NL8005142A - Afmeersysteem. - Google Patents

Description

£. .-f N.0. 29.181

Afmeersysteem. r

De uitvinding heeft betrekking op een afmeersysteem bestaande uit een oppervlaktevaartuig, zoals een schip,, met middelen voor het daaraan afmeren van één of meer schepen, 5 welk vaartuig via een om een horizontale as scharnierend aan het vaartuig bevestigde arm is aangesloten op het boveneinde van een vanaf een bodemanker in wezen verticaal omhooglopend verbindingsorgaan, ten opzichte waarvan de arm zwaaibaar is althans om een verticale as, welk verbindingsorgaan door 10 middel van een lichaam met drijfvermogen zodanig onder trek-spanning wordt gehouden, dat het verbindingsorgaan zijn omhooggerichte stand tracht te behouden.

Een dergelijk afmeersysteem is algemeen bekend en voorbeelden daarvan zijn te vinden in het rapport OTC 3567 "THE 15 MOORING OF A TANKER TO A SINGLE POINT MOORING BY A RIGID YOKE" aangeboden op de 11e jaarlijkse OTC Conferentie in Houston van 30 april - 3 mei 1979 en wel in het bijzonder fig.3,5 en 6. Deze bekende afmeersystemen berusten op het principe dat het door het lichaam met drijfvermogen onder trekspanning gehou-20 den verbindingosrgaan bij verplaatsingen uit de centrale stand worden blootgesteld aan een horizontale kracht component die groter is naarmate de afwijking groter is en die is afgeleid van de opwaartse kracht die door het lichaam met drijfvermogen op het verbindingsorgaan wordt uitgeoefend. Bij een 25 lichaam met drijfvermogen dat niet volledig is ondergedompeld zal bovendien de afwijking een verdere waterverplaatsing teweegbrengen waardoor de opwaartse kracht toeneemt en daarmede de horizontale terugstelcomponent. Dergelijke afmeersystemen vormen een betrekkelijk eenvoudig stabiel systeem alsgevolg 30 van de onderlinge samenwerking van het oppervlaktevaartuig, de stijve scharnierende verbindingsarm en het lichaam met drijfvermogen. Dit lichaam met drijfvermogen kan deel uitmaken van het verbindingsorgaan doch kan ook bestaan uit een drijver die vast is bevestigd aan de stijve scharnierende arm.

35 Naast dit bekende systeem bestaat ook het nog veel langer bekende systeem bestaande uit een boei met middelen voor het daaraan bevestigen van een schip welke boei met behulp van ankerkettingen die in verschillende richtingen uiteenlopen en 80 05 142 -2- en aan de zeebodem zijn bevestigd op zijn plaats*wordt gehouden.Een dergelijk systeem is bijvoorbeeld getoond in fig. 2 van het hierboven genoemde OTC 3567 rapport.

Dit oudere systeem berust op het principe dat bij verplaat-5 singen van de boei het gewicht van één of meer kettingen ervoor zorgt dat een terugstelkracht wordt opgewekt die in deze kettingen groter is dan de krachten die de andere1 kettingen op de boei uitoefenen waardoor de boei weer wordt teruggebracht naar zijn oorspronkelijke centrale positie.

10 Bij grote diepten doen zich problemen voor. Wanneer men rekening moet houden met zware stormen en grote diepten van enkele honderden meters dan zijn voor het vastleggen van een boei met kettingen daarvoor kettingen nodig die buiten alle proporties zwaar worden en niet meer hanteerbaar zijn.

15 Past men het systeem toe met het door drijfvermogen onder spanning staande trekorgaan dan zijn bij grote diepten lichamen nodig met een groot opdrijvend vermogen teneinde voldoende kracht te hebben om bij kleine afwijkingen van de verticale stand toch nog een bruikbare horizontale terugstelcomponent 20 te creëren. Dit betekent dan echter dat in het verbindings-orgaan niet toelaatbare spanningen kunnen optreden terwijl zich bij zwaar weer ontoelaatbare situaties kunnen voordoen waarbij het verbindingsorgaan overbelast wordt en het gevaar bestaat dat het vaartuig te ver van zijn gewenste positie 25 afwijkt zonder voldoende te worden teruggesteld.

Doel van de uitvinding is een oplossing voor dit probleem te verschaffen.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat aan het verbindingsorgaan meerdere in verschillende 30 richtingen verlopende ankerkettingen of dergelijke trekorga-nen zijn bevestigd, die op afstand van het bodemanker zijn vastgemaakt en een trekkracht uitoefenen op het verbindingsorgaan, die tegengesteld is aan de trek die wordt uitgeoefend door het lichaam met drijfvermogen. De uitvinding 35 berust dus in wezen op een combinatie van het op opdrijvend vermogen berustende ankersysteem met het op zwaartekracht berustende ankersysteem. Wanneer het systeeem volgens de uitvinding zich in de evenwichtsstand bevindt zullen de horizontale componenten van de door de ankerkettingen uit-40 geoefende krachten elkaar in evenwicht houden. De verticale 80 0 5 1 4 2 it -3- componenten van deze krachten werken tegengesteld aan de opwaartse kracht voortvloeiend uit het opdrijvend vermogen aanwezig in het verbindingsorgaan zelf op een aparte drijver die doorgaans op de arm zal aangrijpen.Deze verticale belasting 5 van het verbindingsorgaan vermindert de waarde van de verticale opwaartse kracht die door het lichaam met drijfvermogen op het verbindingsorgaan wordt uitgeoefend en waaraan de horizontale terugstelcomponent moet worden ontleend. De kettingen verlagen dus met hun verticale krachtcomponent de verticale 10 opwaartse kracht die op het verbindingsorgaan werkt waardoor dit lichter van const5uctie kan zijn.Deze verlaging heeft ook een vermindering van de uit de opwaartse kracht van het drijfvermogen afleidbare horizontale terugstelcomponent tot gevolg, wanneer een verplaatsing optreedt die het verbindingsorgaan uit 15 zijn verticale stand brengt. Vindt een dergelijke verplaatsing plaats dan zullen echter één of meer kettingen onmiddellijk een horizontale terugstelkracht leveren.

Het is nu verrassend dat het met het systeem volgens de uitvinding mogelijk is een totale terugstelkracht te krij-20 gen die groter is dan wanneer een van de twee bekende systemen alleen zou worden toegepast terwijl tegelijkertijd de trekspan, ning in het verbindingsorgaan binnen acceptabele grenzen kan worden gehouden en de gewichten van de kettingen hanteerbaar blijven. De kettingen kunnen dus lichter worden uitgevoerd dan 25 wanneer zij de terugstelfunctie alleen moesten uitvoeren, het verbindingsorgaan behoeft minder spanning op te nemen en kan dus ook eenvoudiger worden uitgevoerd, terwijl beide samen toch een relatief grote terustelkracht leveren.

Verder is het van belang dat de kettingstoppers, dat 30 wil zeggen de organen waaraan de kettingen zijn bevestigd, zich boven water bevinden. Dit vergemakkelijkt het onderhoud en inspectie.

Zo hoog mogelijk aangrijpende kettingen leveren ook een zo groot moelijke horizontale terugstelkracht. Anderzijds kan men 35 dppr de juiste keuze van het aangrijpingspunt van de kettingen op hetgeen niet het hoogste punt maar ook een veel lager punt kan zijn, de in het verbindingsorgaan optredende buigmomenten reduceren,

Noodzakelijk is wel dat de kettingen niet in aanraking 40 komen met andere delen van het afmeersysteem, zoals met een aan de arm bevestigde drijftank.

8005142 -4-

In het afraeersysteem volgens de uitvinding zijn vele variaties denkbaar in die zin, dat de arm wel of niet eigen drijfvermogen kan hebben, in combinatie met een verbindings-orgaan, dat kan bestaan uit een stijf orgaan, al of niet voorzien van drijfvermogen, een uit meerdere delen bestaand orgaan al of niet met drijfvermogen, een ketting die met een lichaam met drijfvermogen kan zijn gecombineerd, danwel zelf bestaat uit delen die zoveel drijfvermogen hebben, dat de ketting gewichtsloos is.

Welke combinatie, dus welk type,men zal toepassen hangt af van de zich voordoende omstandigheden.

Bestaat het verbindingsorgaan uit twee via een cardan-scharnier met elkaar gekoppelde delen, zoals op zichzelf bekend, dan kunnen de ankerkettingen aan het onderste deel zijn bevestigd, in het bijzonder wanneer dit ook zelf drijfvermogen heeft. Zij kunnen natuurlijk'ook aan het bovenste deel zijn bevestigd en het is ook mogelijk de kettingen te bevestigen aan beide delen. Zijn er meer dan twee delen dan kunnen zonodig alle delen van kettingen zijn voorzien.

Het verbindingsorgaan kan op velerlei wijzen zijn uitgevoerd. Het kan bestaan uit een ketting en heeft dan zelf geen drijfvermogen. Het kan ook bestaan uit een stijve buis die onder en boven met universele scharnieren of cardanschar-nieren, is bevestigd.

Het is ook mogelijk een toren toe te passen die drijfvermogen heeft danwel een gewichtsloze ketting. In dit laatste geval kan men volstaan met een kleinere drijftank aan de arm.

De kettingen of trekorganen kunnen dus op elk gewenst niveau respectievelijk op meerdere niveaux aangrijpen. Zij kunnen daarbij symmetrisch ten opzichte van het verbindingsorgaan zijn aangebracht, waarbij de symmetrie op elk niveau verschillend kan zijn. Zij kunnen ook assymmetrisch verlopen. Daarbij kunnen de aangrijpingsplaatsen zodanig worden gekozen, dat het meest gunstige compromis is bereikt èn aanzien van de gewenste terugsteleigenschappen en het reduceren van de buigmomenten die onder invloed van golfkrachten en het verankerde schip optreden.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.

800 5 142 ..............

ï t * -5-

Fig. 1 toont een uitvoeringsvorm waarbij het drijfver- mogen ter plaatse van de arm is aangebracht.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen ter plaatse van de arm en in het verbindingsorgaan.

5 Fig. 3toont een uitvoeringsvorm waarbij het drijfver- mogen uitsluitend in het verbindingsorgaan is ondergebracht.

Fig. 4 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen in het verbindingsorgaan dat ter verkleining van buigende momenten is verdeeld in twee delen met daartussen een cardanschar-10 nier.

Fig. 5 toont weer een uitvoeringsvorm met drijfvermogen ter plaatse van de arm met gering drijfvermogen in het verbindingsorgaan.

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen in 15 het bovenste deel van het verbindingsorgaan.

Fig. 7 toont dezelfde uitvoering van het verbindingsorgaan als fig. 4, maar met de kettingen aan het onderste deel daarvan.

Fig. 8 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen ter 20 plaatse van de arm en in het onderste deel van het verbindingsorgaan met de kettingen aan dat deel.

Fig. 9 toont weer een uitvoeringsvorm waarbij zowel het gehele uit twee delen bestaande verbindingsorgaan als ook de arm drijfvermogen hebben met de kettingen aan het.......

25 onderste deel.

Fig. 10 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen ter pla&tse van de arm en het bovenste deel van het verbindingsorgaan met de kettingen aan het ondereinde daarvan.

Fig. 11 toont een uitvoeringsvorm met drijfvermogen 30 ter plaatse van de arm, een uit twee delen bestaand verbindingsorgaan met drijfvermogen in beide delen en met de ket-tingenaan beide delen.

Fig. 12 toont een uitvoeringsvorm met een verbindingsorgaan dat bestaat uit een ketting met drijfvermogen en een 35 daarboven geplaatste boei met kettingen aan het ondereinde daarvan,

Fig. 1 toont een afmeersysteem bestaande uit een tanker 1, een verbindingsarm 2, die bij 3 scharnierend om een horizontale as met de tanker is verbonden en bij 4 en 4r een 40 verbinding heeft met twee loodrecht op elkaar staande hori- 80 0 5 142

A I

-6- zontale scharnierassen en met een verticaal scharnier ter plaatse van de leidingverbinding 5 welke verbindingen zich bevinden aan het boveneinde van het als ketting 6 uitgevoerde verbindingsorgaan met het anker 7, langs welke ketting één of 5 meer leidingen 8 kunnen lopen. De arm 2 is voorzien van een drijver 9 die zich altijd gheel onder water bevindt en die de ketting 6 onder trekspanning houdt.

Aan het boveneinde van het verbindingsorgaan of ketting 6 zijn kettingen 10 bevestigd die in verschillende richtingen 10 uiteenlopen en op de zeebodem zijn bevestigd aan niet getoonde ankers.

Wordt het systeem verplaatst zodanig dat de ketting 6 niet meer verticaal verloopt dan zal de trekkracht in de ketting 6, voortvloeiend uit het opdrijvend vermogen van de 15 drijver 9, een terugstelkracht teweegbrengen, terwijl tegelijkertijd één of meerdere kettingen 10 een exta terugstelkracht leveren.

Fig. 2 komt in grote trekken overeen met fig. 1 met dit verschil dat behalve de drijvers 9' aan de verbindingsarm 2’ 20 ook het verbindingsorgaan 11, dat bestaat uit een stijve buis, drijfvermogen heeft, welke buis via een cardanscharnier is verbonden met het anker 7’ en met de arm 2’. Bij deze uitvoeringsvorm lopen alle leidingen door de buis 11.

De kettingen 10 zijn op dezelfde wijze bevestigd als in 25 fig. 1. Door de vorkvormige uitvoering van de drijver met drijftanks 9' kunnen botsingen van de drijvers met het stijve verbindingosrgaan 11 en met de kettingen 10 worden vermeden.

Fig..3‘toont een uitvoering bestaande uit een tanker 12, die via de arm 13 met horizontaal scharnier 14 is gekoppeld 30 met een verbindingsorgaan in de vorm van een toren 15, die door middel van het cardanscharnier 16 met het anker is verbonden en aan het boveneinde drie loodrecht op elkaar staande scharnierassen heeft die het universeel scharnier 18 vormen. Deze scharnierende toren is uitgevoerd met drijfvermogen, in het 35 bijzonder in het verbrede bovengedeelte waaraan de ankerkettingen 17 zijn bevestigd.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 4 bestaat de toren uit twee delen 19 en 19’, beide met drijfvermogen in het bovengedeelte en onderling verbonden door een cardanscharnier 20.

40 Door dit cardanscharnier worden de buigende momenten in de 80 0 5 1 42 k * -7- toren aanzienlijk verminderd. De ankerkettingen 21 zijn aan het boveneinde bevestigd en wel op een plaats die zo gunstig mogelijk is gelegen met betrekking tot de belasting van het geheel.

5 Bij de uitvoeringsvorm van fig. 5 is het principieel verschil met fig. 1 alleen daarin gelegen dat het verbindings-orgaan bestaat uit een keten van door middel van scharnieren of cardankoppelingen 22 met elkaar gekoppelde lichamen 23, die drijfvermogen hebben zodanig dat zij in het water een 10 gewichtsloze ketting vormen waardoor de drijftank 27’ kleiner kan worden uitgevoerd. Dit heeft lagere dynamische belastingen in het gehele afmeersysteem tot gevolg.

Bij deze uitvoeringsvorm zijn kettingen 25 aan het bovenste deel 24 van het verbindingsorgaan bevestigd. De 15 verbinding van dit bovenste deel 24 met de arm 26 kan een uni-verseel scharnier zijn, een scharnier met verticale en horizontale as, danwel een scharnier met uitsluitend een verticale as.

De uitvoering van fig. 6 vormt een variant op die van 20 fig. 4 en heeft een verbindingosrgaan dat bestaat uit een cilinder 27 met drijfvermogen en een ketting 28. De kettingen 29 zijn op dusdanige hoogte aan de cilinder 27 bevestigd dat de horizontale terugstelkracht maximaal is bij èen gegeven verplaatsing van het schip.

25 Bij de uitvoering van fig. 7 bestaat het verbindings orgaan op dezelfde wijze als bij fig. 4 uit twee delen 30 en 31 maar alleen het onderste gedeelte 30 is gekoppeld met ankerkettingen 32. De gecombineerde werking treedt dus op in het ondergedeelte, terwijl in het bovengedeelte de terug-30 stelkracht wordt geleverd door het drijfvermogen van dit deel. De uitvoering van fig. 8 is een combinatie van het systeem met de drijver 34 in de arm, zoals getoond in fig. 1, en met de drijver 30' in het verticale verbindingsorgaan, zoals getoond in fig. 7» Bij deze uitvoeringsvorm 35 is het ondergedeelte 30' voorzien van kettingen 32. In dit ondergedeelte treedt dus de gecombineerde werking op terwijl op het bovengedeelte en daarmede dus indirekt op het ondergedeelte de drijver 34 werkt.

De uitvoering van fig. 9 verschilt van die van fig. 8 40 doordat het bovengedeelte 35 van het verbindingsorgaan bestaat 8005142 '* * -8- uit een buis die stijf is en die met de arm 36 met drijver 37 een verbinding heeft die universeel draaibaar is.

Bij de uitvoering van fig. 10 is juist het ondergedeelte van het verbindingsorgaan uitgevoerd als ketting 41 en is 5 het bovengedeelte 42 in het ondereinde gekoppeld met de kettingen 43.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 11 bestaat het verbindingsorgaan op dezelfde wijze als fig. 7 uit een ondergedeelte 45 en een bovengedeelte 46, die met elkaar en met het 10 anker zijn gekoppeld door het cardanscharnier 47en met de arm een universele scharnierverbinding hebben. Bij deze uitvoeringsvorm zijn beide delen voorzien van kettingen 48 respectievelijk 49.

Bij de uitvoeringsvorm van fig. 12 bestaat het onder-15 ste gedeelte van het verbindingsorgaan uit een gewichtsloze ketting 50, zoals getoond in fig. 5, en bestaat het bovenste deel 5T uit een verticale boei of drijver met radiale armen 52 aan het ondergedeelte, waaraan de kettingen 53 zijn bevestigd. Laat men de kettingen diep onder de waterspiegel aan-20 grijpen dan zijn deze niet blootgesteld aan de inwerking van de golfslag.

Het aanbrengen van kettingen op verschillende hoogten op de eventueel verschillende delen van het verticale verbindingsorgaan is mogelijk bij alle hiervoor besproken uitvoerings-25 vormen.

Indien de stormen altijd uit dezelfde richting komen kunnen de kettingen as-symmetrisch aan het verticale verbindingsorgaan worden aangebracht en/of onderling verschillende voorspanningen hebben. Zijn meerdere delen van het verbin-30 dingsorgaan voorzien van ankerkettingen dan kunnen deze bij de verschillende delen symmetrisch in verschillende richtingen uiteenlopen danwel kunnen de ankerkettingen bij één deel symmetrisch zijn aangesloten en bij een ander deel assymmetrisch. Het is ook mogelijk de assymmetrie bij de 35 verschillende delen gelijk danwel verschillend uit te voeren.

Van belang zijn hier de zich voordoende omstandigheden en de slingeringen waaraan de diverse delen van het verbindingsorgaan gezamenlijk en afzonderlijk kunnen worden blootgesteld.

Bij alle uitvoeringsvormen is het echter mogelijk met 40 een combinatie van een verhoudingsgewijs lichter verbindings- 8005142 , 4. * f -9- orgaan en verhoudingsgewijs lichtere kettingen of dergelijke trekorganen een grotere terugstelkracht te krijgen dan met één of beide afzonderlijk. Op deze wijze is een afmeersysteem verkregen dat ook voor grote diepten geschikt is.

5 In plaats van ankerkettingen kunnen ook kabels worden toegepast, eventueel zelfs elastische kabels en in plaats van gewichten kan de spanning in de trekorganen, zoals kabels, worden opgewekt met behulp van lichamen met drijfvermogen.

10 - conclusies - 80 05 142

Claims (11)

1. Afmeersysteem bestaande uit een oppervlaktevaartuig, zoals een schip, met middelen voor het daaraan afmeren van éên of meer schepen, welk vaartuig via een om een horizontale as scharnierend aan het vaartuig bevestigde arm is aangesloten 5 op het boveneinde van een vanaf een bodemanker in wezen verticaal omhooglopend verbindingsorgaan, ten opzichte waarvan de arm zwaaibaar is althans om een verticale as, welk verbin-dings-orgaan door middel van een lichaam met drijfvermogen zodanig onder trekspanning wordt gehouden, dat het verbindings- 10 orgaan zijn mmhooggerichte stand tracht te behouden, met het kenmerk, dat aan het verbindingsorgaan meerdere in verschillende richtingen verlopende ankerkettingen of dergelijke trekorganen zijn bevestigd, die op afstand van het bodemanker zijn vastgemaakt en een trekkracht 15 uitoefenen op het verbindingsorgaan, die tegengesteld is aan de trek die wordt uitgeoefend door het lichaam met drijfver-mogen.

2. Afmeersysteem volgens conclusie 1, m e t het kenmerk dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen 20 aan of nabij het boveneinde van het verbindingsorgaan , daaraan zij n bevestigd.

3. Afmeersysteem volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen op een boven water gelegen niveau zijn bevestigd.

4. Afmeersysteem volgens conclusie 1, waarbij het ver bindingsorgaan bestaat uit twee via een cardanscharnier met elkaar gekoppelde delen m:et het kenmerk, dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen aan het boveneinde van het onderste deel zijn bevestigd. 3Ό

5. Afmeersysteem volgens conclusie 1, waarbij het ver bindingsorgaan bestaat uit twee via een cardanscharnier met elkaar gekoppelde delen, met het kenmerk, dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen aan het onder 80 0 5 1 42 i r -11- einde van het bovenste deel zijn bevestigd.

6. Afmeersysteem volgens conclusie 1 waarbij het verbindingsorgaan bestaat uit tenminste twee via een cardan-scharnier met elkaar gekoppèlde delen met het ken- 5 merk, dat aan alle delen ankerkettingen zijn bevestigd.

7. Afmeersysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen «as-symmetrisch op het verbindingsorgaan aangrijpen.

8. Afmeersysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ankerkettingen of dergelijke trekorganen onderling verschillende voorspanningen hebben.

9. Afmeersysteem volgens conclusie 6 en 7 of 8, m e t ^ h e t kenmerk, dat de assymmetrie en/of symmetrie en/of de voorspanningen van de aan de verschillende delen bevestigde ankerkettingen of dergelijke spanorganen verschillend is.

10. Afmeersysteem volgens een of meer der voorgaande 20 conclusies, met het kenmerk, dat de trek organen bestaan uit elastische kabels.

11. Afmeersysteem volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verbindingsorgaan geheel of tendele gewichtsloos is. 80 0 5 1 42