NL1040599C2 - Werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een buispaal. - Google Patents

Description

Titel: Werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een buispaal.

De uitvinding betreft werkmethoden met behulp van technische offshore-constructies 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 als bijvoorbeeld: het verticaliseren van zeer zware volumineuze geheel of gedeeltelijk holle lichamen, zoals bijvoorbeeld een buisvormige holle 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, zoals aangegeven in de overeenkomstige patentaanvraag onder nummer: NL 1040267.

Voor het horizontaal aanvoeren van de buislichamen kan gebruik gemaakt worden van pontons, schepen, hefeilanden, e. d., maar er kam ook, volgens onderhavige uitvinding gebruik gemaakt worden van het zelfdrijvende vermogen van de afsluitbare holle buislichamen zelf, eventueel aan de buitenzijde voorzien van uitwendige gecompartimenteerde ommanteling om het drijfvermogen van bijvoorbeeld de buispaal (monopile) te vergroten.

Bij het verticaliseren van holle buislichamen wordt doorgaans gebruik gemaakt van één of meerdere kolossale hijskranen op een drijvend platform, hefeiland e.d. doch bij onderhavige uitvinding wordt slechts gebruik gemaakt van een veel lichtere kraan om het holle drijflichaam in het water min of meer spontaan te laten kantelen én te verticaliseren zonder verder gebruik te maken van extra lieren e.d.om de hijscapaciteit te vergroten.

Bij onderhavige uitvinding wordt middels de opdrijvende "kracht" van het holle lichaam in het water uitdrukkelijk het kenmerk bewerkstelligd, dat de omhooghoud-kracht niet in zijn geheel opgebracht hoeft te worden door het benodigde hef- of hijsmechanisme, dat volgens onderhavige uitvinding in hoge mate bijgestaan wordt door het opdrijvende vermogen van het afsluitbare holle lichaam. Om het opdrijvende vermogen van het betreffende holle lichaam te vergroten, is het mogelijk om aan het inwendig afgedichte holle lichaam een gecontroleerde overmaat aan lucht, stikstof e.d. toe te voegen ( middels bijvoorbeeld een compressor e.d.), zodanig dat als de onderstop na het verticaliseren aan de onderzijde verwijderd wordt of middels een waterkraantje geleidelijk in open verbinding komt, er in het holle lichaam slechts een geringe waterstop aan de onderzijde ontstaat. Deze waterstop dient er ook voor om ten gevolge van de verticale wisselingen van het waterniveau asm het oppervlak er weinig of geen lucht/stikstof uit het holle lichaam ontsnapt.

Denkbaar is om uit te gaan van een gecompartimenteerd hol lichaam, zodanig dat het al dan niet op drukgébrachte opdrijf vermogen bij het verticaliseren maximaal is en de vereiste hijscapaciteit van het hijsmechanisme zo klein mogelijk is.

Mocht het holle lichaam voorzien zijn van afsluitbare holle compartimenten, die om het kantelen te bevorderen vol met: water gezet zijn, dan is middels de voornoemde overdruklucht mogelijk om dit "kantelwater" gecoördineerd weg te drukken en te vervangen door lucht e.d., zodat de holle met lucht/stikstof gevulde ruimten weer bij kunnen dragen aan het verlangde opdrijf vermogen van de holle compartimenten.

Als voorbeeld zullen het transport, het in verticale positie brengen en het plaatsen van een fundatie-inrichting, zoals een monopile voor een windmolen volgens onderhavige werkmethoden nader worden toegelicht, uitgaande van een te verankeren hefplatform (jack-up), waarvandaan middels een relatief lichte hijsmechanisme de fundatie-inrichting(en) verticaal geplaatst kunnen 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, borgvoorzleningen voor de ankerpalen van het hefplatform, af meer- en tuisystemen, verankersystemen, e.d., alsmede mogelijk een fundatie inrichting, zoals een boorinstallatie (hei-installatie) e.d.

De constructieve 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 evenals het toepassen van een ander gas, dan lucht.

Zo is de uitvinding toepasbaar bij omgekeerde werkwijze, waarbij sprake is van dé-installeren (afgedicht, vol met lucht gepompt, eruitgehesen en in horizontale ligging terug te vervoeren naar het vaste land om aldaar horizontaal, dan wel verticaal bijvoorbeeld tegen de kade te lossen, waarbij dan ook een relatief lichte hijsmechanisme benodigd is.

Corresponderende werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent verticaliseren op zee en eventueel onder woelige zeeomstandigheden zal aan de hand van de Fig. 1 tot en met Fig.4 beschrijvend worden toegelicht.

Fig.l toont de aan het hijsmechanisme gekoppelde drijvende monopile.

Fig.2 toont een tussenstand van het verticaliseren van de monopile.

Fig.3 toont schematisch de situatie waarbij de onderste plug verwijderd is.

Fig.4 toont de geverticaliseerde monopile.

Fig.l toont de aan het hijsmechanisme 1 gekoppelde drijvende monopile 2, die zowel aan de kopse zijde 3 als aan de bodemzijde 4 stevig afgesloten is door respectievelijk de schematisch aangegeven pluggen 5 en 6. Het hijsmechanisme 1 is in dit voorbeeld de monopile 2 aan het ophijsen ter plaatse van het buishijspunt 7, dat richting de kopse zijde 3 voorbij het zwaartepunt 8 ligt.

Voor de duidelijkheid is in de zeebodem 9 de inzetplaats 10 reeds gemarkeerd weergegeven.

Ter onderscheiding van de overeenkomstige patentaanvraag onder nummer: NL 1040267 wordt of is de monopile 2 gevuld door een niet nader aangegeven luchtcompressor met een vooraf berekende overdruk aan lucht, vandaar dat de afsluitpluggen 5 en 6 stevig en lekdicht vastzitten aan de monopile 2.

Verder is in de onderste afsluitplug 6 een op afstand bestuurd open/dichte waterkraan aangébracht met als funktie om geleidelijk water in te laten, indien nodig. Vanzelfsprekend kunnen de afsluitpluggen 5 en 6 over de buitenkant van de monopile 2 aangébracht zijn.

Fig.2 toont een tussenstand van het verticaliseren van de monopile 2, waarbij de pluggen 5 en 6 de holle monopile waterdicht c.q. luchtdicht afgesloten houden, zodat evenals bij de vorige methode hierbij gebruik gemaakt wordt van het opdrijvende vermogen van de inwendig holle ruimte van de monopile 2.

Fig.3 toont schematisch de situatie waarbij de onderste plug 6 op een niet nader aangegeven wijze verwijderd is van de bodemzijde 4, waarbij vooraf aan de verwijdering van de onderste plug 6 er geleidelijk door een bestuurd open/dicht-kraantje 11 zoveel zeewater ingelaten wordt, dat er een gering waterslot 12 ontstaat, dat voldoende is om de gewenste luchtdruk in de monopile 2 te behouden. Het waterslot 12 moet immers de wisselingen van het waterniveau aan het oppervlak zodanig opvangen, dat de lucht in de monopile 2 blijft of niet teveel ontsnapt.

Volgens onderhavige uitvinding wordt aan de binnenzijde van de monopile "berekende" overdruk van de lucht de verplaatste hoeveelheid water (in overeenstemming met de opwaartse waterdruk) gemaximaliseerd en dientengevolge het effectieve hijsgewicht van de geverticaliseerde monopile 2 geminimaliseerd, zodat voor het hijsmechanisme 1 een geringere hijscapaciteit vereist is dan zonder overdruk aan lucht aan de binnenzijde van de monopile 2. Vanzelfsprekend is de "berekende" overdruk van de lucht af te stemmen op het benodigd te verminderen hijsgewicht in plaats van het maximaal te verminderen hijsgewicht.

Fig.4 toont de geverticaliseerde monopile 2, waarbij het hijsmechanisme 1 alleen maar dienst doet om de monopile verticaal te houden en de vervolgwerkzaamheden zoals verankeren en/of trillen, drukken, boren, heien, e.d. begonnen kunnen worden.

Claims (5)

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

2. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een groot hol lichaam in zee, zoals een buispaal e.d. volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het benodigde hijsvermogen van het hijsmechanisme daardoor kleiner kan zijn, dan zonder gébruik te maken van het opdrijvend vermogen.

3. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een groot hol lichaam in zee, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 en 2 met het kenmerk, dat door het op verhoogde gasdruk zetten van het holle afgesloten lichaam het opdrijfvermogen na het verwijderen van de onderstop aanmerkelijk hoger is dan zonder de verhoogde gasdruk of juist (indien gewenst) lager bij een verlaagde gasdruk.

4. De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een groot hol lichaam in zee, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 tot en met 3 met het kenmerk, dat ter voorkoming van een opdrijfovergang vóór het verwijderen van de onderstop er geleidelijk een geringe hoeveelheid water (waterprop)in de holle ruimte gezet wordt. Deze waterprop dient er ook voor om te voorkomen, dat er geen of niet teveel lucht/gas ontsnapt uit de buispaal ten gevolge van verticale wisselingen van het waterniveau aan de wateroppervlakte (verticale golfbewegingen).

5.De uitvinding heeft betrekking op werkmethoden en constructieve uitvoeringen omtrent het rechtop plaatsen van een groot hol lichaam in zee, zoals een buispaal e.d. volgens de conclusies 1 tot en met 4 met het kenmerk, dat de onderhavige methoden toepasbaar zijn bij omgekeerde werkwijze, waarbij sprake is van dé-installeren.