DK167625B1 - Fremgangsmaade og udstyr til installation af overdelen af en offshoreplatform - Google Patents

Description

DK 167625 B1

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde, der ved at tillade, at boreplatformes overbygninger inklusive pæle til understøtning af dækket, bore- og produktionsudstyr og aptering, dvs. hele det kompleks, der udgør en off-5 shoreplatforms fuldstændige overbygning, kan installeres som én enhed og i én enkelt placeringsoperation, medfører, at der kan opnås såvel væsentlige omkostnings- og tidsbesparelser ved installation af platforme på åbent hav, som mere rationelle, brugsfærdige og bedre optime-10 ret og dermed mindre tunge platforme.

Det er kendt, at den mest kritiske fase under installationen af en offshoreplatform er den, hvor platformens overbygning eller dæk, medens den bæres af et egnet fartøj eller en transportflåde eller pram, 15 uundgåeligt udsat for. havets bølger skal placeres på de fra vandet opragende faste ben af platformens underdel eller jacket, der hviler på havbunden. Under denne fase må man sigte på, så hurtigt som muligt at overføre overbygningens belastning fra pramdækket til underdelens ben 20 for at undgå de skadelige virkninger af bølgebevægelsen, som vil kunne medføre beskadigelse af både overbygningen og prammen.

Der kendes allerede fremgangsmåder til installation af en platforms dæk på underdelens ben. Ifølge 25 sådanne kendte fremgangsmåde placeres dækket; der bæres af en pram, ved hjælp af prammen mellem underdelens ben og sættes derefter ned på disse og frigøres fra prammen ved at denne neddykkes på egnet måde.

En sådan fremgangsmåde har imidlertid flere ulem-30 per, hvoraf den største stammer fra den meget lange tid, der kræves til at fylde prammens ballasttanke for at neddykke den, og som gør sammenpasnings operationen meget vanskelig, idet det er nødvendigt at have rolige havforhold i et langt tidsrum, da prammen er meget følsom over 35 for bølgebevægelsen. Disse forhold bevirker, at det er umuligt at anvende nævnte fremgangsmåder i områder, hvor UK ib/bZb b l 2 der altid er bølgebevægelse. På den anden side, da inertien under neddykningen af prammen ikke tillader, at man får en så fuldstændig styret og forudbestemt operation som nødvendigt, kan man ikke opnå en tilstrækkelig 5 præcis sammenpasning, og der kræves derfor mange forsøg og dermed et betydeligt forbrug af arbejde og tid. Desuden kan både prammen og overbygningen samt dækket under disse gentagne langvarige forsøg blive udsat for mange stød som følge af bølgebevægelsen mod underdelens ben, 10 med den deraf følgende mulighed for betydelige beskadigelser af overbygningen. Da dækket må holdes i et niveau, der altid ligger højere end højden af underdelens opragende ben uafhængigt af bølgerne, er det nødvendigt at benytte en pram med store dimensioner og 15 med høje stativer til at bære dækket, hvilket resulterer i såvel store og dyre transportpramme som vanskeligheder med bugseringen.

Disse bugseringsvanskeligheder og de ovenfor beskrevne mangler har den yderligere ulempe, at både 20 selve dækket, dvs. den konstruktion, der danner platformens dæk med piller, og de andre dele, som udgør platformens komplette overbygning, må transporteres og installeres som moduler, med en heraf følgende forøgelse af installationsomkostningerne og af mængden af de 25 udstyrsdele, der kræves, og et behov for yderligere søgående transport- og løftemidler.

Det er hensigten med opfindelsen at undgå de angivne ulemper og at tilvejebringe en fremgangsmåde til installation af en offshoreplatforms overbygning, som 30 giver økonomiske og tidsmæssige besparelser, som ikke kræver store transportpramme, som er praktisk talt upåvirket af bølgebevægelser, og som derfor tillader, at dækket sammenpasses præcist og blødt med benene på den underliggende underdel, og frem for alt tillader, at en 35 offshoreplatforms fuldstændige færdige overbygning kan transporteres som en enhed. Fordelene ved dette sidst- DK 167625 B1 3 nævnte er store og kan sammenfattes som følger:

Betydelig reduktion af installationstiden på havet, væsentlig reduktion af stålvægten af hele 5 konstruktionen, da denne ikke længere behøver at være forstærket af hensyn til løftefasen, næsten fuldstændig eliminering af sammenkoblingen af overbygningens forskellige moduler, dvs. hurtigere afslutning af arbejdet, 10 - reduktion af udgifter til rørmaterialer og til materialer krævet til oplægning af kabler til elektrisk kraftforsyning og til instrumentation, forbedring af anlæggets arrangement, dvs. at placeringen af anlæggets forskellige komponenter, som kan 15 få den optimale placering, idet overbygningen opbygges som en enkelt enhed, muligheden af at fuldføre de fleste igangsætningsoperationer i land, før søtransporten resulterende i en betydelig reduktion af den tid, der kræves til 20 fuldførelse af projektet.

De nævnte resultater opnås ved at anvende en semi-submersibel pram, som stabiliseres under neddykningen ved hjælp af vertikale opdriftstanke installeret på dækket, på hvilket der også er installeret en "bevægelig 25 platform", der består af en rektangulær plade med store dimensioner, og som er indrettet til at bære hele offshoreplatformens overbygning som en enhed, og hvor der mellem overbygningen og prammen er indsat støddæmpere, der er egnet til at absorbere de uundgåelige stød, 30 der følger af prammens bevægelser i vandret plan, når den udsættes for bølgebevægelse under sammenpasningsfasen, hvilke støddæmpere kan være udført af sammenpakket elastomermateriale af den type, der anvendes til fendere for skibe, eller bestå af puder af elastisk 35 materiale fyldt med vand eller med komprimeret luft, så de kan gøres uvirksomme under sejladsen. Pladen eller UK Ito/bZb b l 4 "den bevægelige platform" er desuden indrettet, så den kan forskydes vertikalt ved hjælp af et stort antal hydrauliske cylindre, der er installeret vertikalt i prammens skrog, og hvis stempler fortrinsvis har en 5 slaglængde på 4-5 m og en total løftekraft, som er lig med i det mindste 1,5 gange den belastning, der skal løftes, og "den bevægelige platform "eller løfteplatformen er også styret vertikalt under løftningen og sænkningen ved hjælp af et sæt vertikale pæle fastgjort 10 til pladen i positioner, som er adskilt fra de hydrauliske cylindre, hvilke pæle glider i vertikale præcisionsstyr, som er indbygget i prammens skrog.

I offshoreplatformens dæk eller overbygning er der indbygget vertikale rørformede søjler i flugt med 15 akserne af den underliggende underdels opragende ben, og inde i de rørformede søjler er forskydelige cylindriske piller, som, når deres koniske, selvcentrerende endeafsnit indsættes i korresponderende sæder i underdelens ben, udgør de lastbærende piller for hele overbygningen.

20 Disse forskydelige piller presses fra søjlernes øverste afsnit nedad ved hjælp af et sæt af hydropneumatiske donkrafte i søjlerne, hvilke donkrafte er lænket sammen med to over hinanden beliggende spænderinge, som ved at blive udvidet ved hjælp af pneumatik skiftevis spænder 25 mod søjlevæggen.

De dobbeltvirkende donkrafte bør have en slaglængde på 1-2 m. Det ses, at når de forskydelige piller hviler på underdelens ben, vil der ved stadig aktivering af donkraftene ske en løftning af hele overbygningen, 30 som således kan fås til at nå den ønskede højde.

Ved kombineret anvendelse af sådant udstyr er det muligt at opnå såvel en let transport som en hurtig overføring af en offshoreplatforms overbygning, som én enhed fra prammens dæk til underdelens ben.

35 Da den "bevægelige platform" ved at tillade, at overbygningen, som den bærer, først løftes op til en DK 167625 B1 5 højde, der er større end højden af underdelens opragende ben, når prammen er ankommet til installationsstedet, tillader den, at overbygningen kan transporteres til søs, medens den praktisk talt hviler på prammens dæk og 5 derfor har et meget lavt tyngdepunkt, hvilket letter søtransporten, og den tillader dermed, at en i land allerede fremstillet og samlet offshoreplatforms hele overbygning kan lastes på prammen som en enhed og transporteres som en enhed. Muligheden for at samle 10 overbygningen på land tillader, at man kan fuldføre en overbygning som en hel blok, der er særdeles kompakt og derfor har et meget lavt tyngdepunkt, hvilket giver den yderligere fordel, ud over at det letter søtransporten, at strukturen under opbygningen i land er lettere til-15 gængelig for værftets personaler og kraner, og at lastningen af overbygningen på prammen lettes.

Muligheden for senere at neddykke den af vertikale opdrifttanke stabiliserede pram i nærheden af installationsstedet, så prammen gøres praktisk talt 20 ufølsom over for bølger, giver en betydelig lettelse, ikke blot under forsejlingen og den påfølgende bugsering af prammen ind mellem underdelens ben, men også under den afsluttende justering af prammen, så akserne for underdelens ben flugter med de korrespon-25 derende, forskydelige piller på overbygningen, hvilket alt letter sammenpasningsoperationen.

Det bliver således muligt altid at kunne udføre sidstnævnte operation, som simplificeres og lettes yderligere ved hjælp af de forskydelige cylindriske 30 piller på overbygningen, som ved at de indsættes i de korresponderende sæder i underdelens ben tillader, at overbygningen altid er centreret i forhold til underdelen. I tilfælde af kraftig bølgebevægelse overlader man disse piller til at glide uvirksomt i de respektive 35 vertikale søjler og frigiver de med pneumatiske donkrafte aktiverede spænderinge, indtil man i et UK Tb/bZb ΒΊ 6 gunstigt øjeblik med rolig sø begynder at overføre overbygningens vægt fra prammen til underdelen, idet alle donkrafte aktiveres samtidig.

Ifølge opfindelsen tilvejebringes en fremgangs-5 måde til installation af en offshoreplatforms overbygning på de fra vandet opragende, fikserede ben af platformens underdel eller jacket, der hviler på havbunden, hvilken fremgangsmåde omfatter, at overbygningen, der skal installeres, transporteres til installa-10 tionsstedet på en flåde eller en pram, at prammen bugseres ind mellem underdelens ben med bugserbåde og med trosser eller reb af polypropylen fastgjort til pullerter på de opragende dele af underdelen, efter på disse forud at have placeret egnede, elastiske fendere, 15 og at prammens position slutjusteres, så overbygningen kan sammensættes med underdelens ben ved, at ankerspil aktiveres, og at der hales i polypropylentrosserne, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at den på land forud opbyggede og samlede over-20 bygning til offshoreplatformen som en enhed lastes på en vertikalt bevægelig bærende platform indrettet på prammens dæk, at den ved hjælp af på dækket installerede, vertikale opdriftstanke stabiliserede pram, når den er nået 25 frem til installationsstedet, neddykkes fuldstændigt, og den bevægelige bæreplatform og dermed overbygningen løftes, uafhængig af vandets bølgebevægelse, til en højde, der er større end højden af de opragende ender af underdelens bens, ved at korresponderende hydrauliske 30 løftecylindre aktiveres, at støddæmpere indsat mellem den bærende platform og overbygningen aktiveres, efter at prammens position er blevet slutjusteret, at de cylindriske løftepiller forskydes i hver 35 sin rørformede søjle, hvilke søjler er indbygget i overbygningens dæk, så de korresponderer med akserne for de opragende ben af den underliggende underdel, DK 167625 B1 7 at pillernes koniske endepartier indsættes i og fås til at falde til hvile i korresponderende sæder i benene ved at aktivere respektive hydropneumatiske donkrafte indsat i søjlerne og hængslet til to over 5 hinanden beliggende ringe, der ved pneumatisk aktiveret udvidelse skiftevis spændes mod søjlernes indervæg, og at overbygningen, når søen et øjeblik er rolig, løftes op til den ønskede højde i forhold til underdelens ben ved stadig aktivering af pillernes hydrop-10 naumatiske donkrafte, samtidig med at den bevægelige bæreplatform hurtigt sænkes ned, og samtidig med at prammens ballasttanke hurtigt fyldes for at kompensere for den andel af overbygningens vægt, der er overført . fra prammen til underdelen, samt 15 at pillerne svejses til hver sit underdelsben og hver sin rørformede søjle, at de hydropneumatiske donkrafte udtages fra pillerne ved, at de pneumatisk aktiverede spænderinge aflastes, og donkraftene fjernes fra overbygningen, og 20 at prammen bugseres bort fra positionen mellem underdelens ben.

En foretrukken udførelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den vertikalt bevægelige bæreplatform består af en rektangulær plade 25 fastgjort i horisontal stilling til enderne af stempler i et stort antal indbyrdes parallelle, hydrauliske løftecylindre fikseret vertikalt i prammens skrog, hvilken plade har et sæt vertikale pæle fastgjort til pladens underside i positioner, der er adskilt fra posi-30 tionerne af stemplerne, hvorhos pælene er indsat i vertikale præcisionsstyr indbygget og fikseret i prammens skrog.

Med henblik på at lette de til løftning af løfteplatformen forskydelige pillers selvcentrering i de re-35 spektive sæder i underdelens ben, og frem for alt for at kunne absorbere bevægelserne af prammen under sammenpas- 8

Ulv I ΌΙΌΔΌ D I

ningsfasen, hvilket er nødvendigt af hensyn til udøvelsen af fremgangsmåden, er en udførelsesform af fremgangsmåde ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at hver cylindrisk løftepille glider i hver sin søjle med et 5 radialt spillerum, der udlignes såvel ved hjælp af indvendige, elastiske lederinge som med en ved søjlens nederste ende placeret metalring, der er radialt bevægelig i et rundtgående styr i søjlen, hvilken ring svejses til den således positionerede pille, der har et 10 bryst, der derefter svejses til overkanten af underdelsbenet, der har et tragtformet, selvcentrerende element, indrettet til at blive åbnet og fjernet ved hjælp af fjernstyrede donkrafte.

Opfindelsen vil nu blive forklaret nærmere ved 15 hjælp af et eksempel på en udførelsesform og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1-14 i forskellige målestokforhold viser forskellige faser under installationen af overbygningen af en offshoreplatform ifølge opfindelsen, 20 fig. 15 viser i større målestok et delsnit af en cylindrisk løftepille og af det tilhørende sæde i underdelens ben ifølge opfindelsen, og fig. 16 viser i større målestok et delsnit af en cylindrisk løftesøjle aktiveret ved hjælp af donkrafte i 25 den tilhørende vertikale rørformede søjle.

Figurerne viser en overbygning udført som en enhed til en offshoreplatform, hvilken overbygning består af et dæk 2, en helikopterlandingsplatform 3, boretårne 4 og aptering 5, hvilke dele såvel som alle 30 nødvendige forbindelser er opbygget og færdiggjort på land.

Hele den af en blok bestående overbygning 1 er bygget på en bedding 6 med to eller fire slidsker (i fig. 2 er vist en type med to slidsker), som tjener til 35 lastning af overbygningen på en løfteplatform 7, som selv bæres af en understøtning 8, som er fast forbundet DK 167625 B1 9 med dækket af en semi-submersibel pram 9, som har vertikale opdriftstanke 10 installeret på dækket.

Løfteplatformen er vertikalt bevægelig og består i det væsentlige af en rektangulær horisontal plade 5 fastgjort til enderne af stempler il i et stort antal hydrauliske løftecylindre 12 (se især fig. 8-11), som er indbyrdes parallelle og fikseret vertikalt i prammen 9's skrog. Pladen 7 er desuden styret mider sin vertikale bevægelse af et sæt vertikale pæle 13, som er 10 fastgjort på pladens underside i positioner adskilt fra cylindrene 12, og pælene er placeret i vertikale præcisionsstyr 14 indbygget i og fikseret i prammen 9's skrog.

Når overbygningsenheden 1 efter forbigående 15 fjernelse af de to bageste vertikale opdriftstanke 10 (se fig. l og 2) er blevet lastet på prammen 9 og gjort fast til denne ved hjælp af de sædvanlige til søs anvendte fastgørelseskonstruktioner, sejles den til installationsstedet ved platformens underdel 15, hvis ben 20 16 rager op fra vandet.. Efter ankomsten forankres pram men til havbunden ved hjælp af wirer 17 (se fig. 3) og forbindes ved hjælp af polypropylentrosser 18 til passende pullerter, der i forvejen er blevet placeret på undedelen 15's ben 16. Derefter neddykkes den fuld-25 stændigt (se fig. 4), og efter at den er blevet gjort stabil ved hjælp af de vertikale opdriftstanke 10, bug-seres den ind mellem benene 16, idet den slæbes af slæbebåde 19 med trosser 20, samtidig med at løfteplatformen 7 og dermed overbygningen 1 løftes til en 3 0 højde, der større end højden af de opragende ender af benene 16 ved, at de hydrauliske løftecylindre 12 aktiveres.

Efter at prammen 9 er blevet placeret mellem benene 16, mellem hvilke egnede, elastiske fendere 21 35 er blevet placeret (se fig. 5), udføres den afsluttende justering af prammens position ved at aktivere UK 1b/bZb Κ Ι 10 forankringswirerne 17's ankerspil og frem for alt at hale ind på polypropylentrosserne 18 (se fig. 7), indtil benene 16's akser flugter med det korresponderende sæt af cylindriske piller 22 (se især fig. 10 og 16), 5 der glider i vertikale rørformede søjler 23 fastgjort til overbygningen l's dæk 2. Hver pille 22 drives i hver sin søjle 23 af et sæt hydropneumatiske donkrafte 24 (tre i fig. 16), som i søjlen 23 er hængslet til to over hinanden beliggende spænderinge 25 og 25', som 10 ved pneumatisk aktiveret udvidelse, skiftevis spændes mod søjlen 23's indervæg. Mellem pillen 22 og spænderingen 25', der vender mod pillen, er indsat en dæmpende pude 40.

Efter justeringen frigives de indretninger, der 15 har fastholdt overbygningen under transporten, støddæmpere 26' indsat mellem løfteplatformen 7 og overbygningen 1 (se fig. 6, 8, 10 og 11) aktiveres, og selve sammenpasningsoperationen foretages, hvilken operation består i, at pillerne 22 sænkes ved hjælp af 20 de hydropneumatiske donkrafte 24, indtil deres koniske endepartier 26 glider ind i de tilhørende, underliggende ben 16 (se fig. 10) og falder til hvile på respektive sæder 27 (se fig. 15) i benene.

Med henblik på at absorbere prammen 9' s uund-25 gåelige bevægelse og dermed bevægelser af pillerne 22 og for at lette sammensætningsoperationen er der mellem hver af de cylindriske piller 22 (se især fig. 15) og den tilhørende søjle 23 et radialt mellemrum 28, som udlignes med såvel indvendige, elastiske lederinge 29 30 som ved den nederste ende med en metalring 30, som er radialt bevægelig i et indvendigt rundtgående styr 31 i søjlen, og som efterfølgende svejses til pillen 22 for at blokere denne i den ønskede position. Pillen 22 har desuden et bryst 32, som svejses til overkanten 33 35 af det tilhørende ben 16 (se igen fig. 15), som har et tragtformet selvcentrerende element 34, der hviler på

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til installation af en offshore-35 platforms overbygning (1) på de fra vandet opragende, fikserede ben (16) af platformens underdel eller jacket 12 DK 16762ο Bl (15), der hviler på havbunden, hvilken fremgangsmåde omfatter, at overbygningen (1), der skal installeres, transporteres til installationsstedet på en flåde eller en pram (9), at prammen (9) bugseres ind mellem under-5 delens (15) ben (16) med bugserbåde (19) og med trosser (17) eller reb (18) af polypropylen fastgjort til pullerter på de opragende dele af underdelen (15), efter på disse forud at have placeret egnede, elastiske fendere (21), og at prammens (9) position slutjusteres, så 10 overbygningen (1) kan sammensættes med underdelens (15) ben (16) ved, at ankerspil aktiveres, og at der hales i polypropylentrosserne (17), kendetegnet ved, at den omfatter at den på land forud opbyggede og samlede over-15 bygning (1) til offshoreplatformen som en enhed lastes på en vertikalt bevægelig bærende platform (7) indrettet på prammens (9) dæk, at den ved hjælp af på dækket installerede, vertikale opdriftstanke (10) stabiliserede pram (9), når 20 den er nået frem til installationsstedet, neddykkes fuldstændigt, og den bevægelige bæreplatform (7) og dermed overbygningen (1) løftes, uafhængig af vandets bølgebevægelse, til en højde, der er større end højden af de opragende ender af underdelens (15) bens (16), ved 25 at korresponderende hydrauliske løftecylindre (12) aktiveres , at støddæmpere (26') indsat mellem den bærende platform (7) og overbygningen (1) aktiveres, efter at prammens (9) position er blevet slutjusteret, 30 at de cylindriske løftepiller (22) forskydes i hver sin rørformede søjle (23), hvilke søjler (23) er indbygget i overbygningens (1) dæk, så de korresponderer med akserne for de opragende ben (16) af den underliggende underdel (15), 35 at pillernes (22) koniske endepartier (26) ind sættes i og fås til at falde til hvile i korresponderen- S i DK 167625 B1 13 de sæder (27) i benene (16) ved at aktivere respektive hydropneumatiske donkrafte (24) indsat i søjlerne (23) og hængslet til to over hinanden beliggende ringe (25, 25')# der ved pneumatisk aktiveret udvidelse skiftevis 5 spændes mod søjlernes (23) indervæg, og at overbygningen (1), når søen et øj eblik er rolig, løftes op til den ønskede højde i forhold til underdelens (15) ben (16) ved stadig aktivering af pillernes (22) hydropneumatiske donkrafte (24), samtidig 10 med at den bevægelige bæreplatform (7) hurtigt sænkes ned, og samtidig med at prammens (9) ballasttanke hurtigt fyldes for at kompensere for den andel af overbygningens (1) vægt, der er overført fra prammen (9) til underdelen (15), samt 15 at pillerne (22) svejses til hver sit underdels ben (16) og hver sin rørformede søjle (23), at de hydropneumatiske donkrafte (24) udtages fra pillerne (22) ved, at de pneumatisk aktiverede spænde-ringe (25, 25') aflastes, og donkraftene (24) fjernes 20 fra overbygningen (1), og at prammen (9) bugseres bort fra positionen mellem underdelens (15) ben (16).

2. Udstyr til brug ved udførelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den 25 vertikalt bevægelige bæreplatform består af en rektangulær plade (7) fastgjort i horisontal stilling til enderne af stempler (11) i et stort antal indbyrdes parallelle, hydrauliske løftecylindre (12) fikseret vertikalt i prammens (9) skrog, hvilken plade (7) har et sæt verti-30 kale pæle (13) fastgjort til pladens (7) underside i positioner, der er adskilt fra positionerne af stemplerne (11), hvorhos pælene (13) er indsat i vertikale præcisionsstyr (14) indbygget og fikseret i prammens (9) skrog. 35

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendeteg ne t ved, at hver cylindrisk løftepille (22) glider i DK 167625 B1 14 hver sin søjle (23) med et radialt spillerum (28), der udlignes såvel ved hjælp af indvendige, elastiske lederinge (29) som med en ved søjlens (23) nederste ende placeret metalring (30), der er radialt bevægelig i et 5 rundtgående styr (31) i søjlen (23), hvilken ring (30) svejses til den således positionerede pille (22), der har et bryst (32), der derefter svejses til overkanten (33) af underdelsbenet (16), der har et tragtformet, selvcentrerende element (34), indrettet til at blive 10 åbnet og fjernet ved hjælp af fjernstyrede donkrafte (35).