FI79585C - Lyftanordning foer en jack-up flotte. - Google Patents

Description

1 79585

Jack-up lautan nostokoneisto Tämä keksintö koskee jack-up lautan nostokoneistoa, joka käsittää rungon, yhden tai useampia lautan jalan hammastan-koa tai -tankoja pitkin kiipeäviä hammaspyöriä, käyttökoneen 5 kunkin kiipeävän hammaspyörän käyttämiseksi sekä kunkin kiipeävän hammaspyörän ja käyttökoneen välille sovitetun vaihteiston .

öljynporaukseen merellä käytetyn jack-up lautan poraus-tasanteen nosto tapahtuu hammaspyörävälityksellä. Hammas-10 pyörät eli pinjonit kiipeävät lautan jalan nurkassa olevia hammastankoja pitkin ja nostavat mukanaan nostokoneen runkoon kiinnitettyä poraustasannetta. Nostokoneen rungon sisällä on tarpeellinen määrä hammaspyörävälityksiä. Yleensä nostokone rakennetaan täysin valmiiksi yksiköksi ennen sen 15 asennusta lauttaan.

Tällä hetkellä käytettävien nostokoneiden haitoista voidaan luetella mm.:

Koska käytöt ovat pääosin integroituja, ovat niiden äärimitat ja painot suuret, esim. mikäli on 4 pinjo-20 nia päällekkäin, on rakennelman korkeus n. 8 m ja paino n. 90 ton.

Vaihteiston runkoa käytetään osana lautan tukiraken-teistoa, jolloin jaloista tulevat erilaiset horison-taalivoimat voivat muuttaa rungon muotoa, mikä taas 25 vaikuttaa haitallisesti rungon sisällä olevien ham- maspyörien kosketukseen ja sitä kautta vioittumisto- dennäköisyyteen, joka kasvaa.

Varaosien vaihto on vaikeaa, ja on lähes mahdotonta kuljettaa mukana kaikkia tarvittavia varaosia.

30 - Toimitusajat integroiduille vaihteille ovat pitkät johtuen siitä, että tarvittavat hammaspyörät ovat suuria ja valmistajia on vähän. Samoin konventionaalisilla käytöillä kuljetusmahdollisuudet ovat ·*·’ rajoitetut.

35 - Yhden ja kahden hammastangon systeemille tarvitaan erilaiset nostokoneistot.

FI-patenttihakemuksesta 83 0933 on tunnettu järjestelmä käyttölaitteiden reaktiovarsien kautta välittyvien voimien 2 79585 tasaamiseksi hydraulisylintereiden avulla.

Tämän keksinnön mukaiselle nostokoneistolle on tunnusomaista se, että lautan jalan yhtä hammastankoa pitkin kiipeävän kahden vaihteiston momenttivarret on liitetty toi-5 siinsa siten, että kiipeävien hammaspyörien vaihteistoon aiheuttamat momentit kumoavat toisensa.

Sopivimmin vaihteistona käytetään planeettapyörästöä.

Kun kahden vaihteiston momenttivarret on yhdistetty keksinnön mukaisella tavalla, estetään vaihteiden pyöräntäminen.

10 Keksinnön mukaisella nostokoneistokonseptilla voidaan kattaa kaikki mahdolliset jack-up lautan sellaiset nostoko-nevariaatiot, jotka perustuvat lautan jalan hammastankoa pitkin kiipeävään hammaspyörään, huomioiden samalla nosto-systeemin painon minimoitumisen.

15 Keksinnön avulla voidaan välttää edellä luetellut aikai semmin tunnettujen nostokoneistojen haitat. Keksinnöllä saavutettavia etuja ovat erityisesti:

Nostokoneisto on helppo vaihtaa, se onnistuu vähemmän asiantuntevalta henkilöstöltäkin. Varaosatilan- 20 ne on helpompi, koska yhtä kokonaista varavaihdetta voidaan helposti kuljettaa mukana.

Vähäinen herkkyys rungon muodon muutoksille. Planeettavaihteen paremmasta hyötysuhteesta johtuen voidaan käyttää pienempiä käyttömoottoreita.

V 25 - Lautan rakennusaikataulun lyheneminen, koska pieni- *: kokoisempien vaihteiden valmistajia on huomattavasti enemmän kuin suurten.

- Soveltuu sekä yhden että kahden hammastangon rakenteelle muuttamalla ainoastaan runkoa.

30 - Pinjonista tulevien voimien kumoaminen peräkkäisten tai rinnakkaisten vaihteiden avulla, jolloin erillisiä raskaita tukirakenteita ei tarvita.

Pienet painot, n. 50-70 % konventionaalisesta, runko *- huomioiden.

·:· 35 - Helppo käsiteltävyys ja kuljetettavuus, koska vaih- deosa on erillinen runkoon nähden.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa li 3 79585 kuvio 1 esittää aikaisemmin tunnetuilla nostokoneistoil-la varustettua jack-up lauttaa, kuvio 2 esittää päältä nähtynä kaaviollisesti kaksipuolisilla hammastangoilla varustettua lautan jalkaa ja aikai-5 semmin tunnettuja nostokoneistoja, kuvio 3 esittää päältä nähtynä ja suuremmassa mittakaavassa kuviossa 2 esitetyn jalan yhtä nurkkaa ja yhtä nosto-koneistoa , kuvio 4 esittää kuvion 3 nostokoneistoa nuolen A suun-10 nassa nähtynä, kuvio 5 esittää samaa nuolen B suunnassa nähtynä, kuvio 6 esittää päältä nähtynä yksipuolisilla hammastangoilla varustettua lautan jalkaa ja aikaisemmin tunnettuja nostokoneistoja, 15 kuvio 7 esittää nuolen C suunnassa nähtynä ja suuremmassa mittakaavassa kuviossa 6 esitetyn jalan yhtä nurkkaa ja yhtä nostokoneistoa, kuvio 8 esittää samaa nuolen D suunnassa nähtynä, kuvio 9a ja 9b esittävät keksinnön mukaista nostokoneis-20 toa ja kaksipuolisella hammastangolla varustettua lautan jalan yhtä nurkkaa, kahtena eri sovellutuksena, kuvio 10 esittää suuremmassa mittakaavassa leikkausta X - X kuviosta 9b, kuvio 11 esittää keksinnön mukaista nostokoneistoa sovel-·*. 25 lettuna yksipuolisella hammastangolla varustetun jalan yh teydessä, kuvio 12 esittää samaa suuremmassa mittakaavassa ja päältä nähtynä, kuvio 13 esittää keksinnön mukaisessa nostokoneistossa 30 käytettävää kolmea erilaista vaihteistoa, kuviot 14a ja 14d esittävät kuvasarjana nostokoneiston kokoamista keksinnön mukaisella tavalla kaksipuolista ham-mastankoa käytettäessä, kuviot 15a - 15d esittävät samanlaista kuvasarjaa yksi-35 puolista hammastankoa käytettäessä ja kuviot 16a - 16b esittävät kahta erilaista vaihteistoa, joita voidaan käyttää kuvioiden 14a - 14c ja 15a - 15c yhteydessä.

4 79585

Kuviossa 1 esitetyssä porauslautassa 1 on kolme jalkaa 2, jotka porauspaikalla lasketaan meren pohjaa vasten ja lauttaa nostetaan meren pinnasta ylöspäin jalkojen varassa. Jalkojen kussakin kolmessa nurkassa on hammastanko 3, jota 5 pitkin nostokoneiston 4 hammaspyörät kiipeävät.

Kuvioissa 2-5 on esitetty aikaisemmin tunnettu nostoko-neisto kaksipuolisen hammastangon yhteydessä. Lautan jalan 2 kussakin nurkassa on nostokoneisto ja kaksipuolinen hammas-tanko. Nostokoneistossa on runko 5, hammastankoa 3 pitkin 10 sen kahden puolen kiipeävät hammaspyörät eli pinjonit 6, vaihteistot 7 ja käyttökoneet 8. Pinjoneita on yhteensä 2-8 kpl, normaalisti 2-3 kpl hammastangon kummallakin puolen. Nostokoneiston runko on kiinnitetty ylä- ja alapäästään lauttaan. Kiinitys voi olla joko joustava tai kiinteä. Oh-15 jainpinnat 9 ottavat vastaan jalasta tulevia horisontaali-voimia .

Kuvioissa 6-8 on esitetty aikaisemmin tunnettu nostokoneisto yksipuolisen hammastangon yhteydessä.

Yleensä lautan nostokoneet ovat kuvien 2-5 ja 6-8 mukai-20 siä integroituja käyttöjä, joissa nostokone on rakennettava kuvan mukaiseksi ennen asennusta, johtuen mm. hammaspyörien asennustarkkuudesta.

. Kuvioissa 9a ja 9b on esitetty kaksi vaihtoehtoista so vellutusta keksinnön mukaisesta nostolaitteistosta kaksipuo-* 25 lisen hammastangon yhteydessä. Kuvioiden vasen ja oikea puoli esittävät kahta eri vaihtoehtoista nostokoneiston kiinnitystä. Vasemmalla puolella on nostokoneisto kiinni-tetty lautan runkoon 11 jäykästi hitsaamalla kohdissa 10, jolloin kaksi vierekkäistä vaihteistoa 7 on yhdistetty toi-30 siinsa joustoelementeillä 12. Kuvion 9 oikealla puolella sen sijaan on käytetty kumi joustimia 13 nostolaitteen rungon \ ja lautan rungon välisessä kiinnityksessä.

*. Kuviossa 10 on esitetty kaksi eri vaihtoehtoista vaih- teistorakennetta 7 kuvion vasemmalla ja oikealla puolella.

' 35 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kuhunkin pinjoniin 6 liittyvä vaihteisto 7 on rakennettu yhdeksi erilliseksi mo-duliksi. Nämä modulit kiinnitetään sellaisenaan pulteilla : nostolaitteen rungossa oleviin reikiin vasta lauttaa kootta-

II

5 79585 essa. Kahden peräkkäisen tai rinnakkaisen vaihteiston mo-menttivarret 14 yhdistetään toisiinsa siten, että pinjoneis-ta kumpaankin vaihteistoon tulevat momentit ovat vastakkaissuuntaiset ja siten kumoavat toisensa. Kuviossa 9a on esi-5 tetty vaihtoehto, jossa rinnakkaiset momenttivarret 14 on yhdistetty toisiinsa, kuviossa 9b on esitetty vaihtoehto, jossa kaksi alinta vaihteistoa on yhdistetty toisiinsa peräkkäin, molemmin puolin hammastankoa, ja ylimmät rinnakkaiset vaihteistot on yhdistetty keskenään.

10 Kahden rinnakkaisen vaihteiston momenttivarret 14 voi daan yhdistää joko joustavasti kiinnitetyllä tangolla 16 tai hydraulisylinterillä. Useita hydraulisylintereitä voidaan kytkeä samaan painelähteeseen, jolloin paine eri yksiköiden välillä tasaantuu.

15 Vaihteisto 7 on moduloitu planeettavaihde, joka muodos tuu yhdestä tai useammasta planeettapyörästöstä.

Kuvioissa 11 ja 12 on esitetty keksinnön soveltaminen yksipuolisen hammastangon yhteydessä.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa yhden nostokoneiston 20 nimellisnostokyky on suuruusluokaltaan 75-400 tn/pinjon (maksimikuorma noin 1000 tn/pinjon).

Keksinnön olennaisena piirteenä on lisäksi hammaspyörä-välityksen suunnittelu siten, että itse vaihteisto 7 kootaan yhdenmuotoisista planeettapyörästömoduleista 15, jotka voidaan 25 liittää toisiinsa. Kuviossa 13 on esitetty kolme erilaista vaihteistoa, a, b ja c. Vaihteisto a muodostuu ainoastaan yhdestä planeettapyörästömodulista 15, vaihteistossa b on käytetty kahta modulia 15 ja 15' siten, että käyttökoneen käyttämä moduli 15 käyttää modulia 15', joka puolestaan 30 käyttää pinjonia. Vaihteistossa c on vastaavalla tavalla kolme modulia, 15, 15' ja 15''.

Suunnittelemalla hyvin rajallinen määrä, 10-15 kpl erikokoisia moduleita (vaihteistoja) 15 voidaan kattaa kaikki mahdolliset variaatiot, koskien itse hammasvälitystä. Vaih-35 teistotyyppi on planeettavaihde. Koska eri lauttatyyppejä on lukuisia, voidaan eo. systeemillä ja nostokoneiston rungon (johon vaihde kiinnitetään) muutoksilla tehdä nopeasti sovellutus mihin tahansa lauttaan, esim. lautoille, joiden 6 79585 jalassa on yksi tai kaksi hammastankoa. Hammasvaihde on kokonaisena erikseen irroitettavissa rungosta.

Eräänä oleellisena piirteenä voidaan mainita hammaspyörien tunnottomuus mahdollisille tukikotelon muodonmuutoksi 1-5 le, koska koteloa yleensä pyritään käyttämään jalasta aiheutuvien vaakavoimien vastaanottajana, jotka pyrkivät muuttamaan kotelon muotoa sivusuunnassa. Tällöin koventionaali-sessa integroidussa nostokoneistossa rungon sisällä olevat hammaspyörät voivat vioittua.

10 On huomioitava, että nykyiset standardiplaneettavaihteet eivät ole optimaalisia, koska ne on alunperin suunniteltu jatkuvaa käyttöä varten, kun taas porauslautan nostokoneis-tovaihteet ovat käynnissä äärimmäisen harvoin.

Kuvioissa 14a - 14d on kuvattu nostokoneiston kokoaminen 15 modulaarisista osista kaksipuolisen hammastangon yhteydessä. Runkomoduliin 5’ sovitetaan kaksi pinjonia 6 akseleille 17, joille asennetaan vaihteistot 7 käyttökoneistoineen 8. Run-komoduleita 5' sovitetaan pällekkäin esim. neljä kappaletta. Kahden peräkkäisen vaihteiston momenttivarret 14 yhdistetään 20 hydraulisylintereillä 18.

Kuvioissa 15a - 15d on kuvattu sama asia yksipuolisen hammastangon yhteydessä.

Kuvioissa 16a ja 16b on kuvattu kaksi erilaista vaihteistoa. Tarvittavasta välityksestä riippuen, jompaa kumpaa 25 näistä voidaan käyttää joko kuvioiden 14a - 14c tai 15a -15c osien kanssa yhdessä.

Todetaan, että sekä yksi- että kaksipuolisella hammas-tangolla varustettuja jalkoja varten koneisto kootaan samoista osista, vain runkomodulit eroavat toisistaan.

30 Käyttämällä kahta, korkeintaan kolmea erilaista runkomo- dulia, kuutta, korkeintaan kahdeksaa erilaista pinjonikokoa sekä kymmentä, korkeintaan viittätoista erilaista vaihteis-tomodulia voidaan koota kaikki erilaiset käytännössä tarvittavat nostokoneistovaihtoehdot. Myös tarjouslaskenta hel-35 pottuu huomattavasti, koska koneisto muodostuu aina vakio-- osista.

li

Claims (10)

1. Jack-up lautan (1) nostokoneisto (4), joka käsittää rungon (5), kaksi tai useampia lautan jalan (2) hammastankoa (3) tai -tankoja pitkin kiipeäviä hammaspyöriä (6), käyttö- 5 koneen (8) kunkin kiipeävän hammaspyörän käyttämiseksi sekä kunkin kiipeävän hammaspyörän ja käyttökoneen välille sovitetun vaihteiston (7), tunnettu siitä, että lautan jalan (2) yhtä hammastankoa (3) pitkin kiipeävän kahden vaihteiston (7) momenttivarret (14) on liitetty toisiinsa 10 siten, että kiipeävien hammaspyörien (6) vaihteistoon aiheuttamat momentit kumoavat toisensa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että yhtä kaksipuolista hammastankoa (3) pitkin kiipeävän kahden rinnakkaisen vaihteiston (7) 15 momenttivarret (14) on liitetty toisiinsa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että kahden peräkkäisen vaihteiston (7) momenttivarret (14) on liitetty toisiinsa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen nostokoneis- 20 to, tunnettu siitä, että kahden vaihteiston (7) momenttivarret (14) on yhdistetty toisiinsa joustoelementeillä (12) .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että momenttivarret (14) on yhdis- 25 tetty hydraulisylinterillä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että nostolaitteiston runko (5) ja lautan runko (11) on yhdistetty toisiinsa joustoelementeillä (13) .

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen nostokoneis to, tunnettu siitä, että vaihteistona (7) on pla-neettavaihteisto.

7 79585

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että vaihteisto (7) käsittää kaksi tai 35 useampia sarjaan asennettuja eri kokoisia planeettapyörästö-jä (15).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen nostokoneisto, tunnettu siitä, että kukin vaihteisto (7) on β 79585 runkoon (5) nähden erillinen moduli.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen nostokoneis-tof tunnettu siitä, että kukin kiipeävä hammaspyörä (6) tai kaksi rinnakkaista hammaspyörää, kutakin hammas-5 pyörää käyttävä käyttökone (8) ja kunkin hammaspyörän ja sitä käyttävän käyttökoneen välinen vaihteisto (7) muodostavat erillisen modulin. 9 79585