NO137360B - Forbindelsesledd for overf¦ring av en del av vekten av en oljeplattforms dekkskonstruksjon til en s¦yle - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrdrer et forbindelsesledd for overforing

av en del av vekten av en oljeplattforms e.l. dekkskonstruksjon til én soyle e.l. som inngår i' dennes understottelseskonstruksjon.

En oljeplattform for bruk i sjo, f.eks. en produksjonsplatt-form, kan som vist på fig. 1 bestå' av et dekk T som bæres^

av en understottelseskonstruksjon som. igjen består- av et antall soyler 3 som rager opp fra- en sokkelkonstruksjon 4,. Sokkelkonstruksjonen 4 kan hvile på sjobunnen eller derr kan danne et. flytelegeme, men denne og deler av soylene vil under de aller fleste forhold befinne seg under sjoens overflate. Sokkelkonstruksjonens posisjon, storrelse og tyngde vil vanligvis gjore at den forblir upåvirket av selv de storste bolger.. Dette er dog ikke tilfelle for soylene som selv om de er grovt dimensjonert og laget av forspent betong vil bli utsatt for utboyning av det ovre parti under bolge - påvirkning.

Ved stiv befestigelse ved 2 av toppen av soylene til dekket

vil vinkeldeformasjonen av soylenes topp ved 2 til en viss grad holdes igjen av dekkets stivhet. Dog er det ikke til å unngå at det samtidig oppstår deformasjoner av dekket, og disse vil ha meget uheldige folger for mye av det utstyr

som er montert i dekket dersom de ikke holdes på et lavt nivå. For å begrense deformasjonene tilstrekkelig har.det derfor vært nodvendig å forsyne dekket med spesiell av-

stivning., noe som i betydelig grad har oket-dekkets vekt, kostnad og byggetid. Da de bøyemomenter som overfores av. forbindelsen 2 kan bli uhyre store er utforelsen av denne forbindelsen- meget problematisk. Dertil- kommer at forbindelsen utsettes for store aksial- og sidebelastninger. Aksialbelastningene skyldes forst og fremst dekkets vekt,

og sidebelastningene skyldes hovedsakelig at soylene 3 til enhver tid ikke påvirkes likt av en og- samme bolge og der-

for boyer seg i forskjellig grad.

Vanskelighetene med. å gjore forbindelsen mellom soylene og-dekket tilstrekkelig sterk forverres ytterligere ved at

.soylene gjerne har et indre hulrom som onskes forlenget opp i.dekket uten,nodvendig blokkering i overgangen. Dette gjor athefestigelsen kun kan skje langs kantene av soylene. - Det er 'oppfinnelsens hensikt å tilveiebringe et forbindelses-v ledd for' bruk mellom soylene og dekket av en plattform av, den innledningsvis nevnte type, hvilket forbindelsesledd kan overfore de nodvendige aksiale og horisontale belastninger -:. uten 'samtidig å overfore nevneverdige bøyemomenter. Dette ,-u oppnås ifolge oppfinnelsen ved hjelp av et forbindelsesledd ' som' angitt i . de påfolgendekrav. Det er klart at forbindelsesleddet ifolge oppfinnelsen som kun overforer små boyemomenter byr på store fordeler. Uten ■- overforing av boyemomenter ved utboyning av soylene vil det ikke oppstå deformasjoner i dekket, og dette vil derfor kunne ' bygges mye mindre stivt med'tilsvarende store Besparelser av tid,' materialer og andre byggeomkostninger. Den reduserte vekt av dekket vil også gjore det mulig å redusere dimensjonene av,forbindelsesleddene, soylene ogr sokkelkonstruksjonen, og .dette' er naturligvis også av stor okonomisk betydning.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives yt--■■ ter ligere under henvisning til det ut f orelseseksempel som er vist på tegningen.

Fig. '1 viser som tidligere nevnt en oljeplattform i marint miljo.

• Fig. -2 viser toppen av en av plattformens soyler. FigV 3 viser et tangensialt veftikalsnitt som antydet med III-•'' III pa" f ig:. 2 gjennom en del av et forbindelsesledd' ifolge oppfinnelsen. Fig. "4 viser et radielt. vertikalsnitt som antydet med-IV-IV på

fig-. 2 gjennom delen vist på fig. 3.

Som tidligere nevnt viser fig. 1 en oljeplattform bestående av et dekk 1, soyler 3 og en sokkelkonstruksjon 4 som enten hviler på havbunnen eller flyter slik at dekket 1 har en passende, hoyde over vannflaten 5.

Fig. 2 viser ovre parti av en soyle 3 hvor det fremgår at denne del av soylen er rorformet. I soylens vegg er det med jevne mellomrom anordnet sylindriske hulrom 6 som strekker seg en passende lengde nedover fra soylens topp 2. Disse hulrom er som det fremgår av fig. 3 og 4 foret med en metallhylse 7 som nedentil er festet til en forankringsanordning 8. Forankrings-a anordningen er blant annet utstyrt med ribber 9 slik at den får godt. feste i soylens betongvegg. Hylsen 7 er i bunnen lukket av en seteplugg 10.

I hylsen 7 er det plassert en metallstav 11 som rager noe opp over soylens toppflate 2. Staven 11 er avrundet til halvkule-fasong i begge ender og er mellom disse med jevne mellomrom forsynt med noe utvidede partier 12 hvis diameter såvidt er mindre enn hylsens indre diameter.

På toppen av staven 11 er det plassert en hette 13 hvis toppflate har form av en kulekalott. Toppflaten passer inn i en tilsvarende utsparing i underdelen 14 av dekket 1. Hetten 13 er likeledes av metall, og dens materiale, eventuelt det materiale kulekalotten er overtrukket med, er valgt slik at frik-sjonen mellom hetten og underdelen 14 av dekket blir liten. Smoremiddel kan eventuelt også benyttes mellom kontaktflatene.

Det er plassert en stav 11 med hette 13 i hvert av hullene 6 i veggen av soylen 3, og dekket 1 hviler mot hetten 13. På grunn av dekkets store tyngde oppstår det meget store trykkspenninger i stavene 11, og disses lengde blir minsket i betydelig grad. Samtidig skjer en utvidelse av stavenes diameter, men diamete-ren av de utvidede partier 12 er tilpasset slik at det forblir en viss klaring til hylsens innside. Partiene 12 forhindrer imidlertid utboyning,.knekking eller forkiling av staven i hylsen. Hylsen kan med fordel være fylt med et smoremiddel som f.eks. olje for å minske friksjon mellom staven og hylseveggen

samt forhindre korrosjon av disse deler.

Ved rolig sjo er den del av dekkets vekt som bæres av en

soyle 3 jevnt fordelt blant dens staver 11, og resultanten av vertikalkreftene i stavene faller sammen med soylens vertikalakse. Samtidig, er toppflaten 2 av soylen-noenlunde "parallell med undersiden av dekket.

Når 'plattformen påvirkes av stbrre. bolger som antydet- på fig.

1 vil soylenes ovre partier boyes ut fra vertikalen, og soy-lenés toppflater 2 vil danne en vinkel <p (fig. 2) med bunnen av dekket. Dette vil igjen si at avstanden mellom toppflaten 2 av soylen og bunnen av dekket 1 varierer langs soylens om-krets. Forutsetter man at samme vertikalkraft overfores mellom dekket og soylen vil denne vinkelendringen medfore at noen av stavene 11 trykkes ytterligere sammen mens andre strek ker seg. Stavenes lengde og materiale er imidlertid valgt slik at disse endringer blir relativt små i forhold til den sammentrykning av stavene som skjer på grunn av dekkets tyngde.

Spenningen i de enkelte staver endres derfor ikke i særlig grad, og resultanten av de vertikale krefter forrykkes dermed bare lite fra soylens vertikalakse.

Når vinkelen mellom soylens toppflate og bunnen av dekket endres vil det også skje en liten dreining av kuleleddet som utgjcires av toppflaten av hetten 13 og utsparingen i bunnen 14 av dekket 1. I og med at det alltid vil være en viss friksjon mellom hetten 13 og bunnen 14 vil vridningen medfore at et boye-moment overfores mellom dekket og soylen. Dette momentet blir imidlertid lite, og ved bruk av det viste forbindelsesledd ifolge oppfinnelsen kan man betrakte dekket som hvilende på kuleledd med liten friksjon.

I og med at bolgen i de aller fleste tilfeller påvirker de enkelte soyler forskjellig på et gitt tidspunkt, vil bolgene soke å boye de enkelte soyler i forskjellig grad på samme tidspunkt. Dette forer til at horisontale krefter overfores mellom soyle og dekk fordi soyletoppenes innbyrdes plassering ikke lar seg endre. Disse horisontalkrefter lar seg overfore av leddet ifolge oppfinnelsen uten vanskelighet i og med at hetten 13 rager inn i en utsparing i dekkets underside .14. Stavene 11 er dessuten slik dimensjonert at de ikke boyes perma-nent eller skjæres av horisontalkreftene.

Stavene 11 kan lages av ethvert egnet materiale, fortrinnsvis av et materiale som har relativt lav elastisitetsmodul i forhold til sin trykkstyrke. Dermed kan man få relativt stor sammentrykning av staven uten at denne må gjbres lengre enn nodvendig. ' Aluminium er f.eks. et velegnet' materiale.

Stavene i det viste utforelseseksempel virker som det vil for-stås som fjærende elementer. Disse fjærer både i sin lengde-retning for å oppta vinkeldeformasjon mellom soyler og dekk og i sin tverretning for å minske horisontalkrefter som overfores mellom soyler og dekk.

Andre typer fjærende elementer kan også brukes ifolge oppfinnelsen, f.eks. kan man tenke seg hylsen 7 utformet som en sy-linder hvori inngår et stempel som hviler mot dekket og hvor det i sylinderen er innesluttet et kompressibelt fluidum, en spiralfjær eller lignende.

I det foran beskrevne utforelseseksempel er foringene 7 for de fjærende organer 11 vist festet til soylene, men man kunne naturligvis oppnå samme virkning ved å snu de fjærende organer opp ned og la foringene rage opp i dekket.

Claims (7)

1. Forbindelsesledd for overforing av en del av vekten av en oljeplattforms e.l. dekkskonstruksjon (i) til en soyle (3) e.l. som inngår i dennes understottelseskonstruksjon (3, 4), karakterisert ved at det omfatter et' antall vektoverforende, i vertikal retning fjærende organer (11) anordnet mellom dekkskonstruksjonen (1) og soylen (3) nær periferien av soylen.

2. Forbindelsesledd ifolge krav 1, karakterisert ved at de fjærende organer (11) er anordnet i en foring, hylse (7) eller lignende.

3. Forbindelsesledd ifolge krav 2, karakterisert v ed at foringene (7) eller lignende er innfestet i den ene av nevnte konstruksjoner.

4. Forbindelsesledd ifolge krav 3, karakterisert ved at foringene (7) eller lignende er lukket i bunnen (10) og forsynt med en forankririgsanordning (8).

5. Forbindelsesledd ifolge et hvilket som helst av kravene 3-4, karakterisert ved at de fjærende organer (11) i sin éne ende hviler mot foringenes (7) eller lignende bunnparti og i sin andre ende hviler mot den andre av nevnte konstruksjoner.

6— Forbindelsesledd ifolge krav 5, karakterisert ved at de fjærende organers (11) andre ende (13) utgjor en del av et glidelager, eventuelt rullelager.

7. Forbindelsesledd ifolge et hvilket som helst av kravene 3-6, karakterisert ved at foringene (7) eller lignende er fylt med et smorende og/eller korrosjons-hindrende middel.