DE2758339A1

DE2758339A1 - Verbesserungen zu den plattformen zur ausbeute des meeresbodens

Info

Publication number: DE2758339A1
Application number: DE19772758339
Authority: DE
Inventors: Robert Vilain
Original assignee: EMH
Current assignee: EMH
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1979-02-22
Also published as: GB1596400A; SU1064874A3; FR2395359A2; JPS5410502A; JPS5626727B2; NO148819B; BR7708670A; SU882421A3; CA1066523A; NL7714334A; NO148819C; ES465480A1; FR2395359B2; NO774476L; AR217097A1

Description

Ym /F kl 3? ?£7

den 19. Γeζember 1977

ENTRFPRISE D'FQUIPEMFNTS MECANIQUES ET HYORAULTOUES E.H.M.

29, Pue de 1'Abreu^oir

92100 BOULOGNE-BILLANCOURT, Frankreich

"Verbesserungen zu den Plattformen zur Ausbeute des Meeresbodens ."

( Zusatz zu Pae . -*-.—tP -27 2& 994.7 vob 2S^ Juni

Die vorliegende Zusatzanmeldung betrifft eine Plattform zur Ausbeute des Meeresgrundes und insbesondere eine auftauchende Belegungs- und LadungsSuIe, die mit einem an der vorgesehenen Errichtungsstelle versenkten Grundaufbau versehen ist. Eine deratige Säule, deren Bauprinzip in der Hauptpatentanmeldung beschrieben worden ist, kennzeichnet sich dadurch, dass sie mit dem Grundaufbau fest verbunden ist. Diese Struktur ist insbesondere für die mittleren Wassertiefen, z.B. in der Grössenordnung von 40 bis 60 Meter geeignet.

In dem Hauptpatent ist eine Säule beschrieben, die vorzugsweise mit ihrem Grundaufbau gelenkig verbunden ist, wobei zu diesem Zweck der Grundaufbau mit Hilfe von gefüllten Ballastbehältern, die Bestandteile dieses Grundaufbaues bilden, bis zum Meeresboden versenkt wird. Jedoch ist die gelenkig eingebaute, in dem Hauptpatent beschriebene Säule nur dann vorteilhaft, wenn sie für Lagerstätte, in welchen die Wassertiefe verhältnismSssig gross ist und z.B. 100 Meter und mehr beträgt, eingesetzt wird. Eine derartige gelenkig eingebaute Säule ist

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zwangsweise mit Schwimmkörpern versehen, die dazu dienen, die SSuIe in Bezug auf den auf dem Meeresgrund abgestellten Grundanfbau im wesentlichen senkrecht zu halten. Bei geringer Wassertiefe muss man die Abmessungen dieser Schwimmkörper vergrössern, um Ober ein ausreichendes Richtmoment zu verfügen. Durch die prttsseren Abmessungen der Schwimmkörper wird die SSuIe den Auswirkungen der Dünung in steigendem Masse aus^esetzt, so dass eine gelenkig eingebaute SMuIe für mittlere Wassertiefen weniger geeignet ist.

Daneben weist die bekannte Einrichtung, die am Meeresboden mit Hilfe von Ketten geankerte B'legungsbojen einsetzt, verschiedene Nachteile auf, und zwar insbesondere die schnelle Abnützung der Befestigungsketten und der Schläuche zur Förderung des Erdöles. Die SSuIe zur Ausbeute des Meeresgrundes gemäss de¹" vorliegenden Zusatzanmeldung kennzeichnet sich dadurch, dass sie für seine Errichtung keine Bewegungsketten einsetzt, dass die angeschlossenen Leitungen bzw. Schläuche zur Zufuhr des Erdölρs keinen Beanspruchungen bzw. keinem Verschleiss ausgesetzt sind und dass die genannte SMuIe im Vergleich zu der gelenkig eingebauten Säule keine Schwimmkörper zur Aufrechterhaltung der senkrechten Stellung einsetzt, da sie mit ihrem Grundaufbau fest verbunden ist. Die Struktur der Plattform bzw. der Säule gemäss der vorliegenden Zusatzanmeldung stellt daher eine hervorragende Lösung für die Lagerstatten mittlerer Wassertiefe dar.

Insbesondere betrifft die vorliegende Zusatzanmeldung eine Plattform zur Ausbeute des Meeresgrundes, die insbesondere eine auftauchende Belegungs- und Ladungssäule bildet, welche mit einem versenkten, eine Masse bildenden Grundaufbau verbunden ist, nach einem der Ansprüche des Hauptpatentes, wobei diese Plattform dadurch gekennzeichnet ist, dass die Säule mit dem genannten Grundaufbau, der in Bezug auf die senkrechte mittlere Achse der Säule vorzugsweise im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist, dauernd fest verbunden ist, wobei der genannte Grundaufbau eine rahmenförmige Struktur aufweist, in welcher mindestens ein Teil mit Ballastbehaitern versehen ist, dass die genannte

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Säule in de¹" Mitte des genannten Rahmens im wesentlichen senkrecht zu der Mittelebene dosselbens angeordnet is+, des? sie über Verbindungselemente , d i " fI cb in Bezur auf die T.Sngsachse der SSuIe im wesentlichen in Querrichtung erstrecken, mit dem benannten Rahmen verbunden ist. und dass mindestens eine Abmessung in Querrichtung dieses Rahmens grosser els die Wassertiefe der vorgewählter. Erdöllagerstätte ist.

Die genannten Verbindungselemente können ebenfalls als Ballast- oder I.astbehälter ausgeführt werden, wobei die Ballastmasse a\is Beton, Eisenabfsilen, Bleischrott, Baryterde oder aus jedem Material masreichender Dichte besteht, um du^cb die Schwerkraft die einwandfreie Unbeweglichkeit des Grundaufbaues auf dem Meeresboden zu ermöglichen.

Da ausserdem die genannte Abmessung des Rahmens in Querrichtung grosser als die Wassertiefe ist, kann man zur Versenkung des Grundaufbaues ein besonders genaues und zuverlässiges Verfahren einsetzen. Dieses Verfahren besteht insbesondere darin:

- man lässt die genannte Plattform schwimmen, wobei die Ballastbehälter zu diesem Zeitpunkt im wesentlichen leer sind;

- die Plattform wird bis zu dem gewählten Ort der Lagerstätte geschleppt;

- die Behälter, die in den Rohrstücken, welche die Verbindung mit dem Rahmen herstellen, werden gleichzeitig soweit gefüllt, dass der gesamte Grundaufbau unmittelbar unter der Wasserfläche versenkt wird;

- man lässt den Rahmen um eine Seite, die im wesentlichen an der Meeresfläche bleibt, verschwenken und füllt zu diesem Zweck allmählich einige Behälter der gegenüberliegenden Seite des Rahmens bzw. einige Behälter, die sich an den zwei anderen gegenüberliegenden Seiten des Rahmens befinden, bis die genannte gegenüberliegende Seite mit dem Meeresboden in Berührung gelangt und sich auf letzterem abstützt; und

- schliesslich wird der genannte Rahmen um die Stützlinie der genannten gegenüberliegenden Seite auf dem Meeresboden in die andere Richtung dadurch verschwenkt,dass man die Behälter

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der Seite des Hahmens, welche am Anfang des Verfahrens an der Meeresflache gehalten war, oder die Behälter· der zwei anderen gegenfVberliependen Seiten dieses Rahmens fortschreitend fttllt, bis de" gesamte Rahmen sich auf dem Meeresboden abstützt.

Die fortschreitende Füllung der Behälter des Orundaufbaues ermöglicht eine gesteuerte Absenkung sowie die genaue Bei stellung des selbens auf dem Meeresgrund.

Weitere Merkmale der vorliegenden Zusatzanmeldung ergeben sich ?us der folgenden Beschreibung, in welcher an hand der beigefügten Zeichnungen verschiedene Ausfuhrungsbe.spiele der Erfindung erläutert werden.

Jn den Zeichnungen zeigen:

-die Figur 1 eine Seitenansicht einer auftauchenden Bflegungs- und I.adungssSule gemSss der vorliegenden Zusatzanmeldung, die gemSss der Schnittlinie I-I der Figur 2 teilweise abgerissen ist;

-die Figur 2 eine Efcaufsicht mit kleinerem Massstab des Grundaufbaues gemSss der Schnittlinie II-II der Figur 1;

-die Figur 3 einen Schnitt gemSss der Linie III-III der Figur 1 mit vergrössertem Massstab; und

-die Figuren 4 bis 10 sowie die Figuren 5a, 6a, 8a und 9a schematische Darstellungen dieser SSuIe und deren Grundaufbau zur Erläuterung eines bevorzugten Verfahrens zur Errichtung der genannten SSuIe am vorgesehenen Ort der Erdöllagerstätte.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen insbesondere eine Plattform zur Ausbeute des Meeresgrundes 11, die in diesem Fall eine SSuIe 12 zum Belegen von Schiffen und zur Ladung von Erdöl bildet, welche mit einem versenkten Grundaufbau 13 fest verbunden ist. Das Oberteil der Säule 12 ist mit einer drehenden Belegungseinrichtung 14, die z.B. in den französischen Patenten 74 04643 oder 75 33960 beschrieben ist, versehen und kann ein Oberdeck

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wie z.B. 15 zur Landung von Hubschraubern sowie alle zu deren Betrieb notwendigen Ausrüstungen wie z.B. Fotoren, Pumpen und dergleichen aufweisen. GemMss einem Merkmal der vorliegenden Zusatzanmeldung besteht der Grundau.fbau aus einem in diesem Ausführungsbeispiel viereckigen Rahmen 16, der mit BallastbehSltern versehen ist, und die SSuIe 12 ist im Mittelpunkt, dieses Rahmens senkrecht zu der Mittelebene desselbens eingebaut, wobej sie zu diesem Zweck über Verbindungselemente 17, die sich gegenüber der Längsachse der Säule 12 im wesentlichen querliegend erstrecken, mit dem genannten Rahmen verbunden. Die Verbindungselemente 17 sind ihrerseits in Form von Ballastbehältern ausgeführt. Man kann ausserdem bemerken, dass die Länge einer Seite des viereckigen Rahmens 16 (oder mindestens eine Abmessung in Querrichtung eines anders ausgebildeten Rahmens) die Wassertiefe am vorgesehenen Ort der Erdöllagerstätte überschreitet. Dieses Merkmal des Rahmens ermöglicht die genaue und einwandfreie Beistellung des Grundaufbaues am vorgewählten Ort, wenn die Plattform unter Einsatz eines noch zu beschreibenden Verfahrens versenkt wird. Vorzugsweise ist die genannte querliegende Abmessung mindestens 40 bis 50% grosser als die Wassertiefe und stellt insbesondere die Abmessung der Längsseiten des Grundaufbaues, wenn letzterer im wesentlichen rechteck förmig ausgeführt ist, dar.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die Verbindungselemente 17 eine Kreuzverstrebung, deren Schenkel gemäss den Mittellinien des Rahmens 16 verlaufen. Die Schenkel der Kreuzverstrebung können sich jedoch Diagonallinien entsprechend erstrecken. Jedes Verbindungselement 17 besteht aus Röhren rechte ckförmigen Querschnittes (Figur 3), die jeweils einen BallastbehSlter R^, R2_f R-X₁R^ begrenzen, in welchem eine Masse bzw. ein Ballast 17a z.B. aus Beton gegossen wird. Daneben bestehen auch die jeweiligen Seiten A,B,C oder D des Rahmens 16 aus Röhren mit einem in diesem Ausführungsbeispiel kreisförmigen Querschnitt, die in Querrichtung mit Hilfe von Trennwänden 20 in mehreren Abschnitten geteilt sind, welche die vorgenannten Ballastbehälter bilden. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 sind in jeder Seite des Rahmens jeweils disi. BehSlter be-

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grenzt, und zwar für die SeiteA*ei Behälter RA₁ ,RA₂,RA,, fflr die Seite B drei Behälter RB₁₁RB und RB^, für die Seite C drei Behälter RC₁, RC₂ und RC₅ und schliesslich für die Seite D drei Behälter RD₁, RD₂ und RD₅.

Der Grundaufbau 13 umfasst auch Stabilisieriingsbehälter 22_f die als Schwimmkörper ausgeführt sind und mit dem Rahmen 16 verbunden sind. Man kann z.B. vier Behälter vorsehen, die gemäss einer viereckigen geometrischen Form angeordnet sind, wie es die Figur 2 mit gestrichelten Linien zeigt, wobei die jeweiligen Behälter im Mittelpunkt einer jeden Seite des Rahmens 16 eingebaut sind. Daneben sind die Seiten A,B,C und D des Rahmens in Längsrichtung mit versteifenden Profilstücken 25 versehen, die unter dem Rahmen vorspringen und in den Meeresboden eindringen,wenn der Grundaufbau abgestellt wird, so dass die Stabilität der gesamten Einheit verbessert wird. Die Verbindungselemente 17 sind ebenfalls mit längsgerichteten versteifenden Elementen w.ie z.B. ?.€ versehen. Es wird schliesslich darauf hingewiesen, dass längs der Seiten A,B,C und D des Rahmens Platten 27 zur Verhinderung der Aushöhlung bzw. der Unterspülung gelenkig angeordnet sind. Diese Platten sind vor und während der Absenkung der Plattform nach oben an den Seiten des Rahmens geklappt gehalten und werden dann, wie es die Figuren 1 und 2 zeigen, zu dem Meeresboden hin herabgeklappt, um jede Aushöhlung des Bodens in der unmittelbaren Umgebung des Grundaufbaues durch die Einwirkung der Wasserbewegungen zu vermeiden.

Man wird nun an Hand der Figuren 4 bis 10 das Verfahren zur Anbringung der Plattform an den vorgesehenen Ort der Lagerstätte beschreiben.

Man lässt zuerst die Plattform 11 schwimmen. Zu diesem Zweck sind die BallastbehSlter selbstverständlich im wesentlichen leer. Die Plattform wird dann an den vorgesehenen Ort der Lagerstätte herangeschleppt (Figur 4). Die Ballastbehälter R₁, R , R, und R^, die in den Rohrstücken 17 zur Verbindung der Säule 12 mit dem Rahmen 16 gebildet sind, werden dann soweit ge-

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füllt, bis, wie es die Figuren 5 und 5a zeigen, der Grundaufbau insgesamt in unmittelbarer Nähe der Wasserfläche versenkt wird. Die Behälter 22, die leer sind, dienen zur Stabilisierung der Plattform. Es genügt dann, einige Behälter des Rahmens 16 fortschreitend auszufüllen, damit der genannte Rahmen um eine Seite, die c'ann im wesentlichen an der Meeresfläche bleibt, verschwenkt (Figur 6). Wie es insbesondere die Figuren 6 und 6a zeigen , wenn man z.B. den Grundaufbau um seine Seite C verschwenken lässt, müssen die Ballastbehälter RBp und RDp der Breitseiten B und D des Rahmens sowie der Stabilisierungsbehälter 22 der gegenüberliegenden Seite A Coder noch der Behälter RA₁) fortschreitend gefüllt werden, bis die gegenüberliegende Seite A auf den Meeresboden gelangt. Dieser Zustand ist in Figur 7 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass zu diesem Zeitpunkt, der Grundaufbau mit dem Meeresboden einen Winkel von 45° einschliesst, wobei das Oberteil der Säule immer noch über der Meeresfläche auftaucht, und dass eine der Seiten des Grundaufbaues mit dem Meeresboden schon in Berührung steht, wenn die gegenüberliegende Seite immer noch über der Meeresfläche liegt. So verfügt man bei der Anbringung der Plattform über mehr Sicherheit und Genauigkeit. Wenn man z.B. zu diesem Zeitpunkt feststellt, dass im Laufe seiner Versenkung der Grundaufbau eine Fehlstellung erreicht hat, braucht man nur in die Seitenbehälter RB₂ und RD₂ oder in den Stabilisierungsbehälter 22 Luft einzublasen, damit die Seite A des Grundaufbaues wieder aufsteigt, so dass die Stellung des Grundaufbaues verändert werden kann. Letzterer wird dann erneuert verschwenkt,bis seine Seite A mit dem Meeresboden in geeigneter Weise in Berührung gelangt. Der Rahmen 16 ist dann in die andere Richtung gedreht, und zwar um die AbsiOtzlinie der Seite A auf dem Meeresboden und zu diesem Zweck werden vorzugsweise zuerst die Behälter RB₁ und RD₁ der Seiten B und D (Figuren 8 und 8a) und dann der Behälter RC₁ der Seite C (Figuren 9 und 9a) gefüllt, bis der gesamte Rahmen 16 sich an den vorgesehenen Ort auf den Meeresboden abstüzt. Die übrigen Behälter des Rahmens 16 können nun gefüllt werden und malksm die Platten zur Verhinderung

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der Unterspülung 27 (Figur 10) herpbklappen, um die Plattform endgültig zu stabilisieren.

Fs wird darauf hingewiesen, dass das Gleichgewicht der Plattform zu jedem Zeitpunkt der doppelten Verschwenkung des Grundaufbaues aufrecht erhalten ist. Die Winkelstellung des Grundaufbaues ist zu diesem Zweck ständig durch die fort-FChreitende Füllung der Behälter gesteuert. Selbstverständlich ist die Reihenfolge der .jeweiligen Füllung der Ballastbeh§lter bzw. der Stabilisierungsbehälter zur Anbringung der Plattform an dem vorgesehenen Ort nur beispielsweise angegeben und man kann zahlreiche Ausftihrungsvari.anten dieses Verfahrens zur Anwendung bringen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRUECHE

1.- Plattform zur Ausbeute des Heeresbodens, die eine auftauchende Belegungs- und Ladungssäule bildet, welche mit einem versenkten, eine Masse bildenden Grundaufbau verbunden isi; nach einem der Ansprüche des Hauptpatentes dadurch gekennzeichnet, dass die SSuIe 12.mit einem Grundaufbau 13 dauernd fest verbunden ist, welcher in Bezug auf eine senkrechte mittlere Achse im wesentlichen symmetrisch angeordnet ist und im wesentlichen die Form eines Rahmens 16 aufweist, der auf mindestens einer Seite mit Ballastbehältern versehen ist, dass die genannte SSuIe 12 im wesentlichen im Mittelpunkt des Rahmens 16 und senkrecht zu der Mittelebene desselbens angeordnet ist, dass sie Ober die Verbindungselemente 17, die sich in Bezug auf die Längsachse der Säule 12 im wesentlichen in Querrichtung erstrecken, mit dem genannten Rahmen 16 verbunden ist \md dass schliesslich mindestens eine Abmessung des Rahmens 16 in der Querrichtung grosser als die Wassertiefe am vorgesehenen Ort der Erdöllagerstätte ist.

2.- Plattform nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Verbindungselemente 17 in Form von Ballast- oder Lastbehältern R^ , Rp,R,, R^ ausgeführt ist.

3·- Plattform nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn-

z e i chnet, dass die genannte Abmessung in Querrichtung

des Rahmens 16 mindestens 40 bis 50 % mehr als die Wasserhöhe beträgt.

4,- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Rahmen 16 im wesentlichen viereckig ist und dass die genannten Verbindungselemente 17 eine Kreuzverstrebung bilden, deren Schenkel z.B. gemäss den Mittellinien oder den Diagonallinien des Rahmens 16 orientiert sind.

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5.- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass StabilisierungsbehSlter 22, die als Schwimmkörper dienen, mit dem Rahmen 16 verbunden sind.

6.- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzei chnet, dass man mindestens vier Stabilisierungsbehälter 22 vorgesehen hat, die in Bezug auf die mittlere Achse des Grundaufbaues 13 in der Weise symmetrisch angeordnet sind, dass jeder Behälter 22 z.B. sich in der Mitte der jeweiligen Seiten A,B,C,D des Rahmens 16 befindet.

7.- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten A,B,C,D des Rahmens 16 rohrförmig ausgeführt sind und in Querrichtung mit Hilfe von mehreren Trennwänden 20 in Abschnitte geteilt sind, welche die genannten Ballastbehälter RA^,p,,; RB₁, _?, ,; RC₁, ₂,₃; RD₁₁₂₁₃: begrenzen.

8,- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten AB/QD des Rahmens und/oder die Verbindungselemente 17 in Längsrichtung mit versteifenden Profilstücken 25, 26 versehen sind, welche unter dem Rahmen 16 Vorspringen.

9.- Plattform nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzei chnet, dass Paneele bzw. Platten 27, zur Verhinderung der Aushöhlmg bzw. der Unterspülung entlang der jeweiligen Seiten Pfifp des Rahmens 16 herauf- und herabklappbar angeordnet sind.

10.- Verfahren zur Anbringung einer Plattform ,die eine Belegungsund Ladungssäule bildet, welche mit einem Grundaufbau verbunden ist, insbesondere nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:

- die Plattform 11 schwimmen zu lassen, wobei die Ballastbehälter im wesentlichen leer sind;

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- die Plattform 11 an dem vorgewählten Ort der Erdöllagerstätte heranzuschleppen;

- gleichzeitig die Behälter R₁, R,,, R^, R_/+, die in den Verbindungsstücken 17 zwischen der Säule 12 und dem Rahmen 16 gebildet sind, soweit zu füllen, dass der gesamte Grundaufbau in unmittelbarer Nähe der Wasserfläche versenkt wird;

- den Rahmen 16 um eine z.B. C seiner Seiten ABCD, die im wesentlichen an der Meeresfläche bleibt, dadurch verschwenken zu lassen, dass einige Behälter der gegenüberliegenden Seite A oder der Breitseiten BD fortschreitend gefüllt werden, und zwar bis die genannte gegenüberliegende Seite A mit dem Meeresboden in Berühgung gelangt und sich auf letzterem abstützt; und

- den genannten Rahmen 16 um die Stützlinie der genannten gegenüberliegenden Seite A auf dem Meeresboden in die andere Richtung verschwenken zu lassen, wobei zu diesem Zweck die Behälter derjenigen Seite C, welche vorher an der Meeresfläche gehalten war, oder die Behälter der genannten Breitseiten BD sowsttgeffflltwerden, dass der Rahmen 16 bis zum Seegrund absinkt.

11.- Verfahren nach Anspruch lOdadureh gekennzeichnet, dass man danach alle Behälter des Rahmens 16 ausfüllt, um die endgültige Stabilität der Plattform zu sichern.

12.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11 zur Anbringung einer Plattform nach dem Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Platten 27 zur Verhinderung der Unterspülung dann herabgeklappt werden, wenn der Rahmen 16 einwandfrei auf dem Meeresgrund abgestützt ist.

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