DE3321667A1

DE3321667A1 - Verfahren zur benutzung einer schwimmenden, halb untertauchenden bohrplattform und bohrplattform

Info

Publication number: DE3321667A1
Application number: DE3321667A
Authority: DE
Inventors: Torsten 02700 Kauniainen Heideman; Eero 02210 Espoo Mäkinen
Original assignee: Wartsila Oy AB
Current assignee: Wartsila Oy AB
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1983-06-15
Publication date: 1983-12-15
Also published as: SE8303345D0; JPS596192A; SE8303345L; US4596291A; US4716972A; FR2528380A1; FI822159A0; NO832157L; FI64919B; CA1229527A

Description

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Verfahren zur Benutzung einer schwimmenden, halb untertauchenden Bohrplattform und Bohrplattform

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Benutzung einer schwimmenden, halb untertauchenden Off-shore Bohrplattform oder dergleichen unter Eisbedingungen, welche Plattform eine obere Arbeitsplattform und einen unteren Schwimmkörper umfaßt und, wenn sie von einem Ort zu einem anderen Ort transportiert wird, auf diesem Schwimmkörper schwimmt, aber wenn sie als eine ortsfeste Einheit in offenem Wasser arbeitet, tiefer ins Wasser eintaucht, so daß der Schwimmkörper sich in beträchtlichem Abstand unter der Wasseroberfläche und die Arbeitsplattform sich in beträchtlichem Abstand über der Wasseroberfläche befindet. Die Erfindung betrifft auch eine Bohrplattform zur Anwendung dieses Verfahrens.

Der Transport einer halb untertauchenden

Bohrplattform erfolgt gewöhnlich mit an der Wasseroberfläche schwimmendem Schwimmkörper, wobei der Schwimmkörper als ein die Plattform antreibender Bootskörper ^ arbeitet. Es ist schon vorgeschlagen worden, den Schwimmkörper eisbrechend auszubilden, so daß sich die Bohrplattform durch Eisfelder bewegen kann. Dieser Vorschlag löst jedoch nicht alle durch das Eis verursachten Probleme, da die Bohrplattform während der längsten Zeit in einer abgesenkten ortsfesten Stellung arbeitet und dabei dem Druck eines sich bewegenden Eisfeldes ausgesetzt ist. Das Bewegen einer Bohrplattform durch ein Eisfeld verursacht keine besonderen Probleme, da in einem solchen Fall immer Eisbrecherhilfe zum öffnen einer Durchfahrt benutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, wie eine halb untertauchende Bohrplattform, wenn sie z,B. durch Verankerung oder durch ein dynamisches Positioniersystem ortsfest gehalten wird, bei sehr schweren Eisbedingungen benutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Eine Bohrplattform zur Anwendung des Verfahrens ist im Anspruch 2 beschrieben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Verfahren nach der Erfindung erfordert keine großen konstruktiven Änderungen an der Bohrplattform selbst. Durch Abwandlung der Konstruktion einer konventionellen halb untertauchenden Bohrplattform wird deren Tauglichkeit für Eisbedingungen entscheidend verbessert.

Die Erfindung geht davon aus, daß die umgebenden Bedingungen in einer Offenwassersituation sich vollständig von denen bei Eissituationen unterscheiden, und dieser Tatsache wird dadurch Rechnung getragen, indem die Höhenlage der Bohrplattform entsprechend den jeweiligen Bedingungen geändert wird, so daß bei Eisbedingungen der beste eisbrechende Teil sich an der Wasseroberfläche befindet, um die auf die Plattform einwirkende Eisbelastung so gering wie möglich zu halten.

Bei einer Bohrplattform zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß die Bohrwelle mit einem Eisschild versehen werden. Dieser Schild kann ein von dem Schwimmkörper oder von anderen Konstruktionsteilen getragenes besonderes Teil sein. Eine solche Ausbildung kann vorgesehen werden, wenn die Eisbedingungen nicht allzu schwer sind. Bei wirklich schweren Eisverhältnissen ist es empfehlenswert, eine einer größeren Belastung widerstehende andere Anordnung zu

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treffen. Gemäß dieser Alternative wird der gesamte Bohrturm in an sich bekannter Weise horizontal verschoben, so daß das Bohren durch eine öffnung in dem Schwimmkörper erfolgt. Die Bohrwelle ist dann vollständig von dem Schwimmkörper umgeben und damit vor Eiseinwirkung gut geschützt»

Der Schwimmkörper, der sich vorteilhaft aus zwei im wesentlichen parallelen, langgestreckten Rümpfen zusammensetzt, ist mit Propellern versehen, um die Bohrplattform zu transportieren, um sie ortsfest zu halten und/oder um sie in die günstigste Richtung in Bezug auf die Eiseinwirkungskräfte zu drehen. Bei einer erfindungsgemäßen Plattform ist es von Vorteil, an beiden Enden des Schwimmkörpers zumindest einen Propeller zu haben, der schwerer Eisbelastung widerstehen kann und mit einer Antriebsmaschine verbunden ist, die stark genug für die jeweiligen Eisbedingungen ist. Ein solcher Propeller, der für den Betrieb in Eis ausgelegt ist, kann Eisstücke zerschlagen und die Außenflächen des Schwimmkörpers mit Wasser umspülen, um die Reibung zwischen dem Schwimmkörper und dem umgebenden Eis zu verringern.

Bei halb untertauchenden Bohrplattformen werden die beiden Rümpfe des Schwimmkörpers gewöhnlich wie bei einem Schwimmbagger ausgebildet. Das bedeutet, daß die Rümpfe von oben gesehen im wesentlichen rechtwinklig sind, mit parallelen Seiten über ihre gesamte Länge. Diese Form kann auch für eine erfindungsgemäße Bohrplattform benutzt werden. Indessen ist es zweckmäßig, beide Enden der Rümpfe zum Eisbrechen geeignet auszubilden. Dies kann dadurch geschehen, daß man die vorderen und hinteren Stirnflächen der Rümpfe zumindest nahe der Wasserlinie und unterhalb dieser etwa 15° bis 50° und vorzugsweise 25° bis 45° zn einer Horizontalebene neigt.

Ein baggerförmiger Rumpf hat nicht die bestmögliche Eisbrechform. Wie bekannt, ist die beste Eisbrechbugform ein V-förmiger, beträchtlich nach vorwärts geneigter- Bug, dessen scharfe Kante abgerundet oder flach ausgebildet ist. Bei einer erfindungsgemäßen Bohrplattform ist es nicht zweckmäßig, die Enden der Rümpfe V-förmig auszubilden, da dies zur Folge hätte, daß der Raum zwischen den Rümpfen in dem V-förmigen Bugbereich und dem Heckbereich konvergieren würde.

Ein konvergierender Bereich zwischen zwei steifen Teilen ist bei Eisbedingungen äußerst nachteilig, da die Eismassen bei Bewegung zwischen diesen Teilen in einen sich verengenden Raum gedrückt werden. Es würde ein Keileffekt auftreten mit dem Ergebnis, daß die gesamte Eismasse eng eingekeilt werden würde, was äußerst hohe seitliche Kräfte auf die Teile und hohen Eiswiderstand verursachen würde. Deswegen sollten die Rümpfe so gebaut werden, daß der Raum zwischen ihnen gleichförmige Breite hat, oder es sollte der Raum sich etwas in Eisbewegungsrichtung erweitern. Dies kann geschehen, indem die Rümpfe wie zwei getrennte Hälften eines Eisbrechers ausgebildet und so angeordnet werden, daß ein Zwischenraum mit einer gleichförmigen Breite über deren gesamte Länge erhalten wird.

Alle anderen Merkmale, die sich bei Eisbrechern als vorteilhaft erwiesen haben, können bei der Auslegung des Schwimmkörpers angewandt werden. Beispielsweise kann die Außenseite der Schwimmkörperrümpfe geneigt sein, so daß sich die Breite des Schwimmkörpers nach unten verringert. Ein geeigneter Winkel der Seitenflächenneigung ist 0° bis 15°. Es ist auch von Vorteil, in den Schwimmkörper das in US Patent 3580204 beschriebene Luftblassystem einzubeziehen, auf welche US Patentschrift hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Dieses System verringert den Eiswiderstand.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Bohrplattform unter Eisbedingungen Fig. 2 eine Stirnansicht der Bohrplattform von Fig. Fig. 3 eine Draufsicht einer zweiten Ausfuhrungsform

einer erfindungsgemäßen Bohrplattform, und Fig. 4 eine Draufsicht des Schwimmkörpers einer

dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohrplattform.

In den Zeichnungen ist mit 1 die Arbeitsplattform einer Bohrplattform und mit 2 ihr Schwimmkörper bezeichnet. Zwischen diesen Teilen befinden sich vier Säulen 3, welche die Arbeitsplattform abstützen. Die Arbeitsplattform ist mit Betriebsräumen 5, einem Bohrturm 6 und anderen nicht gezeigten notwendigen Konstruktionen und Ausrüstungen versehen. Eine Bohrwelle 7 trägt an ihrem unteren Ende einen Bohrkopf, mittels dem ein Loch in den Meeresboden gebohrt wird. Die Bohrwelle 7 erstreckt sich vom Bohrturm 6 gerade nach unten. Wenn die Bohrplattform in offenem Wasser betrieben wird, wird sie so weit eingetaucht, daß die Wasseroberfläche auf der Höhe 8 verläuft. Der Abstand von der Wasseroberfläche zu dem Schwimmkörper 2 sowie zu der Arbeitsplattform 1 ist so groß, daß selbst hohe Wellen auf keines der Teile einen wesentlichen Einfluß ausüben können. Unter Eisbedingungen gibt es keine Wellen und deshalb sollte die Plattform dann in ganz anderer Weise benutzt werden. Die Rümpfe des Schwimmkörpers 2 sind als Eisbrechereinheiten ausgebildet. Fig. 1 zeigt, wie das Eis 17, das sich in Richtung des Pfeils 9 bewegt, durch den Schwimmkörper 2 gebrochen wird.

Unter Eisbedingungen könnte die Bohrwelle 7 beschädigt werden. Deswegen ist um sie eine Schutzeinrichtung 10 auszubilden, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

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Die Schutzeinrichtung ist mittels eines Trägers 11 auf den Rümpfen 12a und 12b des Schwimmkörpers 2 gehalten. Bei besonders schweren Eisbedingungen ist diese Konstruktion nicht zuverlässig genug. In einem solchen Fall ist die in Fig. 2 und 3 gezeigte Lösung empfehlenswert. Der gesamte Bohrturm 6 wird längs Schienen 13 in eine zweite Bohrstellung 6a verschoben, in der die Bohrwelle 7 durch einen der Rümpfe 12a hindurchtritt. Die Bohrwelle ist dann sehr gut geschützt und nur ein kurzer Schildkragen 18 mag an dem Rumpfboden benötigt werden, um die Bohrwelle vor Eisstücken 17' zu schützen, die sich längs des Rumpfes bewegen.

Die Durchtrittsöffnungen für die Bohrwelle 7 im Rumpf 12a und im Träger 11 sind mit 19 bzw. 20 bezeichnet.

An beiden Enden der Rümpfe 12a, 12b ist zumindest ein Propeller 14 gelagert, der ausgelegt ist, selbst starkem Eisgang zu widerstehen. Die Propeller werden von einem nicht gezeigten starken Antriebsmotor angetrieben. Um zu vermeiden, daß Eisstücke zwischen den Rümpfen eingekeilt werden, wenn die Enden der Rümpfe 12a und 12b ausgebildet sind, um in der wirksamsten Weise Eis zu brechen, sollten die Rümpfe so geformt werden, daß der Raum 15 zwischen ihnen eine gleichförmige Breite über die gesamte Länge der Rümpfe beibehält, d.h. er sollte in Eisbewegungsrichtung sich an keinem Punkt verengen. Eine solche Ausbildung ist in Fig. 4 gezeigt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und Abwandlungen sind innerhalb des Rahmens beigefügter Ansprüche möglich.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Benutzung einer schwimmenden halb untertauchenden Bohrplattform oder dergleichen unter Eisbedingungen, welche Plattform eine obere Arbeitsplattform (1) und einen unteren Schwimmkörper (2) umfaßt und, wenn sie von einem Ort zu einem anderen Ort transportiert wird, auf diesem Schwimmkörper schwimmt, aber wenn sie als eine ortsfeste Einheit im offenen Wasser arbeitet, tiefer ins Wasser eintaucht, so daß der Schwimmkörper sich in beträchtlichem Abstand unter der Wasseroberfläche und die Arbeitsplattform sich in beträchtlichem Abstand über der Wasseroberfläche befindet, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwimmkörper (2,12a,12b) der Bohrplattform eine Eisbedingungen angepaßte Form aufweist und daß die Plattform, wenn sie als eine ortsfeste Einheit unter Eisbedingungen benutzt wird, auf eine solche Höhe angehoben wird, daß ihr Schwimmkörper an der Wasseroberfläche schwimmt.

2. Bohrplattform zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Eisschild (10, 18) das von der Plattform auf den Meeresboden reichende Bohrgestänge (7) umgibt, welcher Eisschild entweder am Schwimmkörper (2, 12a, 12b) ausgebildet ist oder eine separate Einheit ist.

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3. Bohrplattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie Einrichtungen zum Horizontalverschieben des das Bohrgestänge (7) lagernden Bohrturms (6) aufweist, wodurch der Bohrturm bei Arbeiten unter strengen Eisbedingungen in eine Stellung (6a) bewegt werden kann, wo das Bohrgestänge den Schwimmkörper (2, 12a, 12b) durchtritt.

4. Bohrplattform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet ,. daß an beiden Enden des Schwimmkörpers (2, 12a, 12b) zumindest ein Antriebspropeller (14) gelagert ist, der schwerem Eisgang widerstehen kann.

5. Bohrplattform nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwimmkörper (2) sich aus zwei im wesentlichen parallelen, langgestreckten Rümpfen (12a, 12b) zusammensetzt, die so ausgebildet sind, daß die Breite des Raumes (15) zwischen den Rümpfen an der Wasseroberfläche in keinem Bereich wesentlich schmäler ist als am vorderen Ende der Rümpfe.