NO115128B - - Google Patents

Description

Flytende plattformmontering.

Foreliggende oppfinnelse vedrører flytende plattformer og mere spesielt et stabiliseringssystem for flytende plattformer og lignende.

Med øket aktivitet i boreoperasjoner ut fra land over hele verden, kreves der nu utvikling av store, ekstra kraftige plattformer som kan huse og underholde personell, utstyr og lignende. De konvensjonelle plattformer som har plattformplanet hvilende ved vannoverflaten er uønsket for boreoperasjoner fordi vannets over-flatevirkning meddeler voldsomme krengnings-, rullings- og løftebevegelser til samme. Det er derfor foretrukket at disse plattformer på en eller annen måte blir anbragt over vannoverflaten således at bølgevirkning ikke vil påvirke plattformens stabilitet i noen vesentlig grad.

En måte å understøtte plattformen over vannoverflaten er å føre bæresøyler eller -støtter fra havbunnen opp til den understøttede plattform. Denne understøttelsesmåte møter imidlertid mange tekniske vanskeligheter og store om-kostninger.

En annen måte for å understøtte plattformen over vannflaten er å montere plattformen med hule tromler eller søyler av store dimensjoner som strekker seg ned i vannet. De hule søyler frembyr den nødvendige oppdrift eller oppadgående kraft, og, hvis nok søyler er anordnet rundt plattformen, det hele system flyter med plattformen løftet over vannflaten. Normalt er der anordnet hydrauliske donkrafter for å løfte og senke plattformens plan i forhold til vannflaten. For de fleste sjøoperasjoner, så-som boring ut fra land, er det nødvendig å feste ankre i havbunnen og, ved bruk av kabler forbundet mellom den flytende plattform og de respektive ankre, holde plattformen i en stasjonær stilling i forhold til havbunnen.

Disse typer av flytende plattformer, skjønt de understøtter plattformens plan over vann flaten, er imidlertid ustabile og vil være utsatt for uønskede grader av rulling, krengning og løfting som følge av bølgevirkning og bevegelse av vannoverflaten. For boring ut fra land er løfting av plattformen den mest kritiske bevegelse.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et aktivt stabiliseringssystem for de forannevnte typer av flytende plattformer.

Andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse i forbin-delse med tegningen hvor fig. 1 illustrerer et vertikalt snitt gjennom den nye plattform med en utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 er et per-spektivriss av et avskåret stykke av en platt-formsøyle og illustrerer en annen utførelse av oppfinnelsen, og fig. 3 er et vertikalsnitt av en plattformsøyle for en ytterligere utførelse av oppfinnelsen.

Kort angitt har plattformen et forutbestemt antall vertikalt anbrakte hule søyler eller sylindrer som har stor dimensjon og som strekker seg godt under vannoverflaten. Den kol-lektive oppdrift eller oppad virkende kraft som utøves av disse søyler eller sylindre er tilstrek-kelig til å løfte plattformen over vannoverflaten da mengden av det av søylene fortrengte vann alene er lik vekten av den hele flytende plattform, innbefattende plattformen, utstyr, personell og søyler. Et passende antall av vanlige ankre er anbrakt i havbunnen og sterkt tøyelige kabler er forbundet med ankrene og den flytende plattform for å holde denne i en stasjonær stilling i forhold til havbunnen.

Nær den nedre ende av hver søyle er montert en propell som er motorkontrollert for å påføre et oppad- eller nedadgående trykk på den tilhørende søyle ved dreining og som står i kontakt med væskemediet. I en utførelse av oppfinnelsen virker propellen til å trekke væske-mengder inn i en hul tank plassert inne i søylen for det øyemed å supplere det utviklede trykk ved å øke eller minske oppdriften av vedkom-mende søyle. En motor anbrakt ved den nedre ende av hver søyle styres av en motorkontrollenhet som mottar signaler fra en akselerasjonsmåler og gyroskop på en måte som nedenfor skal beskrives nærmere.

På tegningen er illustrert en flytende plattform generelt betegnet 10 som har en platt-formseksjon 12 med en øvre overflate 14 hvorpå utstyr, personell og lignende (ikke vist) befin-ner seg. Plattformen 12 har en rekke hull 16 som opptar vertikalt plaserte søyler 18 som strekker seg over og under plattformens 12 plan. Søylene 18 har store dimensjoner og har hult indre for det øyemed å fortrenge store vannmengder under vannet overflate. Vanlige donkraftanordnin-ger 20 er festet til plattformen 12 og samvirker på konvensjonell måte med søylene 18 og virker til å løfte eller senke plattformens 12 plan i forhold til søylene 18. Samtidig drift av alle donkrafter 20 foretrekkes.

De hydrauliske donkrafter 20 er konvensjonelle og en detaljert beskrivelse av disse er derfor ikke ansett for nødvendig. Det vil forståes at antallet og stedet for søylene 18 på plattformen 12 som vist på tegningen ikke er begrenset ved foreliggende oppfinnelse men tjener bare til å illustrere oppfinnelsen.

Hydraulisk utformede propeller 22 er dreibart montert ved bunnen av søylene 18 og er

formet til å bevirke oppad og nedad bevegelse av konstruksjonen avhengig av propellenes omdreiningsretning. Som et alternativt arrangement kan propellene være av den type som har varierbar stigning for å tilveiebringe det oppad- og nedadgående trykk til tross for bare

en omdreiningsretning. Elektriske motorer 24

driver propellere 22 ved dreining av drivakslen 26. Omdreiningsretningen, hastigheten og va-righeten av propellens 22 omdreining styres ved en gyroskop-akselerasjonsmåler-kombinasjon som mater en motorkontrollenhet på følgende måte. Gyroskopanordningen 28 f. eks. den type som er følsom for bevegelse i en hvilken som helst retning fra vertikalen og er kjent som «stabil vertikal» er fortrinnsvis plasert i plattformens 12 geometriske senter og er avpasset til å avføle krengning, rulling og giring på kjent måte. Hver øyle 18 har en akselerasjonsmåler 30 understøttet i samme, og hver måler 30 er

avpasset til å avføle retningen og størrelsen av den vertikale aksellerasjon av dens tilhørende søyle 18.

Gyroskopanordningen 28 mater et elektrisk signal til hver motorkontrollenhet 32 anbrakt i hver søyle 18 og verdien av denne representerer den øyeblikkelige hellings-, rullings- og giringsbevegelse av den respektive mottagende søyle i forhold til resten av plattformens kon-struksjon. Samtidig mater hver akselerasjonsmåler 30 et elektrisk signal til sin forbundne motorkontrollenhet som representerer den posi-tive eller negativ øyeblikkelige aksellerasjon som denne søyle er utsatt for. Motorkontrollen-heten mottar disse elektriske signaler og sender et kontrollsignal til motoren 24 hvorved denne energiseres i retning forover eller akterover eller ikke energiseres hvis et nullsignal er sendt.

Den grunnleggende gyroskopakselerasjons-målerkombinasjon, sammen med motorkontroll-enheten og drivmotoren, danner et konvensjonelt og endog kommersielt erholdelig kontrollsystem og er velkjent av fagmannen og for enkelthets skyld er derfor en videre diskusjon av dette kjente arrangement utelatt.

Med propeller med variabel stigning vil mo-torkontrollenheten være erstattet av en propell-stignings kontrollservo (også velkjent av fagmannen på området) som mater riktige hydrauliske signaler til stemplene som på sin side kon-trollerer tannhjulsoverføringen i propellnavet. Da variabel stigningskontroll er velkjent er en detaljert beskrivelse av denne utelatt.

Driften av den flytende plattform som danner foreliggende oppfinnelse skal nu beskrives. Etter at utstyr, personell og lignende er samlet på plattformens 12 øvre overflate 14, drives de hydrauliske donkrafter 20 for derved å heve plattformen 12 over vannflaten. Hvis plattformen utsettes for helling, giring, rulling eller løf-ting mates de riktige signaler fra føleanordnin-gene (gyroskop 28 og akselerasjonsmålers 30) til de respektive motorkontrollenheter 32 plasert ved hver vertikal søyle 18. De respektive motorer

24 driver via akslene 26 propellene 22 i den for-utbestemte retning, forover eller bakover, hvilke

propeller 22 meddeler oppad- eller nedadgående

trykk til de respektive søyler 18 og stabiliserer

derved plattformens 12 plan. Kablene 36 som

forbinder plattformen med ankrene på havbunnen holder plattformen i en stasjonær stilling i forhold til bunnen og stabiliseringssyste-met holder plattformens 12 plan i en fortrinsvis

horisontal stilling.

I fig. 2 er vist en annen utførelse av oppfinnelsen hvorved propellvingene er fast montert

og rager utad fra en rotendende krave 38. Drivakslen 26 dreier kraven 38 for å muliggjøre at

vingene 39 kan påføre et oppad- eller nedadgående trykk på søylen 18.

I fig. 3 er vist en tredje utførelse av oppfinnelsen hvori veggene 40 i samvirkning med en del

av søylen 18 avgrenser en tank 44 i søylens nedre

halvdel, og en vertikalt anbrakt hul sylinder 42

er montert sentralt i søylen 18 for å tilveiebringe

en ledning som forbinder tanken 44 med vannet

hvori plattformen flyter. Propellen 52 har en ytre

diameter svarende til sylinderens 42 indre boring og har et rotasjonssenter som faller sammen

med sylinderens 42 akse. I sylinderen 42 er anordnet en lagermontering 46 hvori akslen 26 er

dreibart lagret, hvilken aksel er forbundet med

propellen 52 og drives av motoren 24.

Når stabiliseringen av plattformen skal be-gynne dreies propellen 52 og driver væske fra

tanken 44 inntil væskenivået i tanken når et

forutbestemt gjennomsnitts driftsnivå. Deretter

kontrolleres propellens 52 omdreining ved motoren 24 som mottar sine signaler fra motor-kontrollenheten på den ovenfor omtalte måte.

Dreiningen av propellen 52 driver væske inn i

tanken 44 eller fjerner væske fra denne og på

den måte minsker eller øker søylens 18 oppdrift

i rekkefølge med helling, rulling og løftebevegelse

av den hele flytende plattform.

Skjønt der er vist tre utførelsesformer på

tegningen vil vanligvis bare en utførelse bli

brukt på alle søyler av en enkelt flytende plattform. Bruk av flere utførelser er imidlertid ikke

utelukket.

Det vil derfor sees at foreliggende oppfinnelse vil stabilisere flytende plattformer ikke bare

mot rullings- og hellingsbevegelse, men tilveie-bringer også krefter som vil motvirke løfting.

Claims (5)

1. Plattformmontering for bruk på sjøen

omfattende en horisontalt anbragt plattform, et antall vertikalt forskyvbare hule søyler som er montert på plattformen og strekker seg fra den- ne ned i vannet hvilke søyler er avpasset til å fortrenge tilstrekkelige vannmengder til å for-skyve plattformen over vannflaten, stabiliseringsanordning montert på hver søyle, og følean-ordning montert på monteringen for å kontrol-lere retningen av trykk som meddeles ved hver av stabiliseringsanordnlngene således at plattformen stabiliseres for rulling, krenging og løf-ting, karakterisert ved at stabiliserings-anordningen omfatter vinger eller skovler (22, 39, 52) som er dreibart montert på søylene (18) og avpasset til selektivt å meddele oppad- og nedadvirkende trykk til søylene når vingene ro-teres i vannet, og anordninger (24) forbundet med vingene for å dreie disse.

2. Plattformmontering ifølge krav 1, karakterisert ved at føleanordningen omfatter et gyroskop (28), en akselerasjonsmåler (30) montert i hver søyle og en kontrollenhet (32) i hver søyle (18) forbundet med utgangs-sidene av akselerasjonsmåleren (30) og gyro-skopet (28), hvilken stabiliseringsanordning videre omfatter en stignlngskontrollanordning som reagerer for utgangseffekten fra kontrollenheten (32) for selektivt å regulere vlngestigningen mellom positiv, negativ og null stigning avhengig av utgangseffekten fra kontrollenheten, idet kontrollenhetens (32) utgangsside er forbundet med den nevnte anordning for rotasjon av vingene for å regulere disses omdreining i en negativ eller positiv retning.

3. Plattformmontering ifølge krav 2, karakterisert ved at hver stabiliseringsanordning omf atter en ved den nedre ende av hver søyle (18) dreibart montert konus på hvilken vingene er montert.

4. Plattformmontering ifølge krav 2, karakterisert ved at stabiliseringsanord-ningen omfatter en krave (38) som har praktisk talt samme diameter som hver av søylene (18) og er dreibart montert på hver av disse, og ved at vingene (39) er montert på denne krave.

5. Plattformmontering ifølge krav 2, karakterisert ved at hver av søylene (18) omfatter indre vegger (40) som avgrenser en tank (44) innenfor søylens ytre dimensjoner, hvilken tank er delvis fylt med vann, en sylinder (42) anbragt mellom tanken og det omgivende vann for å muliggjøre føring av vann mellom disse og ved at stabiliseringsanordningens vinger (52) er dreibart montert i den nevnte sylinder (42) således at dreining av vingene driver vann inn i og ut av tanken (44) for å øke og minske den sam-lede oppdrift av den respektive søyle.