NL192981C

NL192981C - One-point anchoring system for mooring a floating vessel.

Info

Publication number: NL192981C
Application number: NL9301374A
Authority: NL
Inventors: Karl Andreas Bruun Urdshals; Hans Jacob Hvide; Alan Gregory Hooper
Original assignee: Nortrans Eng Group Pteltd
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1998-07-03
Also published as: NL9301374A; NL192981B

Description

1 192981 Eénpunts-verankeringssteisel voor het af meren van een drijvend vaartuig1 192981 One-point anchorage for mooring a floating vessel

De uitvinding heeft betrekking op een éénpunts-verankeringsstelsel voor het afmeren van een drijvend vaartuig alsmede voor het transporteren van een vloeistof door ten minste één flexibele transportleiding 5 tussen het vaartuig en een onderwater-pijpleiding, omvattende een boei/schamierarmconstructie welke geheel onder water is aangebracht en bestaande uit een schamierarm die aan zijn ene zijde is verbonden met een voetstuk, dat zich op de zeebodem bevindt en aan zijn andere zijde verbonden is met de onderkant van een boei met drijfvermogen, waarbij ten minste één meertros met een uiteinde is verbonden met de boei/scharnierarmconstructie door een meertrosdraaikoppeling en met het tegenovergestelde uiteinde 10 daarvan koppelbaar is met het vaartuig, en waarbij ten minste één flexibele transportleiding met een uiteinde daarvan is verbonden met eerste vloeistof-transportmiddelen van de boei/schamierarmconstructie en met het andere uiteinde daarvan koppelbaar is met tweede vloeistof-transportmiddelen in het vaartuig.The invention relates to a one-point anchoring system for mooring a floating vessel as well as for transporting a liquid through at least one flexible transport pipe 5 between the vessel and an underwater pipeline, comprising a buoy / hinge arm construction which is completely underwater and consisting of a hinge arm connected on one side to a pedestal, located on the sea bed and on its other side connected to the bottom of a buoyancy buoy, at least one mooring being connected at one end to the buoy / articulated arm structure is moored by a mooring swivel coupling and with its opposite end 10 can be coupled to the vessel, and at least one flexible transport pipe with one end thereof being connected to first liquid transporting means of the buoy / hinge arm construction and coupled to the other end thereof with second liquid f-means of transport in the vessel.

Een dergelijk stelsel is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.273.066 (figuur 3A). Dit bekende stelsel is echter gebaseerd op het toepassen van een vloeistof-draaikoppeling bovenop de schamierarm van 15 de boei/schamierarmconstructie en maakt gebruik van een leiding-geleidingsarm bevestigd aan de vloeistof-draaikoppeling om de rotatie van de vloeistof-draaikoppeling te vergemakkelijken.Such a system is known from U.S. Patent 4,273,066 (Figure 3A). However, this known system is based on the use of a fluid swivel on top of the hinge arm of the buoy / hinge arm structure and uses a conduit guide arm attached to the fluid swivel to facilitate rotation of the fluid swivel.

In het algemeen is het toepassen van een vloeistof-draaikoppeling op een boei/schamierarmconstructie een tamelijk ingewikkelde oplossing en is steeds vatbaar voor lekkageproblemen bij de vloeistof-j draaikoppeling gedurende het gebruik van het stelsel. Vergelijkbare lekkageproblemen kunnen ook 20 aanwezig zijn in het tegenoverliggende einde van de leiding, dat aan het vaartuig koppelbaar is.In general, applying a fluid swivel to a buoy / hinge arm construction is a rather complex solution and is always prone to leakage problems with the fluid swivel during use of the system. Similar leakage problems can also be present in the opposite end of the pipe, which can be coupled to the vessel.

Een belangrijk doel van de uitvinding is om deze problemen op een eenvoudige manier op te lossen door het toepassen van tamelijk simpele en ongecompliceerde middelen.An important object of the invention is to solve these problems in a simple manner by applying fairly simple and straightforward means.

Het is verder een doel van de uitvinding om vloeistof te transporteren in onderling gescheiden leidingen tussen het eerste vloeistof-transportorgaan van de vloeistof-schamierarmconstructie en het vloeistof-25 transportorgaan van het vaartuig. In de praktijk kan een aantal gescheiden leidingen worden toegepast.It is a further object of the invention to transport liquid in mutually separated conduits between the first liquid transport member of the liquid hinge arm construction and the liquid transport member of the vessel. In practice, a number of separate pipes can be used.

De uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de eerste vloeistof-transportmiddelen zijn ondergebracht in de boei en zodanig zijn opgesteld dat deze in het horizontale vlak naar het drijvende vaartuig wijzen, en dat de flexibele transportleiding niet roteerbaar is verbonden met de eerste vloeistof-transportmiddelen aan de bovenkant van de boei en verticaal boven de meertrosdraaikoppeling, en roteerbaar is verbonden met de 30 tweede vloeistof-transportmiddelen van het vaartuig, door middel van een vloeistof-draaikoppeling (swivel), die is ondergebracht in of aan de romp van het vaartuig en van het zeewater is afgesloten.The invention is characterized in that the first liquid transporting means are accommodated in the buoy and are arranged such that they point in the horizontal plane towards the floating vessel, and that the flexible transporting pipe is not rotatably connected to the first liquid transporting means at the top from the buoy and vertically above the mooring swivel, and is rotatably connected to the vessel's second fluid transport means, by means of a fluid swivel, housed in or on the hull of the vessel and of the seawater is closed.

Volgens de uitvinding is de of elke flexibele transportleiding verhinderd te roteren ten opzichte van de boei/scharnierarmconstructie, maar kan in verschillende richtingen ten opzichte van de boei/ schamierarmconstructie buigen gedurende veranderingen in de koers van het vaartuig. Hierdoor is op een 35 simpele en zekere wijze een lekkagevrije verbinding tussen de leiding of leidingen en de boei/ schamierarmconstructie mogelijk.According to the invention, the or each flexible transport conduit is prevented from rotating with respect to the buoy / hinge arm construction, but can bend in different directions relative to the buoy / hinge arm construction during changes in the course of the vessel. This allows a leak-free connection between the pipe or pipes and the buoy / hinge arm construction in a simple and secure manner.

Aan het andere einde van de flexibele leiding wordt een eenvoudig toegankelijke vloeistof-draaikoppelingsverbinding toegepast, welke is aangebracht aan de romp van het verankerde vaartuig, zodat dit vrij kan draaien onder invloed van wind en stroming om de boei/schamierarmconstructie zonder de 40 vloeistofleiding of -leidingen te verdraaien. De in de romp van het vaartuig aangebrachte vloeistofdraai-koppeling is minder gevoelig voor schade en slijtage en bovendien gemakkelijk toegankelijk voor onderhoud en reparatie. Daar de leiding of leidingen die het vaartuig met de boei/schamierarmconstructie verbinden niet ten opzichte van de boei/schamierarmconstructie kunnen roteren, dient de vloeistof-draaikoppelingsverbinding in het vaartuig elke verdraaiingswerking van de leiding ongedaan te maken als 45 het vaartuig om de boei/schamierarmconstructie roteert ten gevolge van omgevingsinvloeden.At the other end of the flexible conduit, an easily accessible fluid-swivel joint is applied, which is fitted to the hull of the anchored vessel so that it can rotate freely under the influence of wind and current around the buoy / hinge arm construction without the fluid conduit or - twist pipes. The fluid rotary coupling installed in the hull of the vessel is less susceptible to damage and wear and is also easily accessible for maintenance and repair. Since the conduit or lines connecting the vessel to the buoy / hinge arm assembly cannot rotate relative to the buoy / hinge arm assembly, the fluid pivot connection in the vessel must reverse any twisting action of the conduit as the vessel around the buoy / hinge arm assembly rotates due to environmental influences.

Opgemerkt wordt dat op zich bekend is uit US-A-4.606.727 een verankerde afmeerboei die in een vaartuig is opgenomen en waarbij een eerste flexibele transportleiding roteerbaar is verbonden met een tweede transportleiding van het vaartuig door middel van een in het vaartuig opgestelde draaikoppeling.It is noted that known per se from US-A-4,606,727 is an anchored mooring buoy which is incorporated in a vessel and wherein a first flexible transport line is rotatably connected to a second transport line of the vessel by means of a rotary coupling arranged in the vessel.

Het specifieke stelsel volgens de uitvinding is hieruit echter niet bekend en kan hieraan niet worden 50 ontleend.However, the specific system according to the invention is not known from this and cannot be derived from it.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding ondersteunt een armmechanisme verbonden met een meertrosdraaikoppeling, aangebracht aan de bovenkant van de boei, de flexibele leiding op afstand van de boei door middel van een geleider welke de flexibele leiding over een beperkte afstand axiaal laat bewegen ten opzichte van de geleider en om zijn as laat zwenken met betrekking tot de geleider.In an advantageous embodiment of the invention, a arm mechanism connected to a mooring rotary joint mounted at the top of the buoy supports the flexible conduit remote from the buoy by means of a guide that allows the flexible conduit to move axially relative to a limited distance from the guide and pivot about its axis with respect to the guide.

55 Hierdoor wordt een onbedoeld buigen en/of ineendraaien van de vloeistofleiding bij de boei/ schamierarmconstructie voorkomen en wordt voorzien in een meer gestuurde geleiding van de leiding-opstelling bij de boei/schamierarmconstructie.55 This prevents accidental bending and / or twisting of the liquid line at the buoy / hinge arm construction and provides a more controlled guidance of the line arrangement at the buoy / hinge arm construction.

192981 2 ' τ192981 2 'τ

Wanneer twee of meer vloeistofleidingen zijn verbonden tussen het vaartuig en de boei/ scharnierarmconstructie kan voorts op voordelige wijze een gestuurde geleiding worden bereikt doordat twee of meer flexibele leidingen onafhankelijk in axiale richting over een beperkte afstand in een geleidings-schoen kunnen bewegen en onafhankelijk draaien om hun as in de geleidingsschoen, terwijl de geleidings-5 schoen om zijn as in de geleider kan zwenken.Furthermore, when two or more fluid lines are connected between the vessel and the buoy / articulated arm structure, a steered guidance can be advantageously achieved by allowing two or more flexible lines to move independently in a axial direction over a limited distance in a guide shoe and rotate independently to their axis in the guide shoe, while the guide shoe can pivot about its axis in the guide.

Ook is op voordelige wijze, om de gestuurde geleiding van de vloeistofleiding op een extra veilige manier te bereiken, in het verankeringsstelsel volgens de uitvinding de geleider zwenkbaar om een eerste horizontale as in een ruimte tussen twee armen van het armmechanisme.Advantageously, in order to achieve the controlled guidance of the liquid line in an extra safe manner, in the anchoring system according to the invention the guide is pivotable about a first horizontal axis in a space between two arms of the arm mechanism.

Meer in het bijzonder is op voordelige wijze het armmechanisme zwenkbaar bevestigd aan de boei of 10 aan een meertrosdraaikoppeling op de boei en zwenkbaar om een tweede horizontale as parallel in het verlengde met de eerste horizontale as.More particularly, the arm mechanism is advantageously pivotally attached to the buoy or to a mooring rotary joint on the buoy and pivotable about a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis.

De voorgaande en andere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvorm, in samenhang met de tekening, 15 waarin: figuur 1 een schematische weergave is van een verankeringsstelsel dat een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding vormt; figuren 2A-2C weergaven zijn van drie verschillende typen meertrosverbindingen welke kunnen worden toegepast bij het stelsel volgens figuur 1; 20 figuur 3 een gedeeltelijk zijaanzicht in doorsnede is van een vloeistof- draaikoppelingsverbindingssamenstel toegepast bij het stelsel volgens figuur 1; figuur 4 een schematisch blokdiagram is van een besturingsstelsel voor een motor voor het vloeistof-draaikoppelingsverbindingssamenstel volgens figuur 3; figuur 5 een zijaanzicht in doorsnede is van een vloeistof-draaikoppelingsverbinding welke een deel van 25 het verbindingssamenstel volgens figuur 3 vormt; figuur 6 een perspectivisch aanzicht is van een enkele stijgleidingslus toegepast bij het stelsel volgens figuur 1; figuur 7 een perspectivisch aanzicht is van een dubbele stijgleidingslus toegepast bij het stelsel volgens figuur 1; 30 figuur 8 een aanzicht is van een armmechanisme toegepast met de dubbele stijgleidingslus volgens figuur 7; figuur 9 een schematische weergave is van een gemodificeerd verankeringsstelsel dat in ondiepe watergebieden kan worden toegepast.The foregoing and other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiment, taken in conjunction with the drawing, in which: Figure 1 is a schematic representation of an anchoring system constituting a preferred embodiment of the invention; Figures 2A-2C represent three different types of mooring lines that can be used in the system of Figure 1; Figure 3 is a partial cross-sectional view of a fluid swivel joint assembly used in the system of Figure 1; Figure 4 is a schematic block diagram of a control system for a motor for the fluid pivot connection assembly of Figure 3; Figure 5 is a cross-sectional side view of a fluid pivot joint which forms part of the connector assembly of Figure 3; Figure 6 is a perspective view of a single riser loop used in the system of Figure 1; Figure 7 is a perspective view of a double riser loop used in the system of Figure 1; Figure 8 is a view of an arm mechanism used with the double riser loop of Figure 7; Figure 9 is a schematic representation of a modified anchoring system that can be used in shallow water areas.

35 Nu overgaande op een meer gedetailleerde beschouwing van een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding geeft figuur 1 een verankering 10 weer, die wordt toegepast in voldoende diep water, omvattende een boei 12 welke volledig onder water in een watermassa is aangebracht, zoals de zee, en is vastgemaakt aan een voetstuk 14 door middel van een verlengde scharnierarm 15 en een paar schamierkoppelingen 16 en 17, respectieve. Meer in het bijzonder verbindt de eerste schamierkoppeling 16 het bovenste uiteinde 18 40 van de scharnierarm 15 met de onderkant 19 van de boei 12, terwijl de tweede schamierkoppeling 17 het onderste uiteinde van de scharnierarm 15 verbindt met het voetstuk 14.Turning now to a more detailed consideration of a preferred embodiment of the invention, Figure 1 shows an anchor 10 applied in sufficiently deep water, comprising a buoy 12 which is completely submerged in a body of water, such as the sea, and attached to a pedestal 14 by means of an extended hinge arm 15 and a pair of articulation joints 16 and 17, respectively. More specifically, the first hinge coupling 16 connects the top end 18 40 of the hinge arm 15 to the bottom 19 of the buoy 12, while the second hinge coupling 17 connects the bottom end of the hinge arm 15 to the base 14.

De bovenkant 21 van de boei 12 is ondergedompeld, onder de wateroppervlakte op een diepte d die, zoals hieronder gedetailleerd wordt beschreven, groter is dan de diepgang van een maximaal geladen vaartuig 22 dat dient te worden afgemeerd. Hierdoor is verzekerd dat het vaartuig 22 over de boei 12 en 45 andere elementen van het verankeringsstelsel 10 kan passeren zonder daarmee in botsing te komen. De boei 12 kan van elk gebruikelijk ontwerp zijn, zoals een ballast-, afgesloten of onder druk staand type gemaakt van elk materiaal, vorm en afmetingen geschikt voor de condities waaraan het wordt blootgesteld.The top 21 of the buoy 12 is submerged, below the surface of the water at a depth d which, as described in detail below, is greater than the draft of a maximum loaded vessel 22 to be moored. This ensures that the vessel 22 can pass over buoy 12 and 45 other elements of the anchoring system 10 without colliding with it. The buoy 12 can be of any conventional design, such as a ballast, sealed, or pressurized type made of any material, shape, and size suitable for the conditions to which it is exposed.

Het voetstuk 14 wordt op de zeebodem op zijn plaats gehouden door geschikte gewichten of door een of meer ankers 23.The base 14 is held in place on the sea bed by suitable weights or by one or more anchors 23.

50 Aan de bovenkant 21 van de boei 12 is een draaikoppelingsverbinding 24 aangebracht waaraan eerste uiteinden van een of meer meertrossen 26 zijn vastgemaakt. De meertrossen kunnen zijn vervaardigd van draad, ketting, touw of enig ander star element. De draaikoppelingsverbinding 24 staat een volledige rotatie van de meertrossen 26 over 360° toe, zodat het vaartuig 22 kan draaien onder invloed van wind en stroming om de verticale as van de boei 12 als gevolg van de variabele wind en stromingscondities.50 At the top 21 of the buoy 12, a rotary coupling connection 24 is arranged to which first ends of one or more mooring lines 26 are fastened. The mooring lines can be made of wire, chain, rope or any other rigid element. The swivel joint 24 allows a full rotation of the moorings 26 through 360 °, so that the vessel 22 can rotate under the influence of wind and flow about the vertical axis of the buoy 12 due to the variable wind and flow conditions.

55 De tegenovergestelde, tweede uiteinden van de meertrossen 26 zijn verbonden met een geschikte draaikoppelingsverbinding 28 aangebracht of op het voorste of op het achterste uiteinde van de romp 29 van het vaartuig 22. Bij voorkeur is de draaikoppelingsverbinding 28 laag op de romp 29 aangebracht om de 3 192981 verticale opwaartse kracht op de boei 12 te reduceren in die gevallen waarbij de meertrossen 26 kort zijn gehouden. De draaikoppelingsverbinding 28 staat een vrije beweging van de meertrossen 26 naar elke positie onder het vaartuig 22 toe, en drie verschillende uitvoeringen van de verankeringsverbinding 28 zijn in de figuren 2A-2C weergegeven.55 The opposite, second ends of the mooring lines 26 are connected to a suitable pivot connection 28 mounted on the front or rear end of the hull 29 of the vessel 22. Preferably, the pivot connection 28 is mounted low on the hull 29 to 3 192981 to reduce vertical buoyancy on buoy 12 in those cases where mooring lines 26 are kept short. The swivel joint 28 allows free movement of the mooring lines 26 to any position below the vessel 22, and three different embodiments of the anchoring joint 28 are shown in Figures 2A-2C.

5 In zijn eenvoudigste uitvoering, zoals weergegeven in figuur 2A, de verbinding 28 is een simpel "oog”-type, bestaande uit een oog 28a bevestigd aan de onderkant van de romp 29 en een schakel 28b die het oog 28a verbindt met een of meer meertrossen 26.In its simplest embodiment, as shown in Figure 2A, the connection 28 is a simple "eye" type, consisting of an eye 28a attached to the bottom of the hull 29 and a link 28b connecting the eye 28a to one or more mooring lines 26.

Ook kunnen, zoals weergegeven in de figuren 2B en 2C, zwenkbare oogplaten worden toegepast. In het bijzonder heeft de verbinding 28 weergegeven in figuur 2B een as 28c met een kraag bevestigd aan de 10 romp 29 van het vaartuig waarop een lagerbus 28d en een roteerbare ring 28e zijn aangebracht. De ring 28e is voorzien van een uitstekende oogplaat 28f waaraan een of meer meertrossen 26 kunnen worden bevestigd en die roteerbaar is om de verticale as van de as 28c. De uitvoering van de verbinding 28 zoals weergegeven in figuur 2C is hetzelfde als die welke is weergegeven in figuur 2B, echter is een zwenkbare oogplaat 28g roteerbaar aangebracht om een horizontale opgestelde pen 28h welke is bevestigd aan de 15 onderkant van de romp 29 van het vaartuig door middel van een paar montagesteunen 28i.Also, as shown in Figures 2B and 2C, pivotable eye plates can be used. In particular, the connection 28 shown in Figure 2B has a shaft 28c with a collar attached to the hull 29 of the vessel on which a bearing bush 28d and a rotatable ring 28e are mounted. The ring 28e includes a protruding eye plate 28f to which one or more moorings 26 can be attached and which is rotatable about the vertical axis of the axis 28c. The construction of the joint 28 as shown in Figure 2C is the same as that shown in Figure 2B, however a pivotable eye plate 28g is rotatably mounted about a horizontal disposed pin 28h which is attached to the bottom of the hull 29 of the vessel. by means of a pair of mounting brackets 28i.

Terugkerend naar figuur 1, is een vloeistof-transportsamenstel bestaande uit talrijke vloeistofleidingen of -pijpen aangebracht aan het verankeringsstelsel 10, waardoor vloeistof-opslagtanks in het vaartuig 22 in verbinding kunnen staan met een onderwaterpijpleiding 30 voor het laden en ontladen van het vaartuig 22.Returning to Figure 1, a fluid transport assembly consisting of numerous fluid lines or pipes is provided on the anchoring assembly 10, allowing fluid storage tanks in the vessel 22 to communicate with an underwater pipeline 30 for loading and unloading the vessel 22.

In het bijzonder is een eerste flexibele leiding of pijp 32 gekoppeld tussen de onderwater-pijpleiding 30 en 20 een tweede pijpleiding 34 aangebracht aan de, of ondergebracht in een holle kem 35 van de schamierarm 15. De leiding 32 is flexibel gemaakt om zich aan te kunnen passen aan de zwenkbeweging van de schamierarm 15 ten opzichte van het voetstuk 14. Een derde flexibele leiding of pijp 36 verbindt de tweede leiding 34 met een vierde leiding 38 aangebracht uitwendig of inwendig van de boei 12. Aan de bovenkant 21 van de boei 12 passeert de vierde leiding 38 door het middelpunt van de draaikoppelingsverbinding 24 25 en is verbonden met een vijfde flexibele leiding of pijp 40, welke op zijn beurt losmaakbaar is verbonden met een vloeistof-draaikoppelingsverbindingssamenstel 42 aangebracht in de romp 29 van het vaartuig.In particular, a first flexible conduit or pipe 32 coupled between the underwater pipeline 30 and 20 is a second pipeline 34 mounted on or housed in a hollow core 35 of the hinge arm 15. The conduit 32 is made flexible to accommodate can adapt to the pivotal movement of the hinge arm 15 relative to the base 14. A third flexible conduit or pipe 36 connects the second conduit 34 to a fourth conduit 38 fitted externally or internally of the buoy 12. At the top 21 of the buoy 12 the fourth conduit 38 passes through the center of the swivel joint 24 and is connected to a fifth flexible conduit or pipe 40, which in turn is releasably connected to a fluid swivel joint assembly 42 mounted in the hull 29 of the vessel.

Zoals eerder besproken is de bovenkant 21 van de boei 12 ondergedompeld op een diepte d onder de wateroppervlakte welke groot genoeg is om een geladen vaartuig over de boei 12 en andere elementen van het verankeringsstelsel te laten passeren zonder daarmee in botsing te komen. Meer in het bijzonder is de 30 diepte d zo gekozen dat deze even groot of groter dan de diepgang van een maximaal geladen vaartuig 22 dat dient te worden afgemeerd (kenmerkend 15-25 meter) plus acht (8) maal de diameter van de flexibele leiding 40. De laatste maatregel is om te verzekeren dat als het vaartuig over het verankeringsstelsel 10 passeert en de flexibele leiding 40 zichzelf opvouwt, de flexibele leiding 40 noch knikt noch plooit tussen het vaartuig 22 en de boei 12. Indien derhalve het geladen vaartuig een diepgang van 15 meter heeft en de 35 leiding 40 een-diameter van 0,5 meter heeft, dan dient de bovenkant 21 van de boei 12 ten minste 15 + 0,5 = 15,5 meter onder water onder de wateroppervlakte te worden aangebracht. Opgemerkt dient te worden dat deze maatregel de minimale diepte geeft waarop de boei 12 onder water dient te worden aangebracht, echter, in de praktijk zal de boei waarschijnlijk aanzienlijk dieper onder water worden aangebracht dan deze minimum diepte.As discussed earlier, the top 21 of the buoy 12 is submerged at a depth d below the water surface large enough to allow a loaded vessel to pass over the buoy 12 and other elements of the anchoring system without colliding with it. More specifically, the depth d has been chosen to be the same or greater than the draft of a maximum loaded vessel 22 to be moored (typically 15-25 meters) plus eight (8) times the diameter of the flexible conduit 40. The last measure is to ensure that as the vessel passes over the anchoring system 10 and the flexible conduit 40 folds itself, the flexible conduit 40 does not kink or bend between the vessel 22 and the buoy 12. Therefore, if the loaded vessel has a draft of 15 meters and the pipe 40 has a diameter of 0.5 meters, the top 21 of the buoy 12 must be placed at least 15 + 0.5 = 15.5 meters under water below the water surface. It should be noted that this measure provides the minimum depth at which the buoy 12 is to be installed underwater, however, in practice, the buoy is likely to be installed considerably deeper than this minimum depth.

40 Onder verwijzing nu naar figuur 3 zijn de details van een voorkeursuitvoeringsvorm van het vloeistof-draaikoppelingsverbindingssamenstel 42 weergegeven. In deze uitvoeringsvorm zijn twee van de flexibele leidingen 40 toegepast, alhoewel het duidelijk zal zijn dat indien gewenst elk aantal van leidingen kan worden toegepast zonder dat het basisonderwerp en functie van het draaikoppelingsverbindingssamenstel 42 wordt veranderd. Zoals weergegeven omvat het draaikoppelingsverbindingssamenstel 42 een hoofd-45 lichaam 44 dat is vastgemaakt aan de romp 29 van het vaartuig door middel van lassen, schroeven of met enige andere geschikte gebruikelijke middelen. Ondergebracht in het hoofdlichaam 44 is een holle, roteerbare as 46 voorzien van een draagkraag 48 welke tussen twee stel draaglagers 50 loopt die de as 46 uitlijnen met het hoofdlichaam 44 en deze toestaan te roteren om een verticale as. Een bovenste afdich-tingssamenstel 52 en een onderste afdichtingssamenstel 54 zijn eveneens voorzien tussen het hoofd-50 lichaam 44 en de roteerbare as 46, die of het zeewater verhinderen de romp 29 van het vaartuig of in de lagers 50 binnen te dringen, en bovendien garanderen dat olie, vet of vergelijkbare smeermiddelen in de lagers 50 wordt vastgehouden.40 Referring now to Figure 3, details of a preferred embodiment of the fluid pivot connection assembly 42 are shown. In this embodiment, two of the flexible conduits 40 have been employed, although it will be appreciated that any number of conduits may be used if desired without changing the basic subject matter and function of the rotary joint assembly 42. As shown, the pivot joint assembly 42 includes a main 45 body 44 attached to the hull 29 of the vessel by welding, screwing or any other suitable conventional means. Housed in the main body 44 is a hollow, rotatable shaft 46 provided with a support collar 48 which runs between two sets of support bearings 50 that align the shaft 46 with the main body 44 and allow it to rotate about a vertical axis. An upper seal assembly 52 and a lower seal assembly 54 are also provided between the main body 50 and the rotatable shaft 46, which either prevent the seawater from entering the hull 29 of the vessel or the bearings 50, and further guarantee that oil, grease or similar lubricants are retained in the bearings 50.

In de holle roteerbare as 46 is een paar vloeistofleidingen 56 aangebracht die aan hun onderste uiteinden zijn verbonden met respectieve één van de flexibele leidingen 40 en aan hun bovenste uiteinden 55 met een vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58 aangebracht op de bovenkant van de as 46. De details van de vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58 worden hieronder verder gedetailleerd besproken in samenhang met figuur 4. Een paar vast opgestelde scheepsladingen 60 zijn verbonden met de vloeistof- r 192981 4 draaikoppelingsverbinding 58 om vloeistof hiertussen en de opslagtanks van het vaartuig 22 te transporteren.In the hollow rotatable shaft 46, a pair of fluid lines 56 are provided which are connected at their lower ends to respective one of the flexible lines 40 and at their upper ends 55 with a fluid pivot connection 58 fitted to the top of the shaft 46. The details of the fluid pivot connection 58 are discussed in further detail below in connection with Figure 4. A pair of rigid shiploads 60 are connected to the fluid pivot connection 58 to transport fluid therebetween and the storage tanks of the vessel 22.

Aan het bovenste uiteinde van de roteerbare as 46 is een aandrijftandwiel 62 aangebracht dat in aangrijping is met een rondsel 64 dat op zijn beurt is gemonteerd op de uitgaande as van een motor 66.At the upper end of the rotatable shaft 46, a drive gear 62 is engaged which engages a pinion 64 which is in turn mounted on the output shaft of a motor 66.

5 Deze drie elementen vormen een aandrijfsamenstel 68 voor de roteerbare as 46 welke is aangebracht om de as 46 te roteren ten opzichte van het vaartuig 22. Dit is gedaan om verdraaiing van de vloeistofleiding of -leidingen 40 te voorkomen indien het vaartuig vrij roteert om het verankeringsstelsel 10 als gevolg van veranderende stromingen en wind en is noodzakelijk daar de flexibele leidingen 40 niet genoeg kracht op de draaglagers 50 kunnen overbrengen om rotatie van de as 46 te bewerkstelligen voordat de leidingen daarbij 10 reeds zover zijn verdraaid dat de leidingen daarbij mogeiijk worden beschadigd.These three elements form a rotary shaft 46 drive assembly 68 which is arranged to rotate the shaft 46 relative to the vessel 22. This is done to prevent twisting of the fluid line or lines 40 when the vessel rotates freely about the anchoring system 10 due to changing currents and wind and is necessary as the flexible conduits 40 cannot transmit enough force to the bearing bearings 50 to effect rotation of the shaft 46 before the conduits 10 are already twisted to the extent that the conduits may be damaged .

Bij voorkeur is de motor 66 van een elektrisch, lucht of hydraulisch type dat wordt gestuurd door een besturingsstelsel 70 dat de koers van de roteerbare as 46 detecteert op hoofdzakelïjk dezelfde wijze als een automatisch besturings- of autopilootstelsel en motor besturingssignalen genereert als reactie op de gedetecteerde koers. Het besturingssysteem 70 is in figuur 4 verder gedetailleerd weergegeven en omvat 15 een richtingsindicator 72 die de richting of koers van de roteerbare as 46 ten opzichte van het verankeringsstelsel 10 registreert. De richtingsindicator 72 kan van een gebruikelijke constructie zijn, zoals een gyro of kompas en genereert elektrische koersresponsiesignalen die worden toegevoerd aan een motor of pompbesturingsketen 74. De motor of pompbesturingsketen 74 analyseert de signalen van de richtingsindicator 72 en genereert geschikte signalen voor een motor of pompbekrachtiger 76 die de elektrische, 20 lucht of hydraulische motor 66 aanstuurt welke nodig is om de richting van de roteerbare as 46 constant te houden met betrekking tot het verankeringsstelsel 10, de vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58 zal automatisch deze beweging compenseren en voorkomen dat enige verdraaiing van een of meerdere flexibele leidingen 40 zal plaatsvinden.Preferably, the motor 66 is of an electric, air or hydraulic type that is controlled by a control system 70 which detects the course of the rotatable shaft 46 in substantially the same manner as an automatic control or autopilot system and generates motor control signals in response to the detected course. The control system 70 is shown in more detail in Figure 4 and includes a direction indicator 72 which registers the direction or course of the rotatable shaft 46 relative to the anchoring system 10. The direction indicator 72 may be of a conventional construction, such as a gyro or compass, and generate electrical heading response signals applied to a motor or pump control circuit 74. The motor or pump control circuit 74 analyzes the signals from the direction indicator 72 and generates suitable signals for a motor or pump actuator 76 controlling the electric, air or hydraulic motor 66 necessary to keep the direction of the rotatable shaft 46 constant with respect to the anchoring system 10, the fluid rotary joint 58 will automatically compensate for this movement and prevent any twisting of a or several flexible conduits 40 will take place.

Verwijzend naar figuur 5 worden de details van de vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58 nu beschreven.Referring to Figure 5, the details of the fluid rotary joint 58 are now described.

25 De vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58 omvat een roteerbare as 80 die is verbonden met de roteerbare as 46 en aandrijftandwiel 62 door middel van een flens 82 en een aantal bout en moersamenstellen 83, of enige andere geschikte verbindingsmiddelen. De as 80 is roteerbaar in een vast lichaam 84 en een aantal lagersamenstellen 86 is voorzien tussen deze twee elementen om deze relatieve beweging toe te staan.The fluid swivel joint 58 includes a rotatable shaft 80 connected to the rotatable shaft 46 and drive gear 62 by a flange 82 and a plurality of bolt and nut assemblies 83, or any other suitable connecting means. The shaft 80 is rotatable in a solid body 84, and a number of bearing assemblies 86 are provided between these two elements to allow this relative movement.

Eerste en tweede vloeistof-openingen 88 en 90 zijn aangebracht in de as 80, waaraan elk zijn bevestigd 30 een respectieve gebogen bovenste uiteinde 92 van een van de vloeistofleidingen 56. Eerste en tweede omtreks-uitlaatringen 96 en 98 zijn aangebracht in het lichaam 84 dat in verbinding staat met de openingen 88 en 90 respectievelijk indien de as 80 roteert. Deze uitlaatringen 96 en 98 zijn verbonden met de vaste eerste en tweede uitlaatopeningen 100 en 102 respectievelijk, welke op hun beurt zijn verbonden met de scheepsleidingen 60. Een aantal vloeistofdrukafdichtingen 104 en O-ringen 106 is aangebracht om de 35 diverse elementen af-te dichten van de vloeistof-draaikoppelingsverbinding 58.First and second fluid openings 88 and 90 are provided in shaft 80, to each of which are attached a respective curved upper end 92 of one of fluid lines 56. First and second circumferential outlet rings 96 and 98 are provided in body 84 which communicates with openings 88 and 90, respectively, if the shaft 80 rotates. These outlet rings 96 and 98 are connected to the fixed first and second outlet openings 100 and 102, which in turn are connected to the ship lines 60. A number of fluid pressure seals 104 and O-rings 106 are provided to seal the various elements of the fluid swivel joint 58.

Tijdens het gebruik van het verankeringsstelsel, zal, wanneer een vaartuig 22 wordt verbonden met het verankeringsstelsel 10 via een of meerdere meertrossen 26, het drijfvermogen van de boei 12 de scharnier-arm 15 dwingen in een verticale positie en daarbij de positie van het vaartuig 22 ten opzichte van de boei handhaven. Indien een sterke stroming of wind het vaartuig wegduwt van de boei 12, zal de scharnierarm 40 15 naar beneden zwenken om de zwenkas van de onderste scharnierkoppeling 17, daarbij de boei 12 dwingen dieper naar de zeebodem te zinken. De terugstelkracht op het vaartuig zal daarbij toenemen en de krachten die op het vaartuig worden uitgeoefend neutraliseren. Zodra deze krachten afnemen zal de boei 12 de scharnierarm 15 terugdringen in zijn oorspronkelijke verticale positie.During use of the anchoring system, when a vessel 22 is connected to the anchoring system 10 via one or more moorings 26, the buoyancy of the buoy 12 will force the hinge arm 15 into a vertical position, thereby changing the position of the vessel 22 maintain relative to the buoy. If a strong current or wind pushes the vessel away from the buoy 12, the hinge arm 40 will pivot downward about the pivot axis of the lower hinge coupling 17, thereby forcing the buoy 12 to sink deeper into the seabed. The restoring force on the vessel will thereby increase and neutralize the forces exerted on the vessel. As soon as these forces decrease, the buoy 12 will return the hinge arm 15 to its original vertical position.

In kalme wateren kan het vaartuig naar de boei 12 gaan drijven.In calm waters, the vessel can float to buoy 12.

45 Bij bekende verankeringsstelsels waar een gedeelte van de verankering boven het wateroppervlak uitsteekt dienen organen te zijn aangebracht om in dit geval te voorkomen dat het vaartuig tegen de verankering aandrijft. Dit is echter onnodig bij het onderhavige stelsel, waarbij de gehele verankering 10 onder water is aangebracht op een diepte die het vaartuig toestaat over de verankering 10 te passeren zonder hiermee in botsing te komen. Het feit dat de gehele verankering 10 compleet onder water is 50 aangebracht elimineert of reduceert aanzienlijk de kans op schade veroorzaakt door weer of golven.45 In known anchoring systems where part of the anchoring protrudes above the water surface, means must be provided to prevent the vessel from driving against the anchor in this case. However, this is unnecessary in the present system, wherein the entire anchor 10 is submerged at a depth that allows the vessel to pass over anchor 10 without colliding with it. The fact that the entire anchor 10 is completely submerged 50 substantially eliminates or reduces the chance of damage caused by weather or waves.

In de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in de figuren 1 -5 kan een enkele leiding 40 vrij drijven in de watermassa. Echter wordt in een tweede uitvoeringsvorm zoals weergegeven in figuur 6 de enkele leiding 40 ten opzichte van de boei 12 geleid door middel van een boeikoppeling bestaande uit een geleidings-element 110, een tweevoudig armmechanisme 112 en een meertrosdraaikoppeling 114.In the embodiment as shown in Figures 1-5, a single pipe 40 can float freely in the body of water. However, in a second embodiment as shown in Figure 6, the single line 40 is guided relative to the buoy 12 by a buoy coupling consisting of a guide element 110, a dual arm mechanism 112 and a mooring rotary coupling 114.

55 De meertrosdraaikoppeling 114 is roteerbaar om de as 12a aan de bovenkant van de boei 12, dat wil zeggen concentrisch roteerbaar ten opzichte van de leiding 40 bovenwaarts uitstekend van de bovenkant van de boei 12.The mooring pivot coupling 114 is rotatable about the shaft 12a at the top of the buoy 12, i.e., concentrically rotatable relative to the conduit 40 projecting upwardly from the top of the buoy 12.

Claims

192981 One end of each arm 112a, 112b of the dual arm mechanism 112 is pivotable about the opposite side parts of the mooring swivel joint 114 on a pivot pin 116a, 116b, respectively, the opposite end of each arm 112a, 112b being pivotable about the opposite ends of the the guide element 110 on a pivot pin 110a, 110b, respectively.

The conduit 40 protrudes through a bore 118 at the center of the guide member 110. In this regard, a cast wear piece 120 is inserted into the conduit 40 and connected thereto by means of flanges 120a and 120b. The wear piece 120 is arranged to move in the bore 118 a limited axial distance from the guide member 110, that is, limited by the radially enlarged end portions 120a, 120b of the wear piece 120. The wear piece 120 is also equipped to bore 118. In other words, the wear piece can move relatively indefinitely relative to the bore 118 of the guide element 110. As described above, it is possible that the vessel 22 can rotate under the influence of wind and current around the buoy 12 depending on the weather conditions and the occurrence. sea current conditions. In the embodiment shown in Figure 6, the buoy coupling, including the mooring pivot coupling 114 and its arm mechanism 112 and guide member 110, can pivot about the shaft 12a, the lead 40 being able to move relatively indefinitely relative to the guide element 110. The arm mechanism of the buoy coupling ensures that the mooring rotary coupling 114 rotates when the vessel rotates under the influence of wind and current. However, the single lead embodiment is not exposed to any torque due to its proposed embodiment in the buoy coupling. In practice, the buoy coupling can pivot up and down when the buoy is pulled. Figure 7 shows a dual line configuration consisting of a first line 40a and a second line 40b projecting from the top of the buoy 12. Similar to the buoy coupling shown in Figure 6, it consists of a dual arm mechanism 112 with an associated mooring rotary joint 114 and a guiding element 110 is provided to guide the dual conduit embodiment 25 in a similar manner as described with respect to the single conduit embodiment as shown in Figure 6. In the embodiment of Figure 7, a common guiding shoe 122 is provided that can rotate indefinitely in a bore 118 and in the guide member 110 and above can move a limited axial distance from the bore 118. Each conduit 40a and 40b, on the other hand, can rotate and move axially a limited distance in an associated bore 118a, 118b 30 provided in the guide shoe. In the embodiment as shown in Figure 7, the dual line version can rotate and in a similar manner to the single line version as shown in Figure 6 during turning under the influence of wind and current of the vessel. Figure 8 shows an arm mechanism 112 consisting of two arms 112a, 112b and two mutually intersecting rather rigid support members 124a, 124b to reduce the load in the arms and prevent buckling of the arms 112a, 112b. With respect to an embodiment of the hinge arm shown in Figure 1, the hinge arm 15 is made of a tube and a first hinge coupling 16 connects the top end 18 of the hinge arm 15 to the bottom of the buoy 12, while a second hinge coupling 17 connects the lower 40 connects portion 20 of the hinge arm 15 to the base 14. Of course, other embodiments for the hinge arm are also possible. All previous embodiments depicted anchoring gears used in areas where the water depth is sufficient to allow a vessel to pass over the buoy. In some cases, when the water depth is low, there may not be enough room for a vessel to pass over the 45 buoy. In such cases, the anchoring is performed as shown in Figure 9 and at all times the buoy and the like is below the water level. The basic configuration and principle of application is essentially the same as in the embodiment of Figure 1 except that the mooring 26 is mounted above the bottom of the vessel, while the mooring may consist of a combination of wires, chains and round elements to secure the vessel from the keep buoy away 50 in calm periods or if the weather changes. 55 1. One-point anchoring system for mooring a floating vessel as well as for transporting a liquid through at least one flexible transport line between the vessel and an underwater pipeline, comprising a buoy / hinge arm construction fully submerged and 192981 6 τ \ consisting of a hinge arm connected on one side to a pedestal located on the sea bed and on the other side connected to the bottom of a buoyancy buoy with at least one mooring end connected to the buoy / hinge arm construction can be coupled to the vessel by a mooring rotary coupling and with the opposite end thereof,> and at least one flexible transport pipe with one end thereof being connected to first liquid transporting means of the buoy / hinge arm construction and coupled to the other end thereof with second liquid transport medium parts in the vessel, characterized in that the first liquid transporting means (38) are accommodated in the buoy (12) and are arranged such that they point in the horizontal plane towards the floating vessel (22), and that the flexible transport pipe (40, 40a, 40b) \ 1 is non-rotatably connected to the first fluid transport means at the top of the buoy (12) and vertically above the mooring rotary joint (24, 114, 114a), and is rotatably connected to the second fluid- transport means (60) of the vessel (22) T by means of a fluid swivel (42), which is housed in or on the hull (29) of the vessel (22) and is closed off from the seawater.

Anchoring system according to claim 1, characterized in that an arm mechanism (112) connected to 3 with a mooring swivel joint (114, 114a) mounted at the top of the buoy (12), the flexible conduit (40) at a distance from the buoy (12) is supported by a guide (110) which allows the flexible conduit (40) to move axially relative to the guide (110) a limited distance and to pivot about its axis with respect to the guide (110).

Anchoring system according to claim 2, characterized in that two or more flexible conduits (40a, 40b) can independently move axially over a limited distance in a guide shoe (122) and rotate independently about their axis in the guide shoe (122) while the guide shoe (122) can pivot about its axis in the guide (110).

Anchoring system according to claim 2 or 3, characterized in that the guide (110) is pivotable about a first horizontal axis in a space between two arms (112a, 112b) of the arm mechanism (112).

Anchoring system according to claim 4, characterized in that the arm mechanism (112) is pivotally attached to the buoy (12) or to a mooring swivel joint (114, 114a) on the buoy (12) and is pivotable about a second horizontal axis in parallel in line with the first horizontal axis. Hereby 5 sheets drawing