NO168573B - Anordning for stramming av en kjetting i bevegelse - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt forankring av boreplattformer og andre større flytende fartøyer, og nærmere bestemt kontrollering av utfiring av kjettinger som vanligvis benyttes for forankring av slike fartøyer.

Boreplattformer er vanligvis forankret til sjøbunnen ved hjelp av sammensatte ankerliner som består av en nedre lengde av kjetting som er forbundet med en øvre lengde av ståltau. Det er kjent at slike sammensatte ankerliner oppviser bedre forankringskarakteristikker på visse vanndyp enn det som ellers kan oppnås ved bruk av enten ståltau eller kjettinger alene. I mange forskjellige tidligere kjente forankringssystemer innrettet til å håndtere slike sammensatte ankerliner har det vært vanlig å føre linen over et kjettinghjul som har konvensjonelle tenner for håndtering av kjettingen og som også er forsynt med et sentralt ståltauspor for passende føring av ståltauet.

Oppfinneren har nylig lagt merke til at det kan oppstå problemer under utfiring av kjettingen, spesielt på et trinn hvor nesten all kjettingen er blitt matet ut og like før overgangen til ståltauet. Under slike omstendigheter fore-ligger det meget høyt strekk i den utenbords ankerline som skapes av den store lengde kjetting som allerede er firt ut. På den annen side er det meget lite strekk i kjettingen som er igjen om bord. Dette kan periodisk få enkelte kjettingledd til å bikke oppad ved passasje over kjettinghjulet og kan bevirke at kjettinghjulet, den tilhørende vinsj og den omgivende dekksstruktur utsettes for plutselige sjokk når den slakke som dannes av slik bikking av enkelte ledd plutselig elimineres når angjeldende ledd beveger seg videre over kjettinghjulet.

Selv om dette problem har vært beskrevet i forbindelse med utfiring av en sammensatt ankerline, kan lignende problemer forventes når forankringen skjer ved kjetting alene dersom hovedsakelig all kjettingen er firt ut fra kjettingkassen, eller dersom kjettingkassen ikke er dyp nok til å la en tilstrekkelig kjettinglengde bli hengende bak kjettinghjulet for å gi tilstrekkelig motstrekk i forhold til anker-linena strekk, eller dersom det skulle forekomme kjetting med for liten kjededeling i linen som fører til overhopping av kjettingen.

Fra GB 1.201.739 er det kjent en kjettingstopper med et par dreibare vektarmer som kan fastklemme en kjettingløkke i en holder. Imidlertid vil en kjettingstopper være plassert på utsiden av kjettinghjulet. Hensikten med kjettingstopperen er bl.a. å avlaste kjettinghjulet og dettes tilhørende vinsj når fartøyet ligger for anker. Kjettingstopperen har vanligvis ingen førende funksjon i kjettingbanen og den kan heller ikke brukes til å forhindre sjokkbelastning som følge av at kjettingledd bikker ved passering over kjettinghjulet.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en mekanisme som bl.a. kan benyttes til å kontrollere utfiringen av kjetting over et kjettinghjul i ankersystemer.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en forankringsanordning for et flytende fartøy, omfattende en ankerline som

innbefatter en kjetting, en kjettingkasse for lagring av kjettingen, et kjettinghjul som kjettingen fires ut over fra kjettingkassen, idet det nye og karakteristiske er at anordningen videre omfatter, en mekanisme plassert i kjettingens bevegelsesbane fra kjettingkassen til kjettinghjulet for motstramming av kjettingen under utfiring, hvilken mekanisme omfatter en bærestruktur som har en akse langs hvilken kjettingen kan bevege seg med et første sett kjettingløkker orientert i et første plan som inneholder aksen og et andre sett kjettingløkker som alternerer med det første sett kjettingløkker og er orientert i et andre plan som inneholder den samme akse og er hovedsakelig perpendikulært på det første plan, en første bremsekonstruksjon som er plassert på en side av aksen, en andre bremsekon-struks jon som er plassert på den motstående side av aksen, monteringsinnretninger som monterer de første og andre

bremsekonstruksjoner på bærestrukturen for relativ bevegelse mot og bort fra hverandre, og aktuatorer montert på bærestrukturen for å presse nevnte første og andre bremse-konstruks joner mot hverandre slik at bremsekonstruksjonene inngriper med hver passerende kjettingløkke i det første sett under kjettingens passering langs aksen, idet brem-sekonstruks jonen kommer i kontakt med motstående flater av kjettingløkken den inngriper med på en innbyrdes glidende måte og med en kraft som er avpasset til å bremse kjettingens bevegelse.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er definert i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen vil forstås bedre ved henvisning til tegning-ene, som illustrerer et foretrukket utførelseseksempel, hvor: fig. 1 er et snitt i hovedplanet av et kjettinghjul som skjematisk illustrerer problemet med løkkebikking under utfiring av kjettingpartier av en ankerline;

fig. 2 er et skjematisk snitt i et vertikalplan av et for-tøyningssystem hvor kjettinghjulet på fig. 1 er en bestand-del og som innbefatter en kjettingstrammemekanisme ifølge oppfinnelsen;

fig. 3 er et snitt langs linjen 3-3 på fig. 2 gjennom strammemekanismen; og

fig. 4 er et snitt langs linjen 4-4 på fig. 3.

Det skal vises til fig. 2, som illustrerer bestanddeler av

et forankringssystem montert på en boreplattform 10. Disse bestanddeler omfatter et kjettinghjul 12 over hvilket det er ført en kjetting 14 som utgjør en del av en ankerline, og en kjettingkasse 16 anordnet i boreplattformen 10 for lagring av kjettingen 14. Kjettinghjulet 12 er tilordnet en kon-

vensjonell vinsj (ikke vist) som tjener til å hive inn og fire ut kjettingen 14 fra kjettingkassen 16.

Det spesielle problem som oppfinnelsen beskjeftiger seg med i denne forbindelse er skjematisk illustrert på fig. 1, hvor kun kjettinghjulet 12 og et parti av kjettingen 14 som føres over kjettinghjulet 12, er vist. Man kan forestille seg at en betydelig lengde av kjettingen 14 henger vertikalt fra kjettinghjulet 12 og er ført bort fra boreplattformen 10 ved hjelp av et passende fartøy under forberedelse av ankring, og at kun en relativt kort kjettinglengde 14 forblir på innenbords siden av kjettinghjulet 12 i kjettingkassen 16. Siden kjettingløkkene i en slik kjetting kan veie nærmere 100 kg, er det betydelig strekk i den utenbords del av kjettingen, mens det kan være relativt lite motstrekk på grunn av den gjenværende innenbords kjetting. Under slike omstendigheter kan en løkke, såsom løkken 18, av og til bikke slik at den blir stående på den ene ende under passeringen over kjettinghjulet 12, noe som i realiteten skaper en viss slakke i kjettingen. Så snart kjettingløkken utenfor den spesielle løkke 18 begynner å fullføre sin passasje over kjettinghjulet 12, frigjøres plutselig slakken, og på grunn av den høye belastning på den utenbords kjetting blir kjettinghjulet 12, den tilhørende vinsj og den omgivende dekksstruktur utsatt for et plutselig sjokk. Som nevnt ovenfor, kan dette problem være spesielt alvorlig ved forankringssysterner som omfatter ståltau og kjetting og hvor hovedsakelig all kjettingen er firt ut umiddelbart før overgangen skjer til ståltauet. Mange slike systemer er kjent, og det skal henvises til US patent nr. 4 476 801 som kan gi en generell forståelse for slike systemer.

For å avbøte problemene monteres en motstrekksmekanisme 20 på boreplattformen 10 mellom kjettingkassen 16 og kjettinghjulet 12. Denne mekanisme 20 kan aktiviseres slik at den utøver en bremsekraft når kjettingløkkene føres til kjettinghjulet 12, for således å unngå det ovenfor beskrevne bikkeproblem.

Denne spesielle motstrekksmekanisme 20 er montert på en eksisterende kjettingrørkarm, som danner en bærestruktur 22 som strekker seg fra den øvre ende av kjettingkassen 16. Bærestrukturen 22 har hovedsakelig U-formet tverrsnitt slik det fremgår av fig. 3. Kjettingløkkene passerer gjennom strukturen 22 langs en akse 24 med et første sett løkker (løkkene 26, 28 er typiske for dette sett) orientert i et første plan 30 som inneholder aksen 24, og et andre sett løkker (løkken 32 som forbinder løkkene 26, 28 er typiske for dette andre sett) som er orientert i et andre plan 34 som inneholder aksen 24 og er vinkelrett på det første plan 30.

Kjettingstrammemekanismen 20 har en stasjonær bremsekonstruksjon som er festet til bærestrukturen 22 og er plassert på den ene side av det første plan 30. På fig. 3 vil det ses at denne bremsekonstruksjon omfatter et par bremsesko 36, 38 som er plassert på hver sin side av det andre plan 34 slik at de kan bringes i kontakt med de adskilte overflate-partier av én flate 40 av kjettingløkken 26. Slik det fremgår av fig. 4, har de to bremsesko 36, 38 bremseflater med tilstrekkelig utstrekning langs kjettingens bevegelses-akse 24 til at de samtidig kan gripe inn ikke bare mot flaten 40 av løkken 26, men også mot den tilsvarende flate på den umiddelbart påfølgende løkke 28 under passering av disse løkker gjennom bærestrukturen 22. Den mellomliggende løkke 32 plassert mellom løkkene 26, 28 passerer ganske enkelt i klaringsrommet 42 mellom de to bremsesko 36, 38.

En annen bremsekonstruksjon er definert på en motstående side av det første plan 30 og aksen 24 for kjettingens bevegelse. Denne bremsekonstruksjon omfatter to bremsesko 44, 46 montert på aksler 48, 50, som tillater dreiebevegelse av de bevegelige bremsesko 44, 46 mot og bort fra de stasjonære bremsesko 36, 38. Et par hydraulsylindre 52, 54, som hver er dreibart montert ved sin ene ende til bærestrukturen 22 og ved sin stangende til de bevegelige bremsesko 44, 46, kan valgfritt aktiviseres for å bevege bremseskoene 44, 46 frem eller tilbake i forhold til de stasjonære bremsesko 36, 38. På fig. 3 er én av de bevegelige bremsesko vist i fremført stilling av hydraulsylinderen 52 slik at de motstående flater på løkken 26 er glidbart grepet mellom bremseflåtene på hhv. den stasjonære bremsesko og den bevegelige bremsesko. På fig. 4 er den andre bevegelige bremsesko vist i tilbaketrukket stilling. Under normal bruk blir imidlertid begge de to bevegelige bremsesko 44, 46 presset samtidig ved hjelp av trykksylindrene 52, 54 mot de stasjonære bremsesko 36, 38 for å inngripe med motstående flater på løkkene 26, 28, eller de ville bli trukket tilbake samtidig.

Det vil ses at kantene av de forskjellige bremsesko er av-rundet for å forhindre mulig forkiling av innkommende kjettingløkker. Videre er de forskjellige bremsesko avbøyet utad i forhold til aksen 24 for kjettingens bevegelse ved det som utgjør kjettinginnløpet til bærestrukturen 22 under utfiring for å sikre riktig mottagelse av de mellomliggende løkker orientert i det andre plan 34 mellom de to bremsesko 36, 38 og jevnt inngrep med hver løkke i det første sett under bevegelse gjennom bærestrukturen 22.

Vinklede avbøyningsplater 56, 58 er sveiset til innerflåtene av bærestrukturen 22 på motstående sider av aksen 24 for kjettingens bevegelse og det andre plan 34 omtalt ovenfor. Disse plater 56, 58 er avbøyet utad i forhold til aksen 24 slik at deres innbyrdes avstand øker langs kjettingbevegelsens akse 24 i retning motsatt retningen for utfiring. Disse avbøyningsplater 56, 58 er anordnet for å beskytte kjettingstrammemekanismen 20 mot mulig utsvingning av kjettingen 14 under dynamisk utfiring. Denne funksjon er ikke kritisk under innhivning av kjettingen 14 fordi de bevegelige bremsesko 44, 46 kan være trukket tilbake under slike omstendigheter for å unngå at de kommer i veien for innhivning av kjettingen 14.

Kjettingstrammemekanismen 20 aktiviseres under utfiring for å bringe de stasjonære og bevegelige bremsesko til inngrep med motstående flater på kjettingløkkene som passerer gjennom mekanismen 20. I en typisk anvendelse hvor den utenbords kjetting kan være utsatt for strekk av størrel-sesorden 100 tonn når den er nesten helt utfirt, kan hydraulsylindrene 52, 54 tilordnet mekanismen 20 være dimen-sjonert for å gi en trykkraft av størrelsesorden 7000 kilo-pond. Dersom man antar at friksjonskoeffisienten er omtrent 0,3- mellom støpejernet som utgjør bremseflåtene på de forskjellige bremseskoene, og typiske stolpekjettinger, og at bremsekraften overføres til motstående flater på hver kjettingløkke, kan man oppnå et maksimalt motstrekk på omtrent 7,5 tonn. Dette er høyere enn det som i realiteten kreves for å redusere kjettingløkkebikking, og således kan det benyttes trykkreduksjonsventiler i den hydrauliske styring for krafttilførsel til hydraulsylindrene 52, 54 for å redusere motstrekket til omtrent 2-3 tonn. Motstrekk av denne størrelsesorden vil vanligvis være tilstrekkelig til å løse bikkeproblemet. Det skal bemerkes at disse forskjellige verdier kun er ment å gi en generell indikasjon på den nødvendige dimensjonering av bestanddelene av en slik mekanisme 20 og deres funksjon. I praksis vil det være nødvendig å ta hensyn til det involverte forankringssystems reelle natur.

Viktigheten av trykkarrangementet skal påpekes. Med hydraulsylindrene 52, 54 aktivisert til å gi omtrent 2-3 tonn bremsekraft, kan sylindrene 52, 54 skyves sammen slik at de bevegelige bremsesko 44, 46 kan bevege seg tilbake som nødvendig ved passering av sveiseskjøter, uregelmessige løkker og lignende når disse trekkes mellom de forskjellige bremsekonstruksjoner på grunn av det høye strekk i kjettingen utenbords. Alternative trykkpåvirkningsinnretninger kan benyttes, såsom pnevmatiske anordninger, og det vil også være mulig å anordne en fjærbelastet mekanisme, men fluid-drevne anordninger er sterkt å foretrekke.

I det viste utførelseseksempel angriper bremsekonstruksjonene motstående flater på kjettingløkkene som føres gjennom kjettingstrammemekanismen 20. Det ville også ligge innenfor foreliggende oppfinnelse å utøve bremsekraften mot de ytre langsgående sideflater på løkkene som forbinder de to flater av hver løkke, hvilke sideflater er orientert hovedsakelig parallelle med kjettingbevegelsens akse 24. Dette kan gjøres med bremsesko som er utformet med en passende langsgående kanal som har bremseflater som stort sett sam-svarer med disse sideflater. Uansett hvilken mekanisme som benyttes er det ønskelig å utøve bremsekreftene mot "motstående" flater på en kjettingløkke, flater som er slik plassert at bremsekreftene effektivt opptas i sin helhet i kjettingløkkene.

Det vil forstås at den spesielle utførelse av oppfinnelsen er blitt beskrevet for å eksemplifisere prinsippene ved oppfinnelsen og at modifikasjoner kan gjøres i denne uten å avvike fra oppfinnelsens idé eller rammen av de påfølgende krav.

Claims (4)

1. Forankringsanordning for et flytende fartøy (10), omfattende en ankerline som innbefatter en kjetting (14), en kjettingkasse (16) for lagring av kjettingen (14), et kjettinghjul (12) som kjettingen (14) fires ut over fra kjettingkassen (16), karakterisert ved at anordningen videre omfatter en mekanisme (20) plassert i kjettingens (14) bevegelsesbane fra kjettingkassen (16) til kjettinghjulet (12) for motstramming av kjettingen (14) under utfiring, hvilken mekanisme omfatter en bærestruktur (22) som har en akse (24) langs hvilken kjettingen (14) kan bevege seg med et første sett kjettingløkker (26, 28) orientert i et første plan (30) som inneholder aksen (24) og et andre sett kjettingløkker (32) som alternerer med det første sett kjettingløkker (26, 28) og er orientert i et andre plan (34) som inneholder den samme akse (24) og er hovedsakelig perpendikulært på det første plan (30), en første bremsekonstruksjon (36, 38) som er plassert på en side av aksen (24), en andre bremsekonstruksjon (44, 46) som er plassert på den motstående side av aksen (24), monteringsinnretninger (48, 50) som monterer de første og andre bremsekonstruksjoner på bærestrukturen (22) for relativ bevegelse mot og bort fra hverandre, og aktuatorer (52, 54) montert på bærestrukturen (22) for å presse nevnte første og andre bremsekonstruksjoner mot hverandre slik at bremsekonstruksjonene inngriper med hver passerende kjettingløkke i det første sett (26, 28) under kjettingens (14) passering langs aksen (24), idet bremsekonstruksjonen kommer i kontakt med motstående flater av kjettingløkken den inngriper med på en innbyrdes glidende måte og med en kraft som er avpasset til å bremse kjettingens bevegelse.

2. Forankringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av de første og andre bremsekon-struks joner (36, 38, 44, 46) har en bremseflate som har tilstrekkelig utstrekning i aksens (24) retning til at hver bremsesko inngriper med motstående flater av den kjetting- løkke (28) i det første sett (26, 28) som umiddelbart påfølger den grepne kjettingløkke (26) før frigjøring av den grepne kjettingløkke (26).

3. Forankringsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at aktuatorene omfatter en fluidbetjent sylinder (52, 54) som virker mellom bærestrukturen (22) og den av de første og andre bremse-konstruks joner (36, 38, 44, 46) som er bevegelig.

4. Forankringsanordning ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den første bremse-konstruks jon omfatter et første par bremsesko (36, 38) plassert på hver sin side av det andre plan (34), at den andre bremsekonstruksjon omfatter et andre bevegelig par bremsesko (44, 46) plassert på hver sin side av det andre plan (34), og at aktuatorene omfatter et par fluidbetjente sylindre (52, 54) som virker mellom bærestrukturen (22) og hver sin bremsesko av det andre par (44, 46).