NO134795B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et forbedret dynamisk fortøyningsanker av den type som er angitt i innledningen til det etterfølgende hovedkrav.

Ankere kan generelt klassifiseres i tre grupper: vektankere som hviler på bunnen og hvor vekt og friksjon frembringer holdekraften; semidynamiske ankere som graver seg delvis ned i sjøbunnen når de blir trukket langs med denne hvorved det nyttes både vekt og bunnmaterialets motstand for frembringelse av holdekraft; og dynamiske ankere som graver seg helt ned i bunnmaterialet og hvor kun virkningen av bunnmaterialet mot ankerfliken frembringer holdekraften. Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot et forbedret anker av den sistnevnte type som er spesielt nyttig ved fortøyning av flytende borefartøyer og andre fartøyer som må fortøyes fast til et sted for lengre tidsperioder. '

Dynamiske ankere kan videre inndeles i ankere med

fast ankerklo. og méd svingbar ankerkio. Den sistnevnte har vanligvis en enkel ankerklo og blir vanligvis satt ut ved hjelp av to liner- fortøynings linen og en hjelpeline. En betydelig ulempe ved ankere med faste klør kommer av den faste vinkel som er nevnt mellom leggen og kloen. Det at denne vinkel ikke kan forandres resulterer i at den av ankeret frembragte holdekraft varierer vesentlig avhengig av naturen og kvaliteten av bunnavleiringene. Det er f.eks. kjent at klovinkelen bør begrenses til 30 -.35° for relativt fast sandbunn, mens større klovinkeler i området opptil 50°, er meget bedre for bløtere gjørme- eller leirebunn. Således vil den valgte klovinkel være den optimale for ett bunnforhold men ikke for det andre, eller den vil representere et kompromiss mellom de to.

Ankere med svingbare ankerklør har•vanligvis to klør som svinger fritt til hver side av ankerleggen hvilke er beregnet til å grave seg ned uavhengig av hvilken side av ankeret som kommer i kontakt med sjøbunnen. Slike ankere kan senkes og settes ved hjelp av en enkel line. Videre kan ankere med svingbar klo lett tilpasses for bruk som ankere med variabel klovinkel. Ved hjelp av en kile eller lignende redskap kan klovinkelen reguleres på forankringsstedet for å oppnå maksimal holdekraft frembragt av ankeret under de rådende bunnforhold.

Til tross for disse fordeler har ankere med svingbar klo i likhet med ankere med fast klo, dessverre ikke vist seg helt tilfredsstillende for fortøyning av flytende bore-fartøyer. De blir ofte trukket langsmed sjøbunnen uten at klørne blir utløst og er under slike forhold ikke i stand til å grave seg ned og frembringe noen særlig holdekraft. Til-føyelse av utløsningsflater og lignende innretninger på klørne for det formål å tvinge dem til å grave seg ned i bunnen, har løst dette problem i noen grad, men har ikke vesentlig øket deres pålitelighet som fortøyningsankere. F.eks. vil disse ankere ofte grave seg ned og frembringe en vesentlig holdekraft for plutselig, og hittil uforklarlig, gi etter og bli trukket helt løs. For å motvirke denne uregelmessige oppførsel av 'fortøyningsankere, er det enten blitt nyttet ytterligere for-tøyningsliner, eller ekstra ankere er blitt satt i tandem på hver line. Denne praksis som har vært til noe hjelp, er både tidskrevende og dyr og lar derfor meget tilbake å ønske. Drag-prøver for ankere utført både med modell og med ankere i full størrelse, har ført til den oppdagelse at visse strukturelle trekk ved fortøyningsankere har bevirket deres tidligere uregelmessige oppførsel. Spesielt har det vist seg. at hindringer mot strømmen av bunnmateriale over ankeret, i' stor grad svekker dettes dannelse av varig holdekraft i sjøbunnen. Slike strømningshindringer trykker sammen sedimenter som ligger i front av ankeret langs med dets trekkbane. Sammentrykket materiale bygges opp etter som ankeret beveger seg fremover og bevirker eventuelt at ankeret svinger opp og dfte blir trukket ut av bunnen. I gjørme eller leirebunn, blir oppsamlinger av materialet fanget på de fremre flater og topper av klørne og mellom leggen og kloinnretningen, spesielt ved deres skjæringspunkt eller hvor avstivningsribber, ut løsnings flater eller andre strømningshindringer forekommer. I sandbunn kleber sedimentene ikke til ankeret, men samler seg foran ankeret og presses sammen til stagnerende masser som har den samme ødeleggende effekt.

Det har vist seg at hvis et anker er konstruert i samsvar med den innledningsvis nevnte type, vil disse problemer unngås i vesentlig grad. Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot et forbedret fortøyningsanker som har en meget liten motstand mot bunnsedimentenes strøm over dette og som graver seg dypt ned og frembringer en vedvarende stor holdekraft.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at ankerkloen er anordnet til å kunne svinge fritt mellom en første minimumvinkelstilling og en andre maksimumvinkelstilling under og i forhold til leggen.

Videre kan ankerkloen være innrettet til å muliggjøre regulering av maksimumvinkel mellom kloen og leggen.

Den tydelig forbedrede virkning av ankeret ifølge oppfinnelsen skyldes en rekke strukturelle trekk. Ankeret har intet ankerkryss eller nedgravningsflater som begge kan opp-fange stillestående masser av grunnmaterialet når ankeret blir trukket. Ved skråskjæring av ankerleggens nedre kant og ankerkloens fremre kant samt ved å forsyne ankerkloen med en jevn øvre flate fri for ribber eller andre hindringer samt å til-passe forbindelsen mellam leggen og kloen slik at den frembyr meget liten motstand mot strømning av bunnsedimenter, blir ankerets samlede strømningsmotstand meget sterkt redusert. Dette forhindrer sammentrengning og sammenklumping av sedimenter som ligger foran ankeret i dets trekkbane og tillater ankeret å grave seg dypt ned og derved frembringe og opprettholde en vesentlig holdekraft. Den svingbare ankerklo som kun åpner i nedad-retning frembyr en rekke fordeler. Ankeret vil i motsetning til andre ankere med svingbar ankerklo, bli satt ut ved hjelp av to liner hvilket letter kontroll og orientering av ankeret hvorved det sikres at ankeret lander på bunnen med den riktige side opp, dvs. med ankerkloen under leggen. Fordi den svingbare ankerklo er beregnet til å danne en minimumvinkel med leggen selv når den er i lukket stilling, vil kloen hurtig grave seg ned i bunnen når...ankeret blir trukket. Behovet for utløsningsflater eller andre strømningshindringer som ellers er nødvendig for å bevirke en positiv gravevirkning av klørne blir derved eliminert. Dette tillater igjen en vesentlig reduksjon i ankerets strømningsmotstand. Videre ved å sørge for at den svingbare klo forblir på leggens underside tillates også bruk av en enkel klo hvilken er sterkere enn de gaffelformede eller delte klør som vanligvis er normale for ankere med svingbare klør og som er mer økonomisk i konstruk-sjonen. Videre tillater den svingbare kloanordning tilveie-bringelse av midler for regulering av klovinkelen slik at den kan tilpasses til de rådende bunnforhold. Den tillater også sammenfolding av ankeret hvilken resulterer i vesentlig plass-besparelse under lagring om bord i fartøyet.

På bakgrunn av disse fordeler og andre som vil fremgå av den detaljerte beskrivelse og tegningen som følger og som er oppnådd ved hjelp av de trekk som er angitt i de etter-følgende krav, er det klart at ankeret ifølge oppfinnelsen representerer en betydelig forbedrelse i forhold til hittil kjente ankere.

I tegningen er

fig. 1 et planriss som viser oversiden av et anker konstruert i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 er et sideriss delvis i snitt, av ankeret i fig. 1,

fig. 3 viser et planriss delvis i snitt, av undersiden av ankeret i fig. 1,

fig. 4 viser et tverrsnitt av leggen etter linjen 4-4 i fig. 3, og

fig. 5 er et perspektivriss av ankeret ifølge fig. 1.

Med henvisning til tegningen består ankeret ifølge den foreliggende oppfinnelse .av en legg 11 hvis fremre kant,

dvs. den kant som skjærer gjennom bunnmaterialet, skarpt skråskjært.for å redusere leggens motstand mot gjennomtrengning av bunnmaterialet. Graden av leggens skråskjæring er best vist i tverrsnittrisset av leggen i.fig. 4. I en foretrukken ut-førelsesform av oppfinnelsen er leggen skråskjært slik at de skrå flater ved den fremre kant danner en vinkel seg i mellom

som ikke er større enn 45°. Det er imidlertid klart at den valgte spisse vinkel kan varieres vesentlig så lenge den er i overensstemmelse med bevarelse av leggens styrke og reduksjon av strømningsmotstand mot bunnmaterialet. Midler for feste av ankerline nær leggens fremre ende er også inkludert, f.eks. sjakkel 13. Den motsatte ende av leggen kan hensiktsmessig danne en Y hvor den nedre gren har et hull 17 for opptagelse av ankerstokken 19. Den øvre gren 21 -av Y'en, kan tilpasses til å samvirke med en innretning som f.eks. en kile 23 for å kontrollere den beskrevne maksimumvinkel mellom

kloen 25 og leggen. Skjønt den viste utforming er å foretrekke, er det klart at leggens bakre ende kan forbindes svingbart med kloen på andre måter også.

Det er vist en enkel klo 25 med en sliss 27 beregnet til å tillate den nedre gren 15 av leggens Y-formede bakre ende, og strekke seg gjennom denne. Det er viktig at kloens øvre flate, dvs. strømningsflaten over hvilken bunnsedimenter passerer når ankeret blir trukket forover, er en jevn strøm-linjet flate fri for ribber, fremspringende ankerkryss eller andre strømhindringer. Kloens fremre kant skal fortrinnsvis være skarpt skråskjært for-å lette dens innføring i bunnsedimentene. Denne skråskjæring kan best sees i fig. 2 og 3. Motstand mot kloens gjennomtrengning er også redusert ved avsmalning av dennes fremre ende til eh eller to skarpe spisser som vist. Forbindelsen - mellom leggen og kloen er beregnet til å fremby meget liten strømningsmotstand mot bunnsedimentene.

Kloen kan omfatte midler for feste av en hjélpeline som f.eks. e-t øye 29 som er vist anordnet ved den bakre ende av kloen.. Dette middel kan alternativt festes til leggens bakre ende. En eller flere forsterkningsribber kan anordnes ved kloens underflate. Anbringelsen av disse på kloens underside er fordelaktig da dette bevirker at de ikke ligger i bunnmaterialets strømningsbane i ' Skjønt det i .tegningen er vist en boks eller kammer 31 omfattende 4 ribber 33, kan det nyttes andre utforminger for støttelegemer. Graden av den nødvendige forsterkning vil selvsagt bli avgjort av kloens flatestørrelse og tykkelse samt av den ønskede holdekraft. Hver av de viste ribber har en åpning gjennom seg dimensjonert og bragt i flukt med hverandre for opptagelse av en stokk 19. Skjønt en enkel klo er å foretrekke, kan det også nyttes to klør. Kloens nødvendige flatestørrelse bør baseres'på de vel kjente betraktninger for avgjørelse av ønsket ankerholdekraft.

Stokken 19 er vist forbundet på tvers med ankerleggen 11. Stokken kan hensiktsmessig føres gjennom åpningen i ribbene

33 og deretter gjennom hullet, 17 i den Y-formede bakre ende av

stokken. Stokken kan fortrinnsvis utføres med hule ender i stedet for som en massiv stang hvis ønsket for å redusere vekten. I den viste stilling tjener stokken som en for-bindelsesbolt som tillater leggen og kloen å svinge i'forhold til hverandre. Stokkens lengde bør være tilstrekkelig til å tilveiebringe sideveis stabilitet til ankeret når det trenger gjennom sedimentene. Stokken må også være lang nok slik at hvis ankeret legger seg på bunnen i skråstilling, vil ankeret bli understøttet av leggens fremre ende, en ende av stokken og en spiss av kloen. Hvis stokken er for kort vil ankeret bli ustabilt og falle over på siden i stedenfor å gjennomtrenge bunnsedimentene. I denne forbindelse skal det bemerkes at ankeret ifølge tegningen omfatter to klospisser i noe avstand fra hverandre. Dette arrangement letter kloens inngrep med bunnen når ankeret er skråstilt.

Det er anordnet en innretning for å begrense minimumvinkelen mellom den svingbare klo og leggens nedre kant, til en vinkel noe større enn null. Dette tvinger ankeret til å forbli delvis åpent til enhver tid.' Den benyttede innretning kan være en sliss slik som 27 i kloen 25 som bevirker at kloen kommer til anlegg mot leggen i en vinkel på ca. 21°. Det er klart at det kan nyttes andre innretninger for å begrense minimumvinkelen mellom kloen og leggen<:>til en vinkel som er større enn null.

Det er også tilveiebragt en innretning for å begrense maksimumvinkelen mellom den svingbare klo og leggens nedre kant. En kile 33 er vist anbragt på kloen og plassert slik at den samvirker med den øvre gren 21 på leggens bakre side. Denne kile styrer den omtalte maksimumvinke1 mellom leggen og kloen, og ved å variere størrelsen av kilen på ankeret, kan klovinkelen reguleres for å oppnå optimal størrelse på den holdekraft ankeret frembringer i en spesiell bunn.

For å nytte ankeret ifølge oppfinnelsen for for-tøyning av et flytende borefartøy eller annen konstruksjon,

er det ønskelig først å forvisse seg om bunnforholdene. Dette, kan utføres enten ved samling av prøver eller ved hjelp av andre kjente teknikker slik som utførelse av prøver med små ankere. Så snart bunnsedimentenes natur og kvalitet er kjent, kan klovinkelen reguleres for å oppnå optimal størrelse på

den frembragte holdekraft under de spesielle rådende forhold. Optimal holdekraft vil bli frembragt av ankeret ifølge oppfinnelsen med en klovinkel på ca. 34° for sandbunn og 50° for gjørme eller leire. Ankeret blir vanligvis satt ut ved hjelp av en hjelpebåt utstyfct.med en vinsj. Fortøyningslinen som er forbundet med fartøyet som skal fortøyes, blir festet til en.sjakkel 3 ved leggens fremre ende. Hjelpelinen fra hjélpe-båtens vinsj blir festet til øyet 29 ved ankerets bakre ende, vanligvis på kloen.

Ankeret blir derettet senket til bunnen samtidig som hver av linene strekkes. Når ankeret er opphengt, vil det orientere seg selv slik at den tunge klo henger nedad. Senk-ingen fortsettes inntil ankeret kommer til hvile på sjøbunnen med kloen ned. Hjelpelinen blir deretter fortrinnsvis løsnet og festet til en bøye for å lette gjeninnfangning. Når det trekkes i fortøyningslinen, vil ankeret som allerede er bragt i stilling med kloen ned og åpen tilsvarende minimum klovinkel, hurtig trenge ned i bunnsedimentene. Grunnmaterialets trykk mot kloen virker at klovinkelen åpnes til den optimale vinkel som er valgt for den største holdekraft. Når det er ønskelig å avslutte fortøyningen, blir hjelpelinen gjeninn-fanget og en vinsj om bord på hjelpebåten nyttes for å heise ankeret om bord. Skala-modeller av ankeret ifølge oppfinnelsen ble omfattende prøvet i sammenligning med modeller av tidligere kjente ankertyper med svingbar klo som ble bygget.i samme skala. Disse prøver ble utført i modelltanker, i strandsand og på forskjellige steder til sjøs og de resulterte i holdekraft data som er representative for et bredt område av bunnforhold. Under prøvene ble de tidligere kjente' ankeres virkning først og fremst svekket av to typer vanskeligheter, 1 flounder mislyktes i å svinge og grave ned i bunnmaterialet, og 2 ankere klumpet sammen bunnmaterialet med påfølgende uttrekning av bunnmaterialet. I motsetning til dette viste ankeret ifølge oppfinnelsen en høy grad av pålitelighet og dets virkning var overlegen i forhold til de prøvede tidligere kjente ankere, som f.eks. vist i US-patent nr. 2.677-343 og 3-015.299-

Den følgende tabell sammenligner virkningen av et

400 kg anker konstruert i samsvar med oppfinnelsen, med et 400 kg anker av tidligere kjent type som vist i US-patent nr. 2.677-343 som har svingbare klør og et ankerkryssfremspring for å sikre positive klovirkninger. Dataene er fremkommet fra en serie ankertrekkprøver foretatt på tre forskjellige steder i den Meksikanske Gulf.

ANKER-HOLDEKRAPTPRØVER

Ankertrekkprøvene blir utført med en båt utstyrt med en strekk-måler. Trekkprøvene i tabellen ble satt i tre forskjellige klasser: l:helt vellykket - som indikerer at ankeret utviklet minst 7,500 kg holdekraft og ikke viste tegn til å frembringe jordklumper eller å bli trukket ut, 2:delvis vellykket - som ' indikerer at ankeret utviklet minst 7,500 kg holdekraft, men frembragte klumper og ble trukket ut, og 3:ikke vellykket - som indikerer at ankeret utviklet mindre enn 7,500 kg holdekraft. Ankeret ifølge, oppfinnelsen var i stand til å frembringe høy holdekraft i området fra 12.5Q0 - 30.000 kg på alle prøver og det frembragte ikke jordklumper eller mistet holdekraft selv når det ble trukket ca. 200 - 300 m. På den andre side var det tidligere kjente anker kun i stand til å oppnå moderat til høy holdekraft under 50% av dragene og det klumpet sammen grunn-materialene og mistet holdekraft i halvparten av tilfellene. Det var helt vellykket i kun 25% av de totalt gjennomførte trekkprøver.

Claims (3)

1. Dynamisk fortøyningsanker av typen med svingbar klo, og som har en ankerlegg (11), en ankerstokk (19) forbundet på tvers med den bakre ende av ankerleggén (11), ankerlineforbindelsesinnretning (13) ved ankerleggens (11) fremre ende, en klo (25) med en jevn øvre flate anordnet under ankerleggén (11) med sin bakre ende svingbart forbundet med den bakre ende av ankerleggén, hvilken ankerlegg og ankerstokk (19) og forbindelsene mellom dem, har overflater som i alt vesentlig er fri for hindringer mot passering av bunnmateriale, karakterisert ved en første vinkelbegrensningsinnretning anordnet for begrensning av en spiss minimumvinkel mellom ankerkloen (25) og ankerleggens (11) underside i kombinasjon med en andre vinkelbegrensningsinnretning (23) anordnet ved ankerleggens bakre ende og som samvirker med kloen (25) og ankerleggén (11) for begrensning av en spiss maksimumvinke1 mellom ankerkloens og ankerleggens underside, hvilken første og andre vinkelbegrensningsinnretning samvirker for å begrense ankerkloens (25) vinkelbevegelse til en bue som befinner seg under ankerleggén (11) og avgrenset mellom den spisse minimumvinkel og den spisse maksimumvinke1.

2. " Anker ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre vinkelbegrensningsinnretning (23) for styring av maksimumvinkelen mellom ankerkloen (25) og ankerleggén (11), er regulerbar.

3. Anker ifølge krav 2, karakterisert ved at maksimumvinkelen ligger i området 30° til 50°.