NO136803B - Undervannstank. - Google Patents

Abstract

Undervannstank.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår undervannstanker, fortrinnsvis

for lagring av hydrokarboner og innretter for nedsenkning på sjbbunnen ved ballastfylling av visse rom i tanken.

De fleste tidligere fremstilte tanker av denne art er beheftet med forskjellige ulemper, blant annet komplisert konstruksjon,

fare for ustabilitet i nedsenket tilstand og deres noe vilkårlige motstand mot virkningene av strom og dbnning, når de, forst er satt ned på sjbbunnen.

Fra US patentskrift nr. 3.429.128 er det imidlertid kjent en noe forbedret konstruksjon som er oppdelt i en sentral trykkfast del og en ytre del, som vannet kan bevege seg fritt inn i og utav,

og som er oppdelt i et antall celler ved hjelp av skillevegger.

På denne bakgrunn av kjent teknikk gjelder foreliggende oppfinnelse således en undervannstank fremstilt av forspent betong og med stort sett plan underside innrettet for å hvile mot sjbbunnen, samt en omkretsvegg; et ovre dekke utstyrt med et midtparti som rager opp fra resten av dekket; under nevnte midtparti en midtre forsterket kjerne konstruert for å motstå foreliggende trykkforskjell mellom det ytre sjdvann og kjernens indre hulrom når det er tomt for væske, samt utstyrt med pumpeinnretninger for pumping av væske inn i og ut av nevnte hulrom;. og en omkrets-senkekasse sammensatt av celler som er varig åpne mot det omgivende vann etter at de vannfylles ved tankens nedsenkning.

Oppfinnelsens vesentligste særtrekk består herunder i at både nevnte midtre kjerne og nevnte omkrets-senkekasse har rektangelformet tverrsnitt;, og kjernen er oppdelt i rektangulære celler ved hjelp av et nettverk av skillevegger, mens både cellene i midtpartiet og i omkrets«senkekassen er symetrisk anordnet i forhold til en felles symetriakse for kjernen og senkekassen.

Ved disse særtrekk i henhold til oppfinnelsen oppnås en meget lettere tilvirkning av den forsterkede midtre kjerne av tanken enn det som er tilfelle for den sentrale trykkfaste del i den ovenfor angitte, tidligere kjente konstruksjon, særlig ved fremstilling av tanker av store dimensjoner og med hby lagringskapasitet av stbrrelsesorden 1 million f.?t, som vil være svært vanskelig eller umulig å oppnå ved den tidligere kjente konstruksjon.

Andre trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den fblgende beskrivelse av et utfbrelseseksempel, under henvisning til vedfbyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et grunnriss av en tank i henhold til oppfinnelsen med et parti som er skåret bort etter linjen I-l i figur 2. Fig. 2 viser et loddrett snitt gjennom tanken etter linjen II-II i figur 1. Fig. 3 viser tanken sett fra siden og utstyrt med en oppstikkende sbyle. Fig. 4 viser tanken i perspektiv i en utfbreise med elementer som er satt sammen til sjbs på vannoverflaten.

Som vist i figur 1 og 2 har tanken omkretsdeler, som utnyttes

som ballastceller. Delen 2 utgjor den trykkfaste kjerne i tanken. I den utfbreise som er vist består den av en avskåret pyramide med kvadratisk grunnflate. 3 er en ballastcelle, og 4 er en celle i den trykkfaste kjerne. Kjernen er adskilt fra ballastcellene ved hjelp av veggen 5. Denne vegg 5 og platene 9 og 10, som henholdsvis danner dekket og bunnen og videre er understøttet av loddrette vegger 6 som adskiller cellene, er dimensjonert for å tåle store trykkforskjeller mellom utsiden og innsiden. Denne

trykkforskjell kan enten utgjbres av den totale hbyde av sjbvannet for dybder av størrelsesorden 100 meter, eller den hbyde som adskiller to nedsenkningsnivåer som folger etter hverandre ved stbrre dybder.

I skilleveggene mellom cellene er det tatt ut åpninger for at de skal stå i forbindelse med hverandre. For å gjore tanken mer egnet både for normal drift og for å oppnå lettere nedsenkning, bor det være mulig å avskjære forbindelsen mellom visse celler. For å gjore dette mulig, er de tilsvarende åpninger utstyrt med vanntette dorer, for å stenge, henholdsvis opprette forbindelse mellom naboceller. I veggene i cellene i den trykkfaste kjerne er det anbragt åpninger 7a nederst og 7b bverst, mens det mellom ballastcellene 3 er anordnet åpninger 7c. De dorer eller porter som visse av disse åpninger er utstyrt med, er ikke vist på tegningen.

Ballastcellene 3, er gruppert sammen i rom av to typer, nemlig hjbrnerom 13 med fem celler og mellomliggende rom 14 med seks celler, som henholdsvis har hovedsakelig samme rominnhold. Cellene i samme rom står i forbindelse med hverandre gjennom åpninger 7c i skilleveggene.

De fire rom av samme type danner en cellegruppe som kan fylles samtidig og uavhengig av cellene i den annen gruppe.

En tom tank vil flyte, og i figur 2 er dens vannlinje 15 angitt.

For å fylle ballastcellene med vann, er det bare nbdvendig å

åpne ventilene i et samlerbr som ikke er vist og som tar inn vann under vannlinjen 15 og bringer det til den nedre del av en av cellene i et rom, mens luft unnslipper gjennom en ledning som er tilsluttet den ovre del av cellen, og som er fort frem til driftseneheten, hvor de tilsvarende styreventiler er anordnet.

Når cellene i de fire rom som utgjor en gruppe er fullstendig fylt med vann, stiger vannlinjen til 16, mens vannlinjen etter fullstendig fylling av cellene i den annen gruppe, stiger til linjen 17, i en avstand av stbrrelsesorden 1 meter fra den ovre

grunnflate i nevnte avskårne pyramide, og som utgjor dekket 9

for den trykkfaste kjernen, Denne fri hbyde av tanken sikrer den nbdvendige stabilitet ved en eventuell tauing.

Det er neppe nbdvendig å nevne at oppdeling av ballastcellene

i et stbrre antall rom og i andre grupperinger av rommene kan utnyttes hvis det er behov for dette, under hensyntagen til at rom med samme rominnhold og som er anbragt symetrisk i forhold til tankens symetriakse, bor fylles samtidig.

Når det gjelder cellene i kjernen, er disse også gruppert i rom med spesielle funksjoner under nedsenkningen av tanken. Disse celler er gruppert i rom av tre typer; nemlig et sentralt rom 18 som gjor tjeneste som ekstra ballastrom og deltar, under stigende og delvis fylling i senkningen, og fire trimmerom 19

som andvendes for trimming ved selektiv fylling av disse rom,

og endelig fire lagerrom 20 som holdes tomme under nedsenkningen.

Et pumpeanlegg, som ikke er vist, gjor det mulig å fore vann inn gjennom bunnen av rommet 18, mens luft fores bort gjennom den ovre del. Dette anlegg kan eventuelt snus for å tomme rommet.

Trimming av rommene 19 kan utfores ved hjelp av et konstant vannvolum uten forandring av vannlinjen, ved å pumpe vann til og fra rom 19, idet passende pumper og tilbehbr er anordnet for dette formål. Imidlertid vil gruppering av sådanne celler i rom som midlertidig er uavhengige av hverandre, oppheve virkningen av vannballasten.

Tankens dimensjoner, det totale antall celler og det celleantall som er tilordnet de rom som utnyttes for nedsenkningen, er avpasset etter tankens lagringskapasitet, det produkt som skal lagres, og lagringsforholdene for dette produkt.

Bunnflaten 10 kan gjbres tykkere ved 11 for å danne stbtteflate for tanken mot sjbbunnen. Utstikkende ribber som eventuelt kan anordnes på utsiden av gulvet, er vist ved 12. Alt etter beskaffenheten av sjbbunnen skal disse ribber eller utstikkere forbedre tankens motstand mot vannrette bevegelser, og også til å forhindre mulig erosjon på grunn av understrbmmer. Tanken hviler mot sjbbunnen ved sin egen vekt, som er tilstrekkelig til å motvirke de vekslende loddrette krefter fra dbnninger som vil sbke å lbfte tanken periodisk. Som vist i figur 1 er det likevel anordnet loddrette hule sbyler 21 fra bunn til topp gjennom rommene 20, for permanent utbalansering av de trykk som utoves henholdsvis på nedre og ovre plate i tanken, således at virkningene av de loddrette komponenter av dbnningskrefter på tanken kompen-seres.

Når tanken er nedsenket på et lite dyp, er den innrettet til å motstå det samlede trykk som utoves ved slutten av nedsenkningen, som i så tilfelle kan utfores sammenhengende ved innfbring av vann i det ekstra ballastrom 18.

For stbrre dybde må nedsenkningen avbrytes på mellomliggende nivåer, som er fastlagt på forhånd og tilsvarer den tillatelige trykkforskjell. På disse nivåer fylles alle rom i den trykkfaste kjerne med et gassformet trykkfluidum, som muliggjor fornyet utbalansering av det ytre vanntrykk for nedsenkningen gjennopptas til det neste nivå. I dette tilfelle er tankens egen-styrke mot det ytre vanntrykk bare partiell, men sammenlignet med kjente konstruksjoner som er mindre sterke, er det mulig å nedsette det nbdvendig antall nivåer under nedsenkning til en gitt dybde. Nedsenkningsoperasjon kan styres på en av fblgende måter: Enten fra flottbrer anordnet etter hverandre rundt tanken, idet flottbrene i hver rekke er hengslet sammen av et forankringskjede eller fra en sbyle som stikker opp over tanken og hvis topp konstant holdes over vannoverflaten. Denne sbyle kan senere utnyttes for tilfbrsel av det material som skal lagres i tanken,

og danne adgang til styreventilene på oversiden av tanken, samt anbringelse av overbygninger, som derved lettere kan installeres på tankens overside.

Figur 3 viser, sett fra siden, en tank som er utstyrt med en sådan oppstikkende sbyle 22. Denne gjor det mulig å styre nedsenkningen, gir adgang til de styreventiler som er plassert på tankens overside, likesom det eventuelt på kjent måte kan anbringes en plattform 23 på sbylen over vannoverflaten 24.

Etter nedsenkning av tanken og anbringelse av denne på sjbbunnen i overensstemmelse med den teknikk som passer for de foreliggende bunnforhold, blir alle forbindelser gjenopprettet mellom cellene i de forskjellige rom, både ved åpning av porter eller dorer og ved påvirkning av ventilene i de forskjellige rbr-kretser som er tilsluttet styreenheten. Tanken blir så fullstendig fylt med sjbvann under fjerning av luft, mens de ballstrom som ble fylt med vann ved begynnelsen av nedsenkningen, avstenges mot sjbvannet ved stengning av de tilsvarende ventiler. I styreenheten opp-rettes så forbindelse med tilfbrselsrbr for det fluidum som skal lagres, i foreliggende tilfelle hydrokarboner. Etter å ha gjenopprettet ballastrommenes forbindelse med sjben, kan hydrokarbonene fores inn i tanken under utpressing av sjbvannet. Innfbringen foregår således under trykk. Tilfbrselen stoppes når et hydro-karbonvolum tilstrekkelig for fylling av tanken opp til et nivå, f.eks. mindre enn 1 meter under tankens totale hbyde, er fort inn, således at det alltid etterlates en vann-klåring.

Utpumpingen av hydrokarbonene kan utfores enten ved å la oljen strbmme som en folge av det trykk som utoves åv sjbvannet, eller ved oppretttelse av et undertrykk ved hjelp av pumping.

Som kjent vil de forskjellige åpninger 7a, 7b,og 7c som gir forbindelse mellom cellen, delta i stabiliseringen av skillenivået mellom vann og hydrokarbon, i kombinasjon med dimensjonene, for de åpninger som utgjor tankens forbindelse med sjben. Denne stabili-sering gjelder både for bevegelser under fylling eller tbmming og for bevegelse på grunn av dbnning og strbm. Det bor bemerkes at det foreligger én demping og faseforskyvning av grenseflatens bevegelse i forhold til de bevegelser som bevirkes av sjben, spesielt av dbnning.

Den tilsynelatende vekt av tanken når den er fullstendig fylt med hydrokarboner, ér tilstrekkelig, på tross av den oppdrift som skyldes forskjellen i spesifikk vekt av hydrokarboner og sjbvann, til å gi et trykk mot sjbbunnen som motvirker hevning og glidning av tanken.

Den samlede stabilitet for tanken, både under tauing og nedsenkning bestemmes således av. dens metasenter-hbyde, som gis en hby verdi. Under drift på sjbbunnen bestemmes imidlertid stabiliteten av den kombinerte virkning av tankens vekt og kompenseringen av de krefter dbnningen utover.

Når det gjelder tilvirkningen av den tank som er vist i figur 1

og 2, er denne bygget i sin helhet på land, f.eks. i en dokk, for deretter å bli flotet til det sted hvor.den skal nedsenkes.

I henhold til en annen byggemetode, tilvirkes tanken av flere elementer som prefabrikeres på land og bringes til et rolig vannområde hvor elementene forenes til en ferdig tank, som deretter taues til nedsenkningsstedet.

Figur 4 viser en tank som er bygget på denne måten, og som omfatter prefabrikerte elementer 25 som forenes til sjbs. Som et eksempel er det her vist tre elementer 25. Linjene 26 er fluid-tette sammenfbyningslinjer0 Også i dette tilfelle er ballast-rommene anbragt i den lavere del 27 av tanken, og den hbyere armerte kjerne 28 er også vist. Dette forer til at det dannes et parallellpiped med vannrette generatriser, ved hjelp av modulelementer som mulig-gjbr tilvirkning av tanker med forskjellige rominnhold, idet det anvendes identiske og gjentatte elementer, hvis antall avhenger av det bnskede tankvolum. De således tilvirkede tanker som har fordelene av lave omkostninger og den fleksibilitet som folger med modultilvirkning, kan være forsynt med en oppstikkende sbyle som 22 i figur 3, idet cellene i tanken kan være gruppert i rom tilordnet spesielle funksjoner under nedsenkningen av tanken, og generelle funksjoner under drift.

De forskjellige vegger og skillevegger er forspent i to retninger, og i betraktning av den kraft som virker ved de innlagte skjoter, befinner tanken seg under tredimensjonal forspenning, Både de indre og ytre flater på tanken kan belegges med kjente materialer, særlig syntetisk harpiks, for å forhindre korrosjon og forbedre fluid-tettheten. Vidre kan flatene behandles mekanisk og/eller kjemisk på kjent måte for å motvirke påvirkningen av sjbvann og de fluider som skal lagres.

Skjbnt en tank med kvadratisk form er vist på tegningen, utelukker ikke dette på noen måte en hvilken som helst rektangulær form som måtte bli funnet hensiktsmessig i drift.

Claims (4)

1. Undervannstank fremstilt av forspent betong og med stort sett plan underside (10) innrettet for å hvile mot sjbbunnen, samt en omkretsvegg; et ovre dekke utstyrt med et midtparti (9) som rager opp fra resten av dekket; under nevnte midtparti en midtre forsterket kjerne (2) konstruert for å motstå foreliggende trykkforskjell mellom det ytre sjbvann og kjernens indre hulrom når det er tomt for væske, samt utstyrt med pumpeinnretninger for pumping av væske inn i og ut av nevnte hulrom; og en omkrets-senkekasse (1) sammensatt av celler (3) som er varig åpne mot det omgivende "vann etter at de vannfylles ved tankens nedsenkning; karakterisert ved at både nevnte midtre kjerne (2) og nevnte omkrets-senkekasse (1) har rektangelformet tverrsnitt, og kjernen (2) er oppdelt i rektangulære celler ved hjelp av et nettverk av skillevegger (6), mens både cellene i midtpartiet og i omkrets-senkekassen er symetrisk anordnet i forhold til en felles symetriakse for kjernen og senkeskassen.

20 Undervannstank som angitt i krav 1, karakterisert ved at hule sbyler (21) strekker seg gjennom minst en av kjernens celler mellom dekket (9) og undersiden (10).

3. Undervannstank som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at cellene i omkrets-senkekassen (1) er sammenstilt for dannelse av ballastrom (13, 14) fordelt på minst to forskjellige grupper som hver har et like antall rom, idet organer er anordnet for fylling av rommene i den ene gruppe med vann uavhengig av rommene i den annen gruppe, og rommene i hver gruppe er anordnet symetrisk i forhold til nevnte symetriakse.

4. ■ Undervannstank som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at cellene i den forsterkede kjerne (2) er sammenstilt for dannelse av et midtre rom (18) samt to grupper ytre rom (19, 20) med et like antall rom i hver gruppe, nemlig en fbrste yttergruppe (19) for utballansering under tankens nedsenkning og utstyrt med organer for selektiv ballastfylning uavhengig av det midtre rom, samt en annen yttergruppe (20) innrettet for lagring og uten organer for ballastfylling under nedsenkningen, mens cellene i hver cellegruppe er anordnet symetrisk i forhold til nevnte symetriakse.