NO147547B - System for fortoeyning av et flytende fartoey til sjoes. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår fortøynings-/lastoverførings-system for et flytende fartøy innbefattende en fortøyningsbasis fast festet til sjøbunnen.

I mange situasjoner er det ønskelig å fortøye far-tøyer permanent til sjøs, som f.eks. lagringsfartøyer for opp-tak og lagring av råolje fra et oljefelt til sjøs. Slike lag-ringsf artøyer er vanligvis sterkt modifiserte tankskip eller lektere. I rolige omgivelser kan lagringsfartøyet fortøyes med baugtrosser til en enbens fortøyning eller andre konvensjonelle fortøyningssystemer. Imidlertid blir lagringsfar-tøyer ofte plasert langt til sjøs i hårde omgivelser og da lagringsfartøyet må forbli fortøyet selv i storm utøves sterke fortøyningskrefter på fortøyningssystemet. Hvis lagringsfar-tøyet skal holdes permanent fortøyet, må fortøyningssystemet kons-trueres. fon å. motstå., de..h,ø.ye.s-t£...kre.f-t.er.- som. utøves av de mest hårde forhold på stedet. For å redusere korrosjon og slitasje er detønskelig å ha mekaniske komponenter, såsom for-tøynings- og lastsvivler plasert slik at de ikke utsettes for kontinuerlig saltvannsneddykning eller alternativ fukting og tørking som kan bevirke feil i tetninger og lagre. Da for-tøyningen er permanent er det videreønskelig å plasere svivel-avtetning og lagre hvor de kan inspiseres og vedlikeholdes på

en hensiktsmessig måte.

Forskjellig egnede permanente fortøyninger for lag-ringsf artøyer har vært av enbens fortøyningstypen og er beskrevet f.eks. i U.S. patentene nr. 3.641.602 og 3.614.869. Andre permanente fortøyninger for lagringsfartøy har vært av kjede-linjefortøyningssystemtypen, som f .eks. beskrevet i U.S. patentene nr. 3.538.880 og 3.823.432. I begge disse typer for-tøyningssystemer er imidlertid bøyen som er plasert på vannflaten utsatt for høye bølgekrefter somøker toppfortøynings-kraften. Ved enbens fortøyningen er fortøyningsssvivelen og fluidsvivelen plasert under vannflaten og må fjernes og bringes til overflaten for vedlikehold. Ved kjedelinjefortøyningssy-stemer er forankringssystemet meget dyrt, særlig ved dypt vann og undervannslastsystemer krever hyppig vedlikehold.

Foreliggende oppfinnelse angår fortøynings-/lastover-føringssystem av den innledningsvis nevnte typen og er karakteri sert ved et fartøy, et strekkbærende fortøyningsben dreibart festet ved dets nedre ende med fortøyningsbasis og festet ved dets øvre ende til en ende av en stiv bomkonstruksjon som har en fast og konstant lengde og er dreibart festet med sin andre ende til fartøyet, og strekkutøvende anordninger montert på fartøyet for å utøve en oppoverrettet kraft på bomkonstruksjonen for konstant påføring av et strekk på fortøyningsbenet for å opprettholde fortøyningsbenet hovedsakelig vertikalt og for å tilbakeføre fartøyet mot fortøyningsbasisen. Bommen er konstant tvunget oppover ved hjelp av egnede innretninger, såsom motvekter, fjærer eller vinsjer, som er forbundet med bommen og plasert på fartøyet. Toppen av fortøyningsbenet er forbundet med enden av bommen ved hjelp av en fortøyningssvivel og et slingrebøyelig opplagret fortøyningsbord eller en universalforbindelse. Fluidsvivelen er<p>lasert over fortøynings-bordet eLler. omkring sa la.s=,thær_ende- a-k-s.ei.. som., e-r.- plaseE.fc under, universalforbindelsen. Ved foreliggende oppfinnelse er for-tøyningssvivelen og fluidsvivelene plasert relativt høyt over vannflaten, slik at de ikke vil utsettes for saltvannsneddykk-ing eller noen alternativ fukting og tørking. Dette ikke bare forhindrer feil i tetningene og lagringene, men letter også inspeksjon og vedlikehold i motsetning til undervannssvivler.

Foreliggende oppfinnelse kan lett sammenlignes med et konvensjonelt enbens fortøyningssystem som prinsipielt er basert på en nettooppdrift for bøyen for sin tilbakevendende elastisitet og som således tillater liten variasjon i fortøy-ningen. Formen for den elastiske kurve for det foreliggende fortøyningssystem kan utformes til å være mer optimalt ved rik-tig valg av lengde for bommen, for plaseringen av fortøynings-bommens dreiepunkter og kabelskrivepunkter og for massen til motvekten eller ved bruk av variable fjæringsgradinnretninger eller andre spesielle mekaniske anordninger. Dempning av bevegelsen for motvekten og således for bommen og det fullsten-dige fortøyningssystem kan gjennomføres ved regulert innføring av et fluidum i en tank eller et egnet kammer som innbefatter motvekten på fartøyet. En bom i henhold til oppfinnelsen vil holde det permanent fortøyde lagringsfartøy tilbake mot svai og giring i forhold til fortøyningen og vil også hindre det i å

gå fremover på en slakk line. Da ved det forelicrgende system

fortøyningselastisitetskurven kan bli tilnærmet optimalisert i forhold til konvensjonelle fortøyningssystemer og fordi gang,

svai og giringsbevegelse minimaliseres, ventes fortøyningskref-tene for det foreliggende system å være betydelig mindre enn de for vanlige fortøyningssystemer. Fravær av en bøye på vannflaten ved foreliggende system vil ytterligere redusere kreftene

på fortøyningssystemet.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares under henvisning til utførelseseksempler som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et fortøyningssystem med stigerør og bom i henhold til oppfinnelsen, med stigerøret i sin ubøyde stilling,

fig. 2 et fortøyningssystem i henhold til oppfinnelsen, i det vesentlige tilsvarende det på fig. 1, med unntak av at stigerøret er i bøyet stilling slik det er påvirket av sterke fortøyningskrefter,

fig. 3 et forstørret oppriss av systemet på fig. I, fig. 4 et forstørret sideriss av systemet på fig. 1,

fig. 5 et tverrsnitt i det vesentlige langs linjen

5 - 5 på fig. 3,

fig. 6 et tverrsnitt i det vesentlige langs linjen

6 - 6 på fig. 3,

fig. 7 en alternativ utførelse av oppfinnelsen og

fig. 8 ytterligere en utførelsesform for oppfinnelsen .

På tegningen er like deler betegnet med de samme henvisningstall. På fig. 1 er det vist et lagringsfartøy som generelt er betegnet med 10, som er permanent fortøyet til sjøbunnen 8 ved hjelp av et fortøyningssystem som omfatter en stiv lastbærende anordning i form av en bom 20, og et strekkbærende fortøyningsben i form av et stigerør 12 og en basis 16. Fartøyet som er vist er en typisk modifisert tanker. Basisen er på vanlig måte festet ved hjelp av sin masse eller ved hjelp av peler (ikke vist) til sjøbunnen 18. Stigerøret 12 er dreibart festet til basisen 16 ved hjelp av en vanlig universalforbindelse 14 som tillater stigerøret å dreie seg i et hvilket som helst vertikalt plan. Den frie ende av stigerøret rager opp over vannflaten.

Bommen 20 er svingbart plasert ved en ende på bolter 34 som er plasert på motsatte sider av fartøyet og på en akse på tvers av senterlinjen til tankeren. Bommen er således fritt dreibar i et plan vertikalt i forhold til fartøyet og som omfatter fartøyets senterlinje, men holdes tilbake mot dreining i et plan horisontalt i forhold til fartøyet. Den frie ende av bommen utstrekker seg utover foran baugen til tankeren og er forbundet med den øvre ende av stigerøret ved hjelp av fortøy-ningssvivelen 56 og det slingrebøyelig opplagrede fortøynings-bord 50.

Fortøyningsbordet 50 er dreibart ved den frie ende av bommen 20 på horisontale bolter 48 med deres akse parallell til aksen for bomdreieboltene 34. Fortøyningssvivelen 56 er anbragt i en fortøyningsring 52 som er dreibar på bolter 54 på en akse i planet for fortøyningsbordet' 50 og et plan vertikalt i forhold til fartøyet og passerer gjennom senterlinjen for fartøyet. Fortøyningsringen 52 er således fri til å dreie seg i alle retninger, dvs. fri til å vippe i enhver retning i forhold: t±T bommen'20".

Fortøyningssvivelen 56 som er utformet for å motstå vesentlige aksielle trykk er anordnet mellom fortøyningsringen 52 og toppen av stigerøret 12 og er koaksial med senterlinjen til stigerøret. Fortøyningsbordet 50 kan således rotere fritt

m

rundt stigerøret 12. Dette tillater at bomen 20 og fartøyet 10 kan svinge fullstendig rundt stigerøret 12 og således svinge fritt om fortøyningsbasisen 16.

Den ytre ende av bommen 20 er løftet opp ved hjelp av innretninger, såsom en kabel 38, som fører til en motvekt 24 som er plasert i en tank eller et kammer 26 i skroget til fartøyet 10. Kabelen 38 er ført over en skive 42 som er anordnet på stenger 44 over en skive 40 plasert over senteret til kammeret 26. Løftevirkningen som utøves av bommen 20 av motvekten 24 utøver et strekk på stigerøret 12. Denne strekk-virkning er analog til strekket som utøves av bøyen til for-ankringsbenet på en vanlig enbens fortøyning. Når omgivelses-krefter bevirker at fartøyet 10 beveger seg fra nøytral stilling, som vist på fig. 1, vil stigerøret 12 dreies fra sin vanlige vertikale orientering om basisens universalforbindelse 14 til en stilling såsom vist på fig. 2. Avbøyning eller ombøy-ning av stigerøret bevirker at bommen 20 vipper ned og således løfter motvekten 24. Den vertikale komponent av kraften i stigerøret forblir i det vesentlige den samme ved hver bøynings-stilling og forandres lett ved forandring i systemets geometri. Imidlertid vil den horisontale komponent av strekkraften i stigerøret i bøyet stilling utøve en tilbakestillingskraft som har en tendens til å trekke fartøyet tilbake til nøytral stilling .

Ved en typisk anordning med basisen anordnet i en vanndybde på 110 m og med stigerøret ragende 30,5 m over vannet i ikke avbøyet stilling, vil fortøyningsbordet synke fra 30,5 m til 12,2 m over vannet når det fortøyede fartøy beveger seg 70 m fra nøytral stilling. Ved denne stilling er stigerøret avbøyet 30° fra vertikal stilling og den horisontale kraft er halvdelen av strekkraften i stigerøret. Hvis kabelen 38 danner en vinkel på ca. 60° med bommen i denne avbøyde stilling og er festet ved et punkt nær den ytre ende av bommen, så vil den horisontale tilbakestillingskraft være ca. halvparten av vekten til' motvekten Z4 i den nettopp beskrevne stilling.

Motvekten 24 kan være delvis fylt med en væske 28, såsom, vann eller borslam. Massen til motvekten kan forandres ved å pumpe væske til eller fra motvekten med en vanlig pumpe 32 som er forbundet til motvekten ved hjelp av en slange 30.

Fluidumlast kan overføres mellom fartøyet 10 og en undervannsrørledning 60 ved et system i det vesentlige omfatt-ende en slange 62 mellom rørledningen og røret 64 som er plasert i, som vist på fig. 1, eller festet utvendig til stige-røret 12. En fluidumsvivel 66 som er anordnet på fortøynings-ringen 52 og forbundet til stigerørets rør 64, som vist på fig. 4, tillater last å strømme mens fartøyet roterer om fortøy-ningen. Lasterøret 70 på bommen er forbundet gjennom slangen 68 til fluidumsvivelen 66 og gjennom slangen 72 til røret 74 ombord på fartøyet. Disse fleksible slangeforbindelser tar hensyn til relativ dreining mellom fortøyningsbordet, bommen og fartøyet.

På fig. 7 er det vist en alternativ utførelse for foreliggende o<p>pfinnelse hvor en fortøyningssvivel 80 som er utformet for å motstå i det vesentlige aksial påvirkning er anbragt nær den øvre ende av bommen 20 og med sin akse i det vesentlige vinkelrett til planet for bommen. Stigerøret 12

er dreibart festet til fortøyningssvivelen 80 gjennom universalforbindelsen 82 som tillater bommen 20 og fartøyet 10 å

svinge fullstendig rundt stigerøret 12 og således svinge fritt om fortøyningsbasisen 16.

Den ytre ende av bommen 20 er løftet oppover ved hjelp av innretninger,såsom kabelen 38, som føres over skiven 42 som er anordnet på stolper 44, under skiven 46 som er anordnet på dekket til fartøyet 10 og forbundet til et ettergivende system som innbefatter en aksel 84 som rager ut fra sylinderen 86. Sylinderen 86 er fast montert til dekket på far-tøyet. Akselen 84'går inn i sylinderen 86 gjennom en avtetning 88 og er festet til et stempel 90 i avtettet glidende kontakt med det indre av sylinderen, som oppdeler sylinderen i øvre og nedre kamre med forskjellig volum. Når det øvre kammer 92 til sylinderen 86 er fylt med en trykkgass eller væske, blir stem-pelet 90 og akselen 84 tvunget nedover (mot høyre på fig. 7)

og utøver således et strekk i kabelen 38, som løfter bommen 20 oppover og utøver et strekk på stigerøret 12. Som forklart ovenfor i forbindelse med den foretrukne utførelse i henhold til fig. 1-6, vil dette strekk i stigerøret 12 ha en tendens til å tilbakestille fortøyningen og det fortøyede- fartøy 10 til en nøytral stilling når denne stilling forstyrres av omgivel-seskrefter. Trykket i kammeret 92 kan varieres med en ytre pumpe 94 som er forbundet med kammeret gjennom rør 96 for å regulere strekket i kabelen 38 og i stigerøret 12 og således forandre egenskapene til fortøyningssystemet slik at det passer best til omgivelsene.

"En ytre tank 100 kan forbindes til rørene gjennom en åpning 106 med ventil. Forandringer i trykket i kammeret 92 bevirket av forandringer i strekket i stigerøret 12 vil tvinge gass eller væske til å strømme mellom kammeret og tanken 100. Denne strøm av væske eller gass vil bli dempet når den strøm-mer gjennom åpningen 106 og således dempe bevegelsen for far-tøyet på fortøyningssystemet. Dempningsvirkningen kan varieres ved forandring av størrelsen for åpningen 106. Dempning kan bli utøvet på fortøyningssystemet som er beskrevet i den foretrukne utførelse ved plasering av en væske 102, såsom olje

eller vann, i motvektkammeret 26. Denne dempningsvirkning kan fremmes ved å tilveiebringe en liten klaring mellom veggene til kammeret 26 oq motvekten 24. Denne dempningsvirkning kan varieres ved anordning av et rør eller en ledning 104 mellom de

øvre og nedre deler av kammeret på motsatt side av motvekten 24, som vist på fig. 1, og ved å regulere åpningen til en åpning 106 med ventil i dette rør for å regulere gjennomstrømningen.

Det vises igjen til fig. 7 hvor røret 64 i stigerø-ret 12 står i forbindelse med en ledning som dannes i en lastbærende senteraksel (ikke vist) som er anordnet ved toppen av stigerøret og direkte under universaltorbindelsen 82. Denne lastbærende senteraksel er omgitt av et fluidsvivelhus 110

som er anordnet på øvre og nedre fluidsvivelforbindelse 112 og 114 som omfatter en fluidsvivelinnretning som beskrevet i U.S. patent nr. 3.606.397. Last strømmer gjennom røret 64 til det roterbare hus 110 og derfra gjennom den fleksible slange 116 til lastrøret 70 på bommen 20. Hvis ønsket kan røret 64 pla-seres utvendig på stigerøret 12 og festes hosliggende til den ytre flate av dette.

På fig. 8 er det vist en alternativ utførelse for foreliggende-"oppfinnelse'hvor en'stiv rammekonstruftrsjon 120 er anordnet på den stive bom 20. En kabel 122 går fra vinsjen 124 som er. anordnet på dekket til. fartøyet 10 til toppen av den stive ramme 120. Strekk som utøves av vinsjen 124 gjennom kabelen 122 bevirker at den stive ramme 120 og den stive bom 20 dreies om bommens dreiebolt 34 og således løfter den ytre ende av bommen 20 og utøver strekk på stigerøret 12. Som forklart i forbindelse med den foretrukne utførelse vil dette strekk på stigerøret 12 ha en tendens til å tilbakestille for-tøyningen og det forføyede fartøy 10 til en nøytral stilling når denne forstyrres av omgivelseskreftene.

Vinsjen 124 kan være av konstant strekktype som utøver et konstant strekk i kabelen 122, mens den tillater kabelen å trekkes ut eller inn. Alternativt kan kabelen 122 fremstilles av et elastisk materiale, såsom nylon, som vil forlenges under strekk. Hvis kabelen 122 er av et elastisk materiale, vil enden av kabelen kunne festes til et sterkt punkt på dekket av fartøyet 10 isteden for til vinsjen 124.

Selv om det er beskrevet en foretrukket utførelse

og forskjellige modifikasjoner av denne, er det klart at mange modifikasjoner og variasjoner kan utføres innenfor opp-finnelsens ramme.

Claims (15)

1. Fortøynings-/lastoverf^ringssystem for et flytende fartøy innbefattende'en fortøyningsbasis (16) fast festet til sjøbunnen,karakterisert vedet fartøy (10), et strekkbærende fortøyningsben (12,64) dreibart festet ved dets nedre ende (14) med fortøyningsbasisen (16) og festet ved dets øvre ende (48) til en ende av en stiv bomkonstruksjon (20) som har en fast og konstant lengde og er dreibart festet (34) med sin andre ende til fartøyet (10), og strekkutøvende anordninger (24,28,90,124) montert på fartøyet (10) for å utøve en oppoverrettet kraft på bomkonstruksjonen (20) for konstant påføring av et strekk på fortøyningsbenet (12,64) for å opprettholde fortøyningsbenet (12,64) hovedsakelig vertikalt og for å tilbakeføre fartøyet (10) mot fortøynings-basisen (L6)

2. System ifølge krav 1,karakterisertved at det innbefatter en lastbehandlingsanordning (62,64, 68,70) for overføring av last mellom fortøyningsbasisen (16) og fartøyet (10).

3. System ifølge krav 2,karakterisertved at lastbehandlingsanordningen (62,64,68,70) innbefatter en svivel (66,110) for å bevirke overføring mellom for-tøyningsbasisen (16) og fartøyet (10) når fartøyet (10) dreier fritt om fortøyningsbenet (12,64) .

4. System ifølge krav 1,karakterisertved at festet ved den øvre enden (48) av fortøynings-benet (12,64) består av et fortøyningsbord (50), en for-tøyningssvivel (56) anordnet mellom fortøyningsbenet (12,64) og bomkonstruksjonen (20) .

5. System ifølge krav 2 og 3, karakteris sert ved at lastbehandlingsanordningen (62,64,68,70) innbefatter en lastledning (6 2) forbundet med fortøyningsbenet (12,64) ved dets nedre ende (14) og en lastsvivel (66) ved fortøyningsbenets (12,64) øvre ende (48), idet lastsvivelen (66) er forbundet med en lastledning (68) som er forbundet med ytterligere lastledninger (70,72) på den stive bomkonstruksjonen (20) .

6. System ifølge krav 1-5,karakterisertved at bomkonstruksjonen (20) er forbundet med fortøynings-benet (12,64) ved hjelp av en universaltorbindelse (82) for å tillate dreiebevegelse i to innbyrdes vinkelrette, i det vesentlige vertikale plan.

7. System ifølge krav 1-5,karakterisertved at den strekkutøvende anordningen (24,28) er en motvekt, som er forbundet med den stive bomkonstruksjonen. (20).

8. System ifølge krav 7,karakterisertved at motvekten (24) er forbundet med den stive bom-konstruks jonen (20) med minst ett fleksibelt strekkelement.

9. System ifølge krav 1-8,karakterisertved at motvekten (24) er anbragt i en tank eller et kammer (26) i fartøyets (10) skrog.

10. System ifølge krav 1-9,karakterisertved at kammeret (26) er i hvert fall delvis fylt med et fluidum.

11. System ifølge krav 1-10,karakterisertved at motvekten (24) er, i det vesentlige, avstøttet i glideforhold med' sidene til kammeret (26) og innbefatter minst, én kanal (104), som forbinder kammeret mellom en side av motvekten (24) og den motsatte siden av motvekten (24).

12. System ifølge krav 1-11,karakterisertved at kanalen (104) har en åpning (106).

13. System ifølge krav 1-12,karakterisertved at det innbefatter ventiler for variasjon av strøm-ningen av fluidum gjennom åpningen (106) for å påvirke demp-ningen av bevegelsen for fartøyet (10) på fortøyningssystemet.

14. System ifølge krav 1-6,karakterisertved at innretningen for utøvelse av strekk innbefatter en ettergivende innretning i form av en aksel (84) som rager ut fra en sylinder (86), idet sylinderen (86) er fast montert til dekket på fartøyet, idet akselen (84) er forbundet med en kabel (38) som er forbundet med den stive bomkonstruk-sjonens øvre bévegelige ende.

15. System ifølge krav 1-14,karakterisertved at sylinderen (86) er forbundet med en pumpe (94) for endring av trykket i sylinderen (86).