EP0319419B1 - Flexible Verbindung eines Ankerkabels für eine vertikal verankerte Ölplattform - Google Patents

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EP0319419B1
EP0319419B1 EP19880403031 EP88403031A EP0319419B1 EP 0319419 B1 EP0319419 B1 EP 0319419B1 EP 19880403031 EP19880403031 EP 19880403031 EP 88403031 A EP88403031 A EP 88403031A EP 0319419 B1 EP0319419 B1 EP 0319419B1
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EP
European Patent Office
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laminated
joint
casing
curvature
line
Prior art date
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EP19880403031
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English (en)
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Inventor
Sylvie Davier
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Hutchinson SA
Original Assignee
Hutchinson SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs

Definitions

  • the present invention relates to a flexible articulation for anchoring line of an oil platform of the type known as taut lines.
  • Such a platform is an operating or drilling platform, of the floating type, which is moored at the bottom of the sea using tubular anchor lines (or rods) whose ends are articulated in articulation boxes fixed to connectors arranged at the bottom of the sea and in the columns of the platform.
  • each of the anchor lines allows them to follow its horizontal displacements under the action of waves and winds, behaving like a deformable parallelogram.
  • each articulation is constituted by an elastomeric laminated annular structure and with spherical symmetry in which elastomeric layers alternate with curved metallic layers, which justifies the designation of "flexible" articulation given to this type of 'joint.
  • the design of the structure laminate is conditioned by many parameters, such as stress, available space, environment, etc ...; but, in any case, the loads and deflections to which a laminated structure is subjected in each connector must be such that this structure only works in compression and in shear.
  • the flexible joint used for an anchor line in the prior art comprises a single laminated structure, with spherical symmetry, such as that represented by the reference F in FIG. 2 appended to the description of the present invention: this laminated structure consists of elastomeric layers alternating with curved metallic layers, having the same center of curvature, and is secured to the cover of an articulation box B fixed to a lower connector E formed in the sea floor or to a connector upper located at the upper end of the anchor line.
  • said first annular support piece of said second laminated annular structure is threaded around said tubular projection of the bottom of the housing and comes to bear on a shoulder of the external wall of this tubular projection, said shoulder being formed substantially at the center of curvature flexible joint.
  • the height of the side wall of the joint housing is chosen according to a prefixed degree of prestressing which it is desired to induce in said first and second laminated annular structures of the flexible joint.
  • said first laminated structure is secured to the cover of the articulation box by means of a part intended to be embedded in the cover.
  • the elastomeric layers of each of said first and second laminated annular structures have different thicknesses.
  • the invention also relates to a method for mounting a beautiful articulation as defined above, characterized in that, in order to pre-stress the laminated annular structures, the enclosure of the articulation housing is fixed to the cover thereof, after having fixed, on the one hand, the first laminated annular structure to the cover of the articulation box and, on the other hand, the second laminated annular structure at the removable end of the mooring line , the height of the side wall of the enclosure of the articulation unit being chosen so as to pass the above-mentioned laminated annular structures from the normal state to the prestressed state.
  • the prestress is greater than the maximum tension which is induced in any one of said first and second laminated annular structures of the flexible joint, during the transmission of a force contrary to the normal direction of operation of the line. mooring, this effort being due to exceptional conditions, such as mounting or handling, but sufficient to damage any of the annular structures laminated which allows them to work always in compression.
  • Figures 3 and 4 show one end 10 of one of the taut lines 1 for mooring a floating platform (not shown: see, however, Figure 2) at the bottom of the sea, which is surrounded by a housing d hinge 2 of the end 10.
  • the laminated structure 30 is carried by a central (axial) and re-entrant tubular projection 14 from the bottom 6 of the housing 2.
  • the second laminated structure 30, composed of layers elastomers 12 adhered to metallic curved layers 13, is adhered between two annular parts 16 and 17.
  • the part 16 is threaded around the tubular projection 14 of the bottom 6 of the housing 2 and comes to bear on a shoulder 18 of the external wall of this tubular projection 14, the fixing of the annular part 16 to the bottom of the housing being obtained by bolts 19.
  • the annular part 17 is fixed to the end 10 of the line 1 by bolts 21.
  • a recess 25 (concavity) is formed in this end.
  • the first laminated structure 20 can be adhered to the cover 3 directly (cf. FIGS. 3 and 5)
  • the laminated structure 20 is molded directly and simultaneously on the end 10 of the taut line 1 and under the cover 3 of the housing 2, in the embodiments illustrated in FIGS. 3 and 5, or on the parts 33 intended to be embedded in the housing cover, with regard to the embodiments illustrated in Figures 4 and 6.
  • the laminated structure 30 is molded between the two annular support and securing parts 16, 17.
  • the rigidities of the flexible joint as a whole are the sum of the rigidities of each component and that the radial stiffness of the second laminated structure, 30, is of the same order of magnitude as the axial stiffness of the first laminated structure 20.
  • the prestress is greater than the maximum tension which is induced in any one of the first and second laminated annular structures 20 and 30 of the flexible joint 40, 50, during the transmission of a force contrary to the normal direction of operation of the mooring line, this effort being due to exceptional conditions, such as mounting or handling, but sufficient to damage any of the annular laminated structures 20 and 30, which allows the latter to always work in compression, as already mentioned above.

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Claims (6)

  1. Flexible Verbindung eines Verankerungskabels einer schwimmenden Ölplattform mit gespannten Kabeln (TLP), mit folgenden Merkmalen an jedem Ende (10) des Kabels (1):
    - ein Verbindungskasten (2) für das entsprechende Ende (10), der mit einer Befestigungs-Anschlußeinrichtung (E) verbunden ist und umgrenst ist von:
    . einem Deckel (3), der mit einer mittigen Öffnung (4) versehen ist, die den Durchtritt des gespannten Kabels (1) und dessen Winkelverlagerungen gestattet, die den Verlagerungen der schwimmenden Plattform entsprechen,
    . einer Seitenwand (5), und
    . einem Boden (6),
    wobei diese Seitenwand (5) und dieser Boden (6) die Einfassung (15) des Kastens (2) festlegen, wobei die genannte flexible Verbindung (40), die im genannten Kasten (2) angeordnet ist, die Drehbewegung des entsprechenden Endes des gespannten Kabels (1) gestattet und die folgenden Merkmale aufweist:
    . eine erste ringförmige, geschichtete Anordnung (20), die hinsichtlich eines Krümmungsmittelpunkts (C) kugelsymmetrisch ist, der im Inneren des Verbindungskastens (2) gelegen ist, und rund um das gespannte Kabel (1) angeordnet ist, wobei diese erste geschichtete Anordnung (20) - die sich in vorgespanntem Zustand (II) befindet, und zwar unter Vorspannung montiert ist - mit dem Ende (10) des gespannten Kabels (1) und dem Deckel (3) des Kastens (2) verbunden ist und sich aus einer Vielzahl von Elastomerschichten (8) zusammensetzt, die mit gewölbten Metallschichten (9) abwechseln, die an den Elastomerschichten anhaften und den oben genannten Krümmungsmittelpunkt aufweisen, und
    wobei diese flexible Verbindung durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
    a) sie weist außerdem eine zweite ringförmige, geschichtete Anordnung (30) auf, die ebenfalls hinsichtlich eines Punktes kugelsymmetrisch ist, der mit dem Krümmungsmittelpunkt (C) der genannten ersten geschichteten Anordnung (20) zusammenfällt - und die auch mit Vorspannung montiert ist -, und der demnach den Krümmungsmittelpunkt (C) der flexiblen Verbindung (40) in ihrer Gesamtheit bildet, wobei diese zweite ringförmige, geschichtete Anordnung (30) mit dem Ende (10) des gespannten Kabels (1) und dem Boden (6) des Verbindungskastens (2) verbunden ist und sich wie die erste geschichtete Anordnung (20) aus einer Vielzahl von Elastomerschichten (22) zusammensetzt, die mit gewölbten Metallschichten (23) abwechseln, die an den Elastomerschichten anhaften,
    b) die Höhe der Seitenwand (5) der Einfassung (15) des Verbindungskastens (2) ist im Verhältnis zum axialen Raumbedarf der flexiblen Verbindung (40) festgelegt und ist als Funktion des gewünschten Vorspannungsgrades gewählt;
    c) die genannte zweite ringförmige, geschichtete Anordnung (30) ist im Verhältnis zum Krümmungsmittelpunkt (C) der Verbindung (40) auf derselben Seite angeordnet, auf welcher die erste ringförmige, geschichtete Anordnung (20) gelegen ist;
    d) der Boden (6) des Verbindungskastens (2) weist einen rohrförmigen, mittigen Vorsprung (axialer Vorsprung 14) auf, der sich im Inneren des Kastens (2) in Richtung zu dessen Deckel (3) hin bis über den vorgenannten Krümmungsmittelpunkt (C) erstreckt, wobei das Ende (10) des gespannten Kabels (1) eine Aussparung (Aushöhlung 25) aufweist, in welcher berührungsfrei ein Teil des genannten rohrförmigen Vorsprungs (14) sitzt; und
    e) die genannte zweite ringförmige, geschichtete Anordnung (30) haftet zwischen zwei Ringstücken (16, 17) aus Metall, von denen das erste Stück (16) am genannten rohrförmigen Vorsprung (14) befestigt ist, während das zweite Ringstück (17) am Ende (10) des gespannten Kabels (1) befestigt ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte erste Ringstück (16) zum Tragen der genannten zweiten ringförmigen, geschichteten Anordnung (30) rund um den genannten rohrförmigen Vorsprung (14) des Bodens (6) des Kastens (2) aufgesetzt ist und auf einer Schulter (18) der Außenwand dieses rohrförmigen Vorsprungs (14) zur Anlage gelangt, wobei die genannte Schulter (18) im wesentlichen auf der Höhe des Krümmungsmittelpunkts (C) der flexiblen Verbindung (40) eingebracht ist.
  3. Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerschichten (8, 22) einer jeden der genannten ersten und zweiten ringförmigen, geschichteten Anordnung (20; 30) unterschiedliche Dicken aufweisen.
  4. Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste geschichtete Anordnung (2) mit dem Deckel (3) des Verbindungskastens (2) mittels eines Teils (33) verbunden ist, das dazu bestimmt ist, in den Deckel (3) eingebaut zu werden.
  5. Verfahren zur Montage der flexiblen Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Montage der ringförmigen, geschichteten Anordnungen (20; 30) unter Vorspannung die Einfassung (15) des Verbindungskastens (2) an dessen Deckel (3) befestigt, nachdem man einerseits die erste ringförmige, geschichtete Anordnung (20) am Deckel (3) des Verbindungskastens (2) und andererseits die zweite ringförmige, geschichtete Anordnung (30) am lösbaren Ende (10) des Verankerungskabels (1) befestigt hat, wobei die Höhe der Seitenwand (5) der Einfassung (15) des Verbindungskastens (2) so gewählt ist, daß sie die ringförmigen, geschichteten, vorgenannten Anordnungen (20; 30) aus dem normalen Zustand (I) in den vorgespannten Zustand (II) übergehen läßt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung größer ist als die maximale Zugspannung in irgendeiner der genannten ersten und zweiten ringförmigen, geschichteten Anordnungen (20; 30) der flexiblen Verbindung (40) während der Übertragung einer Belastung entgegen der normalen Funktionsrichtung des Verankerungskabels, wobei diese Belastung auf außergewöhnliche Bedingungen zurückzuführen ist, wie Montagevorgänge oder Manipulationen, die aber ausreichen, um irgendeine der ringförmigen, geschichteten Anordnungen (20; 30) zu beschädigen, was diesen gestattet, ständig unter Druckbelastung zu arbeiten.
EP19880403031 1987-12-03 1988-12-01 Flexible Verbindung eines Ankerkabels für eine vertikal verankerte Ölplattform Expired - Lifetime EP0319419B1 (de)

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FR8716800A FR2624089B1 (fr) 1987-12-03 1987-12-03 Articulation flexible pour ligne d'ancrage de plate-forme petroliere du type dit a lignes tendues

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EP0319419A1 EP0319419A1 (de) 1989-06-07
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NO173539C (no) 1993-12-29
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