NO135056B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kranlekter, rør-legningsfartøy eller lignende, særlig egnet for løfte- og kon-struksjonsarbeider utenfor kysten i forbindelse med oljeboring, offshore oljeproduksjon, rørlegningsarbeider, osv.

Oppfinnelsen angår nærmere bestemt en kranlekter for

tunge løft, og omfatter et delvis neddykkbart fartøy med to neddykkbare skrog, en arbeidsplattform, samt et antall søyler stivt forbundet henholdsvis med skrogene og plattformen.

Aktiviteten i kystområdene,såsom i Nordsjøen, har som kjent i de senere år økt i meget stor grad og omfatter nu ikke bare boreoperasjoner og produksjon av olje og gass, men også viderebehandling av råstoffene, samt eventuell ilandføring av olje og gass gjennom rørledninger som anbringes på sjøbunnen.

Til disse aktiviteter anvendes borerigger, plattformer osv. av forskjellige typer. For montering og også demontering av stort og tungt maskinelt utstyr på plattformene anvendes i stor grad såkalte kranlektere, dvs. spesielle fartøyer forsynt med kran-utstyr som er særlig egnet for tunge løft. Slike kraner, ofte kalt derrick-kraner, omfatter vanligvis en kranbom som er sving-bar såvel horisontalt som i vertikalplanet, slik at utstyret eksempelvis kan løftes i ett løft fra et skip og plasseres på riktig sted på plattformen. En slik kranlekter må for å kunne løfte og håndtere tunge løft, ikke bare ha god stabilitet, men bør heller ikke krenge meget under løftearbeidene, da dette vil vanskeliggjøre, eventuelt umuliggjøre, gjennomføring av kran-arbeidet. Av denne grunn har kranlektere hittil vært utført med skrog i form av lave, brede "prammer" med stort flateareal. Derved får lekteren et stort vannplanarea1, forholdsvis lavt tyngdepunkt og et høyt beliggende metasenter med resulterende stor metasenterhøyde, dvs. avstanden fra tyngdepunkt til metasenter, noe som bl.a. medfører at lekteren får stor "stivhet"

i sjøen, dvs. den undergår bare liten krengning når den utsettes for nedoverrettete bøyemomenter under løftearbeidene. Slike kranlektere vil ha gode stabilitetsegenskaper ved løftearbeider i havneområder og lignende hvor bølgebevegelser utgjør en liten faktor, men vil være særdeles lite egnet i sjø med middelsstore eller høye bølger. Dette beror på at en slik kranlekter som følge av sin store metasenterhøyde vil ha en meget lav naturlig egensvingningsperiode, dvs. den vil oppvise en meget hurtig gjen-oppretting etter en krengning. Vanlige kranlektere kan således eksempelvis oppvise en naturlig svingeperiode på 6-8 sek. noe som svarer til vanlig bølgesvingningsperiode,og som igjen vil medføre at en slik kranlekter vil utsettes for hurtig og til dels voldsom rulling og stamping. Derfor er en slik kranlekter svært lite egnet for løftearbeider i forbindelse med oljeboring og lignende utenfor kysten. Dette forhold er i de senere år forsøkt kompensert ved å bygge kranlektere stadig større. Like-vel har slike kranlektere ikke kunnet arbeide tilfredsstillende i forbindelse med løftearbeider utenfor kysten, og har medført at arbeidene stadig må avbrytes når sjøen blir for høy, med resulterende forsinkelser i arbeidsgangen, noe som igjen med-fører til dels store forstyrrelser, av arbeidene.

I de senere år er det imidlertid utviklet såkalte halvt neddykkbare borerigger. Disse består i prinsippet av neddykkbare skrog, et sett stabiliserende søyler forankret på skrogene, samt en arbeidsplattform montert på toppen av søylene. Et slikt fartøy vil i sin delvis neddykkete stilling, når sjølinjen for-løper omkring søylene, i motsetning til kranlekterne oppvise et meget lite vannplanareal som er bestemmende for fartøyets gjen-. opprettingsmomenter ved krengning, noe som medfører at slike halvt nedsenkbare rigger er meget stabile i sjøen like- overfor bølgebevegelser. Av samme grunn vil imidlertid slike fartøyer være svært utsatt for krengning like overfor direkte moment-krefter, eksempelvis belastninger i form av gjenstander som henger i en dékkskran eller plasseres på plattformens dekk. Som følge av riggens lave vannplanareal representert ved søylenes areal, og de tilsvarende lave opprettingsmomenter, kan et slikt fartøy få en temmelig stor krengning ved anbringelse eller flytting av en forholdsvis liten last på dekket. På den annen side kan slike krengningsbevegeIser foregå forholdsvis langsomt, bl.a. som følge av fartøyets lange egensvingningsperiode sammenliknet med egensvingningsperioden til en vanlig kranlekter. Av denne grunn har halvt nedsenkbare fartøyer av denne typen ikke vært vurdert eller ansett som egnet som kranlekter i og med at kun forholdsvis små laster vil medføre en stor krengning.

Foreliggende oppfinnelse går imidlertid ut på å utnytte et slikt fartøy som kranlekter.

Kranlekteren ifølge oppfinnelsen består således av et delvis neddykkbart fartøy med et par langstrakte skrog anordnet parallelt side ved side med passende innbyrdes avstand, en arbeidsplattform anordnet over skrogene, samt et antall stabiliserende søyler som er stivt forbundet, henholdsvis med skrogene og med plattformen, idet skrogene har i alt vesentlig rektangulært tverrsnitt og med større bredde enn høyde, og fartøyets lengdedimensjon målt i retning av dets langsgående senterlinje er flere ganger større enn fartøyets bredde målt langs tverr-skipsaksen, og ved at vertikalaksen gjennom hver av søylene er anordnet på utsiden av vertikalplanet gjennom den langsgående • senterlinjen i hvert skrog, idet minst tre stabiliserende søyler er plassert på hvert av skrogene, idet en søyle er plassert nær eller ved hver av de motstående ender av hvert av skrogene, og hvor søylene har i alt vesentlig konstant tverrsnittsareal målt fra bunnen av søylene ved skrogene og opp til arbeidsplattformen (effektiv høyde av skrogene), idet en kran med en løftebom er montert på arbeidsplattformen, og kranlekteren ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at kranens vertikale rotasjonsakse er plassert innenfor den horisontale forbindelseslinjen mellom søylenes sentre på hvert av skrogene, samt midler innbefattende rørledninger, pumper og ventiler, for det første for ballastering av hvert av skrogene, samt for ballastoverføring mellom skrogene for å kontrollere og tilpasse fartøyets trimtilstand om stampeaksen og/eller fartøyets duvings- eller hivingstilstand om rulleaksen i overensstemmelse med kranlasten, samt med dreiningen av kranen med lasten om den vertikale rotasjonsaksen, samt i overensstemmelse med plasseringen av denne aksen i forhold til far-tøyets stampe- og/eller rulleakse.

Ved hjelp av dette arrangement har man kommet frem til en kranlekter hvor man med bibehold av fartøyets krengningsstabilitet like overfor bølger har sørget for at fartøyet samtidig også kan oppvise den nødvendige krengningsstabilitet like overfor tunge laster. Det har videre vist seg praktisk mulig å kompensere en krengning som følge av en kranlast ved å flytte ballast over til den motsatte siden og derved av vertikalaksen til fartøyet å gjenopprette eller opprettholde fartøyets balanse og trim. Ved å sørge for at fartøyet utstyres med det nødven-dige ledningsnett og pumpeutstyr, samt mer eller mindre auto-matisk kontrollutstyr, kan man fortløpende flytte ballast til riktig sted i fartøyet, slik at en ikke bare kan løfte tunge laster med kranen, men også kan flytte disse laster ved svingning av kranen og stadig sørge for den nødvendige ballastkom-pensasjon.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en to-skrogs, halvt neddykkbar kranlekter som er konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et oppriss av lekteren hvor vannlinjen er illustret i forhold til lekteren både i overflatestilling og halvt neddykket stilling. Fig. 3 er et grunnriss av lekteren hvor deler er snittet ut for å gi en bedre illustrasjon. Fig. 4 er. et snitt tatt etter linjen 4-4 på fig. 3. Fig. 5 er et snitt tatt etter linjen 5-5 på fig. 3. Fig. 6 er et bruddstykke av et grunnriss av lekteren med deler utsnittet og viser opplagringskonstruksjonen for kranen. Fig. 7 er et aktre oppriss av lekteren og viser opplag-ringskonstruks j onen for kranen. Fig. 8 er et skjematisk grunnriss av skrogene for lekteren og viser et ballastsystem for denne. Fig. 9 er et deloppriss av lekteren og viser neddykk-ningsgrensene når lekteren er i halvt neddykket flytestilling. Fig. 10a-10d er et skjematisk aktre endeoppriss av lekteren og viser litt overdrevet forskjellige vinkelstillinger for denne når kranen brukes til å oppta lasten med kranens ut-ligger og idet det anvendes ballastoverføring.

Fig. 11 er et skjematisk horisontalsnitt mellom dekk

og skrog og viser en annen utførelsesform for lekteren.

Det skal nå vises til tegningene og særlig til figurene

1 og 2,hvor det ér vist en halvt neddykket kranlekter eller et fartøy som generelt er betegnet med henvisningstallet 10, omfattende to i avstand fra hverandre i tverr-retningen anordnete langstrakte skrog 12, som strekker seg i et paralie11forhold til hverandre og fremskaffer tilstrekkelig oppdrift til å understøtte fartøyet 10 i flytende stilling, idet skrogene har et fribord som er antydet ved f på fig. 2. (Hvert skrog 12 har et tilnærmet rektangulært tverrsnitt som der er vist på fig. 4 og 5, et bueformet baugparti 14 og et avrundet bunnparti ved akterenden. Skrogene 12 har således tilstrekkelig strømlinjeform til å minske motstanden ved tauing når fartøyet 10 er helt under-støttet av skroget 12 i flytende stilling).

En plattform P som omfatter et hoveddekk 2 0 og et nedre dekk 22, er understøttet i en forutbestemt høyde over skrogene 12 ved hjelp av en understøttelseskonstruksjon som omfatter flere tversgående, i avstand fra hverandre i lengderetningen anordnete fagverkskonstruksjoner, generelt betegnet med henvisningstallet 24. Plattformen omfatter også flere i avstand fra hverandre både i lengde- og tverr-retningen anordnete stabili-seringssøyler som i det følgende bare vil bli betegnet søyler. Rekken av fagverkskonstruksjoner 24 er anordnet i avstand fra hverandre i lengderetningen mellom de i avstand fra hverandre anordnete søyler 26, og hvert fagverk omfatter som det best kan sees på fig. 4, to ytre støtteelementer 28 som er oppreist fra hvert av skrogene 12 til de ytre kanter på det nedre dekk 22. Hvert fagverk 24 omfatter en rekke diagonale og tversgående staver 38 som er forbundet med skrogene 12 og det nedre dekk 22

i plattformen. Fagverkene 24 omfatter tversgående, horisontale kryssavstivere 39 som er festet til de indre og øvre sidekanter på skrogene 12. Lignende diagonale og tversgående fagverkskonstruksjoner 40 er festet mellom skrogene 12 i området mellom søylene 26 slik det kan sees på fig. 5 (40 ikke angitt på fig.5).

Som det fremgår klarere av det følgende, omfatter under-støttelseskonstruks j onen også stabiliseringssøyler 26 som strekker seg oppad fra den øvre flate av skrogene 12 til en plattform P og har en effektiv høyde h (fig. 2) som kan være lik eller fortrinnsvis større enn den antatte bølgehøyde som er avstanden mellom erv bølgetopp og en bølgedal. I den foretrukne utførelse er fire par søyler 26 anordnet i lik avstand fra hverandre i lengderetningen åv skrogene 12, idet søylearrangementet på hvert skrog er symmetrisk med det på det andre skrog. Som vist med prikkete linjer på fig. 3 har søylene 26 fortrinnsvis en avlang form med vertikale, rette lengdesider og vertikale, halvsylind-riske for- og akterendeseksjoner - 42. Man vil imidlertid forstå at søylene 26 kan ha sirkulært, firkantet eller et annet ønsket tverrsnitt. Bruken av søyler 26 sørger for den bevegelsesminskende karakteristikk når fartøyet er i flytende, halvt neddykket stilling. Stabiliseringssøylene 26 har fortrinnsvis konstant tverrsnittsareal over hele den effektive lengde. Man vil forstå at den øvre og/eller den nedre ende av søylene kan ha et redu-sert tverrsnitt, slik at den for eksempel danner stumpkoniske seksjoner for å sørge for en god mekanisk forbindelse mellom søylene og skrogene, samt plattformen. Dette virker ikke vesentlig inn på den effektive høyde eller gjør denne høyde avhengig av konstruksjonen.

Som det kan sees på fig. 2 og 3, er de nedre ender på benene 44 i en mastekran, generelt betegnet med 46, svingbart opplagret ved 48 pa baugpar.tiet av skrogene 12. Den vertikale helning av mastekranen 46 reguleres ved hjelp av en heisekabel 50 som er forbundet med en ikke vist blokk som ligger ved den øvre ende av mastekranen 46 og ved den nedre ende er forbundet med en taljeblokk 52 som igjen er forbundet med et kraftdrevet helseapparat 54, hvorved helningen av mastekranen 46 kan endres valgfritt.

En tungløfts derrickkran eller en annen kran som generelt er betegnet med 56 og som i det følgende referes til som

en kran, omfatter en bom 58 og et hus 60. Kranen 56 er svingbart montert på en opplagringskonstruksjon som' omfatter bjelker som strekker seg oppad fra akterenden av skrogene 12, idet opp-lagringskonstruks j onen B for kranen 56 ligger ved et nivå som faller sammen med det nedre dekk for plattformen Som det kan sees på fig. 6 og 7, kan understøttelsesbjelkene omfatte fire innad og oppad rettete søyler i form av strevere 57, hvor fot- eller bunnpartiene 59a i hvert tversgående par strever-

søyler 57 er festet på de indre sider på akterendene av skrogene 12. De øvre ender på streversøylene 57 konvergerer opp mot en opplagrings- eller fundamentkonstruksjon B hvorpå kranen kan dreies. Det er åpenbart at det kan utformes andre typer opp-lagringskonstruksjoner og at den foran angitte type må betraktes som et eksempel.

Man vil forstå at kranen er montert på fartøyet slik at svingeaksen for denne strekker seg vertikalt når fartøyet ligger i rolig vann, dvs. i likevektsstillingen. Kranen er også montert slik at dens svingeakse ligger i vertikalplanet gjennom fartøyets^horisontale senterlinje, hvorved vekten av kranen blir likt fordelt på skrogene 12. Kranen 56 omfatter også en motvekt 59, en mastkonstruksjon 61 som bærer taljeutstyr 62 og last-blokker og -kroker 64 som er anordnet på konvensjonell måte.

Det anvendes fortrinnsvis en på området velkjent sving-boltkran, men man vil forstå at kranen 56 kan omfatte en hvilken som helst kommersielt tilgjengelig tungløftskran. Det kan f.eks. også anvendes en kran av bergverkstypen. Det er foretrukket en kran som under svingning har en løftekapasitet på 500 tonn.

I den foretrukne utførelse er søylene 26 anordnet langs de ytre kantpartier på skrogene 12 slik som vist på figurene 3

og 5. De ytre sider på søylene 26 er innrettet på linje med og danner en fortsettelse av yttersidene på det samsvarende skrog. Oppdriftskrav og stabilitetskrav gjør at søylenes 26 langsgående akser fortrinnsvis er flyttet sideveis utad fra skrogenes sen-terlinjer. Sentrene for de vannrette arealer som defineres av søylenes 26 tverrsnitt, er anordnet i en betraktelig avstand fra fartøyets senterlinje og på begge sider av denne, slik at det i vannplanområdet fremskaffes store treghetsmomenter om rullingsaksen.

Som vist på fig. 2 er det anordnet forankringsvinsjer 35 på de forreste og akterste søylepar 26, og på disse vinsjer er det på mooringstromler anordnet forankringsliner 36. I linene 36 er det anordnet ikke viste ankere, slik at fartøyet 10 kan forankres på operasjonsstedet. På fig. 1 ser man at passende fendere 37 også kan være anordnet langs skrogene 12 og søylene 26.

Som vist på fig. 8 er hvert av skrogene 12 delt i to av-delinger som danner en rekke ballastkammere for neddykking eller heving av fartøyet, og man vil forstå at det kan anvendes et hvilket som helst ønsket antall kammere for å passe til en hen-siktsmessig ballastanordning. På fig. 8 er bare illustrert ballastsystemet med tilhørende ventilsystem for styrbord skrog, men det vil forstås at babord skrog er anordnet på lignende måte. Ballastkamrene 66 kan fylles eller tømmes for ballast valgfritt og uavhengig av hverandre, hvorved fartøyet kan neddykkes slik at plattformen P tilnærmet opprettholder sin stilling under neddykkingen, og at e.t hvilket som helst stillingsavvik av far-tøyet mot krengning både i den ene og den andre retning kan korrigeres under neddykking og opprettholdelse av fartøyet på den halvt neddykkete dybde. Ballastkamrene 66 kan også valgfritt og uavhengig eller avhengig av hverandre fylles med eller tømmes for ballast når fartøyet er halvt neddykket, for å frem-skaffe en helling av fartøyet om krengningsaksen for å øke komfort, sikkerhet og effektivitet for mannskapet ombord, og for å muliggjøre bruk av kranen når det er nødvendig på den måte som skal beskrives i det følgende. I denne hensikt fører det til begge sider i lengderetningen en rekke rør 68 fra et pumpe-rom PR i hvert av skrogene 12 til en rekke ballastkammere 66, idet det er mange kammere i forenden, resp. akterenden av hvert skrog.

Pumperommet PR er forsynt med en sjøinnsugningsåpning som er antydet ved 7 0 og et over vannlinjen liggende utløp som er antydet ved 72, idet innløp og utløp reguleres ved hjelp av passende kra ftpåvirkende sluseventiler 74, resp. 76,og idet skrog-sidene er antydet med prikkete linjer på fig. 8. To pumper 78 og 80 er koplet i parallell via rør 79 og 81, resp. kryssende rør 82 og 84, idet røret 82 er koplet til innløpet 70 og røret 84 er koplet til utløpet 72. Rørene 82 og 84 er koplet til et rør 86, og man vil se at når ventilene 88 og 90 er lukket vil pumpene 78 og 80 suge sjøvann gjennom innløpet 70 og trykke det gjennom egnede ventiler 92 i parallellrørene 79 og 81 og inn i røret 84 som når ventilen 76 er lukket står i forbindelse med et hovedrør 94 for ballastvann. Motstående ender av hovedrøret 94 er koplet i parallell med flere ballastførende rør 68 gjennom to kraftpåvirkende ventiler 96 som er koplet inn på motstående sider av tilførselsrøret 84, idet de ballastførende rør 68 har egnete kraftpåvirkende ventiler 98. Når således ventilene 74, 92,- 96 og 98 er åpne og ventilen 76 er lukket, kan sjøvann inn-føres samtidig i ballastkamrene i samme mengde for å opprettholde plattformen tilnærmet horisontal når fartøyet neddykkes, eller ventilene 98 kan betjenes valgfritt for å regulere tilfør-selen av ballast til de enkelte kammere 66, hvorved trimmingen av fartøyet kan korrigeres eller forandres under neddykking når fartøyet holdes i halvt neddykket stilling, og når kranen 56 brukes slik det skal beskrives i det følgende. Røret 86 brukes til å overføre ballast fra det ene skroget til det andre.

Røret 82 er koplet sammen med tømmerøret 100 som har egnete kraftpåvirkede ventiler 102 på motsatte sider av tilkop-lingspunktet, idet motstående ender av tømmerøret 100 er koplet sammen med det ballastførende rør 94 mellom ventilene 96 og det første av de parallellkoplete rør 68. For heving av fartøyet slik at skrogene får fribord, lukkes ventilene 74 og 96 og ventilene 76 og 102 åpnes. Pumpene 78 og 80 trykker vannet i samme retning som før og derfor suges vannet gjennom hovedtømmerøret 100 via røret 82 fra de ballastførende rør 68, og dermed føres ballastvann fra kamrene 66 gjennom rørene 68, 100 og 82, pumperørene 79 og 81, den åpne ventil 76 og utløpet 72. Når alle ventilene 98 er åpne, kan kamrene 66 tømmes samtidig og etter ønske for igjen å heve fartøyet til overflatestilling, hvor skrogene 12 har en fribordshøyde f. Ved selektiv påvirkning av ventilene

98 og med ventilene 76 og 102 åpne og ventilen 74 stengt, kan de valgte kammere tømmes etter ønske for å endre fartøyets stilling om krengningsaksene og for å hjelpe til når det er nødvendig ved bruk av kranen, slik det skal beskrives i det følgende. Man vil derfor umiddelbart se at ballastkamrene 66 kan fylles eller tømmes samtidig eller etter valg, og at ballast kan overføres mellom babord og styrbord skrog ved selektiv betjening av de forskjellige ventiler. Og dette kan utføres i en hvilken som helst fartøystilling, f.eks. høytflytende stilling, hvor skrogene har fribord, halvt neddykket stilling eller en hvilken som helst mellomliggende stilling under senknings- eller hevingsoperasjoner eller hvor fartøyets krengning om krengningsaksene skal endres. Det skal også bemerkes at det for hvert skrog 12 er anordnet de forskjellige ventiler, rør, etc. i det foran angitte ballastsystem, slik at det ene eller begge skrogene kan fylles med ballast eller tømmes, alene eller samtidig,eller ballast kan overføres mellom skrogene.

Et viktig trekk ifølge foreliggende oppfinnelse er at fartøyet 10 ved hjelp av ikke viste anordninger kan taues eller være selvdrevet mellom forskjellige, arbeidssteder med en hastig-het på 8 til 10 knop, hvilket gir fartøyet en mobilitet som ikke var mulig med de tidligere kjente, halvt neddykkete fartøyer. Skrogene 12 har derfor en så stor oppdrift når de er tømt for ballast at de kan oppta hele vekten av fartøyet omfattende kranen 56, mannskap, tilleggsutstyr'og lignende, samt en tung 'dekkslast, og enda har skrogene 12 en fribordshøyde f. Når fartøyet 10 er i den sistnevnte flytende stilling, har det den store opprettingsstabilitet og lille rullevinkelkarakteristikk til et fartøy av to-skrogstypen. Man vil se at understøttelses-konstruksjonen for plattformen 2 0 omfatter en fagverkskonstruk-sjon 24, og stabiliserende søyler 26 er anordnet over vannlinjen og oppviser derfor ikke et frontområde som byr på motstand mot vann som skal passere disse elementer. I høytflytende stilling er det bare de to skrog 12 som fortrenger vann og den tilnær-me te strømlinjeform på disse såvel som fravær av understøttel-seskonstruksjoner som er i kontakt med vannet og ti-llater at far-tøyet beveges med betydelig større hastigheter enn det som tidligere var mulig med de kjente, halvt neddykkete fartøyer.

Når fartøyet 10 når frem til arbeidsstedet eller bygge-stedet for å montere eller demontere en marin konstruksjon, f.eks. en oljeborings- eller produksjonsplattform eller en annen flytende marin konstruksjon, droppes de ikke viste ankere for å holde far-tøyet ±0 i riktig stilling. Man vil forstå at det også kan anvendes et dynamisk fastholdningssystem i stedet for det her nevnte konvensjonelle forankringssystem.

Under normale bølgeforhold og når fartøyet er i høyt-flytende stilling hvor skrogene har en fribordshøyde f, kan kranen 56 brukes til å løfte og overføre last opp til maksimalkapa-siteten når den nærliggende konstruksjon skal betjenes. Under moderate eller tyngre bølgeforhold ved f.eks. bølgehøyder på

over 1,5 til 1,8 meter, vil slike serviceoperasjoner med en kon-

vensjonell kranlekter opphøre på et slikt tidspunkt på grunn av de store rulle-,, stampe- og duvebevegelser av fartøyet, og arbeidet kan ikke fortsette før de bølgeforhold som utelukker slike bølgebevegelser igjen blir fremherskende. Et halvt neddykket fartøy som er konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan imidlertid fortsette å utføre sitt arbeid under bølger som overstiger 1,5 til 1,8 meter på den måte som vil bli beskrevet i det følgende.

Når fartøyet er kommet frem til arbeidsstedet og løfte-operasjoner skal utføres når det er i halvt neddykket stilling, blir skrogene fylt med ballast, fortrinnsvis ved at kamrene 66

i hvert skrog fylles samtidig på den foran beskrevne måte, slik at skrogene 12 dykkes ned under vannlinjen. Fartøyet 10 neddykkes fortrinnsvis så langt at søylene 26 neddykkes tilnærmet til deres halve effektive høyde h, slik at den midlere vannlinje kommer til å ligge i en avstand over den øvre flate av skrogene 12 som er tilnærmet halvparten av avstanden mellom det nedre dekk 22 og den øvre flate på skrogene 12. Oppdriften av de neddykkete partier av søylene 26 og den resterende oppdrift av skrogene 12 er tilstrekkelig til å holde fartøyet i flytende, halvt neddykket stilling i den forutbestemte høyde. Den maksimale antatte bølgehøyde hindres på denne måte fra å virke mot skrogene 12 og plattformen P, idet den bare virker mot søylene 26 og mot det åpne rammeverk mellom skrogene og plattformen. Dette reduserer den ugunstige bølgeeffekt mot fartøyet som nå har en utmerket bølgebevegelsesminskende karakteristikk når det inntar den flytende, halvt neddykkete stilling. Når fartøyet inntar den halvt neddykkete stilling, strammes ankerlinene 36 til for å holde fartøyet i en passende arbeidsstilling i forhold til konstruksjonsstedet.

Det skal bemerkes at det primære formål med det halvt neddykkbare fartøy er å minske de fartøysbevegeIser som skyldes virkningen fra bølgene. Dette utføres ideelt ved å neddykke fartøyet til omtrent den halve effektive høyde av søylene 26. Derved utelukkes bølgevirkningen mot såvel dekkskonstruksjonen som mot skrogkonstruksjonen, slik at det er bare søylene 26 og fagverkene 24 mellom plattformen P og skrogene 12 som ligger åpne mot bølgevirkningen. Den foreliggende halvt neddykkbare kranlekteren kan derfor brukes effektivt ved atskillig høyere bølgeforhold enn ved kjente typer lektere, f.eks. ved bølgehøyder på 3,35 til 3,65 meter eller høyere. (Der finnes selvsagt også en øvre grense for de bølgehøyder,i hvilke den ifølge foreliggende oppfinnelse halvt neddykkbare lekter kan brukes effektivt,og hvor bruk av kranen må utsettes inntil sjøen- avtar). Selv når' dette halvt neddykkbare fartøy er i bruk innenfor konstruksjons-grensene i den halvt neddykkete stilling med den bevegelsesminskende karakteristikk som frembringes av den beskrevne fartøys-konstruksjon, er det imidlertid en del bølgevirkning mot fartøyet, nemlig bølgevirkningen mot søylene 26 og fagverkene 24. Når egensvingningsperioden for fartøyet er den samme som, eller liggende nær opp til perioden for den svingningstype som skyldes de aktu-elle sjøforhold, blir det på grunn av dette en forsterkning av fartøybevegelsen som kan bli så kraftig at den griper inn i bruken av kranen, selv om fartøyet er halvt neddykket til den vanlige bruksstilling hvor den midlere vannlinje ligger tilnærmet ved den halve effektive høyde h av stabiliseringssøylene 26.

Det er derfor nødvendig og ønskelig å endre bevegelsene av far-tøyet når en slik bevegelsesforsterkning inntreffer, og dette

kan utføres enten ved å fylle ballast på eller tømme ballast fra fartøyet innenfor visse forutbestemte grenser, for å senke eller heve fartøyet i større eller mindre grad fra den ideelle neddykking hvor den midlere vannflate ligger ved den halve effektive høyde h. Den maksimale variasjon for senking av fartøyet fra den ideelle neddykking ved fylling og tømming av ballast er imidlertid begrenset til en distanse av en størrelsesorden som ikke på nytt orienterer fartøyet slik at bølgevirkningen igjen gir far-tøyet kraftige støt. For å utelukke kraftigere fartøysbevegel-ser og støt som skyldes samvirkning mellom fartøyets bevegelser og bølgebevegelser må den maksimale variasjon for senkning og heving av fartøyet 10 ved fylling, resp. tømming av ballast fra den ideelle neddykking på en halv h, være slik at avstanden mellom den midlere vannflate og undersiden av dekket 22 eller topp-siden av skrogene 12 ikke være mindre enn 0,75 av den midlere bølgehøyde. Fig. 9 viser to tillatelige midlere vannlinjer i forhold til fartøyet for en spesiell bølgehøyde og under disse sjøforhold. Den foretrukne variasjon fra den ideelle neddykking fremskaffes ved tømming av ballast fra fartøyet, slik at det blir

mindre skvulping mot det nedre dekk 22. I tillegg til fylling og tømming av ballast kan egensvingningsperioden varieres mot stamping og rulling ved en omplassering av ballasten inne i far-tøyet. Dette kan utføres ved baliastoverføring mellom kamrene mot eller bort fra fartøyets yttergrenser, dvs. på langs eller på tvers av fartøyet,avhengig av de forhold som nødvendiggjør overføringen. Alle fartøysbevegelser som skyldes virkningen fra bølgene kan minskes på denne måte.

Det er meget viktig at det foran angitte fartøy har op-timal stabilitetskarakteristikk i den flytende, halvt neddykkete stilling. Søylene 26 er slik utformet at de danner en stor flate i vannplanet ved alle de før nevnte neddykkingsdybder for å gi et passende opprettingsmoment som fører fartøyet tilbake til horisontal stilling. Fartøyet er slik utformet at det har lange egensvingningsperioder ved rulling,stamping og duving. Søylene bidrar særlig til å gi en rulling som er tilstrekkelig langsom til å utelukke omtumling av arbeiderne på plattformen og at rullingen er tilstrekkelig hurtig til å gi god stabilitet om rullingsaksen. Fartøyets dreining om krengningsaksene kan korrigeres ved å velge riktig ballast i kamrene 66. Stabili-tetskarakteristikkene og de bevegelsesminskende karakteristik-ker som fås på denne måte er optimale for et fartøy av den foran angitte konstruksjon.

Da deplasementet av skrogene er betydelig større enn det for de neddykkete partier av søylene 26, vil når fartøyet er i den flytende, halvt neddykkete stilling, løfting av en like tung last og med samme orientering av kranen, bevirke at fartøyet får en større krengningsvinkel i den halvt neddykkete stilling enn i overflateflytende stilling. Når fartøyet 10 er i halvt neddykket stilling, blir derfor løftekapasiteten for kranen 56 begrenset til forutbestemte verdier som uttrykkes i det moment som utvirkes av lasten W for å hindre for stor lastforårsaket krengningsvinkel. Det er statistisk funnet at den store majori-tet av operasjoner av den type marine konstruksjoner som er over-veid, krever en kran-kapasitet på 250 tonn eller mindre. Kapa-siteten for den heri angitte kran i den foretrukne utførelse er 500 tonn ved svingning og 800 tonn fast, og denne kapasitet opp-nås fullt ut når fartøyet ligger i overflatestilling (lite dyp-gående stilling). Fartøyet er slik utformet, dvs. at skrogene og søylene er slik konstruert og anbrakt at fartøyet opprettholder sin stilling innenfor et tillatelig krengningsvinkel-område når det er neddykket og med last opp til 2 50 tonn som er plassert i en forutbestemt maksimal radius perpendikulært på fartøyets senterlinje. Størrelsen av vekter og avstander fra fartøyets senterlinje, dvs. bruksområde for lekteren i halvt neddykket stilling,er avhengig' av den fysiske utforming av fartøyskrogene og søylene, og i den illustrerende, foretrukne utførelse har fartøyetslO skrog 12 en totallengde på omtrent 122 meter,og en bredde på hvert av skrogene på omtrent 11,6 meter,og en indre sideavstand mellom skrogene på omtrent 9,1 meter,slik at den totale skrogbredde blir 32,3 meter. Den effektive høyde h for de stabiliserende søyler 26 er omtrent 7 meter. Sentrene for søylerørene 26 er anordnet i en lik avstand på 11,9 meter fra fartøyets langsgående senterlinje. Søyleparene har en avstand fra hverandre i lengderetningen på omtrent 19,3 meter, idet baugsøyleparene er anordnet omtrent 6 meter fra baugen på skrogene 12. Lengden av hver av søylene 26 er omtrent 14 meter og bredden er omtrent 8,5 meter, idet endene av søylene har en halvsylindrisk form slik at hele tverr-snittet er omtrent 103,5 kvadratmeter for hver søyle.

Ved heving av fartøyet løsnes de ikke viste ankerliner eller ankrene hales ombord, og fra ballastkamrene utpumpes vannet fra disse som foran beskrevet. Det kombinerte deplasement av skroget og den neddykkete del av søylene er tilstrekkelig til å heve fartøyet til overflateflytende stilling hvor skrogene 12 har fribord som er betegnet med f på fig. 2, og de stabiliserende søyler 26 bidrar kontinuerlig med stabilisering av fartøyet under hevingsoperasjonen.

Fartøyet er selvforsynt ved at mannskapsbekvemmeligheter, hjelpeutstyr og lignende er ombord,og kan tilby disse hjelpemidler til de fartøyer eller konstruksjoner som skal betjenes såvel som til andre medfølgende hjelpefartøyer. Mann-skapsbekvemmelighetene er spesielt anordnet i det nedre dekk 22, hvorved det blir stor nok plass på hoveddekket 20 for plasse-ring av annet tungt utstyr- og som kan bære stor dekklast. Hjelpeutstyr, mannskapsbekvemmeligheter etc. kan også anbringes inne i søylene 26 i tillegg til å være plassert på plattform P. Som det kan sees på fig. 1 og 2, er det anordnet et kontroll-

\

rom 110 på hoveddekket 20, nær den forreste ende på babord side av fartøyet 10, og en bomstøtte er anordnet for bommen 58 når fartøyet 10 skal forflyttes.

Det skal bemerkes at fartøyet også kan ballastes i den halvt neddykkete stilling for å kompensere for og minske helninger på tvers om krengningsaksene som skyldes bruk av kranen. En svingning av kranen 56 med eller uten last bevirker en helning om fartøyets krengningsakse på grunn av den asymmetriske stilling av lasten og/eller motvekten. For de lektere hvor det anvendes en kran som har liten tillatelig krengningsvinkel d (vinkelen mellom vertikalen og rotasjonsaksen for kranen), vil kranen ikke kunne rotere når denne vinkel overskrides, idet den således bevirkete krengningsvinkel i kombinasjon med den dyna-miske rullingskarakteristikk for fartøyet, vil kunne frembringe en totalhelning av fartøyet 10 som overstiger den tillatelige kranvinkel d, og vil derved kunne utelukke bruk av kranen.

For å skaffe komfort og sikkerhet for arbeidsstokken

og for å gjøre kranen istand til å kunne svinge idet den sist beskrevne kran anvendes, kan fartøyet ballastes på en forutbestemt måte i samsvar med kranens roterende bevegelse, slik at fartøyets krengningsvinkel kan holdes innenfor de forutbestemte grenser. Med hensyn til dette og idet det vises til fig. 10a-10d hvor fartøyet 10 er illustret i halvt neddykkete flytende lastestillinger, kan babords skrog 12P ballastes for at far-tøyet skal krenge fra den "jevnkjølstilling" hvor kranlastarmen ligger bakover som vist på fig. 10a, til den ballastete stilling vist på fig. 10b, hvor krengningsvinkelen er e. Når en last W skal opptas på styrbord side, svinges den ubelastete kranarm til styrbord side,og motvekten 59 får fartøyet til å krenge om krengningsaksen i motsatt retning,f.eks. en vinkel e'. En last w kan da tas opp ved hjelp av kranblokkene 64, hvorved fartøyet krenger mot urviserretningen om krengningsaksen til den stilling som er vist i fig. 10d, og antar en krengningsvinkel g. Legg merke til at de krengningsvinkler e, e', resp. g,som skyldes ballasten, motvekten eller lasten, gir fartøyskrengningsvinkler som er mindre enn det som ellers ville være tilfelle hvis far-tøyet ikke var ballastet på den foran angitte måte. Slike bevirkete vinkler ligger også innenfor den tillatelige krengningsvinkel d hvor slike kraner anvendes, hvorved løftekapasiteten

bibeholdes. Ved lossing av fartøyet, dvs. ved overføring av lasten W fra fartøyet til et punkt utenfor dette, utføres opera-sjonene i omvendt rekkefølge, idet lasting og lossing selvsagt kan utføres enten fra babord eller fra styrbord side av far-tøyet, hvor babord eller styrbord skrog ballastes avhengig av det enkelte tilfelle. Det ovenfor angitte illustrerer et spesielt forhold. Ballastsystemet kan brukes i et hvilket som helst tilfelle hvor last skal utballanseres og krengningsvinkler reduseres. Også når mastekranen 46 brukes nær eller ved dens fulle kapasitet på 2000 tonn,kan kamrene 66 ved akterenden av fartøyet ballastes for å ballansere eller minske den fra lasten bevirkete trimmingsvinkel.

Selv om den foretrukne utførelse av det heri beskrevne fartøy oppviser et like antall symmetriske søylepar på begge sider av stampingsaksen, kan det også anvendes et ulike antall søylepar, slik som vist på fig. 11. I denne utførelse kan man se at ett søylepar er anordnet på motstående sider av stampingsaksen nær for- og akterenden av fartøyet, og at ett søylepar fortrinnsvis er anordnet slik at stampingsaksen gjennomskjærer dette, idet søylene er anordnet symmetrisk på motstående sider av rullingsaksen.

Visse hovedprinsipper er anvendt ved konstruksjonen

av det foreliggende fartøy:

1) Det anvendes to langstrakte, i avstand fra hverandre i tverr-retningen anordnete og tilnærmet parallelle skrog 12 for å skaffe en forholdsvis stor tauingshastighet, såvel som god stabilitet. 2) Skrogene har tilstrekkelig deplasement til at fartøyet flyter med fribord,selv når det har tung dekkslast, samt en tungløfts-kran av den før nevnte type. 3) Skrogene er oppdelt i en rekke ballastkammere, og fritt valgte kammere i hvert skrog kan fylles med eller tømmes for ballast for å neddykke fartøyet og for å bevirke forutbestemte krengningsvinkler i den halvt neddykkete stilling. Ballast kan også overføres fra det ene skrog til det andre. 1) Fartøyet må ha minst fire stabiliseringssøyler 26, idet halvparten av søylene er anordnet på hvert av skrogene og på motsatte sider av rullingsaksen RA. Når det er anordnet seks søyler, er et første og et andre søylepar plassert på motstående sider av stampingsaksen PA (som går gjennom tyngdepunktet), idet det tredje og midtre søylepar er plassert nær eller gjennom-skjæres av stampingsaksen. Nar det anvendes åtte stabiliserings-søyler er det plassert et like antall søyler tilnærmet symmetrisk mønster, men når det anvendes et like antall stabiliserende søylepar er et like stort antall søylepar plassert på hver side av stampingsaksen PA i et tilnærmet symmetrisk forhold til denne. 5) For å stabilisere fartøyet bør hver søyle 26 ha et forutbestemt og konstant tverrsnitt over hele den effektive høyde av søylen. 6) Stabiliseringssøylene 26 er utformet slik at den nedre halv-part av søylene fremskaffer en oppdrift i kombinasjon med oppdriften fra den del av de delvis ballastete skrog 12 som ikke var neddykket, slik at fartøyet flyter i den halvt neddykkete stilling. 7) Den effektive høyde av de stabiliserende søyler 26 som er definert som avstanden h mellom den øvre flate av skrogene 12 og undersiden av plattformen P, kan være lik eller fortrinnsvis større enn den antatte maksimale bølgehøyde fra topp til bunn, idet denne høyde blir i hovedsaken upåvirket av små forandringer i utformingen ved den'mekaniske forbindelse mellom søylene og hvert av skrogene, samt plattformen. 8) Fartøyet fylles med ballast til det neddykkes til tilnærmet halvparten av den effektive høyde av de stabiliserende søyler, slik at fartøyet holdes i en halvt neddykket, flytende stilling. For å minske bevegelsesforsterkning under slike forhold hvor det er nødvendig, kan ballast redistribueres og/eller fartøyet kan fylles med eller tømmes for ballast for å nedsenke eller heve fartøyet i større eller mindre grad fra den ideelle, halvt neddykkete stilling, slik at avstanden mellom den midlere vannflate og enten undersiden av dekket eller toppflaten på skroget ikke er mindre enn 0,75 av den midlere bølgehøyde, dvs. at den effektive høyde h er minst lik eller fortrinnsvis større enn 1,5 ganger den midlere bølgehøyde. 9) Når fartøyet er halvt neddykket og heller om krengningsaksen på grunn av forhold som skyldes last og/eller ballast, fremskaffer de stabiliserende søyler et opprettingsmoment om rullingsaksen RA, som står i forhold til søylenes tverrsnittsareal og kvadratet av søylenes avstand fra rullingsaksen. 10) Skrogene 12 kan i den halvt neddykkete, flytende stilling fylles valgfritt med ballast for å kompensere for og minske helninger som bevirkes av kranen, og dette gir økt komfort for og større effektivitet av betjeningspersonellet, og kranens . løftekapasitet under svingning opprettholdes under disse forhold selv når det anvendes kraner hvor de tillatelige krengningsvinkler er små. 11) Når mastekranen 46 anvendes ved tilnærmet maksimal løfte-kapasitet, kan fartøyets akterende fylles med ballast for å minske trimmingsvinkelen som skyldes den høye mastekranlast.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således frem-skaffet en to-skrogs, halvt neddykkbar kranlekter som har en rekke i avstand fra hverandre anordnete forbindelseselementer som omfatter oppstående stabiliseringssøyler 26 som ved den nedre ende er festet til to i avstand fra hverandre i tverr-retningen anordnete, langstrakte og parallelle skrog 12. Forbindelses-elementene understøtter en plattform P som omfatter mannskapsbekvemmeligheter og maskinrom, samt en tungløftskran som er anordnet i en avstand over skrogene 12 som minst tilsvarer den effektive høyde av søylene 26. De i avstand fra hverandre anordnete skrog er forsynt med kammere som danner ballasttanker 66 som er tømt for ballast når kranlekteren taues til og fra arbeidsstedet, og skrogene skaffer tilstrekkelig oppdrift til at skrogene for det halvt neddykkbare fartøy (med tungløftskran, mannskapsbekvemmeligheter, maskinrom og dekkslast) holdes flytende med fribord. Under gode sjøforhold på arbeidsstedet kan kranen brukes på vanlig måte ved løfting og overføring av laster av foreskreven størrelse som i dette tilfellet er 2000 tonn.

I tilfelle av høy sjø tilføres ballast til tankene 66 for å neddykke skrogene en avstand på omkring halvparten av den effektive høyde for de stabiliserende søyler 26 som er omtrent halvparten av den antatte maksimale bølgehøyde, hvorved plattformen P og

kranen holdes understøttet over den antatte maksimale bølgehøyde.

Det deplasement som kreves for å holde fartøyet i halvt neddykket, flytende stilling kommer fra skrogene og de neddykkete partier av de stabiliserende søyler 26, idet fartøyet i denne stilling ikke understøttes på annen måte. Skrogene og søylene er slik utformet og plassert at de fremskaffer en utmerket bevegelsesminskende karakteristikk når bølgene virker mot far-tøyet i den halvt neddykkete stilling. -Når fartøys- og bølge-bevegelsen samvirker og forsterker fartøysbevegeIsen i halvt neddykket stilling, kan fartøyet fylles med eller tømmes for ballast i mer eller mindre grad fra den ideelle, halvt neddykkete stilling, dvs. til den halve effektive høyde av søylene 26, slik at avstanden enten mellom undersiden av dekket eller toppflaten av skroget og den midlere vannlinje ikke er mindre enn 0,75 av den midlere bølgehøyde.

Det heri angitte, halvt neddykkbare fartøys evne til å innta en i hovedsaken stabil flytende grunnstilling med begren-sete bevegelser i den halvt neddykkete stilling under forskjellige bølge forhold, er temmelig betydningsfullt, for derved mu-liggjøres bruk av fartøyets kran i tung sjø hvor det på de tidligere kjente kranlektere ikke var mulig å foreta kranopera-sjoner under store fartøysbevegelser. Ved å neddykke de to skrogene til halvparten av den effektive høyde av søylene 26 eller innenfor de foran angitte grenser for å utelukke forsterkning av fartøysbevegelsen, elimineres bølgeinnvirkningen mot skrogene 12 og plattformen P i vesentlig grad, og bølgene virker bare mot den relativt lille flate av søylene, den åpne under-støttelseskonstruksjon og rammeverket mellom arbeidsplattformen P og skrogene 12, samt fundamentkonstruksjonen for kranen. På denne måte minskes fartøybevegeIsen som skyldes bølgepåvirkningen. Skrogene 12 kan også ballastes hver for seg for å motvirke kreng-ningsvink]er som skyldes kranen, og derved minskes helninger på tvers av fartøyet slik at betjeningspersoneHets sikkerhet, komfort og effektivitet økes. Søylene er plassert slik at de hy-drodynamiske krefter virker til å skaffe et opprettingsmoment proporsjonalt med det volumetriske deplasement av de neddykkete partier av de stabiliserende søyler om krengningsaksene, slik at metasentret kommer over og holdes- over fartøyets tyngdesenter for alle de forannevnte flytende, halvt neddykkete stillinger av fartøyet.

Når konstruksjonsarbeidet er fullført, tømmes kamrene

66 for ballast slik at fartøyet igjen heves og skrogene igjen får fribord f. Bommen 58 plasseres i en tilnærmet horisontal stilling, idet den hviler på bomstøtten, og fartøyet er da klart for overføring til andre konstruksjonssteder i høytfly-

tende stilling.

Det skal påpekes at det foran beskrevne fartøy kan an-

vendes i nesten hvilken som helst marin byggeoperasjon, og det er ikke på noen måte begrenset til montering eller demontering av sjøverts bore- og produksjonsplattformer. Det angitte far-

tøy kan f.eks. anvendes til å legge rør, bygge broer eller oljelagertanker eller lignende på sjøen, og det kan også anven-

des ved bygging av andre fartøyer.

Claims (2)

1. Kranlekter, rørlegningsfartøy eller lignende for an-

vendelse i forbindelse med offshore konstruksjonsarbeid, offshore rørlegningsarbeid eller lignende, bestående av et delvis neddykkbart fartøy med et par langstrakte skrog anordnet parallelt side ved side med passende innbyrdes avstand, en arbeidsplattform anordnet over skrogene, samt et antall stabiliserende søyler som er stivt forbundet henholdsvis med skrogene og med plattformen, idet skrogene har i alt vesentlig rektangulært tverrsnitt og med større bredde enn høyde, og fartøyets lengdedimensjon målt i retning av dets langsgående senterlinje er flere ganger større enn fartøyets bredde målt langs tverr-skipsaksen, og ved at vertikalaksen gjennom hver av søylene er anordnet på utsiden av vertikalplanet gjennom den langsgående senterlinjen i hvert skrog, idet minst tre stabiliserende søyler er plassert på hvert av skrogene, idet en søyle er plassert nær eller ved hver av de motstående ender av hvert av skrogene, og hvor søylene har i alt vesentlig konstant tverrsnittsareal målt fra bunnen av søylene ved skrogene og opp til arbeidsplattformen (effektiv høyde av skrogene), idet en kran med en løftebom er montert på arbeidsplattformen, karakterisert ved at kranens (56) vertikale rotasjonsakse er plassert innenfor den horisontale forbindelseslinjen mellom søylenes sentre på hvert av skrogene, samt midler innbefattende rørledninger, pumper og ventiler, for det første for baIlastering av hvert av skrogene, samt for ballastoverføring mellom skrogene for å kontrollere og tilpasse fartøyets trimtilstand om stampeaksen og/eller fartøyets duvings- eller hivingstilstand om rulleaksen i overensstemmelse med kranlasten, samt med dreiningen av kranen med lasten om den vertikale rotasjonsaksen, samt i overensstemmelse med plasseringen av denne aksen i forhold til fartøyets stampe- og/eller rulleakse.

2. Kranlekter som angitt i krav 1,karakterisert ved at kranen på i og for seg kjent måte er montert i tilstøtning méd den ene enden av fartøyet slik at kranens vertikale rotasjonsakse langsskipsmessig er plassert ved eller nær det ene søyleparet som er ved eller nær skrogenes ene ende-par.