NO141510B

NO141510B - ONE POINT MORTGAGE AND LOAD TRANSFER SYSTEM FOR TANKERS

Info

Publication number: NO141510B
Application number: NO3412/70A
Authority: NO
Inventors: John F Flory; Frederick H Stracke; Russel C Kuhn; Colin N T Baptist
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1969-09-09
Filing date: 1970-09-08
Publication date: 1979-12-17
Also published as: NL171560C; FR2061092A5; DE1959622A1; NO141510C; NL171560B; GB1248649A; DE1959622C2; US3641602A; NL7013320A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et ettpunkts fortøynings- The present invention relates to a single-point mooring

og lastoverføringssystem med et forankringssystem som i første rekke er beregnet på tankskip, og systemet omfatter en for-tøyningsbøye som er forankret til et fortøyningsfundament ved hjelp av et enkelt forankringssystem, hvorav en del er en stiv ledning som benyttes til lastoverføring og en del er en flek- and load transfer system with an anchoring system that is primarily intended for tankers, and the system comprises a mooring buoy that is anchored to a mooring foundation by means of a single anchoring system, part of which is a rigid wire used for load transfer and part is a spot-

sibel forbindelse. I systemet inngår også innretninger som tillater bøyen å rotere i forhold til forankringsfundamentet. sible connection. The system also includes devices that allow the buoy to rotate in relation to the anchoring foundation.

Med den stadig økende størrelse på tankskip på 200.000 With the ever-increasing size of tankers at 200,000

tonn til 300.000 tonn dødvekt og opptil 500.000 dødvekt har lasting og lossing av slike skip blitt stadig mer komplisert. tonnes to 300,000 tonnes deadweight and up to 500,000 deadweight, loading and unloading such ships has become increasingly complicated.

Disse skip er så dyptgående at naturlige havner ofte ikke kan These ships are so deep that natural harbors often cannot

ta imot dem, og deres størrelse er slik at fortøyningskreftene blir meget store. I stedet for å bygge nye havner med meget store omkostninger har man foreslått å fortøye slike skip på receive them, and their size is such that the mooring forces become very large. Instead of building new harbors at very high costs, it has been proposed to moor such ships at

dypt vann og å overføre flytende last gjennom undervannsled- deep water and to transfer liquid cargo through underwater pipelines

ninger til land. nings to land.

Når et skip er fortøyet til en enkel bøye på en slik When a ship is moored to a single buoy on such

måte at det fritt kan svinge rundt bøyen, kalles systemet ettpunkts fortøyning. Skipet er fortøyet til bøyen ved hjelp av baugtrosser, og skipet roterer fritt 360° om bøyen, hvorved fortøyningskreftene reduseres. Det må sørges for at fluidum- way that it can swing freely around the buoy, the system is called single-point mooring. The ship is moored to the buoy using bow lines, and the ship rotates freely 360° around the buoy, thereby reducing the mooring forces. It must be ensured that fluid

lasten overføres mellom skipet og undervannsledningen også the cargo is transferred between the ship and the underwater line as well

når skipet dreier. For å unngå gjensidig påvirkning mellom fortøyningssystemet og lastoverføringssystemet har tidligere ettpunktskonstruksjoner benyttet bøyen forankret ved hjelp av fire eller flere ankerkjettinger, og benyttet kostbare last-slanger under bøyen. when the ship turns. To avoid mutual influence between the mooring system and the load transfer system, previous single-point constructions used the buoy anchored by means of four or more anchor chains, and used expensive cargo hoses under the buoy.

Eksempler på slike ettpunkts er beskrevet i U.S. patent Examples of such single points are described in U.S. Pat. patent

nr. 3.409.055 og U.S. patent nr. 3.380.091. No. 3,409,055 and U.S. Pat. patent No. 3,380,091.

På grunn av oppbygningen av de kjente fortøynings- og lastoverføringssystemer er imidlertid de fortøyningspåkjen-ninger de kjente systemer kan oppta begrenset i forhold til systemenes størrelse, og formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et fortøynings- og lastoverføringsystem som i forhold til størrelsen kan oppta vesentlig større for-tøyningspåk jenninger , noe som særlig er oppnådd på grunn av at de fleste viktigste komponenter står koaksialt i forhold til hverandre. Due to the structure of the known mooring and load transfer systems, however, the mooring stresses that the known systems can absorb are limited in relation to the size of the systems, and the purpose of the present invention is to arrive at a mooring and load transfer system which, in relation to the size, can take up significantly greater mooring pressures, which is particularly achieved due to the fact that most of the most important components are coaxial in relation to each other.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og den vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser et foretrukket sammenbygget ettpunkts fortøynings- og lastoverføringssystem med et enkelt forankringsben. Fig. 2 er et snitt ved den øvre ende av fluidumlednings-delen av det enkle forankringsben. Fig. 3 er et sideriss av forbindelsen mellom fluidums-ledningsdelen av det enkle forankringsben og den øvre for-bindelseslenke til fortøyningsbøyen. Fig. 4 viser et alternativ ettpunkts fortøyningssystem med innebygget lastoverføringsutstyr og et enkelt fortøynings-ben. Fig. 5 er et snitt gjennom bunnen av den stive fluidums-ledningsdel av det enkle forankringsben. The invention is characterized by the features reproduced in the claims and it will be explained in more detail in the following with reference to the drawings in which: Fig. 1 shows a preferred combined one-point mooring and load transfer system with a single anchoring leg. Fig. 2 is a section at the upper end of the fluid conduit part of the single anchor leg. Fig. 3 is a side view of the connection between the fluid conduit part of the single anchor leg and the upper connecting link to the mooring buoy. Fig. 4 shows an alternative one-point mooring system with built-in load transfer equipment and a single mooring leg. Fig. 5 is a section through the bottom of the rigid fluid conduit part of the single anchoring leg.

På fig. 1 viser tallet 10 en stiv fluidumsledning, det vil si et rør som er i stand til å bære et skips fortøynings-belastning. Røret 10 er forbundet med et fortøyningsfundament 12 som er stivt forankret i havbunnen gjennom en fleksibel svingeinnretning 16, f.eks. et universalledd. Det bør bemerkes at leddet 16 forhindrer at røret 10 dreier seg i forhold til fundamentet 12, mens røret 10 fritt kan svinge i leddet under påvirkning av strøm, tidevann, fortøyningsbelastning osv. En nedsenket rørledning 18 fører lastfluidet til fundamentet 12 In fig. 1, the number 10 shows a rigid fluid line, i.e. a pipe capable of carrying a ship's mooring load. The pipe 10 is connected to a mooring foundation 12 which is rigidly anchored to the seabed through a flexible swing device 16, e.g. a universal joint. It should be noted that the joint 16 prevents the pipe 10 from rotating relative to the foundation 12, while the pipe 10 is free to swing in the joint under the influence of current, tides, mooring loads, etc. A submerged pipeline 18 carries the cargo fluid to the foundation 12

og inn i fundamentslanger 20 som overfører lastfluidet fra den nedsenkede rørledning 18 til svingeledd 2 1 ved foten av røret 10. Nær den øvre ende på røret 10 er det montert oppdrifts-kammer 2 2.-f or å hjelpe til å bære røret. En lastsvivelsammen- and into foundation hoses 20 which transfer the cargo fluid from the submerged pipeline 18 to the swivel joint 2 1 at the foot of the pipe 10. Near the upper end of the pipe 10 a buoyancy chamber 2 2 is mounted to help support the pipe. A cargo swivel joint

setning 24 som består av en midtre lastbærende aksel 23, som er omgitt av et dreibart montert hus 19, er montert på toppen av røret 10. En ankerkjettingsvivel 34 er forbundet med et øye 35 på toppen av akselen 23 og ankerkjettingen 32 er forbundet med ankerkjet.tingssvivelen 34. Fortøyningsbøyen 2 8 er fast festet til den andre andre enden av ankerkjettingen 32. Anker-kjettingssvivelen 34 kunne selvfølgelig blitt plassert enten i bunnen av fortøyningsbøyen 28 eller på toppen av lastsvivelsammensetningen 24. sentence 24 consisting of a central load-bearing shaft 23, which is surrounded by a rotatably mounted housing 19, is mounted on top of the pipe 10. An anchor chain swivel 34 is connected to an eye 35 on top of the shaft 23 and the anchor chain 32 is connected to the anchor chain .thing swivel 34. The mooring buoy 28 is firmly attached to the other other end of the anchor chain 32. The anchor chain swivel 34 could of course be placed either at the bottom of the mooring buoy 28 or on top of the cargo swivel assembly 24.

Svingbart montert på huset 19 på lastsvivelsammensetningen 24 ved svingepunktet 25 (fig. 2-4) er det tilbakehold-ende innretninger som omfatter en kjettingsprederarm 26 som strekker seg utover fra lastsvivelsammensetningen 24. Vanligvis vil endene av kjettingsprederarmen 2 6 være plassert på eller innenfor fortøyningsbøyens 28 omkrets og være forbundet med fortøyningsbøyen 28 ved hjelp av fleksible kjettinger eller kabler 30 med en på forhånd bestemt lengde, slik at de forblir slakke mens ankerkjettingen 32 strammes av fortøyningsbelast-ningen. Hensikten med sprederarmen og forbindelseskjettingene (som det er minst to av) er å la huset 19 på lastsvivelsammensetningen 24 rotere sammen med fortøyningsbøyen. Når et skip er fortøyet til fortøyningsbøyen 28 ved å feste en line fra skipet til kroken 29 på bøyen, kan skipet fritt dreie rundt bøyen, idet også bøyen dreier og følger skipets bevegelse. Bøyens dreiebevegelse overføres så gjennom kjedene 3 0 og sprederarmen 26 til huset 19 på lastsvivelsammensetningen 24. Pivotally mounted on the housing 19 of the cargo swivel assembly 24 at the pivot point 25 (Figs. 2-4) are restraining devices comprising a chain spreader arm 26 extending outward from the cargo swivel assembly 24. Typically the ends of the chain spreader arm 26 will be located on or within the mooring buoy 28 circumference and be connected to the mooring buoy 28 by means of flexible chains or cables 30 of a predetermined length, so that they remain slack while the anchor chain 32 is tightened by the mooring load. The purpose of the spreader arm and connecting chains (of which there are at least two) is to allow the housing 19 of the cargo swivel assembly 24 to rotate with the mooring buoy. When a ship is moored to the mooring buoy 28 by attaching a line from the ship to the hook 29 on the buoy, the ship can freely turn around the buoy, as the buoy also turns and follows the ship's movement. The turning movement of the buoy is then transmitted through the chains 30 and the spreader arm 26 to the housing 19 on the load swivel assembly 24.

Fluidumlast som sendes til skipet vil strømme opp gjennom røret 10, inn i lastsvivelsammensetningen 24 og inn i et rør-åk 36 som er koplet til lastsvivelsammensetningen 24 ved hjelp av to låstsvivelledd 37. Røråket 36 er koplet til en fleksibel fluidumsledning 38, f.eks. en gummislange, til transport av last mellom skipet og fortøyningssystemet. Om ønsket, behøver selvfølgelig ikke et røråk å bli benyttet, og separate lednings-innretninger fra skipet kan bli koplet direkte til svivelledd 37. Når separate slanger benyttes til å overføre last mellom svivel og bøye. Fluid cargo sent to the ship will flow up through the pipe 10, into the cargo swivel assembly 24 and into a pipe yoke 36 which is connected to the cargo swivel assembly 24 by means of two locking swivel joints 37. The pipe yoke 36 is connected to a flexible fluid line 38, e.g. . a rubber hose, for transporting cargo between the ship and the mooring system. Of course, if desired, a pipe rack does not need to be used, and separate wiring devices from the ship can be connected directly to swivel joint 37. When separate hoses are used to transfer load between swivel and buoy.

Et meget fordelaktig trekk ved oppfinnelsen på fig. 1 A very advantageous feature of the invention in fig. 1

er at den fluidumledningsinnretning som forbinder lastsvivelsammensetningen og skipet er forbundet med lastsvivelsammenset- is that the fluid line device that connects the cargo swivel assembly and the ship is connected to the cargo swivel assembly

ningen på et punkt mellom havoverflaten og havbunnen. Tidligere er fluidumledningen og svivlene blitt plassert enten ved over-flaten, hvor de er utsatt for å bli ødelagt av skip og bølger, ning at a point between the sea surface and the seabed. In the past, the fluid line and swivels have been placed either at the surface, where they are exposed to being damaged by ships and waves,

eller ved havbunnen, hvor de utsettes for avslipning. Denne faktor er særlig viktig når det gjelder fleksible ledningsinn-retninger, f.eks. gummi eller armert gummi, som er relativt dyrt. or at the seabed, where they are exposed to abrasion. This factor is particularly important when it comes to flexible wiring devices, e.g. rubber or reinforced rubber, which is relatively expensive.

På fig. 4 er det vist en variant av ettpunktsforankrings-systemet med ett forankringsben. I den øvre del av det enkle forankringsben er røråket 36 blitt erstattet med ledningsinn-retninger 4 0 som forbinder lastsvivelsammensetningen 2 4 med rørledningen 41 som er plassert i eller på fortøyningsbøyen 28. In fig. 4 shows a variant of the one-point anchoring system with one anchoring leg. In the upper part of the single anchoring leg, the pipe yoke 36 has been replaced with line devices 40 which connect the cargo swivel assembly 24 with the pipeline 41 which is placed in or on the mooring buoy 28.

En fluidumsledningsinnretning 43 er gjennom et svivelledd 42 forbundet med rørledningen 41 for transport av fluidumlast til eller fra skipet, idet ledningen 4 3 vanligvis flyter på havoverflaten. A fluid line device 43 is connected through a swivel joint 42 to the pipeline 41 for transporting fluid cargo to or from the ship, the line 4 3 usually floating on the sea surface.

På fig. 4 er det vist en annen utførelsesform for oppfinnelsen der den nedre ende av det enkle forankringsben viser en alternativ måte å forbinde røret 10 med fortøyningsfunda- In fig. 4 shows another embodiment of the invention where the lower end of the single anchoring leg shows an alternative way of connecting the pipe 10 to the mooring foundation

mentet 12. I dette tilfellet forbinder en ankerkjetting 50, som er i strekk, røret 10 med fortøyningsfundamentet 12, i stedet for et ledd som tillater vinkelbevegelse og motvirker dreining av røret 10. Fluidumsledninger 20 fra fluidumsledningen 18 er gjennom lastsvivelledd 37 koplet til røret 10. En kjettingsprederarm 26 strekker seg utover fra omdreiningspunktene 25 ment 12. In this case, an anchor chain 50, which is in tension, connects the pipe 10 to the mooring foundation 12, instead of a link that allows angular movement and counteracts rotation of the pipe 10. Fluid lines 20 from the fluid line 18 are connected to the pipe 10 through load swivels 37 .A chain spreader arm 26 extends outwards from the pivot points 25

på røret 10. De ytre ender av sprederarmen 26 er koplet til fortøyningsfundamentet 12 ved hjelp av fleksible kjettinger eller kabler 30 med på forhånd bestemt lengde, slik at de for- on the pipe 10. The outer ends of the spreader arm 26 are connected to the mooring foundation 12 by means of flexible chains or cables 30 of predetermined length, so that they

blir slakke når ankerkjettingen 50 strekkes av fortøyningsbe-lastningen. Dette arrangement har det samme formål som forbindelsen 16 på fig. 1, det vil si det tillater at røret 10 kan forandre vinkel i forhold til fortøyningsfundamentet 12, men motstår relativ dreiebevegelse av røret i forhold til fortøy-ningsfundamentet 12 på grunn av strekket i kjettingene 30. becomes slack when the anchor chain 50 is stretched by the mooring load. This arrangement has the same purpose as connection 16 in fig. 1, that is, it allows the pipe 10 to change its angle in relation to the mooring foundation 12, but resists relative turning movement of the pipe in relation to the mooring foundation 12 due to the tension in the chains 30.

Etter å ha beskrevet oppfinnelsen, hvorav forskjellige modifikasjoner og variasjoner vil være selvfølgelige for fag- Having described the invention, various modifications and variations of which will be obvious to those skilled in the art

folk, vil de følgende krav klarlegges hva man mener oppfinnelsen består i. people, the following requirements will clarify what the invention consists of.

Claims

1. One-point mooring and load transfer system for tankers, comprising a mooring foundation (12) which is anchored to the seabed, and a mooring buoy (28) which can absorb the mooring load lying at or near the water surface with devices (29) for direct mooring of the ship to the buoy, characterized in that an anchor leg that connects the mooring buoy (28) with the foundation (12) stands axially in relation to these and is intended to absorb the mooring load, which anchor leg includes a rigid load-carrying tube (10) as with a link (16 ) is movably connected to the foundation and with a swivel-equipped chain (32, 34) connected to the buoy (28), so that the buoy is held down by the chain, and where a load swivel and hoses (24, 20) form connections to the rigid pipe (10) ) for the transfer of load to and from this pipe.

2. System as stated in claim 1, characterized in that the rigid pipe (10) is articulated with the mooring foundation (12).

3. System as stated in claim 1, characterized by tensioners (26, 30) which are connected to the cargo swivel (24) and the mooring buoy (28), whereby the swivel and buoy rotate together.

4. System as stated in claim 1, characterized by a shaft (23) which is rigidly connected to the top of the rigid load-carrying pipe (10), and is surrounded by a rotatable housing (19), which shaft and housing in combination form a load swivel device (24).

5. System as stated in claim 1, characterized in that the tensioners (26, 30) which stand between the load swivel (24) and the buoy (28) comprise at least one spreading arm (26), which is pivotably attached to the load swivel and protrudes from it, as well as flexible tensioning devices (30) which connect the ends of the spreading arm (26) with the buoy, which flexible tensioning devices (30) are of a predetermined length which is so adjusted in relation to the chain with swivel (32, 34) that. the load swivel (2 4) can rotate together with the buoy (28).

6. System as stated in claim 1, characterized in that the flexible connection between the rigid pipe (10) and the foundation (12) comprises a universal joint (16) for free swing movement of the rigid pipe in relation to the foundation.

7. System as stated in claim 4, characterized by a first line (36) which is in connection with a second line (38) for transferring cargo directly between the cargo swivel and the moored ship.

8. System as stated in claim 4, characterized by flexible lines (40) for transferring cargo between the cargo swivel and the buoy, and a second cable (43) for transferring cargo between the buoy and the moored ship.