NL1014311C2

NL1014311C2 - Inrichting voor het plaatsen en/of verwijderen van een bovenbouw van een offshore-platform.

Info

Publication number: NL1014311C2
Application number: NL1014311A
Authority: NL
Inventors: Anton Coppens
Original assignee: Heerema Marine Contractors Nl
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-09

Description

Korte aanduiding: Inrichting voor het plaatsen en/of verwijderen van een bovenbouw van een offshore-platform

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het op een drijvende of een op een onderwaterbodem opgestelde constructie plaatsen van een bovenbouw, of het van de drijvende of de op de onderwaterbodem opgestelde constructie verwijderen van de 5 bovenbouw, waarbij de inrichting met een vaartuig verbonden is en ten minste een arm met een vrij uiteinde omvat, welke arm een hefvermogen heeft en is ingericht om de bovenbouw te dragen.

In de praktijk omvat een bovenbouw ofwel dekconstructie van een offshore-platform een dek met daarop aangebracht een aantal 10 dekmodules, zoals onderkomens voor de bemanning, werkplaatsen, magazijnen en bijvoorbeeld hijs- en boorinrichtingen. Bij voorkeur worden dergelijke dekconstructies aan land opgebouwd en vervolgens in hun geheel op een reeds in zee geplaatste constructie of onderstel aangebracht. Een dergelijk onderstel kan bijvoorbeeld drijven zoals 15 een "Spar" of een "Tension Leg Platform", of het is op de zeebodem geplaatst. Deze werkwijze wordt gevolg om ervoor te zorgen dat een bouwoperatie op zee zo kort mogelijk is om zoveel mogelijk onafhankelijk te zijn van weersomstandigheden. Evenzo worden dekcon-structies bij het ontmantelen van offshore-platforms bij voorkeur in 20 hun geheel van het onderstel afgehaald om vervolgens naar land te worden getransporteerd en daar gedemonteerd te worden, waarna het onderstel afzonderlijk wordt gedemonteerd.

In het Amerikaanse octrooischrift US 5.403.124 is een vaartuig beschreven dat dient voor het plaatsen van een platformbovenbouw op 25 een onderstel. Het vaartuig heeft een U-vormig deel dat speciaal is ontworpen om met de benen van het U-vormige deel om een platformonderstel te worden gepositioneerd. De dekconstructie van het platform heeft onder het dek een aantal dekbalken die op steunelementen op de benen van het U-vormige deel rusten tijdens het 3 0 transport naar het onderstel. Wanneer het vaartuig bij het reeds geplaatste onderstel van het platform is aangekomen, worden de benen 1014311 - 2 - van het U-vortnige deel om het boven het wateroppervlak uitstekende deel van het onderstel gepositioneerd, zodat de dekconstructie zich boven het onderstel bevindt. Op de beide benen van het U-vormige deel staan meerdere hijsinrichtingen die de dekconstructie van het U-5 vormige deel heffen en waarmee vervolgens de dekconstructie neergelaten wordt op het onderstel. De demontage van de dekconstructie van het onderstel met behulp van het vaartuig vindt in principe in omgekeerde volgorde plaats.

Het nadeel van een dergelijk vaartuig is dat het slechts 10 bruikbaar is voor het plaatsen of verwijderen van een specifieke platformbovenbouw en daardoor weinig flexibel in het gebruik is. De afmetingen zijn gefixeerd, zodat toepassing bij een grotere omvang van het onderstel niet meer mogelijk is. Een ander nadeel is dat hijsinrichtingen op het vaartuig zijn aangebracht, wat de constructie 15 duur en inflexibel maakt.

Het doel van de uitvinding is een inrichting te verschaffen die de genoemde nadelen ondervangt.

Dit doel wordt bereikt door een inrichting te verschaffen zoals is beschreven in conclusie 1.

20 Het voordeel van een dergelijke inrichting is dat de inrichting aan een reeds bestaand vaartuig zware constructies kan dragen, waardoor er geen speciaal vaartuig gebouwd hoeft te worden, wat een kostenbesparing met zich mee brengt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de hefmiddelen een of 25 meer met lucht of ballastwater vulbare tanks, die zijn verbonden met de ten minste ene arm, en zich in het bijzonder in de arm bevinden. Door ballastwater te verwijderen uit de tanks en deze te vullen met lucht kan het dri j fvermogen, en daarmee het hefvermogen, van de arm vergroot worden.

30 In een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de hefmiddelen een afzonderlijke hijsinrichting, die aangrijpt op de ten minste ene arm. Als hijsinrichting kan bijvoorbeeld een conventioneel kraanschip toegepast worden dat bij voorkeur kan aangrijpen op het vrije uiteinde van de ten minste ene arm, waardoor er geen uitzonderlijke 35 aanpassingen aan het vaartuig zelf nodig zijn om een groot hefvermogen van de ten minste ene arm te verkrijgen.

In nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de hefmiddelen ten minste een afzonderlijke drijver, zoals bijvoorbeeld

101431H

- 3 - een drijvende bak die bij voorkeur kan aangrijpen op het vrije uiteinde van de ten minste ene arm, wat als voordeel heeft dat er zonder veel aanpassingen aan het vaartuig zelf een groot hefvermogen wordt verkregen.

5 In een volgende voorkeursuitvoeringsvorm is de ten minste ene arm voorzien van draagmiddelen voor het dragen van de bovenbouw, zoals een langwerpige vakwerkconstructie die steunt op, of is verbonden met de ten minste ene arm, waarbij de hefmiddelen kunnen aangrijpen op de draagmiddelen.

10 De uitvinding zal verder worden toegelicht met deze en andere specifieke uitvoeringsvormen van de uitvinding aan de hand van de tekening waarin:

Fig. 1, 2b, 3 en 4 in zij-aanzicht een aantal stappen toont hoe een bovenbouw van een onderstel kan worden verwijderd of daarop 15 worden geplaatst met behulp van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2a de opstelling van fig. 2b in bovenzicht toont;

Fig. 5a en 5b in een boven- respectievelijk zij-aanzicht de toepassing tonen van een vaartuig voorzien van een inrichting volgens 20 fig. 1-4 in een alternatieve uitvoeringsvorm;

Fig. 6 in een zijaanzicht de toepassing toont van een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 7 in een zijaanzicht de toepassing toont van een volgorde voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; 25 Fig. 8a en 8b in een boven- resp. zij-aanzicht de toepassing tonen van weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en

Fig. 9a en b in een boven- en zij-aanzicht de toepassing tonen van nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting 30 volgens de uitvinding.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwijzingscijfers betrekking op gelijke onderdelen of onderdelen met een gelijke functie.

In fig. l is een vaartuig 1 getoond. Het vaartuig 1 omvat een 35 bodemgedeelte 2 en een dekgedeelte 3 dat een in hoofdzaak rechthoekig dek 9 omvat (zie fig. 2a).

Het bodemgedeelte 2 omvat een bodem 4 met een in hoofdzaak rechthoekig oppervlak en langswanden 5, 6 die zich vanaf de bodem 4 1014311 - 4 - uitstrekken. Aan de achterzijde van het vaartuig 1 bevinden zich twee uitsparingen 11, 12 in het dekgedeelte 3 waar het dek 9 schuin afloopt en aansluit op het hek 8 van het vaartuig 1. De uitsparingen 11, 12 zijn gescheiden door een smal dekgedeelte 13 dat horizontaal 5 loopt en in het verlengde van het dek 9 ligt.

Op het dek 9 zijn in de langsrichting aan weerszijden geleidingsbalken 14, 15 aangebracht.

Het vaartuig 1 is symmetrisch ten opzichte van een verticaal middenlangsvlak. Het vaartuig 1 is inwendig voorzien van 10 compartimenten die dienst doen als ballasttank.

Het vaartuig 1 is aan een zijde voorzien van een kantelinrichting 16. Deze kantelinrichting 16 omvat in het getoonde uitvoeringsvoorbeeld twee kantelarmen 17, 18. Er zijn ook uitvoeringsvormen met een ander aantal kantelarmen mogelijk. De 15 kantelarmen 17, 18 zijn middels een scharnier 19 draaibaar aan het vaartuig 1 bevestigd. De kantelarmen 17, 18 zijn uitgevoerd als langwerpige drijvers, die gevuld kunnen worden met ballastwater om ze althans gedeeltelijk te laten zinken. Het ballastwater kan weggepompt worden om de kantelarmen 17, 18 te laten stijgen. Wanneer de 20 kantelarmen 17, 18 gefixeerd zijn ten opzichte van het vaartuig 1, dan kunnen ze gedeeltelijk zinken tezamen met een deel van het vaartuig 1 door een aantal ballasttanks van het vaartuig 1 vol te laten lopen met ballastwater.

In de figuren 1-5 ligt het bovenoppervlak 20 van de 25 kantelarmen 17, 18 ongeveer op dezelfde hoogte als het dek 9. De kantelarmen 17, 18 liggen in het verlengde van de geleidingsbalken 14, 15 die op het dek 9 zijn aangebracht.

De toepassing van het vaartuig 1 met kantelinrichting 16 bij het verwijderen van een dekconstructie van een onderstel tijdens het 30 ontmantelen van een offshore-platform, dat bijvoorbeeld gebruikt wordt voor olie- of gasboringen, is in een aantal stappen getoond in fig. 1-4.

In fig. 1 is getoond dat het vaartuig 1 met de kantelarmen 17, 18 naar een platform 100 is gekeerd. Het platform 100 omvat een 35 dekconstructie 101 met een platformdek 102 waarop verschillende dekmodules 103-108 zijn geplaatst. Onder het platformdek 102 bevinden zich dekbalken 109-112. Het platformdek 102 steunt via deze dekbalken 109-112 op een onderstel 120.

10T43f* ’ - 5 -

Het onderstel 120 omvat een aantal poten 121 die onderling zijn verbonden door een vakwerkconstructie van horizontaal, verticaal en schuinverlopende balken of staven. De poten 121 zijn aan een uiteinde vastgezet in een onderwaterbodem 140 en steken aan het 5 andere uiteinde boven het wateroppervlak 141 uit. Op dit uitstekende deel van het onderstel 120 zijn de dekbalken 109-112 van de dekconstructie 101 bevestigd.

In fig. 2a en 2b is getoond hoe het vaartuig 1, bijvoorbeeld door niet nader getoonde sleepboten, naar het platform 100 toe is 10 verplaatst. De kantelarmen 17, 18 van het vaartuig 1 zijn om het bovenste deel van het onderstel 120 heen gepositioneerd. Het is ook mogelijk om de kantelarmen 17, 18 door openingen in het bovenste deel van het onderstel 120 aan te brengen. Het vaartuig 1 wordt nauwkeurig op zijn plaats gehouden door middel van ankers en/of sleepboten (niet 15 getoond).

Nadat de kantelarmen 17, 18 om het onderstel 120 zijn geplaatst, worden er in de dwarsrichting verstevigingsbalken 130-133 aangebracht die vast verbonden worden met de dekbalken 109-112 en die steunen op de kantelarmen 17, 18. Deze verstevigingsbalken 130-133 2 0 dienen voor het verstevigen van de dekconstructie 101 en het afsteunen en verdelen van het gewicht daarvan op de kantelarmen 17, 18.

Fig. 3 illustreert de demontagefase waarin de dekbalken 109-112 los zijn gemaakt van het onderstel 120 en de dekconstructie 101 25 volledig via de verstevigingsbalken 130-133 op de kantelbalken 17, 18 rust. Nu kan de dekconstructie 101 van het onderstel 120 af worden genomen, waarbij deze nog steeds op de kantelarmen 17, 18 steunt. De dekconstructie 101 kan zo op de kantelarmen 17, 18 rustend getransporteerd worden, waarbij de kantelarmen 17, 18 zijn gevuld met 3 0 lucht. Het is ook mogelijk om voor het verdere transport van de dekconstructie 101 deze op het vaartuig 1 te plaatsen via de geleidingsbalken 14, 15, zoals is geïllustreerd in fig. 4. Dit kan noodzakelijk zijn voor het bereiken van een stabiele toestand voor het transport over zee, als ook om tijdens storm de belasting als 35 gevolg van golven op de kantelarmen te verminderen.

In fig. 5a en 5b is een andere uitvoeringsvorm van het vaartuig 1 weergegeven. Hierbij is de achterzijde van het vaartuig 1 verbreed ten opzichte van de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm (zie 1014311 - 6 - fig. 5a). Een stel kantelarmen 117, 118 is aan de achterzijde van het vaartuig 1 aangebracht. De kantelarmen 117, 118 kunnen door de verbreding een grotere afstand tot elkaar hebben, waardoor ook dekconstructies van offshore-platforms met een breder onderstel 5 verwijderd kunnen worden. De kantelarmen 117, 118 zijn in de dwarsrichting van het vaartuig 1 verplaatsbaar zodat hun positie aangepast kan worden aan de breedte van een onderstel 120 en er omheen passen.

In fig. 6 is een vaartuig 1 afgebeeld dat is uitgerust met een 10 kantelinrichting 216. Bij deze uitvoeringsvorm bestaat de kantelinrichting 216 uit twee langwerpige kantelarmen 217 die scharnierend met het vaartuig 1 zijn verbonden. In een horizontale stand steken de kantelarmen 217 boven het wateroppervlak 141 uit. Om een opwaartse kracht te kunnen genereren tegen het gewicht van de op 15 de kantelinrichting 216 geplaatste dekconstructie 101, wordt gebruik gemaakt van een of meer afzonderlijke op een vaartuig aangebrachte hijsinrichtingen. In de figuur is een hijsinrichting 150 afgebeeld. Deze hijsinrichting 150 is door middel van een of meer hijskabels 151 met een vrij uiteinde 219 van de resp. kantelarmen 217 verbonden.

2 0 Voor het verwijderen van de dekconstructie 101 wordt de het vaartuig 1 van het onderstel 120 weggevaren nadat de dekconstructie 101 is verstevigd en het onderstel 120 en de dekconstructie 101 van elkaar zijn losgemaakt zoals eerder beschreven. Voordat het vaartuig 1 wordt weggevaren wordt de dekconstructie 101 via de 25 geleidingsbalken 14, 15 tot op het vaartuig 1 verplaatst, zodat de hijsinrichting 150 kan worden verwijderd en de kantelarmen 217 vrij van het onderstel 120 kunnen worden weggetrokken.

In fig. 7 is een uitvoeringsvorm getoond waarbij de kantelinrichting 216 overeenkomt met die uit fig. 6. In dit geval 30 wordt het vrije uiteinde 219 van de kantelarmen 217 echter ondersteund door een of meer afzonderlijke drijvers 220 die zorgen voor de opwaartse kracht tegen het gewicht van de dekconstructie 101. Bij het van het onderstel 120 wegvaren van het vaartuig 1 met de dekconstructie 101 kunnen de drijvers 220 niet meevaren omdat ze een 35 belemmering vormen bij het van het onderstel 120 wegtrekken van de kantelarmen 217. Daarom blijven zij aanwezig om steun te blijven geven totdat de dekconstructie 101 via de geleidingsbalken 14, 15 op 1014311 - 7 - het vaartuig 1 is geplaatst, waarna de drijvers 220 verwijderd kunnen worden, en het vaartuig 1 weggevaren kan worden.

Een ander uitvoeringsvoorbeeld is getoond in fig. 8a en 8b, waarbij het vaartuig 1 overeenkomt met het vaartuig zoals dit 5 bijvoorbeeld aan de hand van fig. 1 is beschreven. De kantelinrichting 316 omvat ten minste twee relatief korte kantelarmen 317, 318 zoals die bekend zijn van reeds in gebruik zijnde vaartuigen van dit type. De kantelarmen 317, 318 hebben een respectievelijk draaipunt 319, 320 in het midden aan de onderzijde.

10 Langwerpige draagbruggen 321, 322 steunen in de langsrichting op de kantelarmen 317, 318, waarbij de uiteinden 323, 324 van elke draagbrug 321, 322 voorbij het draaipunt 319, 320 van de kantelarmen 317, 318 is geplaatst. De draagbruggen 321, 322 bestaan uit een vakwerk van staven, wat voor een goede krachtverdeling zorgt.

15 De andere uiteinden 325, 326 van de respectievelijke draagbruggen 321, 322 zijn met een hijskabel 151 van een hijsinrichting 150 verbonden. De hijsinrichting 150 zorgt voor de opwaartse kracht tegen het gewicht van de dekconstructie 101.

De dekconstructie 101 wordt samen met de draagbruggen 321, 322 20 via de kantelarmen 317, 318 en de geleidingen 14, 15 tot op het vaartuig 1 verplaatst, waarna de hijsinrichting 150 verwijderd kan worden en het vaartuig 1 weggevaren kan worden.

Een variant waarbij dezelfde draagbruggen als in fig. 8 worden toegepast is getoond in fig. 9a en 9b. In deze uitvoering worden de 25 draagbruggen 321, 322 aan hun vrije uiteinden 325, 326 ondersteund door een drijver 3 50 om voor de opwaartse kracht tegen het gewicht van de dekconstructie 101 te zorgen.

Voordat het vaartuig 1 kan wegvaren wordt de dekconstructie 101 samen met de draagbruggen 321, 322 via de kantelarmen 317, 318 en 30 de geleidingen 14, 15 tot op het dek 9 van het vaartuig 1 verplaatst, waarna de drijver 350 verwijderd kan worden en de dekconstructie 101 afgevoerd kan worden.

Het beschreven vaartuig 1 met de verschillende varianten van een kantel inrichting kan dus tijdens de ontmanteling van een 35 offshore-platform zoals hiervoor beschreven is, gebruikt worden om een dekconstructie van een onderstel te verwijderen. Het is ook mogelijk om met de verschillende beschreven uitvoeringen van het vaartuig 1 met een kantelinrichting 16, 216, 316 een dekconstructie 1014311 -βίοι op een onderstel 120 te plaatsen bij de bouw van een offshore-platform.

Bij de bouw van een platform 100 wordt in een constructiewerf een dekconstructie 101, die een platformdek 102 met dekbalken 109-112 5 omvat met op het platformdek 102 aangebrachte dekmodules 102-108, geplaatst op geleidingen 14, 15 die zich op het vaartuig 1 bevinden. De dekbalken 109-112 zijn verstevigd met verstevigingsbalken 130-133 die ervoor zorgen dat de dekconstructie 101 niet beschadigd of vervormd raakt door belastingen bij transport en montage. Aan de hand 10 van fig. 1-4 in omgekeerde volgorde wordt bij wijze van voorbeeld aangegeven op welke wijze de plaatsing van de dekconstructie 101 op het onderstel 120 van een platform 100 plaatsvindt.

De dekconstructie 101 wordt op het vaartuig 1 na een reeds in water op een onderwaterbodem geplaatst onderstel 120 vervoerd onder 15 gebruikmaking van niet nader getoonde sleepboten. Wanneer het vaartuig 1 in de nabijheid van het onderstel 120 is, wordt deze met de kantelinrichting 16 naar het onderstel 120 gekeerd, zoals te zien is in fig. 4. De kantelarmen 17, 18 van de kantelinrichting 16 worden om het boven het wateroppervlak 141 uitstekende gedeelte van het 20 onderstel 120 gepositioneerd waarna het vaartuig 1 met ankers of sleepboten nauwkeurig op zijn plaats wordt gehouden. In een volgende stap wordt de dekconstructie 101 via de geleidingen 14, 15 naar de kantelinrichting 16 verplaatst en daarop geplaatst.

De dekbalken 109-112 kunnen dan nauwkeurig uitgelijnd worden 25 met daarvoor bedoelde verbindingspunten aan de bovenzijden van het onderstel 120 (zie fig. 3). De uitlijnoperatie wordt gevolgd door het laten zakken van de dekconstructie 101 op het onderstel 120 en het vast met elkaar verbinden hiervan (zie fig. 2a, 2b) . De dekconstructie 101 rust nu volledig op het onderstel 120 en kan 30 daarop bevestigd worden, zodat de verstevigingsbalken 130-133 losgemaakt kunnen worden van de dekbalken 109-112 en verwijderd kunnen worden, waarna de kantelarmen 17-18 langs het onderstel 120 weggetrokken kunnen worden en het vaartuig 1 weg kan varen (zie fig. 1) .

35 De werkwijze om een dekconstructie van een onderstel van een offshore-platform af te halen of om een dekconstructie op een onderstel te plaatsen is hier beschreven aan de hand van de uitvoeringsvorm van het vaartuig met kantelinrichting volgens fig. 1- 1014311 - 9 - 4. Het zal echter duidelijk zijn dat deze werkwijze in hoofdzaak ook met de andere beschreven uitvoeringsvormen (volgens fig. 5a-9b) kan worden toegepast.

De beschreven werkwijzen voor het verwijderen of plaatsen van 5 een dekconstructie van of op een onderstel van een platform zijn in de figuurbeschrijving bij wijze van voorbeeld beschreven aan de hand van een op de onderwaterbodem geplaatst onderstel. Het ligt voor de hand dat de beschreven werkwijzen ook betrekking hebben op platforms met een drijvend onderstel.

101481t

Claims

1. Inrichting voor het op een drijvende of op een op een onderwaterbodem opgestelde constructie plaatsen van een bovenbouw, 5 of het van de drijvende of de op de onderwaterbodem opgestelde constructie verwijderen van de bovenbouw, waarbij de inrichting met een vaartuig, verbonden is en ten minste een arm met een vrij uiteinde omvat, welke arm een hefvermogen heeft en is ingericht om de bovenbouw te dragen, gekenmerkt door hefmiddelen voor het 10 vergroten van het hefvermogen van de ten minste ene arm.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hefmiddelen een of meer met lucht of ballastwater vulbare tanks omvatten die zijn verbonden met de ten minste ene arm. 15

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een of meer tanks zich in de ten minste ene arm bevinden.

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 20 hefmiddelen een afzonderlijke hijsinrichting omvatten, die aangrijpt op de ten minste ene arm.

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hefmiddelen ten minste een afzonderlijke drijver omvatten, die 25 aangrijpt op ten minste ene arm.

6. Inrichting volgens conclusie 2, 4 of 5, met het kenmerk, dat de hefmiddelen aangrijpen op het vrije uiteinde van de ten minste ene arm. 30

7. Inrichting volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de ten minste ene arm is voorzien van draagmiddelen voor het dragen van de bovenbouw, waarbij de hefmiddelen kunnen aangrijpen op de draagmiddelen. 35

8. Inrichting volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de ten minste ene arm in dwarsrichting verplaatsbaar is op het vaartuig. 101481*