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Die
Erfindung bezieht sich auf eine halb untertauchende schwimmende Offshore- bzw. Hochseestruktur,
die zur Anwendung in tiefem Wasser geeignet ist, um beispielsweise Öl- und Gasbohr-
und Produktionseinrichtungen zu tragen.
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In
den letzten Jahren sind verschiedene Arten von Strukturen zur Anwendung
bei der Öl-
und Gassuche in Gewässern
entwickelt worden, die immer weiter entfernt von der Küste sind,
was Schwimmkörperkonstruktionen
verlangt hat, die in tiefen Gewässern
arbeiten können,
vorzugsweise freistehende Offshore- bzw. Hochseeplattformen und Schwimmkörper. Einige
der bekannten Konstruktionen verwenden Strukturen, die auf einem
festen Unterteil getragen werden, und zwar mit Ständern, die auf
dem Boden des Ozeans eingebettet sind, während andere das Bohren von
schwimmenden Strukturen aus vorsehen, insbesondere in tieferem Wasser.
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Gegenwärtig verfügbare schwimmende
Konstruktionen weisen Bohrschiffe, herkömmliche halb untertauchende
bzw. halb schwimmende Einheiten, genauso wie Spannständerplattformen
auf. Alle diese Konstruktionsansätze
haben Vorteile genauso wie offensichtliche Nachteile. Beispielsweise
haben Bohrschiffe schlechte Bewegungscharakteristiken, insbesondere
bei Bedingungen mit überschlagenden Wellen
oder längs
einlaufenden Wellen; herkömmliche
halb untertauchende Schwimmkörper
sind teuer herzustellen und sind empfindlich auf Veränderungen des
Gewichtes auf der Oberseite, die Wellen- und Windkräfte und
deren Richtung; feste Plattformen können nicht von einer Stelle
zur anderen bewegt werden, und sie werden daher als schlechte wirtschaftliche
Investition für
die Produktion in tiefen Gewässern
auf kleinem Gebiet angesehen. Spannständerplattformen sind sehr empfindlich
auf Veränderungen
der oben aufliegenden Gewichte und der Fläche und erfordern Fußstücke bzw.
Fundamente auf dem Meeresboden von permanenter Bauart, die nicht leicht
bewegt werden können.
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WO 84/01554 , die als der
nächste
Stand der Technik angesehen wird, offenbart eine schwimmende halb
untertauchende Hochseestruktur, die mindestens drei gegenseitig
verbundene Ständer
aufweist. Die Ständer
sind in einer Distanz von zumindest zweimal der größten Querschnittsabmessung der
Ständer
beabstandet, und sie sind geeignet, um Ballast an ihren unteren
Enden zu enthalten, um die Stabilität der Struktur zu vergrößern, wie
es bei halb untertauchenden Schwimmkörpern üblich ist. Die Struktur hat
im Betrieb einen Tiefgang, der zumindest zweimal die maximale Wellenhöhe in den
Gewässern ist,
für welche
die Struktur ausgelegt ist.
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US 5,007,225 offenbart einen
Aufbau von großen
Sandwichstrukturen. Zusammengesetzte Metallpaneele bzw. Verbundmetallpaneele
weisen zwei parallele Platten auf, wobei jede davon an eine innere
sandwichartige Platte mit wellenförmigen Aussteifungen mit Laser
angeschweißt
ist. Es wird erwähnt,
dass die Sandwichstrukturen spezielle Anwendung beim Schiffbau haben.
Jedoch gibt es auch eine Anwendung bezüglich anderer Strukturen, wie beispielsweise
Verbindungswannen bzw. Schwimmkörper,
Brücken, Ölplattformen,
Hochseestrukturen, Plattformen, Container, Gebäude, Säulen, Pontons, Rohre, Rohrleitungen
und ähnliche
große
geschweißte
Konstruktionen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine teiltauchende schwimmende Struktur mit großem Tiefgang
nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden in den Unteransprüchen
offenbart.
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Alle
Strukturen sind Ozeanwellen ausgesetzt, und es ist allgemein bekannt,
dass herkömmliche
Schwimmkörper
wesentliche Ausmaße
an vertikalem Seegang bzw. Hub, horizontalen Steig- und Winkelroll-
und Gierungsbewegungen zeigen. Die Hub- und Rollbewegung wird teilweise
durch teiltauchende Schwimmkörper
verringert, die von auftreibenden Schwimmständern bzw. Schwimmsäulen, Tanks
und der Dämpfwirkung
von untergetauchten Pontons getragen werden. Jedoch erfordert ein
teiltauchender Schwimmkörper
eine größere Wasserebenenfläche an der
Wasserlinie, um eine positive Stabilität beizubehalten, was ihn somit
besser auf Oberflächenwellen
und Winde ansprechen lässt. Zugständerplattformen
verringern die Hub- bzw. Seegang- und Rollbewegungen, sie erfordern
jedoch starke Abspannungen, um den vertikalen und seitlichen Kräften Widerstand
zu bieten, die auf sie wirken.
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Die
vorliegende Erfindung zieht in Betracht, viele der Nachteile, die
mit anderen herkömmlichen Strukturen
für tiefes
Wasser assoziiert sind, zu verringern oder zu eliminieren, und eine
mobile stabile Struktur vorzusehen, die überragende Bewegungscharakteristiken
und verringertes Ansprechen auf Wind- und Wellenkräfte hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine teiltauchende
Hochseestruktur mit großem
Tiefgang mit inhärenter
absoluter Stabilität
und minimaler Bewegung vorzusehen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen teiltauchenden
Schwimmkörper
für tiefes
Wasser für
Hochseebohr- und Produktionsvorgänge
vorzusehen.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine mobile Offshore-
bzw. Hochseestruktur vorzusehen, die in bequemer Weise an einer
anderen Stelle erneut angeordnet werden kann, falls erforderlich.
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Diese
und andere Ziele der Erfindung werden durch das Vorsehen einer teiltauchenden
Hochseestruktur mit großem
Tiefgang zum Ausführen
von Offshore- bzw. Hochseeoperationen erreicht, wie beispielsweise
für Bohr-
und Produktionsvorgänge
oder für
Operationen im Rahmen der Wiedergewinnung von thermischer Energie.
Die Hochseestruktur weist eine Vielzahl von schwimmenden Säulen bzw.
Stützen
auf, die drei oder mehr an der Zahl sein können, und zwar mit permanentem
Ballast oder mit Wasserballast im unteren Teil der Struktur, um
ihren Schwerpunkt unter den Schwimmkörperschwerpunkt zu setzen.
Die Struktur hat einen großen
Tiefgang, wobei das Hauptvolumen davon unter dem Einfluss der Oberflächenwelleneinwirkung
gelegen ist. Die Wasserebene ist auf verschiedene getrenn te Segmente aufgeteilt,
was im Wesentlichen die metazentrische Höhe vergrößert. Als eine Folge hat die
Struktur eine inhärente
absolute Stabilität
und minimales Ansprechen auf Oberflächenwellen.
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Eine
Vielzahl von horizontalen Verstärkungsgliedern
verbindet fest die Säulen
bzw. Stützen
an ausgewählten
vertikalen Stellen entlang der Säulen. Die
Verstärkungsglieder
halten die Säulen
in beabstandeter Beziehung in einer geometrischen Konfiguration,
wie beispielsweise in einem Dreieck in einer Struktur mit drei Säulen. Jede
Säule hat
eine zylindrische äußere Hülle mit
verstärkten
Wänden.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Verstärkung durch
gewellte Paneele bzw. Platten in den Hüllen vorgesehen, oder alternativ
durch Versteifungen, die in der vertikalen Richtung montiert sind,
und zwar um den Umfang jeder Säule
herum. Ringrahmen werden verwendet, um die Spanne der Wellenformen
oder Versteifungen zu verringern und die zylindrische Form der Hülle beizubehalten.
Die Säulen
sind in eine Vielzahl von wasserdichten unabhängigen Abteilen aufgeteit.
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Die
beabstandeten Säulen
sehen Transparenz bzw. Durchgängigkeit
für Oberflächenwellenbewegungen
vor, was die Struktur weniger durch Wellen- und Driftbewegungen
beeinflusst macht, die durch Ozeanwellen eingeleitet werden. Zusätzlich vergrößert die
verteilte Beziehung der Säulen
die metazentrische Höhe
bzw. Höhe
des Schwerpunktes und macht die Struktur weniger empfindlich für Wellenkräfte, die
Roll- und Längsneigungsbewegungen einleiten.
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Die
Säulen
und die Verstärkungsglieder,
die entweder horizontal oder eine Kombination aus horizontal und
diagonal sein können,
bieten ausreichendes Trägheitsmoment
der Wasserebene oder Wasserebenenträgheitsmoment, kurz gesagt,
um Bewegungen der Plattform zu minimieren und sie zu einem geeigneten
Träger
für Operationen
darauf zu machen. Die Schwimmfähigkeit
der Struktur kann durch flüssigen
Ballast eingestellt werden, um das Deck über dem Niveau der maximalen
Wellenhöhe
zu halten, die an einer speziellen Stelle erwartet wird. Die unabhängigen Säulen sehen
Ballastabteile mit großen
Hebelarmen vom Schwimmschwerpunkt vor; Wasserballast kann übertragen
werden, um Exzentrizi täten
des Schwerpunktes der Oberseite (oberes Deck) und/oder Betriebsbelastungen
aufzunehmen bzw. auszugleichen.
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Um
die Struktur am Einsatzort einzusetzen, wird das Deck getrennt zu
der ausgewählten
Stelle gezogen, während
die Hüllen-Säulenanordnung
horizontal schwimmt, wobei die Säulen
auf ihrer Seite liegen, und zwar zu einer ausgewählten Stelle von einer Herstellungsfabrik
ausgehend. Die Säulen
werden unter Verwendung ihrer eigenen Schwimmfähigkeit gezogen, und zwar ohne
die Notwendigkeit eines Lastkrans oder eines Schleppers, was beträchtliche Kosteneinsparungen
für den
Eigentümer
der Plattform bietet. Sobald sie an den Einsatzort geliefert wurden,
werden die Säulen
mit Ballast versehen und in einer Weise aufgerichtet, die ähnlich dem
Aufhängen
von Tiefwasserglocken ist. Das Deck wird dann auf der Hülle (den
Säulen)
positioniert, wird an den Säulen
gesichert, und die Hülle
wird von Ballast freigemacht, was das Deck auf das Betriebsniveau
anhebt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Teile
durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden, wobei 1 eine perspektivische
Ansicht der Hochseestruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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2 ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der Hochseestruktur der vorliegenden Erfindung, die mit diagonalen
Verstärkungen
zwischen den Säulen
ausgerüstet
ist.
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3 ist
eine Ansicht der vertikalen Caisson- bzw. Senkkasten- und Verstärkungsanordnung.
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4 ist
eine Schnittansicht, die drei vertikale Senkästen bzw. Caissons veranschaulicht,
die durch Verstärkungsglieder
verbunden sind.
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5 ist
eine Draufsicht von einzeln vorgeformten Wellplattenpaneelversteifungen,
die in der Hülle
eines vertikalen Senkkastens (Caisson) verwendet werden sollen.
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines individuellen Senkkastens mit gewellten
Versteifungen und dem Ringrahmen.
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7 ist
eine Querschnittsansicht einer Wellplattenpaneelversteifung, die
an einer Hüllenplatte
und dem Ringrahmen eines vertikalen Senkkastens angebracht sind.
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8 ist
eine Querschnittsansicht einer einzelnen Säule mit vertikalen Versteifungen,
die an der Hüllenplatte
und dem Ringrahmen eines vertikalen Senkkastens angeordnet sind;
und
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9 ist
eine Schnittansicht, die die Versteifungsglieder veranschaulicht,
die an dem Ringrahmen angebracht sind.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Nun
mit genauerer Bezugnahme auf die Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 10 das erste
Ausführungsbeispiel
der Offshore- bzw. Hochseestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Struktur 10 weist eine Vielzahl von schwimmenden Caissons
bzw. Senkkästen
oder Säulen 14 auf,
die geometrisch beispielsweise in einer Dreieckskonfiguration beabstandet
sind. Natürlich
können
mehr als drei Säulen 14 verwendet
werden, falls erwünscht, und
zwar abhängig
von den Konstruktionscharakteristiken einer speziellen Struktur.
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Die
Säulen
bzw. Ständer 14 sind
als schwimmende Senkkästen
bzw. Caissons geformt, die unter die Wasseroberfläche 32 auf
eine ausreichende Tiefe untergetaucht sind, um den Hauptteil des
Schwimmkastenvolumens vom Einfluss der Oberflächenwellen zu entfernen. Es
wird in Betracht gezogen, dass dieser untergetauchte Teil des Schwimmkastens
zwischen 67% und 90% der Länge
der Säulen 14 einnehmen
könnte.
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Die
Säulen 14 bieten
eine Schwimmfähigkeit für die Struktur 12,
um die Struktur 12 ausreichend überhalb des Niveaus der maximal
erwarteten Wellenbewegung unter stürmischen Bedingungen zu tragen.
Die Plattform 12 kann als Bohr- oder Produktionseinrichtung
mit einem herkömmlichen
Ladekran 16, mit Wohnquartieren 18, mit Bohreinrichtungen 20 und
Schwimmeinrichtungen 22 verwendet werden.
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Falls
erwünscht,
können
die Bohreinrichtungen mit Produktionsreinrichtungen kombiniert sein, oder
die gesamte Plattform 12 kann zur Wiedergewinnung von thermischer
Energie oder zu anderen Betriebsvorgängen in tiefen Ozeangewässern dienen.
Ungeachtet des beabsichtigten Zwecks der Plattform 12 hat
die Konstruktion eine statisch stabile Struktur mit minimaler Bewegung
zur Folge. Ein wichtiges Merkmal der Struktur 10 ist, das
ihr Schwerpunkt unter ihrem Schwimmschwerpunkt ist, im Gegensatz
zu herkömmlichen
schwimmenden abgespannten Strukturen. Aufgrund dieser Charakteristik
hat die Struktur 10 eine inhärente absolute Stabilität, die Betriebseinrichtungen über Wasser
für viele Anwendungen
tragen kann.
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Um
sicherzustellen, dass der Schwerpunkt der Struktur 10 unter
ihrem Schwimm- bzw.
Auftriebsschwerpunkt ist, werden permanenter Ballast oder eine Kombination
aus permanentem und variablem gesteuerten temporären Ballast in die unteren
Teile der Schwimmkästen 14 eingeleitet.
Der Ballast kann durch schwere feste Materialien vorgesehen sein, wie
beispielsweise eine Ankerkette, Stahlschrott, Beton oder andere
Materialien, flüssig
oder fest. Natürlich
wird entfernbarer Ballast bevorzugt, da er die erneute Anordnung
der Struktur 10 einfacher machen wird, falls nötig. Die
inhärente
absolute Stabilität
der Einheit macht sie widerstandsfähiger gegen Wind oder andere
Momente gegen Umstürzen.
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Wie
weiter in den 1 und 2 zu sehen ist,
sind die Schwimmkästen 14 durch
eine Vielzahl von horizontalen Verstärkungen bzw. Bügeln 30 verbunden,
die um die vertikale Länge
der Schwimmkästen
beabstandet sind und zur Wasserebenenfläche der Struktur 10 beitragen.
Die horizontalen verbindenden Verstärkungsglieder 30 sehen
eine beträchtliche
Hub- bzw. Seegangdämpfung
vor, die in einer Umgebung in tiefem Wasser wichtig ist. Die Struktur 10 kann
nur mit horizontalen Verstärkungsgliedern 30 versehen
sein (wie in 1 gezeigt) oder mit einer Kombination
aus horizontalen und diagonalen Verstärkungsgliedern 40 (alternatives
Ausführungsbeispiel
wie in 2 gezeigt).
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Wie
weiter in 1 gezeigt, ist die Struktur durch
herkömmliche
flexible Kettenmittel 34 abgespannt, die vollständig aus
einer Kette bestehen können,
die aus einer Kombination aus Ketten und Kabeln bzw. Drahtseilen
oder aus einem Abspannsystem vollständig aus Drahtseilen sein können. Es
ist auch möglich,
ein strammes Abspannsystem mit Metall- oder Nylonführungsrollen
vorzusehen. Bei einer Struktur mit drei Säulen können neun Abspannseile vorgesehen
werden, wobei jeder Schwimmkörper drei
Abspannrollen tragen kann.
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Die
Abspannlinien bzw. Abspannstränge können mit
herkömmlichen
Ankern verbunden sein, die (nicht gezeigt) am Meeresboden festgelegt
sind, wobei berücksichtigt
wird, dass die Struktur 10 ausgelegt ist, um in Wassertiefen
zwischen 1000 Full und 10000 Full zu arbeiten. Alle Abspannlinien 34 werden herkömmlich eingesetzt
und können
in herkömmlicher
Weise wieder heraufgeholt werden, wenn die Struktur 10 von
einer Stelle entfernt werden muss und zu einer anderen Stelle übertragen
werden muss. Als eine Folge hat die Struktur 10 den Vorteil einer
einfachen Bewegbarkeit zwischen den Stellen. Die Kosteneinsparungen,
die durch die vollständige Wiederverwertung
der Komponenten der Struktur 10 gewonnen werden, steigern
die Kosteneffektivität
der Einheit.
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Die
Senkkästen
bzw. Caissons oder Säulen 14 sind
im gleichen Abstand von benachbarten Säulen beabstandet. In dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
hat die Struktur 10 drei Säulen, die in einer im Allgemeinen
dreieckigen Konfiguration angeordnet sind. Natürlich können andere geometrische Konfigurationen
in erfolgreicher Weise eingesetzt werden. Beispielsweise kann die
Struktur mit vier Senkkästen
oder Säulen 14 versehen
sein, die in einer quadratischen Konfiguration angeordnet sind; oder
eine Vielzahl von Säulen
kann verwendet werden, die in polgonförmiger oder kreisförmiger Beziehung
zueinander angeordnet sind.
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Die
Bereiche zwischen den Säulen 14 sind transparent
bzw. durchlässig
für Wellenbewegungen, was
die Belastung auf den Säulen 14 verringert,
insbesondere im Vergleich mit einem einzelnen großen Senkkasten,
der in einigen bekannten Caisson- bzw. Senkkasteneinheiten zu finden
ist, die die gleiche Verdrängung
haben. Weiterhin vergrößert die
Verteilungsbeziehung zwischen den Säulen die Wasser ebenenträgheit bzw.
Verteilung auf der Wasserebene, und folglich die metazentrische
Höhe (Höhe des Schwerpunktes),
was die Stabilität
der Struktur verbessert, was sie widerstandsfähiger gegen Rollneigung und
Längsneigung
macht.
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Die
oberen Enden der Säulen 14 tragen
ein Senkkastenverbindungsglied oder einen Stutzen 36, der
an seinem oberen Ende 38 fest an dem unteren Deck 24 angebracht
ist. Die daraus resultierende Struktur, wobei die Verstärkungsglieder 30 die
vertikalen Säulen 14 verbinden,
ist starr und kann sich relativ frei in horizontaler genauso wie
in vertikaler Richtung bewegen. Aufgrund des Ballastes in den unteren
Teilen 42 der Senkkästen 14 werden
jedoch die Längs-
oder Querneigungsbewegungen minimiert. Die Plattform wird natürlich den
gleichen Kräften
und Umdrehmomenten unterworfen werden, wie jene, die auf die einzelnen
Säulen
wirken. Die kombinierte untergetauchte bzw. schwimmende Struktur sieht
jedoch eine beträchtliche
Trägheit
vor, um Rollneigung bzw. Querneigung und Seegang ansprechend auf
Oberflächenwellenkräfte Widerstand
zu bieten.
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3 veranschaulicht
eine Aufteilung des Säulenraums
in eine Vielzahl von inneren wasserdichten Abteilen 44,
die verwendet werden können, um
Bohrwasser, Trinkwasser, Ballast, Brennstoff, Öl, Maschinen usw. zu lagern.
Der Ballast im unteren Teil 42 gibt der Struktur 10 eine
Pendelstabilität,
die nicht bei herkömmlichen
halb untertauchenden bzw. teilschwimmenden oder schwimmenden Einheiten
erreicht werden kann.
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Eine
Vielzahl von Bohr- oder Produktionsständern 48 erstreckt
sich in dem Raum zwischen den Säulen 14,
teilweise abgeschirmt von der Welleneinwirkung durch die Senkkästen. Steigrohre 51 und
Export- bzw. Ablaufleitungen 53 erstrecken sich gleichfalls
in dem Raum zwischen den Säulen 14 und den
Verstärkungsgliedern 30,
wie besser in 1 zu sehen ist.
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Nun
mit Bezug auf die 4–9 wird die Struktur
eines einzelnen Senkkastens genauer besprochen. Wie in 4 zu
sehen, hat jedes Senkkastenabteil 44 eine äußere Hülle 50,
in der sich ein Ringrahmen 52 im Wesentlichen über die
gesamte Länge
des Abteils erstreckt. Gewellte Paneele 54 sind um den
Innenumfang der Hülle 50 in
längs gerichteter
Weise gepasst, sind fest an der Hülle 50 durch Schweißnähte oder
andere ähnliche
Mittel angebracht. Die gewellten Paneele 54 können U-förmig im Querschnitt
sein, wie in 5 gezeigt, wobei ein Paar von
sich nach außen
erstreckenden Flanschen 56 integral mit dem U-förmigen allgemeinen
Rahmen des Paneels 54 verbunden ist.
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Versteifungen 60 (8 und 9),
die in ähnlicher
Weise an das Innere der Hülle 50 angeschweißt sind,
können
die gewellten Paneele ersetzen. Wie in den 7 und 9 gezeigt,
ist das gewellte Paneel 54 oder die Versteifung 60 bei 56 an
die Hülle 50 und
an die Ringrahmen 52 bzw. 62 in einer Seite-an-Seite
liegenden Anordnung angeschweißt, wobei
ein Paneel über
den Ringrahmen 52 und 62 positioniert ist, und
ein anderes darunter.
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Die
Schwimmkästen 14 werden
in einer herkömmlichen
Fabrik bzw. Werft aus einer Kombination von Platten und Wellplattenpaneelversteifungen
hergestellt. Als erstes wird die äußere Hülle zu einem Zylinder geformt,
oder Segmente davon werden zu einer Form geformt, und dann werden
die vorgeformten Wellplattenpaneele oder Versteifungen auf die Hülle gelegt
und aneinander und an der Hülle 50 angeschweißt. Die
Hülle und
die Versteifungsanordnungen werden dann verbunden, um ein vollständiges Rohr
bzw. Behälter
zu bilden. Die Rohrabschnitte bzw. Behälterabschnitte werden dann
an die Ringrahmen 52 und 62 angeschweißt. Die
vollständige Senkkastenstruktur
ist aus ähnlichen
Rohrabschnitten aufgebaut. Es wird bevorzugt, dass die unteren Teile
des Senkkastens 14 eine größere Wandplattendicke haben,
um dem Wasserdruck in der tieferen Umgebung zu widerstehen.
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Die
daraus resultierende Struktur 10 hat eine inhärente absolute
Stabilität
aufgrund dessen, dass der Schwerpunkt niedriger ist als der Auftriebsschwerpunkt.
Anders als bei herkömmlichen
halbtauchenden bzw. teiltauchenden Einheiten, die sich einfach auf
die Wasserebenenverdrängung
für die
Stabilität
verlassen oder auf am Boden befestigte Spannbänder, ist die Struktur 10 aufgrund
des niedrigen Schwerpunktes stabil, was aus dem großen Tiefgang
und der Anordnung des festen oder flüssigen Ballastes in den unteren
Teilen der Struktur resultiert. Die klei neren Querschnittsflächen der
Säulen
und ihre Beabstandung voneinander hat eine wesentliche verbesserte
Durchgängigkeit
für Wellen
und minimales Ansprechen auf Oberflächenwellen zur Folge. Der große Tiefgang,
der den größten Teil
der Struktur unter die Wasseroberfläche und in relativ stille Wasser
in Tiefen von mehr als 500 Fuß anordnet,
minimiert die Reaktion auf Oberflächenveränderungen, was stark den Seegang
und die Winkelneigung der Einheit 10 verringert. Als eine
Folge wird eine stabile Struktur vorgesehen, um die Überstruktur 12 zu
tragen, die darauf aufgebrachten durch Wellen eingeleiteten Kräften Widerstand
bietet.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welches in 2 veranschaulicht ist,
sieht die Anwendung von optionalen diagonalen Verstärkungsgliedern 40 vor,
die sich zwischen den Abschnitten der Säulen 14 erstrecken,
die durch die horizontalen Verstärkungen 30 definiert
werden. Es wird in Betracht gezogen, dass die diagonalen Verstärkungsglieder 40 von
speziellem Vorteil für
Einheiten sein werden, die in Bereichen eingesetzt werden, die traditioneller
Weise hohe Wellen und starke Winde aufweisen. Die Einheit des zweiten
Ausführungsbeispiels
besitzt die gleichen Charakteristiken wie oben beschrieben, und
zwar dahingehend, dass sie inhärent
eine absolute Stabilität
für die
das Deck tragende Struktur 10 bietet, welches durch die
vertikalen Säulen 14 gesichert
und getragen wird.
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Die
Offshore- bzw. Hochseestruktur 10 kann zu einem Einsatzort
transportiert werden, indem die auf dem Deck getragene Überstruktur 12 getrennt von
den schwimmenden Säulen 14 bewegt
wird. Der Säulenstapel
schwimmt horizontal, wobei die Säulen 14 auf
ihren Seiten liegen, und zu der ausgewählten Stelle durch ihre eigene
Schwimmfähigkeit
gezogen werden.
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Sobald
die Elemente der Struktur an dem Einsatzort ankommen, werden die
Säulen 12 mit
Ballast beaufschlagt, sodass die unteren Teile von jeder der Säulen sich
unter die Wasseroberfläche
zu einer Position mit großem
Tiefgang bewegen. Die Struktur 12 wird dann zum Oberteil
der Säulen
manövriert
und fest, beispielsweise durch Schweißnähte, an den Verbindungsgliedern 36 gesichert.
Ein Teil des Bal lastes wird dann aus den Säulen 14 abgelassen,
sodass die Säulen
sich vertikal zu einer Position bewegen, welche die Plattform 12 über der
Höhe der
maximalen Wellenbewegung für
diese Stelle trägt.
Herkömmliche
Techniken werden dann eingesetzt, um die Ständer bzw. Steigleitungen und
Verspannungen zum Meeresboden abzusenken, und für eine flexible Kettenabspannung
oder eine straffe Abspannung der Struktur an der erwünschten
Stelle.
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Sobald
es nötig
wird, die Struktur 10 an einer anderen Stelle in tiefen
Gewässern
anzuordnen, werden die Steigrohre und die Abspannbänder bzw.
Abspannleitungen 34 wieder aufgenommen, und die Struktur 10 kann
langsam in einem schwebend schwimmenden Zustand zur neuen Stelle
bewegt werden. In dieser Weise wird die Kosteneffektivität der Struktur 10 beträchtlich
im Vergleich zu herkömmlichen
festen Plattformen, Spannständerplattformen
oder anderen Strukturen verbessert, die gegenwärtig im Gebrauch sind, die
nicht von der kombinierten Stabilität der Struktur gemäß der vorliegenden
Erfindung Vorteile ziehen.
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Es
wird in Betracht gezogen, dass die Struktur länger gemacht werden kann, um
weiter den Schwerpunkt abzusenken. Untere Teile der Struktur oder
Verbindungsstreben können
auch größer gemacht
werden, um dichten Ballast aufzunehmen und um ein Gewicht auf niedrigerem
Niveau vorzusehen. Auch kann Ballast außerhalb der Säulen 14 angeordnet
werden, beispielsweise indem große Zementkomponenten geformt
werden, und diese Blöcke
an den unteren Enden der Säulen 14 befestigt
werden. Die aufgehängten
extrudierten Blöcke
werden den Schwerpunkt absenken, wie dies für die praktische Ausführung der
vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Die Ballastblöcke können abgelassen
werden, um leichter die Einheit am Ende ihrer Lebensdauer zu verwerten.
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Die
Aufteilung in jedem Senkkasten kann mit Ballast eingestellt werden,
um eine exzentrische Belastung vom oben angeordneten Gewicht, von
Belastungen aus der Umgebung oder Betriebslasten zu kompensieren.