NL1040267C2 - Werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent transport en/of rechtop plaatsen van buispaal. - Google Patents

Description

Titel: Werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent transport en/of rechtop plaatsen van buispaal.

De uitvinding betreft werkmethoden met behulp van technische offshore-constructies om één of meerdere kolossale lichamen al dan niet drijvend horizontaal te transporteren op zee om op locatie op gewenste diepte verticaal gestabiliseerd af te zinken en/of te plaatsen en/of te verankeren en/of te trillen, drukken, boren, heien, etc.

Hierbij betreft het bijvoorbeeld het verticaliseren van zeer zware volumineuze lichamen, zoals bijvoorbeeld een buisvormige fundatie met een diameter van bijvoorbeeld 7 meter, een lengte van bijvoorbeeld 75 meter en een massagewicht van bijvoorbeeld 1000 ton, die op locatie op een grote zeediepte verticaal te plaatsen (verticaliseren) is onder eventuele woelige zeeomstandigheden.

Voor het horizontaal aanvoeren van de buislichamen kan gebruik gemaakt worden van pontons, schepen, hefeilanden, e. d. , ^ar er kan ook gebruik gemaakt worden van het zelfdrijvend vermogen van de afsluitbare holle buislichamen zelf, eventueel aan de buitenzijde voorzien van uitwendige gecompartimenteerde ommanteling om het drijfvermogen van de buispaal (monopile) te vergroten; deze ommanteling kan bestaan uit U-vormige gecompartimenteerde drijflichamen (ook wel floaters of floating balloon bodies genaamd, maar kan ook bestaan uit een of meerdere gecompartimenteerde geluidsschermen, die bij het verticaal hijen, trillen, boren, drukken, etc. een extra geluidsdempende functie hebben.

Hierbij wordt doorgaans gébruik gemaakt van een hefplatform (jack up vessel) voorzien van een hef/daalinstallatie in combinatie met een kantel/hef-mechanisme (zoals bijvoorbeeld een hijsmechanisme, A-frame, horizontaal transportsysteem met een kantel mechanisme) ; kortom een kan telmechanisme, waarbij het zwaartepunt van het te plaatsen lichaam van bovenaf bezien voorbij het kantelpunt zit en waarbij het te plaatsen lichaam gecontroleerd gekanteld kan worden door bijvoorbeeld een lier aan de andere zijde van het kan telmechanisme of door een hef/daalmechanisme in combinatie met het te plaatsen lichaam, dat drijvend in het water lig; het opkantelen van het te plaatsen lichaam gebeurt hierbij in het water, waarbij het opkantelen van het te plaatsen lichaam plaats vindt met behulp van het opdrijvend vermogen van het te plaatsen lichaam.

Doorgaans kan vanaf het installatiehulpmxddel (bijvoorbeeld een: hefplatform) het te plaatsen lichaam de zeebodem ingeboord, ingedrukt, ingetrild of geheid worden e.e.a. volgens de NL patentaanvraag onder nummer NL 1037214.

Bij onderhavige uitvinding wordt middels de opdrijvende "kracht" van het holle lichaam in het water uitdrukkelijk het kenmerk bewerkstelligd, dat de opdrijvende "kracht" niet opgebracht hoeft te worden door het benodigde hefmechanisme (bijvoorbeeld: een hijshijsmechanisme); het te plaatsen lichaam kan ook aan de topzijde of elders vastgehouden worden om vervolgens gecontroleerd te kantelen door aan de bodemzijde van het te plaatsen i lichaam afsluitbare compartimenten vol met water te laten lopen!

Hierbij kunnen eventueel verwijderbare afsluitdeksel(s) gebruikt worden om de buis stevig en lekkagevrij lucht in te sluiten. In het geval, dat het holle lichaam niet geheel aan de onderzijde is afgesloten, kan extra drijfvermogen worden gecrëerd door extra lucht in brengen; het zogenaamde uitdrukken van de waterprop, die aan de onderzijde ontstaat, als het te installeren lichaam dieper in het water komt te steken.

Als voorbeeld zal het transport, het in verticale positie brengen en het plaatsen van een fundatieinrichting voor een windmolen volgens onderhavige werkmethoden nader worden toegelicht, uitgaande van een te verankeren hefplatform (jack-up), waarvandaan middels een relatief lichte hijsmechanisme de fundatieinrichting (en) verticaal geplaatst worden om vervolgens in de zeebodem geboord, gedrukt, ingetrild of geheid te worden.

Bovendien kan het beoogde hefplatform, zoals veelal gebruikt in de offshore industrie, bevatten: een antischommelsysteem, drijftanks, borgvoorzieningen voor de ankerpalen van het hefplatform, afmeer- en tuisystemen, verankersystemen, e.d., alsmede mogelijk een fundatieinrichting zoals een boorinstallatie (hei-installatie) e.d.

De uitvoering van de fundatie—inrichting valt verder buiten de onderhavige uitvinding, anders dan dat het een kollossale holle eenheid is, die op woelige zee op eventueel grote diepte stabiel geplaatst moet worden en voldoende diep en stevig verankerd moet worden, ongeacht de waterstromingen, wind e.d.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de in de beschrijving en de tekeningen getoonde uitvoerings-voorbeelden. Deze en vele vergelijkbare variaties zijn mogelijk en worden geacht binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding te vallen.

Zo behoort het in schuine stand plaatsen eveneens tot onderhavige uitvinding.

Zo is de uitvinding toepasbaar bij omgekeerde werkwijze, waarbij sprake is van dé-installeren en terug te vervoeren naar het vaste land om aldaar horizontaal, dan wel verticaal tegen of op de kade te lossen, waarbij dan ook een relatief lichte hijshijsmechanisme benodigd is. Corresponderende werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent verticaliseren op zee en eventueel onder woelige zeeomstandigheden zal aan de hand van de Figuren 1 tot en met Figuur 12 beschrijvend worden toegelicht.

Fig.l toont een zijaanzicht op schematisch aangegeven hefplatform met een liggend aangevoerde monopile.

Fig.2 toont een bovenaanzicht op schematisch aangegeven hefplatform met een liggend aangevoerde monopile uit Fig.1.

Fig.3 toont de rechtopgeplaatste monopile uit Fig.l en Fig.2.

Fig.4 toont een monopile met een uitneembare plug en een vaste plug.

Fig.5 toont een uitwendig verwijderde bodemplug.

Fig.6 toont een op of in de zeebodem staande monopile, rechtop gehouden door de hijskabel

Fig.7 toont de aan de hijsmechanisme gekoppelde drijvende monopile.

Fig.8 toont een tussenstand van het verticaliseren van de monopile.

Fig.9 toont schematisch het verwijderen van de onderste plug.

Fig.10 toont de geverticaliseerde monopile.

Fig.ll toont het zeetransport van een drijvend gehouden monopile.

Fig.12 toont het ophijsen van de drijvende monopile ter plaatse van de gewenste locatie op zee.

Fig.13 toont het verticaliseren van de drijvende monopile op de gewenste locatie op zee.

Fig.l toont een zijaanzicht op en schematisch aangegeven hefplatform 1 met een liggend aangevoerde holle monopile 2, waarbij het wegneembaar bodemdeksel 3 geplaatst is op een dusdanige wijze, dat de dubbeluitgevoerde dekselkabels 4 (gestippeld getekend) via of ter plaatse van het monopile-draaipunt 5 aangetrokken, dan wel gevierd kunnen worden, ongeacht de ligging of stand van de monopile ten opzichte van het hefplatform 1.

Het monopile-draaipunt 5 is aangebracht aan de kop 6 van het kantelframe 7, dat stevig en onwrikbaar aangebracht is op de lange zijde 8 vanhet hefplatform 1, zodanig, dat in Fig.1 het zwaartepunt 9 van de monopile 2 boven het hefplatform 1 ligt.

Bij de ligging van het monopile-zwaartepunt 9 voorbij het draaipunt 5 zal de monopile 2 tegengehouden moeten worden tegen draaien middels een lier.

Verder is in Fig.l het golvende zeeoppervlak 10, de hefplatformpoten 11 en de zeebodem 12 schematisch zichtbaar gemaakt.

Fig.2 toont een bovenaanzicht op schematisch aangegeven hef platform 1 met een liggend aangevoerde monopile 2 uit Fig.1.

De schematisch aangegeven hijsinstallatie 13 is gekoppeld getekend aan de schematisch weergegeven afneembare kophijsconstructie 14 van de monopile 2. Deze kophijsconstructie 14 kan een tril-, druk-, boor- of heikopinstallatie of delen daarvan e.d. zijn.

De hijsinstallatie 13 heeft een hijscapaciteit, dat bij deze uitvinding ontoereikend is om de gehele monopile 2 te kunnen hijsen, vandaar dat de holle monopile 2 waterdicht afgedicht kan zijn met een bodemdeksel 3, waarmee een opdrijvend vermogen gecrëerd wordt, zodra de onderzijde van de monopile onder het zeeoppervlak 10 komt. Vanzelfsprekend kan als alternatief een monopile 3 met een open bodemzijde gekozen worden en toch lucht insluiten en daardoor kan ook een drijvend vermogen gecrëerd worden.

Fig.3 toont de rechtopgeplaatste monopile 2 uit Fig.l en Fig.2, waarbij de draaiing 14 en de schematisch weergegeven hijshijsmechanisme met hijskabel 15 weergegeven is, terwijl de monopile 2 nog vastzit in het draaipunt 5 en het bodemdeksel 3 de monopile aan de onderzijde hermetisch afsluit.

Fig.4 toont een monopile 16 met een uitneembare plug 17 en een vaste plug 18 of 19, waarmee de monopile 16 gecompartimenteerd uitgevoerd is en als zodanig gevuld met lucht een opdrijvend vermogen bezit, zodat de hijskabel 15 minder te hijsen heeft en derhalve de niet nader aangegeven hijsmechanisme van een lichter kaliber kan zijn.

Fig.5 toont een uitwendig verwijderde bodemplug 17. Bij het verwijderen van de plug 17 zal het waterniveau in de monopile 19 omhoogstijgen, waardoor het draagvermogen verminderd wordt en de monopile 16 verticaal in de richting van de zeebodem 12 beweegt (kan bewegen), terwijl het waterniveau 20 in de monopile 16 enigszins naar boven stijgt. Als de pluggen 18 of 19 niet verwijderd worden, dan zal tijdens het in de zeebodem 12 trillen, drukken, boren of heien, e.d. door een niet nader te omschrijven overdrukmechanisme de oplopende inwendige luchtdruk afgevoerd dienen te worden.

Fig.6 toont een op of in de zeebodem 12 staande monopile 16, rechtop gehouden door de hijskabel 15, waarna het trillen, drukken, boren of heien e.d. kan aanvangen.

Het behoort tot de mogelijkheden, dat bij het verticaliseren van de monopile 16 er reeds de tril-, druk-, boor- of heiappendage is aangebracht, zodat na het verticaliseren direct met de vervolgwerkzaamheden aangevangen kan worden.

Fig.7 tot en met Fig.10 tonen het verticaliseren op basis van een drijvende monopile 21 in zee in combinatie van een hefplatform 22, voorzien van een hijsmechanisme 23, welke mogelijk een hefvermogen heeft, dat kleiner is dan het gewicht van de monopile 21.

Fig.7 toont de aan de hijsmechanisme 23 gekoppelde drijvende monopile 21, die zowel aan de kopse zijde 24 als aan de bodemzijde 25 afgesloten is door respectievelijk de schematisch aangegeven pluggen 26 en 27.

Het: hijsmechanisme 23 gaat in dit voorbeeld de monopile 21 ophijsen ter plaatse van het buishijspunt 28, dat richting de kopse zijde 24 voorbij het zwaartepunt 29 ligt.

Voor de duidelijkheid is in de zeebodem 12 de inzetplaats 30 reeds gemarkeerd getekend.

Fig.8 toont een tussenstand van het verticaliseren van de monopile 21, waarbij de pluggen 26 en 27 de holle monopile waterdicht c.q luchtdicht afgesloten houden, zodat evenals bij de vorige methode hierbij gebruik gemaakt wordt van het opdrijvend vermogen van de inwendig holle ruimte van de monopile 21.

Fig.9 toont schematisch het verwijderen van de onderste plug 27, waarbij het waterniveau 31 aan de binnenzijde van de monopile 21 aangegeven is en waarbij er nog steeds sprake is van een opdrijvend vermogen van de monopile 21.

Fig.10 toont de geverticaliseerde monopile 21, waarbij het hijsmechanisme 23 alleen maar dienst doet om de monopile verticaal te houden en de vervolgwerkzaamheden aangevangen kunnen worden.

In Fig.ll tot en met Fig.13 worden de achtereenvolgende stappen weergegeven om een drijvend gehouden monopile te verticaliseren.

Fig.ll toont het zeetransport van een drijvend gehouden monopile 32, dat voorzien is van een al dan niet gecompartimenteerd drijf lichaam 33 (dit kunnen er ook meerdere zijn). Het gemotoriseerde schip 34 trekt de drijvend gehouden (open of dichte) monopile 32 naar de gewenste lokatie. Het al dan niet gecompartimenteerde drijf lichaam 33 is in dit voorbeeld middels inwendige tussenschotten 34 en 35 in een drietal delen verdeeld, die onafhankelijk van elkaar gevuld kunnen worden met zeewater of lucht, waardoor ze minder of meer drijvend vermogen kunnen krijgen.

Fig.12 toont het ophijsen van de drijvende monopile 32 ter plaatse van de gewenste locatie op zee.

Middels het hefplatform 36, voorzien van een hijshijsmechanisme 37 - mogelijk met een hefvermogen kleiner rfan het gewicht van de monopile 32-, wordt het gecompartimenteerde drijflichaam 33 inclusief de omsloten monopile 32 geverticaliseerd, waarbij de luchtkamers 38 en/of 39 en/of 40, voor zover onder de waterlijn 41 begevend, al dan niet geheel of gedeeltelijk vol met water gezet kunnen worden, zodat de monopile 32 naar de zeebodem 12 gaat bewegen.

Fig.13 toont het verticaliseren van de drijvende monopile 32 op de gewenste locatie op zee.

De luchtkamers 38, 39 en/of 40 kunnen hierbij een opdrijvende functie verkrijgen door meer lucht te bevatten. Een gëeigend meet- en regelsysteem kan hiervoor zorgdragen.

Kortom: Bij diverse werkmethoden wordt gebruik gemaakt van het opdrijvend vermogen om een hol lichaam te verticaliseren op zee met een relatief lichte I hijsmechanisme.

i

Claims (6)

1. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. met het kenmerk, dat gebruik gemaakt wordt van het opdrijvend vermogen in water van het holle lichaam.

2. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het hijsvermogen van het benodigde hijsmechanisme daardoor relatief klein kan zijn.

3. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 en 2 met het kenmerk, dat bij toepassing van een onderste afsluitbare buisplug, deze uitneembaar kan zijn tijdens het vertical!seren. Zo niet, dan dient door de oplopende luchtdruk lucht afgelaten te worden, evenals bij de ingesloten lucht zonder buisplug.

4. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 tot en met 3 met het kenmerk, dat bij drijvend transport middels gecompartimenteerde drijflichamen deze opdrijvende lichamen ook ingezet kunnen worden bij het verticaliseren en als zodanig volgens onderhavige uitvinding een lichter hij smechanisme vereisen.

5. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 tot en met 4 met het kenmerk, dat de methoden toepasbaar zijn bij omgekeerde werkwijze, waarbij sprake is van deins tal leren en terug te vervoeren naar het vaste land om aldaar horizontaal, dan wel verticaal tegen of op de kade te lossen.

6. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent zeetransport en/of rechtop plaatsen van een groot hol lichaam, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 tot en met 5 met het kenmerk, dat bij dé-installeren en terug te vervoeren naar het vaste land om aldaar horizontaal, dan wel verticaal tegen of op de kade te lossen er een relatief lichte hijsmechanisme benodigd is.