NO135743B

NO135743B -

Info

Publication number: NO135743B
Application number: NO743968A
Authority: NO
Inventors: D J Wudtke
Original assignee: Skagit Corp
Priority date: 1973-11-28
Filing date: 1974-11-05
Publication date: 1977-02-14
Also published as: GB1478990A; JPS5445678Y2; US3842776A; JPS5085091A; CA990084A; FR2252246B1; NO135743C; FR2252246A1; JPS5446496U; NO743968L

Description

Denne oppfinnelse vedrører en anordning ved forankringssystem, omfattende en føringsskive med spor og et forbindelsesorgan for sammenkobling av en wire og en ankerkjetting. This invention relates to a device for an anchoring system, comprising a guide disc with a groove and a connecting device for connecting a wire and an anchor chain.

Sjøgående borerigger eller -plattformer kan plasseres på dypt vann og de kan være utsatt for sterk sjøgang. Det er nødvendig for slike strukturer å være meget fast forankret for å unngå unødvendig sideveis bevegelse i forhold til det tilhørende bore-utstyr. Forankringsutstyret som er blitt brukt har bestått av flere vanlige ankere med haker som har gravd seg ned i bunnen, som har vært festet til en kjettinglengde. På grunn av vekten av kjettingen i forhold til dens styrke har dette festeutstyr vært begrenset til bruk på omtrent 150-180 m. Wire har bedre egenskaper med hensyn til styrke pr. lengdeenhet, men den utgjør ikke alene en god opphengning for et anker av den type som er beskrevet foran, fordi den er tilbøyelig til å utøve en oppad-rettet kraft på ankeret når belastningen fjernes. Et optimalt opphengningssystem bør ifølge foretatte beregninger omfatte en kjettinglengde som er festet til ankeret kombinert med en lengde av wire. Dette er blitt prøvd, men det har medført vanskelig-heter ved inntrekkingen av ankeret og opphengningsutstyret. Seagoing drilling rigs or platforms can be placed in deep water and they can be exposed to strong seas. It is necessary for such structures to be very firmly anchored to avoid unnecessary lateral movement in relation to the associated drilling equipment. The anchoring equipment that has been used has consisted of several ordinary anchors with hooks that have dug into the bottom, which have been attached to a length of chain. Due to the weight of the chain in relation to its strength, this fastening equipment has been limited to use at approximately 150-180 m. Wire has better properties in terms of strength per unit of length, but it does not alone make a good suspension for an anchor of the type described above, because it tends to exert an upward force on the anchor when the load is removed. According to calculations, an optimal suspension system should include a length of chain which is attached to the anchor combined with a length of wire. This has been tried, but it has led to difficulties when retracting the anchor and the suspension equipment.

Kjettingen lagres vanligvis i en kjettingkasse og den hales inn ved hjelp" av et kjettingspill. Wiren vikles på en spole eller trommel ved hjelp av en vinsj og det synes derfor ikke praktisk å lagre begge på samme trommel eller lagringsutstyr. Forsøk på å lede begge over samme føringsskive har hyppig utsatt wiren for knekk eller skarpejbøyer ved forbindelsesleddet, hvilket reduserer dens levetid. The chain is usually stored in a chain box and it is hauled in by means of a chain winch. The wire is wound onto a spool or drum by means of a winch and it therefore does not seem practical to store both on the same drum or storage equipment. Attempt to lead both over the same guide disc has frequently exposed the wire to kinks or sharp bends at the connection joint, which reduces its service life.

De kjente føringsskiver har riktignok hatt profilspor, men disse sporene har ikke kunnet gi de benyttete forbindelsesorgan en tilfredsstillende føring over skiven. Forbindelsesorganene har på sin side ikke vært tilpasset for både å tillate at kjetting og wire danner en vinkel med hverandre og dessuten å bli ført sikkert over en slik skive. The known guide discs have indeed had profile grooves, but these grooves have not been able to give the used connecting means a satisfactory guide over the disc. The connecting means, on the other hand, have not been adapted both to allow chain and wire to form an angle with each other and also to be guided safely over such a disc.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor i første rekke å for-bedre de kjente forankringssystemer slik at wiren ikke lenger kan utsettes for skadelig knekking, og dessuten å skape et forankringssystem hvor forbindelsesorganet såvel som førings-skiven er enkle å fremstille og dessuten robuste og driftsikre. Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved å kombinere de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene 2-4. The purpose of the invention is therefore primarily to improve the known anchoring systems so that the wire can no longer be exposed to harmful buckling, and also to create an anchoring system where the connecting member as well as the guide disc are easy to manufacture and also robust and reliable. According to the invention, this can be achieved by combining the features stated in the characterizing part of claim 1. Further advantageous features of the invention appear from sub-claims 2-4.

Forbindelsesorganet og føringsskiven har således en utforming som gjør at wiren og forbindelsesorganet holdes i stilling når de løper forbi skiven, hvilket hindrer dannelsen av knekker eller bøyer i forbindelsen mellom wiren og forbindelsesorganet. Ankerkjettingen kan deretter hales sikkert opp til et nivå nær plasseringen av vinsjen og det trenges heller ikke noen arbeids-båt for å trekke inn ankerkjettingen. Det er hensiktsmessig å anordne et lasteopptakende organ som kan overføre belastningen på ankeret til et ledd i ankerkjettingen og et avtakbart ledd tillater ankerkjettingen å bli løsnet fra et ledd nær forbindelsesorganet og forbundet med en lengde ledekjetting som er festet til kjettingspillet. Det er fordelaktig å anbringe de forskjellige deler av løftestyret på et sted, for' eksempel på en søyle på en sjøgående boreplattform. The connecting member and the guide disc thus have a design which means that the wire and the connecting member are held in position when they run past the disc, which prevents the formation of kinks or bends in the connection between the wire and the connecting member. The anchor chain can then be hauled safely up to a level close to the position of the winch and no work boat is needed to pull in the anchor chain. It is appropriate to provide a load absorbing member which can transfer the load on the anchor to a link in the anchor chain and a removable link allows the anchor chain to be detached from a link near the connecting member and connected by a length of guide chain which is attached to the chain winch. It is advantageous to place the various parts of the lifting guide in one place, for example on a pillar on an offshore drilling platform.

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet nærmere ved hjelp av et eksempel som er vist i de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av en vanlig sjøgående boreplattform og forankringsutstyret. Fig. 2 viser et sideriss av en vinsj og et kjettingspill som er festet på en søyle i denne boreplattformen, og som omfatter en wire, en ankerkjetting og føringsutstyr. Fig. 3 viser et delvis oppsnittet riss av en ledeskive ifølge oppfinnelsen, hvor enkelte deler er streket opp i forskjellige stillinger. The invention is described in more detail below using an example shown in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a perspective view of a normal offshore drilling platform and the anchoring equipment. Fig. 2 shows a side view of a winch and a chain winch which is fixed on a column in this drilling platform, and which comprises a wire, an anchor chain and guiding equipment. Fig. 3 shows a partially sectioned view of a guide disc according to the invention, where individual parts are drawn up in different positions.

Fig. 4 viser et snitt etter linjen IV-IV i fig. 3, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in fig. 3,

Fig. 5 viser et snitt etter linjen V-V i fig. 3. Fig. 5 shows a section along the line V-V in fig. 3.

Fig. 1 viser et perspektivriss av en sjøgående boreplattform av den type som det foreliggende forankringssystem skal benyttes ved. Et dekk 12 med betydelig utstrekning, f.eks. omtrent 80 x 100 m, bærer en eller flere bygninger 14 for perso-nal og utstyr, et antall kraner 16 og et boretårn 18. Boringen kan finne sted i vanndybder på opptil 4500 m eller mer med en boreaksel 20 som strekker seg vertikalt ned fra tårnet 18 til et sted på havbunnen som ligger rett under tårnet. Plattformens oppdrift skaffes av et par store pontonger 22 som er forsynt med ballast slik at de er nedsenket til en vanndybde hvor bølgebevegelsen er vesentlig mindre enn på overflaten. Dekket bæres av pontongene ved hjelp av en rekke søyler 30. Hjørne-søylene kan ha en diameter på omtrent 10 m. Ut fra hver av hjørnesøylene er det vist at det løper en wire 40 som ved hjelp av et forbindelsesorgan 54 og en kjettinglengde 60 er forbundet med et anker 24. Selv om det er vist bare to slike ankerenheter i detalj, skulle det være klart at det for å holde plattformen 10 på plass over borestedet, vil bli benyttet minst to eller tre slike anker fra hver hjørnesøyle for å oppta krefter i alle retninger. I fig. 2 er en av søylene i plattformen vist med henvisnings-tall 30. Ved toppen av denne søyle befinner det seg en radialt utragesade ringformet hylle 32 som er understøttet på forskjellige steder ved hjelp av en rekke knekter 34 som er festet til søylens 30 sidevegg. Til oversiden av den ringformete hyllen 32 er det festet en trommel og et kjettingspill som er plassert i en ramme 36 som bærer en stor vinsjdrevet trommel 38 hvorpå en betydelig lengde av wiren 40 kan vikles. Festet til rammen 36 er også et kjettingspill 42 som omfatter en kjettingtrommel 44 som er drevet av en egnet motor og som bærer en lengde lede-kjede 46. Kjeden som strekker seg fra venstre siden av kjetting-trommelen 44 går ned i en kjettingkasse som ikke er vist. Festet til rammen 36 er også en knast 48 som bærer en kort lengde wire 50 som i sin tur er forbundet med en festeklo 52. Fig. 1 shows a perspective view of a seagoing drilling platform of the type on which the present anchoring system is to be used. A tire 12 with considerable extent, e.g. approximately 80 x 100 m, carries one or more buildings 14 for personnel and equipment, a number of cranes 16 and a derrick 18. Drilling can take place in water depths of up to 4500 m or more with a drill shaft 20 extending vertically down from the tower 18 to a place on the seabed that lies directly below the tower. The platform's buoyancy is provided by a pair of large pontoons 22 which are provided with ballast so that they are submerged to a water depth where the wave movement is significantly less than on the surface. The deck is supported by the pontoons with the help of a series of columns 30. The corner columns can have a diameter of approximately 10 m. From each of the corner columns it is shown that a wire 40 runs which, by means of a connecting member 54 and a length of chain 60, is connected by an anchor 24. Although only two such anchor units are shown in detail, it should be clear that in order to hold the platform 10 in place over the drilling site, at least two or three such anchors from each corner column will be used to absorb forces in all directions. In fig. 2 is one of the columns in the platform shown with reference number 30. At the top of this column there is a radially extruding ring-shaped shelf 32 which is supported in various places by means of a series of jacks 34 which are attached to the side wall of the column 30. Attached to the upper side of the annular shelf 32 is a drum and a chain winch which is placed in a frame 36 which carries a large winch-driven drum 38 on which a considerable length of the wire 40 can be wound. Attached to the frame 36 is also a chain winch 42 comprising a chain drum 44 which is driven by a suitable motor and which carries a length of guide chain 46. The chain which extends from the left side of the chain drum 44 descends into a chain box which does not is shown. Attached to the frame 36 is also a knob 48 which carries a short length of wire 50 which in turn is connected to a fastening claw 52.

Wiren 40 er fast forbundet ved hjelp av en sinkfyllt hylse eller ved hjelp av en annen hensiktsmessig innretning, til et klokkeformet forbindelsesorgan 54 som har en åpning ved sin tykkeste ende og et tverrledd for opptak av en kjettinglenke 56. Festet til lenken 56 er en avtakbar lenke eller ledd 58 The wire 40 is firmly connected by means of a zinc-filled sleeve or by means of another suitable device, to a bell-shaped connecting member 54 which has an opening at its thickest end and a cross link for receiving a chain link 56. Attached to the link 56 is a removable link or section 58

som i sin tur er festet til ankerkjettingen 60. Som vist festes kloen 52 under et av leddene i kjettingen 60 slik at enhver nevneverdig bevegelse nedad av kjettingen bevirker at kjetting- which in turn is attached to the anchor chain 60. As shown, the claw 52 is attached under one of the links in the chain 60 so that any significant downward movement of the chain causes the chain

lasten overføres fra wiren og det øverste ledd i kjeden til kloen 52. Den gjenværende lengde av kjeden 60 strekker seg nedad hvor den føres rundt en føringsskive 62 og derfra ned og ut til et anker som ikke er vist. FØringsskiven 62 er svingbart festet til søylen 30 ved hjelp av en knekt 64 som er festet til søylens 30 sidevegg. the load is transferred from the wire and the top link of the chain to the claw 52. The remaining length of the chain 60 extends downwards where it is guided around a guide sheave 62 and thence down and out to an anchor not shown. The guide disc 62 is pivotally attached to the column 30 by means of a jack 64 which is attached to the side wall of the column 30.

Fig. 3 viser et delvis oppsnittet riss av føringsskiven 62, og viser hvordan kjettingen 60, forbindelsesorganet 54 og wiren 40 alle kan føres jevnt og hensiktsmessig forbi skiven 62 uten risiko for bending av wiren 40 eller overføring av nevneverdige bøyepåkjenninger på leddene i kjettingen 60. I dette risset er wiren 40, forbindelsesorganet 54 og kjettingen 60 vist i forskjellige stillinger som er typiske for de stillingene de kan innta når disse deler passerer skiven 62. Når wiren og kjettingen trekkes inn vil først wiren 40 nå skiven 62 hvor den faller naturlig og glatt inn i det innerste spor 66 i skiven. Forbindelsesorganet 54, som er vist i tverrsnitt, er nettopp kommet i berøring med et spor 70 med stor diameter på skiven og kjettingen, vist med leddet 56, trekkes rett mot høyre som vist i figuren. Av snittrisset i fig. 4 vil det fremgå at skiven 62 omfatter tre adskilte spor, et innerste spor 66 som er beregnet for å oppta wiren 40 og en del av kjettingleddene som er nlassert i skivens plan, et mellomspor 68 med en bred bunn som kan bære ledd i kjettingen 60 som er plassert vinkelrett Då skivens plan, samt et tredje spor 70 som har større diameter og som er buet slik at det passer sammen med det sfæriske parti til den tykkeste del av forbindelsesorganet 54. Fig. 3 shows a partially sectioned view of the guide disc 62, and shows how the chain 60, the connecting member 54 and the wire 40 can all be guided evenly and appropriately past the disc 62 without risk of bending the wire 40 or transferring significant bending stresses to the links in the chain 60. In this drawing, the wire 40, the connecting member 54 and the chain 60 are shown in different positions which are typical of the positions they can assume when these parts pass the sheave 62. When the wire and chain are pulled in, the wire 40 will first reach the sheave 62 where it falls naturally and smoothly into the innermost groove 66 in the disc. The connecting member 54, which is shown in cross-section, has just come into contact with a groove 70 of large diameter on the disc and the chain, shown with the link 56, is pulled straight to the right as shown in the figure. From the sectional drawing in fig. 4, it will be seen that the disk 62 comprises three separate grooves, an innermost groove 66 which is intended to receive the wire 40 and part of the chain links which are nlassed in the plane of the disk, an intermediate groove 68 with a wide bottom which can carry links in the chain 60 which is placed perpendicular to the plane of the disc, as well as a third groove 70 which has a larger diameter and which is curved so that it fits together with the spherical part of the thickest part of the connecting member 54.

Det henvises igjen til fig. 3 hvor, det fremgår at når forbindelsesorganet 54 kommer i berøring med sporet 70 vil det bli ført av dette sporet rundt omkretsen av skiven 62 som vist inn-tegnet i figuren. Mellom den sfæriske del av forbindelsesorganet 54 og hver side av sporet 70 er det i virkeligheten en linje-kontakt inntil enden av forbindelsesorganet når den stilling som er vist øverst til høyre i tegningen, hvor den er i ferd med å føres ut fra skiven. Like før forbindelsesorganet 54 Reference is again made to fig. 3 where, it appears that when the connecting member 54 comes into contact with the groove 70, it will be guided by this groove around the circumference of the disk 62 as shown in the drawing in the figure. Between the spherical part of the connecting member 54 and each side of the groove 70 there is in reality a line contact until the end of the connecting member reaches the position shown at the top right of the drawing, where it is about to be led out from the disc. Just before connecting organ 54

føres bort fra skiven 62 vil linjekontakten bli kortere og av-ta til et punkt på hver side av sporet 70. is moved away from the disc 62, the line contact will be shorter and decrease to a point on each side of the groove 70.

Det vil fremgå, at i den første av disse stillinger blir wiren 40 trukket rett mot høyre fra den tynneste ende av fPOC-bindelsesorganet 54 og den bringes ikke til å bøye seg før den føyer seg rundt sporet 66. I den neste stilling er forbindelsesorganet 54 blitt ført en betydelig strekning rundt omkretsen av skiven 62 og antar en annen vinkel i forhold til skiven. Wiren 40 trekkes imidlertid fortsatt direkte utad fra den tynneste ende av forbindelsesorganet 54 og bøyes ikke før den når kanten av sporet 66. I den tredje stilling av forbindelsesorganet 54 under rotasjonen mot høyre befinner det seg i en stilling som gjør at wiren 40 ligger helt utenfor skivens 62 omkrets og fremdeles er kraften på wirens slik at den trekkes rett ut fra den tynneste ende av forbindelsesorganet 54. I den fjerde stilling av forbindelsesorganet 54 er denne i ferd med å skille seg fra kontakt med skiven 62 og wiren trekkes fortsatt direkte ut fra den tynneste ende av forbindelsesorganet 54. Forbindlesesorganet 54 vil således alltid innta en stilling som tillater at wiren 40 trekkes direkte fra den tynneste ende og wiren 40 kan derfor ikke bli utsatt for skarp bøyning eller klemming der hvor den er festet til forbindelsesorganet 54. It will be seen that in the first of these positions the wire 40 is pulled straight to the right from the thinnest end of the fPOC connecting member 54 and is not caused to bend until it joins around the groove 66. In the next position the connecting member 54 is has been carried a considerable distance around the circumference of the disc 62 and assumes a different angle in relation to the disc. However, the wire 40 is still pulled directly outwards from the thinnest end of the connecting member 54 and is not bent until it reaches the edge of the groove 66. In the third position of the connecting member 54 during the rotation to the right, it is in a position which means that the wire 40 lies completely outside circumference of the disc 62 and the force on the wire is still such that it is pulled straight out from the thinnest end of the connecting member 54. In the fourth position of the connecting member 54, this is in the process of separating from contact with the disc 62 and the wire is still pulled directly out from the thinnest end of the connecting member 54. The connecting member 54 will thus always assume a position that allows the wire 40 to be pulled directly from the thinnest end and the wire 40 cannot therefore be exposed to sharp bending or pinching where it is attached to the connecting member 54.

Den tykkeste ende av forbindelsesorganet 54 omfatter et åpent kammer for opptak av en ende av leddet 56 som er festet til organet 54 ved hjelp av en tverrstang 72 hvis senter ligger plant med enden av forbindelsesorganet 54. Fig. 5 viser et tverrsnitt av forbindelsesorganet 54 etter linjen V-V i fig.3, slik at snittet vist i fig. 5 står vinkelrett på det som er vist i fig. 3. Det er her vist hvordan tverrstangen 72 strekker seg over midten av den tykkeste ende av forbindelsesorganet 54 og hvordan enden av leddet 56 er opptatt av stangen 72. Denne utforming begrenser i en viss utstrekning den vinkel som leddet 56 kan danne i forhold til aksen av forbindelsesorganet 54 uten at det overføres bøyekrefter på leddet 56. Denne vinkel er vanligvis i størrelsesorden 45° og gir systemet tilstrekke-lig fleksibilitet. Dersom dette viser seg ikke å være tilfelle i en bestemt forbindelse, kan det uten videre foretaS for-andring av dimensjonene på de aktuelle deler, slik at den nød-vendige klaring oppnås. Plasseringen av tverrstangen 72 har en viss betydning, siden kontaktpunktet mellom leddet 56 og tverrstangen bør ligge meg^t nær det punkt hvor den tykkeste del av forbindelsesorganet 54 vil rotere om i sporet 70. Dersom tverrstangen 72 skulle bevege seg nevneverdig mot venstre i fig. 3, ville det dannes et moment som forårsaket at forbindelsesorganet 54 svinget om et par kontaktpunkter i sporet 70, noe som igjen ville prøve å svinge den tynneste ende av forbindelsesorganet The thickest end of the connecting member 54 comprises an open chamber for receiving one end of the joint 56 which is attached to the member 54 by means of a cross bar 72 whose center lies flush with the end of the connecting member 54. Fig. 5 shows a cross section of the connecting member 54 after the line V-V in fig.3, so that the section shown in fig. 5 is perpendicular to what is shown in fig. 3. It is shown here how the cross bar 72 extends over the middle of the thickest end of the connecting member 54 and how the end of the link 56 is occupied by the bar 72. This design limits to a certain extent the angle that the link 56 can form in relation to the axis of the connecting member 54 without bending forces being transferred to the joint 56. This angle is usually of the order of 45° and gives the system sufficient flexibility. If this turns out not to be the case in a particular connection, the dimensions of the relevant parts can be changed without further ado, so that the necessary clearance is achieved. The location of the crossbar 72 has a certain importance, since the contact point between the link 56 and the crossbar should be close to the point where the thickest part of the connecting member 54 will rotate in the groove 70. If the crossbar 72 were to move significantly to the left in fig. 3, a torque would be generated which caused the connecting member 54 to swing about a pair of contact points in the groove 70, which in turn would try to swing the thinnest end of the connecting member

54 utad med resulterende risiko for bøying av wiren 40. 54 outwards with the resulting risk of bending the wire 40.

Utover den utførelsesform av oppfinnelsen som er beskrevet kan det foretas forandringer innenfor rammen av oppfinnelsen. Beyond the embodiment of the invention that has been described, changes can be made within the scope of the invention.

I stedet for å gjøre den tykkeste del av forbindelsesorganet Instead of making the thickest part of the connector

54 sfærisk, kan den gis andre konvekse former. Konisk form er imidlertid ikke ønskelig, fordi den medfører risiko for kile-virkning i sporet. Bruken av avtakbare ledd kan varieres som nevnt foran eller et skilleorgan kan være kombinert med forbindelsesorganet 54. 54 spherical, it can be given other convex shapes. However, a conical shape is not desirable, because it entails the risk of a wedge effect in the groove. The use of removable joints can be varied as mentioned above or a separating member can be combined with the connecting member 54.

Claims

1. Device for an anchoring system, comprising a guide disc with grooves and a connecting element for connecting a wire and an anchor chain, characterized by the combination of: a) that a main part of the connecting element has a circular cross-section and a convex surface between a smallest diameter and a larger diameter, with a first fastening member (54) for the wire (40) starting from the side of the convex surface which has the smallest diameter, so that the first fastening member (54) holds the wire end coaxially with the main part, while a second fastening member (72 ) for the end link of the chain (60) is placed on the opposite side of the main part, and b) that an inner part (66) of the guide disc's groove has a width equal to or slightly greater than the diameter of the wire and the thickness of the chain links, and an outer part with concave side walls (70) which are arranged to fit together with the convex part of the connecting member.

2. Anchoring system in accordance with claim 1, characterized in that the main part mainly has the form of a segment of a hollow sphere with a coaxially projecting truncated cone-shaped part which comprises the fastening means for the wire end.

3. Anchoring system in accordance with claim 2, characterized in that the main part is provided with an internal, transverse rod (72) to hold the chain.

4. Anchoring system in accordance with claim 1, characterized in that the guide disc's groove comprises an intermediate part (68) with largely parallel bottom surfaces next to the opening of the inner part (66) and with side walls that diverge outwards.