NO147669B - Anordning til fortoeyning av et sjoegaaende fartoey - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en anordning til fortøyning

av et sjøgående fartøy til en transport- og fortøyningskonstruk-sjon som omfatter en bom i det vesentlige i oppreist stilling forankret i bunnen av vannlegemet og med en lengde (høyde) som er tilstrekkelig til å nå et sted nær vannoverflaten, i det minste en materialtransportlinje som strekker seg langs bommen fra et sted nær sjøbunnen til et sted nær bommens topp og kan kobles til en materialmottager på fartøyet, og omfattende innretninger nær bommens topp for sammenkobling av bommen med fartøyet og innretninger for å bibringe bommen en i det vesentlige oppadrettet kraft når bommen er i fortøyningsstilling.

I forbindelse med håndtering av råolje som pumpes fra fralands oljebrønner har man utviklet et stort antall forskjellige fralandsterminaler til bruk ved transport av det utvunnede fra slike brønner til tankskip på anker eller til andre mottagere eller fartøyer. Blant slike terminaler er følgende kjent:Kunstig fralandsøy fremstilt som stålkonstruksjon eller prestøpte betong-pæler festet til sjøbunnen og som understøtter betongkonstruksjo-ner støpt på forhånd eller på stedet eller stålkonstruksjoner, videre fortøyningssysterner med flere bøyer omfattende et antall fortøyningsbøyer forankret, rundt en tankskipfortøyning, videre fortøyningstårnsystemer omfattende en stålkonstruksjon som er festet til sjøbunnen ved hjelp av pæler og som har en dreieskive på toppen med fortøyningsline som festes til et tankskip på fortøy-ningsstedet, og videre enkeltpunktfortøyningsanordninger som kan være av to typer, nemlig enkeltbøye med kjettingforankring eller enkeltbøye med bomforankring som begge tillater at et tankskip kan dreies fritt og innta stillingen med minst motstand mot de ytre krefter som skyldes bølger, vind, sjøstrøm osv. Alle disse systemer kan bare sammenlignes med hverandre når det velges et ganske bestemt sted hvor de eventuelt skal installeres. På hvert sted tar man så i betraktning vanndybde, sjø- og værforhold samt fortøyningskrefter mellom systemet og et fartøy som systemet skal samvirke med.

Tidligere kjente systemer lider av visse svakheter, særlig når de benyttes i områder hvor bølgevirkningen kan være ganske hard på bestemte tider av året. På visse områder i Nordsjøen hvor meget fralandsboring finner sted, antas at en 100-års bølge skal ha en høyde fra 30 til 35 m, men visse beregnin-ger og iakttagelser synes å vise at bølgen kan være opptil 50 m. Under slike ekstreme bølgeforhold er det faktisk umulig å opprett-holde fortøyningen mellom et fartøy og en av de omtalte fralandsterminaler uten at både fartøyet og terminalen beskadiges. For å frigjøre eller tilkoble fartøyet til terminalen under slike vanskelige forhold vil det dessuten kreves ganske spesielle kon-struksjoner samt tidskrevende fremgangsmåter.

Det finnes også andre ulemper i forbindelse med de omtalte fralandsterminaler inklusive restriktive vanndybder og util-børlig store fremstillingsomkostninger eller omkostninger i forbindelse med vedlikehold som følge av deres kompliserte konstruksjon. Den kunstige fralandsøy er f.eks. så kostbar at bruken av denne synes bare rettferdiggjort når oljeproduksjonen som skal gjennom konstruksjonen ligger meget fritt, f.eks. over 200 000 tønner pr. dag og bare når meget store fartøy er til rådighet for å benyttes. Farvannet rundt øya må også beskyttes godt ellers må bølgebeskyttere bygges og de er kostbare. Dybden for den slags systemer kan ikke være større enn ca. 100 m.

Flerbøyefortøyningssystemer benyttes bare i beskyttede

og grunnere farvann eller utsatte steder med mildt bølgeklima og for forholdsvis små tankskip. De har ellers lett for å bli be-skadiget og kan således ikke utstå de ekstreme værforhold som nevnt ovenfor og som opptrer i Nordsjøen.

Fortøyningstårnsystemet er kostbart å reise og også driften er kostbar og det er meget utsatt når det gjelder kollisjoner. Det antas at det egner seg best til forholdvis grunne farvann hvor systemet er beskyttet mot altfor stor bølgevirkning. Systemet er derfor ikke brukbart for drift i den åpne Nordsjøen.

Enkeltbøyefortøyningssystemet kan ikke brukes under ekstreme bølgeforhold fordi kablene som holder skipet forankret, brister under strekket som skyldes støt på grunn av store bølge-krefter. Disse bølger tvinger også bøyen til å skille seg fra fartøyet og deretter å støte mot det igjen med den følge at det oppstår skade både på bøyen og på fartøyet. I tilfelle av enkelt-bøye med bomfortøyning binder en ankerkjetting bøyelegemet med en stort sett stiv, vertikal stigesøyle som går opp fra sjøbunnen, men også denne kjetting kan briste på grunn av den ekstreme bølge-virkning som skiller bøyen fra stigesøylen, slik at det forårsa-kes skader på systemet som betinger utskiftning av bøyen, hvilket krever avbrekk i driften i lang tid for reparssjoner.

De ovenfor omtalte problemer har man søkt å unngå på forskjellige måter. I norsk patentsøknad 76 3610 er en fortøy-ningsanordning beskrevet omfattende en stiv bom som er svingbart festet til sjøbunnen og rager opp over vannflaten og som ved sin øvre ende er innrettet til å forbindes svingbart med en stiv bunn som er dreibart anordnet på et fartøy. En lignende anordning er beskrevet i norsk patentsøknad 77 2792. Ved de to kjente anord-ninger består forbindelsen mellom fartøyet og sjøbunnen av stive konstruksjonselementer som leddbart/dreibart/svingbart er forbundet med hverandre. Fartøybommens løfte/senke-bevegelse opptas av en hydraulisk (sylinder), mekanisk (vinsj) anordning eller en motvekt avhengig av hvilken utførelse det dreier seg om.. Også norsk patentsøknad 77 4428 omtaler fortøyningsanordninger av lignende art. En fortøyningssøyle strekker seg opp fra sjøbunnen og er ved sin nedre ende svingbart forbundet med en forankring og ved sin øvre ende svingbart forbundet med en stiv bom som kan være utført som utligger eller som en vektarm og som er anordnet på fartøyets baugparti. Også i dette tilfelle opptas bommens vertikale bevegelse ved hjelp av en hydraulisk sylinder eller dempes ved hjelp av en motvekt. Ved de kjente utførelser som net-topp er omtalt, opptas alle bevegelser mellom forankringen, stige-søylen og bommen på fartøyet ved hjelp av dreie/svinge-ledd som utsettes for støt- og trykkpåkjenninger. Forbindelsesleddene er særlig utsatt når fartøyet og fortøyningsanordningen utsettes for kombinerte bevegelser med sideveisrettede komponenter i tillegg til dreiebevegelsen.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den innledningsvis nevnte art som til enhver tid holder den opp fra sjøbunnen stigende bom i avstand fra fartøyets skrog, bom, utligger etc. ved hjelp av innretninger som bare kan overfø-re strekk, såsom kabler, vaiere o.l. På denne måte er det oppnådd en meget myk forbindelse mellom fortøyningsbommen og fartøykon-struksjonen samtidig som det er oppnådd full sikkerhet for at far-tøyet aldri kan komme bort i bommen og ødelegge denne. Anordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at strekkinnretninger, såsom kabler, vaiere, kjettinger e.l. er koblet til bommens øvre parti i vesentlig avstand fra toppen av samme og forbundet med fartøyets på tvers utover fra bommen og utfor fartøyets baug fremstikkende over nivået for strekkinnretningenes sammenkoblingssted med bommen beliggende partier.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp

av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser skjematisk den leddede strekkbom ifølge oppfinnelsen og illustrerer en av flere anvendelser for samme, nemlig for overføring av råolje fra en undervannsbrønn til et fartøy fortøyet ved bommens øvre ende, fig. 2 er et sideriss av bommens øvre parti og viser hvordan bommen utsettes for strekk når den er koblet til utstikkere ved fartøyets baug, og fig. 2a viser en detalj ved bommen og strekkanordningen når bommen er i vertikal stilling. Fig. 3 er et grunnriss av strekkanordningen ifølge fig. 2, og fig. 4 et frontriss til fig. 2. Fig. 5 er et perspektivriss av en foretrukket utførelse av et anker for bommen.,, fig. 6 er et sideriss tildels i snitt av ankeret innleiret i bunnen av et vannlegeme og som viser kule-leddfeste for bommen, fig. 7 ligner fig. 6, men viser en annen ankerutførelse til bruk når bunnen er dekket med et lag av slam eller gjørme, fig. 7a viser en annen sammenkobling mellom bommen og ankeret, og fig. 7 b viser enda en annen sammenkobling, hvor ankeret omfatter også en tripod. Fig. 8 viser den øvre ende av bommen og illustrerer gjen-nemføringen av ledningene for fluidumstrømmen gjennom bommen som ved hjelp av svivelkoblinger er forbundet med en svivelkjerne og som omfatter flere leveringsrør eller -slanger for levering til et fartøy eller en annen mottager, og fig. 9 viser et snitt langs linjen 9-9 på fig. 8. Fig. 10 ligner fig. 2, men viser en annen strekkanordning anordnet mellom bommen og et fartøy, hvor fartøyet trekker i bommen på grunn av vinden, fig. 11 ligner fig. 10, men viser en si-tuasjon hvor fartøyet presser mot bommen, og fig. 12 er et grunnriss til fig. 10. Fig. 13 viser enda en utførelse av strekkanordningen med bommen i samme stilling som på fig. 2 og 10, mens fig. 14 viser utførelsen fra fig. 13 i en stilling som på fig. 11, og fig. 1-j er et grunnriss til fig. 13 eller 14. Fig. 16 viser det øvre parti av bommen og det fremre parti av fartøyet ved anordningen ifølge fig. 13-15 når de befinner seg på toppen av en bølge, fig. 16a viser kraftfordelingen på grunn av bølger og det strekk som utøves mot bommen når forholdene er som vist på fig. 16, fig.16b viser kraftforholdene i en bølgedal når bølgen beveger seg som vist på fig. 16, og fig. 17 svarer til fig. 16 og viser stillingen for fartøybaugen og bomtoppen i en bølgedal.

Materialleveringssystemiet ifølge oppfinnelsen skal nedenfor beskrives i forbindelse med levering av råolje eller gass fra en fundamentmanifold eller basismanifold som er koblet til en eller flere brønner i bunnen av en sjø,til et fartøy som flyter i overflaten på et sted over brønnene. Oppfinnelsen er selvfølgelig ikke begrenset til levering av råolje eller gass, men kan også brukes til løfting fra sjøbunnen av partikkelformet eller klumpformet materiale, såsom mangannoduler eller malm, og som kan fåes opp ved hjelp av transportører.

Prinsippet ved oppfinnelsen fremgår av fig. 1 som viser et leveringsanlegg 10, som omfatter en langstrakt, rørformet bom 12 som er festet til et fundament 14, som nedenfor skal kalles anker, på sjøbunnen 16. Bommen 12 strekker seg oppover fra ankeret til sjøens overflate 18 og ender i nærheten av et fartøys 22 baug 20, som i dette tilfelle er et tankskip selv om fartøyet også kan være et hvilket som helst annet fartøy, såsom lekter, malmskip, flytekai o.l.

Ankeret 14 er anordnet på sjøbunnen i nærheten av f.eks. seks oljebrønner som kan være i forskjellig avstand fra hverandre. Ledninger fra de forskjellige brønner samt alt det nødvendige ut-styr, såsom ventiler, styringer, kontroller, pumper o.l., er anordnet på bunnen for føring av råolje fra brønnhodene til en an-kermanifold 27 og deretter inn i bommen 12 for føring gjennom en eller flere ledninger som strekker seg langs og gjennom bommen til bommens øvre ende og deretter ved hjelp av andre ledninger til tankskipet.

En foretrukket utførelse av ankeret 14 er vist på fig. 5 og 6. Ankeret kan ha en hvilken som helst hensiktsmessig form, men i dette tilfelle er det utformet som et firkantet, åttekantet

eller rundt, hult hus 24 med en topp 26 med et par rør 28 og 30

i forbindelse med husets indre. Rørene 28,30 er enten ført inn i bommen 12 eller strekker seg utenpå bommen opp til overflaten 18. Rørene benyttes til å transportere ballast inn i huset 24 når det skal forankres i sjøbunnen 16.

Typisk ballast er oppslemming av jernmalm, magnetitt, sand eller annet tungt materiale i oppslemmet tilstand som kan pumpes fra overflaten inn i huset 24. Denne type ballast tillater god kontroll av nedsenkningen av ankeret 14 da ingen sammen-pressbar gass eller væske benyttes til dette formål. Ved hjelp av ledningene 28 og 30 kan ballasten i huset 24 fluidiseres om . nødvendig for utstøtelse når f.eks. ankeret 14 skal flyttes til et annet arbeidssted. Ankeret 14 er fremstilt med en viss posi-tiv oppdrift, slik at det er lett å transportere. Vanlig ballast-vekt er på 1500 tonn eller mer.

Huset 2 4 kan ha flere kammere som kan være forbundet med hverandre. Hvis de ikke er det, må hvert kammer ha egne rør 28 og 30. Kamrene kan være rørformede og kan være satt opp etter bestemte geometriske konfigurasjoner for tilpasning til forholdene på stedet.

Huset 24 har et kontinuerlig nedgravningsskjørt 32 som stikker ned fra husets bunn som vist på fig. 5 og 6. Dette skjørt er innrettet til å trenge ned i sjøbunnen og sikre feste for ankeret. Skjørtet danner en hydraulisk tetning for husets 24 bunn og avlastningsrør 34,36, som er ført ut av husets motsatte side, kan brukes til å frembringe undertrykk i skjørtekammeret for økning av den hydrostatiske trykkdifferanse for nedpresning av skjørtet 32 ned i sjøbunnen. Rørene 34,36 forbindes da med en hensiktsmessig sugekilde, f.eks. på et fartøy,som brukes under installering av ankeret.

For frigjøring av huset 24 fra sjøbunnen utsettes området under husets 24 bunn for trykk ved hjelp av rørene 34,36 for å tvinge skjørtet 32 til å løftes opp fra sjøbunnen. Deretter fjernes ballasten fra huset 24 og ankeret kan forflyttes til et nytt arbeidssted. Ballasten kan spyles ut av huset enten gjennom husets bunn eller gjennom andre rør som er ført gjennom huset.

I noen tilfelle kan sjøbunnen ha et lag 38 (fig. 7) av bløt, fin sand og slam og dette lag kan være 5 eller flere meter tykt og dekke en god bærebunn 40. I et slikt tilfelle er laget 38 for svakt til å bære ankeret 14. Ankeret vil da måtte utføres anderledes enn vist på fig. 5 og 6 og vil omfatte en kontinuerlig sidevegg 41 (fig. 7) som er festet til et hus 43 og strekker seg nedover fra samme. Veggen 4l vil så være et kontinuerlig nedgravningsskjørt 42. Huset 43 er da hult og utført med rør 44 og 46 til samme formål som rørene 28 og 30 ved utførelsen ifølge fig. 5 og 6. Den kontinerlige sidevegg 41 benyttes til økning av trykket på laget 38, slik at skjørtet 42 har lettere for å trenge gjennom dette lag og deretter ned i det godt bæren-de materiale 40. Innerrommet 48 innenfor sideveggen 41 kan tøm-mes ved hjelp av to rør 50 som er forbundet med en passende suge-innretning. Rommet 48 kan utsettes for trykk når det er ønske-lig å fjerne ankeret 14 fra sjøbunnen for forflytning til et annet sted.

En måte å feste bommen 12 til ankeret 14 er å benytte en kuleleddkobling 54 (fig. 6 og 7). Leddets kule er festet til en sokkel 56 på toppen 26 av ankeret 14, mens bommen 12 er utstyrt med en muffedel 58 som griper om kulen. Bommen kan derfor svinge i alle retninger i forhold til ankeret 14. Koblingen er imidlertid utstyrt med innretninger (ikke vist) som-hindrer at bommen 12 dreies i forhold til leddet om sin langsgående akse. Istedenfor kuleledd kan et universalledd (kardangledd) benyttes til samme formål.

Andre forbindelser mellom bommen og ankeret er vist på

fig. 7a og 7b. På fig. 7a er sokkelen 56 utstyrt med en elastisk ring eller med elastiske blokker 60 som ligger på sokkelens topp-flate 62, som er forbundet med bunnen av bommen 12 og bærer denne. For å begrense sammenpresningen av blokkene 60 når bommen 12 sø-ker å svinge i forhold til vertikalen, kan et antall begrensnings-skinner eller fjærer 64 være anordnet, som kan være festet mellom sokkelen 56 og sideører 66 anbragt på den nedre ende av bommen 12. Begrensningsskinnene 64 forhindrer at blokkene 60 deformeres

varig. Blokkene 60 tillater allikevel at bommen 12 kan svinge

i forhold til ankeret 14 i alle retninger om akser som stort sett forløper horisontalt, men hindrer bommen 12 i å dreie seg om sin langsgående akse i forhold til ankeret.

Til bruk på ganske dypt vann hvor bommen kan være ganske lang,kan ankeret 14 omfatte en tripod eller en pyramidekonstruk-sjon med tre eller flere ben 67, som vist på fig. 7b. Alle transportledninger kan strekke seg gjennom ankeret og benene 67 og inn i bommen 12. På toppen av pyramiden finnes en plattform 69 for montering av sokkelen 56,54 samt muffedelen 58. En slik ut-førelse gjør det mulig at det kan benyttes en forholdsvis kort bom fordi benene 67 kan gjøres forholdsvis lange.

Bommen 12 er utført som en konstruksjon med en vegg av stål som ikke er særlig tykk, f.eks. har en tykkelse på ca. 5 cm, og diameteren er også forholdsvis liten, f.eks. ca. 3 m. Bommen kan også være utført av betong og stål eller annet hensiktsmessig materiale. Bommens lengde er vanligvis fra 75 til 150 meter, men kan være så lang som 600 meter eller mer. Lengden vil være slik at det øvre parti av bommen vil rage opp over vannflaten 18 og inn i et mellomrom 70 (fig. 3) mellom to adskilte stort sett parallelle baugutstikkere 72 anordnet hensiktsmessig på baugen 20 av tankskipet 22. Bommens øvre ende ender over baugutstikkerne, f.eks. som vist på fig. 1 og 2.

Bommen 12 er utstyrt med en flytetank 7 4 (fig. 1) anordnet nær tankens øvre ende, men under overflaten 18. Tanken 74 skaper flyteevne for bommen 12 og tilveiebringer en strekkraft som virker på bommen i oppadrettet, aksial retning og som er til stede til enhver tid selv om et tankskip 22 ikke er koblet til bommen. Derfor kan bommen ha forholdsvis liten diameter. Når et tankskip er fortøyet ved bommen, utsettes bommen for ytterli-gere strekk fra en strekkanordning som skal beskrives nærmere nedenfor.

Flytetanken 74 kan enten være utført for å fylles med luft eller med et flytemateriale som fyller tankens flytekammere. Tanken kan så være utført noe større enn nødvendig, slik at den kan inneholde en eller flere ledningsmanifolder som vil tillate nedsettelse av strømningstrykk i ledningene fra f.eks. 210 til omtrent 21 kg/cm 2. Nar et stort antall transportledninger er plassert i bommen, vil en eller flere manifolder på dette sted redusere uttaksledningene til en eller flere fra bommen til tankeren .

Under visse forhold kan bommen 12 være utstyrt med en ballasttank 75 (fig. 1) anordnet nær bommens nedre ende for ballast som skal bidra til lettere anbringelse av bommen på plass. Ballasttanken 75 reduserer de oppadrettede krefter som virker på ankeret 14 og bidrar til å holde bommen 12 i opprettstående stilling hvis den av en eller annen grunn skulle skilles fra ankeret. Ballasttanken 75 kan omfatte et antall kammere og kan være nyttig ved sleping av bommen til arbeidsstedet, fordi tanken 75 vil virke som flytetank når'den er uten ballast og kan samvirke med-ankeret 14 når det er befridd for ballast for sikring av nødvendig flyteevne på den nedre del av bommen, slik at bommen kan slepes i stort sett horisontal stilling, idet bommens fremre ende holdes oppe av flytetanken 74.

En første utførelse av bomstrekkanordningen er vist på

fig. 2-4. Ved denne utførelse har bommen en krave 76 som er anordnet dreibar på bommen på et sted enten over eller under vannflaten. To strekkelementer 78, såsom kabler eller kjettinger, forbinder kraven 76 med tankskipet. En ende av hver strekkabel 78 er forbundet med en øreflens 80 nær den ytre ende av baugens tilsvarende utstikker 72 og den motsatte ende av strekkabelen er forbundet med en innretning 82 som holder strekket i kabelen konstant og som er anordnet på tankskipet i nærheten av vedkommende utstikkers bakre ende. Hver strekkabel 78 er ført ned og rundt en kabelskive 84 anbragt på hver sin side av kraven 76 (fig. 4). Således strekker de to partier av hver strekkabel seg oppover

fra den tilsvarende skive 84 og danner en spiss vinkel med bommens 12 lengdeakse. Kablene 78 strekker seg også oppover og si-deveis utover (fig. 4) for tilveiebringelse av like store og motsatt virkende sidekraftkomponenter på bommen for å holde den i det vesentlige sentrert mellom baugutstikkerne og forhindre sammen-støt med disse.

Under ytterst vanskelige og stormige forhold kan strekket fra strekkablene 78 som virker på bommen være 300 tonn. En slik belastning krever en kraftig utførelse av hvert strekkelement.

En hensiktsmessig kjetting til dette formål er en 4 tommers Di-Lok-kjetting. Hvert ledd i en slik kjetting er ca. 63 cm lang og 38 cm bred. Forsøksprøver med kjettingen omfatter belastninger på opp til 600 tonn. Alle skiver som benyttes ved en slik kjetting er utformet slik at de passer til kjettingleddene av samme art som vanligvis benyttes for vinsjer for prøvebrønner. Denne kjettingstørrelse vil være tilfredsstillende for permanent drift, dvs. når tankskipet forblir permanent forbundet med bommen ved hjelp av kjettingen. Hvis en transporttanker skal kobles til bommen, vil kjettingstyrken bare behøve å være en liten brøkdel av styrken for permanent drift og en transporttanker vil være for-tøyet under mindre vanskelige værforhold. En gjennomsnitts transporttanker vil også være mindre enn en tanker som er fortøyet permanent.

Når bølgebelastningen som innvirker på bommen øker, vil tankeren som er koblet til bommen ved hjelp av strekkkablene (kjettingene 78) utøve en større belastning på bommen som igjen vil bli mer motstandsdyktig mot tverrgående bølgebelastninger, slik at bøyepåkjenningene blir mindre. Denne bomutførelse søker å kompensere for bølgebelastninger på selve bommen og reduserer påkjenningene som skyldes flytetankens 74 og strekkanordningens geometrivirkning. Når bommen befinner seg i sin opprettstående stilling (fig. 2a), danner partiene av hver strekkabel 78 som strekker seg bort fra vedkommende skive 84,stort sett samme vinkel med bommens lengdeakse, slik at den resulterende strekkraft T blir i det vesentlige vertikal.

Hovedhensikten med å la bommen 12 svinge er å gjøre det mulig at bommen kan følge tankerens horisontale bevegelser istedenfor å bevege seg i forhold til tankeren og itav fasen med tankerens bevegelse med etterfølgende sammenstøt og beskadigelse av tankeren eller bommen eller begge. Hvis bommen f.eks. tvinges til svinge eller skråstille seg noe mot tankeren, som vist på fig. 2, vil skivene 84 bevege seg en kort strekning langs de respektive strekkabler 78, slik at det vil være en ikke utbalansert kraft i fremoverretningen, dvs. mot høyre på fig. 2, som kommer i tillegg til flytekraften fra tanken 74 og vil søke å føre bommen tilbake til dens normale opprettstående stilling. Hvis bommen skrå-stilles i den motsatte retning i forhold til fig. 2, vil den motsatte virkning gjøre seg gjeldende.

Strekkanordningen ifølge fig. 2-4 tjener også til å plas-sere og holde bommen midt i mellom og i avstand fra baugutstikkerne 72 og foran og i avstand fra baugen 20. Strekkanordningen tillater at tankeren kan stampe i forhold til bommen selv om de er koblet sammen og bommen vil holde seg i det vesentlige på midten mellom baugutstikkerne. Bommen kan kobles fra og kobles sammen på ny med tankeren uten at det er nødvendig å benytte yt-terligere fartøy. Forskjellige vertikalkrefter som utøves mot tankskipet, utkompenseres ved hjelp av strekkanordningen som omfatter strekkablene 78.

Bommen trenger både forankring og flyteevne for å kunne holdes i opprettstående stilling. Ankeret 14 tilveiebringer den nødvendige tyngde. Ved tilpassing av flytetankens 74 oppdrift og hensiktsmessig belastning av ankeret 14 kan bommen lett tilpas-ses for tauing, nedsenkning og endelig plassering med liten eller ingen bruk av luftkammere.

Konstant strekk i kablene 78 kan også tilveiebringes ve.rl hjelp av andre innretninger enn strekkinnretningene 82. En motvekt kan f.eks. være anbragt på baugen av tankskipet eller på bommen og være koblet til strekkablene 78 for tilveiebringelse,

av det nødvendige eller ønskede strekk på f.eks. omkring 300 tonn. Strekk av denne størrelse ville være tilstrekkelig til å kunne møte forholdene ved 50-års stormer og langt over det som ville kreves ved normal drift. Motvekten kan være av forskjellig utfø-relse, det kan f.eks. være en som er fylt med sjøvann eller et annet fluidum, slik at den kan innstilles etter de rådende forhold.

Variabelt strekk kan tilføres strekkablene 78 ved hjelp av en eller flere trykkluftsylindere. En sådan anordning kan f. eks. være ca. 15 m lang og ha en diameter på ca. 90 cm og arbeide med et trykk på 70 kg/cm 2 når værforholdene er ytterst vanskelige. Det finnes også kompensatorer på markedet som tillater opprett-holdelse av konstant strekk i strekkablene 78. Noen av dem omfatter multippelskiver og kabler, men er ikke så hensiktsmessige eller praktiske i bruk som vinsjer eller motvekter. Når et tankskip utfører stadig den samme bevegelse,"vil kabel- og skivebeve-gelsen antagelig føre til utilbørlig stor slitasje på disse. Det antas imidlertid at kabelskivekompensatorer allikevel kunne brukes .

I visse tilfelle kan kraftige nylonliner benyttes for å holde bommen under strekk. Strekkliner av nylon må ha en slik totallengde at den totale maksimale forlengelse ikke blir over 25%. Innenfor denne grense virker nylon elastisk.

En svivelkobling 90 (fig. 8 og 9) ble anbragt ved den øvre ende av bommen 12 for å tillate at tankeren 22 kan svinge rundt bommen 12. Svivelkoblingen 90 omfatter en avlang, rørfor-met sviveikjerne 9 2 festet ved hjelp av adskilte øvre og nedre lågere 94 hhv. 96 til bommens 12 øvre parti, slik at kjernen 92 kan dreies rundt bommen. Et antall leveringsslanger 98 (bare en av dem er vist på tegningene) som er i forbindelse med kjernens 92 indre, er koblet til en bærer 100 (fig. 2) anbragt på baugen av tankeren. Bæreren er utført med transportledninger (ikke vist) som er koblet til slangene 98 og som fører råolje fra de respektive transportledninger på bommen til kammere eller tanker for gass eller olje på tankskipet.

En ledning 102 for kontroll av brønnen strekker seg ned gjennom midten av kjernen 92 og kan bære så mange som 60 eller flere høytrykks hydrauliske ledninger med liten diameter samt seks elektriske ledninger for indikering av trykket i hullet. Ledningen 102 er festet slik til bommen at kjernen 92 roterer om ledningen 102. En brønnkontrollsvivel 104 er anbragt på den øvre ende av ledningen 102 og har en forbindelseskabel 106 som strekker seg til tankeren. Kabelen 106 er koblet til forskjellige ledninger i kontrolledningen 102.

Det kan være flere transportledninger fra brønnene som strekker seg oppover gjennom bommen til et område ved kjernen 92. Vanligvis vil det være syv hydrauliske transportledninger gjennom svivelen, hvorav seks vil brukes til å føre råoljen oppover og inn i kjernen 92 for transport gjennom slangen 98 til tankskipet. Den syvende ledning vil benyttes til testing av brønnen og vil brukes til føring av naturgass eller råolje tilbake nedover langs bommen og deretter til nærmeste transport- og fortøyningsbøye eller ved hjelp av en ledning til en mottagningsterminal på land. Ifølge eksemplet er tre slike ledninger koblet ved hjelp av sine respektive svivler til kjernen 92 på tre forskjellige steder av kjernens lengde. Som vist på fig. 8 finnes en øvre svivel 108,

en midtre svivel 110 og en nedre svivel 112 og alle tre er anordnet dreibare om kjernen 92 og er utstyrt med hensiktsmessige tet-ninger ved forbindelsen til kjernen for å sikre fluidumtett sammenkobling. Forskjellig antall transportinnretninger kan benyttes etter denne anordning. Transportledningene 114,116,118 er koblet til henholdsvis svivlene 108,110,112.

Kjernen 92 er ifølge eksemplet oppdelt i tre kammere 120, 122,124 og kammeret 124 er i forbindelse med transportledningen 118, som vist på fig. 9. Transportledningene 114,116 er på lignende måte forbundet med kamrene 120 hhv. 122. Brønnhodetrykket om det er tilstrekkelig høyt, vil tvinge råoljen til å strømme gjennom ledningene 114,116,118. Eventuelt kan pumper benyttes til samme formål. Det vil være tilsvarende ledninger eller slanger 98 i forbindelse med de tre kammere 120,122,124. Uansett tankskipets vinkelstilling i forhold til bommen vil det alltid være strømningsforbindelse av råolje gjennom slangene 98 til tankeren. Hvis bommen er utstyrt med en transportledningsmanifold, vil det være nødvendig med bare en slange 98.

En nedgangssjakt 126 for personell er anordnet i det øvre parti av bommen, som vist på fig. 8 og 9 og vil strekke seg i det minste til flytetanken 74, men muligens enda lengre ned.

En annen utførelse av strekkanordningen er vist på fig. 10-12, hvor det øvre parti av bommen er utstyrt med en fdrtøy-ningssvivel 130 som er anbragt dreibar på bommen over f lyta i.ar;/.: 74 på bommen 12, som vist på fig. 10 (tanken er ikke vist). men har også en glidering 132 som er anordnet dreibar på bommen og befinner seg mellom to baug utstikkere 134 på tankerens baug 20. Et første par strekkabler 136 er ved sine nedre ender festet til de respektive sider av fortøyningssviveien 130 og strekkablene strekker seg oppover til og rundt en felles skive 138 på baugen 20 og deretter til en innretning 140 for konstant strekk, f.eks. en vinsj som sikrer konstant kabelstrekk. Kablene 136 utøver derfor en strekkraft på bommen 12. Plasseringen av fortøynings-svivelen 130 langs bommen 12 er slik at vinkelen A (fig. 10) mellom hver strekkabel 136 og bommens 12 lengdeakse er ganske spiss, f.eks. 10 til 15°. Strekkablene 136 er plassert i denne vinkel i forhold til bommen for at det alltid skal være en sidekomponent 137 i strekkraften T som utøves langs strekkabelen 136 for å tvinge bommen mot tankeren. På denne måte forhindres at bommen og tankeren ikke beveger seg i fase for derved å unngå skader som måtte skyldes sammenstøt mellom de to.

Et annet par strekkelementer , såsom kabler, 142 er med sine fremre ender koblet til de respektive sider av glideringen 132 og ført til de respektive skiver 144 nær de ytre ender av baugens utstikkere 134 og deretter til hver sin innretning 146 for konstant strekk anordnet på baugens motsatte sider, som vist på fig. 12. Strekkablene 142 samvirker med glideringen 132 og holder bommen midt mellom baugutstikkerne 134 og i avstand frem-over fra baugen for å hindre sammenstøt mellom bommen og tankeren. Strekkablene 142 tillater at tankeren kan stampe i forhold til bommen. Strekkraften fra strekkablene 136 øker virkningen av flytetankens 74 virkning for å holde eller tvinge bommen til dens normale opprettstående stilling.

Fig. 10 viser et parti av et tankskip i "værhane"-stilling i forhold til bommen, og fig. 11 viser skipet i stort sett motsatt stilling, hvor det presser mot bommen. I det første tilfelle er hellingsvinkelen for bommen omtrent 20° med vertikalen og i det andre tilfelle omtrent 10°. I begge tilfelle holdes bommen sentrert mellom og i avstand fra baugutstikkerne ved hjelp av strekkablene 142 og strekkablene 136 som fortsatt forløper i vinkel til bommens langsgående akse.

Utførelsen ifølge fig. 13-15 ligner sterkt utførelsen ifølge fig. 10-12, idet den omfatter en roterende fortøynings-svivel 130 over flytetanken 74 og to strekkabler 136 som forløper oppover og strekker seg over en felles skive 138 på skipets baug og deretter til en innretning 140 for konstant strekk. Istedenfor glideringen 132 og strekkablene 142 ifølge fig. 10-12, har anordningen ifølge fig. 13-15 en modifisert utstikkerkonstruk-sjon 148 med en V-formet utsparing eller forsenkning 150 (fig.15) beliggende ved utstikkerens fremre ende og tre eller flere i vin-kelavstand anordnede ruller 152 beliggende nær det akterste parti av utsparingen og som roterer om sine respektive horisontale akser. Rullene kommer i anlegg med det tilstøtende parti av bommen og er alltid i berøring med denne. Bommen 12 holdes i rullen-de kontakt med rullene 152 ved sidekomponenten 137 fra strekkraften T frembragt ved strekkablene 136 og som virker på fortøynings-sviveien 130. Bommen holdes dog i en normalt opprettstående stilling ved hjelp av flytetanken 74. Fig. 13 viser "værhane"-stillingen og fig. 14 viser den motsatte stilling hvor skipet søker å "velte" bommen.

Den måte på hvilken bølgevirkningen influerer på stillingen - mellom bommen og tankskipet, fremgår av fig. 16, 16a,16b og 17. Det aktuelle strekksystem antas å være det som er vist på fig. 10-12. Fig. 16,16a illustrerer virkningen på en bølgetopp, og fig. 16b,17 i en bølgedal.

Toppen av bølgen (fig. 16) er betegnet med 210 og bølgens bevegelsesretning fra høyre mot venstre ifølge figuren er betegnet med pilen 208. Betraktet på vanlig måte vil bølgepartikkel-bevegelsen være sirkulær som antydet med sirklene 214,216,218 med suksessivt avtagende diameter ettersom sirklene beveger seg nedover og lengere bort fra toppen 210.

I praksis vil bølgen virke med største kraft ved overflaten 18 og bølgekraften vil avta ettersom dybden øker'. Bølgekraf-ten vil virke på forskjellige steder langs bommen og de enkelte krefter på forskjellige steder er antydet med piler 220 som er rettet mot venstre.

Fig. 16a viser virkningen når bommen inntar en hellende stilling under antagelse av at bølgetoppen passerer fra høyre mot venstre som vist med pilen 208. I dette tilfelle vil kreftene som utøves ved bølgevirkningen og av strekkraftens komponent 137 i hver strekkabel 136 overskride sidekomponenten fra kraften 139 som skyldes flytetankens 74 oppdriftskraft 141. Bommen vil derfor holdes i dens normale sammenkoblede stilling med tankerens baug og det er ingen vanskeligheter av betydning med hensyn til tankerens adskillelse fra bommen som følge av bølgevirkningen (fig. 16).

Når bølgedalen passerer og bølgeretningen er som vist

med" pilen 208, er bølgekreftene på bommen rettet i retning av pi-lene 222 (fig.16b) og bommen kan anta en skråstilling som er motsatt til stillingen ifølge fig. 16a. Bommen kan da innta en stort sett opprettstående stilling, men vanligvis vil den da helle noe i den ene eller den andre retning.Det antas at hellin-gen er som vist på fig. 16b, og sidekomponentene 137 fra strekk-kraften som skyldes strekkablene 136 samt sidekomponentene 139

som skyldes flytetankens 74 oppdriftskraft 141- må være minst like store som summen av kreftene fra bølgevirkningen som er betegnet med pilen 222. Da strekket fra strekkablene 136 er forholdsvis stor, såsom 300 tonn eller mer, vil sidekomponenten 137 være forholdsvis stor og dermed holde bommen effektivt sammenkoblet med tankskipet selv om forholdene kan være ganske vanskelige, f.eks.

i dalen av en 20 m bølge. Om det antas at bommen er i opprettstående stilling når bølgen treffer bommen, vil sidekomponenten 137 fremdeles fortsette å være i balanse med bølgekraften og til og med overskride den kraft uten hjelp fra komponenten 139 fordi i opprettstående stilling vil komponenten 139 ikke eksistere da oppdriftskraften 141 vil falle sammen med bommens langsgående akse.

Når forholdet mellom tankskipet og bommen i dalen 2 30 av en bølge som beveger seg i retning av pilen 208 (fig. 17) betrak-tes, antas at bølgevirkningen skjer roterende i retning av pilen 232 og derved utøver sidekrefter 234 langsetter bommen. I et slikt tilfelle vil strekkraftens sidekomponent 137 (som skyldes kabelen 136) måtte utbalanse disse krefter 234 samt sidekomponenten 139 fra oppdriftskraften 141 hvis bommen 12 heller på skrå mot venstre ifølge fig. 16a. Hvis bommen heller mot høyre som vist på fig. 16b, vil sidekomponentene 137 og 139 virke i samme retning og vil legges sammen, og summen av disse komponenter vil da utbalan-sere bølgekreftene 234. Strekkraften i strekkelementene eller strekkablene 136 vil være tilstrekkelig stor, slik at komponenten 137 vil være i det minste like stor eller større enn summen av kreftene omfattende komponenten 139 og kreftene 2 34 som skyldes bølgevirkningen.

Når bølgevirkningen i bølgedalen skjer i retning motsatt pilen 208, vil sidekreftene 236 være kreftene som skyldes bølge-virkningen og disse sidekrefter vil da virke i samme retning som sidekomponenten 137. I denne tilstand vil det ikke bli noen vanskeligheter med adskillelsen mellom tankeren og bommen og sammen-koblingen forblir effektiv. Denne konstruksjon gjør det mulig at tankeren kan kobles fra fortøyningen under vanskelige værforhold uten hjelp fra andre sjøfartøyer og uten at det er nødven-dig å ha mannskap på baugen av skipet fordi frakoblingen skjer simpelthen ved frigjøring av koblingskabelen.

Claims (5)

1. Anordning til fortøyning av et sjøgående fartøy til en transport- og fortøyningskonstruksjon som omfatter en bom (12) i det vesentlige i oppreist stilling forankret i bunnen av vannlegemet og med en lengde (høyde) som er tilstrekkelig til å nå et sted nær vannoverflaten (18) , i det minste en materialtransportlinje (92,98,102) som strekker seg langs bommen fra et sted nær sjøbunnen til et sted nær bommens topp og kan kobles til en materialmottager (100) på fartøyet (2.2), og omfattende innretninger nær bommens topp for sammenkobling av bommen med fartøyet og innretninger for å bibringe bommen en i det vesentlige oppadrettet kraft når bommen er i fortøyningsstilling, karakterisert ved at strekkinnretninger, såsom kabler, vaiere, kjettinger e.l. (78;136,142) er koblet til bommens (12) øvre parti i vesentlig avstand fra toppen (90) av samme og forbundet med far-tøyet på tvers utover fra bommen og utfor fartøyets baug fremstikkende over nivået for strekkinnretningenes sammenkoblingssted (ved 76,130) med bommen beliggende partier (72,134).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste ett par strekkabler, strekkvaiere, strekkjettin-ger e.l. (78;136,142) som har strekkomponenter rettet oppover, på tvers utover og akterover hhv. oppover, på tvers utover og forover, strekker seg mellom et sted på bommens (12) øvre parti (76) og i det minste tre i retning på tvers og på langs av far-tøyet atskilte steder.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en dreiekrave (76) er anordnet på bommens (12) øvre parti med diametralt motsatt anordnede kabelskiver (84) e.l., og at to kabler strekker seg fra fartøyets fremstikkende baugpartier (72) nedover mot og rundt kabelskivene og oppover mot lengre akter på fartøyet anordnede vinsjer (82) som fortrinnsvis er utstyrt med innretninger for konstant strekkraft.

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at en svivelring (130) er anordnet på bommens (12) øvre parti og en glidering (132) er anordnet mellom svivelringen (130) og bommens topp, at strekkabler e.l. (136) strekker seg fra svivelringen mot fartøyets baug og til en vinsj (140) eller vinsjer og at kabler (142) strekker seg fra glideringen (132) på tvers utover og forover til fartøyets fremstikkende baugpartier og derfra til fartøyets vinsjer (146) på fartøyet, hvor vinsjene forcrinnsvis er utstyrt med eller tilordnet innretninger for konstant strekk-kraft.

5. Anordning ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at minst ett oppdriftslegeme (74) er festet til bommen (12) på et sted nedenfor strekkabelinnret-ningen.