DE2745927A1

DE2745927A1 - Verbesserungen zu einrichtungen zum belegen von schiffen, insbesondere tankschiffen an offshorebohrungsplattformen

Info

Publication number: DE2745927A1
Application number: DE19772745927
Authority: DE
Inventors: Robert Vilain
Original assignee: EMH
Current assignee: EMH
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1978-04-27
Also published as: NO156602B; SU651683A3; US4281611A; GB1591645A; NL7711309A; CA1090676A; NO156602C; AR223307A1; FR2367654A1; BR7706878A; FR2367654B1; JPS5349790A; NO773522L; ES463250A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Einrichtungen, die einerseits das Belegen von Schiffen, insbesondere Tankschiffen an eine Offshorebohrungssäule, die z.B. am Seeboden angelenkt oder verankert ist, und andererseits die Förderung der gasförmigen oder flüssigen Ladung (Erdöl oder dergleichen) ermöglichen.

Meistens sehen die bis jetzt vorgeschlagenen Lösungen den Einbau des größten Teiles der Beleg- und Anschlussausrüstung auf dem Oberteil bzw. der Plattform der Bohrsäule vor. Da diese Ausrüstung kompliziert ist, sind zahlreiche Wartungsarbeiten und dementsprechend viele Arbeitskräfte auf der Bohrinsel notwendig. Die Wartung ist daneben schwierig und langwierig und kann über nicht vernachlässigbaren Zeiten die Außerbetriebsstellung der Ausrüstung zur Folge haben.

Die schon bekannten Lösungen benötigen außerdem einen Anschlussschlauch, der oft mit der See unmittelbar in Berührung steht und deshalb bei hohem Seegang Beschädigungen ausgesetzt ist.

Um diese Nachteile zu beheben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, auf dem Schiff das größte Teil der Beleg- und Fördereinrichtungen zu lagern, damit praktisch alle Wartungsarbeiten auf dem Deck des Schiffes, d.h. z.B. in Sicherheit in einem Hafen durchgeführt werden können, während auf der Bohrinsel nur eine Verbindungseinrichtung zurückbleibt, die ein ergänzendes, der genannten Ausrüstung gehörendes Anschlusselement aufnimmt, so dass auf der Bohrinsel das Wartungspersonal überflüssig wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung besteht die genannte Ausrüstung wenigstens aus einem Ausleger geeigneter Länge, der gemäß mindestens zwei orthogonalen Achsen auf dem Deck des Schiffes angelenkt ist, mindestens ein Anschlussrohr oder einen Anschlussschlauch trägt und an einem Ende mit Anschlussmitteln versehen ist, die auf den entsprechenden Rohransatz der Säule angepasst werden.

Es ist auch möglich, mindestens zwei in Bezug aufeinander bewegliche Ausleger einzusetzen, die auf dem Deck des Schiffes leichter eingezogen und abgestellt werden und zu diesem Zweck miteinander gelenkig verbunden, z.B. teleskopisch ausgeführt sind.

Das Belegen des Schiffes kann mit Hilfe einer Haltetrosse gesichert werden, die mit einem Ende an dem Schiff und mit dem anderen Ende an der Bohrsäule angelenkt ist, wobei in diesem Fall der genannte oder die genannten Ausleger auf einem Fahrwerk bzw. Wagen angeordnet ist bzw. sind, welches auf Schienen des Deckes des Schiffes verfahrbar ist.

Wenn die genannten Anschlussmittel an einem Ende des genannten

Auslegers angelenkt sind, kann der Ausleger (oder die Ausleger, wenn mehrere solche vorgesehen sind) die Rolle der Belegvorrichtung spielen und gegebenenfalls die Haltetrosse ersetzen bzw. mit letzterer zusammenwirken, wobei die Standfläche der Auslegeranordnung auf dem Deck zu diesem Zweck elastische Beanspruchungen aufnehmen kann und eine Stoßdämpfung herbeiführt, die sonst von der Haltetrosse selbst gewährleistet ist. Auf diese Weise werden die relativen Bewegungen zwischen dem Schiff und der Bohrsäule, die auf die Wellen zurückzuführen sind, leicht gedämpft bzw. aufgenommen.

Zur Bildung der Anschlussmittel, die an einem Ende des Auslegersystems vorgesehen werden sollen, wird eine Anordnung getroffen, bei welcher eine Einheit eingesetzt wird, die einerseits einen Hohlkörper mit einem mit dem genannten Rohransatz zusammenwirkenden Zentrier- und Führungskegel und andererseits ein gleitendes Element, welches in den genannten Rohransatz hineindringt und mit entsprechenden Dichtungspackungen die Verbindung herstellt, sowie schließlich Verriegelungsmittel umfasst, die die hergestellte Verbindung blockieren. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auf jede beliebige Anlage angewandt werden, die einen Anschluss an einen Rohransatz bzw. an eine Rohrmündung benötigt.

Die Haltetrosse, sofern eine solche vorgesehen ist, wird z.B. an einen um die genannte Vorrichtung frei drehbar eingebauten Kranz befestigt.

Neben diesen Anordnungen sind gemäß der vorliegenden Erfindung weitere Maßnahmen getroffen, die vorzugsweise gleichzeitig angewandt und in der Folge näher erläutert werden.

So betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere bestimmte Anwendungs- und Ausführungsarten der genannten Anordnungen und als neue Industrieprodukte, die Einrichtungen, Systeme, Vorrichtungen, die die Erfindung einsetzen, sowie die Elemente oder Einheiten, insbesondere die Bohrsäulen bzw. Inseln und Tankschiffe, welche mit derartigen Systemen oder Elementen versehen sind.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher an Hand der beigefügten Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 in einer teilweise abgerissenen schematischen Seitenansicht eine Einheit, die einerseits aus dem Bohrstrang zur Ladung oder zur Lagerung von Erdöl in einem Schiff und andererseits aus einer Einrichtung zum Belegen des Schiffes und zur Förderung des Erdöles umfasst, wobei die gesamte Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist:

- Figuren 2 und 3 jeweils in getrennten Seitenansichten die Anschlusselemente, die auf der Bohrinsel vorgesehen sind, wobei die Figur 2 ein teilweise abgerissener senkrechter Schnitt ist, während die Figur 3 eine Einzelheit im Schnitt gemäß der Linie III-III der Figur 2 zeigt: und

- Figur 4 eine der Figur 1 ähnliche Darstellung gemäß einer anderen Ausführungsart der Erfindung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung und insbesondere gemäß der bevorzugten Anwendungs- und Ausführungsart derselben im Falle einer Offshorebohrungssäule, wie z.B. der Säule 1 (Figur 1), die in 3 an dem Grund 2 der See angelenkt ist und über die Rohrleitungen wie z.B. 4. 5 Erdöl saugt, werden die Mittel zum Festmachen bzw. Belegen eines Schiffes 6 und zur Förderung des Erdöles (in die eine oder in die andere Richtung, der gezielten Aufgabe entsprechend) zwischen der Rohrleitung 5 und einem anderen am Schiff befestigten Rohrleitung 7 folgenderweise hergestellt.

Wie z.B. die Figur 1 zeigt, wird mindestens ein Ausleger 8 geeigneter Länge eingesetzt, der an dem Schiff angelenkt ist, um beliebig abgesenkt, hochgehoben oder seitlich gerichtet zu werden. Dieser Auslegerarm ist an seinem freien Ende in 9 mit einer Anschlussvorrichtung C versehen, die mit dem anderen Ende bzw. mit der Basis des Auslegers über einen Schlauch bzw. eine Rohrleitung 10 verbunden ist, welcher bzw. welche mit der ortsfesten Rohrleitung 7 des Schiffes über eine Verbindungsleitung 11 verbunden ist. Die Anschlussvorrichtung C wird über den Rohransatz 12 der Plattform am oberen Ende des Steigrohres 5 gestellt und stellt über einfache, vorzugsweise vom Schiff aus gesteuerte Mittel mit dem genannten Rohransatz 12 einen dichten Anschluss her.

Damit die Anschlussvorrichtung C einwandfrei über den Rohransatz 12 gebracht wird, ist die Basis bzw. die Auflagefläche des Auslegers 8 in 13 über ein Doppelgelenk auf einem Schlitten 14 angeordnet, der mit Hilfe einer geeigneten Steuerung auf Schienen 15 verfahrbar ist.

Wie die Figur 1 zeigt, besteht die in 16 entlang des Auslegers 8 geführten Leitung 10 aus einem biegsamen Schlauch. Im Falle einer starren Ausführung kann dann der Rohrstrang gegebenenfalls ein Teil des Auslegers bilden, wobei dieser Rohrstrang dann an seinen jeweiligen oberen und unteren Enden mit drehenden Richtungen versehen ist.

Die Anschlussvorrichtung C wird über ein Seil 17 (Figur 1) mit gegebenenfalls einstellbarer Länge oder über jedes andere geeignete Mittel mit dem Ende 9 des Auslegers 8 verbunden, wobei die Möglichkeit auch besteht, wie die Figur 1 zeigt, die genannte Vorrichtung in 9 mit Hilfe eines Kardangelenkes anzulenken. Diese Anschlussvorrichtung besteht z.B. aus folgenden Elementen:

- einem z.B. zylinderförmigen Hohlkörper 18, der in 19 (Figuren 1 und 2) getragen ist und mit einem annehmbaren Spielraum auf den Rohransatz 12 des Steigrohres 5 aufgesetzt wird, wobei dieser Hohlkörper an seinem unteren Ende mit einem Führungskegel 20 versehen ist, der das Einsetzen der Vorrichtung auf die Bohrsäule erleichtert;

- einem gleitenden, hohl ausgebildeten Anschlusselement, wie z.B. einer Manschette oder einem hohlen Plungerkolben, welches in die Mündung 21 des Rohransatzes 12 eindringt, wobei die genannte Manschette mit Dichtungspackungen 22 (Figur 2) versehen ist und vom Schiff aus, z.B. mit Hilfe einer in dem Träger 19 gelenkig angeordneten Kolben-Zylinderanordnung 23 ferngesteuert wird;

- und aus Verriegelungsmitteln, die z.B. mit einer kreisförmigen, in der Seitenwandung des Rohransatzes 12 vorgesehenen Nute 24 zusammenwirken und mit Ringeln, die über Presstöpfe 26 gesteuert werden, versehen sind (Figur 2).

Die Verbindung zwischen der inneren Bohrung der Manschette 20 und dem entsprechenden Ende der Rohrleitung 10 bzw. des Schlauches 10 wird z.B. mit Hilfe von biegsamen Schläuchen 38 hergestellt, die an einen mit der Manschette 20 in Verbindung stehenden Rohrabschnitt 27 jeweils angeschlossen sind, obwohl starre Anschlussmittel, insbesondere über ein Kardangelenk 9 wie in Figur 4, nicht ausgeschlossen sind.

Dieser T-förmige Rohrabschnitt 27, der in entsprechenden auf dem Träger 19 vorgesehenen Führungen 39 (Figur 3) gleitbar angeordnet ist, trägt mit dem Presstopf 23 zur einwandfreien gleitenden Führung der Manschette 20 während den Anschlussarbeiten bei.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2, bei welchem das Belegen des Schiffes an der Säule über eine Haltetrosse 28, die mit einem Ende in 36 am Schiff und mit dem anderen Ende in 37 an der Säule befestigt ist, erfolgt, wird die Haltetrosse mit dem letztgenannten Ende an einen Kranz 29 befestigt, welcher über Kugel- oder Rollenlager um den Hohlkörper 18 der Anschlussvorrichtung C frei drehbar eingebaut ist.

Die Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsart der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsart ist die Anschlussvorrichtung C an dem Ende eines schwenkbaren Auslegers angelenkt, welcher, in diesem Fall, aus einem doppelten Arm besteht, dessen zwei Abschnitte 81, 82 in 30 aneinander angelenkt sind und über einen Servomotor 31 oder jede andere beliebige Vorrichtung, wie einen Presstopf 33 vom Schiff aus in Bezug aufeinander orientiert werden können. Der Motor, der wie die Figur 1 zeigt, zur Einstellung der Orientierung der Einheit einerseits senkrecht um die Achse 13 und andererseits waagerecht, z.B. durch Verschwenkung um einen den Schienenfahrwerk der Figur 1 ergänzenden Drehkranz 14, dient, ist auf Figur 4 schematisch in 32 gezeigt. Die Anordnung gemäß dieser zweiten Ausführungsart löst dieselben Aufgaben wie die Vorrichtung der Figur 1. Diese zweite Vorrichtung kann leichter auf dem Schiff eingeschoben werden bzw. auf dem Deck aufgeräumt werden und dann an Ort und Stelle festgemacht werden.

Da diese Vorrichtung nur starre jedoch angelenkte Elemente umfasst (die Anschlussvorrichtung C ist in 9 angelenkt), kann gegebenenfalls die Haltetrosse 28 entfallen, wobei die Einheit, sobald die Anschlussvorrichtung eingesetzt ist, die Rolle eines Belegungsarmes übernimmt. Das Schienenfahrwerk bzw. der Drehkranz 14 wird dann mit Hilfe von elastischen, mechanischen, pneumatischen, hydraulischen oder dergleichen Mitteln, die die Verstellung des Fahrwerkes oder des Drehkranzes waagerecht insbesondere in der Längsrichtung des Schiffes ermöglichen, um die Elastizität bzw. Ausdehnungsfähigkeit der Haltetrosse zu ersetzen, mit dem Schiff verbunden. Diese Maßnahmen können auch im Falle der Figur 1 angewandt werden, wenn die Anschlussvorrichtung C am Ende seines Tragearmes angelenkt ist.

Zum selben Zweck, wenn mindestens zwei, über einen Presstopf gesteuerte Ausleger 81, 82 vorgesehen sind, könnte man diesen Presstopf mit einer hydraulischen, z.B. ölpneumatischen Spannvorrichtung wie z.B. 50 vereinigen, welche nach erfolgtem Anschlussvorgang wirksam wird und, sobald das Belegen und der Anschluss durchgeführt sind, eine gewisse Dämpfung der relativen Bewegungen der Gelenkarmenanordnung herbeiführt, welche auf die relativen Bewegungen der Bohrungssäule 1 und des Schiffes 6 (Stampf- und Schlingerbewegungen) unter der Wirkung der Wellen zurückzuführen sind.

Die eben beschriebenen Einheiten umfassen alle zusätzlichen Mittel, die die durchzuführenden Arbeitsgänge ermöglichen oder erleichtern.

So kann die Anschlussvorrichtung C, wie in Figur 1 gezeigt, mit in 31 schematisch dargestellten Fernsehmitteln versehen werden, um die Bedienungsperson, die auf dem Schiff mit der Betätigung der Ausleger beauftragt ist, besser zu informieren und auf diese Weise die einwandfreie Beistellung der Anschlussvorrichtung über den Rohransatz 12 zu erleichtern.

Vor dem Rohransatz 12 ist selbstverständlich auf der Erdölzufuhrleitung 5 eine doppelte Rückschlaganordnung wie z.B. 35 vorgesehen.

Mit den beschriebenen Elementen kann man eine Einheit zum Belegen von Schiffen und zur Förderung deren Ladung schaffen, welche das Vorhandensein eines speziellen Materials sowie spezialisierter Arbeitskräfte auf der Bohrinsel überflüssig macht und bei welcher alle Steuerungseinheiten auf dem Schiff zentralisiert sind. Eine derartige Vorrichtung funktioniert folgenderweise:

Bezugnehmend z.B. auf die Ausführungsart der Figuren 1 und 2, wird zuerst das Schienenfahrzeug 14 rückwärts verstellt, d.h. von dem Vorderteil des Schiffes entfernt, damit die Haltetrosse 28, die am Ende des Auslegers, d.h. der Anschlussvorrichtung C frei hängt und doch in 36 am Schiff befestigt ist, nicht straffgezogen ist.

Mit Hilfe seines vorderen Vortriebmittels 10 fängt das Schiff an zu manövrieren, um das Ende des Auslegers 8 in Bezug auf die Achse der Säule näherzubringen. Gleichzeitig steuert der Bedienungsmann, der sich in dem Führerstand am Vorderteil des Schiffes befindet, die notwendigen Bewegungen bzw. Verstellungen des Armes 8 sowie des Laufwagens 14, um eine genaue örtliche Lage zu erreichen, wobei er dabei auch die durch die Fernsehkamera 31 gelieferten Informationen berücksichtigt.

Wenn der Hohlkörper 18 genau über der Achse der Säule steht, löst der Bedienungsmann die Absenkung desselben aus, damit der Hohlkörper den Rohransatz 12 des Steigrohres 5 genau umgreift. Dieser Arbeitsgang kann durch die Verstellungen des Auslegers 8 herbeigeführt werden, da ein gewisser Spielraum zwischen dem Hohlkörper 18 und dem Rohransatz 12 besteht. Wenn die Verbindung mit Hilfe eines Seiles 17 hergestellt ist, wie in Figur 1 gezeigt wird, wird das dadurch erreicht, dass das Seil durch eine entsprechende Betätigung lose gemacht wird. Ein starrer ausdehnbarer Arm könnte auch dieses Manöver zustande bringen.

Wenn der Hohlkörper einwandfrei und endgültig in Stellung gebracht ist, wird er mit Servomotoren-Presstöpfen 26 verriegelt und schließlich wird die Manschette 20 durch die Einheit 23 betätigt, damit die Verbindung im Inneren des Rohransatzes 12 hergestellt wird.

Der Bedienungsmann kann dann die Vorrichtungen, die zur Beistellung des Laufwagens 14 und des Auslegers 8 betätigt wurden, auskuppeln bzw. freisetzen. Unter der Wirkung des Windes und des Stromes entfernt sich das Schiff, während der Laufwagen sich in entgegengesetzter Richtung nach vorne bewegt, bis die Haltetrosse 28 straffgespannt wird und auf diese Weise das Belegen des Schiffes sichert. Alles ist dann für die Förderung des Mediums bereit.

Die Vorrichtung der Figur 4 arbeitet in ähnlicher Weise, ohne das Vorhandensein der Haltetrosse 28 und mit der zusätzlichen Möglichkeit, dass die Auslegeranordnung 81, 82 in Transportstellung auf dem Schiff leichter eingezogen werden kann.

Die vorliegende Erfindung bietet im Vergleich zu den schon bekannten Ausrüstungen dieser Art zahlreiche Vorteil, und zwar:

- höchste Vereinfachung der auf der Bohrinsel vorhandenen Ausrüstungen, da die notwendige Ausrüstung auf einen Rohransatz 12 beschränkt werden kann, um welchen weite Geh- und Bewegungsmöglichkeiten gegeben sind, wobei zu diesem Zweck ein Geländer 41 vorgesehen ist;

- Herabsetzung der auf der Bohrsäule notwendigen Arbeitskräfte oder sogar vollkommener Wegfall von jedem Personal;

- Herstellung auf dem Schiff einer verhältnismäßigen einfachen und leicht zu bedienenden Anlage, die während des Transportes eingezogen wird, wobei die Wartung auf alle Fälle durch die Mannschaft durchgeführt wird;

- Berücksichtigung der relativen Bewegungen des Schiffes und der Bohrsäule, ohne dass gefährliche Beanspruchungen auf die gelenkig angeordnete Struktur zum Belegen des Schiffes und zur Förderung des Erdöles ausgeübt werden, wobei die sich aus den genannten Bewegungen ergebenden relativen Bewegungen der gelenkig angeordneten Elemente dieser Struktur insbesondere durch die ölpneumatische Vorrichtung 15 oder dergleichen oder durch die eigene Elastizität der Haltetrosse, sofern letztere vorhanden ist, gedämpft werden.

Figur 1

Figur 2

Figur 3 und Figur 4

Claims

richtung festzumachen und um letztere zu verschwenken, bis das genannte Schiff in der Richtung des Windes bzw. im Gegenwind liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Belegen des Schiffes mit Hilfe einer Haltetrosse 28 durchgeführt wird, welche das Schiff 6 mit Mitteln 29, die um die Anschlussvorrichtung C drehbar eingebaut sind, verbindet, wobei der Ausleger 8 mit Hilfe eines an sich bekannten Laufwagens 14 auf dem Schiff 6 verstellt werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ausleger 8 mit der Anschlussvorrichtung C über ein Kardangelenk 9 verbunden ist und um die genannte Vorrichtung drehen kann.
hängt ist.
ordnete Ausleger 81, 82 auf einem Drehkranz 14 eingebaut ist, dessen Unterlage auf dem Schiff 6 befestigt ist.
z e i c h n e t , dass zwei Arme 81, 82 vorgesehen sind, wobei der eine an dem Drehkranz 14 befestigt ist, während der andere 82 mit dem ersten Arm 81 gelenkig verbunden ist und über ein Kardangelenk 9 an die über eine gewisse Dämpfung entgegensetzen, in Kombination vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die genannten Dämpfungsmittel aus einem pneumatischen Spanner 50 bestehen, der mit einem Presstopf 33 zur Betätigung der zwei Arme 81, 82 kombiniert ist.
stimmte elastische Bewegungen erlauben, um die auf das Belegen des Schiffes zurückzuführenden Beanspruchungen standzuhalten.
schlussverbindung hergestellt ist.
z e i c h n e t , dass die genannte Haltetrosse 28 an der Säule 1 über einen Kranz 29 befestigt ist, der auf dem Hohlkörper 18 der genannten Anschlussmittel frei drehbar eingebaut ist.
gelenk verbunden ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leitungen 10, die durch den Ausleger 8 oder die Arme 81, 82 getragen sind, aus biegsamen Schläuchen bestehen.