NO150671B

NO150671B - CONSTRUCTION CALCULATED FOR INSTALLATION ON THE SEA

Info

Publication number: NO150671B
Application number: NO793601A
Authority: NO
Inventors: Samuel Thorburn
Original assignee: British Petroleum Co
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1979-11-08
Publication date: 1984-08-20
Also published as: NO793601L; NO150671C

Abstract

Konstruksjon beregnet for installasjon på sjøbunnen.Construction intended for installation on the seabed.

Description

Oppfinnelsen vedrører en konstruksjon beregnet for installasjon på sjøbunnen for å tilveiebringe ved anbringelsen av peler en forankring, hvilkenkonstruksjon har flere første åpninger gjennom hvilke peler kan installeres, og som dessuten omfatter et skjørt for nedtrengning i sjøbunnen. The invention relates to a construction intended for installation on the seabed in order to provide an anchorage during the placement of piles, which construction has several first openings through which piles can be installed, and which also includes a skirt for penetration into the seabed.

Oppspente, flytende plattformer, som også kalles strekk-benplattformer, er tidligere blitt foreslått for produk- Suspended, floating platforms, which are also called stretch-leg platforms, have previously been proposed for produc-

sjon av olje og/eller gass fra kilder under sjøbunnen. En oppspent, flytende plattform er en plattform som ved bruk fortøyes vertikalt under den frie flytende stilling ved hjelp av oppspenninger på hvilke utøves et strekk. tion of oil and/or gas from sources below the seabed. A suspended, floating platform is a platform which, when in use, is moored vertically below the free floating position by means of suspensions on which a stretch is applied.

Det er tidligere blitt foreslått å holde den nedre ende av oppspenningene til en oppspent, flytende plattform fast ved hjelp av peleforankringer. Det er imidlertid en risiko for svikt i pelene på grunn av kombinasjonen av vertikale og horisontale sykliske og statiske krefter som virker på pelene. It has previously been proposed to hold the lower end of the braces of a suspended, floating platform firmly by means of pile anchorages. However, there is a risk of pile failure due to the combination of vertical and horizontal cyclic and static forces acting on the piles.

I henhold til innledningen til oppfinnelsen, er konstruksjonen karakterisert ved at den omfatter en indre del med de første åpninger for opptak av peler og også utstyrt méd et antall forbindelsesdeler for strekkforankringene til en strekkforankret, flytende plattform, en eller flere ytre deler plassert utenfor den indre del, hvilke ytre deler er utstyrt med skjørtet og andre åpninger for opptak .av et andre sett peler og forbindelseselementer som forbinder de indre og ytre deler og hvor den indre del er avstivet for å oppta vertikale belastninger ved hjelp av pelene som er anordnet i åpningene. Denne indre del og forbindelseselementene er anordnet for å overføre horisontale belastninger til skjørtet og pelene som er anordnet i de andre åpninger i de ytre deler. According to the introduction to the invention, the construction is characterized in that it comprises an inner part with the first openings for the reception of piles and also equipped with a number of connection parts for the tensile anchorages of a tensile anchored, floating platform, one or more outer parts located outside the inner part, which outer parts are provided with the skirt and other openings for receiving .of a second set of piles and connecting elements connecting the inner and outer parts and where the inner part is braced to absorb vertical loads by means of the piles arranged in the openings . This inner part and the connecting elements are arranged to transfer horizontal loads to the skirt and piles which are arranged in the other openings in the outer parts.

De første åpninger kan plasseres på omkretsen til en første sirkel, og de andre åpninger kan også plasseres på omkretsen til den andre sirkel med større diameter og konsentrisk til den første sirkel. The first openings can be placed on the circumference of a first circle, and the second openings can also be placed on the circumference of the second circle with a larger diameter and concentric to the first circle.

Konstruksjonen kan bygges opp av flere celler. The construction can be made up of several cells.

Hensiktsmessig er konstruksjonen utformet slik at den er flytende før installasjonen. Appropriately, the structure is designed so that it is floating before installation.

Ved en utførelse av konstruksjonen kan den være i det vesent-lige ringformet, og pelene som motstår vertikal belastning går gjennom åpninger med relativt liten diameter, og pelene som motstår horisontale belastninger passerer gjennom åpninger med relativt stor diameter. In one embodiment of the construction, it can be essentially annular, and the piles that resist vertical load pass through openings of relatively small diameter, and the piles that resist horizontal loads pass through openings of relatively large diameter.

Hensiktsmessig er cellene med åpninger med stor diameter plassert symmetrisk, f.eks. diametralt motsatt hverandre. Conveniently, the cells with large diameter openings are placed symmetrically, e.g. diametrically opposite each other.

Åpningene med mindre diameter kan også plasseres symmetrisk. The smaller diameter openings can also be placed symmetrically.

Med uttrykket sjøbunnen er det her ment enhver form for With the expression seabed, it is meant here any form of

bunn under vann, f.eks. i havet, i en elv eller i en innsjø. bottom under water, e.g. in the sea, in a river or in a lake.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av et utførelseseksempel som ér fremstilt på tegnin-gene, som viser: fig. 1 et perspektivriss av forankringen plassert på sjøbunnen, In the following, the invention will be explained in more detail with the help of an embodiment which is shown in the drawings, which show: fig. 1 a perspective view of the anchoring placed on the seabed,

fig. 2 et planriss av forankringen med plasseringen av pelene, fig. 2 a plan view of the anchorage with the location of the piles,

fig. 3 et planriss delvis i et horisontalsnitt av en alternativ utførelse av oppfinnelsen, fig. 3 a plan view partly in a horizontal section of an alternative embodiment of the invention,

fig. 4 et riss sett i den retning som er angitt med pilen fig. 4 a view seen in the direction indicated by the arrow

B på fig. 3, B in fig. 3,

fig. 5 et vertikalsnitt gjennom en krave i hvilken det er anordnet en pel med relativt liten diameter, fig. 5 a vertical section through a collar in which a pile of relatively small diameter is arranged,

fig. 6 et vertikaltsnitt gjennom kraven i hvilken det er anordnet en pel med relativt stor diameter, fig. 6 a vertical section through the collar in which a relatively large diameter pile is arranged,

fig. 7 et planriss av en forankringsstolpe, fig. 7 a plan view of an anchor post,

fig. 8 et vertikalsnitt gjennom en forankringsstolpe langs linjen A-A på fig. 7, fig. 8 a vertical section through an anchoring post along the line A-A in fig. 7,

fig. 9 et riss sett i den retning som er antydet med pilen B på fig.. 7, fig. 9 a view seen in the direction indicated by arrow B in fig. 7,

fig. 10 et delriss sett i perspektiv av en forankringsstolpe, og fig. 10 a partial perspective view of an anchoring post, and

fig. 11-15 skjematiske riss som viser forskjellige trinn ved transport og installasjon av moduler. fig. 11-15 are schematic drawings showing various steps in transporting and installing modules.

Fig. 1 og 2 viser en forankring generelt betegnet med 2, som omfatter en konstruksjon i form av en stålmodul 4 med ringform og med celleformet konstruksjon. Modulen 4 har en iboende, men innstillbar oppdrift for å lette den flytende transport fra fremstillingsstedet til offshore-stedet. Fig. 1 and 2 show an anchorage generally denoted by 2, which comprises a construction in the form of a steel module 4 with a ring shape and with a cell-shaped construction. The module 4 has an inherent but adjustable buoyancy to facilitate the floating transport from the manufacturing site to the offshore site.

Modulen kan installeres ved å trekke den inn i vannet mot dens oppdrift, f.eks. ved hjelp av en kabel eller talje. Dette har den fordel av risikoen for ødeleggelse av på forhånd installerte brønnhoder eller lignende reduseres i tilfelle av feil ved en kabel eller uhell under installasjonen. The module can be installed by pulling it into the water against its buoyancy, e.g. using a cable or hoist. This has the advantage that the risk of destruction of pre-installed wellheads or the like is reduced in the event of a fault with a cable or an accident during installation.

Modulen består av seksten celler som danner ringrom og The module consists of sixteen cells that form annular spaces and

har fire ytre celler 8, 10, 12 og 14 som er festet til hver has four outer cells 8, 10, 12 and 14 attached to each

fjerde celle i ringen. fourth cell in the ring.

Ringen har fire relativt lange peler 16, 18, 20 og 22 The ring has four relatively long piles 16, 18, 20 and 22

med relativt smal diameter som er plassert i åpninger i hver fjerde celle i ringen og fire relativt korte peler 24, 26, 28 og 30 med relativt stor diameter som er plassert i de ytre celler, idet de to sett av peler er forskjøvet i forhold til hverandre. of relatively narrow diameter which are placed in openings in every fourth cell in the ring and four relatively short piles 24, 26, 28 and 30 of relatively large diameter which are placed in the outer cells, the two sets of piles being offset in relation to each other.

De indre celler er utformet stive i vertikal retning The inner cells are designed rigid in the vertical direction

(de behøver ikke nødvendigvis, være stive i horisontal retning) , slik at de vertikale belastninger fordeles til pelene 16, 18, 20 og 22, og de ytre celler utformes relativt fleksible i vertikal retning og relativt stive i horisontal retning, slik at de horisontale belastninger fordeles til pelene 24, 26, 28 og.30. (they do not necessarily need to be rigid in the horizontal direction), so that the vertical loads are distributed to the piles 16, 18, 20 and 22, and the outer cells are designed to be relatively flexible in the vertical direction and relatively rigid in the horizontal direction, so that the horizontal loads are distributed to piles 24, 26, 28 and .30.

De relativt lange peler med relativt liten diameter har The relatively long piles with a relatively small diameter have

hver en konstruksjonsmessig forbindelse til stålmodulen som virker som en stiv kappe. Dette muliggjør at en vertikal belastning kan overføres til de relativt lange peler med relativt liten diameter og horisontale belastninger overføres av kappen til og motvirkes av de relativt korte peler med relativt stor diameter. each a structural connection to the steel module which acts as a rigid jacket. This enables a vertical load to be transferred to the relatively long piles with a relatively small diameter and horizontal loads are transferred by the casing to and counteracted by the relatively short piles with a relatively large diameter.

Peler med relativt stor og relativt liten diameter kan an-bringes ved boring eller neddrivning. Piles with relatively large and relatively small diameters can be placed by drilling or driving down.

Opp fra den øvre flate på ringen rager det et antall, A number protrudes from the upper surface of the ring,

f.eks. åtte, forbindelsesdeler (ikke vist) for forbindelse med forbindelsesdelene ved de nedre ender av oppspenningene. e.g. eight, connecting parts (not shown) for connection with the connecting parts at the lower ends of the braces.

På fig. 3 er stålmodulen betegnet generelt med 40 og omfatter en indre ringdel 42 med fem likt avstandsplas-serte åpninger 44, 46, 48, 50 og 52 for opptak av deler med relativt liten diameter. Ved hver åpning er det plassert to forankringsstolper (en på hver side), slik at man i alt har ti forankringsstolper, hvorav bare fem er nummerert på tegningen med 53, 54, 55, 56 og 58. Åpningene er anbragt på en delesirkel med diameter 8 meter for å sammenfalle med delingssirkelen til de enkelte oppspenninger i hver opp-spenningsgruppe. In fig. 3, the steel module is denoted generally by 40 and comprises an inner ring part 42 with five equally spaced openings 44, 46, 48, 50 and 52 for receiving parts with a relatively small diameter. Two anchoring posts are placed at each opening (one on each side), so that you have a total of ten anchoring posts, of which only five are numbered in the drawing with 53, 54, 55, 56 and 58. The openings are arranged on a sub-circle of diameter 8 meters to coincide with the dividing circle of the individual tensioners in each tensioner group.

Ringdelen 42 er sentrert i denne sirkel og forbinder derved oppspenningene med de lange peler med relativt liten diameter (strekk). Ringdelen er sammensatt av to omkretsstål-plater 39 og 41 som danner sidene og er avstivet radielt av ståldiafragmaer 45. Denne konstruksjon gir ringdelen 42 en meget stor stivhet som sikrer at den vertikale belastning fra oppspenningen fordeles til pelene 120. Oppspenningene (ikke vist) er forbundet med forankringsstolpene 53 etc. ved toppen av den ringformede del 42, mens pelene 120 som motstår den vertikale belastning er anbragt i åpningene 44 etc. The ring part 42 is centered in this circle and thereby connects the braces with the long piles of relatively small diameter (tension). The ring part is composed of two circumferential steel plates 39 and 41 which form the sides and are stiffened radially by steel diaphragms 45. This construction gives the ring part 42 a very high rigidity which ensures that the vertical load from the tensioning is distributed to the piles 120. The tensionings (not shown) are connected with the anchoring posts 53 etc. at the top of the annular part 42, while the piles 120 which resist the vertical load are placed in the openings 44 etc.

Ringdelen 4 2 er forbundet til fire ytre deler på konstruksjonen med et rammeverk som omfatter ti rørstålelementer som utstrekker seg radielt i forhold.til den ringformede del 42, hvorved bare seks av stålelementene 60, 62, 64, 66, 68 og 70 er nummerert. I firkantform og utenfor den ringformede del 42 er det plassert fire rørformede stålelementer 80, 82, 84 og 86, til hvilke seks av de førstnevnte radielle stålelementer er forbundet, f.eks. 60, 64, 66 og 68. De gjenblivende fire radielle stålelementer, hvorav bare ett er nummerert med 62, er hvert forbundet med et rørformet stålelement, såsom 90, plassert i en vinkel på ca. 80°. The ring part 4 2 is connected to four outer parts of the structure with a framework comprising ten tubular steel elements which extend radially in relation to the ring-shaped part 42, whereby only six of the steel elements 60, 62, 64, 66, 68 and 70 are numbered. Four tubular steel elements 80, 82, 84 and 86 are placed in a square shape and outside the annular part 42, to which six of the first-mentioned radial steel elements are connected, e.g. 60, 64, 66 and 68. The remaining four radial steel members, only one of which is numbered 62, are each connected by a tubular steel member, such as 90, placed at an angle of approx. 80°.

Utenfor i forhold til den ringformede del 4 2 over hjørnene til firkanten som dannes av elementene 80, 82, 84 og 86 Outside in relation to the annular part 4 2 above the corners of the square formed by the elements 80, 82, 84 and 86

er det plassert kraver 94, 96, 98 og 100 som tilveiebringer åpninger med relativt stor diameter for opptak av peler med relativt stor diameter. collars 94, 96, 98 and 100 are placed which provide openings with a relatively large diameter for the reception of piles with a relatively large diameter.

Disse åpninger -94 etc. er anbragt på en delesirkel med 20 meters diameter for å adskille pelene med mer enn 5 pele-diametre for å bibeholde effektiviteten til pelevirkningen. De rørformede elementer i rammeverket er av stål med 91 These openings -94 etc. are placed on a 20 meter diameter dividing circle to separate the piles by more than 5 pile diameters to maintain the efficiency of the pile action. The tubular elements in the framework are made of steel with 91

cm ytre diameter. Dette rammeverk har god motstand mot aksiale (horisontale) belastninger, men dårlig motstand mot vertikale belastninger i sammenligning med den ringformede del 42, slik at det i stor utstrekning bare er de horisontale belastningskomponentene som fordeles til deler med stor diameter som motstår disse belastninger i skjærkraft. cm outer diameter. This framework has good resistance to axial (horizontal) loads, but poor resistance to vertical loads compared to the annular portion 42, so that largely only the horizontal load components are distributed to large diameter members that resist these shear loads .

Under henvisning til fig. 4 og 6 omfatter hver krave 94 With reference to fig. 4 and 6 each comprise claim 94

og 96 en utvidet del 102, en del med større diameter 104 som står i forbindelse med et rør 106 for å muliggjøre innstøpninger i ringrommet mellom en neddrevet pel 108 and 96 an enlarged part 102, a part of larger diameter 104 which is in communication with a tube 106 to enable embedments in the annulus between a driven pile 108

med en ytre diameter på 1,52 meter og med 50 meters lengde, samt krave. Hver krave er omsluttet av et hus 110, fra hvilket det utstrekker seg et stålskjørt 112 som trenger ned i sjøbunnen 114. with an outer diameter of 1.52 meters and with a length of 50 meters, as well as a collar. Each collar is enclosed by a housing 110, from which extends a steel skirt 112 which penetrates into the seabed 114.

Fig. 5 viser åpningen 44 i ringrommet til modulen 40, i hvilken det er anbragt en pel som generelt er betegnet med 120, som omfatter et stålhus 121 med en diameter på 76 cm og med en rørformet forlengelse 122 med 30 meters lengde og et stålhus 124 med en diameter på 50,8 cm med en rør-formet husforlengelse 126 på 200 meters lengde.. Begge hus 122 og 126 trenger ned i sjøbunnen 114, som vist. Ved munningen til åpningen 44 er det en utvidet del 128. Fig. 5 shows the opening 44 in the annulus of the module 40, in which is placed a pile generally denoted by 120, which comprises a steel housing 121 with a diameter of 76 cm and with a tubular extension 122 with a length of 30 meters and a steel housing 124 with a diameter of 50.8 cm with a tube-shaped housing extension 126 of 200 meters in length.. Both housings 122 and 126 penetrate into the seabed 114, as shown. At the mouth of the opening 44 there is an extended portion 128.

Peleanordningen installeres ved boring og innstøping. Formålet med huset med diameter på 76 cm er å tilveiebringe et stabilt hull for boring av hulrommet for huset med 50,8 cm diameter. Forbindelsen av peleanordningen 120 med modulen 40 er utformet for bruk av standard brønn-hodeutstyr. I alt vesentlig henges huset 126 med 50,8 cm diameter fra toppen av huset 122 med 76 cm diameter, som på sin side henges i modulen 40. Positive låseinnretninger er anordnet for å forhindre flyting av huset under inn-støpingsoperasjonen. The piling device is installed by drilling and embedding. The purpose of the 76 cm diameter housing is to provide a stable hole for drilling the cavity for the 50.8 cm diameter housing. The connection of the piling device 120 with the module 40 is designed for the use of standard wellhead equipment. Essentially, the 50.8 cm diameter housing 126 is suspended from the top of the 76 cm diameter housing 122, which in turn is suspended in the module 40. Positive locking devices are provided to prevent floating of the housing during the casting operation.

Fig. 7-10 viser.en oppspenningsforankringsstolpe 43 Fig. 7-10 shows a tension anchoring post 43

(en av de ti) hosliggende til åpningen 50 og som rager oppover fra den ringformede del 42 og består av et stål-rør med en øvre avsmalnet ende 130 med en fordypning eller et spor for å muliggjøre festningen av en nedre ende på en oppspenning (ikke vist). Hosliggende til forankrings-stolpen 53 på fig. 8 er det vist en oppspenningsnedtrek-ningsblokk 132, og på hver side av denne er det plassert avstivninger 134 og 136. (one of the ten) adjacent to the opening 50 and projecting upwards from the annular part 42 and consisting of a steel tube with an upper tapered end 130 with a recess or groove to enable the attachment of a lower end to a tension ( not shown). Adjacent to the anchoring post 53 in fig. 8, a tension-down block 132 is shown, and on each side of this there are stiffeners 134 and 136.

Fig. 11-15 viser et antall moduler 40 som er plassert på en lekter 140 og tauet av et skip 142 til et offshore-sted nær boreskipet 144, som har boret produksjonsbrønner ved bruk av et midlertidig fundament 146. Ved dette sted blir modulene lastet av lekteret 140 og tillatt å flyte i vannet. Ved forflytning og/eller nedhaling (det siste ikke vist), blir modulene 40 installert på sjøbunnen 114 og er klare til å oppta deres peler. Alternativt kan en ikke flytende modul installeres ved bruk av en kranlekter. Figs. 11-15 show a number of modules 40 which are placed on a barge 140 and towed by a ship 142 to an offshore location near the drilling ship 144, which has drilled production wells using a temporary foundation 146. At this location the modules are loaded of the barge 140 and allowed to float in the water. When moving and/or hauling down (the latter not shown), the modules 40 are installed on the seabed 114 and are ready to occupy their piles. Alternatively, a non-floating module can be installed using a crane barge.

Claims

1. Construction intended for installation on the seabed to provide an anchorage when piles are placed, which construction has several first openings through which piles can be installed, and which also comprises a skirt (112) for penetration into the seabed (114), characterized in that the construction comprises an inner part (42) with the first openings (44, 46, 48, 50, 52) for receiving the piles and also equipped with a number of connecting parts (53, 54, 55, 56) for the tension anchors of a tension-anchored floating platform , one or more outer parts (80, 82, 84, 86) located outside the inner part (42), which outer parts are equipped with the skirt (112) and other openings (94, 96, 98, 100) for receiving a second set of piles and connecting elements (60, 62, 64, 66, 68, 70) which connect the inner and outer parts and where the inner part (42) is stiffened to absorb vertical loads by means of the piles arranged in the openings ( 44, 46, 48, 50, 52) in this inner part, and connecting the elements (60, 62, 64, 66, 68, 70) are arranged to transfer horizontal loads to the skirt (112) and the piles arranged in the other openings (94,

96, 98, 100) in the outer parts.

2. Construction according to claim 1, characterized in that the first openings (44, 46, 48, 50, 52) are placed on the circumference of a first circle and that the other openings (94, 96, 98, 100) are placed on the circumference to a second circle with a larger diameter and concentric to the first circle.