NO143638B - Oppjekkbar fralandsplattform for boring og produksjon av oljeprodukter. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår selvoppløftende eller oppjekkbare marine plattformer som nå er i vidstrakt bruk for boring og produksjon av oljebrønner i sjøområder. En oppjekkbar marin plattform har et hovedskrog hvis dekk bærer last, maskineri og personell. I hovedskroget er det på egnet måte utformet minst tre bensjakter som er anordnet iNavstand fra hverandre i hori-sontalplanet. Hver bensjakt omfatter en elevator. Et vertikalt ben strekker seg gjennom hver elevator ned til sjøbunnen. Elevatorene kan beveges opp og ned på benene, og derved kan plattformen heves og senkes over vannmassene ved en fralands-brønn. Når en marin plattform løftes høyt over vannflaten, utsettes den for en kombinert påvirkning av vind og høye-bølger og har en tendens til å vippe over. Når plattformen taues på sjøen har den på den annen side en tendens til å synke.

På dekket av hovedskroget er det anordnet tanker med stort volum. Tankene kan tømmes eller fylles med ferskvann eller sjøvann. Når det fylles vann på tankene, virker de som forbelastningstanker. Den samlede vekt av vannet i alle tanker vil senke tyngdekraftsentret for plattformen og vil hindre plattformen i å tippe over ved den kombinerte påvirkning av sterk vind og høye bølger. Når tankene er tomme, tjener de som ballasttanker, og regulerer oppdriftssentret. Derved vil plattformen stabiliseres når den taues fra en arbeidsplass til en annen.

Det er kjent flere utførelseformer av marine plattformer av ovennevnte type. Kjente plattformer av denne typen be-sitter imidlertid visse ulemper og begrensninger, av hvilke skal nevnes følgende: 1) Etter at en plattform er konstruert og bygget, kan de kon-struktive dimensjonene til en neste plattform av angjeldende type ikke uten videre endres uten et forutgående grunnleggen-de konstruksjonsarbeid, stabilitetsberegninger, m.v. 2) Forbelastningstankene utgjør integrerte deler av hovedskroget, et forhold som begrenser utnyttelsesmulighetene av tilgjengelig dekksareal for maskinelt utstyr, mannskapsrom og gods. 3) Kjente konstruksjoner kan ikke utnyttes som en modulkon-struksjon for bygging av plattformer av angjeldende type med varierende totaldimensjoner. Modulbygging faller rimeligere, både på konstruksjonsstadiet og byggemessig, også fordi slik bygging muliggjør bedre utnyttelse av verkstedskapasiteten, og 4) Kjente plasseringssteder av forbelastningstankene på konstruksjonen utelukker i seg selv en maksimal utnyttelse av disse tankene under plattformens bruk og stabilitetsmessig under taueoperasjoner.

Som illustrerende for teknikkens stilling kan vises til US patent nr. 3 183 676. Her anvendes forbelastningstanker, hvilke utgjør eller er plassert på de oppjekkbare benenes nedre deler. En slik løsning medfører flere ulemper, av hvilke skal nevnes at det faller komplisert å regulere vann-standen i disse tankene ettersom disse befinner seg i ned-senket stilling i stor avstand fra hovedskroget, og også fordi henholdsvis benene og hovedskroget utgjør innbyrdes bevegelige deler. Videre faller konstruksjonen meget komplisert og kost-bar, og en endring av hoveddimensjonene vil kreve nytt konstruksjonsarbeid.

Ovennevnte ulemper og mangler ved kjente utførelsesformer av selvoppløftende eller oppjekkbare marine plattformer eli-mineres i alt vesentlig av foreliggende oppfinnelse.

Den oppjekkbare fralandsplattformen ifølge oppfinnelsen omfatter et antall oppjekkbare ben, et hovedskrog som er til-passet for å bære en last over vannflaten ved en fralands-brønn, et antall i horisontal avstand fra hverandre anordnede hjelpeskrog hvor hvert hjelpeskrog er anordnet helt og holdent på utsiden av, og er sveiset til hovedskroget, og hvor der i hvert av hjelpeskrogene befinner seg en vertikalt løpende sjakt, og plattformen ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at hvert av hjelpeskrogene innbefatter en vanntett tank som kan fylles med vann og tømmes, og derved skaffe en variabel, oppdrift, samt når fylt med vann kan utvirke en senkning av plattformens tyngdekraftsenter og derved gi plattformen tilstrekkelig stabilitet.

Ved en foretrukket utførelsesform for en plattform i-følge oppfinnelsen har hvert hjelpeskrog en topplate med en åpning, en bunnplate med en motstående åpning, samt et antall sidevegger mellom de øvre og nedre plater, hvilke plater og åpninger danner en sjakt for et av plattformens ben, og ved at hver av sjaktene er utstyrt med en heisanordning for respektive oppjekkbare ben.

En vesentlig fordel ved konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er videre at sjaktene for opplagring av benene og forbelastningstankene utgjøres av en og samme enhet, hvorved be-hovet for særskilte forbelastningstanker bortfaller.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere, under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en forbedret marin plattformanordning ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et perspektivriss som viser plasseringen av hjelpeskrogene før de blir sveiset til hovedskroget. Fig. 3 er et grunnriss av plattformen etter at hjelpeskrogene er sveiset til hovedskroget. Fig. 4 er et perspektivriss av et av hjelpeskrogene som danner en bensjakt som opptar en elevator og et ben som stik-ker vertikalt gjennom elevatoren. Fig; 5 er et ikke sammenstilt riss av et foretrukket arrangement av plattformdekkene. Fig. 6 viser på hvilken måte de tre hjelpeskrog sammen-koples slik at de kan taues sammen før den endelige sammen-kopling. Fig. 7 viser plattformbenene stående på sjøbunnen , og Fig. 8 er et perspektivisk delriss som viser forskjellige krefter som virker på bæreelementene i plattformen.

Den forbedrede oppjekkbare marine plattformanordning 10 omfatter ifølge foreliggende oppfinnelse et hovedskrog 11

og minst tre separate, bestemt definerte ytre hjelpeskrog 12-14. Hjelpeskrogene ligger i avstand fra hverandre i hori-sontalplanet og er fortrinnsvis sveiset til babord side, styrbord side og den fremre ende. på hovedskroget 11.

Det skal nå særlig vises til fig. 1 til 5, hvor det er vist at hovedskroget 11 har et i hovedsaken rektangulært tverrsnitt. Akterenden av hovedskroget danner en rektangulær åpning 11'. Hovedbæreelementene er langsgående skott 40 og tversgående skott 41. Skottene oppdeler hovedskroget i rektangulære moduler. En typisk utforming av hovedskroget 11 omfatter et hoveddekk 50, et øvre oppholdsdekk 51, et maskineri-og oppholdsdekk 5 2 og et bunnplatedekk 53. Det skal påpekes for fagfolk på området at hovedskroget 11 ifølge foreliggende oppfinnelse ikke lenger behøver å omfatte indre forbelastningstanker. Hele rommet inne i hovedskroget kan derved benyttes til å oppta gods, maskineri og mannskapsbekvemmeligheter.

Plattformsammenstillingen er vist (fig. 1) som er fralandsplattform for boring etter og produksjon av olje. For slikt arbeid omfatter den vanligvis: et helikopterdekk 18, en borerigg 19, trekkmaskineri 20, et skjellrysterhus 21, en prøve- og blandingsvogn 22 for boreslam, en søylekran 23, en redningskapsel 24, en overbygning 25 over en luke, en anker-vinsj 26, en rørrampe 27, en glideskinne 28, et ferskvanns-tårn 29, en forankringsinnretning 30 og en griperinnretning 31.

Når plattformen 10 løftes på benene 17 som er pelet ned i sjøbunnen 33 (fig. 7) er de påkjenninger som er av størst interesse, bøyemomentene 34 og skjærkreftene 35 (fig. 8). En generell deformasjonsanalyse kan enten utformes ved matematiske ligninger eller fortrinnsvis som datamaskinprogram. Da hovedskroget 11 kan oppdeles i rektangulære moduler og da hovedskroget ikke lenger behøver å inneholde forbelastningstanker, er oppgaven med å oppstille slike datamaskinprogrammer blitt betydelig lettere på grunn av forenklingen i konstruksjonen av plattformen 10 ifølge oppfinnelsen som kan legges til grunn.

Etter at en bestemt beregning av plattformen 10 er fore-tatt, enten ved hjelp av ligninger eller som datamaskinprogram, kan det utformes plattformer med forskjellige lengde-dimensjoner og lastbærende egenskaper, og de kan beregnes relativt enkelt. Byggebeskrivelsen for en plattform kan også lett modifiseres for en annen plattform med andre dimensjoner. Den modifiserte beskrivelse vil være fullstendig tilstrekkelig og omfattende til å kunne frembringe estimater for byggekost-nader og byggetid.

Hvert av hjelpeskrogene 12-14 danner en sjakt 15 med en elevator 16 som er avpasset til å oppta et ben 17. Plattformen 10 kan beveges opp og ned på benene 17. Da hverken elevatoren 16 eller benene 17 danner noen del av oppfinnelsen, er det ikke nødvendig med noen ytterligere beskrivelse av disse. I patentlitteraturen er det beskrevet forskjellige typer av slike elevatorer 16 og 17.

Det viktigste hovedtrekk ved oppfinnelsen er at hvert

av hjelpeskrogene rundt sjakten 15 danner en tank med stort volum, som kan tjene som forbelastningstank når plattformen er løftet opp over vannflaten, og som ballasttank når plattformen taues på sjøen. Hjelpeskrogene er derfor vist å omfatte respektive forbelastningstanker 12' - 14'.

Tverrsnittsarealet av hvert hjelpeskrog er vist trapesformet, selv om det også kan være halvsirkulært eller et hvil-ket som helst tverrsnitt mellom trapesformet og sirkulært. Det kan f.eks. være hyperbolsk eller parabolsk. Det er imidlertid enklest å utforme og bygge et hjelpeskrog med trapesformet tverrsnitt. Hvert hjelpeskrog er fortrinnsvis utformet med langsgående og tversgående skott 42, resp. 43

(fig. 3). Hvert hjelpeskrog har fortrinnsvis samme høyde som hovedskroget 11, slik at sideveggene på hvert hjelpeskrog strekker seg over hele høyden mellom hoveddekket 50 og bunn-platedekket 53 på hovedskroget 11.

Et annet viktig trekk ved oppfinnelsen er at hovedskroget 11 og hjelpeskrogene 12-14 er oppbygd hver for seg og derpå sveiset sammen, slik at de alltid er vanntette uavhengig av hverandre. Hovedskroget og hjelpeskrogene kan derfor fremstilles av forskjellige skipsverft i forskjellige deler av verden. Hjelpeskrogene 12-14 med elevatorene 15 kan f.eks. godt fremstilles av et skipsverft som har stor erfaring, mens hovedskroget blir fremstilt av et skipsverft med mindre erfaring i en annen del av verden. Slik byggeprogramtilpasning muliggjør en utnyttelse av fordeler med gunstige økonomiske betingelser og lave arbeidsomkostninger, hvorved totalomkost-ningene med bygging av hele plattforminnretningen 10 kan re-duseres betydelig. Etter at hovedskroget 11 er separat opp-bygget, kan det kobles sammen med hjelpeskrogene 12-14 ved hjelp av koblingsstykker 32 (fig. 6) og taues til et skipsverft hvor plattformen til slutt blir fullstendig sammenbygd og utrustet.

Før hjelpeskrogene sveises til hovedskroget, blir kantene på hjelpeskrogene trimmet for å tilveiebringe en akseptabel tilpasning til veggene på hovedskroget. Selv etter at hovedskroget og hjelpeskrogene er sveiset sammen, vil hvert hjelpeskrog fortsatt omfatte en vanntett tank omkring bensjakten 15.

Volumet av tanken i hvert hjelpeskrog er stort nok til å frembringe en passende forbelastning på det tilhørende ben 17. Det samlede volum av alle tanker 12'-14' er så stort at når tankene fylles med vann, vil plattforminnretningen 10 helt og holdent kunne motstå de maksimale momenter og skjærkrefter som forventes i plattformen og som oppstår ved en kombinert påvirkning av vind og bølger. Det vil derfor ikke være behov for ytterligere mindre forbelastningstanker innenfor hovedskroget ved utførelsen ifølge oppfinnelsen.

En annen betydelig fordel med foreliggende oppfinnelse, der forbelastningstankene 12'-14' ligger fullstendig utenfor hovedskroget, er at tankene gir mulighet for en meget bedre kontroll av tyngdesentret og oppdriftssentret for plattformen enn hvis forbelastningstankene lå innenfor hovedskroget 11, slik det vanligvis er anordnet ved slike plattformer.

Andre fordeler med oppfinnelsen vil være åpenbare for fagfolk på dette tekniske området.

Claims (3)

1. Oppjekkbar fralandsplattform (10) med et antall oppjekkbare ben (17,17,17),omfattende et hovedskrog (11) som er til-passet for å bære en last over vannflaten ved en fralandsbrønn, et antall i horisontal avstand fra hverandre anordnede hjelpeskrog (12,13,14), hvor hvert hjelpeskrog er anordnet helt og holdent og på utsiden av, og er sveiset til hovedskroget (11), og hvor der i hvert av hjelpeskrogene befinner seg en vertikalt løpende sjakt (15),karakterisert ved at hvert av hjelpeskrogene (12,13,14) innbefatter en vanntett tank (12',13 ' , 14') som kan fylles med vann og tømmes, og derved skaffe variabel oppdrift, samt når fylt med vann kan utvirke en senkning av plattformens tyngdekraftsenter og derved gi plattformen tilstrekkelig stabilitet.

2. Oppjekkbar fralandsplattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert hjelpeskrog (12,13, 14) omfatter en topplate med en åpning, en bunnplate med en motstående åpning, samt et antall sidevegger mellom de øvre og nedre plater, hvilke plater og åpninger danner en sjakt (15) for et av plattformens ben (17), og ved at hver av sjaktene er utstyrt med en heisanordning (16) for respektive oppjekkbare ben (17).

3. Oppjekkbar marin plattform som angitt i krav 1 og/eller 2,karakterisert ved at hvert av hjelpeskrogene (12,13,14) er trapesformet sett i grunnriss og ved av hovedskroget (11) har hovedsakelig rektangulær form.