NL8402589A - Zeeplatform. - Google Patents

Description

843096/Ke/ki -L-

Korte aanduiding: Zeeplatform.

Door Aanvraagsters wordt als uitvinder vermeld : Charles Sparks.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op verbeteringen van zee-platforms, waarmee het mogelijk is het evenwicht te verbeteren van een platform dat bestaat uit meerdere, zich tenminste gedeeltelijk onder water bevindende kolommen, die onder invloed staan van dynamische krachten die 5 afkomstig zijn van het milieu op zee, bijvoorbeeld de deining, de stromingen o f de wind.

Volgens de bekende techniek zijn dergelijke platforms, ongeacht of ze.van half-onderzees type zijn met klassieke verankering, of van het type met verankering door strakstaande kabels, voorzien van kolommen die belt) staan uit een of meer delen van cilinders.

In het geval van een kolom die bestaat uitmeerdere cilindrische gedeelten, bevinden de cilinders met de grootste middellijn zich op de grootste diepte, en wel om te kunnen beschikken over volumes onder water die nodig zijn om het gewenste drijfvermogen te krijgen, waarbij die vo-15 lumes toch onttrokken zijn aan de invloeden van de deining, de stromingen of de wind. · - ‘ Zö is volgens de bekende techniek de doorsnede die wordt verkregen door snijding van een horizontaal vlak met het zich onder water bevindende gedeelte van een kolom ofwel constant, ofwel toenemend bij toenemende 20 diepte.

De bekende techniek kan worden geïllustreerd door de Britse octrooiaanvrage GB-A^-Z 110 602, die kolommen beschrijft die met een punt verbonden zijn door middel van verbindingsstukken die een zich verwijdende vorm hebben, maar die zich niet onder water bevinden. Deze verbindings-25 stukken vervullen slechts een strukturele rol. Omdat ze zich niet onder water bevinden, nemen ze geen deel aan het in hydraulisch evenwicht brengen van het platform. Het Amerikaanse octrooischrift 1 879 745 illustreert ook de bekende techniek. Dit octrooischrift beschrijft kolommen die omgeven worden door een buisvormige bescherming van een zich naar boven ver-30 wijdende vorm, waarbij deze bescherming zich kan uitbalanceren in alle richtingen en zich vertikaal kan verplaatsen.

De onderhavige uitvinding maakt een verbetering mogelijk van het uitbalanceren van zeeplatforms door het gebruik van een zeeplatform dat bestaat uit meerdere, zich tenminste gedeeltelijk onder water bevindende 35 kolommen, welk platform gekenmerkt is doordat bij tenminste een. zich onder water bevindend gedeelte van tenminste één kolom de doorsnede die wordt 84 0 258 9 -2- ί- •'ϊ bepaald door de doorsnijding van dit gedeelte met een horizontaal vlak, afneemt bij toenemende diepte.

De uitvinding is toepasbaar op een platform dat voorzien is van tenminste twee, door een ponton verbonden kolommen.

5 Deze afname van de doorsnede in afhankelijkheid van de diepte, kan in hoofdzaak linéaii zijn, of kan op elke andere wijze variëren om rekening te houden met de strukturen die men aantreft aan het onderste gedeelte van het platform, zoals pontons. Binnen het kader van de uitvinding kan het gedeelte met variabele doorsnede liggen tussen twee cilindrische 10 gedeelten.

De uitvinding is evenzeer toepasbaar bij een half-onderzees (semi-submersible) platform, als een platform dat aan de waterbodem verankerd is met behulp van strakstaande kabels.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het plat-15 form bestaan uit vijf, onderling door pontons verbonden kabels, waarbij elk van deze vijf kolommen voorzien is van een zich onder water bevindend gedeelte waarvan de doorsnede afneemt, bijvoorbeeld lineair, in afhankelijkheid van de diepte.

De uitvinding is bijzonder geschikt voor de bouw van platforms_die 20 voorzien zijn van pontons.

In ‘het geval van half-onderzeese platforms maakt de uitvinding het mogelijk de bewegingen van deze platforms in bedrijf te verminderen.

In verankeringskabels van een platform met strakstaande kabels dat gebouwd is volgens de bekende techniek, ontstaan zeer grote krachten, 25 in het bijzonder door de werking van de deining.

In het geval van een half-onderzees platform dat gebouwd is volgens de bekende techniek komt de werking van de deining tot uiting in grote bewegingen van dat platform.

Het is dus van belang de architectuur van de romp te optimaliseren 30 om de krachten minimaal te houden. Door een oordeelkundige keuze van de afmetingen van de verschillende onderdelen van een platform is het mogelijk, minstens gedeeltelijk, de totale of resulterende krachten in evenwicht te brengen voor deiningbewegingen die bepaalde periodes hebben. Déze techniek, die^bekend is, wordt verklaard door het feit dat de krachten op 35 de verschillende onderdelen niet allemaal in dezelfde richting georiënteerd zijn.

In het geval van platforms met verankering door strakstaande kabels maakt de uitvinding het in sommige gevallen mogelijk de krachten te verminderen die op deze kabels worden uitgeoefend, en dus het aantal en/of 40 de doorsnede daarvan te verkleinen.

§4 0 2 5 8 § S' — -3-

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde, tekening van een bepaalde uitvoeringsvorm.

Het volgende uitvoeringsvoorbeeld betreft een platform met strak-staande kabels die onder invloed staan van de deining, maar binnen het 5 kader van de uitvinding kan de gedachte ook worden toegepast op andere platformtypen, in het bijzonder op half-onderzeese platforms met klassieke verankering, of onder invloed staande van andere krachten dan die van de deining, bijvoorbeeld van stromingen of wind.

fig. 1 en 2 tonen schematisch een rechthoekig platform dat onder 10 invloed staat van een zijdelingse deining op twee verschillende tijdstippen?

Fig. 2A en 3A tonen schematisch het profiel van de dynamische drukken in afhankelijkheid van de diepte?

Fig. 3B toont...een cilindrische kolom, 15 - Fig. 3C en 4 illustreren afgeknot kegelvormige kolommen? - Fig. 5 en 6 stellen een platform met strakstaande kabels voor, bestaande uit vijf kolommen.

In eerste benadering stelt men het volgende vast:

Wanneer de top 1 van een golf 4 zich bevindt in de hartlijn 3 van 20 bet platform, zijn de vertikale krachten 5, 6 en 7 die pp alle horizontale onderdelen 8, 9, 10 zoals pontons, worden uitgeoefend, naar beneden gericht. De resultante van de dynamische drukkrachten onder aan de kolommen 15, 16 is daarentegen naar boven gericht (krachten 11 en 12). De horizontale krachten vallen tegen elkaar weg.

25 - Een kwart periode voor of na dit tijdstip, vallen de vertikale krach ten 21, 22 tegen elkaar weg (zie fig. 2), terwijl daarentegen de horizontale krachten 17 tot 20 en de momenten om het zwaartepunt 6 maximaal worden.

Dikwijls zijn het deze momenten die aanleiding geven tot de grootste 30 krachten in de verankeringskabels 13 en 14. Het door de krachten 23 en 24 van de dynamische druk op de basis van de kolommen 15 en 16 uitgeoefende moment werkt in omgekeerde richting als de andere momenten.

In beide gevallen kunnen, door een oordeelkundige keuze van de verhouding van de middellijnen van de kolommen ten opzichte van de pontons, 35 de totale krachten die de veranderingen veroorzaken van de spanning in deze kabels 13 en 14 worden gereduceerd.

De dynamische druk 25 als gevolg van de deining (zie fig. 2A) neemt af met de diepte. Het is dus moeilijk de krachten in evenwicht te brengen, vooral voor.een deining met een korte periode, waarvoor deze afname in 40 afhankelijkheid van de diepte bijzonder uitgesproken is.

8402589

V

-4-

Er is ontdekt dat deze situatie aanzienlijk kan worden verbeterd door de cilindrische kolommen 15 (zie. fig. 3B) waarop de horizontale krachten 32 worden uitgeoefend, te vervangen door kolommen waarvan de doorsnede afneemt wanneer de diepte toeneemt, bijvoorbeeld bij gebruik-5 making van afgeknot kegelvormige kolommen 26 (zie fig. 3C).

De dynamische druk.25 (zie fig. 3A) die werkzaam is op de schuine wanden 27 van het afgeknot kegelvormige gedeelte van de kolom 26 geeft aanleiding tot een grote resulterende kracht 28 die naar boven is gericht. Voor een diepgang van 40 meter kan bijvoorbeeld de vertikale kracht op een 10 afgeknot kegelvormige kolom 26 groter zijn dan die welke wordt uitgeoefend op een cilinder 15 met hetzelfde volume in een verhouding die overeenkomt met de volgende faktoren:

Periódé. deining 8 sec. 12 sec. 16 sec.

^ factor 19 6,6 4,6

Men ziet dat de factor groter is naarmate de periode van de deining korter is. Een zeer sterke vergroting van de vertikale kracht 28 door een korte periode kan hinderlijk zijn, vooral als de eigen periode van het platform 2 bij stampen overeenkomt met die van de deining. Het is mogelijk 20 dergelijke krachten te reduceren door het bovenste gedeelte van de kolom een cilindrische vorm 29 te laten behouden met vertikale wanden (zie fig. 4). Zo is het mogelijk de totale krachten goed uit te balanceren die op een platform worden uitgeoefend voor meerdere verschillende perioden van de deining.

25 Een gedeelte 30 met cilindrische vorm dat toegevoegd wordt aan het ondereinde van het afgeknot kegel-vormige gedeelte 31 met naar beneden afnemende doorsnede, kan de constructie vergemakkelijken. Als de op de afgeknot kegelvormige kolommen uitgeoefende horizontale krachten 33 (fig.

3C) groter zijn dan die welke uitgeoefend worden op cilindrische kolommen 30 15 (fig. 3B) met gelijk volume, zijn de resulterende momenten om het zwaartepunt G (dat normaal dicht bij de vrije oppervlakte ligt) kleiner omdat immers de hefboomarmen korter zijn.

Fig. 5 en 6 tonen een platform 2 met verankering door strakstaande kabels, bestaande uit vijf kolommen 34 tot 38 die elk een afgeknotte 35 kegelvorm hebben.

De kolommen zijn onderling aan hun ondereinde verbonden door pontons 39. tot 43 en ze dragen bovenaan een brug 44.

De structuur van dit platform met gespannen kabels, in het bijzonder het gebruik van vijf kolommen, geeft een zeer aanzienlijke vermindering 40 van de krachten, die als gevolg van de deining op de verankeringskabels 8402589 2s -e -5- worden uitgeoefend.

Uiteraard kan men binnen het kader van de uitvindingsgedachte aan de kolom of aan een gedeelte van de kolom, een vorm geven die afwijkt van de afgeknotte kegelvorm, waarbij deze toch beantwoordt aan de eerder gege-5 ven definitie dat deze vorm al of niet een omwentelingsas heeft.

Overigens kan deze vorm worden bepaald in afhakelijkheid van het profiel van de krachten die werkzaam zijn op het platform en/of op de kolommen, ..in het bijzonder in afhankelijkheid van het profiel van de dynamische drukken.

8402589

Claims (6)

1. Zeeplatform, voorzien van meerdere kolommen, die in bedrijf tenminste gedeeltelijk in het water staan en waarvan sommige verbonden zijn door pontons, m^e t het kenmerk dat bij tenminste een zich onder water bevindend gedeelte van tenminste één kolom (26) de doorsnede 5 die wordt bepaald door de doorsnijding van dit gedeelte met een horizontaal vlak, afneemt bij toenemende diepte.

2. Elatfoim volgens conclusie 1, met het kenmerk dat die doorsnede op in hoofdzaak lineaire wijze met de diepte afneemt.

3. Platform volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk 10 dat het gedeelte (31.) .met een doorsnede die met de diepte af neemt, ligt tussen twee cilindrische gedeelten (29, 30).

4. Platform volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk dat het platform van half-onderzees type is.

5. Platform volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk 15 dat het platform op de waterbodem verankerd is met strakstaande lijnen (13, 14).

6. Platform volgens een der conclusies 2 tot 5, met vijf door pontons verbonden kolommen, met het kenmerk dat elk van de vijf kolommen (34 tot 38) voorzien is van een zich onder water bevindend ge- 20 deelte waarvan de doorsnede afneemt met toenemende diepte- 8402589