DE2924783A1

DE2924783A1 - Schutzvorrichtung fuer eine meeresinstallation gegen eine kollision

Info

Publication number: DE2924783A1
Application number: DE19792924783
Authority: DE
Inventors: Andre Vitalis
Original assignee: Sea Tank Co SA
Current assignee: Sea Tank Co SA
Priority date: 1978-06-27
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2024292A; IE791197L; NL7904982A; BE876852A; JPS557399A; FR2429873B1; BR7904051A; FR2429873A1; PT69824A; SU944495A3; NO792122L; IT1119010B; IE48433B1; EG14413A; ES481888A1; DK270179A; GB2024292B; IT7968360A0; AR226159A1

Description

SGIiUI¹ZVORRICm¹IEiG FÜR EINE MEERESINSTALLTVIIOM GEGEN ΞΙΝΕ KOLLISION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für eine Meeres installation, z.B. eine Bohrplattform, gegen eine Kollision mit Schiffen oder ähnlichem. Bei diesen Meeresinstallationen handelt es sich um am Meeresboden starr befestigte oder um schwimmende Einrichtungen, aber auch um besonders wertvolle Küsteneinrichtungen, die bei einem Schiffbruch eines Supertankers geschützt werden sollen.

Eine Schutzvorrichtung für auf hoher See befindliche Installationen gegen die Kollision mit einem großen Schiff oder einem Eisberg besteht üblicherweise aus einem massiven Bauwerk, einem Damm mit Felskern oder aus beschwerten Kästen. Im Kollisionsfall stößt das Schiff jedoch gegen dieses Bauwerk und verursacht Schaden auf beiden Seiten.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Schutzvorrichtung anzugeben, bei der im Kollisionsfall weder an der Schutzvorrichtung noch an dem betroffenen Schiff ein nennenswerter Schaden entsteht und die auch bei größeren Wassertiefen verwendbar ist. Die Schutzvorrichtung soll eine hinreichend große Bremsenergie erzeugen, um die kinetische Energie des Schiffes zunichte zu machen, und zwar auf einer Bremsstrecke, die nicht allzu lang sein soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Schutzvorrichtung gelöst.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

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nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 7 zeigt von oben eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung.

Fig. 2 zeigt dieselbe Schutzvorrichtung von der Seite.

Fig. 3 zeigt im Detail einen Schwimmkörper der Schutzvorrichtung gemäß Fig . τ .

Fig. 4 zeigt das Kettensystem eines am Ende eines Polygonalzugs befindlichen Schwimmkörpers.

Fig. 5 zeigt eine Schutzvorrichtung, bei der die Dämpfung durch ein elastisches Kabel ersetzt ist durch ein System mit tauchbaren Schwimmkörpern.

Fig. 6 zeigt dasselbe Prinzip, bei dem der tauchbare Schwimmkörper durch eine tote Last ersetzt ist_o

Fig. 7 zeigt eine geradlinige Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 8 zeigt die Schutzvorrichtung aus Fig_o 7 von der Seite.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Bohrplattform 1, die auf dem Meeresboden aufsitzt und gegen die Kollision mit Schiffen oder Eisbergen geschützt werden soll. Die Schutzvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem, mithilfe von Schwimmkörpern

gehaltenen

auf der Meeresoberfläche fund mithilfe von Ankerzügen am Meeresboden verankerten Seil 2. Die Angriffspunkte der Ankerzüge 4, 5 liegen an Hauptschwimmkörpern, die an den Eckpunkten des polygonal ausgespannten Seils befestigt sind. An den dazwischenliegenden Seiten 6 des Polygonalzugs befinden sich weitere Hilfsschwimmkörper 7, zwischen denen das Seil in Form einer Girlande durchhängt,

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Der Polygonalzug ist in dieser Ausführungsform nicht geschlossen, jedoch könnte er es sehr wohl sein und müßte dann mit einem Durchlaß versehen sein gemäß einer Überdeckung in Orthogonalprojektion zweier nicht aneinanderliegender Polygonseiten 6 (nicht dargestellt). Die Endpunkte des Polygonalzugs sind mit Hauptschwimmkörpern 3¹ versehen, die mit dem Meeresboden ähnlich wie die anderen verankerten Schwimmkörper 3 mit Hauptankerzügen 4 verbunden sind und die außerdem über Hilfsankerzüge 5 in Stellung gehalten werden, die in Richtung zum Schutzbereich verankert sind.

Die räumliche Verteilung der Ankerzüge ist so gewählt, daß das Seil im Gleichgewicht ist und daß die von einem kollid ierenden Schiff übertragene Energie von der Schutzvorrichtung a ufgefangen werden kann. Die Hauptankerzüge 4 sind im wesentlichen entlang der Winkelhalbierenden zwischen benachbarten Polygonseiten 6 ausgespannt, wobei am Ende des Polygonalzugs die Hilfsankerzüge 5 symmetrisch zu den Hauptankerzügen 4 bezüglich der letzten Polygonstrecke verlaufen.

Während einer Annäherung eines nicht mehr steuerbaren Schiffs an die Bohrplattform verformt in einer ersten Phase das Schiff 8 eine Seite des Polygonzugs soweit, daß schließlich einer oder beide dieser Polygonseite benachbarte Ankerzüge auf Zug beansprucht werden. In einer zweiten Phase dehnen sich die Ankerzüge aufgrund ihrer später zu beschreibenden besonderen erfindungsgemäßen Ausbildung. Während dieser Dehnung nähert sich das Schiff 8 der Bohrplattform 1 weiter an, und zwar maximal bis zu einer Linie 9, die in sicherem Abstand von der Plattform verläuft.

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In einer dritten Phase wird das Schiff aufgrund der Elastizität der Schutzvorrichtung von der Bohrplattform entfernt.

Das Schiff verringert also seine Geschwindigkeit zunehmend und verformt dabei die Schutzvorrichtung elastisch.

Die Ankerzüge können einfach ausgebildet oder, wie dargestellt, aus mehreren Einzelankern zusammengesetzt sein. Dies ist eine Frage der maximal zu erwartenden Belastung.

Fig. 3 zeigt einen Hauptankerzug 4 mit vier Einzelankern, die einerseits an einem Hauptschwimmkörper 3 und andererseits an im Meeresboden 10 eingelassenen Ankern 11 befestigt sind. Jeder Einzelanker besteht aus einem Kabel 12 aus Synthetikfaser und aus je einer Kette 13 und 14 zu beiden Seiten dieses Kabels. Die Länge der zwischen dem Kabel 12 und dem Schwimmkörper 3 befindlichen oberen Kette ist so gewählt, daß auch das Schiff mit dem größten zu berücksichtigenden Tiefgang nicht das Kabel beschädigen kann.

Es gibt Synthetikkabel oder -seile, die sowohl ifteerwasserfest sind als auch eine hohe Belastung mit einem bedeutenden Elastizitätskoeffizienten verbinden. Die Dehnung dieser Kabel geht nicht über 25% bei halber Bruchlast hinaus. Solche Kabel können für die in Betracht zu ziehenden Belastungen ohne weiteres hergestellt werden.

Beispielsweise wird ein Nylon-Kabel von ungefähr 6O cm Durchmesser verwendet, dessen Bruchlast 750 Tonnen beträgt. Die von einem solchen Kabel von 380 m Länge aufzunehmende Last beträgt doppelt genommen, aber mit einem Sicherheitsfaktor 2

E₁ = ₌ 3

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Die von einem Schiff mit D Tonnen vTasserverdrängung bei 2 Knoten, d.h. 1 m/sec Geschwindigkeit erzeugte Last ist

τ- - 1 P- ^v -_in ^T«^M· ^fc2 ~ 2 £ " 20 ^υ

Die hei diaser Geschwindigkeit durch ein solches Kabel abbremsbare Last auf einen w'-g von 95 τη ergibt sich aus f ο .Irrender Gleichung

71 T.i _, , , -, -„ J. .i'i .

V ₌ τλ — -:c -«or,·¹- ·^ΐΑ· ₌ -¹^

1 2 ' 20

Daraus ergibt sich D- 15.225 . 20 = 704.500" Dies ist die Masse eines Schiffs von 500.0OO Vonnsn Wasserverdrängung.

Unter diesen Bedingungen kann ein System mit acht aktiven Kabeln doppelt genommen, so vie in den figuren I. bis angedeutet, ein Schiff von 400.000 Tonnen Wasserverdrängung aus einer Geschwindigkeit von 6 Knoten abbremsen oder ein Schiff von ?2.BOO.000 Tonnen (einacnlieGlich der mitgerissenen Wassermassen) aus einer Geschwindigkeit von ^ Knoten. Letztere Zahlen entsprechen einem Eisberg von 25 Millionen Tonnen oder einer sichtbaren Eisbank von 25 Hektar Oberfläche und 60 m Tiefgang.

Die Hauptschwxmmkörper bestehen vorzugsweise aus einer otahlbetonumhüllung und einer Füllung aus Synthetikschaum und besitzen eine solche .Auftriebsreserve, daß sie auch unter dem Einfluß der größten zu erwartenden senkrechten Kräfte an der Oberfläche bleiben.

Es ist günstig, wenn das Seil im Ruhezustand durch Hilfsankerzüge 5 eine gewisse Vorspannung erhält, so daß die maximale Eintauchtiefe des Seils abhängig von seinem Gewicht und der Form des Polygonalzugs stets geringer bleibt als der

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Tiefgang des kleinsten Schiffes, vor dem der Bohrtuiim gescnützt werden soll. Diese Vorspannung wird durch eine Winde 15 erreicht, die auf den beiden äußersten Schwimmkörpern 3¹ des Polygonzugs angebracht ist. ^TJie Fig. 4 zeigt, sind die oberen Enden der oberen Ketten 17 in die Winde 15 eingeführt, während das untere Ends dieser Kette wie im Fall der Hauptankerzüge mit einem Synthetikkabel 16 verbunden ist.

Die Synthetikkabel, deren Elastizität und Reißfestigkeit ein ausgezeichnetes Dämpfungssystem ergeben, können auch durch mechanisch äquivalente Systeme ersetzt werden, wie beispielsweise durch Ankersüge mit Zwischengewichten oder Zwischenschwimmern, die tauchbar sind. Diese Zwischenkörper sind geeignet,durch ihre Verschiebung die gewünschte Dämpfung zu erzeugen.

Fig. 5 und 6 zeigen zwei derartige Möglichkeiten. Im ersten Fall (Fig. 5) hängt ein Zwischenschwimmkörper 19 an einem Ankerzug 18. Dieser Schwimmkörper kann unter der Wirkung der am Ankerzug auftretenden Last unter Wasser gedruckt werden (die untere Endstellung ist in der Figur gestrichelt dargestellt). Die Dämpfungswirkung des Systems hängt von der Auftriebsreserve F des Zwischenschwimmkörpers 19 und vom von diesem zurückgelegten Weg C ab. So ergibt sich eine vergleichbare Dämpfungswirkung wie mit einem Synthetikkabel von ungefähr 60 cm Durchmesser und 38O m Länge für einen Zwischenschwimmkörper, dessen Eigenschaften durch folgende Gleichung bestimmt sind t

35.625^Τ·^Μ· = F^T . C^M

In dieser Gleichung wird zum Ausdruck gebracht, daß ein Eintauchen von 5O m sich bei einem Zwxschenschwimmkörper mit 713 m Auftriebsreserve ergibt, was einer Kugel von 6 m Durchmesser entspricht,

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Im zweiten Fall (Fig. 6) ist der Zwischenschwxramkorper durch eine tote Last 20 ersetzt, deren Wirkung dieselbe ist, wenn ihr wirksames Gewicht im Wasser gleich der Auftriebsreserve des Zwischenschwxmmkörpers 19 ist und wenn sein zurückgelegter Weg C der gleiche ist.

Schließlich zeigen Fig. 7 und Fig. 8 eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung in Anwendung auf eine gerade Linie. Dieser Fall ist von besonderer Bedeutung für die Begrenzung einer Fahrrinne. Hier liegen an jedem Schwimmkörper 3 zu beiden Seiten des Seils 2 Ankerzüge, und zwar auf der dem Schutzbereich zugewandten Seite Hilfsankerzüge 5 und auf der gegenüberliegenden Seite Hauptankerzuge 4. Die Ankerzüge am Ende des Seils verlaufen wie im vorhergehenden Fall schräg.

χ χ

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L e e r s e i t e

Claims

•Ό 11 332 D

SEA TAEK CO S.A.
22, rue du Pont des Halles CHEVILLY LARUE CIDSX D 90 J. 945 36 RUNGIS CEDEX₁, Frankreich

SCHUTZVORRICHTUNG FÜR EINE MEERESIMSTALLATION GEGEN EINE KOLLISION

PATENTANSPRÜCHE

1 - Schutzvorrichtung für eine Meeresinstallation, z.B. eine Bohrplattform, gegan eine Kollision mit Schiffen o.a., dadurch gekennzeichnet, daß um die Meeresinstallation (1) ein an zahlreichen Schwimmkörpern (3,7) hängendes Seil (2) angebracht ist, das durch in verschiedene Richtungen wirkende und an je einem Schwimmkörper (3) befestigte Ankerzüge

(4) gespannt gehalten wird, und daß jeder Ankerzug ein Kabel (12) aus Synthetikfasern zwischen dem Anker (H) und dem zugeordneten Schwimmkörper (3) aufweist.

2 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (12) mit den zugeordneten Schwimmkörpern und dem Anker über Metallketten verbunden sind, wobei die Länge der oberen Metallkette größer als der Tiefgang der größten bei einer Kollision zu berücksichtigenden Schiffe gewählt ist.

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3 - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil im wesentlichen polygonal ausgespannt ist und daß die an den Polygonecken befindlichen Schwimmkörper (3) über Hauptankerzüge (4) am Meeresboden verankert sind.

4 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil in Form eines geschlossenen Polygonzuges ausgelegt ist und einen Durchlaß gemäß einer Überdeckung in Orthogonalprojektion zweier sich nicht berührender Polygonseiten aufweist.

5 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polygonzug offen ist und daß die Enden des Polygonzugs bzw. die dort befindlichen Schwimm körper (3¹) einerseits über Hauptankerzüge (4) und andererseits über Hilfsankerzüge gehalten werden.

6 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptankerzüge und die Hilfsankerzüge am Ende des Polygonalzugs zueinander im wesentlichen symmetrisch bezüglich der zugeordneten Polygonalstrecke angeordnet sind.

7 - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptankerzüge (3) im wesentlichen entlang der Winkelhalbierenden zwischen den beiden zugeordneten Polygonalstrecken verlaufen.

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8 - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil im wesentlichen geradlinig verläuft, wobei mindestens die Seilenden mit über Ankerzüge verankerten Schwimmkörpern versehen sind.

9 - Schutzvorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerzüge im wesentlichen symmetrisch und senkrecht zur Seilrichtung zu beiden Seiten des Seils angeordnet sind.

10 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des geradlinigen Seils mit Schwimmkörpern (3¹) versehen sind, die sowohl über Hauptankerzüge als auch über Hilfsankerzüge am Boden verankert sind.

11 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und Hilfsankerzüge am Ende des geradlinigen Seils im wesentlichen symmetrisch bezüglich des Seils verteilt sind.

12 - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13-, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsankerzüge dem Seil eine gewisse Vorspannung verleihen.

13 - Schutzvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung durch mechanische Windenmittel (15) an den Hauptschwimmkörpern (3') am Ende des Seils hergestellt wird, so daß die Eintauchtiefe des Seils

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geringer ist als der Tiefgang des kleinsten zu berücksichtigenden Schiffs.

14 - Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper eine hinreichende Auftriebsreserve besitzen, um unter Berücksichtigung auch der größten zu berücksichtigenden vertikalen Kräfte an der Oberfläche zu bleiben.

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