NO153721B - Anordning for aa anbringe stag for holding av en delvis neddykket plattform og aa sette stagene under strekk - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for å anbringe stag for holding av en delvis neddykket plattform og å sette stagene under strekk.

Utnyttelsen av undersjøiske oljeresurser har ført til utvikling av forskjellige typer plattformer, og særlig av plattformer utstyrt med søyler som står på et fundament på sjøbunnen.

Slike konstruksjoner koster mere jo dypere vannet er.

Videre kan den ovenfor nevnte type plattform ikke anvend-es når vanndybden overstiger noen hundre meter.

Dette er grunnen til at det har blitt konstruert plattformer som flyter i normal tilstand, og som holdes neddykket for å minske virkningen av dønninger (duving, rulling og stamping) . De holdes delvis neddykket ved hjelp av stag som hver har en ende festet til sjøbunnen og den annen ende festet til plattformen.

Neddykkingen er illustrert i fig. IA - 1F. Fig. IA viser et parti av en plattform 1 som flyter på vannet, som har en overflate 2 og en bunn 3. Stagene som holder plattformen er festet ende mot ende i en åpning 4, i henhold til teknikk som er velkjent innen oljeboring, slik at det er dannet sammenkoblede stag 5.

Stagene ender i en koblingsdel 6 innrettet til å samvirke med en utvendig koblingsdel 7 festet i en fast masse på sjøbunnen (se fig. 1C).

Koblingsdelen 6 er utstyrt med sperrearmer som åpner seg automatisk omtrent som en blomsterkrone når endene av armene påvirkes av en tilstrekkelig stor kraft, og den ytre koblingsdel har en avtrapning som samvirker med armene, for å koble de to koblingsdelene sammen.

Når stagene er montert sammen (fig. IA), heves de (fig. IB) slik at den nedre ende er på et høyere nivå enn den faste masse, med en margin som tar hensyn til duving, for å unngå fare for støt.

Stagene beveges til en stilling over den ytre koblingsdel (fig. 1C), og senkes deretter (fig. IB og 1E) for å føre koblingsdelen 6 ned i den ytre koblingsdel med tilstrekkelig kraft til å åpne sperrearmene 6A på koblingsdelen 6 .

Til slutt beveges plattformen og stagene i forhold til. hverandre for delvis å neddykke plattformen, som således hovedsakelig fullstendig hindres i å bevege seg, og blir upåvirket av bevegelser i vannet.

Ved slutten av den delvise neddykking festes den øvre enden 5A av stagene til plattformen.

Forklaringen ovenfor gjelder et enkelt stag, og det vil forstås at plattformen er utstyrt med flere slike stag, som beveges samtidig og synkront.

F.eks. kan flere stag være anbragt ved hvert av de fire hjørnene til en kvadratisk plattform.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en anordning som styrer bevegelsen av flere stag ved anbringelse av plattformen, slik som beskrevet ovenfor.

Det skal presiseres at problemet er vanskeligere å løse enn det kan se ut til. Anordningen må være i stand til å bevirke bevegelser i et system som har en tilsynelatende vekt som kan variere over et stort område, avhengig av hvilket trinn av operasjonen som utføres (f.eks. fra omtrent 100 tonn til omtrent 1000 tonn) og anordningen må være følsom for vekter på omtrent 10 tonn, særlig for å sikre korrekt og pålitelig funksjonering av den automa-tiske kobling.

Videre må anordningen kunne bevirke bevegelser for stagene med en amplityde på omtrent 10 m uten at det kreves fremstilling av spesielle jekker som ikke ligger innen fabrikantenes vanlige standard produksjon av jekker.

Oppfinnelsen angår således en anordning for å anbringe stag for holding av en delvis neddykket plattform og å sette stagene under strekk, og anordningen kjennetegnes ved at den omfatter en ramme, midler for å bevege rammen vertikalt i forhold til plattformen, og i det minste en første og annen type jekk som har en sylinder og en stempelstang, idet sylindrene er festet til rammen og anbragt slik at stempelstengene beveges vertikalt, at stempelstangen til den første type jekk er festet til en plate som har hull for gjennomføring av stempelstangen til den annen type jekk og midler for å feste endene til stempelstengene, og at stempelstangen til den annen type jekk har et sperreelement på enden, idet stempelstengene til de to typer jekker har forskjellig lengde, slik at den annen type jekk driver platen bare under neddykking av plattformen.

I henhold til en utførelsesform er jekkene anordnet inne i rammen.

I henhold til en annen utførelsesform omfatter midlene for å bevege rammen sleider som er montert for å forskyves langs bjelker som plattformen kan festes til.

Det er fordelaktig at hver jekk er tilkoblet dempende midler.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal i det følgende forklares, under henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser skjematisk hvordan et stag anbringes og

hvordan det settes under strekk.

Fig. IA viser skjematisk hvordan anordningen i henhold

til oppfinnelsen benyttes.

Fig. 2 viser en anordning i henhold til oppfinnelsen,

sett forfra.

Fig. 3 viser anordningen sett fra siden.

Fig. 4 viser anordningen sett ovenfra.

Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom anordningen, etter

linjen V - V i fig. 2.

Fig. 6 viser et snitt gjennom anordningen, etter linjen

VI - VI i fig. 5.

Fig. 7A og 7B viser henholdsvis et hydraulisk og et

pneumatisk kretsdiagram for anordningen.

Fig. 8, 9, 10 og 11 viser anordningen under de forskjellige arbeidstrinn.

Fig. 1 er allerede beskrevet.

Fig. IA vil bli beskrevet etter forklaringen av fig. 2 - 6, som viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen .

Anordningen omfatter flere bjelker 10A, 10B, 10C og 10D, som er slik sammenføyet at de danner en stiv ramme som kan festes til plattformer. Anordningen omfatter også en metallramme, som har fire tverrelementer 11A, 11B, 11C og 11D hvis øvre ender er festet til en øvre plate 12 og hvis nedre ender er festet til sleider 13A, 13B, 13C og 13D ført inn i bjelkene 10A - 10D. En plate 14 festet til sleidene gir stivhet til rammen, som kan forskyves langs bjelkene.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter videre to identiske jekker 21 og 22 hvis sylindre 21A og 22A er festet til rammen parallelt med bjelkene, for å beveges vertikalt og symmetrisk i forhold til midten O til anordningen. To jekker av en første type benyttes sammen av symmetrigrunner. Alternativt kan benyttes en enkelt jekk eller flere enn to jekker av den første type.

Stagene 21B og 22B til jekkene er forbundet med en tykk plate 25 (se fig. 6) som omfatter midler for å feste enden 5A til staget 5.

Jekkene 21 og 22 er f.eks. slik valgt at de kan yte en kraft på omtrent 120 tonn når vekten til staget er omtrent 100 tonn.

Anordningen omfatter videre to andre jekker 31 og 31 som kan gi større kraft enn jekkene 21 og 22.

Av symmetrigrunner velges to jekker av denne annen type. Alternativt kan benyttes en enkelt jekk eller flere enn to jekker.

Jekkene 31 og 32 er identiske, og har sylindre 31A og 32A anordnet vertikalt i rammen, festet til denne. De er plassert symmetrisk i forhold til midtpunktet 0. Stemp-lene 31B og 32B er ført gjennom platen 25, og kan forskyves i hullene. De ender i sperreelementer 31C og 32C. Dette' arrangement muliggjør at stagene påvirkes av jekkene 21 og 22 bare under trinnene A, B, C, D og E beskrevet i forbindelse med fig. 1, i hvilke det kreves en viss grad av følsomhet, og jekkene 31 og 32 kommer til virkning bare ved den delvise neddykking av plattformer, i trinnet S. Kraften fra disse kan f.eks. ligge i nærheten av 1000 tonn.

Fig. IA viser fordelene med to par jekker. I trinn A, når stagene 5 senkes, er kraften som utøves på jekkene, som er vist symbolsk i figuren med en enkelt jekk V, f.eks. omtrent 100 tonn.

Når koblingsdelen 6 kommer i kontakt med bunnen av den ytre koblingsdel 7 (trinn B), synker kraften til 85 tonn, idet en gjennomsnitlig kraft på 15 tonn er nødvendig for å åpne armene 6A. Denne åpningskraft må ikke være mindre enn f.eks. 10 tonn, fordi armene ellers ikke åpner seg, og kraften må ikke være større enn 20 tonn, fordi dette kan skade den ytre koblingsdel. Jekkene som benyttes i dette trinn må derfor være tilstrekkelig følsomme til å ligge innen de ovenfor nevnte grenser.

Under trinn C, som tilsvarer åpning av armene 6A og føring av armene til kontakt med avtrapning 7A, øker kraften.

Under trinn D (neddykking av plattformer) øker kraften plutselig til verdier i området 800 - 1000 tonn. Bare anvendelsen av kraftige jekker muliggjør utførelsen av dette trinn.

Det vil således innses at jekker med en kraft på 100 tonn ikke vil være i stand til å utføre trinn D, og at jekker med en kraft på 1000 tonn ikke har den nødvendige følsom-het til å utføre trinn B. Bare bruken av to grupper jekker som kan bringes til virkning suksessivt og/eller samtidig gjør det mulig å løse dette problem.

Hver jekk kan være tilkoblet dempende midler.

Fig. 7A og 7B viser kretsløpene for styring av jekkene og midlene for demping.

For å lette lesing av diagrammene i fig. 7A og 7B kan de to diagrammene plasseres kant mot kant, slik at punktene som er merket Q, R, S, P og U faller sammen.

Jekkene 21, 22, 31 og 32 er koblet til platen 25 slik som beskrevet ovenfor.

Midlene for demping av jekkene 31 og 32 utgjøres av en akkumulator 41 som er inndelt i et oljerom 41A og et lufterom 41B, og akkumulatoren kan om nødvendig være tilkoblet en annen lufttank 42. Akkumulatoren og tanken er anordnet i rammen slik som vist i fig. 4.

Demperen 51 til jekkene 21 og 22 som skal beskrives nærmere i det følgende er også anordnet i rammen.

Den nødvendige luft for drift av demperen tilføres fra en rekke sylindre 45.

Rektanglene CA og CH angir henholdsvis en luftkompressor og en oljekompressor.

Alle de øvrige symboler i fig. 7A og 7B er vanlige symboler som benyttes, og skal ikke forklares i detalj.

Jekkene 31 og 32 er tilkoblet oljekammerenden til demperen 41 via en tilbakeslagsventil 60.

Dette medfører at ved slutten av sammenkoblingstrinnene trekkes jekkene 31 og 32 sammen, slik at sperreelementene på stagene kommer i kontakt med platen, og slik at fort-settelsen av jekkbevegelsen bevirker delvis neddykking av plattformen.

En elektrisk styrt ventil 61 aktiverer en ventil 60, for å stille denne enten slik at den muliggjør at jekkene beveger seg i begge retninger, slik at stagene kan følge bevegelser som skyldes virkningen av dønninger, eller for å bevirke at ventilen virker som en tilbakeslagsventil. Under neddykkingen av plattformer og i de perioder dønn-ingene bevirker at plattformen senkes, virker ventilen som tilbakeslagsventil, og olje tillates å strømme inn i de nedre rom i jekkene. I det nedre dødpunkt hindrer tilbakeslagsventilen oljen i å strømme tilbake til demperen 41. Den nødvendige energi for neddykking av plattformen kommer således delvis fra vannet, på grunn av bevegelser forårsaket av dønningene.

Akkumulatoren 51 består av to sylindre 52 og 53, som hver har et stempel 52A og 53A, sammenkoblet ved hjelp av en stang 54. Rommet over stempelet 52A er tilkoblet forrådet av komprimert luft. Rommet under stempelet 52A er tilkoblet jekkene 21 og 22.

Romene over og under stempelet 53A er tilkoblet forrådet 45 via elektrisk styrte ventiler 55 og 56.

Dette gjør det mulig å variere stivheten i demperinnretningen, og kraften fra denne benyttes på følgende måte: a) Senking av stag, idet stagene f.eks. veier 106 tonn, ved at de elektriske styrte ventilene 55 og 56 akti-veres samtidig. Demperinnretningen er beregnet til å

komme til virkning under disse forhold.

b) Kontakttrinnet, der koblingsdelen på staget kommer i kontakt med den ytre koblingsdel. Den tilsynelatende

vekt til enheten er minsket til f.eks. 90 tonn. Bare ventilen 56 er aktivert, og ventilen 55 bevirker at det tilhørende rom kommuniserer med atmosfæren.

Virkningen av luften mot stempelet 52A kommer til fradrag fra virkningen på stempelet 53A som har mindre tverrsnitt. Stivheten i demperinnretningen er således til-passet de nye betingelser.

c) Heving av staget og begynnelsen til neddykkingen før jekkene 31 og 32 kommer til virkning. Vekten øker

til 116 tonn, og deretter til 150 tonn. Ingen av ventilene 55 eller 56 er aktivert. Stempelet 52A virker som kraftforsterker. Stivheten i dempersys-temet varierer i samsvar med variasjoner i belast-ningen . Fig. 8, 9, 10 og 11 viser hvordan anordningen i henhold til oppfinnelsen kan brukes. Jekkene er vist skjematisk ved hjelp av en enkelt jekk 80, som har en sylinder 80A og en stempelstang 80B.

Fig. 8 viser følgende trinn:

A) Senking av anordningen i henhold til oppfinnelsen ned på plattformen, innrettet etter stagene 5, som på

forhånd er bragt på plass og festet til plattformen. B) Festing av anordningen til plattformen, delvis senking av stempelstangen 80B og fastgjøring av denne til

stagene.

C) Bevegelse oppover av sylindrene uten bevegelse av stagene. D) Heving av stagene ved aktivering av jekken, og mon-tering av staver 90 for å understøtte stagene.

Fig. 9 viser følgende trinn:

E) Jekkene ligger mot stavene.

F) Bevegelse oppover av sylinderen uten bevegelse av stagene. G) Ny heving av stagene ved bevegelse av rammen langs bjelkene. H) Bevegelse av stagene over den ytre koblingsdel og

delvis senking inntil stagene ligger mot stavene.

Fig. 10 viser følgende trinn:

I) Senking av sylindrene inntil de ligger mot stavene,

uten bevegelse av stagene.

J) En liten bevegelse av stagene oppover, for å mulig-gjøre fjernelse av stavene.

K) Bevegelse nedover av stagene, for å føre koblingsdelen og disse ned i en ytre koblingsdel.

L) Senking av sylindrene uten bevegelse av stagene.

Fig. 11 viser følgende trinn:

M) Stagene heves litt bare ved hjelp av jekkene 21 og

22, for å stanse bevegelsen av jekkene 31 og 32.

N) Stagene senkes så langt det er mulig, og armene på

koblingsdelen spres ut.

0) Stagene heves inntil armene på kolbingsdelen ligger

mot avtrapningen i den ytre koblingsdel.

P) Bevegelse av jekkene for delvis neddykking av plattformen .

Stagene festes til plattformen etter neddykkingen.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen medfører de for-deler at den er enkel å bruke, og fire anordninger, en ved hvert hjørne av en plattform, kan styres samtidig og muliggjør at et første sett med fire stag kan monteres på en enkel måte. De øvrige stag monteres og settes under strekk på tilsvarende måte.

Claims (3)

1. Anordning for å anbringe stag (5) for holding av en delvis neddykket plattform og å sette stagene under strekk, karakterisert ved at den omfatter en ramme (12, 13A, 13B, 13C, 13D, 14), midler for å bevege rammen vertikalt i forhold til plattformen, og i det minste en første og annen type jekk (21, 22; 31, 32), som hver har en sylinder (21A, 22A; 31A, 32A) og en stempelstang (21B, 22B; 31B, 32B), idet sylindrene er festet til rammen og er anbragt på en slik måte at stempelstengene beveger seg vertikalt, at stempelstangen til den første type jekk er festet til en plate (25) som har en åpning for gjennomføring av stempelstangen til den annen type jekk samt midler for å feste endene til stempelstengene, og at stempelstangen til den annen type jekk har et sperreelement (31C, 32C) på enden, idet stempelstengene til de to type jekker har forskjellig lengde, valgt slik at den annen type jekk driver platen bare under neddykking av plattformen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at jekkene (21, 22; 31,

32) er anordnet inne i rammen (12, 13A, 13b, 13C, 13D, 14) .

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at midlene for å bevege rammen omfatter sleider (13A, 13B, 13C, 13D) montert for å forskyves langs bjelker (10A - 10D) som plattformen kan festes til.