DK167448B1 - Ophaengningsindretning til en jack-up olieplatforms stoetteben - Google Patents

Description

i DK 167448 Bl

Den foreliggende opfindelse angår en ophængningsindretning til støttebenene hørende til en platform, især en jack-up platform til olieboring og -produktion på havet.

5

Platforme af denne art har generelt ben, som støtter på havbunden, og et skrog, som er således monteret på benene, at det kan bevæges og højdeindstilles langs benene.

20 En sådan platform bringes i flydende tilstand hen på bore eller produktionsstedet, og benene sænkes, indtil de kommer i berøring med havbunden. Dernæst hæves skroget ved at støtte på benene op over havoverfladen til et niveau, som bringer den uden for de højeste bølgers rækkevidde.

15

Skroget er forskydeligt langs platformens ben ved hjælp af hævemekanismer, som er forbundet med skroget og indbefatter drivtandhjul, hvis lejer er forbundet med skroget, og som samvirker med tandstænger, der er monteret på i det mindste 2o en del af benets længde. Disse drivtandhjul drives ved hjælp af et antal elmotorer, der er forbundet med hastighedsreducerende indretninger, der har et meget højt reduktionsforhold.

På det tidspunkt, hvor et ben ved afslutningen af dets nedsænk-25 ning kommer i berøring med havbunden, kan sammenstødet være meget voldstomt på grund af skrogets bevægelser under indvirkning af dønninger.'Disse stød overføres til hævemekanismerne, hvilket udsætter de hastighedsreducerende indretningers mange tandhjul for meget stor belastning.

30

For at sikre, at de hastighedsreducerende indretningers tandhjul opfører sig korrekt på det tidspunkt, hvor benene kommer i berøring med havbunden, er det nødvendigt at overdimensionere disse væsentligt eller at afvente gunstige vejrforhold, hvilket 35 forøger omkostningerne for anbringelsen af platformen.

Formålet med opfindelsen er at afhjælpe ovennævnte ulemper ved almindelige indretninger ved at tilvejebringe en ophæng- 2

LslY Ιϋ / ‘rto u I

ningsindretning til jack-up olieplatformes ben, som samtidig med at være relativt simpel opbygget åbner mulighed for en nedsættelse af de af stød i konstruktionen fremkaldte belast-5 ninger, især i de hastighedsreducerende indretningers tand hjul, og for at anbringe platformen under mere voldsomme forhold og derfor under et større spekter af vejrmæssige forhold, hvilket nedsætter omkostningerne for anbringelsen.

^0 Fra WO-A-83/00351 kendes en ophængningsindretning til en jack up platform, der omfatter en drivmekanisme indbefattende en tandstang, drivtandhjul, en elektrisk motor og en drejelig understøttet hastighedsreduktionsindretning. I nævnte ophængningsindretning indgår yderligere hydrauliske cylindre, som virker på reaktionsarme aksialt i retning af platformens ben.

Endvidere kendes fra FR-A-2436099 en jack-up platform med en drivmekanisme omfattende en tandstang, drivtandhjul og 20 et drejeligt understøttet hastighedsreaktionsindretning. Hvert drivmekanismes hus samvirker med en energiabsorberende indretning omfattende et elastisk eftergiveligt støtteelement.

Ifølge opfindelsen er der tilvejebragt en ophængningsindretning 25 til ben. hørende til en jack-up olieplatform, som omfatter et skrog, der er således anbragt, at det kan forskydes langs benene ved hjælp af en drivmekariisme, som omfatter et antal drivtandhjul, der samvirker med tandstænger, som er monteret på i det mindste en del af benenes længde, idet hvert driv-30 tandhjul er indrettet til at blive drevet ved hjælp af en elmotor, der er forbundet med en hastighedsreducerende indretning, som er drejeligt monteret på et stativ, der bærer dem, og er forbundet med skroget ved hjælp af mindst ét leje, der tillader en given vinkeldrejning af den hastighedsreduce-35 rende indretning og hvert tilsvarende tandhjul, hvilken ophæng ningsindretning er ejendommelig ved, at hver hastighedsreducerende indretning hørende til drivmekanismerne samvirker med en energiabsorberende indretning omfattende mindst ét ved vridning elastisk deformerbart støtteelement, som er forbundet med den tilsvarende hastighedsreducerende indretning,

Ul\ I O / ttO D I

3 og som frembyder en voksende absorption af stød, især på det tidspunkt, hvor benene anbringes på havbunden.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor 5 fig. 1 viser skematisk og set fra siden en jack-up olieplatform under nedsænkning af benene, fig. 2 skematisk og i større målestok et snit gennem et af platformens ben og visende en forskydningsmekanisme for be- 10 net, fig. 3 et snit efter linien 3-3 i fig. 2, fig. 4 set fra siden en første udførelsesform for ophængnings-15 indretningen ifølge opfindelsen, fig. 5 et snit efter linien 5-5 i fig. 4, fig. 6 set fra siden en anden udførelsesform for ophængnings-2® indretningen ifølge opfindelsen, fig. 7 set fra siden en tredje udførelsesform for ophængningsindretningen ifølge opfindelsen og 25 fig. 8 set fra siden en fjerde udførelsesform for ophængnings indretningen ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser diagrammatisk en jack-up eller selvhævende olieplatform omfattende et skrog 1, der er forskydeligt monteret 30 på lodrette ben 2, der er indrettet til at hvile på havbunden 3, når platformen er i bore- eller produktionsstillingen.

Hvert af de lodrette ben 2 har i den beskrevne -udf ørel sesform trekantet tværsnit og indbefatter tre søjler 2a, der er ind-35 byrdes forbundet ved hjælp af et gitterværk af metaldragere.

Hvert ben ender i sin nedre del i en fod 4, som ved den beskrevne udførelsesform har heksagonal form.

4

Platformen er i området ved hvert ben 2 forsynet med et system 10 til forskydning og ophængning af skroget 1 i forhold til benene. Dette forskydningssystem 10 muliggør sænkning af benene 5 2 ned til en position, hvor de er i berøring med havbunden, og dernæst ved at støtte på benene at hæve skroget 1 op i en sådan højde over havoverfladen, at det er uden for de højeste bølgers rækkevidde.

Med henblik herpå er benenes 2 søjler 2a som vist i fig. 2 og 3 forsynet med diametralt over for hinanden beliggende tandstænger 5, som strækker sig over en del af benenes 2 længde, og med hvilke drivtandhjul 11 hørende til en motordrivmeka-nisme 12, der er monteret på skroget 1, samvirker. F.eks. kan der forefindes seks drivtandhjul for hver søjle 2a, idet hvert tandhjul er forsynet med en motordrivmekanisme 12.

Idet der henvises til fig. 4, vil en motordrivmekanisme 12 blive beskrevet mere detaljeret.

20

Fig. 4 viser en del af en søjle 2a hørende til et ben, og som er forsynet med tandstangen 5, som samvirker med drivtandhjulet 11. Dette tandhjul 11 er monteret på en aksel 13, som ved sin ene ende er støttet af et leje 14 hørende til et stativ 25 15, der er monteret på skroget. Akselen 13 drives til drejning ved hjælp af en hastighedsreducerende indretning 16, som drives ved hjælp af en elmotor 17.

Den hastighedsreducerende indretning 16 er drejeligt monteret 3Q på stativet 15, som bærer den ved hjælp af lejer 18a og 18b, hvorved en vis vinkelbevægelse af den hastighedsreducerende indretning og derved af det tilsvarende drivtandhjul 11 er mulig under sænkningen og anbringelsen af benet, hvilket vil fremgå nedenfor.

35

Den hastighedsreducerende indretning 16 er yderligere forbundet med en mekanisme 20 til absorbering af energi, især på det tidspunkt, hvor benet får kontakt.med havbunden.

Med henblik herpå har den hastighedsreducerende indretning DK 167448 Bl 5 16 udvendigt to flanger 19a og 19b/ mellem hvilke der er fastgjort en fortandet sektor 21, som samvirker med et tandhjul 22 (fig. 5), der er monteret på en aksel 23, som er drejeligt g ført i et hus 24, som er fastgjort til stativet 15. Yderligere er tandhjulet 22 monteret ved den ene ende 25a af et elastisk eftergiveligt støtteelement, som i den i fig. 4 viste udførelsesform udgøres af en torsionsstang 25, der er anbragt i et hulrum 26, som er tilvejebragt inden i stativet 15. Torsions-stangens 25 anden ende 25b er forbundet ubevægeligt med stativet 15.

Torsionsstangen 25 kan være fremstillet af stål eller et kompo-sitmateriale med høj styrke. Den kan også være dannet af et kompositmaterialerør frembragt ved vikling og bestående af glastråde og epoxyharpiks.

Endvidere indbefatter den hastighedsreducerende indretning 16 på den modsatte side af den fortandede sektor 21 et øre 2Q 27 til begrænsning af vinkelbevægelsen af den hastighedsredu cerende indretning mellem to endestop 28a og 28b (fig. 5).

Hvert system til forskydning og ophængning af olieplatformens skrog 1 er indrettet på denne måde.

25

Hele platformen bringes i flydende tilstand til bore- eller produktionsstedet, og benene 2 sænkes da, indtil de har kontakt med havbunden. Med henblik herpå driver elmotorerne 17 via de hastighedsreducerende indretninger 16 drivtandhjulene 11, 3Q som er i indgreb med tandstængerne 5. Under nedsænkningen af benene 2 virker elmotorerne 17 som bremser.

Når benet 2 er kommet i berøring med havbunden ved slutningen af nedsænkningen, kan sammenstødet være meget volds tomt på 35 grund af skrogets bevægelser under indvirkning af dønninger.

Stødet overføres til drivtandhjulene 11 ved hjælp af tandstængerne 5, hvilket bringer de hastighedsreducerende indretninger 16 til at dreje i lejerne 18a og 18b. Hver af de hastighedsredu-

L/l\ ΙΟ/WO D I

6 cerende indretninger 16 driver ved drejning den fortandede sektor 21, som på sin side driver tandhjulet 22. Reaktionsvridningsmomentet overføres derfor til de forskellige torsionsstænger 25, som deformeres og virker som ophængnings- eller affjed-ringselementer for benene 2 på skroget 1.

Denne ophængningsindretning absorberer stødet på det tidspunkt, benet kommer i berøring med havbunden, med en voksende absorption af energi under en bevægelse, der fastlægges af stoppene 28a og 28b, mellem hvilke øret 27 hørende til hver 10 motordrivmekanismes hastighedsreducerende indretning 16 vandrer. Denne vandring muliggør på grund af den ledforbundne montering af den hastighedsreducerende indretning 16 på stativet en vis drejning af drivgearene 11 på sammenstødstidspunktet og gør det herved muligt for tandstængerne og derfor 15 benene 2 at svinge og at stabilisere sig ved gradvis overføring af platformens belastning til havbunden.

Ved den i fig. 6 viste udførelsesform udgøres den energiabsorberende mekanismes 20 elastisk eftergivelige element af to 2 0 torsionsstænger 30 og 31, der er serieforbundne og anbragt i stativets 15 hulrum 26. Den hastighedsreducerende indretnings 16 fortandede sektor 21 er i indgreb med tandhjulet 22, der er monteret på akselen 23, som er drejeligt ført i et hus 32, der er fastgjort til stativet 15. Tandhjulet 22 er monteret på den første torsionsstangs 30 ene ende 30a. Den første torsionsstangs 30 anden ende 30b er forbundet med et tandhjul 33, som er i indgreb med et tandhjul 34, der er monteret på den anden torsionsstangs 31 ende 31a. Tandhjul 33 og 34 er monteret på henholdsvis akselen 35 og 36, som er drejeligt 30 ført af et bageste hus 37, der er fastgjort til stativet 15. Torsionsstangens 31 ende 31b er fastgjort ubevægelige til det forreste hus 32.

Reaktionsdrejningsmomentet, der påføres den hastighedsredu-3 5 cerende indretning 16, overføres via den fortandede sektor 21 og tandhjulet 22 til den første torsionsstang 30, som deformeres. Ved deformeringen driver den første torsionsstang 7

Ulv D I

30 tandhjulene 33 og 34, og dette bevirker en deformation af den anden torsionsstang 31, hvis ene ende er gjort ubevægelig i forhold til stativet. Drejningsmomentet optages derfor af de to torsions stænger 30 og 31, som muliggør absorberingen . af stødet på det tidspunkt, benet kommer i berøring med hav-5 bunden.

Ved benyttelse af to torsionsstænger bliver den samlede størrelse reduceret, og der er stor fleksibilitet i chokabsorberingen. Såfremt det kræves eller ønskes, kan antallet af serieforbundne 10 torsionsstænger forøges.

Ved den i fig. 7 viste udførelsesform har torsionsstangens 40 ende 40a som før et tandhjul, som samvirker med den fortandede sektor 21, der er fastgjort til den hastighedsreduce-15 rende indretning 16. Torsionsstangens 40 anden ende 40b er udstyret med et forindstillingssystem 41 til forindstilling af stangens drejningsmoment. Dette forindstillingssystem 41 omfatter en motorhastighedsreducerende enhed 42, der er i drivende indgreb med et tandhjul 43, som er i indgreb med 20 en fortandet ring 44, der er fastgjort til torsionsstangens ende 40b. Dette indstillingssystem kan fordelagtigt udgøres af en snekke og snekkehjulmekanisme.

Forindstillingssystemet gør det muligt ved hjælp af tandhjulet 25 43 og den fortandede ring 44 at fordeformere torsionsstangen 40 og at ændre positionen af det neutrale punkt af øret 27, der begrænser den hastighedsreducerende indretnings vinkeldrejning mellem de to endestop 28a og 28b (fig. 5).

30

Den i fig. 8 viste energiabsorberende indretning 20 omfatter en torsionsstang 50, som er dannet af en rørformet muffe bestående af en elastomer eller et tilsvarende elastisk materiale, i hvilket der kan være anbragt stive skiver. Som ved de forud omtalte udførelsesformer er torsionsstangens 50 ene ende 50a 35 monteret pa tandhjulet 32, der drives af den fortandede sektor 21, og den modstående ende 50b er forbundet ubevægeligt med stativet 15.

Claims (7)

1. 8 Torsionsstangen kan også udgøres af en massiv cylinder dannet af en elastomer eller et tilsvarende elastisk materiale eller af et lamineret materiale dannet ved sammenstilling af skiver af en elastomer og stive skiver. 5 Torsionsstangens 50 ende 50b kan være tilknyttet et torsionsforindstillingssystem. Som det fremgår, åbner de forskellige lige beskrevne udformnin-1° ger mulighed for reduktion af de på grund af stød fremkaldte belastninger af konstruktionen og frem for alt i de hastighedsreducerende. indretningers tandhjulsforbindelser samt for en styring af udbalanceringen af belastningerne på alle de til de hastighedsreducerende indretninger hørende tandhjul. 15 Yderligere åbner ophængningsindretningen ifølge opfindelsen mulighed for en udjævning af drejningsmomenterne mellem alle de hastighedsreducerende indretninger hørende til systemet til forskydning af benene i forhold til skroget og tilvejebrin-20 ger herved mulighed for at anbringe en platform under meget hårde havforhold og derfor inden for et bredere vejrmæssigt spekter, hvilket reducerer omkostningerne for installeringen væsentligt.
2. 25 Yderligere giver nævnte indretning mulighed for at måle den belastning, der påføres de hastighedsreducerende indretningers drivtandhjul ved f.eks. at anbringe et måleorgan på den ende af torsionsstangen, der ligger modsat det drivende tandhjul, og måle drejningsvinklen af torsionsstangens drejende ende, 30 hvilken vinkel er proportional med nævnte belastning. Patentkrav . 35 i. Ophængningsindretning til støtteben hørende til en jack-up olieplatform, som omfatter et skrog (1), der er således anbragt, at det kan forskydes langs benene (2) ved hjælp af en drivmekanisme (10), som omfatter et antal drivtandhjul (11) der UIV I Ό / H-nrO D I 9 samvirker med tandstænger (5), som er monteret på mindst en del af benenes længde (2), idet hvert drivtandhjul (11) er indrettet til at blive drevet af en elmotor (17), der er forbundet med en hastighedsreducerende indretning (16), som er 5 drejeligt monteret på et stativ (15), der bærer dem, og er forbundet med skroget (1) ved hjælp af mindst ét leje (18a, 18b), der tillader en given vinkeldrejning af den hastigheds-derucerende indretning (16) og hvert tilsvarende drivtandhjul (11), kendetegnet ved, at hver hastighedsreducerende 10 indretning (16) hørende til drivmekanismerne (10) samvirker med en energiabsorberende indretning (20) omfattende mindst ét ved vridning elastisk deformerbart støtteelement (25,30, 31,40,50), som er forbundet med den tilsvarende hastighedsreducerende indretning, og som frembyder en voksende absorp-I5 tion af stød, især på det tidspunkt, hvor benene (2) anbrin ges på havbunden.
3. 2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver hastighedsreducerende indretnings (16) og hver tilsvarende 20 drivtandhjuls (11) drejebevægelse er begrænset af to endestop (28a, 28b) mellem hvilke et øre (27), der er forbundet således, at det drejer med den hastighedsreducerende indretning, kan bevæge sig.
4. 3. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det elastisk deformerbare støtteelement er dannet af mindst én torsionsstang (25,30,31,40), som har en ende, der er udstyret med et tandhjul (22), der er i indgreb med en fortandet sektor (21), som er monteret på den hastighedsreducerende indretning 3® (16), og en modstående ende, der er ubevægeligt tilknyttet stativet (15), der er forbundet med platformens skrog. 1 Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det elastisk deformerbare støtteelement er dannet af mindst 35 to torsionsstænger (30, 31), der er udstyret med drivmidler (33, 34), der er anbragt mellem dem. LSIY IU/ΗΉ-Ο D I 10
5. 5. Indretning ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at torsionsstangen eller -stængerne (50) er cylindre eller rør bestående af en elastomer eller et tilsvarende elastisk materiale. 5
6. 6. Indretning ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at torsionsstangen eller -stængerne (50) er opbygget af et lamineret materiale dannet ved sammenstilling af elastomerskiver (51) og stålskiver (52). 10
7. 7. Indretning ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at torsionsstangen eller -stængerne (25,30,31,40) er rør af et kompositmateriale tilvejebragt ved en vikleoperation. I5 8. Indretning ifølge et eller flere af kravene 3 til 7, kendetegnet ved, at torsionsstangen eller -stængerne (40) er forsynet med et forindstillingssystem (41) for torsionen omfattende en motorhastighedsnedsættende indretning (42), der er drivforbundet med et tandhjul '(43), som er i indgreb 20 med en .fortandet ring (44), der er fastgjort til torsions stangens ende (40b). 25 30 35