NL1027337C2

NL1027337C2 - Verplaatsbare draagconstructie.

Info

Publication number: NL1027337C2
Application number: NL1027337A
Authority: NL
Inventors: Peter Nicolaas Looijen; Jacobus Gerardus Kolenbrander
Original assignee: Fugro Eng Bv
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-04-27
Also published as: NO334367B1; WO2006046851A1; JP2008517820A; EP1805394B1; DE602005005844T2; JP4785857B2; NO20071391L; US8418986B2; EP1805394A1; US20070246620A1; DE602005005844D1

Description

t · i

Verplaatsbare draagconstructie

De uitvinding heeft betrekking op een verplaatsbare draagconstructie voor het plaatsen op een bodem.

Een dergelijke draagconstructie wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het geotechnisch onderzoek vanaf een schip als 5 een reactie massa op de zee bodem. Deze draagconstructie wordt ook wel Seabed Frame (SBF) genoemd, en dient in eerste instantie als reactie massa voor de kracht benodigd om een sonde of monsterbus in de grond te drukken. Hiernaast heeft de draagconstructie nog enkele andere functies zoals gelei-10 ding van de boorpijp, drager van meet, aansturings- en controle apparatuur ten behoeve van het geotechnische onderzoek. De inrichting van de draagconstructie hangt af van welk onderzoek er gewenst is. Omdat de zeebodem in het algemeen niet vlak of horizontaal verloopt, is het van belang dat de draag-15 constructie op een helling kan werken. Indien dit niet, of slechts in beperkte mate het geval is dan wordt de gebruiksmogelijkheid van de draagconstructie beperkt, wat ongewenst is.

Draagconstructies om op een helling te kunnen werken be-20 staan. Deze constructies zijn meestal uitgevoerd met een vast scharnierpunt (kardanachtig) tussen twee delen, waarvan één de hoek moet aannemen van de helling, of bezitten een extra inrichting die actief gestuurd wordt door middel van bijvoorbeeld hydraulische cilinders. Dit wordt vaak na de landing 25 gedaan met behulp van metingen. Deze constructies hebben omdat de delen permanent gekoppeld zijn (kardan of scharnier) tijdens het plaatsen, ook wel de landing genaamd, te maken met inwendige wrijvingen waardoor of niet de juiste hoek wordt aangenomen, of er actief gestuurd dient te worden. In 30 veel gevallen worden de delen na landen niet gefixeerd tegen rotatie ten opzichte van elkaar, waardoor de draagconstructie door relatief geringe externe krachten instabiel kan worden.

De gevolgen van het niet goed compenseren van de helling kunnen zijn: 35 - het niet goed kunnen geleiden van de boorbuis 1027337 X.

2 t - het niet goed kunnen binnen treden van de hoorbuis in de constructie ten gevolge van een onderlinge hoekverschil tussen de hoorbuis en het binnen te treden bovengedeelte van de constructie 5 - problemen met de andere middelen die vanaf of vanuit de draagconstructie in de grond worden gedrukt cq gebracht, die bij een geringe beweging of bij een te groot hoekverschil hun functie niet meer kunnen vervullen, of beschadigen.

10 Een voorbeeld van een bestaande constructie is die van

Ocean Drilling Program (ODP), genaamd de "Hard Rock base" (HRB). Een beschrijving is te vinden op de website van ODP. Deze is gebaseerd op een kardan. Naast de eerder genoemde nadelen van een dergelijke constructie mag de hellingshoek van 15 de bodem maximaal 20° bedragen.

Het is een doel van de uitvinding om een draagconstructie te verschaffen, die op betrouwbare wijze op een hellende ondergrond kan werken en die eenvoudig van constructie is en voor grotere hoeken dan 20° kan compenseren cq corrigeren.

20 Dit doel wordt bereikt door een draagconstructie volgens conclusie 1. Het onderste deel kan het vlak van de bodem volgen, ongeacht de helling daarvan. Het bovendeel kan dan op het onderste deel worden geplaatst, zodanig dat een bepaalde gewenste stand behouden blijft. Dit kan bijvoorbeeld de hori-25 zontale stand van een platform zijn, dat deel uitmaakt van het bovendeel. De wrijving tussen de delen van het onderste deel en het bovendeel, die bij het afsteunen met elkaar in contact zijn, geeft tengevolge van het eigen gewicht van het bovendeel een stabiele verbinding tussen de twee delen. Het 30 is dan niet noodzakelijk om na het plaatsen van de constructie nog metingen uit te voeren of om door middel van besturingen en regelingen het platform horizontaal te houden.

In een gunstige uitvoeringsvorm bezit het onderste deel een eerste contactvlak en bezit het bovendeel een tweede con-35 tactvlak, die in de tweede positie met elkaar samenwerkend in contact zijn, en waarbij het eerste contactvlak dan wel het tweede contactvlak tenminste ten dele bolvormig is. In een zeer gunstige uitvoeringsvorm is met het bolvormig contact- 1027337 3 vlak samenwerkend contactvlak tenminste ten dele kegelvormig. Dit is bijzonder gunstig omdat een kegel en een bol onder elke onderlinge hoek met elkaar over een volle cirkel in aanraking zijn, waardoor de wrijving in alle richtingen voor een 5 stabiele positie zorgt.

Desgewenst kunnen natuurlijk extra verbindingsmiddelen zoals klemmen, trekkabels, trekstangen e.d. tussen het onderste deel en het bovendeel worden aangebracht.

De doorsnede van de kegel kan tal van verschillende vor-10 men hebben. Het heeft echter voordeel ten aanzien van de ver-vaardigingskosten wanneer de doorsnede driehoekvormig is.

Om wegglijden van de draagconstructie te voorkomen heeft het voordeel wanneer het onderste deel is voorzien van verankeringsmiddelen voor het verankeren in de bodem.

15 Afhankelijk van de bodemgesteldheid kunnen als veranke- ringsmiddelen platen of pennen of combinaties daarvan zijn aangebracht, die in de bodem doordringen.

Om te voorkomen dat de draagconstructie zelf te diep in de bodem zakt, kan deze worden voorzien van een onderplaat, 20 waarop de constructie op de bodem afsteunt.

Een belangrijk voordeel van de draagconstructie volgens de uitvinding is dat deze geschikt is voor verschillende hellingen en verschillende soorten terrein.

! Wanneer het bovendeel hijsbaar is uitgevoerd, kan dit 25 worden geplaatst en worden verwijderd, bijvoorbeeld om elders weer te worden geplaatst.

Het plaatsen van de draagconstructie kan op eenvoudige wijze plaatsvinden wanneer het onderste deel en het bovendeel met elkaar zijn verbonden door een flexibele verbinding. Deze 30 flexibele verbinding kan bijvoorbeeld worden gevormd door kabels. Het onderste deel hangt dan als het ware aan het bovendeel. Tijdens het neerlaten zijn de delen los van elkaar en flexibel ten opzichte van elkaar opgehangen door de kabels. Het onderste deel zal omdat deze vrij hangt zonder beïnvloed 35 te worden door het bovendeel, vrijelijk de hoek van de helling kunnen aannemen. Nadat deze op de bodem is geland kan het bovendeel, na verder te zijn neergelaten, op het onderste deel komen in de positie waarin het zich hangend bevond zon- 1027337 4 der te worden beïnvloed door het onderste deel. Het bovendeel behoudt tijdens het neerlaten een horizontale stand, zodat deze zonder te worden beïnvloed door de helling van de bodem een stabiel horizontaal vlak creëert.

5 In een speciale uitvoeringsvorm wordt de verbinding ge vormd door één doorlopende kabel, die loopt over schijven waarvan er tenminste één is bevestigd aan het onderste deel en tenminste één is bevestigd aan het bovendeel. Hierdoor blijft de draad altijd onder spanning. In het geval van losse 10 draden kan, omdat het onderste deel bij het plaatsen reeds op één punt steun heeft gevonden, de spanning in de draad wegvallen. Als de spanning in één of twee draden wegvalt, zal het bovendeel lichtelijk kunnen kantelen vanwege de nog aanwezige spanning in de overige draden. Afhankelijk van de ge-15 wichtsverhouding tussen bovendeel en onderste deel kan dit kantelen worden beheerst en tot een minimum worden beperkt. Het kantelen hoeft geen probleem te zijn omdat er voldoende ruimte gekozen kan worden tussen de delen. Dus zodra het onderste deel volledig is ondersteund door de bodem zal in alle 20 draden de spanning wegvallen en zal het bovendeel weer terugkantelen naar zijn oorspronkelijke stand. Dit vraagt echter voldoende ruimte en lengte van de draden. In het geval van een doorlopende draad zal het bovendeel niet kantelen en kan er compacter gebouwd worden. Hiernaast is het mogelijk om met 25 deze uitvoeringsvorm van de uitvinding het bovendeel niet op het onderste deel te zetten, maar de hijsdraden voor te spannen en hiermee de doorlopende draad. Er wordt dan een flexibele verbinding verkregen wat in bepaalde omstandigheden voordeel kan hebben, door bijvoorbeeld bij boorwerkzaamheden 30 een niet te stijve overgang te creëren van de boorpijp in het water naar de boorpijp in het frame. Afhankelijk van de stand van de boorpijp, bijvoorbeeld ten gevolge van de stroming van het water, kan het bovenste deel zich hiernaar instellen. Wanneer dan de schijven zelfinstellend zijn uitgevoerd zal de 35 kabel onder alle omstandigheden soepel door de schijven lopen.

Hoewel daartoe geenszins beperkt, zal de uitvinding zeer geschikt zijn voor het geleiden van een boorbuis, wanneer de 1027337 4.

5 draagconstructie tijdens bedrijf is voorzien van een opening voor het doorlaten van een buis, zoals een hoorbuis.

De uitvinding is toepasbaar op het land maar is bijzonder geschikt om bijvoorbeeld te worden neergelaten op de zee-5 bodem.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht door een beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm, mede aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin:

Fig. 1 - Fig. 3 illustreren het plaatsen van een draag-10 constructie volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding,

Fig. 4 - Fig. 6 illustreren het plaatsen van een draagconstructie volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, 15 Fig. 7 illustreert een derde uitvoeringsvorm van de uit vinding,

Fig. 8 - Fig. 10 illustreren het plaatsen van een draagconstructie volgens een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding, 20 Fig. 11- Fig. 13 illustreren het plaatsen van een draag constructie volgens een vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding, en

Fig. 14 illustreert twee uitvoeringsvormen van veranke-ringsmiddelen om het onderste deel met de bodem te veranke-25 ren.

Fig. 1 toont een draagconstructie in een uitvoeringsvorm van de uitvinding met een onderste deel 1 dat is voorzien van een bolvormig deel 3, en een bovendeel 2 dat is voorzien van een kegelvormig deel 4. Het onderste deel 1 en het bovendeel 30 2 zijn flexibel met elkaar verbonden door middel van kabels 7. De draagconstructie is in fig. 1 getoond hangend aan hijsdraden 6 boven een hellende bodem 5. Het onderste deel is voorzien van een onderplaat om op de bodem te rusten. Aan de onderplaat zijn tevens verankeringsmiddelen 8 aangebracht.

35 In fig. 2 is de gehele draagconstructie gedaald ten op zichte van fig. 1 en is het onderste deel 1 geland op de bodem 5 en rust met onderplaat 19 op de bodem 5. Het bovendeel 2 zweeft nog boven het onderste deel 1. Het onderste deel 1 1027337 < 6 is verankerd met de bodem 5 doordat verankeringsmiddelen 8 in de bodem 5 zijn gezonken. Het onderste deel 1 is gedraaid ten opzichte van het bovendeel 2 en heeft zich aangepast aan het verloop van de bodem 5.

5 In fig. 3 is het bovendeel 2 gezakt op het onderste deel 1. Het bovendeel 2 rust met zijn kegel 4 op de bol 3 van het onderste deel 1. De wrijving die tussen de kegel 4 en de bol 3 optreedt tengevolge van het gewicht vah het bovendeel 2 zorgt voor de stabiele positie van het bovendeel 2. Het bol-10 vormige deel 3 van het onderste deel 1 zorgt in samenwerking met het kegelvormige deel 4 van het bovendeel 2 dat de stand van het bovendeel 2 onveranderd is tijdens het landen op het onderste deel 1. Deze onveranderde stand is geheel onafhankelijk van de helling van de bodem 5.

15 In fig 4-fig. 6 wordt een draagconstructie getoond in een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij het bovendeel 2 is voorzien van een bolvormig deel 3 dat samenwerkt met een kegelvormig deel 4 van het onderste deel 1.

In de uitvoeringsvormen die zijn getoond in fig. 1-fig. 20 6 zijn de samenwerkende delen van het onderste deel 1 en het bovendeel 2 een bolvormig deel 3 en een kegelvormig deel 4.

De uitvinding is echter niet beperkt tot delen met deze vormen.

Fig. 7 toont draagconstructie in een derde uitvoerings-25 vorm van de uitvinding waarbij de flexibele verbinding tussen het onderste deel 1 en het bovendeel 2 van de draagconstructie wordt gevormd door een enkelvoudige doorlopende kabel 11, die over zelfinstellende schijven 10 loopt.

In fig 8-fig. 10 wordt een draagconstructie getoond in 30 een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij het bovendeel 2 is voorzien van een pijp 9 met aan de onderzijde een flens waarop in fig. 8 het onderste deel 1 rust met een aanligvlak. Wanneer het onderste deel 1 op de bodem 5 is geland (fig. 9) kan het bovendeel 2 vrij verder zakken en komt 35 de flens van de pijp 9 los van het aanligvlak van het onderste deel 1. Het bovendeel 2 kan nu in dezelfde stand verder zakken tot het kegelvormig deel 4 van het bovendeel 2 komt te rusten op het bolvormig deel 3 van het onderste deel 1.

1027337 7 t

In fig. 11-fig. 13 wordt een draagconstructie getoond in een vijfde uitvoeringsvorm, soortgelijk aan de vierde uitvoeringsvorm die is getoond in fig. 8-fig. 10. Hier wordt echter pijp 9 geklemd aan het bovendeel 2 door middel van een op af-5 stand bedienbare klemcilinder 12, zodat het bovendeel 2 van i het onderste deel 1 los kan worden gekoppeld en worden ver wijderd, terwijl het onderste deel 2 op de bodem 5 achterblijft. Hiermee is het bijvoorbeeld mogelijk om het bovendeel ! 2 elders te gebruiken en het desgewenst in een later stadium 10 weer te laten terugkeren.

| Tenslotte illustreert fig. 14 twee uitvoeringsvormen van verankeringsmiddelen 8 met de bodem 5. Aan onderplaat 19 zijn zowel pennen 13 als plaat 14 bevestigd. Afhankelijk van de bodemgesteldheid heeft het voordeel om pennen 13 toe te 15 passen of een plaat 14, of een combinatie van deze verankeringsmiddelen 8. Zowel de pennen 13 als de plaat 14, of platen 14 zakken ter verankering geheel of ten dele in de bodem 5.

! 1 027337,

Claims

1. Verplaatsbare draagconstructie voor plaatsing op een bodem (5), met het kenmerk, dat deze een onderste deel (1) en een met dit onderste deel (1) samenwerkend bovendeel 5 (2) omvat, waarbij het onderste deel (1) is ingericht om op de bodem (5) te rusten en een door het verloop van de bodem (5) bepaalde stand in te nemen en het bovendeel (2) een eerste en een tweede positie bezit, waarbij in de eerste positie het bovendeel (2) contactloos hangt boven het onderste deel 10 (1), en in de tweede positie het bovendeel (2) op het onder ste deel (1) afsteunt onder handhaving van een vooraf bepaalde invariante stand.

2. Draagconstructie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het onderste deel (1) een eerste contactvlak be- 15 zit en het bovendeel een tweede contactvlak bezit, die in de tweede positie met elkaar samenwerkend in contact zijn, en waarbij het eerste contactvlak dan wel het tweede contactvlak tenminste ten dele bolvormig is.

3. Draagconstructie volgens conclusie 1 of 2, met 20 het kenmerk, dat het met het bolvormig contactvlak (3) samenwerkend contactvlak (4) tenminste ten dele kegelvormig is.

4. Draagconstructie volgens conclusies 3, met het kenmerk, dat het kegelvormige contactvlak (4) een driehoekvormige doorsnede heeft.

5. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat het bovendeel (2) en het onderste deel (1) zijn voorzien van verbindingsmiddelen (7) voor de verbinding van het onderste deel (1) en het bovendeel (2) .

6. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 30 tot 5, met het kenmerk, dat het onderste deel (1) aan de onderzijde is voorzien van verankeringsmiddelen (8) om het onderste deel met de bodem (5) te verankeren.

7. Draagconstructie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verankeringsmiddelen (8) elementen omvatten 35 uit de groep gevormd door tenminste één plaat (14), tenminste één pen (13), en combinaties hiervan, waarbij deze elementen 1027337 tijdens bedrijf tenminste ten dele in de bodem (5)zijn verzonken.

8. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 tot 7, met het kenmerk, dat het onderste deel (1) is voorzien 5 van een plaat (19) voor het afsteunen van de draagconstructie op de bodem.

9. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat het bovendeel (2) hijsbaar is.

10. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 10 tot 9, met het kenmerk, dat het onderste deel (1) en het bovendeel (2) met elkaar zijn verbonden door een flexibele verbinding (7, 10,11).

11. Draagconstructie volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de flexibele verbinding kabels (7) zijn.

12. Draagconstructie volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verbinding één doorlopende kabel (11) is, die loopt over een eerste schijf (10) die is bevestigd aan het onderste deel (1) en een tweede schijf (10) die is bevestigd aan het bovendeel (2).

13. Draagconstructie volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de eerste schijf (10) en de tweede schijf (10) zelfinstellend zijn uitgevoerd.

14. Draagconstructie volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verbinding een pijp (9) omvat, die is beves- 25 tigd aan één van het onderste deel (1) dan wel het bovendeel (2), waarbij de pijp (9) is voorzien van een flens, en het andere van het onderste deel (1) en het bovendeel (2) is voorzien van een, in de eerste positie met de flens samenwerkend, aanlegvlak.

15. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 tot 14, met het kenmerk, dat de draagconstructie is voorzien van een opening voor het doorlaten van een buis, zoals een hoorbuis.

16. Draagconstructie volgens één van de conclusies 1 35 tot 15, met het kenmerk, dat de draagconstructie is uitgerust voor bedrijf onder water. 1027337