DE3123702C2

DE3123702C2 - Gelenkverbindung zwischen einem Bein einer Bohr- und Produktionsplattform und einem Gründungskörper

Info

Publication number: DE3123702C2
Application number: DE19813123702
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 6090 Rüsselsheim Isenberg; Heinz 6095 Gustavsburg Weigend
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1983-07-07
Also published as: DE3123702A1

Abstract

Für die bewegliche Verbindung eines Beines (2) einer Bohrplattform mit einem Gründungskörper (3) wird ein Kugelgelenk (1) verwendet, welches in einer Kugelkalotte (5) gelenkig gelagert ist. Die Kugelkalotte (5) ist über einen Lagerbock (4) mit dem Gründungskörper (3) verbunden, während das Kugelgelenk (1) durch Bolzen (7) mit dem Bein (2) verbunden ist. Um die Gelenkverbindung beim Versagen vor größerer Zerstörung zu bewahren, ist sie mit einer Notabstützung (8) kombiniert, wobei zur statischen Bestimmtheit der Konstruktion zwischen der Notabstützung (8) und dem Bein (2) oder zwischen dem Bolzen (7) und dem Kugelgelenk (1) ein Spiel vorgesehen ist. Die Abstützung des Beines (2) erfolgt in der ersten Ausführung über Bolzen (7), in der zweiten Ausführung über die Notabstützung (8).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkverbindung zwischen einem Bein einer Bohr- und Produktionsplattform und einem Gründungskörper, bei welcher das Bein im Bereich der Verbindung mit dem Gründungskörper über Bohrungen von einem in einem Kugelgelenk gelagerten zylindrischen Körper durchdrungen ist, und bei der die Kugel des Gelenkes frei beweglich in einer diese umgebenden Kugelkalotte geführt ist, welche über einen Lagerbock starr mit dem Gründungskörper verbunden ist.

Durch die DE-OS 28 56 475 ist es bekannt, Beine von Bohr- und Produktionsplattformen räumlich beweglich mittels eines Kugelgelenkes mit Gründungskörpern zu _M verbinden. Dadurch werden nicht vorausbtrechenbare Kräfte und Momente infolge von elastischer Verformung der Beine unter der Belastung oder durch Strömungskräfte, sowie aus der Schrägstellung der Gründungskörper bei unebenem Meeresboden zuverlässig vermieden. Nachteilig ist aber, daß keine Sicherheitsvorkehrung gegen Versagen der Gelenkverbindung z. B. durch Bruch eines Bolzens, was bei ungünstigen Umständen zu einer Zerstörung der gesamten Plattform führen kann, vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Vorkehrungen zur Absicherung der Gelenkverbindung bei Versagen der Kugelgelenkkonstruktion zu treffen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Lagerbock auf der dem Bein zugewandten Seite eine zum Mittelpunkt des Kugelgelenkes konzentrisch gekrümmte Fläche als Notabstützung aufweist, daß diese Fläche mit einem Spiel »w« einer ebenfalls konzentrisch zum Kugelgelenk gekrümmten Gegenfläche gegenübersteht, weiche über Versteifungsbleche mit dem Bein verbunden ist, und daß der zylindrische Körper in Form eines Bolzens das Bein und das Kugeigelenk spielfrei durchdringt

Durch die Notabstützung hält sich der bei Bruch des Bolzen eintretende Schaden in einem kalkulierbaren Umfang. Das Gelenk ist trotz der Notabstützung statisch bestimmt, da zwischen der Gegenfläche, welche Teil des Beines ist, und der Notabstützung ein Spalt ist und somit eindeutig die gesamte Last auf dem Bolzen ruht und von dort über das Kugelgelenk und die Kugelkalotte in den Lagerbock und den Gründungskörper eingeleitet wird.

Eine Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Lagerbock auf der dem Bein zugewandten Seite eine zum Mittelpunkt des Kugelgelenkes konzentrisch gekrümmte Fläche als Abstützung aufweist, daß diese Fläche spielfrei an eine ebenfalis konzentrisch zum Kugelgelenk gekrümmte Gegenfläche grenzt, welche über Versteifungsbleche mit dem Bein verbunden ist, und daß der zylindrische Körper in Form eines Bolzens als Notabstützung das Bein und das Kugelgelenk mit einem Spiel »z« durchdringt

Bei dieser Variante tritt das Spiel zwischen Kugelgelenk und Bolzen auf. Bei Beschädigung der Abstützung wird der Bolzen als Notabstützung tätig. Die Lagerung ist ebenfalls wegen des Spieles zwischen Bolzen und Kugelgelenk statisch bestimmt

Die Lagerung ist durch das Eigengewicht der Plattform stets auf Druck beansprucht Nur bei Stürmen in der Größenordnung von Hundertjahresstürmen und Wellenhöhen über ca. 25 m wird die abhebende Kraft größer als die Druckkraft Dann ist mit einem Abheben, eines Beines vom Gründungskörper zu rechnen. Dieses Abheben wird in jedem Fall zuverlässig durch den Bolzen verhindert Dies trifft für beide Ausführungsformen zu.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Gelenkverbindung Bein-Gründungskörper mit Notabstützung und Spiel zwischen Bein und Notabstützung und

Fig.2 eine Gelenkverbindung Bein-Gründungskörper mit Notabstützung und Spiel zwischen Bolzen und Kugelgelenk.

F i g. 1 zeigt eine Gelenkverbindung mittels Kugelgelenk 1 zwischen einem Bein 2 einer Standkonstruktion einer Bohr- und Produktionsplattform und einem Gründungskörper 3. Auf dem Gründungskörper 3 ist ein Lagerbock 4 angeordnet, welcher eine Kugelkalotte 5 aufnimmt. In der Kugelkalotte 5 sitzt schwenkbar das Kugelgelenk 1. Das Kugelgelenk 1 wird U-förmig von Blechen 6 des Beines 2 umgeben und gemeinsam mit diesen von einem Bolzen 7 durchdrungen. Der Lagerbock 4 weist an seinem oberen Ende eine zum Mittelpunkt des Kugelgelenkes 1 konzentrisch gekrümmte Fläche 9 als Notabstützung auf. Dieser

gekrümmten Fläche 9 steht eine ebenfalls zum Kugelgelenk 1 konzentrische Gegenfläche 10 mit einem Spiel »^«gegenüber. Dieses Spiel bewirkt die statische Bestimmtheit der Lagerung, da bei der stets auf Druck belasteten Lagerung die Kräfte allein Ober den Bolzen 7 übertragen werden und nur bei Versagen des Bolzens infolge von Bruch die Notabstützung zum Tragen kommt Zur Übertragung de? Kräfte vom Kugelgelenk bzw. in einer Notsituation von der Notabstützung in das Bein 2 ist die gekrümmte Gegenfläche 10 über Versteifungsbleche 11 an das Bein 2 angeschlossen.

Eine alternative Ausführung ist in Fig.2 dargestellt Hier ist der Bolzen 7 mit Spiel »z« gegenüber dem durchdrungenen Kugelgelenk 1 ausgeführt Zwischen der Räche (9) die als Abstützung dient und der Gegenfläche tO ist kein Spiel. Die vom Bein 2 auf den Gründungskörper 3 übertragenen Kräfte werden über die gekrümmte Gegenfläche 10 auf die Fläche 9 übertragen und von dort über den Lagerbock 4 auf den

ίο

Gründungskörper 3, Der Bolzen kommt lediglich bei Versagen der Abstützung zum Tragen, Die Abstützung wird nur auf Druck belastet Die Kräfte werden von der Abstützung über Versteifungsbleche 11 in das Bein 2 eingeleitet

Bei außergewöhnlicher Belastung durch Wind und Wellengang wird vermutet, daß das Bein 2 während der Betriebszeit nur wenige Male, nämlich ab einer Wellenhöhe von ca. 25 m verbunden mit gleichgerichteter starker Strömung von ca, 1,2 m/sec das Bestreben zeigt, vom Gründungskörper 3 abzuheben. In einem solchen Fall wird das Abheben in der Ausführung nach F i g. 1 durch den Bolzen 7 verhindert In der Ausführung nach Fig.2 wird das Abheben ebenfalls durch den Bolzen 7 verhindert, welcher aber erst nach Ausschöpfung des Spieles »z« belastet wird. Die als Abstützung dienende Fläche (9) ist in einem solchen Fall völlig entlastet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1, Gelenkverbindung zwischen einem Bein einer Bohr- und Produktionsplattform und einem Gründungskörper, bei weicher das Bein Im Bereich der Verbindung mit dem Gründungskörper über Bohrungen von einem in einem Kugelgelenk gelagerten zylindrischen Körper durchdrungen ist und bei der die Kugel des Gelenkes frei beweglich in einer diese umgebenden Kugelkalotte geführt ist, weiche über einen Lagerbock starr mit dem Gründungskörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (4) auf der dem Bein (2) zugewandten Seite eine zum Mittelpunkt des ₎₅ Kugelgelenkes (1) konzentrisch gekrümmte Fläche (9) als Notabstützung aufweist, daß diese Fläche (9) mit einem Spiel »w« einer ebenfalls konzentrisch zum Kugelgelenk (1) gekrümmten Gegenfläche (10) gegenübersteht, welche über Versteifungsbleche (It)₂O mit dem Styin (2) verbunden ist, und daß der zylindrische Körper in Form eines Bolzens (7) das Bein (2) und das Kugelgelenk spielfrei durchdringt
2. Gelenkverbindung zwischen einem Bein einer Bohr- und Produktionsplattform und einem Grün-1₅ dungskörper, bei welcher das Bein im Bereich der Verbindung mit dem Gründuiigskörper über Bohrungen von einem in einem Kugelgelenk gelagerten zylindrischen Körper durchdrungen ist und bei der die Kugel des Gekenkes frei beweglich in einer diese _M umgebenden Kugelkalotte geführt ist, welche über einen Lagerbock starr mit dem Gründungskörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbock (4) auf der dem Bein (2) zugewandten Seite eine zum Mittelpunkt de: Kugelgelenkes (1) _J5 konzentrisch gekrümmte Fläche (9) als Abstützung aufweist, daß diese Fläche (9) spielfrei an eine ebenfalls konzentrisch zum Kugelgelenk (1) gekrümmte Gegenfläche (10) grenzt, weiche über Versteifungsbleche (11) mit dem Bein (2) verbunden ist, und daß der zylindrische Körper in Form eines Bolzens (7) als Notabstützung das Bein (2) und das Kugelgelenk (1) mit einem Spiel »z« durchdringt.