DK157498B - Laaseindretning til en selvhaevende olieboreplatform - Google Patents

Description

i

DK 157498 B

Opfindelsen angår en låseindretning til en selvhævende olieboreplatform og af den i krav l's indledning anførte art.

Selvhævende platforme er normalt indrettet på ben, som er 5 drevet ned i havbunden på borestedet, og langs med hvilke ben der er anbragt en yderklædning eller et skrog, som kan forskydes ved hjælp af drivmekanismer med tandhjulsdrev, som samvirker med tandstænger, der er anbragt på langs af benene.

10 Når forskydningen af en selvhævende platform er tilendebragt, må den fastlåses i forhold til benene for at undgå dynamiske overbelastninger på grund af havets dønninger, som skiftevis påvirker benene, hvilket forøger spændingerne og som følge 15 heraf udmattelsespåvirkningerne.

Når platformens skrog understøttes på benene ved hjælp af tandstangsdrev, forstærkes den statiske reaktionskraft, idet delene har en tendens til på forskellig vis at bevæge sig 20 i forhold til hinanden.

Disse dynamiske kræfter, som fremkalder en væsentlig forvridning i et gitterværk, forårsager lokale spændinger benævnt "ekstraspændinger", som har samme størrelsesorden som hoved-25 spændingerne.

For at gitterværket kan få tilstrækkelige gode egenskaber, må de indgående dele overdimensioneres. · 30 I virkeligheden er der to muligheder for at udligne et bøj ningsmoment på en søjle til en platform.

a) Udligningen sikres ved et horisontalt anlæg mellem to styreniveauer, idet den vertikale belastning bliver optaget af 35 den selvhævende mekanisme, b) Udligningen opnås ved hjælp af en vertikal låsning af dele-

DK 157498 B

2 ne på gitterværket og ved at optage den ydre forskydningskraft på understøtningsstyr, idet de vertikale kræfter, som alene hidrører fra vægten, altid optages ved hjælp af mekanismerne, når der benyttes et uafhængigt låsesystem, eller 5 af selve låsesystemet, når der benyttes et selvlåsende system.

Hidtil kendte låseindr'etninger til olieplatforme kræver ret store mekaniske kilesystemer for at kunne kompensere for spillerum, som f.eks. fremkommer på grund af uensartetheden 10 af placeringen af platformens ben, som er drevet ned i havbunden .

Yderligere kan de kendte indretninger ikke løsgøres øjeblikkeligt og kræver indgriben af mange personer eller kompliceret 15 udstyr.

Fra engelsk offentliggørelsesskrift nr. 2.077.843 kendes en selvhævende olieplatform med et skrog og ben, som er forsynet med en tandstang. Benene kan forskydes i forhold til 20 skroget ved hjælp af drivmekanismer med tandhjul, der er i indgreb med tandstangen. En låseindretning er anbragt i tilknytning til hver tandstang på benene. Låseindretningen har en tandstangsdel 11 med tværsnit som et ligesidet trapez, og som ved grundfladen er forsynet med en fortanding, der 25 er indrettet til at samvirke med tandstangen. Tandstangsdelens modstående korte side forløber parallelt med en hosliggende del af skroget. Tandstangsdelens to skrå sider, der har en hældning svarende til tænderne, er forskydeligt styret i styreorganer, der udgør en del af styreblokke med skråflader 30 svarende til tandstangsdelens skrå sider. I hver styreblok er der et par gevindhuller til optagelse af skruespindler og mellem skruespindlerne et afstandsstykke. Samlingen bestående af to skruespindler og et herimellem liggende afstandsstykke, er sikret' mod forskydning i længderetningen forbundet med 35 skroget. Ved med samme hastighed at drive spindlerne i samme retning forskydes tandstangsdelen alene i lodret retning, medens den alene forskydes i vandret retning til indgreb med tandstangen på benet og dermed fastlåsning af benet i for-

DK 157498 B

3 hold til skroget ved drejning af spindlerne i modsat retning af hinanden. Denne låseindretning benytter således et kileprincip til fastlåsning af benene i forhold til skroget.

5 Endvidere kendes fra U.S. patentskrift nr. 3.343.371 en låseindretning til fastholdelse af en selvbærende boreplatforms skrog i forhold til bén, som er forsynet med en tandstang. Låseindretningen omfatter et tandorgan, som er anbragt forskydeligt i en ramme fastgjort til skroget, og som ved hjælp 10 af en skruedonkraft, der er fast forbundet med rammen kan bevæges på tværs af tandstangen for at komme i indgreb med henholdsvis ud af indgreb med denne. Tandorganet omfatter en understøtning, som er anbragt forskydeligt i rammen, og hvori der oven over hinanden er anbragt et antal separate 15 tænder, idet der mellem bagsiden af hver tand og understøtningens bund er anbragt et antal bladfjedre. Endvidere omfatter låseindretningen i forbindelse med den øverste tand i tandrækken et med rammen forbundet kilearrangement, som har til formål at sammenholde tænderne i tandrækken og derved fastlåse 20 disse, når de er i indgreb med tandstangen, og som består af et flydende anlægsorgan, som ligger an mod den øvre tand og har en øvre kileflade, der er i indgreb med en nedre kileflade af en kile, som kan forskydes på tværs ved hjælp af en hydraulisk motor og styres af et øvre styreorgan. Denne 25 låseindretning gør således også brug af et kilearrangement.

Det er formålet med opfindelsen at overvinde de ovennævnte ulemper ved kendte indretninger ved at anvise en låseindretning til selvbærende olieplatforme, hvilken låseindretning er 30 relativt simpelt opbygget og tillader en hurtig låsning umiddelbart efter en forskydning af platformen og en hurtig løsgørelse, enten med henblik på en efterfølgende forskydning eller med henblik på at justere niveauet.

35 Låseindretningen ifølge opfindelsen til en selvhævende olieplatform er ejendommelig ved, at den omfatter spændeplader, som er forbundet med den fortandede del, og mod-spændeplader,

DK 157498B

4 som er forbundet med platformen, og et organ til sammenspænding af pladerne og mod-spændepladerne og til at sikre fastlåsningen af den fortandede del til tandstangen.

5 Herved opnås en relativ simpel og kompakt låseindretning, som muliggør hurtig fastlåsning og løsgørelse af benene i forhold til selve platformen uden at gøre brug af de store mekaniske kilesystemer, som kendes fra eksisterende låseindretninger .

10

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser skematisk og set ovenfra en selvhævende oliebore-15 platform, som er forsynet med en indretning ifølge opfindelsen, fig. 2 i perspektiv en første udførelsesform for låseindretningen ifølge opfindelsen, 20 fig. 3 set fra siden den i fig. 2 viste indretning i indgreb med en tandstang på et platform-ben, fig. 4 delvis i snit en platform med en låseindretning ifølge opfindelsen forbundet med tandstænger på et platform-ben, og 25 fig. 5 skematisk et lodret snit gennem en anden udførelsesform for låseindretningen ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser set ovenfra en del af en selvhævende olieboreplat-30 form, som omfatter en skrogdel 1, der er således anbragt, at den kan forskydes langs med vertikale ben 2, her dannet af fire dragere 2a, hvilke ben drives ned i havbunden på det sted, hvor platformen skal placeres.

35 Platformens ben 2 har to diametralt over for hinanden liggende tandstænger 3 (se fig. 4), som er anbragt på en del af benenes 2 længde, og som tjener til at samvirke med udgangs-tandhjul

DK 157498 B

5 på en ikke vist drivmekanisme, som er monteret på skroget 1.

Der kan benyttes seks tandhjul til hver af platformens ben.

Som det fremgår af fig. 1, har skroget 1 en i hovedsagen 5 kvadratisk form og er ved de fire hjørner forsynet med huse 4, som hver tjener til at optage låseindretningen ifølge opfindelsen.

Låseindretningen, der, som det fremgår af fig. 1, er forbundet 10 med et hjørne af platformen, beskrives nedenfor under henvisning til fig. 2 til 4.

Indretningen har en fortandet del 6, som er forsynet med en mod-tandstang 6a, som tjener til at samvirke med en til-15 svarende tandstang 3, der er monteret på benet 2.

Den fortandede del 6, der omfatter en mod-tandstang, er således monteret, at den kan forskydes vinkelret på tandstangen ved hjælp af donkrafte 7, hvis stænger er drejeligt lejret 20 i horisontale gafler 9 på delen 6, for at tænderne på mod-tand-stangen 6a kan indgribe i tænderne på tandstangen 3, når skroget skal fastlåses, og for at tænderne på mod-tandstangen 6a kan trækkes væk fra tandstangen 3, når skroget skal løsgøres. Donkraftenes 7 stænger 8 er yderligere forsynet med 25 et mellemliggende drejeled 8a for herved at kunne kompensere for virkningen af forskydningerne af den fortandede del 6 over afstanden mellem tandstængerne.

Donkraftens 7 cylindre 10 er drejeligt fastgjort til skroget 30 (ikke vist).

Den fortandede del 6· har horisontale vægge 11, som står vinkelret på mod-tandstangen 6a, og som mellem sig danner et hulrum 12 til rektangulære spændeplader 13, som er frit an-35 bragt mellem de horisontale vægge 11, og som fastholdes mellem disse ved hjælp af flanger 14.

Mellem pladerne 13 er der anbragt andre plader 15 i en ramme

DK 157498B

6 16, som er forbundet med platformens skrog. Disse plader er anbragt således i deres ramme, at de frit kan forskydes i en retning vinkelret på forskydningsretningen for den fortandede del 6. Som det især fremgår i fig. 2 og 4, er der benyt-5 tet fire plader 13 eller bremseplader og fire mod-bremseplader 15.

Låseindretningen omfatter yderligere to spændedonkrafte 20, som tjener til at føre pladerne 13 og de modstående plader 10 15 mod hinanden. Spændedonkraftene 20 er forbundet med plat formens skrog. I den viste udførelsesform er der tale om hydrauliske spændedonkrafte.

Hver spændedonkrafts krop 21 er op mod skroget forsynet med 15 et underlag 22, der er fremstillet af et elastisk plast eller af polytetrafluorethylen.

Spændedonkraftens stang 23, som danner en pressestan.g for mod-spændepladerne, kan fastlåses ved hjælp af en møtrik, 20 som er forbundet med et tandhjul 24, som er i indgreb med et udgangstandhjul 25 til en elektrisk motor 26 (fig. 4).

Som det fremgår af fig. 4, er hver af platformens dele 2a forsynet med to diametralt over for hinanden beliggende tand-25 stænger 3. En låseindretning ifølge opfindelsen er anbragt i forbindelse med hver af disse tandstænger.

Modsat spændedonkraftene 20 har indretningen ifølge opfindelsen en fast anlægsplade 27, der svarer til bremseskoen i 30 en skivebremse.

I den netop beskrevne udførelsesform for indretningen er bremsepladerne 13 og mod-bremsepladerne 15 fremstillet af stål.

35 Friktionskoefficienterne kan forøges ved at forsyne overfla derne med et friktionsmateriale.

Indretningen ifølge opfindelsen fungerer på følgende måde:

DK 157498 E

7 Når platformen befinder sig i drift-stillingen eller i hævet stilling, indtager hoveddelene af låseindretningen til platformens ben de i . fig. 3 viste positioner i forhold til hinanden. Som det fremgår af figuren, presser de dobbeltvirkende 5 donkrafte 7 den fortandede del 6 op od den tilsvarende tandstang 3. På grund af den komplementære udformning af tænderne på de betragtede dele vil den fortandede del altid være i indgreb med tandstangens tænder.

10 Delen 6 fører spændepladerne 13, som er indrettet inde i denne del. Pladerne 13 glider mellem mod-pladerne 15, som er anbragt mellem disse/med en lille frigang på et par millimeter. Delen 6 med dens plader glider langs en bæreflade 28 på anlægspladen 27 (fig. 2), som har samme funktion som 15 en bremsesko.

Så snart delen 6 indtager en position, hvor tænderne på modtandstangen 6a er i indgreb med de tilsvarende tænder på tandstangen 3 (fig. 3), aktiveres spændedonkraftene 20, hvilket 20 bevirker, at plader 13 og mod-pladerne 15 sammenpresses mellem anlægget 27, som udgør en bremsesko, og spændedonkraftens 20 krop, som har underlag 22 af et elastisk plast eller poly-tetrafluorethylen. Herved er der mellem pladerne 13 og de modstående plader 15 tilvejebragt en sammenpresning, som 25 fastlåser platformens skrog i dens stilling. Under antagelse af, at otte friktionsoverflader er i berøring med hinanden, og at friktionskoefficienter for stål mod stål er 0,2 eller 0,3, når mod-pladerne 15 og anlægget 27 er forsynet med dele, som har en høj friktionskoefficient, fås, idet F betegner 30 den sammenpresningskraft, som spændedonkraftene udøver, og betegner den vertikale låsekraft:

ν^=2χΡχΟ,2χ8) x2=6,4F

35 eller friktion = (2xFxO,3x8) x2=9,6F.

DK 157498 B

8

Disse værdier gælder for ét ben eller eh indretning, og.med spændedonkrafte med en nominel kraft på 750 T fås, = 4800 T eller friktion = 7200 T.

5

Under antagelse af et kvadratisk gitterværk med elleve meter mellem delenes akser kan et dynamisk moment af følgende størrelse understøttes:

10 M dyn. = 4800 x 11 x 1,414 = 74.659 mT

eller M dyn. friktion = 7200 x 11 x 1.414 = 111.989 mT.

Antallet af plader i låseindretningen kan selvfølgelig afpasses 15 efter størrelsen af det dynamiske moment, som skal udlignes.

Når de hydrauliske spændedonkrafte 20 er aktiveret og pladerne 13 og mod-pladerne 15 presset mod anlægget 27, som udgør en bremsesko, og det elastske plast er sammenpresset, f.eks.

20 ca. 30 mm, fastkiles møtrikken, der drives af et tandhjul 24 på spændedonkraften,i en position med anlæg mod spændekraf-tens krop. Den hydrauliske spændedonkraft kan dernæst løsgøres og modtrykket i systemet overføres via sikringsmøtrikken. Tilstedeværelsen af de af elastisk plast fremstillede underlag 2 5 22 sikrer en konstant tilstedeværelse .af modtrykket og gør, at effekten af en mindre tilbageføring af stemplet bliver negligibel, når modtrykskræfterne optages af en sikringsmøtrik, som drives af et tandhjul 24. Systemet er derfor fuldstændigt pålideligt og kræver ikke en konstant tilføring af et hydrau-30 lisk fluidum.

Indretningen løsgøres ved en tilsvarende, men omvendt fremgangsmåde. Spændedonkraftene 20 aktiveres ved tilføring af et fluidumtryk, som er lidt højere end positioneringstrykket, 35 hvilket fluidumtryk bevirker, at de motordrevne sikringsmø trikker 24 løsgøres. Disse kan dernæst skrues udi Herefter kan spændedonkraftenes stænger 23 føres tilbage, hvilket be-

DK 157498 B

9 virker, at de af elastisk plast fremstillede underlag 22 aflastes, og at pladerne og mod-pladerne 15 ikke sammenpresses. De dobbeltvirken donkrafte 7 kan herefter forskyde den fortandede del bagud, således at tænderne på mod-tandstangen 5 6a kommer ud af indgreb med tænderne på tandstrangen 3.

Det betragtede ben er herved løsgjort.

Dele af den ovenfor beskrevne fremgangsmåde kan automatiseres.

10 Fig. 5 viser en udførelsesform for indretningen ifølge opfindelsen, som er forskellig fra den i fig. 2 og viste.

Denne omfatter ligesom den i fig. 2 viste indretning en fortandet del 30, som udgør en mod-tandstang, som samvirker 15 med en tandstang på et ben eller en del af platformen (ikke vist). I delen 30 er der med frigang anbragt spændeplader 31, som samvirker med mod-spændeplader 32, som er fast forbundet med platformen. Mod-spændepladerne 32 ligger an mod et anlæg 33, som udgør en bremsesko. Spændepladen 32 modsat pladen, 20 som ligger an mod anlægget 33, omfatter en skrå klods 34, som kan samvirke med klodser 35, som har den modsatte hældning af de skrå klodser 34 og er forbundet med hinanden ved hjælp af et afstandsstykke 36, og som aktiveres ved hjælp af en dobbeltvirkende spændedonkraft 37. De skrå klodser 35 ligger 25 an mod skroget via underlag 38, som er fremstillet af et elastisk plast eller af polytetrafluorethylen. Denne indretning fungerer på sammen måde som den med henvisning til fig.

2 og 4 beskrevne indretning, bortset fra at sammenpresningen af pladerne 31 og mod-pladerne 32 foregår ved hjælp af de <3 n skrå klodser 34,35 under indvirken af den dobbeltvirkende spændedonkraft 3 7.

For at opnå en sikker sikring af denne udførelsesform må spændedonkraften 37 være forsynet med en motordreven møtrik

^ C

svarende til den, som blev benyttet til spændedonkraften 20 i den i fig.;2 viste udførelsesform for indretningen.

Claims (7)

10 Fastholdelsen af klodserne kan sikres ved hjælp af en styret knast eller tap. For at kunne løsgøre platformen er det nødvendigt at hæve skroget således, at det kommer ud af indgreb med knasten 15 eller tappen og at forskyde klodserne ved at bringe de fortandede låsedele ud af indgreb med hinanden, hvilket kan ske ved hjælp af donkrafte, som er identiske med de donkrafte 7, som er vist i den i fig. 2 viste udførelsesform for opfindelsen. 20 Patentkrav .

1. Låseindretning til en selvhævende olieboreplatform, som 25 omfatter et skrog (1), der er således anbragt, at det kan forskydes langs med ben (2) ved hjælp af hævemekanismer omfattende udgangs-tandhjul, som samvirker med tandstænger (3), der er monteret på i det mindste en del af benenes længde, hvilken låseindretning har en fortandet del (6;30), som danner en 30 mod-tandstang (6a) monteret på platformens skrog, og et organ (7) til forskydning af den fortandede del (6;30) på tværs af den tandstang, hvortil indretningen er knyttet, når tænderne på den fortandede del skal bringes i indgreb med tænder på tandstangen (3), eller når tænderne på den fortandede del 35 skal bringes ud af indgreb med tænderne på tandstangen, ken detegnet ved, at den omfatter spændeplader (13;31), som er forbundet med den fortandede del (6;30), og mod-spænde- DK 157498 B plader (15;33), som er forbundet med platformen, og et organ (20;34,35,37) til sammenpresning af spændepladerne og mod-spæn-depladerne og til at sikre fastlåsningen af den fortandede del (6;30) til tandstangen (3). 5

2. Låseindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den fortandede del (6) på hver side af dens del, der danner mod-tandstangen (6a), har sidevægge (11), som er udstyret med flanger (14) til at holde spændepladerne frit monteret 10 i en udtagning (12) mellem disse sidevægge (11), og at den fortandede del (6) forskydeligt ligger an mod en som bremsesko udformet anlægsplade (27), som ved hjælp af dobbeltvirkende donkrafte (7) kan forskydes mellem en position, hvor mod-tandstangen (6a) er i indgreb med tandstangen (3) på det tilsvarende 15 ben (2), og en position, hvor mod-tandstangen (6a) ikke er i indgreb med tandstangen.

3. Låseindretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at organet (20) til sammenpresning af spændepladerne 20 (13) og mod-spændepladerne (15) er dannet af mindst én hydrau lisk donkraft, hvis krop (21) ligger an mod platformens skrog via mellemlægsblokke (22) af et elastisk, eftergivende materiale, og hvis stang (23) ligger an mod den spændeplade (13) eller mod-spændeplade (15), som ligger nærmest donkraften, 25 og at den længst væk fra donkraftens stang (23) liggende spændeplade eller mod-spændeplade ligger an mod den som bremsesko udformede anlægsplade (27). 1 Låseindretning ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-30 net ved, at organet til sammenpresning af spændepladerne (31) og modspændepladerne er dannet af skråt afskårne klodser (34), som er forbundet med en mod-spændeplade (32) og samvirker med komplementært skråt afskårne klodser (35), der kan forskydes parallelt med spændepladernes (31)-og mod-spænde-35 pladernes (32) planer ved hjælp af en dobbeltvirkende donkraft (37), og at klodserne, som kan forskydes ved hjælp af donkraften (37), ligger an mod en fast væg på - skroget via DK 157498 B underlag (38) fremstillet af et elastisk, eftergivende materiale.

5. Låseindretning ifølge krav 3 eller 4, kendeteg- 5 net ved, at donkraften (20) har en sikkerhedsindretning dannet af en motordreven møtrik (24), som samvirker med et skruegevind på donkraftens stang (23), og som er indrettet til at ligge an mod donkraftens (20) krop (21) med henblik på at modstå modtrykket fra spændepladerne og mod-spændeplader-10 ne, når trykket af det hydrauliske fluidum, der bliver ført til donkraften, fjernes.

6. Låseindretning ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at spændepladerne (13,31) og mod-spænde- 15 pladerne (15,32) er fremstillet af stål.

7. Låseindretning ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at spændepladerne (13,31) og mod-spænde-pladerne (15,32) har belægninger med høj friktionskoefficient. 20 25 30 35