NO145204B - Fremgangsmaate ved montering av en offshore-plattform, og innretning til bruk ved montering av en offshore-plattform - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører offshore-plattformer, nærmere bestemt en ny metodikk ved montering av offshore-plattformer, særlig slike som benyttes for undersøkelse og utnyttelse av naturresurser, så som olje under.havbunnen.

Offshore-plattformer av den type som foreliggende oppfinnelse vedrørerær vist i US-patentskriftene nr. 3 857 247 og 3 876 181. I begge disse patentskrifter beskrives et to-komponentsystem som innbefatter en bærekonstruksjon eller et tårn, og selve plattformen eller dekket. Disse deler fløtes ut hver for seg, eventuelt ved hjelp av lektere, til den ønskede oppstillingsplass. Når bærekonstruksjonen er bragt frem til oppstillingsstedet monteres den i oppreist eller vertikal stilling på havbunnen, slik at benene strekker' seg godt opp over vannflaten. Dekket plasseres så mellom bærekonstruksjonens eller tårnets ben og jekkes opp langs benene slik at det kommer klar av vannflaten og ikke påvirkes av bølger. Dekket festes så til bærekonstruksjonen og man kan så foreta de nød-vendige boringer eller produksjonsarbeider ut i fra det stabile-løftede dekk.

Begge de nevnte US-patentskrifter viser arrange-menter for montering av oppjekkingsrør som henges opp i de øvre ender av bærekonstruksjonens ben og strekker seg ned langs benene og til dekket. Jekkmekanismene er anordnet på dekket og griper tak i oppjekkingsbenene slik at dekket kan trekkes opp til toppen av bærekonstruksjonens ben. Etter at dekket er festet til bærekonstruksjonen kan man så fjerne jekkene og oppjekkingsbenene og benytte dem ved monteringen av- en annen plattform.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å forbedre

den foran beskrevne monteringsteknikk. Særlig tar man sikte på å muliggjøre en mer effektiv og billigere plattformkonstruk-sjon enn man hittil har kunnet oppnå. Særlig gjelder" at dekk-konstruksjonen er lettere og mindre stiv enn de tidligere

kjente konstruksjoner, fordi dekket ikke behøver å utføres

for bæring av oppjekkingsmekanismen. Også oppjekkingsbehet

kan gjøres lettere, fordi det bare behøver å bære dekket.

I tillegg skjer oppjekkingen, etter at dekket først er plassert ved bærekonstruksjonen, raskere enn tidligere, fordi oppjekkingsmekanismen betjenes i fra en stabil stilling over vannoverflaten. Dette er en vesentlig fordel fordi dekket når det befinner seg i vannflaten ved bærekonstruksonsens ben, utsettes for påvirkninger av strøm og bølger og er lett sår-bart dersom vær- og vindforhold blir dårlige.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt en fremgangsmåte som angitt i kravene. Oppfinnelsen vedrører som nevnt også en offshore-plattform, og denne er også definert i kravene.

Med oppfinnelsen oppnår man de foran nevnte tilsteb-ede fordeler. Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under hen-visning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et oppriss av en offshore-plattform i montert tilstand,

fig. 2 viser et grunnriss av plattformen i fig. 1,

fig. 3 viser et sideriss av plattformens bærekonstruksjon under montering,

fig. 4 viser et riss sOm i fig. 1, med dekket i flytesti11ing,

fig. 5 viser et grunnriss av bærekonstruksjon* og dekk i den stilling som er vist i fig. 4, ;fig. 6 viser et riss som i fig. 4, med dekket plassert inntil bærekonstruksjonen og klar til a løftes, ;fig. 7 viser et snitt etter linjen 7-7 i fig. 6, ;fig. 8 viser et forstørret skjematisk snitt etter linjen 8-8 i fig. 7, ;fig. 9 viser et snitt som i fig. 7, med dekket i løftet tilstand, ;fig. 10 viser er riss som i fig. 4, men med dekket plassert på en lekter, ;fig. 11 viser et snitt svarende til fig. 7, men med dekket plassert på en lekter, ;fig. 12 viser et snitt som i fia. 11, med dekket løftet, ;fig. 13 viser et modifisert arrangement hvor en bro- ;bjelke monteres på toppen av bærekonstruksjonen, og ;fig. 14 viser et modifisert arrangement hvor det benyttes en bærekonstruksjon som fløtes i liggende stilling. ;Plattformen li fig. 1 består i hovedsaken av et dekk 20 som hviler på en bærekonstruksjon 22 og befinner seg godt over havflaten 24, slik at dekket ikke påvirkes av bølger og strømmer. ;Bærekonstruksjonen 22 består av fire ben 26 og 28 som strekker seg opp i fra en basis 30. Basisen 30 består av en fundamentplate 32 som er forankret ved hjelp av peler .34 til havbunnen 35,'og av flere sylinderformede elementer .36;:- ; som strekker seg opp i fra platen 3 2 og omgir de. nedre d«"ieri;^l av benene 26 og 28. Brobjelker 38 og 40 ,• .som"-:hår. f-agverk£^"i#!2 konstruksjon, hviler på og er festet til hodene 4.2 og-j4\4&g3f. :j* ri toppen av benene 26 og 28. '-'"" c/^.y'' Sl

Som vist i figurene 1 og 2 har dekket 20 T- form i grunnriss, med en "stamme" 46 og en "tverrbjelke" 48,.;. -• sjtajtim-'.'.;^ en 46 i . T-en som dekket danner sett i grunnriss, s trekker :&egv inn mellom benene 26 og 28 og har en bredde som omtrent svarer-til avstanden mellom benene. Det utvidede parti;48 av dekket-strekker seg ut ved siden av benene 26. - r >'~

Dekket . 20 festes til brobjelkene 38 og 40 og . a-v- .;' stives og forsterkes av disse. På grunn av denne konstruksjonen kan dekket, selv om det er relativt stort, ha en lett konstruksjon, og denne lette konstruksjonen kan gjøres lettere enn det som ville ha vært nødvendig dersom dekket skulle over-spenne hele avstanden mellom bærebenene uten ekstra avstiv-ninger.

Plattformen i figurene 1 og 2 er beregnet for olje-brønnboring. Som vist i fig. 2 er den ene brobjelke 38 ut-formet slik at den danner et gitterlignende mønster av bore-stedene 50, og bjelken er beregnet til å bære et boretårn 52 som kan plasseres over de respektive boresteder. Brobjelken 38 bærer også en kran 54 som brukes for å plassere borerør i boretårnet 52.

I tillegg til de grunnleggende komponenter, dvs. boretårnet 52 og kranen 54, som er opplagret på brobjelken 38, skal dekket 20 også gi plass for personell,hjelpeutstyr og lager. Som det går frem av figurene 1 og 2 er mannskapsbekvemmeligheter 56 anordnet i ytterenden av dekkområdet 46,

og en helikopterplattform 58 er plassert på toppen av brobjelken 40. Kraftstasjonen og styreutstyret 60 er plassert på dekkområdet 48, og over disse komponenter er det en lager-•plattform 62 for borerør. Langs den ene kanten av dekket er det en kran 64 som benyttes for overføring av utstyr og for-syninger til plattformen ifra et forsyningsskip. En plattform 66 for oppbevaring av boretårnet 52 og kranen 54 når dekket 20 taues på plass eller monteres/demonteres, er anordnet på dekket 20 ved brobjelken 38.

Figurene 3-9 viser forskjellige trinn under monteringen av plattformen på oppstillingsstedet. Som vist med strekpunkterte linjer i fig. 3 blir bærekonstruksjonen 22 tauet på plass og senket ned på havbunnen 35 på det ønskede oppstillingssted. Ballasteringen av bærekonstruksjonen 22 kan gjennomføres ved hjelp av ikke viste midler som kan være festet til bærekonstruksjonen, eller bærekonstruksjonens ben 26, 28, og sylinderne 36 kan være hule og egnet for ballaster-ing. Etter at bærekonstruksjonen er senket ned på havbunnen forankres den ved hjelp av peler 34. Av fig. 3 går det frem at hodene 42 og 44 og brobjelkene 38 og 40 er satt på plass på benene 26 og 28 før bærekonstruksjonen taues ut til oppstillingsstedet. Da brobjelkene 38 og 40 er fagverkkonstruk-sjoner vil de være relativt lette og ikke ha særlig store eksponerte flater. De vil derfor ikke by på noen spesiell motstand under tauingen og vil heller ikke i vesentlig grad påvirke ballasten eller oppdriften til bærekonstruksjonen under tauingen. I realiteten vil brobjelkene 38 og 40 binde bærebenenes øvre ender sammen slik at konstruksjonen bedre kan motstå sjø- og vindpåkjenninger under tauingen. Dersom bærekonstruksjonen 22 skulle taues ut med dekket 20 påmontert ville derimot dekket representere en stor utsatt flate med hensyn til vindpåkjenninger og/eller sjøpåkjenninger, og dette vil bety en betydelige påkjenning av konstruksjonen. Konstruksjonen vil heller ikke være særlig stabil i flytende

tilstand og ville lett kunne kantre.

Av fig. 3 går det også frem at det inne i hver av brobjelkene 38 og 40 er anordnet oppjekkingsmekanisme 6 8 og tilhørende stive rørformede oppjekkingsben 70. Brobjelkene 38 og 40 tjener således som plattformer for oppjekkingsmekanismene 68. Dette oppjekkingsarrangement muliggjør en hurtig og liketil forbindelse mellom bærekonstruksjonen og dekket når dekket skal løftes opp på plass.

Etter at bærekonstruksjonen 22 er satt på plass og forankret i havbunnen 35 slepes dekket 20 frem til bærekonstruksjonen, som vist i fig. 4. Dekket 20 kan være ferdig-stilt på et egnet sted langs kysten og kan være ferdigut-rustet med mannskapsbekvemmeligheter 56, kraftstasjon og styreutstyr 60, lagerplattform 62 for borerør og plattform 66 for boretårn og kran, med boretårnet og kranene 52 henholdsvis 54 montert på dekket. Som vist i fig. 5 styres dekket slik at dets smale del 46 først går inn mellom benene 26 og deretter inn mellom benene 28, ,helt til dekkets tverrdel 48 nesten støtter an mot benene 26. Dekket 20 er forsynt med fangkiler 72 for oppjekkingsbenene, og disse fangkiler vil flukte med oppjekkingsbenene 70 på brobjelken 38 og 40 når dekker er bragt inn på plass mellom benene. Fangkilene er utført slik at de tillater at oppjekkingsbenene kan bevege seg fritt i en retning, men gripes fast og stoppes i den andre retningen. Som vist i fig. 6 benytter man så oppjekkingsmekanismen 68 for nedsenking av oppjekkingsbenene 70 helt til disse går inn i de tilordnede fangkiler 72 på dekket 20, hvorved det til-veiebringes en forbindelse mellom dekket og brobjelkene 38 og 40. Som vist i figurene 7 og 8 innbefatter oppjekkingsmekanismen 68 øvre og nedre holdeenheter 74 og 76. Den nedre holdeenhet 76 er montert på brobjelken 38. Hydrauliske arb-eidssylindre 78 benyttes for å bevege holdeenhetene 74 og 76 mot og fra hverandre. Fangkilene 80 i holdeenhetene 74 og 76 kan styres slik at de vekselvis griper og frigjør oppjekkingsbenene 70 under holdeenhetenes bevegelse mot og fra hverandre. For å kunne senke oppjekkingsbenet 70 frigjøres således fang-kilen 80 i den nedre holdeenhet 76, mens fangkilene i den øvre holdeenhet 76 holder oppjekkingsbenet fast under bevegelsen av holdeenhetene mot hverandre. Det omvente skjer når holdeenhetene beveges fra hverandre. For å løfte oppjekkingsbenet reverserer man sekvensen. Fig. 8 viser arbeidsmetodikken skjematisk. Det er antydet bladfjærer som virker mot bolter og presser enten den øvre eller nedre del av fangkilene mot oppjekkingsbenet 70.

Når oppjekkingsbenene 70 samvirker med fangkilene 72 på dekket 20 vil oppjekkingsbenene fastgjøres til dekket på en måte som muliggjør en oppoverrettet, men ikke nedoverrettet bevegelse av dekket i forhold til oppjekkingsbenene. Det vil si at fangkilene 72 tillater en relativ bevegelse av oppjekkingsbenene 70 i forhold til fangkilene i overensstemmelse med en bevegelse av dekket og brobjelkene mot hverandre, men de hindrer en relativbevegelse i omvendt retning. Dersom f.eks. dekket skulle begynne å løfte seg under påvirkning av bølger eller tidevann vil fangkilene 72 tillate at dekket beveger seg opp på oppjekkingsbenene. Fangkilene 7 2 vil hindre en rever-sert bevegelse. På denne måten kan man utnytte bølger for å løfte dekket. Nærmere om dette kan man finne i US-patentskrift nr. 3 876 181.

Etter at oppjekkingsbenene 70 er bragt til samvirke med de respektive fangkiler i dekket 20 kan man bringe oppjekkingsmekanismene 68 til virksomhet for å løfte oppjekkingsbenene og derved dekket 20 opp til.brobjelkene 38 og 40, som vist i fig. 9. Når dekket er løftet helt opp festes det til brobjelkene, f.eks. ved fastsveising. Oppjekkingsmekanismene og oppjekkingsbenene kan så demonteres og brukes ved monteringen av andre plattformer. På grunn av fagverkskonstruk-sjonen som er benyttet i brobjelkene 38 og 40 vil brobjelkene gi en rammeverkstøtte til dekket og vil bevirke en avstiv-ning og styrking av dekket så snart dekket er løftet opp til og sammenfestet med brobjelkene. Da brobjelkene spenner over bærekonstruksjonens ben kan dekket utføres letter/og mindre stivt enn dersom dekket i seg selv skulle spenne over bærebenene.

Figurene 10-12 viser et modifisert arrangement hvor dekket 20 bringes ut på en lekter 82. En slik metodikk gjør at dekket kan konstrueres uten at man behøver å ta hensyn til dets oppdrift eller evne til å motstå påkjenninger i sjøen. Som vist i fig. 11 bringes oppjekkingsbenene 70 til samvirke med fangkilene 7 2 på dekket mens dette ligger på lekteren 82, og som vist i fig. 12 benyttes oppjekkingsmekanismene 6.8 til å løfte dekket opp, fri fra lekteren og opp mot brobjelkene 38 og 48 for fastgjøring til disse. Oppjekkingsmekanismene og oppjekkingsbenene 68 og 70 kan så frigjøres og senkes ned på lekteren slik at de kan benyttes ved monteringen av en annen plattform. Fig. 13 viser en modifikasjon hvor bærekonstruksjonen 22 fløtes på plass og senkes ned før brobjelkene 38 og 40-monteres. Disse bjelker kan eksempelvis monteres ved hjelp " av en kranlekter 84. Som vist kan oppjekkingsmekanismene og oppjekkingsbenene 68 og 70 på forhånd være montert på brobjelkene slik' at brobjelker med oppjekkingsutstyr kan plasseres på toppen av bærebenene 26 og 28. Da brobjelkene har fagverk-konstruksjon kan de lett håndteres av kranlekteren, særlig sammenlignet med en håndtering av selve dekket. Fig. 14 viser bruk av en bærekonstruksjon 86 med påmonterte brobjelker 88, hvilken bærekonstruksjon fløtes ut i liggende stilling. I denne forbindelse skal det vises til US-patentskrift nr. 2 857 744 for nærmere detaljer. I dette US-patent er det vist en midlertidig bjelke 22 vist festet til de øvre endene av bærekonstruksjonens ben, men foreliggende oppfinnelse representerer det første forsøk på å benytte brobjelker i forbindelse med løfting og forsterkning av et dekk.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved montering av en offshore-plattform innbefattende plassering av en bærekonstruksjon (22), som har i det minste ett ben (26, 28), på havbunnen slik at det nevnte ben strekker seg vertikalt opp og over vannflaten, bevegelse av et dekk (20) til en stilling nær bærekonstruksjonens ben, og løfting av dekket klar av vannet, karakterisert ved at bærekonstruksjonen forsynes med én eller flere jekkmekanisme-monteringsanordninger (38, 40) ved den øvre enden av bærekonstruksjonens ben, med minst én jekkmekanisme (68) ved hver moriteringsanordning, og ved at jekkmekanismen betjenes for senking av et tilhørende oppjekkingsben (70) til dekket, hvoretter oppjekkingsbenet forbindes med dekket og jekkmekanismen 'deretter betjenes for å trekke oppjekkingsbenet opp for derved å løfte plattformen ut av vannet.

2. Fremgangsmåte ved montering av en offshore-plattform ifølge krav 1, karakterisert ved at jekkmekanismen»" (fe8) anordnes på bærekonstruksjonen (22) før bærekonstruksjonen plasseres på havbunnen.

3. Fremgangsmåte ved montering av en offshore-plattform ifølge krav 1,karakterisert ved at bærekonstruksjonen (22) fløtes ut til opsetningsstedet.

4. Innretning til bruk ved montering av en offshore-plattform som innbefatter en bærekonstruksjon (22) med minst ett ben (26, 28) som strekker seg vertikalt opp og over vannflaten når bærekonstruksjonen er montert på havbunnen, samt et dekk som løftes klar av vannet når bærekonstruksjonen er montert på plass, for utøvelse av fremgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert ved at minst én jekkmekanisme (68) er festet til en monteringsanordning (38, 40) på den øvre enden av den nevnte bærekonstruksjons ben, og at oppjekkingsben (70) er tilknyttet jekkmekanismen og kan beveges ved betjening av jekkmekanismen.

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at flere jekkmekanismer (68) er tilknyttet monterings-anordningen (38, 40), og at hver jekkmekanisme er tilordnet et oppjekkingsben (70).

6. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at flere bærekonstruksjonsben (26, 28) er forbundet med hverandre ved hjelp av minst én monteringsanordning. (38, 40) hvorpå det er anordnet i det minste én jekkmekanisme (68) med et tilordnet oppjekkingsben (70).