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Offshore-Plattform
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Die Erfindung bezieht sich auf eine auf dem Meeresboden absetzbare
Offshore-Plattform für tiefes Wasser, wobei an den Beinen der Plattform Gründungskörper,
die mit der Verankerung im Untergrund dienenden Pfählen od. dgl. versehen sind,
gelenkig befestigt sind, und wobei zum Aufrichten und Absenken der Plattform mittels
Unterwasserpumpen flut- und leerbare Kammern der Gründungskörper und/oder der Beine
vorgesehen sind.
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Beim Absetzen der Offshore-Plattform im vorgesehenen Seegebiet auf
die Meeressohle ist es, damit die Verankerungspfähle od. dgl. senkrecht oder fast
senkrecht in den Meeresboden eindringen können, erforderlich, daß die oründungskörperunterseiten
zumindest annähernd parallel zur Meeressohle liegen. Außerdem müssen - da die Schwenkbarkeit
der Gründungskörper begrenzt ist - eventuelle Lageabweichungen der Gründungskörper,
die z.B. bei Bodenunebenheiten auftreten, innerhalb des festgelegten Ausschwenkwir,hels
liegen, weil es sonst - bei zu großer Schrägstellung - zu Beschädigungen der der
Verankerung dienenden Pfähle od. dgl., zu Schäden an der Stahlkonstruktion und an
den Lagerungen der Gründungskörper kommen würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Offshore-Plattform
zu schaffen, deren Gründungskörper in eine fast parallele Lage zum Meeresboden ausrichtbar
sind, ohne daß der oder die festgelegten Ausschwenkwinkel überschritten werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Unterwasserpumpen
von einer insb. an den Gründungskörpern angeordneten, automatischen Steuergeräteanlage,
deren Eingänge mit den Ausgängen von an den GrUndungskörpern höhengleich abgestimmten
Entfernungsmeßgeräten verbunden sind, steuer -bar sind, daß an den Gründungskörpern
Je ein Neigungsangeber für einen 3600-Winkelbereich befestigt ist, und daß eine
solche Sicherheitsschaltung vorgesehen ist, daß die Beeinflussung der Unterwasserpumpen
aufhört, wenn ein vorgegebener, maximaler Ausschwenkwinkel von dem oder den Neigungsangebern
registriert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer Offshore-Plattform,
bei der die Unterwasserpumpen beim Aufrichten der Plattform aus der Schwimmlage
und während einer ersten Plattform-Absenkphase unter Verwendung eines Hauptsteuerstandes
mit lcünstlichem Rundhorizont gesteuert werden, eine Umschalteinrichtung vorgesehen,
derart, daß ab einer vorgegebenen Entfernung der Entfernungsmeßgeräte zur Meeressohle
die Steuerung der Unterwasserpumpen ausschließlich über die Entfernungsmeßgeräte,die
zugeordnete Steuergeräteanlage usw. erfolgt. Dadurch wird verhindert, daß bereits
durch Wellenbewegungen bedingte, relativ geringe, die Richtung relativ schnell wechselnde
Abweichungen der Offshore-Plattform von der Vertikallage zu einer Beeinflussung
der Unterwasserpumpen fUhren.
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Aus Kontrollgründen sind gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Entfernungsmeßgeräte und die Neigungsangeber
während der ersten
Plattform-Absenkphase mit dem Hauptsteuerstand verbunden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Offshore-Plattform
besteht darin, daß die Unterwasserpumpen und die Neigungsangeber über Leitungen
mit Unterbrecherkontakten verbindbar sind, derart, daß die Unterbrecherkontakte
offen sind, wenn die Unterwasserpumpen über den Hauptsteuerstand oder die Steuergeräteanlage
beeinflußt werden, und daß die Unterbrecherkontakte schließbar sind, wenn die Verbindungen
vom Hauptsteuerstand und der Steuergeräteanlage zu den Unterwasserpumpen unterbrochen
sind. Auf diese Weise können Einwirkungen auf die Gründungskörper, die von der Meeresströmung
oder von zu großen Bodenunebenheiten verursacht sind, und zu einer unerwünschten
Ausschwenkbewegung der GrUndungskörper vor dem Absetzen des Gründungskörpers auf
dem Meeresboden geführt haben, rückgängig gemacht werden.
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Um eventuelle falsche Entfernungsmessungen, z.B. bei aufgewirbeltem
Sand od. dgl., korrigieren zu können, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
die Steuergeräteanlage so ausgebildet, daß bei einer vorgegebenen Entfernung der
Gründungskörper vom Meeresboden die Beeinflussung der Unterwasserpumpen unterbunden
wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Zusammenhang
mit einer Bohrplattform schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht
der Bohrplattform, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Gründungskörper, jedoch
in einem im Vergleich zu Fig. l größeren Maßstab, gemäß der Linie II-II, und Fig.
3 eineDraufsicht auf den Gründungskörper gemäß Fig.
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Die Bohrplattform weist in an sich bekannter Weise eine Arbeitsplattform
1, drei stählerne, schräge Beine 2, am unteren Ende der Beine 2 angelenkte Gründungskörper
3 sowie Zugverbände 4 zwischen den unteren Beinenden auf.
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Die gelenkige Verbindung zwischen den Gründungskörpern 3 und den Beinen
2 erfolgt über eine Schwenkbewegung um je eine waagrechte Achse zulassende Scharniergelenke
5 bekannter Art. - Die Gelenkverbindungen können aber auch anderer Art, z.B. kardanischer
Art, sein.
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Die Bohrplattform weist voneinander unabhänige Tankräume in den Grtndungskörpern
3 und/oder den Beinen 2 auf, die mittels elektrischer Unterwasserpumpen 6 mit Meerwasser
füll- und leerbar sind. Durch entsprechend gesteuertes Fluten und Lenzen der Tankräume
kann die Schwimmfähigkeit und die Absenkgeschwindigkeit der Bohrplattrorm gesteuert
werden.
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Die Gründungskörper 3 sind vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig
- mit einem Außendurchmesser von z.B. 60 m -und weisen je im äußeren Bereich drei,
voneinander unabhängige Tankräume 7a, 7b, 7c, sowie einen hohlzylindrischen Mittelraum
9 und eine Versteifungskonstruktion 11 zwischen den Tankräumen und dem Mittelraum
auf. Jedem Tankraum sind, aus Sicherheitsgründen, zwei elektromotorisch antreibbare
Unterwasserpumpen 6 zugeordnet. - Möglich ist aber auch eine Unterwasserpumpe pro
Tankraum. Ferner können auch mehr als drei Tankräume 7 vorgesehen sein.
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An jedem Gründungskörper 3 sind, vorzugsweise an dessen Außenseite,
drei gleichmäßig über den Umfang verteiltes bezüglich des Gründungskörpers höhengleich
abgestimmte Entfernungsmeßgeräte
8 von einer eine große Genauigkeit
aufweisenden Art, z.B. bestimmte (bekannte) elektronische Geräte, befestigt. - Die
Zahl der Entfernungsmeßgeräte 8 soll jedoch nicht auf drei beschränkt sein, es müssen
jedoch bei scharniergelenkartiger Anlenkung der Gründungskörper mindestens zwei,
bei Kardangelenkverbindungen mindestens drei Entfernungsmeßgeräte vorhanden sein.
Aus Sicherheitsgründen kann jede Meßstelle des Gründungskörpers auch mit zwei Entfernungsmeßgeräten
bestückt sein.
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An jedem Gründungskörper 3 ist, vorzugsweise in dessen Mittelhohlraum
9, ein Neigungsangeber 10 (geschützt) angeordnet.
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Der Neigungsangeber 10 ist von solcher (bekannter) Bauart, daß ein
Winkelbereich von 3600 erfaßt wird.
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Jeder der drei Entfernungsmeßgeräte 8 pro Gründungskörper 3 mißt unabhängig
die Entfernung von der Meßstelle bis zum Meeresboden. Die Entfernungsmeßgeräte 8
jedes Gründungskörpers 3 sind über ein Steuergerät 13 und entsprechende Leitungen
mit den (elektrischen) Unterwasserpumpen 6 verbunden. Jedem Steuergerät 13 werden
die Meßergebnisse der zugeordneten Entfernungsmeßgeräte 8 in Form von insbesondere
elektrischen Signalen zugeführt, wobei jedes Steuergerät 13 so ausgebildet ist,
daß bei gleichem Meßergebnis pro Entfernungsmeßgerät keinerlei Beeinflussung der
zugeordneten Unterwasserpumpen 6 erfolgt, während bei unterschiedlichen Meßergebnissen
der Entfernungsmeßgeräte die entsprechende Unterwasserpumpe, bzw. die entsprechenden
Unterwasserpumpen, derart und so lange beeinflußt werden, daß der der die Tankräume
des zugeordneten Gründungskörpers 3 und/oder der Beine 2 so lange gefüllt oder entleert
werden, bis die Unterseite des Gründungskörpers parallel zum Meeresboden
verläuft.
Befindet sich bei diesem Senkvorgang die Unterseite des GrUndungskörpers 3 nur mehr
knapp über dem Meeresboden, z.B. 0,5 bis 25 m, dann werden - automatisch oder von
Hand - die (eingeschalteten) Entfernungsmeßgeräte 8 abgeschaltet; dadurch ist die
Beeinflussung der Unterwasserpumpen unterbunden. Auf diese Weise kann eine eventuelle
Falschmessung der Entfernung, die z.B. infolge Sandaufwirbelung auftreten kann,
beim Senkvorgang vermieden werden.
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Diese letzte Neigungslage des Gründungskörpers 3 vor dem Aufsetzvorgang
auf den Meeresboden wird durch den Neigungsangeber 10 kontrolliert.
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Statt für jedes Entfernungsmeßgerät 8 ein (einzelnes) Steuergerät
13 vorzusehen, kann gemeinsam für die Entfernungsmeßgeräte pro Gründungskörper je
ein oder gemeinsam für alle Entfernungsmeßgeräte ein einziges entsprechend ausgebildetes
Steuergerät verwendet werden. Außerdem können die Steuergeräte bzw. kann das Steuergerät
auch beim Hauptsteuerstand angeordnet werden.
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Da bei unebenem Meeresboden eine Parallel-Lage eines GrUndungskörpers
zum Meeresboden eine Schräglage des Gründungskörpers bedeutet, wird über die Neigungsangeber
10 die Schräglage der Gründungskörper 3 kontrolliert, wobei bei einem, durch die
begrenzte Beweglichkeit der Gründungskörper vorgegebenen, maximalen Neigungswinkel
jedes Gründungskörpers über eine Sicherheitsschaltung dafür Sorge getragen wird,
daß die elektrischen Unterwasserpumpen 6 stillgesetzt werden, unabhängig davon,
ob eine Beeinflussung der Unterwasserpumpen 6 durch das oder die Steuergeräte der
Entfernungsmeßgeräte 8 oder eines Hauptsteuerstandes vorliegt.
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Liegt die Ursache für das Ansprechen der Sicherheitseinrichtung darin,
daß eine Meeresbodenunebenheit vorliegt, die größer als die zulässige ist, dann
muß eine Hauptkorrektur an der im Meer etwa aufrecht schwimmenden Bohrplattform
vorgenommen werden, was mit Hilfe eines auf der Arbeitsplattform oder auf einem
Begleitschiff od. dgl. installierten Hauptsteuergerätsl2 mit künstlichem Rundhorizont
von 5600, sowie mit Hilfe der Entfernungsmeßgeräte 8 und deren Steuergerä ten15
erfolgt. Anschließend wird die Offshore-Plattform an eine geeignetere Meeresstelle
verlagert.
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Befindet sich die Bohrplattform nach entsprechender Absenkbewegung
an einer für das Absetzengeeigneten Meeresstelle, dann erfolgt nach einem vorgegebenen
Abstand, z.B. 10 m bis 100 m,zum Meeresboden die Steuerung der Unterwaseerpumpen
6 während der weiteren Absenkbewegung ausschließlich über die Entfernungsmeßgeräte
8 samt zugeordneten Steuergeräten 15 und Verbindungsleitungen zu den Unterwasserpumpen
6. Sollten irgendwelche Notfälle, z.B. Seebeben, dies erforderlich machen, dann
kann diese (automatische) Steuerung von einem Bedienungsmann sofort unterbrochen
werden, und es können somit die Unterwasserpumpe(n) außer Betrieb gesetzt werden.
Während dieser (vorerwähnten) zweiten Phase der Absetzbewegung kann die Neigung
der Gründungskörper 3 über den im Hauptsteuerstand 12 befindlichen künstlichen Rundhorizont
und die (an den Gründungskörpern angeordneten) Neigungsangeber 10 kontrolliert werden.
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An den Beinen 2 der Bohrplattform können, was nicht weiter gezeichnet
ist, Scheinwerfer und Fernsehkameras befestigt sein; dadurch kann die wichtige Endphase
der Absetzbewegung
am Hauptsteuerstand vom Montage personal òeobachtet
und über wacht werden.
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Die Entfernungsmeßgeräte 8 und die Neigungsangeber 10 sind über elektrische,
geschützt verlegte, Kabel mit den Unterwasserpumpen 6 verbunden.
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Die Verbindung der Entfernungsmeßgeräte 8 und der Neigungsangeber
10 mit dem Hauptsteuerstand 12 kann über elektrische Kabel oder über Funk erfolgen.
(Der Hauptsteuerstand ist für die Aufrichtphase der Offshore-Plattform auf einem
Begleitschifr od. dgl. vorgesehen; während der ersten Absenkphase kann der Hauptsteuerstand
an einem Begleitschiff od. dgl.
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oder auf der Arbeitsplattform 1 vorgesehen sein).
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Der elektrische Strom für die Unterwaseerpumpen 6 und die elektrischen
Geräte wird über Kabel von einem auf der Arbeitsplattform 1 oder einem Begleitschiff
od. dgl. installierten Stromerzeuger zugeführt.
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Jedem Tankraum können, was nicht weiter gezeichnet ist, ein oder mehrere
steuerbare Ventile zugeordnet sein, was den Vorteil hätte, daß nur eine - bzw.,
aus Sicherheitsgründen, zwei - Unterwasserpumpe(n) für alle Tankräume pro Gründungskörper
vorhanden sein müßte(n). Durch entsprechendes Zusammenwirken der Unterwasserpumpen
mit den entsprechenden Ventilen können die entsprechenden Tnkräume in der jeweils
erforderlichen Weise gefüllt bzw. geleert werden.
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Die Auswirkung der Wellenbewegung an den GrUndungskörpern 3 kann,
z.B., durch geeignete elektronische Geräte während der automatisch gesteuerten Absetzbewegung
der Bohrplattform etwas ausgeglichen werden. - Fehlen solche Ausgleichseinrichtungen,
dann können, wenn infolge der Wellenbewegungen an den Gründungskörpern der maximale
Schwenkwinkel der Gründungskörper
erreicht wird, über die Neigungsangeber
10 die Unterwasserpumpen so beeinflußt werden, daß die Gründungskörper in ihre Nullage
zurückgeschwenkt werden.
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Anwendungsgebiete sind Plattformen für Meß- und Forschungszwecke,
Plattformen, die als Träger für Leuchtfeuer dienen können, sowie Bohrplattformen
und/oder Produktionsplattformen, die bei der Erforschung und Ausbeutung von Lagerstätten
für Erdöl und Erdgas in offenen Gewässern eingesetzt werden.
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Die Bohrplattform - die liegend mittels Schleppern zum Einsatzort
im vorgesehenen Seengebiet geschleppt worden ist -wird durch systematisches Fluten
der Tankräume aufgerichtet und dann zunächst bis auf eine vorgegebene Entfernung
zum Meeresboden abgesenkt. Dazu werden die an den Beinen 2 und den Gründungskörpern
5 befestigten Unterwasserpumpen 6 von einem auf einem Begleitschiff od. dgl. befindlichen
Hauptsteuerstand und dem künstlichen Rundhorizont entsprechend beeinflußt, wobei
die schwimmende Bohrplattform zunächst in eine relativ genaue 90OVertikallage zum
künstlichen Rundhorizont gebracht wird, ehe sie abgesenkt wird. Während der ersten
Absenkphase werden, aus Kontrollgründen, die Entfernungen der Entfernungsmeßgeräte
8 vom Meeresboden und die Ausschwenkwinkel der Gründungskörper 3 ständig ermittelt
und in Form von Signalen dem am Begleitschiff oder auf der Arbeitsplattform 1 angeordneten
Hauptsteuerstand 12 übermittelt. Ist die vorgegebene Entfernung zam Meertsboden
erreicht, dann erfolgt, selbstätig oder durch Bedienungspersonal, eine Unterbrechung
der Verbindungsleitungen vom Hauptsteuerstand 12 zu den Unterwasserpumpen 6. Gleichzeitig
wird die Verbindung von den Entfernungsmeßgeräten 8 über die zugeordneten automatischen
Steuergeräte
15 zu den Unterwasserpumpen 6 freigegeben, so daß die zweite (letzte) Phase des
Absetzvorganges ausschließlich über die Entfernungsmeßgeräte 8 samt zugeordneten
Steuergeräten t3 und Verbindungsleitungen zu den Unterwasserpumpen 6 gesteuert wird.
Die Steuerung der Unterwasserpumpen 6 über die Entfernungsmeßgeräte 8, deren Steuergeräte
und dgl. ist notwendig, weil die Lage des Meeresbodens in der Regel nicht mit der
Lage des künstlichen Horizonts übereinstimmen wird.
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