberen Decks 20 ist offen gelassen, und es sind in den Figuren 1 und 3 nicht dargestellte Einrichtungen zur Aufnahme von entfernbaren Platten vorgesehen, so daß sich in der Senkrechten ein Zugang vom oberen Deck zum unteren Deck ergibt. Auf dem oberen Deck 20 ist eine Kraneinrichtung 30 (Figur 2) vorgesehen, die eine Basisplatte 32 und einen auf dieser befestigten Kran aufweist.

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Die Basisplatte 33 ist mit den parallelen Rahmenelementen 24 und 26 verbunden und kann entlang dieser Elemente bewegt werden, so daß also diese Rahmenelemente 24 und 26 als Schienen für die Basisplatte dienen. Dadurch läßt sich die Kraneinrichtung 30 während des Aufrichtens und der Benutzung der Plattform an die gewünschten Stellen bewegen.

Das untere Deck 22 (Figur 3) hat einen nicht dargestellten Rahmen und eine Deckplatte 36, die mit Konsolen und Befestigungsfundamenten für die verschiedenen nachstehend zu beschreibenden Einrichtungen ausgestattet ist. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das untere Deck 22 einen Bereich 28 hat, der sich zwischen den Beinen 14 und 16 nach hinten erstreckt.

Wie Figur 1 zeigt, sind das obere und das untere Deck 20, 22 mittels eines Abstandsrahmens oder -fachwerks im Abstand voneinander und parallel zueinander starr verbunden.

Jedes Bein 12, 14, 16 hat einen Beinschacht 42, 44, 46, die jeweils aus rohrförmigen Beinführungen bestehen, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Deck 20, 22 erstrecken (Figur 1). Diese Schächte 42, 44, 46 sind so dimensioniert, daß sie das jeweilige Bein in axialer Richtung verschiebbar aufnehmen, um eine Bewegung der Beine senkrecht bezüglich der Plattform 10 zu ermöglichen.

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Wie Figur 1 zeigt, ist der Beinschacht 42 von einem starren Rahmen 48 umschlossen, der ein sich horizontal erstreckendes, in Eingriff mit dem Beinschacht 42 stehendes Zwischenrahmenelement 50 aufweist. Wie später beschrieben werden wird, wird dieses Element 50 benutzt, um das Bein 12 mit der Plattform 10 zu verschweißen.

Die Beinschächte 42, 44, 46 sind starr zwischen dem oberen und dem unteren Deck 20, 22 befestigt, und oberhalb des oberen Decks 20 stehen mit den Beinen 12, 14, 16 Hebeeinrichtungen 52, 54, 56 in Eingriff. Diese sind mit dem oberen Deck 20 verbunden und nehmen das jeweilige Bein auf, um die Plattform 10 entlang der Beine zu heben und abzusenken, nachdem die Beine in ihre Stellung gebracht wurden. In einem Ausführungsbeispiel wurden als Hebeeinrichtungen 54, 56 De Long Typ D-6-6 Airjacks der Firma De Long Corporation, New York, New York, verwendet, während als Hebeeinrichtung 52 für das größere Bein 12 eine entsprechend aufgebaute, jedoch größere Hebeeinrichtung benutzt wurde. Diese Hebeeinrichtungen sind von üblicher Bauart, und selbstverständlich können auch andere bekannte Hebeeinrichtungen eingesetzt werden.

Am hinteren Bereich der Plattform 10 ist zwischen den dünneren Beinen 14, 16 ein frei stehender Rahmen 58 vorgesehen (Figuren 1 und 2), der eine Aufnahme für vorgefertigte Gehäuse und ein Hubschrauberdeck bildet, die nach dem Aufstellen der Plattform 10 montiert werden. Nachdem die Plattform

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10 entsprechend Figuren 1, 2 und 3 montiert ist, wird sie auf einen Prahm 60 mit einem Auflagerahmen 62 (Figur 4) gesetzt. Der Prahm 60 hat eine vier Punkte aufweisende Mooring-Einrichtung 64, mit der er während des Absenk- bzw. Aufstellvorganges in seiner Position gehalten wird. Der Kran 34 ist bereits in der Verschleppstellung auf dem Deck 20 angeordnet.

In der Verschleppstellung der Plattform können bereits einige Einrichtungen auf dem unteren Deck 22 montiert sein, da sich die Plattform während des Transportes zur Lokation im wesentlichen in ihrer normalen Betriebsstellung befindet. Der Prahm 60 wird zur Lokation verschleppt und dort mittels der Mooring-Einrichtung 64 mit dem Bein 12 über der Stelle 66 (Figur 5) gehalten. Wenn sich die Plattform 10 in der richtigen Stellung befindet, werden bei Hochwasser die Beine 12, 14, 16 freigegeben, so daß sie nach unten fallen können und in den Boden eindringen, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Die Hebeeinrichtungen 52, 54, 56 werden in Eingriff gebracht, um die Plattform 10 an den Beinen zu befestigen.

Bei sinkendem Wasserstand wird dann der Prahm 60 aus dem Bereich der Plattform weggeschleppt, wobei sich der Prahm in der Lage 60' (Figur 6) befindet, so daß er unter der frei stehenden Plattform heraus bewegt werden kann.

Durch die Freigabe der Beine sollen diese nach unten fallend ausreichend in den Boden eindringen, um die Plattform an der

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Lokation zu halten, bis eine dauerhafte Gründung hergestellt ist. Befinden sich die Beine am Boden, so werden die Hebeeinrichtungen 52, 54 und 56 benutzt, um die Plattform bis zur gewünschten Betriebshöhe über den Wasserspiegel anzuheben. Durch das zusätzliche auf die Beine wirkende Gewicht der Plattform ergibt sich ein weiteres Eindringen der Beine in den Boden. Nach dem Festsetzen der Beine befindet sich die Plattform in einem stabilen Zustand, und die Einrichtungen zur Herstellung der dauerhaften Gründung können auf die Plattform aufgebracht werden.

Dauerhafte Gründungen für jedes der Beine 14, 16 lassen sich dadurch herstellen, daß man Rammpfähle durch die Beine niederbringt. Hierzu kann der Kran 34 dienen, so daß kein Arbeitsprahm zum Eintreiben der Pfähle erforderlich ist. Die Pfähle können im Inneren der Beine in üblicher Weise mit Zement vergossen werden. Entsprechend den Boden- und Gründungsbedingungen können unterschiedliche bekannte Verankerungssysteme benutzt werden. Das größere absenkbare Bein 12 kann mit Führungsrohren ausgestattet werden, die eine Verankerung des Beins sowie ein Bohren durch dieses Bein hindurch ermöglichen.

Nach Fertigstellung der Gründungen kann die Plattform in ihrer Höhenlage ausgerichtet werden, und die Beine können mit der Plattform verschweißt werden, um einen starren Aufbau zu erhalten. Nunmehr können die Hebeeinrichtungen 52, 54 und 56 entfernt und die über das Deck nach oben hinaus ragenden Teile

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der Beine abgeschnitten werden (Figur 8). Die Beine 14 und 16 werden mit den unteren und oberen Enden des jeweiligen Beinschachtes 44, 46 verschweißt, so daß eine starre Verbindung mit der Plattform 10 entsteht. Wie Figur 8 zeigt, sind die über das horizontal angeordnete Zwischenrahmenelement 50 nach oben hinaus ragenden Bereiche von Beinschacht 42 und Bein 12 entfernt. Das Bein 12 und der Beinschacht 42 sind außer über das untere Ende des Beinschachtes miteinander auch mit dem Rahmenelement 50 verschweißt.

Nach Herstellung der Verbindungen der Beine mit der Plattform werden die Aufenthaltseinrichtungen 70 mit dem Hubschrauberlandeplatz 72 auf den frei tragenden Rahmen 58 aufgesetzt (Figur 8). Wie dargestellt, können Rettungseinrichtung 73 auf dem Bereich 38 montiert werden. Zur Montage der Einrichtungen für das untere Deck 22 wird der Kran 34 benutzt, und in Figur 10 sind einige derartiger Einrichtungen zu erkennen, nämlich eine Hydraulikeinheit 74, Schlammpumpen 76, eine Zementiereinheit 78, Tanks 80, Generatoren 82 sowie eine Steuer- und Regeleinheit 84. Das untere Deck ist von einem Geländer 86 umgeben.

Nach dieser Montage werden auf dem oberen Deck 20 entfernbare Gitterplatten 88 befestigt (Figur 9), und eine Kraneinrichtung kann zusammen mit der Bohreinrichtung 92 auf dem Deck montiert werden, wobei sich die Bohreinrichtung 92 über dem größeren Bein 12 befindet. Das obere Deck 20 bildet einen Vorratsbereich für Materialien wie Bohrrohre 94, Auskleidungen u.a.

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Ferner ist auf dem oberen Deck ein Rohrgang 98 üblicher Bauart vorgesehen.

Nach Durchführung der Bohrungen können alle zum Bohren benötigten Einrichtungen mittels der Deckkräne von der Plattform entfernt werden, wobei die entfernbaren Platten des oberen Decks das Entfernen von Einrichtungen aus dem unteren Deck erleichtern. Nunmehr können Fördereinrichtungen installiert werden, um die Plattform für die Förderung einsetzen zu können. Nach dieser Montage kann einer der Kräne auf dem Deck verbleiben, um die Bewegung von Einrichtungen auf der Plattform bzw. auf die Plattform zu ermöglichen.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Plattform ist darin zu sehen, daß sie sich als feste Offshore-Plattform errichten läßt, ohne daß ein Kräne oder Hebezeuge aufweisender Prahm erforderlich wäre, wie er sonst bei der Montage von festen Plattformen typischerweise benötigt wird. Die Plattform kann in ihrer normalen Betriebsstellung zur Lokation bewegt werden, so daß bei dieser Bewegung bereits Einrichtungen auf dem Deck bzw. den Decks montiert sein können, und es ist nicht erforderlich, einen getrennten Deckskörper auf eine Struktur aus bereits montierten, im Boden verankerten Beinen aufzusetzen. Mit dem auf dem Deck vorhandenen Kran können durch die Beine Rammpfähle niedergebracht werden, und der Transportprahm läßt sich ohne weiteres von der Plattform entfernen. Darüber hinaus ermöglichen die entfernbaren Platten auf dem oberen Rahmen das

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Einbringen und Entfernen von Einrichtungen auf das untere Deck bzw. vom unteren Deck mittels der auf dem Deck montierten Kräne.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist es klar, daß sie nicht auf dieses beschränkt ist, sondern daß Abwandlungen und Änderungen möglich sind, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims

IIEKKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE

BESELERSTRASSE 4

DR. J.-D. FRHR. von UEXKULt "» ·

OR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL-ING. JÜRGEN SUCHANTKE ,

Pool Company (Prior· 21. Mai 1976

mn t, ^i Oi- *- ^{us 685 791} - 14005)

Wood Street

Dallas, Texas 75201 / V.St.A.

Hamburg, den 17. Mai 1977

Verfahren zur Errichtung einer Offshore-Plattform sowie Offshoreplattform

Ansprüche

Verfahren zur Errichtung einer Offshore-Plattform, die Beine und Hebeeinrichtungen zur Bewegung der Beine bezüglich dem Deckskörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform mittels eines Prahms zur Lokation bewegt und die Beine auf den Meeresboden abgesenkt werden, daß die Plattform an den Beinen angehoben und der Prahm unter der Plattform heraus bewegt wird, und daß die Beine fest mit der Plattform verbunden und die Hebeeinrichtungert—--entfernt werden.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absenken der Beine bei verhältnismäßiger hohem Wasserstand erfolgt.
3. Offshore-Plattform, gekennzeichnet durch einen nicht schwimmfähigen Deckskörper, mit dem Beine verbunden sind, sowie durch die Beine mit dem Deckskörper verbindende Hebeeinrichtungea und Befestigungseinrichtungen zur Befestigung der Beine am Deckskörper.

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