DK146470B - Ankerdraeg til anbringelse eller bjaergning af et med en ankerkaede forbundet anker i havbunden - Google Patents

Description

146470

Den foreliggende opfindelse angår et ankerdræg til anbringelse eller bjærgning af et med en ankerkæde forbundet anker i havbunden, hvilket ankerdræg omfatter en lukket eller åben ringformet del, der tjener til at kom-5 me i indgreb med og bære ankeret ved dets anbringelse og bjærgning, og som er indrettet til at kunne bevæges langs kæden til og fra ankeret, idet en nedre del af den ringformede del har en indre flade, som er i glidende indgreb med kæden under nævnte bevægelse af dræget langs kæden, 10 mens en øvre del af den ringformede del har et organ til fastgørelse af dræget til en hanger, hvilken ringformede dels indre flade i et tværsnit vinkelret på den ringformede dels plan har en bueformet linie.

Drægets ringformede del omslutter ankerkæden og stuves 15 sammen med ankeret, når dette er anbragt i david.

Fastgjort til dræget findes en hangertrosse af stål, der overføres til ankerbetjeningsskibet. Dette skib trækker dræget på ankerlæggen, således at ankeret trækkes ud, mens ankerkæden udlægges, indtil det sted, hvor ankeret 20 skal anbringes, er nået. Et langt slæbetov sjækles på hangertrossen og udlægges, indtil det bårne anker hviler på havbunden under ankerbetjeningsskibet. Et borefartøj, hvortil ankeret ønskes fastgjort, strammer derefter ankerkæden, indtil ankeret har bid i havbunden (idet det fører 25 dræget med sig), og der tilvejebringes et træk på ca. 50 tons. Ankerbetjeningsskibet vender derpå omkring og returnerer langs ankerkæden til borefartøjet, således at dræget hales af ankerlæggen og bevæges ad ankerkæden tilbage til borefartøjet. Slæbetovet hales ind og sjækles ud 30 fra hangertrossen, som føres tilbage ombord på borefartøjet. Dræget hales derefter i en stuvet position mod anker-kædelederullen, mens ankeret til slut fastspændes. Forankringen er nu fuldført.

2

U 8.47 O

Bjærgning af ankeret udføres ved, at ankerbetjeningsskibet trækker dræget tilbage langs den stramme ankerkæde, indtil dræget atter har fat om ankerlæggen. Ankerlæggen slækkes derefter, og ankeret brydes ud af havbunden ved 5 et træk fra ankerbetjeningsskibet. Indhaling af slæbetovet muliggør derefter afstopning af hangertrossen på ankerbetjeningsskibet, hvorpå borefartøjet haler ankerkæden ind, indtil ankeret (og dræget) er halet tilbage til ankerdaviden, idet forsyningsskibet under denne proces 10 trækkes mod borefartøjet. Hangertrossen overførs derefter til borefartøjet og strammes, hvor dræget på ankerkablet stuves mod ankerkædelederullen. Ankerets anbringelse og bjærgning kan altså udføres uden anvendelse af en bøje og med kun én sjæklingsoperation for hver hen-15 og tilbagetur af dræget.

Konstruktionen af de hidtil kendte ankerdræg af denne art har imidlertid givet anledning til problemer ved udførelsen af denne forankringsmetode, og disse problemer forhindrer i øjeblikket en almindelig anvendelse af me-20 toden ved boringer ud for kysten. Hovedproblemet er drægets manglende evne til at passere den nedgravede del af en ankerkæde, som fører til et dybt nedgravet anker el ler ti 1 at passere ankersjækkelforbindelsen på et dybt nedgravet anker. Dette resulterer i, at ankeret må bry-25 des ud af havbunden ved træk i en bugt i ankerkæden, hvilket medfører meget høje belastninger af hangeren, dræget, ankerkæden og ankeret, og en anselig risiko for brud på en eller flere af disse dele. Desuden er det ubrudte anker tilbøjeligt til at indtage en stilling, som er u-30 egnet til pålidelig omlægning og til ombordhaling på forsyningsfartøjet.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at imødegå eller formindske denne ulempe.

3 146470

Dette opnås med et ankerdræg iføgle opfindelsen, som er særegent ved, at den bueformede linie, som findes på den ringformede dels indre flade i et tværsnit, omfatter en bærende del og en tilstødende forlænget del, der har .5 en krumningsradius, som er væsentligt større end krum-ninsradien af den bærende del, hvilken tilstødende del tjener til under bevægelsen af dræget på kæden mod ankeret at komme i indgreb med to efter hinanden følgende, ens orienterede kædeled, idet den længste korde, der ],0 er indeholdt i den bue, der udgøres af den tilstødende del af den buede linie, danner en stump vinkel med linien fra fastgørelsesorganet til det punkt på den buede linie, der adskiller den bærende del fra den tilstødende del.

15 Ved at indrette drægets ringformede del på denne måde opnås en forbedret evne til at følge kæden selv ned til dybt nedgravede ankre, hvor også ankerlæggen er dækket, og hvor dræget derfor må trænge ned i havbunden. Denne egenskab ved dræget ifølge opfindelsen skyldes først og 20 fremmest den særlige udformning af den indre overflade, som er i glidende kontakt med kæden. Den buede form af den indre flade, som ved træk i hangeren er vendt mod kæden, resulterer i en langs kæden gående bevægelse, hvilken bevægelse kan ske ved en væsentligt mindre frik-25 tionskraft mellem kæden og dræget, og ved en deraf følgende større mulig hældning af drægets trækretning i forhold til kædens retning.

Endvidere vil reaktionskraften mellem dræget og kæden nedsættes med en væsentlig formindskelse af det ved 30 glidningen opståede slid til følge.

Ved at forsyne dræget med én eller flere nedgravningsflader, som angivet i kravene 3-12, og som ved drægets bevægelse gennem havbundens jord tilføjer nedgravnings- 146470 4 kræfter på tværs af gi ideretningen, nedsættes reaktions-kraften mod kæden betydeligt, og sliddet både på dræg og kæde formindskes.

En udførelsesform for et ankerdræg ifølge den forelig-5 gende opfindelse vil nu blive beskrevet med henvisning til tegningerne, hvori:

Fig. 1 viser et lodret snit gennem ankerdræget;

Fig. 2 viser et plansnit af dræget i fig. 1;

Fig. 3 viser dræget fra fig. 1 glidende på anker-10 kæden i havbunden mod et dybt nedgravet an ker;

Fig. 4 viser dræget fra fig. 1 på vej tilbage langs ankerkæden;

Fig. 5 viser i detalje den nederste kædeindgrebs-15 flade på dræget fra fig. 3; og

Fig. 6 viser et tidligere kendt ankerdræg, som på en ankerkæde trækkes ned i havbunden mod et dybt nedgravet anker.

Med henvisning til fig. 1 til 5 omfatter et ankerdræg 20 en lukket ringformet del 2 med en underdel 6 og en overdel 3, som bærer en øsken 4 med et sjækkeljul 5 for ti 1 -tilslutning af ankerdræget 1 ved hjælp af en sjækkel til en hjælpetrosse eller hanger (ikke vist), idet den ringformede del 2 er dimensioneret, således at den ti 11 a-25 der passage af ankersystemets ankerkæde, forbindelsesled, drejeled, ankersjækkel og ankerlæg. Ankerdræget 1 er støbt af egnet slidfast stål med en hårdhed, der er 5 146470 væsentlig større end hårdheden af kæde- eller ankermaterialet. Underdelen 6 og overdelen 3 af den ringformede del 2 er udformet med buede flader 7 og 8, som er tilpassede til at glide i kontakt med af kædeled med stive-5 re dannede kæde 9 (fig. 3 og 4) med diameteren D. Tværsnittet af den buede glideflade 7 af underdelen, i det plan, som indeholder aksen af kæden 9, er begrænset af en bue med radius R = 12D (fig. 5) afskåret af en korde med længde X = 4,66D, og denne bue støder op til en 10 halvcirkel med radius Rj, som ikke vælges mindre end D, og som i denne udførelse er 1,33D, og formen af det resterende tværsnit af den del, der bærer glidefladerne, er bestemt af en halvcirkel R2 med radius 0,75D og den rette linie 11, som forbinder endepunkterne af de to 15 halvcirkler Rj og R2- Centret af sjækkelhul let 5 i tilslutningsøskenen 4 ligger på en ret linie 12, som passerer gennem skæringspunktet mellem buen med radius R = 12D og halvcirklen med radius Rj = 1,33D, og som danner en vinkel^ (fig. 5) på 143° med kordelængden X målt 20 på den side af korden, der er fjernest fra centrene'for krumningen af glidefladerne. Tværsnittet af den glidefla-debærende overdel 3 i det plan, som indeholder kædens akse 13, er bestemt af en ret linie 14 (fig. 4) med længden 3,36D, hvis endepunkter er forbundet med en række 25 tangentielt sammensluttede cirkelbuer med radierne R^, RB> Rj>. Rq og Rg på 0,75D, 8,8D, 1,33D, 5D og 1,33D respektive. Planet C, som ligger på tværs af bevægelsesretningen for ankerdræget 1, og som indeholder den førnævnte rette linie 12, hvorpå centret for øskenens sjækkel-30 hul 5 er beliggende, omtales heri og i kravene som ankerdræget plan og indeholder centret for krumningen af buen med radius R^ for snittet gennem overdelen 3 af den ringformede del 2. Linien 14 i dette snit ligger i en vinkel odC (fig. 4) på 60° i forhold til ankerdrægets plan.

146470 6

Centret af sjækkelhullet 5 ligger i en afstand af 21,6D fra skæringslinien mellem ankerdrægets plan D og g lidefladen 7 på underdelen 6 af den ringformede del 2. Den mindste, afstand X, som adskiller overdelglidef laden 8 fra underdel-5 glidefladen 7, er 15,6D (se fig. 4).

Sidedelene (16 og 17) af den ringformede del 2, hvilke sidedele forbinder overdelen 3 med underdelen 6, har parallelle, mod hinanden vendende inderflader 18 med en indbyrdes afstand på 13,12D, og har trapezformet tvær-10 snit T (fig. 2), der er 5D langt, 1,3D bredt ved bagkanten 19 og 0,5D bredt ved forkanten 20. Denne form T af tværsnittet giver de modsatte fremadkonvergerende yderflader 21 en konvergensvinkel på 18°. Disse yderflader 21 frembringer på grund af vekselvirkning med jorden 15 tværgående kræfter, som har en stabiliserende virkning på ankerdræget, i kraft af, at de resulterende tværgående kræfter fra de to flader 21 sammen frembringer et tilbageføringsmoment omkring rulningsaksen R, den linie, der forbinder centret af sjækkelhullet 5 med kontaktpunktet 20 22 mellem ankerdræget 1 og kæden 9, når ankerdrægets plan C afviger fra rette vinkler med vertikalplanet, som indeholder aksen 13 af kæden 9.

Overdelen 3 og underdelen 6 af den ringformede del 2 er også udformet med nedgravningsflader 23 og 24 (se fig. 1), 25 der er indrettet således, at skæringslinierne 14 og 15 (fig. 4) mellem fladerne 23 og 24 og planer, der er parallelle med linie 12 og i rette vinkler til ankerdrægets plan C hælder i vinkleroc^ og oCq på 60° i forhold til planet af ankerdræget 1. Disse flader 23 og 24 er anbragt øverst 30 på overdelen 3 henholdsvis underdelen 6 af den ringformede del 2 og støder op til hver side af øskenen 4 på overdelen 3 henholdsvis underdelen 6 af den ringformede del 2 og støder op til hver side af øskenen 4 på overdelen 7 146470 3 og til hver side af den buede glideflade 7 på underdelen 6, og fladerne 23 og 24 ligger indenfor endeplanerne EP af den ringformede del 2. Den buede glideflade 7 på underdelen går ved hjælp af overgangskurver over i de 5 tilstødende plane nedgravningsf lader 24, som danner et fladt V med vinkel fi> y (fig. 1) på 140° set i retning af linien 15 (fig. 4). Dette V får kæden 9 til kun at glide mod glidefladen 7, der er beliggende ved Vets spids. Nedgravningsfladerne 23 på overdelen 3 af den 10 ringformede del danner et omvendt V med en vinkel på/#c (fig. 1) på 96° set i retning af linien 14 (fig. 4), mens den underliggende glideflade 8 ved overgangskurver langs en bue med radius 18D går over i de parallelle flader 18 på sidedelene af den ringformede del 2.

15 Skønt de således beskrevne nedgravningsflader 23 og 24 i det væsentlige er plane, kan de bøjes, således at V-for-men bedre beskrives som en U-form.

Endvidere kan de, selv om nedgravningsfladerne 23 og 24 er beskrevet som sammenhængende med den ringformede del 20 2, anbringes på en separat del, der er fleksibelt forbun det med den ringformede del, 2, således at stangen 2 har glidefladerne 7 og 8, mens den separate del, der trykker kæden nedad, har mindst én af nedgravningsfladerne 23 og 24. Kombinationer af disse arrangementer er også mulige, 25 ligesom den ringformede del 2 kan erstattes med en U-for-met eller V-formet del.

Fig. 6 viser et tidligere kendt ankerdræg 1A fuldstændigt nedgravet i havbunden, mens den forsøger at bevæge sig langs med den omvendte kædelinie på en dybt nedgravet ariker-30 kæde 9. Ankerdræget 1A omfatter en stålring med et konstant cirkulært tværsnit. Fig. 5 viser de kræfter, der virker i kontaktpunktet med de ledsagende momenter for 146470 8 friktion og for kædetræk Mp i balance. Jordfriktionskræfterne på ankerdræget og hangeren vipper sammen ankerdræget 1A op fra kæden 9. Den resulterende kraft RF er vektorsummen af friktionskraften d og den opadhælden-& de hangerkraft P. I fig. 6 er Θ maks. vinklen mellem en linie, som er parallel med aksen 13 af kæden, og som passerer gennem ankerdrægets kontaktpunkt, og en linie gennem’ kontaktpunktet vinkelret på glidefladen, kendt som normalen til kontaktpunktet. Det har ved eksperimenter 10 vist sig, at :den horisontale hældning af en kæde ved sjækkelen på et dybt nedgravet anker kan være så høj som 20°, mens hældningen af et ankerdrægs stålhanger-trosse/.med samme diameter som kædestålstangen kan være så høj som 10°. For et ankerdræg med R = 12D vil Θ max.

15 være 78,81°. Hvis kæden hælder 20° nedad, vil normalen til kontaktpunktet mellem ankerdræget og kæde derfor hælde 58,81° i forhold til horisontalen. Hvis friktionskoefficienten er /tos = 0,8, er tan-^ = 38,66°. Derfor kan den resulterende kraft RF ikke hælde mere end 20 20,15° i forhold til horisontalen, hvis glidning skal finde sted. Hvis det antages, at friktionen d udøves på ankerdræget i en retning parallelt med kædeaksen, og at hangerkraften P hælder 10° i forhold til horisontalen, viser vektordiagrammet i fig. 6, at størrelsen af 25 d ikke kan overstige 26% af størrelsen af P, hvis hældningen af RF ikke skal overstige de 20,15°, der maksimum, hvis glidning skal finde sted. Hvis hangertrækket således er 50 tons, vil friktionskraften på ankerdræget være 13 tons, den resulterende kraft, som vil påvirke 30 den stramme kæde, vil være 39,6 tons i en vinkel på 40,15° i forhold til kædeaksen, og den normale reaktionskraft, der udøves af kæden på ankerdræget, vil være 30,8 tons.

9 146470

Ankerdræget 1 i fig. 1 reducerer væsentligt friktionskraften d, reaktionskraften mellem ankerdræget og kæden i deres kontaktpunkt, og hældningen af P i kontaktpunktet. Reduktion af d vil muliggøre en større tilnærmelse 5 mellem hældningen af hangerkraften P og den maksimale hældning af den resulterende kraft RF, således af glidning af ankerdræget kan finde sted ved en så fuldstændig udvikling af den omvendte kædelinie for hangeren, som er mulig, således at ankerdrægets evne til at træn-10 ge dybt ned under havbundens overflade bliver størst mulig. Reduktion af reaktionskraften vil formindske slidhastigheden på de overflader, der er i glidende kontakt.

Reduktion af hældningen af hangerkraften, som tilføres kontaktpunktet mellem ankerdræget og kæde trods fuldstæn-15 dig udvikling af en omvendt kædelinie i hangeren, vil både reducere reaktionskraften og fremme glidning ved store hældningsvinkler af ankerkæden.

Disse forbedringer er realiseret i ankerdræget i fig. 1, idet der frembringes nedgravningskræfter på ankerdræget 20 ved passage af havbundens jord over nedgravningsfladerne 23 og 24, og idet gennemtrængsmodstanden i jorden af de enkelte dele af ankerdræget 1 gøres mindst mulig.

Både øvre og nedre nedgravningsflade 23 og 24 vil bevirke en reduktion af kontakttrykket på undersiden af kæden, 25 mens den øvre nedgravningsflade yderligere er arrangeret således, at den trykker den forreste del af ankerdræget ned til eller nærmere til kæden på trods af den løftende komponent af den kraft, der tilføres af den hældende hangertrosse.

30 Ankerdræget 1 virker på den overfor beskrevne måde og evner at passere en stejlt hældende kæde og gå i indgreb med læggen af et dybt nedgravet anker, mens det derimod 146470 10 af den viste analyse kan ses, at tidligere ankerdræg kun i ringe grad eller slet ikke har denne evne. Yderligere fremmer reduktionen af kontakttrykket mellem ankerdræget og kæde en stor reduktion af den høje si idhastig-5 hed, der tidligere forventedes ved operation af ankerdræget.

Dimensionerne og formen af det foreliggende ankerdræg sætter det i stand til af passere ankerlæggen, både når det går i indgreb med og gør sig fri af denne.

10 Det vil forstås, at ankerdræget ifølge opfindelsen også kan udformes som en krog, der er dannet af en ring med en åbning i siden, og som bærer en nedgravningsflade og eventuelt forsynet med en kæde med trykkende del. De glidende flader vil være anbragt på den centrale del 15 af krogens U-formede del, og nedgravningsfladerne kan være anbragt i tilslutning til hver side af den centrale del og udstrakt på tværs af kædens akse langs den U-formede dels arme.

Ved anbringelse af et anker i havbunden til fortøjning 20 af et fartøj forbindes et ankerdræg i form af en ring eller krog med en hangertrosse, og ankerdræget anbringes på ankeret, således at den understøtter dette.

Et hjælpefartøj, hvortil hangertrossen er fastgjort, trækker ankeret og ankerkæden ud fra fartøjet, som skal 25 fortøjes, og sænker samtidig ankeret til havbunden ved hjælp af hangertrossen. Ankeret gives derefter bid i havbunden for fortøjning, og ankerdæget kan derefter fjernes fra ankerkæden eller føres tilbage ad kæden til det fortøjede fartøj.

30 Til bjærgning af ankeret føres ankerdræget ned af kæden 11 146470

Indtil det går i indgreb med ankeret, og hjælpefartøjet trækker derefter ankeret fra havbunden ved hjælp af hangertrossen og tager ankeret ombord. Ankeret føres derefter tilbage til fartøjet.

5 Den foreliggende opfindelse tilvejebringer et ankerdræg hvorhos den flade, der er i indgreb med kæden, er bestemt af en bue med radius R, som ikke er under to gange kædediameteren (D), og idet den længste korde, der indeholdes i buen, har en længde på ikke under 2,9D. Anker-10 dræget omfatter yderligere nedgravningsflader, som frembringer nedgravningskræfter på tværs af ankerdrægets gi ideretning. Dette arrangement letter bevægelsen af ankerdræget på ankerkæden, når dette er i havbunden, og reducerer også det slid på ankerdræget, der forårsages 15 af gnidningen mod kæden.

Claims (10)

146470

1. Ankerdræg til anbringelse eller bjærgning af et med en ankerkæde forbundet anker i havbunden, hvilket ankerdræg omfatter en lukket eller åben ringformet del, der tjener til at komme i indgreb med og bære ankeret ved 5 dets anbringelse og bjærgning, og som er indrettet til at kunne bevæges langs kæden til og fra ankeret, idet en nedre del af den ringformede del har en indre flade, som er i glidende indgreb med kæden under nævnte bevægelse af dræget langs kæden, mens en øvre del af den ringforme-10 de del har et organ til fastgørelse af dræget til en hanger, hvilken ringformede dels indre flade i et tværsnit vinkelret på den ringformede dels plan har en bueformet linie, kendetegnet ved, at den bueformede linie 7 omfatter en bærende del (7A)(f i g. 5) og en 15 tilstødende forlænget del (7B), der har· en krumningsradius (R), som er væsentligt større end krumningsradien (Rj) af den bærende del (7A), hvilken tilstødende del (7B) er således udformet, at den tjener til under be-bægelsen af dræget på kæden mod ankeret at komme i an-20 læg mod to efter hinanden følgende, ens orienterede kædeled stående på den indre flade, idet den længste korde (10), der er indeholdt i den bue, der udgøres af den tilstødende del af den buede linie, danner en stump vinkel (y5 ) med linien (12) fra fastgørelsesorganet (5) 25 til det punkt på den buede linie (7), der adskiller den bærende del (7A) fra den tilstødende del (7B).

2. Ankerdræg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den stumpe vinkel (β) er af størrelsesordenen 143°.

3. Ankerdræg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at være forsynet med i det mindste én ned 146470 gravningsfalde (23, 24), som ved relativ bevægelse gennem havbunden udvirker nedgravningskræfter på tværs af den ringformede dels gi ideretning.

4. Ankerdræg ifølge krav 3, kendetegnet 5. e d, at nedgravningsfladen eller -fladerne (23, 24) udstrækker sig indenfor den ringformede dels endeflader.

5. Ankerdræg ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at der er anbragt øvre og nedre nedgravningsorganer, som hver omfatter i det mindste én nedgrav- 10 ningsflade.

6. Ankerdræg ifølge et eller flere af kravene 3 til 5, kendetegnet ved, at den ene eller hver af nedgravningsfladerne (23, 24) hælder med en vinkel på mellem 45° til 85° i forhold til midterplanet af den ring-15 formede del, målt i et plan, der er vinkelret på det nævnte midterplan, og som indeholder fastgørelsesorganet (5).

7. Ankerdræg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at hældningsvinklen er i området 50° til 70°.

8. Ankerdræg ifølge krav 5, kendetegnet 20 ved, at den øvre nedgravningsflade (23) findes på en udadvendt overflade på den ringformede del, og den nedre nedgravningsflade (24) findes på en indadvendt overflade på den ringformede del.

9. Ankerdræg ifølge krav 8, kendetegnet 25 ved, at den øvre nedgravningsflade (23) omfatter to delflader, som findes på hver sin side af fastgørelsesorganet (5).

10. Ankerdræg ifølge krav 9, kendetegnet