DE2814852A1

DE2814852A1 - Schnelltrenn-verankerungssystem fuer schiffe u.dgl.

Info

Publication number: DE2814852A1
Application number: DE19782814852
Authority: DE
Inventors: John S Andrepont; Jun James A Orndorff; Robert S Wozniak
Original assignee: Chicago Bridge and Iron Co
Current assignee: Chicago Bridge and Iron Co
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1978-04-06
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS546293A; FR2394443A1; NL7805043A; DK262078A; GB1554625A; US4114556A; NO782044L; BR7802983A

Description

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Schnelltrenn-Verankerungssystem für Schiffe u.dgl.

Die Erfindung betrifft ein starres Verankerungssystem Z¹XTT; Festmachen eines schwimmenden Schiffes oder eines anderen Wasserfahrzeuges an einem schwimmenden Turm, der im Meeresgrund verankert ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verankerungssystem, das zwei starre Jcchaufbauten aufweist/ die mittels eines Schnelltrenn-Verschlusses miteinander verbunden sind, der die Konstruktionssteifigkeit des Systems aufrechterhält.

Manchmal ist es erwünscht, ein schwimmendes Schiff oder ein anderes Wasserfahrzeug an einer küstenfernen Stelle für längere oder unbestimmte Zeit an einem Schwimmturm zu verankern. Ein typischer Fall hierfür ergibt sich in Verbindung mit dem Betrieb einer küstenfernen Ölbohrung, 7/obei öl von unterhalb des Meeresspiegels durch an einen Schwimmturm angeschlossene Rohre in ein mit dem Turm verbundenes Schiff fließt. Anstatt das Öl von der küstenfernen Steile zu einer Raffinerie zu förder-ist vorgeschlagen worden, an dem Schwimmturm ein Schiff zu verankern, das eine schwimmende Raffinerie ist und für die ο Verarbeitung des Rohöls eingesetzt werden kann. In solchen Fällen muß die schwimmende Raffinerie über lange Zeitspannen mit dem Turm verbunden bleiben. Um eine Beschädigung des Schiffes oder des Schwimmturmes zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß ein starrer Verankerungsarm das Schiff an den Turm kuppelt. Der starre Arm muß angemessen stabil sein, um den Kräften standzuhalten, die unter dem Einfluß des Windes, der Wellen und der Gezeiten auf ihn einwirken, und er muß gleichzeitig ermöglichen, daß das Schiff um die Verankerungsstelle schaukeln sowie rollen und stampfen kann. Außerdem ist es wichtig, daß

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der Verankerungsarm eine schnelle Herstellung beziehungsweiseTrennung der Verbindung zwischen dem Schiff und dem Turm ermöglicht, ohne daß Turm oder Schiff beschädigt werden können. Im Hinblick auf die gewaltigen Abmessungen des für derartige Anlagen im allgemeinen verwendeten Schiffes, müssen die Bestandteile des Verankerungssystemes groß und schwer sein, um den zur Einwirkung kommenden enormen Kräften widerstehen zu können. Größe und Gewicht des Verankerungssystems in Kombination mit der Größe des Schiffes, dessen Bewegung während der Ankupplung und Abkupplung gesteuert sein muß, schafft ernste Probleme bei der Gestaltung eines Verankerungssystems, bei dem gewährleistet ist, daß die Ankupplung und Abkupplung sich ohne Kollisionsbeschädigung des Schiffes oder des Turmes durchführen lassen.

Gemäß der Erfindung wird ein starres Verankerungssystem vorgeschlagen, das zwei starre Jochaufbauten aufweist, deren eine mit dem Schwimmturm verbunden ist, während die andere von dem Schiff getragen wird. Die Jochaufbauten sind mit Mitteln ausgestattet, die ihre genaue Ausrichtung während des Ankuppelns und Abkuppeins ermöglichen. Jedes Joch enthält einen Bestandteil eines zweiteiligen Schnelltrenn-Systems, das bei Verriegelung eine starre Verbindung zwischen dem Schiff und dem Schwimmturm herstellt. Der Verriegelungsteil des einen Joches weist einen von dessen Ende abstehenden Arm und zwei quergerichtete Bolzen unterhalb des nach außen vorstehenden Armes auf. Der Verriegelungsteil des anderen Joches enthält zwei im Abstand liegende parallel nach außen vorstehende Arme mit Längsschlitzen, die die nach außen vorstehenden Bolzen am anderen Joch aufnehmen, und die beiden Joche zueinander fluchtend ausgerichtet führen, so daß sie nach Zusammenstecken verriegelt werden können.

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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines mit einem Bestandteil des Verankerungssystems ausgerüsteten Schiffes, das sich einem Schwimmturm nähert, der den zweiten Bestandteil des Verankerungssystems aufweist,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung im Betrieb während des Beginns eines Verankerungsvorganges, bei der ein an dem Turm befestigtes Seil zum Heranziehen des Schiffes an den Turm verwendet wird,

Fig. 3 die Einrichtung in einem späteren Stadium des Verankerungsvorganges, in dem die Verriegelungsenden der Verankerungselemente sich ihrer Arbeitsstellung annähern,

Fig. 4 ein anschließendes Stadium des Verankerungsvorganges ,

Fig. 5 den Beginn des endgültigen Einhakens durch Einführung der Verriegelungsenden der Joche in ihre Endstellung,

Fig. 6 den Verriegelungszustand der Jocheinrichtung und

Fig. 7 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Einrichtung in getrenntem Zustand.

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Das erfindungsgemäße Verankerungssystem besteht aus zwei Teilen, die sich zur Herstellung oder Unterbrechung einer starren Verankerung verbinden oder trennen lassen. Diese Teile umfassen eine Turm-Jochanordnung 1o, die mit dem oberen Ende eines Schwimmturmes 11 verbunden ist, dessen Boden im Meeresgrund verankert ist und eine Schiffs-Jochanordnung 12, die an dem Bug eines Schiffes 13 befestigt ist» Sowohl das Turmjoch 1o als auch das Schiffsjoch 12 weisen an ihren freien Enden einen Bestandteil eines zweiteiligen Schnelltrenn-Verschlußsystems auf, das bei Betätigung die Joche zur Bildung eines starren Verankerungsarmes verbindet.

Die Turm-Jochanordnung 1o weist einen im wesentlichen U-förmigen Basisteil 14 auf (Fig. 7), dessen Arme mittels Kollinearbolzen 17 drehbar an das obere Ende des Turmes 11 angesetzt sind, so daß die Turm-Jochanordnung 1o insgesamt um die waagerechte Bolzenachse verschwenkbar ist. Die Drehung der Turmjochanordnung 1o wird von einem oder mehreren Hydraulikkolben 2o gesteuert, die während des Anschließens des Schiffes 13 an den Turm bzw. seiner Trennung von diesem eine gewünschte geregelte Drehung der Basis 14 um die Bolzen 17 ermöglichen und nach Abkupplung des Schiffes das Gewicht des TurmJoches 1o tragen.

An dem Basisteil 14 ist ein Bestandteil des Schnelltrenn-Systems angebracht, der aus einem hohlen Führungskonus 18 und einem nach außen vorstehenden Ausrichtarm 19 besteht, der über dem oberen Rand des Führungskonus 18 befestigt ist und der an seinem Ende ein Rad 21 trägt. An der,Vorderfläche des Führungskonus 18 sind unterhalb des Ausrichtarmes 19 zwei quergerichtete

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Kollinearfaolzen 22 vorgesehen. Der hohle Führungskonus

18 ist auf herkömmliche Weise an der Basis 14 so befestigt, daß der Führungskonus 18 und der Ausrichtarm

19 als Einheit um eine waagerechte Längsachse drehbar sind.

Die Turm-Jochanordnung 1o ist ebenfalls mit Hilfe eines gezeichneten üblichen Drehgelenkes an das obere Ende des Turmes 11 so angeschlossen, daß die gesamte Turm-Jochanordnung um eine senkrechte Achse gedreht werden kann. Wenn daher ein Schiff mit dem erfindungsgemäßen System an den Turm angekuppelt wird, kann das Schiff aufgrund des drehbaren Anschlusses des hohlen Führungskonus 18 an die Turm-Jochbasis 14 rollen. Ein Stampfen des Schiffes wird durch die Drehung der Basis 14 um die Turm-Jochbolzen 17 ermöglicht, während das Schiff durch eine Drehverbindung zwischen der Turm-Jochanordnung 1o und dem oberen Ende des Turmes 11 um den Schwimmturm schaukeln kann.

Fig. 7 zeigt, daß die Schiffs-Jochanordnung 12 eine im wesentlichen U- oder V-förmige Gestalt aufweist und aus zwei Armen 31 besteht, zwischen die der Bug des Schiffes 13 ragt und deren freie Enden mittels Schiffsjochbolzen 32 schwenkbar mit dem Schiff verbunden sind, während die anderen Enden der Arme 31 an der Basis 33 der Anordnung aneinander befestigt sind. Mit der Basis 33 der Schiffs-Jochanordung 12 ist der zweite Bestandteil des Schnelltrenn-Systems verbunden, der zur Bildung eines starren Verankerungsarmes mit dem entsprechenden Bestandteil des Turmjoches verriegelt wird. Der Trennkörper des Schiffs-Joches enthält einen vorstehenden Führungskonus 34, der in den hohlen Führungskonus 18 der Turm-Jochanordnung 1o eingreifen und in ihm verriegelt werden kann. Auf beiden

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Seiten des vorstehenden Führungskonus 34 sind von der Basis-33 des Jochs nach außen ragende parallele Führungsarme 36 angebracht, die vorzugsweise an ihren unteren Rändern mit nach hinten gerichteten Schlitzen 37 ausgestattet sind, die die Kollinearbolzen 22 der Turm-Jochanordnung 1o aufnehmen können. Jeder Schlitz 37 wird durch einen oberen Schenkel 36a und einen unteren Schenkel 36b gebildet. Die Länge des oberen Schenkels 36a ist größer als diejenige des unteren Schenkels 36b, so daß das freie Ende des Schenkels 36a über das Ende des Schenkels 36b vorsteht. Wie bei dem Turmjoch sind auch die Bestandteile der Schiffs-Jochanordnung 12 so bemessen und stabil, daß sie den während des Betriebes der Anordnung auftretenden Kräften standhalten.

Mit der Oberfläche der Basis 33 ist eine von den Führungsarmen 36 nach hinten ragende längliche Lagerplatte 38 verbunden. Vor dem Ende der Lagerplatte 38 sind zu beiden Seiten dieser mit Abstand zwei senkrechte Führungsrahmen 39 vorgesehen, wobei der Abstand zwischen den Führungsrahmen ausreicht um die Breite des Ausrichtarmes 19 der Turmanordnung aufzunehmen.

Die Höhe der Basis 33 der Schiffs-Jochanordnung ist mittels eines Flaschenzuges 41 einstellbar, dessen eines Ende mit dem Schiffsjochmast 42 verbunden ist. Die Höhe des freien Endes der Schiffs-Jochanordnung kann durch Hochziehen oder Herablassen des freien Endes 43 der Schiffsjochseile 44 in üblicher Weise, z.b. mittels einer nicht gezeichneten Winde^eingestellt werden.

Zum Betrieb des Verankerungssystems wird ein Verbindungsseil 46 mit zweckentsprechender Festigkeit zwischen dem Ende des Ausrichtarmes 19 des TurmJoches nach Herumlegung

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um eine Scheibe 4 7 am unteren Ende des Flaschenzuges 41 zu einer Scheibe 48 am Bug des Schiffes 13 geführt und sein freies Ende verläuft zu einer nicht gezeichneten herkömmlichen Winde. Es ist ersichtlich, daß durch Anziehen des Seiles 46 das Schiff der Verankerungsstation genähert werden kann.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Systems ist in den Fig. 2 bis 6 veranschaulicht. Zunächst wird das Verbindungsseil 46 vom Schiff 13 an das Ende des Ausrichtarmes 19 des Turmjoches angeschlossen (Fig. 2). Das Schiff wird dann durch Aufwinden des Verbindungsseils der Ankerstation genähert, während das Verbindungsseil gleichzeitig mittels mindestens eines Schleppbootes gespannt gehalten wird, das mit dem Heck des Schiffes verbunden ist und eine direkt nach hinten gerichtete Kraft ausübt. Alternativ kann es bei manchen Wind- und Wellenverhältnissen möglich sein, die gewünschte Spannung in dem Verbindungsseil durch die rückwärtsdrehende schiffseigene Schraube zu erzeugen. In den meisten Fällen sind jedoch zusätzliche Schleppboote nützlich.

Durch die auf das Heck des Schiffes wirkende Rückwärtskraft werden der Ausrichtarm 19, das Verbindungsseil 46 und das Schiffsjoch 12 kollinear ausgerichtet. Durch Aufwinden des Verbindungsseiles 4 6 nähert sich der Schiffsbug der Verankerungsstation, wobei die Elemente des Verankerungssystems miteinander fluchten. Schließlich wird der in Fig. 3 veranschaulichte Zustand erreicht, bei dem das freie Ende des Schiffsjoches 12 sich direkt unter dem Ausrichtarm 19 des Turmjoches befindet und sowohl das Turmjoch als auch das Schiffsjoch unter die Horizontale herabgedrückt sj.nd. In diesem Augenblick wird das Schiffsjoch 12 vom Flaschenzug 41 hochgezogen, wodurch das Rad

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am Ausrichtarm 19 die Lagerplatte 38 berührt, so daß das Turmjoch in die in Fig. 4 gezeigte Stellung angehoben wird, in der der vorstehende Teil des oberen Ausrichtschenkels 36a sich über dem Kollinearbolzen 22 befindet und der Ausrichtarm 19 in den Zwischenraum zwischen den Führungsrahmen 39 eingeführt ist. Bei fortgesetzter Zurückziehung des Verbindungsseils 46 und gleichzeitiger Absenkung des Schiffsjoches 12 wird der Zustand nach Fig. 5 erreicht, in dem die freien Enden des Schenkels 36a auf den Kollinearbolzen 22 der Turm-Jochanordnung 1o ruhen und der vorstehende Führungskonus 34 auf dem Schiffsjoch zu dem hohlen Führungskonus 18 auf dem Turmjoch so ausgerichtet ist, daß er in diesen eindringen kann.

Weiteres Aufwinden des Verbindungsseils 46 bewirkt ein Hineinschieben des vorstehenden Führungskonus 34 in den hohlen Führungskonus 18 (Fig. 6)_r wobei die Kollinearbolzen 22 in Schlitzen 37 zwischen den Schenkeln 36 eingreifen. An dieser Stelle kann eine geeignete Verriegelungseinrichtung, z.B. zurückziehbare Scherstifte, die aus dem Führungskonus 34 in passende Vertiefungen in dem höhlen Führungskonus 18 hineinragen, betätigt werden, um dit_ beiden Konuskörper in jeder beliebigen Weise zur Erzielung einer starren Verbindung zwischen dem Turmjoch und dem Schiffsjoch zusammenzuschließen. Geeignete mechanische Anordnungen zur Erzielung der Verbindung zwischen den Konuskörpern 34 und 18 sind dem Fachmann geläufig.

Zur Trennung des Schiffes von dem Verankerungsturm wird der Vorgang im wesentlichen umgekehrt, nachdem der vorstehende Führungskonus 34 von dem hoheln Führungskonus 18 entriegelt worden ist.

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Die Hydraulikkolben 2o tragen die Turm-Jochanordnung 1o in einer gewünschten Position bevor das Schiffsjoch 12 angeschlossen wird, wirken als Stoßdämpfer,·wenn das vortreibende Schiffsjoch gegen das Turmjoch stößt und tragen das Turmjoch,wenn das Schiff ablegt. Nach Verriegelung des Schiffsjoches in dem Turmjoch arbeiten die Hydraulikkolben mit "Freilauf", so daß das Turmjoch frei auf-und 'abschwingen kann, um sich den Bewegungen des Schiffes anzupassen. Beim Ablegen des Schiffes werden die Hydraulikkolben abweichend so betätigt, daß das Turmjoch sich nur unter einer Kraft nach unten senkt, die größer als die von dem Gewicht des Turmjoches allein erzeugte Kraft ist. Wenn daher das Schiff das Turmjoch nach unten drückt, bewegt es sich abwärts, jedoch fällt bei Trennung und Abziehen des Schiffes das Joch nicht durch sein Eigengewicht um und zerstört den Turm. Anstatt des" beschriebenen Hydrauliksystems zur Abstützung des unausgeglichenen Gewichtes des Turmjoches kann ein mechanisches Ausgleichssystem verwendet werden. Dem Fachmann sind auch andere Einrichtungen geläufig.

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Claims

Ansprüche

Schnelltrenn-Verankerungssystem zur Ankupplung eines schwimmenden Schiffes an einen schwimmenden Ankerturm, gekennzeichnet durch ein längliches Turmjoch (Ιο)/· dessen eines Ende mit dem Turm (11) so verbindbar ist, daß das Joch (1o) sich um senkrechte und waagerechte Achsen drehen kann, die durch die Ankupplungsstelle am Turm (11) verlaufen und dessen anderes Ende mit einem ersten Bestandteil (18,19) eines zweiteiligen mechanischen Verriegelungssystems versehen ist,

durch ein Schiffsjoch (12) mit zwei im Abstand befindlichen Führungsarmen (36),deren eines Ende jeweils mit gegenüberliegenden Seiten des Bugs eines Schiffes (13) um eine waagerechte Achse drehbar verbindbar ist und mit einer Basis (33), die die anderen Enden der Führungsarme (36) verbindet und an der der zweite Teil (34) des Verriegelungssystems angebracht ist,

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_ 2 —

durch auf dem Schiff vorgesehene Mittel (41-44) zur Steuerung der Hubhöhe der Basis (33) des Schiffsjoches (12) ,

durch ein langes flexibles Seil (46), dessen eines Ende an dem ersten Verriegelungsteil (18,19) befestigt ist, während das andere Ende an eine Windenvorrichtung auf dem Schiff (13) angeschlossen ist,

und durch Mittel auf dem Schiffsjoch (12), die an das Seil (46) angreifen,um das Seil und das Joch bei gespanntem Seil zueinander auszurichten, so daß die beiden Verriegelungsteile (18;34) durch Aufwickeln des Seils (4 6) in gespanntem Zustand miteinander fluchtend zusammensteckbar sind.
2. Verankerungssystem nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet , daß der erste mechanische Verriegelungsteil einen waagerechten Turmjoch-Ausrichtarm (19) aufweist, der gegen das Schiff (13) gerichtet ist und unter dem sich ein hohler Verriegelungskonus (18) befindet, auf dem unterhalb des Ausrichtarmes (19) zwei Führungsbolzen (22) angeordnet sind, die quer zur Achse des Ausrichtarmes (19) nach außen ragen, daß der zweite Verriegelungsteil des Trennsystems einen vorstehenden Verriegelungskonus (34) aufweist, der in den hohlen Konus (18) einsteckbar und in diesem verriegelbar ist und auf dessen gegenüberliegenden Seiten zwei Schiffsjoch-Führungsarme (36) angeordnet sind, die mit Abstand zu dem vorstehenden Führungskonus (34) parallel zu dessen Achse verlaufend vorgesehen sind, wobei jeder Führungsarm (36) des Schiffsjoches einen nach hinten gerichteten Schlitz (37) zur Aufnahme je eines Führungsbolzens (22) besitzt, daß das freie Ende des Turmjoch-

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Ausrichtarmes (19) so angeordnet ist, daß es auf der Oberfläche der Basis (33) aufliegt, wenn die Bolzen

(22) in die Schlitze (37) eingreifen und der vorstehende Führungskonus (34) zu dem hohlen Führungskonus (18) zum Zusammenschluß ausgerichtet sind, und daß Mittel zur Verriegelung der zusammengesteckten Führungskonen (18,34) vorgesehen sind.
3. Verankerungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein drehbares Rad (21) an dem freien Ende des Turmjoch-Ausrichtarmes (19) und durch eine waagerechte Lagerplatte (38) auf der Oberfläche der Basis (33), auf der das Rad (21) abrollt, wenn der vorstehende Führungskonus (34) und der hohle Führungskonus (18) ausgerichtet und in Zusammensteckbereitschaft sind.
4. Verankerungssystem nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß jeder Führungsarm

(36) des SchiffsJoches (12) einen oberen und einen unteren länglichen Teil (36a,36b) aufweist, die an einem Ende zur Bildung des Schlitzes (37) verbunden sind,und daß der obere Teil (36a) langer als der untere Teil (36b) ist, so daß das freie Ende des oberen Teiles (36a) über das freie Ende des unteren Teiles (36b) vorsteht.

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