NO159185B

NO159185B - Svingbar plattform med boeyelige paeler for arbeider til havs.

Info

Publication number: NO159185B
Application number: NO853007A
Authority: NO
Inventors: Loic Marie Jacques Dan Deserts; Dominique Michel; Francois Gabriel Sedillot
Original assignee: Doris Engineering
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1988-08-29
Also published as: IT8521531A0; FR2568908A1; JPS6149015A; US4684292A; FR2568908B1; ES8609106A1; GB8518174D0; OA08081A; NO159185C; GB2162883B; IN163915B; NO853007L; BR8503726A; ES545498A0; GB2162883A; IT1200672B

Description

Oppfinnelsen angår en bore- eller produksjonsplattform for arbeider til havs, omfattende en tårnkonstruksjon som oventil bærer et dekk, og som er forankret til havbunnen ved hjelp av fleksible pæler som er drevet ned i havbunnen, og som strekker seg oppover i tårnet nær dettes midtakse og er festet til det øvre parti av tårnet, og en skjærkraftopptagende kon-struksjon bestående av i havbunnen neddrevne pæler som strekker seg opp gjennom føringer fordelt rundt omkretsen av det nedre parti av tårnet, flottører ved det øvre parti av tårnet og ytterligere organer som søker å holde tårnet vertikalt.

Der er kjent svingeplattformer hvor det svingeledd som for-binder fundamentet med den nedre ende av tårnet, er sløyfet og erstattet med et visst antall pæler som er drevet ned i havbunnen og strekker seg opp til tårnets øvre del, som de er festet til. En slik plattform er beskrevet i GB patent-skrift 2 075 096. Ved den kjente utførelsesform går pælene fritt gjennom et visst antall ben hos tårnet eller i føringer festet til strevere. Tårnet er forankret til havbunnen ved stag for å hindre at strømmer eller bølger medfører for kraft-ige sidebevegelser av tårnet.

Der kan benyttes permanente flottører til å oppta en del av dekkets vekt og mer spesielt for å motvirke for store belast-ninger og krefter i stolpene under kraftig storm. Under nor-male forhold er de ikke nødvendige.

Når plattformen benyttes til å ta i produksjon brønner som

er boret på forhånd på et fundament, blir der anordnet for-ankringspæler på fundamentet for å oppta noen av tårnets ben. Denne befestigelse har til oppgave å unngå det vridningsmoment som skyldes usymmetriske krefter (vind, strømmer m.v.) som virker på tårnet.

Disse avstagede plattformer som er svingbare har muliggjort

en reduksjon av massene og dermed kostnadene ved at svinge-

leddet (kardang eller leddkule) med tilhørende fundament bort-faller. Det omtalte avstagningssystem som behøves for stabili-teten, fører på den annen side til en flerdobling av forank-ringspunktene og til økede vanskeligheter med vedlikehold, idet mestringen av torsjonsmomentet med en del av tårnets ben gir opphav til asymmetriske krefter i konstruksjonen med derav følgende unormal utmatting av visse elementer og dermed en uheldig innvirkning på byggverkets levetid.

I bladet "Offshore Engineer", september 1983, er der beskrevet et liknende tårn som også holdes vertikalt ved hjelp av stag, og som er festet til havbunnen ved hjelp av pæler. Dette tårn er derfor beheftet med de samme ulemper som det ovennevnte, kjente tårn.

Oppfinnelsen gir anvisning på en svingeplattform med bøyelige pæler av den ovenfor angitte art, men uten avstagningssystemet og med torsjonskreftene symmetrisk og jevnt fordelt på tårnets konstruksjonselementer.

Mens avstagningssystemet ved "avstagede tårn" blir betraktet som uunnværlig for å vedlikeholde tårnets stabilitet, tar den foreliggende oppfinnelse sikte på å bestemme de forhold som gjør det forsvarlig å unnvære dette system. Bestemmelsen av disse forhold har krevet et betydelig forsøksarbeide, særlig når det gjelder å ta hensyn til virkningen av strømmer, vinder og bølger på et byggverk som er neddykket til dybder på over 300 m. Man har oppdaget at svingebevegelsene av en plattform i henhold til oppfinnelsen for at de ovennevnte tilstander skal kunne oppnås, må holdes innen en fast vinkel av meget liten verdi (fra 2 til 3°), uansett omgivelsesbetingelsene,

for at der ikke skal opptre forsterkende fenomener.

Det særegne ved plattformen ifølge oppfinnelsen fremgår av

de i kravene angitte, karakteristiske trekk.

Forklaringene i det følgende med tilhørende tegning av ut-førelseseksempler vil gjøre det bedre forståelig hvorledes oppfinnelsen kan bringes til utførelse. Fig. 1 viser en plattform ifølge oppfinnelsen i oppriss og delvis gjennomskåret. Fig. 2 er et oppriss av det nedre parti av en plattform ifølge et annet utførelseseksempel.

Fig. 3 viser et snitt etter linjen III-III på fig. 1.

Fig. 4 viser et snitt etter linjen IV-IV på fig. 1.

Fig. 5 viser et snitt etter linjen V-V på fig. 1.

Fig. 6 er et oppriss i større målestokk av detaljen VI på

fig. 1, delvis gjennomskåret.

Fig. 7 viser snitt etter linjen VII-VII på fig. 6 i enda større målestokk.

Fig. 8 viser detaljen VIII på fig. 4 i større målestokk.

Fig. 9 viser et snitt etter linjen IX-IX på fig. 8.

Den plattform ifølge oppfinnelsen som er vist i oppriss og delvis gjennomskåret på fig. 1, utgjøres av et fagverkstårn 1 som oventil bærer et dekk 2 med boreinstallasjoner 3 og en boligavdeling 4. Tårnet bæres på bunnen av havet ved en sving-bar opplagring dannet av fleksible pæler 5 som er plassert i en sirkel og strekker seg parallelt med tårnets akse i nær-heten av denne, samt skjærkraftopptagende pæler 6 som sitter ved omkretsen av tårnet, og hvis funksjon vil bli angitt sen-ere .

De bøyelige pæler 5 - i et antall av seks i det viste utfør-elseseksempel - er plassert nær midten av tårnet på en sirkel hvis diameter bestemmer et flateinnhold som er omtrent lik eller mindre enn 10% av arealet innenfor tårnets utvendige omkrets. Denne sterkt sammentrengte plassering medfører flere fordeler: - de strekk- og trykkrefter som utøves på diametralt motstående pæler under svingebevegelsene om svingepunktet i høyde med havbunnen, blir redusert til et minimum, - strømnings- eller borerørene er beskyttet i overflateområdet, siden de strekker seg i det indre av tårnet, og blir utsatt for liten påkjenning i høyde med havbunnen takket være sin korte avstand fra tårnets akse.

Tårnet er oventil forsynt med flottører 7 og nedentil med

et ballastrom 8 som på fig. 1 er vist med sideblikkene sløyfet for tydelighets skyld.

I eksempelet på fig. 1 bærer tårnet ved omkretsen av sitt nedre endeparti sideføringer 9 som opptar skjærkraftopptagende pæler 6 som forhindrer dreining av tårnet om dets akse og gjør det mulig å overføre skjærkrefter og vridningsmomenter til grunnen.

I eksempelet på fig. 2 er tårnet anbragt overfor et borefunda-ment (template) 10 som bærer brønnhodene for de forhåndsborede brønner. Fundamentet utgjøres av en fagverkskonstruksjon festet til havbunnen med pæler 11. Disse pæler er fastsveiset i før-inger 12 på fagverkskonstruksjonen, fordelt på samme måte som sideføringene 9 på tårnets nedre del. Det øvre parti av festepælene 11 rager opp over oversiden av fundamentet for å motta tårnets sideføringer 9. Tårnets nedre ende står på

en avstand av 1-2 m fra oversiden av fundamentet for å tillate fri svingning.

Volumet av flottørene er valgt slik at produktet av den samlede oppdrift av tårnet (omfattende volumet av den neddykkede kon-struksjon) og avstanden mellom oppdriftssenteret og svingesenteret er minst 1,25 ganger produktet av plattformens vekt (omfattende dekk, tårnkonstruksjon, flottører, bøyelige pæler, ballast) og avstanden mellom plattformens tyngdepunkt og svingesenteret.

Med tårnkonstruksjonen skal forstås alle de elementer som inngår i tårnet, altså bena, streverne, pælene, men også flot-tørene, samt ballasten, og med plattformen skal forstås tårnet utstyrt med dekket.

Borefundamentet som hviler direkte på havbunnen og derfor

ikke inngår i den hydrostatiske likevekt av plattformen, er der ikke tatt hensyn til i de ovenstående betegnelser som bestemmer de nevnte likevektsbetingelser.

Strekk eller trykk i de fleksible pæler 5 er bestemt ved diffe-ransen mellom plattformens vekt, inklusive ballast, og konstruksjonens oppdrift.

Plattformen ifølge denne utførelsesform for oppfinnelsen ut-gjøres av et sekskantet fagverkstårn hvis rørformede ben 14 danner hjørnene. Bena er avstaget horisontalt og diagonalt på kjent måte.

Tårnets øvre parti VI, som er delvis neddykket og er vist

i større målestokk på fig. 6, omfatter et sentralt rør 15

som horisontale diametrale strevere 16 og den ene ende av diagonale strevere 17 er sveiset til. Til det sentrale rør er der likeledes sveiset festeplater 18 (fig. 7) som bærer jevnt fordelte hylser 19 som danner føringer for de fleksible pæler 5.

Disse pæler er ved sin øvre ende festet til den øvre ende

20 av hylsene ved sveising. De fleksible pæler 5 fastholdes på punkter over tårnets høyde i nivå med horisontale diametrale strevere 22 (fig. 4, 8, 9) ved hjelp av avstivningsplater 21 som er sveiset til streverne 22 og i midten har en åpning hvor der er fastsveiset en føringshylse 23 som oventil bærer en avkortet, kjegleformet krave 24. Føringens diameter er valgt for å levne en klaring mellom seg og pælen for å tillate fri glidning av denne.

Flottørene 7, som sitter nær toppen av tårnet, er anordnet (fig. 3) i mellomrommene mellom de horisontale diametrale strevere, som de i det minste delvis er festet til. Flottørenes volum beregnes avhengig av de strekk- eller trykkpåkjenninger som ønskes utøvet på de fleksible pæler. Flottørene er inndelt i kamre for å svekke virkningene av en eventuell endring i oppdriften forårsaket av skade på en eller flere flottører.

Tverrsnittet på fig. 5 er tatt i høyde med ballastrommet 8.

De horisontale strevere i bunnen av rommet levner en sentral sekskantet åpning 25 som sammen med de vertikale strevere inngrenser et sentralt volum som står i forbindelse med sjøen, og som de fleksible pæler 5 og strømnings- eller borerørene 26 er ført gjennom.

Ballastrommet 8 er begrenset på sidene og i bunnen av lukke-platen.

På horisontale periferiske strevere 27 ved tårnets nedre ende er der jevnt fordelt rundt tårnet anordnet en del av organene til å oppta skjærkrefter, bestående av et visst antall ører 28 som bærer føringer 9 for de skjærkraftopptagende pæler 6, som utgjør den annen del av disse organer.

De fleksible pæler 5 bankes eller bores ned i grunnen for

å overføre den vertikalkraft som skyldes krefter fra miljøet og eventuelt konstruksjonens nettovekt.

Disse fleksible pælers evne til å motstå aksialkrefter er

som vist på fig. 2 øket med hylser 30 som omgir hver sin pæl, og som er innsatt i tårnets nedre del og hamret ned i grunnen.

Fortrinnsvis dekker hylsen bare en liten del av den lengde

av den fleksible pæl som trenger ned i grunnen. Disse hylser gjør det mulig å øke pælenes evne til å utholde trykk ved å hindre dem i å knekke sammen og beskytter dem mot slitasje ved gjennomtrengning av havbunnens sedimentære strata.

Ved en foretrukket utførelsesform er flottørene 7 plassert nærmest mulig til tårnets akse for å redusere treghetsmomentet av massene rundt tårnets vertikale akse og minske tårnets tilbøyelighet til å vri seg om denne.

Flottørene 7 er inndelt i kamre (fig. 3) for å redusere ulemp-ene i tilfellet av skade på en flottør. Dessuten inneholder flottøren fordelt i kamrene 31 i normal tilstand en vannmengde lik volumet av et kammer. Dette gjør det mulig raskt å gjen-opprette konstruksjonens stabilitet hvis der ved et uhell skulle trenge inn vann utenfra, ved å pumpe ut vann fra de uskadede kamre.

Claims

1. Bore- eller produksjonsplattform for arbeider til havs, omfattende en tårnkonstruksjon (1) som oventil bærer et dekk (2), og som er forankret til havbunnen ved hjelp av fleksible pæler (5) som er drevet ned i havbunnen, og som strekker seg oppover i tårnet (1) nær dettes midtakse og er festet til det øvre parti av tårnet, og en skjærkraftopptagende konstruk-sjon (6, 9, 11) bestående av i havbunnen neddrevne pæler (6, 11) som strekker seg opp gjennom føringer (9) fordelt rundt omkretsen av det nedre parti av tårnet (1), flottører (7) ved det øvre parti av tårnet og ytterligere organer som søker å holde tårnet vertikalt, karakterisert ved at de fleksible pæler (5) er anordnet så nær tårnets akse at en omskrevet sirkel om pælene (5) har flateinnhold på høyst ca. 10% av en omskrevet sirkel om tårnet (1), og at organene til å holde tårnet (1) vertikalt omfatter en ballast (8) ved tårnets nedre ende og flottører (7) som er slik dimensjonert og anbragt at produktet av den samlede oppdrift av tårnet og avstanden mellom oppdriftssenteret og svingesenteret er minst lik 1,25 ganger produktet av plattformens vekt og avstanden mellom plattformens tyngdepunkt og svingesenter, for at det skal bli mulig å sløyfe alle sideveis utragende forankringsstag.

2. Plattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at flottørene (7) i grunn-riss ligger hovedsakelig innenfor en omskrevet sirkel om de øvrige deler av tårnet (1).

3. Plattform som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de skjærkraftopptagende pæler (11) også tjener til å feste en boresjablon (10) på havbunnen.

4. Plattform som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der glidbart rundt hver av de fleksible pæler (5) er anordnet en hylse (30) som er festet til det nedre parti av tårnet (1) og dekker det parti av hver pæle (5) som går gjennom de øvre sedimentære lag av havbunnen.