NO155829B - Varmeveksler og framgangsmaate for framstilling av denne. - Google Patents

Abstract

Varmevekslerkonstruksjon, som oppviser flere, ved hjelp. av mellomvegger fra hverandre skilte passasjer, av hvilke annen hver er utstyrt for strømningspassasje for frisk-. luften som skal varmes opp eller kjøles av og som ledes til rommet som skal ventileres og annen hver er utstyrt for passasje av varme - avgivende eller -opptakende avløpsluft som ledes fra rommet som skal ventileres. Veggene (a') i varmevekslerkonstruksjonen er formet ved å bøye plateemnet (4), som utgjør varmevekslerkonstruksjonen fram og tilbake med i forhold til emnet tverrgående bøyninger (33,39,46).I gavlene av hver vegg dannes i samband med emnets (4). bøyning, fra emnets (4) hovedplan til ulike retninger gående bøyninger (30). Retningen av bøyninger (30) er valgt slik at bøyningene som anslutter i samme emnets (4) kant stiller seg parvis (34,35,36,37) mot hverandre i hver passasje, hvorved bøyningen (30) er utstyrt med i emnet (4) plasserte organ (40) for sammenføyning av bøyningene (30) parvis sammen.

Description

Flytende, enhetlig understøttelseskonstruksjon.

Oppfinnelsen vedrorer understottelseskonstruksjoner for undervannsarbeider slik som dypboringsoperasjoner i åpen sjo.

En slik anordning for undervannsarbeider omfatter en selvbærende konstruksjon som kan fores til et sted hvor en boreoperasjon er onskelig å utfore, og på dette sted kan den så senkes ned i sjb-en på havbunnen og holdes i slik stilling under utforelse av undervannsarbeidene. Når disse arbeider er fullfort, kan anordningen heves opp fra havbunnen for å forflyttes til et annet sted. Slike konstruksjoner må ha den nodvendige stabilitet under nedsenkning og hevning eller forflytning, samt under utforelse av undervannsarbeidene når anordningen hviler på havbunnen.

Det kjennes fra for en understøttende konstruksjon som må legges på siden for å kunne bukseres på plass, hvorpå konstruksjonen reises opp i vertikal stilling for så å bli senket ned mot havbunnen og tjene som et understottende stillas for borearbeide m.v. Denne oppreisning og nedsenkning er prosesser som frembyr meget vanskelige problemer.

Til forskjell fra en slik anordning er ifolge nærværende oppfinnelse disse problemer unngått ved at man har konstruert en flytende plattform, som beholder sin oppreiste stilling såvel under transport som under borearbeide. Ved oppfinnelsen oppnås påtag-elige fordeler, kanskje forst og fremst ved en mere enkel og rask håndtering av anordningen, men også ved muligheten for å anvende den på grunt vann hvor liten vanndybde ikke ville tillate bruk av den kjente anordning.

I konstruksjonen ifolge oppfinnelsen er vertikalt anbragte stabiliseringssoyler anbragt i hjornene av en polygonal kontur. Slike stabiliseringssoyler eller hule elementer er en enhetlig del av hele konstruksjonen og virker til å oppnå nodvendig stabilitet under alle forhold. Fartoyets metasenterhdyde holdes således over dets tyngdepunkt under såvel nedsenkning som hevning.

I US patent nr. 3 246 476 som er ansokerens eldre patent, beskrives en enhetlig nedsenkbar, flytende konstruksjon. Nærværende oppfinnelse er en videre utvikling av ansokerens tidligere konstruksjoner.

Nærmere bestemt vedrorer oppfinnelsen en flytende, enhetlig understottelseskonstruksjon, fortrinnsvis av fagverktype, som har flyteevne for å kunne bukseres flytende på sjtten til tilsiktet posisjon for der å senkes ned og stilles opp på havbunnen for understøttelse av en plattform e.l. over vannflaten, idet det nye og karakteristiske ved denne konstruksjon er at flere innbyrdes fast forenede, hule elementer eller sbyler, som fortrinnsvis alle utgjor bærende elementer i konstruksjonen, er således dimensjonert og anbragt, fortrinnsvis i hjornene av en regelmessig mangekant at deres totale vannlinjeareal ved alle vannlinjenivåer opp til elementenes topp har et treghetsmoment med hensyn på hvilken som helst vilkårlig valgt, felles krengningsakse, hvilket er tilstrekkelig stort til at konstruksjonen under buksering og nedsenkning har sitt metasentrum beliggende ovenfor konstruksjonens tyngdepunkt og således flyter stabilt i oppreist stilling.

Oppfinnelsen vil forstås bedre av den efterfolgende beskrivelse under henvisning til tegningene.

På tegningene er samme henvisningstall brukt for tilsvarende elementer i samtlige figurer. Fig. 1 viser perspektivisk et nedsenkbart fartoy konstruert ifolge oppfinnelsen. Fig. 2 viser en detalj vedrorende en modifikasjon av fartoyet ifolge fig. 1. Fig. 3 viser fartoyet i fig. 1 sett fra siden i retning av pilen A, fig. 1. Fig. 4 viser fartoyet i fig. 1 sett fra siden i retning av pilen

B.

Fig. 5 er et planriss av fartoyet ifolge fig. 1 med enkelte deler utelatt.

Den flytende enhetlige konstruksjon ifolge oppfinnelsen omfatter et antall vertikalt anbragte stabiliseringselementer anbragt i hjornene av en stort sett polygonalt stabiliserende konstruksjon, som understotter en plattform over basiskonstruksjonen og gir fartoyet stabilitet under nedsenkning og hevning. Oppfinnelsen tilveiebringer også trekk som forbedrer konstruksjonens eller fartoyets stabilitet når det er nedsenket og gir en hoyere grad av bunnstabilitet for fartoy med stor masse, beregnet på-å kunne senkes på store havdybder selv på steder hvor havbunnen ikke er istand til å gi fast understøttelse hvorfra et undervannsarbeide kan utfores.

Som vist på tegningene omfatter fartoyet tre stabiliserings-kolonner 150, 151 og 152 anbragt i hjornene av en polygonal konstruksjon av trekantet form. Ved den nedre ende av hvert stabi-liseringselement 150, 151 og 152, er der festet et fotstykke 153, 154 og 155. Fotstykkene 153, 154 og 155 omfatter hule, vanntette avdelinger hvori inngår kontinuerlige topp- og bunnflater 156

og 157, samt kontinuerlige sidevegger 158, 159, 160 og 161. Topp-og bunnflatene er stort sett perpendikulære på resp. stabiliser-ingselements vertikale akse og de kontinuerlige sidevegger 158, 159, 160 og 161 står stort sett perpendikulært på topp- og bunnflatene, idet sideveggene for avdelingene ved hjornene, om onskelig, er avrundet som vist. Topp- og bunnflatene av fotstykkene har et areal som er vesentlig storre enn arealet av stabiliseringselementene, og sideveggene for avdelingene har en vesentlig hoyde som vist på tegningene av grunner som nedenfor skal behandles nærmere.

Fotstykkene er fortrinnsvis av rektangulær form, sett i plan, og er gjerne orientert med den lengste dimensjon forlopende langs radier som passerer gjennom midten av stabilisatorkonstruksjonen og den vertikale akse av resp. stabiliseringselementer og, som det sees av fig. 5, er fotstykkene symmetrisk anbragt i forhold til disse radier, og stabiliseringselementene er forskjovet utover fra midtarealet av de ovre flater av fotstykkene. Disse fotstykker 153, 154 og 155 ligger i et felles horisontalplan og er stivt forbundet med hverandre ved hjelp av en nedre konstruksjon, hvori inngår langstrakte deler 162, 163 og 164 som danner sidene i en triangulær konstruksjon, hvori fotstykkene 153, 154 og 155 er anbragt ved hjornene. Endene av de langstrakte deler 162, 163 og 164 strekker seg fortrinnsvis gjennom sideveggene 161 for fotstykkene og inn i disse og kan der være forenet med en tilstotende del og med stabiliseringselementet slik at der fås en stiv konstruksjon. En indre triangulær konstruksjon som utgjores av delene 165, 166 og 167 er anbragt inne i den ytre triangulære konstruksjon som ble dannet av delene 162, 163 og 164, idet hjornene av det indre triangel er forbundet med midt-punktene av de sistnevnte deler slik at der tilveiebringes en nedre konstruksjon med stor stivhet.

Delene som utgjor de indre og ytre triangelkonstruksjoner er fortrinnsvis ror og kan være oppdelt i avdelinger for å kunne inneholde vannballast. Som tydeligere vist i fig. 3 og 4 har de langstrakte deler 162, 163 og 164 en diameter eller en vertikal dimensjon, vesentlig mindre enn halve dybden av forstykkene 153, 154 og 155 og er forenet med sideveggene 161 like ved den ovre flate av fotstykkene, slik at hoveddelen av sideveggenes 161 hoyde ligger under undersidene av delene 162, 163 og 164. Hen-sikten ved denne konstruksjon skal beskrives nedenfor. Delene 162, 163, 164, 165, 166 og 167 danner et gitterverk som forener stabiliseringselementene 150, 151 og 152 ved fartoyets nedre del, og i tilfeller hvor bunnbelastningsproblemene ikke er alvorlige eller ikke forekommer kan tverrsnittskonturen av disse deler oke i forhold til volumet av fotstykkene 153, 154 og 155.

De ovre ender av stabiliseringselementene 150, 152 og 153 er forenet ved en ovre konstruksjon omfattende langstrakte deler 170, 171 og 172 som danner sidene i et triangel, hvori inngår de ovre ender av stabiliseringselementene, der er anbragt ved tri-angelets hjorner. De langstrakte deler 170, 171 og 172 ligger i et felles horisontalplan parallelt med planet for den nedre triangulære konstruksjon og er stort sett anbragt over de langstrakte deler 162, 163 og 164, og de stabiliserende elementer for-loper stort sett perpendikulært på disse plan. Tilsvarende ovre og nedre langstrakte deler på hver side av fartoyet er innbyrdes forbundet og forenet med et par av stabiliserende elementer, slik at der dannes et fagverk. Dette fagverk omfatter de stabiliserende elementer 150 - 151 i fig. 3 og omfatter stabiliseringselementene 151 - 152 i fig. 4, mens konstruksjonen i fig. 1 omfatter elementene 150 - 152.

Fagverkkonstruksjonen ifolge fig. 1 omfatter et par diagonale deler 174 og 175 anbragt stort sett i samme plan som delene 162 og 170, men med de nedre ender forenet til basisen av stabiliseringselementene 150 og 152, og med de ovre ender forenet med den ovre del 170 midt på denne. Et par på avstand fra hverandre anbragte vertikale stotter 176 og 177 er anbragt stort sett under boreutstyrets understøttende konstruksjon, som skal beskrives nedenfor, og strekker seg mellom den nedre del 162 og den ovre del 170, samt er forenet i områdene 178 og 179 med diagonaldelene 174 og 175. I tillegg til dette er vertikale stotter 180 og 181 anbragt på en viss avstand fra stabiliseringselementene 150 og 152, og er forbundet mellom den nedre del 162 og den ovre del 170, samt er forenet med diagonaldelene 174 og 175 i områdene 182 og 183. Fagverkkonstruksjonen ifolge fig. 3 omfatter diagonale deler 184 og 185, som i de nedre ender er forbundet med et område på midten av de nedre deler 163 og med de ovre ender er forbundet med resp. stabiliseringselementer 151 og 152 nær diss-es ovre ender. Vertikale stotter 186 og 187 er forbundet mellom den nedre del 163 og den ovre del 171, samt er forenet med diagonaldelene 184 og 185 i områdene 188 og 189.

Den andre fagverkkonstruksjon, vist i fig. 4, er stort sett lik den ifolge fig. 3 inkludert diagonaldeler 190 og 191 forbundet mellom den nedre del 164 og de ovre ender av stabiliseringselementene 152 og 153 og vertikale stotter 192 og 193 mellom de ovre og nedre deler 172 og 164 og er i områdene 194 og 195 forbundet med resp. diagonaldeler 190 og 191. Nærbeliggende fag-verkkonstruks joner er innbyrdes forbundet med tverrdeler forenet med diagonaldelene og de vertikale stotter for fagverkkonstruksjonene. Disse konstruksjoner er i fig. 1 og 3 vist forenet ved tverrdeler 200 anbragt mellom områdene 182 og 189. Fagverkkon-struks jonene ifolge fig. 3 og 4 er forenet ved tverrdeler 201 forbundet mellom områdene 188 og 195; og fagverkkonstruksjonene ifolge fig. 1 og 4 er forenet ved tverrdeler 202 anordnet mellom områdene 183 og 194. I tillegg til dette er fagverkkonstruksjonene ved diagonaldeler forbundet med et fotstykke på siden som ligger stort sett i nærbeliggende konstruksjons plan. Den fag-konstruksjon som omfatter delene 162 og 170 er ved diagonaldeler 203 og 204 forbundet med nærbeliggende sider av fotstykkene 153, og 155, som ligger stort sett i planene for fagverkkonstruksjonene ifolge fig. 3 og 4, idet de ovre ender av delene 203 er forbundet til et sted 182, og de ovre ender av delene 204 er forbundet med området 183.Også diagonaldelen 205 er i den nedre ende forbundet med et fotstykke 154 nær dettes side, beliggende stort sett i planet for fagverkkonstruksjonen ifolge fig. 3 og er i den ovre ende forbundet med området 195 for fagverkkonstruksjonen ifolge fig. 4. De ovre konstruksjonsdeler 170, 171 og 17 2 er beregnet på å understøtte en nødvendig plattformkonstruk-sjon, f.eks. som antydet med strekede linjer 210 og 211, og enhver nodvendig konstruksjon kan anordnes efter onske. En frittbærende konstruksjon 212 for understøttelse av utstyr for å utfore undervannsarbeider, som f.eks. en borerigg 213, strekker seg ut fra den ene side av fartoyet, f.eks. den side som omfatter fagverkkonstruksjonen hvori delene 162 og 170 inngår, som vist i fig. 1. Som ovenfor bemerket er stottene 176 og 177 anbragt under den frittbærende konstruksjon.

I fig. 3 er fartoyet vist i normal flytestilling på sjbens overflate med fotstykkene 153, 154 og 155 med et visst fribord. Når fartoyet er i normal flytestilling, er det forst og fremst under-støttet av flyteevnen av fotstykkene 153, 154 og 155, og det kan være ønskelig at disse fortrenger et vannvolum som er tilstrekkelig til å bære fartoyet med fotstykkene anordnet med et visst fribord. Vannflatearealet av fotstykkene og avstanden av disse fra fartoyets senter eller fra hverandre målt langs sidene av den triangulære konstruksjon er slik at treghetsmomentet av vannflatearealet har en storrelse som gir en h5y flytestabilitet. Anordningen av fotstykkene ved hjornene av en stabiliserende konstruksjon med stort sett triangulær form forbundet ved delene 162, 163 og 164 med forholdsvis lite tverrsnittsareal gjor det mulig å få en hby flytestabilitet med minimum uheldig innflytelse av bolgevirkningen. Fotstykkene er, selv om de omfatter konstruksjoner med forholdsvis stort tverrsnittsareal, anbragt fra hverandre en distanse som reduserer bolgevirkningen på fartoyet til et minimum. Denne type av konstruksjon har særlig anvende-lighet for fartbyer beregnet på å dykke til store dybder, hvilket nødvendigvis krever en basiskonstruksjon med stort konturareal.

Når det er bnskelig å senke fartoyet ned, tilfores ballast til avdelingene i fotstykkene og til avdelingene i delene 162, 163, 164, 165, 166 og 167 i basiskonstruksjonen, slik at fotstykkene senkes ned under sjoens overflate. Når fotstykkene mister fribord, opprettholdes fartoyets stabilitet av stabiliseringselementene 150, 151 og 152. Vannfortrengningen av basiskonstruksjonen og stabiliseringselementene er tilstrekkelig til å gi flyteunderstottelse for fartoyet under nedsenkning til en vanndybde svarende til den effektive hoyde av stabiliseringselementene. Da fartoyet, når det ikke flyter på stabiliseringselementene, kan holdes med en svak negativ oppdrift .på grunn av den nedsenkede basiskonstruksjon, kan den totale vannfortrengning av stabiliseringselementene bare behove å bestå av en liten del av den totale fortrengning av basiskonstruksjonen for å tilveiebringe vertikal stabilitet av fartoyet ved nedsenkning av basiskonstruksjonen. Stabiliseringselementene 150, 151 og 152 virker også ved nedsenkning av basiskonstruksjonen til stabilisering av fartoyet mot krengning om en hvilken som helst horisontal akse. Dette oppnås ved å proporsjonere det areal som begrenses av tverrsnittskonturen av stabiliseringselementene og avstanden mellom disse målt langs sidene av stabilisatorkonstruksjonen, slik at der fås treghetsmomenter av vannplanarealene for stabiliseringselementene om enhver krengningsakse for fartoyet av storrelser som etablererden metasentriske hoyde av fartoyet i forhold til krengningsaksen over fartoyets tyngdepunkt ved nedsenkning av basiskonstruksjonen. Det areal som begrenses av tverrsnittskonturen av stabiliseringselementene over deres effektive hoyde bestemmes i overensstemmelse med avstanden mellom stabiliseringselementene målt langs sidene av stabiliseringskon-struksjonen for å utvikle treghetsmomenter av den storrelse som er nodvendig for den onskede stabilitet. Avstanden mellom stabiliseringselementene vil bero på forskjellige avhengige eller uavhengige faktorer, hvori inngår okonomiske betraktninger, som f.eks. krav til materialforbruk og fremstilling, samt byggeom-kostninger .

I tillegg til kravet til stabilitet for slike fartoy under deres flytende tilstand og under nedsenkning og hevning av basiskonstruksjonen, er det nodvendig å tilveiebringe stabilitet når fartoyet er senket ned på havbunnen for å tillate utstrakte undervannsarbeider slik som boreoperasjoner. Vertikal grunnstabilitet oppnås normalt ved å kontrollere graden av negativ oppdrift for fartoyet, slik at hovedparten av fartoyets totale masse bæres av oppdriften og ikke av havbunnens reaksjonskrefter. Et nytt og foretrukket trekk ved oppfinnelsen er å opprettholde symmetrisk belastning mot grunnen ved å justere fartoyets vekt og/eller oppdrift for å oppnå ensformig eller stort sett ensformig bunnbelastning på basispartiet istedenfor en kontrollert negativ oppdrift. Deplasementkravene til basiskonstruksjonen og stabiliseringselementene for nedsenknings- og hevningsstabilitet er også passende for dette oyemed. For imidlertid å tilveiebringe en stabil basis, må et bestemt forhold bestå mellom det horisontale konturareal for basiskonstruksjonen og den vertikale avstand mellom basiskonstruksjonen og arbeidsplattformen, idet man også må ta i betraktning typen av de undervannsarbeider som skal ut-" fores og massen av det nodvendige utstyr. Hvis sidedimensjonene for den polygonale basiskonstruksjon betraktes som omfattende den minimalt tillatte avstand mellom stabiliseringselementene, kan diameteren for de hule deler, som utgjor basiskonstruksjonen, bestemmes slik at den tilveiebringer det nodvendige deplasement, og diametrene av stabiliseringselementene kan beregnes til å gi arealer med tverrsnittskontur over hele deres effektive hoyde tilstrekkelig til å utvikle treghetsmomenter for vannplanarealene med den storrelse som er nodvendig for å oppnå onsket stabilitet. Oppfinnelsen er ikke begrenset til en konstruksjon, i hvilken sidedimensjonene for basiskonstruksjonen har de noyakti-ge dimensjoner som forlanges for å gi passende grunnstabilitet, idet det kan være okonomisk i enkelte tilfeller å tilveiebringe et fartoy inkludert en basiskonstruksjon som har mindre sidedim-ens joner og inkluderer andre midler for å oppnå den onskede grunnstabilitet. Videre kan sidedimensjonene for basiskonstruksjonen være storre enn det som er nodvendig for å få passende grunnstabilitet for derved å oke diameteren av de hule sylindriske deler som utgjor basiskonstruksjonen så vel som det areal som begrenses av tverrsnittskonturen for den effektive hoyde av stabiliseringselementene.

Den oppdrift som fås av stabiliseringselementene oker ved fort-satt nedsenkning av basiskonstruksjonen under sjoens overflate, og det er derfor nodvendig å regulerbart tilfore ballast til fartoyets avdelinger under dettes senkning. Når det er onskelig å heve fartoyet, fjernes ballast efter valg fra avdelingene i basiskonstruksjonen for å gi fartoyet oppdrift. Derpå kan fartoyet bringes til å heve seg i overensstemmelse med mengden av ballast som er fjernet fra disse avdelinger i basiskonstruksjonen. Fartoyet kan være nedsenket eller ikke mens basiskonstruksjonen holdes stort sett horisontalt og kan bringes til å heve seg ved forst å gi bare den ene ende av fartoyet oppdrift. Fartoyet kan også forflyttes fra et sted til et annet med basiskonstruksjonen nedsenket.

Stillingen av fartoyet på sjobunnen er vist i fig. 4. Fartoyet understottes mot havbunnen ved anlegg med fotstykkene 153, 154 og 155 og havbunnen uten at det er noen beroring av bunnen eller andre deler av basiskonstruksjonen, dvs. delene 162, 163, 164, 165, 166 og 167. Som det også sees av fig. 4 hviler ikke bunn-flaten av fotstykkene mot oversiden av havbunnen, men opptas i en fordypning utformet i bunnen slik at bunnflatene av fotstykkene ligger an mot bunnen under dennes overflate for ovrig og slik at sideveggene av fotstykkene under delene 162, 163 og 164 ligger i beroring med sjobunnens materiale. Det vertikale kon-taktareal mellom sideveggene av fotstykkene og bunnen gir side-stabilitet for fartoyet. En rekke vertikalt anbragte nedadragende flenser kan festes til bunnen av fotstykkene for å oke arealet av vertikal kontakt mellom fotstykkene og havbunnen. Som vist i fig. 2, kan disse nedadragende flenser utgjores av kors-lignende konstruksjoner 215 anbragt med en viss innbyrdes avstand. Det kan være onskelig å tilveiebringe slike flenser bare på styrbord og babord fotstykker 153 og 155 og ikke på det aktre fotstykket 154 for å tillate en viss grad av glidning av det sistnevnte fotstykke når det er onskelig å bevege fartoyet fra en stilling eller for noyaktig å lokalisere fartoyet på stedet for et undervannsarbeide.

De relative beliggenheter av fotstykkene sees av fig. 5 som gjengir fig. 1 sett i plan og med de ovre konstruksjonsdeler 170, 171 og 172 sloyfet. Fotstykkene 155, 156 og 157 er anbragt på en viss avstand fra hverandre eller fra midten av fartoyet således at tverrsnittsmodulusen for konstruksjonsmonsteret for fotstykkene tilveiebringer onsket stabilitet av fartoyet når det hviler mot havbunnen, således at det ikke kan velte på grunn av virkningen av bolger, strom og vind som når maksimumsverdier under orkan. Den onskede tverrsnittsmodulus for nevnte monster for fotstykkene og de nodvendige arealer av stabiliseringselementene er avhengig av hverandre, idet overflatearealet av stabiliseringselementene bestemmer storrelsen av veltemomenter på grunn av bolgevirkning, strom og vind, og et optimalt innbyrdes forhold forekommer mellom avstanden mellom fotstykkene og vannplan-arealet for stabiliseringselementene for de lavest mulige kon-struksjonsomkostninger.

Et antall faktorer har innflytelse på stabiliteten av et nedsenket fartoy når det er senket ned på havbunnen. Slike faktorer omfatter fysiske trekk ved fartoyet som eksempelvis fartoyets masse inkludert ballast, dybden av sjoen hvor nedsenkningen har foregått og tverrsnittsmodulusen for konturarealet av den del av fartoyet som ligger an mot bunnen, så vel som faktorer som ikke er knyttet til selve fartoyet slik som fysiske egenskaper ved havbunnen inkludert vertikal belastningsstyrke og horisontal skjærspenning og storrelsen av de krefter som kan tilfores fartoyet på grunn av virkningen av bolger, vind og strom. Når et fartoy er nedsenket på havbunnen, blir reaksjonen mellom dette og bunnen resultatet av statisk vertikal belastning av fartoyet, sykliske vertikale belastninger og sykliske horisontale skjærkrefter. Statisk vertikal belastning av fartoyet omfatter dettes kombinerte masse og utstyr, samt ballast minus den oppdrift som svarer til deplasementet av den del av fartoyet som er nedsenket. De sykliske vertikale belastninger og sykliske horisontale skjærkrefter utvikles av krefter tilfort fartoyet av vind, strom og sjogang. Sykliske vertikale belastninger utvikles også under utforelse av undervannsarbeider. De sykliske vertikale belastninger som skyldes virkningen av vind, strom og sjogang er pluss- og minusstorrelser som varierer stort sett sinusformet og må legges til eller trekkes fra den statiske vertikale belastning. Syklisk vertikal belastning gir således to problemer med hensyn til grunnstabiliteten av et nedsenkbart fartoy. Den negative sykliske belastning må for det forste aldri være lik eller storre enn og fortrinnsvis aldri nærme seg den statiske vertikale belastning for ellers vil det nedsenkede fartoy være tilboyelig til å vippe og kan komme til å velte. For det annet må den statiske vertikale belastning pluss den positive sykliske belastning aldri overskride den maksimale belastningsopptagende styrke av havbunnen, ellers vil nemlig fartoyet miste vertikal stabilitet. I tillegg til dette må anlegget mellom fartoyet og havbunnen kunne motstå sykliske horisontale skjærkrefter som utvikles som folge av syklisk belastning.

For å oppnå storst mulig grunnstabilitet i forhold til de momen-ter som soker å velte fartoyet, må den vertikale statiske belastning av fartoyet være så stor som mulig. Den maksimale statiske belastning for et nedsenkbart fartoy fås når alle tilgjengelige ballastavdelinger er fylt med vann. I nedsenkbare fartoyer av den type som oppfinnelsen omhandler, utgjor de stabiliserende elementer en hovedmengde av det anvendelige volum som kan motta ballast for det nedsenkbare fartoy, og nye trekk er anordnet for å muliggjore anvendelse av hele det tilgjengelige ballastvolum for stabiliseringselementene og derved få maksimal statisk belastning av fartoyet. Slike nye trekk omfatter anordning av 153, 154 og 155 i kombinasjon av de vertikale stabiliseringselementer 150, 151 og 152 anbragt på toppen av resp. fotstykker. Med denne kombinasjon kan stabiliseringselementene 150, 151 og 152 fylles helt med vannballast, og de resulterende krefter overfores gjennom resp. fotstykker til havbunnen uten å overbelaste konstruksjonen som forbinder fotstykkene og de stabiliserende elementer med hverandre. Fotstykkene er beregnet på å oppta de totale krefter som tilfores disse ved resp. stabiliseringselementer og å overfore disse krefter til havbunnen, som ligger an mot bunnflatene av fotstykkene og delene 162, 163 og 164 og sidefagverkene inkludert disse deler blir ikke utsatt for noen vesentlig påkjenning.

Anordningen av stabiliseringselementene og fotstykkene som uavhengige kraftfrembringende og kraftoverforende organer og å anordne en konstruksjon i hvilken fotstykkene utgjor hele anlegget med havbunnen, og hvor fartoyet får et totalt beroringsareal med havbunnen uavhengig, innen visse grenser, av konturarealet av basiskonstruksjonen gjor det mulig å etablere en optimal belastning per m 2mellom fartoyet og havbunnen. Ifolge oppfinnelsen velges arealet av fotstykkene slik at det omfatter omkring 25 % til 30 % av det polygonale konturareal, som avgrenses av stabiliseringselementene. De relativt små anleggsflater resulterer i en hoyere bunnbelastning per m 2 med samme statiske belastning,

og det trekk å anordne stabiliseringselementer og fotstykker som uavhengige kraftfrembringende og kraftoverforende organer muliggjor oppnåelse av en maksimal bunnbelastning per m , når dette er onskelig. Anordningen av hoy bunnbelastning gjor det mulig å oppnå en hoy grad av grunnstabilitet og muliggjor også anvendelse av en ny fremgangsmåte, som nedenfor skal beskrives, hvorved grunnstabiliteten okes ytterligere, idet denne er av særlig viktighet når fartoyet er nedsenket på en havbunn med forholdsvis dårlig bæreevne.

Den hoye bunnbelastning bedrer grunnstabiliteten ved å oke friksjonen mellom fartoyet og bunnen når det er nedsenket på denne, hvilket gir belastningsstyrke storre enn den maksimale bunnbelastning som kan oppnås. Med hensyn til havbunnen som har dårlig bæreegenskap, vil den hoye belastning per m , som fas mellom fotstykkenes bunnflater og havbunnen, presse fotstykkene inn i bunnen, slik at der tilveiebringes fordypninger i denne som hindrer sidebevegelse av fotstykkene og således åv fartoyet. Selv om perimeteret for vertikal beroring mellom fotstykkene og havbunnen er forholdsvis lite i forhold til konturarealet av basiskonstruksjonen, tilveiebringer dybden av fotstykkene et forholdsvis stort areal av vertikal kontakt med bunnen, og en hoy motstand mot horisontale skjærkrefter fås. Mengden av ballast som innfores i stabiliseringselementene bor aldri overskride en verdi som vil frembringe trykk som presser fotstykkene så dypt inn i havbunnen at delene 162, 163, 164, 165, 166 og 167 kommer i beroring med bunnen og medforer påvirkninger på sidefagverkene for fartoyet utover de beregnede grenser. Når havbunnen er hård, kan maksimal ballast vanligvis inntas og holdes i stabiliseringselementene uten at konstruksjonsdelene i basiskonstruksjonen kommer i beroring med havbunnen, mens havbunn som er mer eller mindre lett gjennomtrengbar av fotstykkene nødvendiggjor en ba 11-astmengde i stabiliseringselementene som er mindre enn den maksimale. Med en forholdsvis blot havbunn, slik som f.eks. i flod-utlop, kan ballasten i stabiliseringselementene være så liten at konstruksjonsdelene 162, 163, 164, 165, 166 og 167 for basiskonstruksjonen kan komme til anlegg med, og presses ned i, havbunnen under trykk som imidlertid ikke overskrider de beregnede grenser for fartoyet.

Som ovenfor angitt hva enten ballast innfores i stabiliseringselementene for å gi maksimal vertikal statisk belastning for en gitt vanndybde eller en verdi av statisk belastning mindre enn den maksimale verdi, avhenger av havbunnens belastningsopptagende styrke. Når denne styrke er vesentlig storre enn en kritisk verdi, blir stabiliseringselementene forsynt med ballast for å utvikle maksimal vertikal belastning av fartoyet, idet den kritiske verdi er summen av den maksimale statiske belastning ved den spesielle nedsenkningsdybde og den storste sykliske belastning som man må regne med. I slike situasjoner kan stor grunnstabilitet lett fås. Vanskeligheter er imidlertid til stede for å oppnå den storste mulige verdi av grunnstabilitet når havbunnen har en bæreevne storre enn, men like ved, den kritiske verdi, eller mindre enn denne, eller når bæreevnen for havbunnen er ukjent. Oppfinnelsen tilveiebringer en ny fremgangsmåte som overvinner disse vanskeligheter. Den nye fremgangsmåte omfatter de trinn å fylle ballastavdelingene i stabiliseringselementene for å etablere hoyest mulig statisk belastning uten svikt i havbunnen. Den hoyest mulige statiske belastning er her omtalt som "forbelastningen", og fotstykkene kan være forbelastet et ad gangen. Efterat slik forbelastning er fullfort, tommes ballast ut fra stabiliseringselementene for å redusere den statiske belastning til en "avlastnings"-verdi. Denne verdi av statisk belastning vil delvis være avhengig av forbelastningen og på den storste antatte sykliske belastning, slik at den totale belastning av fartoyet aldri vil overskride forbelastningsverdien. Selvsagt vil avlastningsverdien være tilpasset i overensstemmelse med de varierende sykliske belastninger som skyldes forand-ring i forholdene. I rolig vær, kan forbelastningen avlastes for å etablere en forholdsvis hoy avlastningsverdi. Vil imidlertid stormforhold utvikles, vil avlastningsverdien bli ytterligere redusert for å kompensere for den resulterende okning i syklisk belastning.

Anordningen av forbelastning av fartoyet til hoyest mulig statiske belastning efterfulgt av avlastning av denne hoye statiske belastning for å etablere en avlastningsverdi av statisk belastning, muliggjor ikke bare å sikre opprettholdelse av en hoy grunnstabilitet for fartoyet uavhengig av storrelsen av syklisk belastning som måtte kunne forekomme, men resulterer også i en okning av havbunnens bæreevne. Dette resultat er meget viktig når havbunnen har dårlig bæreevne, som f.eks. i ekstreme tilfeller, når bæreevnen ikke er stort storre enn den maksimalt antatte sykliske belastning. Når den ballast som har etablert forbelastningen fjernes for å etablere avlastningsverdien av den statiske belastning, vil der vanligvis ikke være noen tilbøye-lighet for fotstykkene til å synke ytterligere ned i havbunnen, og grunnen under og rundt fotstykkene, som da danner en fordypning som opptar disse, vil efterhvert gjennomgå en konsolider-ing. Som kjent har havbunnen efter denne konsolidasjon storre bæreevne, og bunnen vil således kunne oppta storre belastninger enn forbelastningsverdien. Det trekk å forbelaste fartoyet under en tilstand av hoy belastning per m oker også konsolideringen av grunnen, da de hoye trykk presser vannet ut av grunnen under og rundt fotstykkene og presser grunnpartiklene tettere sammen, hvorved friksjonen okes. Det hoyere trykk som skyldes forbelastningen sprer ansamlinger av vann under fotstykkene på kortere tid enn hva som ville være nodvendig om man ikke anvendte forbelastning. Spredningen av vannet er betydningsfullt for å få best mulig bæreevne av havbunnen når denne er blot, og det er viktig at den sistnevnte tilstand oppnås så fort som mulig. Virkningen av forbelastningen presser videre fotstykkene så dypt som mulig ned i havbunnen, hvorved fås maksimal motstand mot horisontale skjærkrefter mot sidebevegelse så vel som en ytterligere okning av havbunnens bæreevne ved at fotstykkene blir liggende på et nivå under havbunnens overflate hvor bæreevnen har en hoyere verdi. Som nevnt ovenfor vil avlastningsverdien av den statiske belastning variere avhengig av belastningen på sjobunnen og den sykliske belastning som kan ventes. Avlastningsverdien for den statiske belastning skal imidlertid om mulig aldri overskride en verdi som, når kombinert med de ventede sykliske belastninger, tilveiebringer en total statisk belastning som nærmer seg det punkt da havbunnen gir efter, når det tas i betraktning den for-bedrede bæreevne som fås ved forbelastning og avlastningsoperasjoner, som ovenfor er beskrevet, så vel som den ekstra belastningsopptagende kapasitet som skyldes adhesjon, kohesjon og tik-sotropi. Den hoyeste grunnstabilitet fås når den hoyeste tillatte avlastningsverdi for statisk belastning opprettholdes. Det er blitt bestemt hva angår grunnstabilitet at fortrinnsvis skal den sykliske belastning ikke overskride en tredjedel av avlastningsverdien for statisk belastning. På enkelte steder under hårde værforhold kan det være vanskelig å oppnå dette foretrukne forhold. Den okede belastningsbærende styrke, som skyldes forbelastning og avlastningsoperasjoner, gjor det imidlertid mulig å oppnå det foretrukne resultat i situasjoner hvor det ellers ville være umulig. Opprettholdelsen av den hoyest mulige avlastningsverdi av statisk belastning i kombinasjon med etablering av hoy belastning per m 2 mellom fotstykkene og havbunnen forbedrer imidlertid ytterligere grunnstabiliteten når fartoyet utsettes for syklisk belastning. Når et nedsenket fartoy utsettes for syklisk belastning, vil nettobelastningen i kg/cm 2 mellom fartoyet og havbunnen svinge omkring verdien for den statiske belastning mellom maksimums- og minimumsverdier, som avviker fra hverandre med en verdi som er lik det dobbelte av den sykliske belastning, og ved å opprettholde den hoyest mulige statiske belastning vil den minimale nettokraft opptre ved det hoyest mulige trykk. Dette resulterer i at den havbunn som danner fordypningene, utsettes for en minimal forstyrrelse, som f.eks. på grunn av hydrostatisk trykk og vannets tendens til å lekke inn i fordypningen og danne lommer på innsiden av fordypningene.

Når den belastningsopptagende styrke av sjobunnen har en lav verdi, er det vanligvis mulig å belaste fartoyet slik at hele basiskonstruksjonen, dvs. de ytre deler 162, 163 og 164 så vel som de indre deler 165, 166 og 167 sammen med fotstykkene, beveg-er seg ned til anlegg mot havbunnen uten å påfore fartoyets konstruksjon påkjenninger utover de beregnede grenser. Dette resulterer i okning av anleggsarealet mellom fartoyet og havbunnen med en reduksjon av belastningen per m 2, som er fordelaktig nar havbunnen har dårlig bæreevne. Flodmunningsområder er eksempler på havbunn som har meget dårlig bæreevne når denne type av opera-sjon skal finne sted. I slike områder har havbunnen så lav bæreevne at fartoyet i virkeligheten flyter i mudder med en tetthet storre enn tettheten av vann. Ifolge den nye fremgangsmåte efter oppfinnelsen, nedsenkes fartoyet i flodmunningsområder ved forbelastning slik at det senkes ned til onsket dybde, hvorved hele basiskonstruksjonen vil være nedsenket i og ligge under mudder-bunnen, hvorpå ballast fjernes for å tilveiebringe en avlastningsverdi for statisk belastning, som bestemmes ved å betrakte faktorer, hvori inngår flyteevnen i mudderet og ventet syklisk belastning for å etablere og opprettholde likevektsforhold, i hvilke tiksotropieffekter hjelper til ved stabilisering av fartoyet. Forbelastning og avlastningsoperasjoner etablerer likevektsforhold for enhver onsket nedsenkningsdybde innenfor et forholdsvis kort tidsrom og gjor det således mulig å oppnå vertikal stabilitet så snart som mulig. Det vil selvsagt forstås at fartoyet kan forbelastes under forhold med hele basiskonstruksjonen i beroring med havbunnen, når denne har en bæreevne storre enn den for slike flodmunninger, mens den maksimale belastning, som fartoyet er beregnet på å bære med basisdelene 162, 163, 164, 165, 166 og 167 i beroring.med havbunnen som anleggsdeler, er begrensningsfaktoren, idet det vil forstås at fartoyet kan nedsenkes med fotstykkene bare i beroring med havbunnen, når den vertikale belastning av fartoyet er mindre enn den maksimalt beregnede belastning.

Da den nodvendige storrelse av treghetsmomentet av vannplanarealene for de stabiliserende elementer avtar ved nedsenkning, er det mulig å anvende koniske stabiliseringselementer med tilhoren-de besparelse i materiale. Om 6nskel'ig kan konisiteten av stabiliseringselementene begynne på et sted nær dens nedre ende og strekke seg over mesteparten av dens lengde som vist i fig. 1.

Med den sistnevnte konstruksjon fås maksimalt treghetsmoment for vannplanarealene over hele begynnelsesfasen av nedsenkning.

Claims (7)

1. Flytende enhetlig understdttelseskonstruksjon, fortrinnsvis av fagverktype, som har flyteevne for å kunne bukseres flytende på sjoen til tilsiktet posisjon for der å senkes ned og stilles opp på havbunnen for understøttelse av en plattform e.l. over vannflaten, karakterisert ved at flere innbyrdes fast forenede, hule elementer eller soyler (150, 151, 152), som fortrinnsvis alle utgjor bærende elementer i konstruksjonen, er således dimensjonert og anbragt, fortrinnsvis i hjornene av en regelmessig mangekant, at deres totale vannlinjeareal ved alle vannlinjenivåer opp til elementenes topp har et treghetsmoment med hensyn på hvilken som helst vilkårlig valgt felles krengningsakse, hvilket er tilstrekkelig stort til at konstruksjonen under buksering og nedsenkning har sitt metasentrum beliggende ovenfor konstruksjonens tyngdepunkt og således flyter stabilt i oppreist stilling.

2. Konstruksjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at soylene (150, 151, 152) står på og er fast forenet med et understell (153 - 167) med flottorer (153, 154, 155), idet disse har storre vannlinjeareal enn soylene og tilstrekkelig stort volum til å bære hele konstruksjonen, idet de flyter med fribord.

3. Konstruksjon som angitt i krav 2, karakterisert ved utstyr for anvendelse av understellets flottorer og også sbylenes hulrom som ballasttanker for konstruksjonens senkning.

4. Konstruksjon som angitt i kravene 1, 2 eller 3, karak terisert ved at soylene er sylindriske nedentil, men oventil er konisk avsmalnende oppover.

5. Konstruksjon som angitt i krav 2, karakterisert ved at soylene (150, 151, 152) står på og er fast forenet med hver sin av understellets flottorer (153, 154, 155) og at disse er fast forenet med hverandre ved bjelker (162, 163, 164), som ligger helt ovenfor den nedre halvdel av flottorenes hoyde.

6. Konstruksjon som angitt i krav 5, karakterisert ved at understellets flottorer (153, 154, 155) har inngreps-organ (215) på undersiden for ved inngrep med havbunnen å hindre at konstruksjonen glir.

7. Fremgangsmåte ved utsetning av en konstruksjon ifolge noen av de foregående krav, karakterisert ved at konstruksjonen, når den er senket ned i tilsiktet posisjon på havbunnen, men for den tas i bruk, ballastes opp til den totale belastning på havbunnen, som svarer til dennes bæreevne, eller så stor del derav, som i det minste svarer til summen av statisk og dynamisk (syklisk) belastning, som konstruksjonen beregnes å kunne utove på havbunnen, og at derefter ballasten minskes med et belop, som svarer til hva som ytterligere beregnes å bli påfort konstruksjonen i form av statisk last og av dynamisk belastning, særlig ved vind, bolger og strom.