NO169731B - Fremgangsmaate og anordning for aa manoevrere et overbygningselement i forhold til en fast konstruksjon i vann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ifølge innledningen av krav 1.

Når fartøyselementet som holder overbygningselementet i liten høyde over den faste konstruksjon beveger seg opp og ned som et resultat av bølgebevegelser, er det stor fare for at overbygningselementet vil slå mot den faste konstruksjon med ett eller flere kraftige slag, slik at denne manøver bevirker utstrakt skade på den faste konstruksjon og/eller overbygningselementet. Denne fare for skade minskes betydelig ved at overbygningselementet ifølge oppfinnelsen under manøvreringen bæres ved hjelp av et flytelegeme som holdes i i det minste ett væskebad som bæres av fartøyselementet.

Som et resultat av dette kan det oppnås en løs vertikal kobling under den første vertikale kontakt mellom overbygningselementet og den faste konstruksjon.

Dersom det benyttes i det minste ett ombygget skip med stor lastekapasitet som fartøyselement vil den vertikale resi-prokerende slingrebevegelse være liten, noe som reduserer problemet betydelig. Denne fremgangsmåte kan dertil utføres med en relativt liten investering når det foreligger over-skudds tonnas je på supertankere.

I en foretrukket utførelse benyttes ett eller flere av trinnene angitt i kravene 3 og 4. Oppfinnelsen kan benyttes både for anbringelse og fjerning av et overbygningselement. Det er også viktig at et overbygningselement som er blitt plassert feilaktig på den faste konstruksjon, igjen kan fjernes for å gjenta manøveren.

Oppfinnelsen vedrører og tilveiebringer også en installasjon for utførelse av fremgangsmåten, så vel som en fremgangsmåte for bygging av en bygningskonstruksjon i vann, og dermed også den således bygde konstruksjon.

Under senkning av overbygningselementet ned på den faste konstruksjon, økes væskeflatearealet for å begrense den vertikale bevegelse av flytelegemet på grunn av dønning. Den vertikale bevegelse som likevel skjer, kan kompenseres ved hjelp av dønningskompensatorer. Den vertikale bevegelse som skal kompenseres ved dønningskompensatorer, bør fortrinnsvis begrenses ytterligere.

Dette oppnås ved de trinn som er angitt i krav 6.

Implementeringen av konseptet ifølge oppfinnelsen ligger i de trinn som er angitt i krav 10. Ved å benytte en del av flytelegemet for å utvide vannflatearealet ved å utvide belastningen på dette, økes vekten av flytelegemet slik at effekten av utvidelsen av vannflatearealet og økningen av flytelegemets vekt kombineres. Flytelegemet vil derfor kun 1 liten grad søke å følge bevegelsene av fartøyet, som kan kompenseres av dønningskompensatorer.

Når bena kommer i kontakt med søyletoppene, åpnes samtidig overløpsventiler til flytelegemene. Overflaten av væskebadet faller derved nærmest umiddelbart til nivået av overløps-kanten. Som et resultat av at vannet strømmer inn i flytelegemet, økes dettes vekt ytterligere, og belastningen av overbygningselementet på peletoppene øker raskt. Bølgebe-vegelser som måtte forekomme har ikke lenger noen effekt på overbygningselementets stilling.

Oppfinnelsen skal beskrives i det følgende under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegning-er. Fig. 1 viser et delvis gjennombrutt perspektivisk riss som illustrerer en foretrukket utførelse av oppfinnelsen med en installasjon 1 ved hjelp av hvilken et overbygningselement 2 transporteres til en fast konstruksjon 3 anordnet i sjøen. Fig. 2-5 viser skjematisk partielle snitt langs planet li-ll gjennom installasjonen 1 og illustrerer påfølgende trinn under utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen når overbygningselementet 2 senkes ned på en fast konstruksjon 3. Fig. 6 er et snitt tilsvarende fig. 2 av installasjonen 1 under heving av overbygningselementet 2 fra den faste konstruksjon 3. Fig. 7 viser detaljen VII på fig. 1 i en foretrukket utfør-else . Fig. 8 og 9 er skjematiske eksempler på andre installasjoner 61, 71 for plassering av andre overbygningselementer 62, 72 på andre faste konstruksjoner 63, 73.

Den faste konstruksjon 3 på fig. 1-7 består av et tårn som er forankret til sjøbunnen, en såkalt jacket. På denne er det plassert et overbygningselement 2, som er prefabrikert på land og har en vekt av størrelsesorden 10 000 tonn eller mere, f.eks. 30 000 til 40 000 tonn. Store vanskeligheter oppstår ved slike tunge gjenstander når deres horisontale og vertikale bevegelser skal kontrolleres, spesielt i bølger. Et eksempel på en slik konstruksjon er en bygningskonstruksjon som danner en kunstig øy og som benyttes for undersøk-elser av sjøbunnen og/eller produksjon av olje og/eller gass.

Installasjonen 1 omfatter to fartøyselementer 4, nemlig to identiske tankskip av store dimensjoner, f.eks. 100 000 tonn, og fortrinnsvis 300 000 tonn, såkalte very large crude carriers, med en lengde på 340 m, en bredde på 53 m og en dekkshøyde på 28 m i forhold til skipets bunn. Slike tankskip ligger i opplag og er tilgjengelige til skrapjerns-priser.

Den bakre ende av fartøyselementene 4 er forbundet parallelt med hverandre ved hjelp av broorganer 5. I deres fremre partier og på de sider som vender mot hverandre er fartøys-elementene 4 forsynt med en utsparing 6, slik at den innbyrdes avstand a mellom dem på dette punkt er større enn den innbyrdes avstand b ved deres bakre ender.

Det er viktig at i det minste ved den fremre ende er det tilstrekkelig avstand mellom dem til å gi plass til den faste konstruksjon 3. Utsparingene 6 har den fordel at opplagringsbredden c av overbygningselementet 2 på fartøys-elementene 4 således reduseres og at broorganene blir enk-lere. Det er også tenkelig at slike utsparinger 6 ikke benyttes. Den bakre ende av tankskipene, dvs. hvor maskin-rom og oppholdsrom befinner seg, beholdes intakt. Tank-skipenes lasterom omdannes til væskebad 7 hvor det er anordnet flytelegemer 8. Disse består av tanker med et stort volum slik at deres oppdrift tilsammen kan understøtte vekten av overbygningselementet 2 og brodragerne 9 når de flyter i vannet 10 i væskebadene. Brobjelkene 9 hviler på flytelegemene 8 og er festet under transporten ved hjelp av festemidler (ikke vist). Flytelegemene 8 har føtter 12 som de står fast på bunnen 13 av væskebadet 7 med under transporten av overbygningselementet 2 til den faste konstruksjon 3.

Når fartøyselementene 4 har nådd frem til den faste konstruksjon 3, blir de ballastert ved at omgivende vann tillates å strømme inn i de forskjellige tanker. Væskebadene 7 fylles under alle omstendigheter med vann, slik at de tomme flytelegemer 8 flyter opp. Det foreligger da en høydeforskjell f på f.eks. 4 m mellom bena 27 på overbygningselementet 2 og de tilsvarende søyletopper 28 på den faste konstruksjon 3. I denne situasjon navigeres fartøys-elementene 4 på hver sin side av den faste konstruksjon 3 (se fig. 2). Herunder kan det gjøres bruk av ankerkabler og/eller propellene (ikke vist) på fartøyselementene 4. Flytelegemene 8 bæres også ved hjelp av i og for seg kjente hivkompensatorer 15, som styres ut fra bevegelsene til far-tøyselementene 4 og som omfatter bæretau 16 som er ført gjentatte ganger rundt skiver 17, og hydropnevmatiske sylindre 18. Det vil ses at overbygningselementet 2 sammen med bjelkene 9 som er forbundet med dette og flytelegemene som i sin tur er forbundet med bjelkene 9, danner et stabilt fartøy som flyter på vann.

Når fartøyselementene 4 er anbragt stort sett i stilling på hver sin side av den faste konstruksjon, blir ikke aktivi-serserte, horisontale hydropnevmatiske sylindre 20, som allerede på forhånd er dreibart festet til konstruksjonen 3, koblet dreibart til fremspring 21 på overbygningselementet 2. Hydropnevmatiske holdesylindre 24 som via ruller 25 hviler mot vertikale endeflater på bjelkene 9, aktiviseres for å holde overbygningselementet 2 i stilling i horisontal retning i forhold til installasjonen 1, mens disse sylindre 24 tillater relativ vertikal bevegelse av overbygningselementet 2 i forhold til bjelkene 9 og flytelegemene 8.

I fartøyselementenes 4 lengderetning foreligger det også horisontale sylindre som tilsvarer sylindrene 24 og 20. Ved bruk av i og for seg kjente måleinnretninger (ikke beskrevet og vist) måles stillingen av bena 27 i forhold til de tilsvarende søyletopper 28 på den faste konstruksjon 3, idet det ene er anordnet nøyaktig over det andre ved regulerende justering i motsatte retninger av sylinderpar 24 anordnet motstående hverandre og som fortsatt holder overbygningselementet 2 i fast stilling mellom seg. Ved å regulere et par sylindre 24 anordnet ved den fremre ende i forhold til et par sylindre 24 anordnet ved den bakre ende kan horisontal rotasjon kontrolleres.

I denne situasjon senkes overbygningselementet'2 til en liten høydeforskjell g_ over den faste konstruksjon 3 ved å åpne bunnventilene 30 i flytelegemene 8 slik at vann 10 strømmer ut av væskebadene 7 og inn i flytelegemene 8 inntil høydedifferansen g (fig. 3) er f.eks. omtrent 2 m. Bunnventilene 30 lukkes så igjen. Fjærstivheten av de hydropnevmatiske sylindre 24 minskes så samtidig, og fjærstivheten av de hydropnevmatiske sylindre 20 økes. For å minimalisere de krefter som utøves på overbygningselementet via sylindrene 20 på den faste konstruksjon 3, måles trykket i sylindrene 20, og sylindrene 24 aktiviseres selektivt som nødvendig. Når overbygningselementet 2 ikke lenger beveger seg i horisontal retning i forhold til den faste konstruksjon 3, senkes overbygningselementet 2 ned på den faste konstruksjon 3 ved på nytt å åpne bunnventilene 30. Under denne nedsenkning åpnes også stengeventiler 81 på den øvre del av væskebadene 8, noe som resulterer i at ytterligere væskebad 83, som er plassert på et høyere nivå, fylles med vann fra væskebadene 7. Som et resultat av dette dannes det et stort væskeflateareal 34 (fig. 4) som er felles for væskebadene 7 og de tilhørende ytterligere væskebad 33, noe som gjør at den vertikale bevegelse av flytelegemene 8 får væskeoverflaten 34 til å heve og senke seg i mindre grad, slik at variasjonen i oppdrettet kraft er liten. Med andre ord, den vertikale kobling mellom installasjonen 1 og overbygningselementet 2 blir dermed løsere. Hivkompensatorer 15 styres i mellomtiden slik at de vertikale bevegelser av fartøyselementene 4 kompenseres. Så snart bena 27 kommer i kontakt med søyletoppene 28, åpnes overløpsventiler 89 til flytelegemene 8, ventilene 81 lukkes, og løftekraften av hivkompensatorene 15 elimineres nesten helt. Væskeflaten

34 av væskebadene 7 faller omtrent umiddelbart til overløps-kanten 88 (se fig. 5) slik at oppdriften av flytelegemene 8

synker i stor grad, med det resultat at lastoverføringen av overbygningselementet 2 til søyletoppene 28 øker tilsvarende raskt. I mellomtiden strømmer vann 10 fortsatt ut av væskebadene 7 inn i flytelegemene 8, noe som gjør at flyte-legemenes 8 oppdrift minsker ytterligere. Dersom i mellomtiden, som et resultat av oppadgående bølgebevegelse av fartøyselementene 4, flytelegemene 8 er neddykket noe dypere i væskebadene 7, vil mer ekstra vann strømme over overløps-kanten 88 inn i flytelegemene 8. Selv om flytelegemene 8

ble nedsenket ytterligere i væsken 10 i væskebadene 7, ville oppdriften likevel aldri øke i en slik grad at overbygningselementet 2 på nytt løftes opp fra peletoppene 28. Økningen i oppdrift vil under enhver omstendighet være begrenset av

nivået av overløpskanten 38. Når væskenivået inne i og

utenfor flytelegemene 8 er likt, er den oppadrettede kraft null, hvilket betyr at vekten av overbygningselementet 2 er fullstendig understøttet av peletoppene 28.

Når det er blitt fastslått at overbygningselementet 2 står i riktig stilling på den faste konstruksjon 3, frigjøres brobjelkene 9 ved å løsne hurtigkoblingene (ikke vist) mellom bjelkene 9 og flytelegemene 8. Fartøyselementene 4 ballasteres ytterligere med vann, og den dyptliggende installasjon 1 fjernes bakover fra den faste konstruksjon 3, idet bjelkene 9 etterlates.

Dersom det skulle vise seg at overbygningselementet 2 er feilaktig plassert på den faste konstruksjon 3, kan det igjen løftes opp ved å benytte installasjonen 1 med liten - dvs., så godt som ingen - risiko for skade. Installasjonen 1 omfatter for dette formål lagertanker 43 anbragt på et høyere nivå, hvilke tanker ved hjelp av kanaler 44 står i forbindelse med væskebadene 7. Når løftingen skjer, benyttes følgende fremgangsmåte. Man starter fra en situasjon hvor installasjonen 1 er plassert i stilling rundt den faste konstruksjon 3 og fartøyselementene 4 ligger dypt i vannet, slik at den horisontale forankring av installasjonen 1 til overbygningselementet 2 fortsatt er meget løs, dvs. at sylindrene 24 er ikke aktivisert. Alt vannet tømmes først fra flytelegemene 8 via slanger 46 og ventiler 47, som åpnes, mens bunnventilene 30 forblir lukket. Dette vann strømmer så inn i ballastrommene 48.

Vann pumpes deretter ut av ballastrommene 48 for å få far-tøyselementene 4 til å heve seg i den grad det er nødvendig. Når en liten høydedifferanse mellom overbygningselementet 2 og den faste konstruksjon 3 er nådd, åpnes glideluker 49 i lagertankene 43 samtidig, slik at lagret vann løper via kanalene 44 inn i væskebadene 7 mens ventilene 89 er lukket. Man er også nøye med at under frigjøringsperioden for overbygningselementet 2 fra den faste konstruksjon 3 foreligger det en stor væskeflate ved bruk av ytterligere væskebad 83, idet ventilene 81 er åpne. I mellomtiden benyttes hivkompensatorene 15. Når overbygningselementet 2 er løftet tilstrekkelig høyt, kan det på nytt settes på plass. Fjærstivheten reduseres for sylindrene 20 og økes for sylindrene 24 dersom overbygningselementet 2 må fjernes.

Som vist på fig. 7, er understøttelsesinnretninger 50 fortrinnsvis anordnet mellom flytelegemene 8 og overbygningselementet 2. Disse innretninger består av fjernbare søyler 51, som inngriper med kuleledd 52 på et lavere nivå på flytelegemene 8, eller i det minste på et lavt nivå slik at disse flytelegemer 8 ligger stabilt i væskebadene 7. En flerhet væskebad 7 med tilhørende flytelegemer 8 kan anordnes i hvert fartøyselement 4. De eksisterende lagertanker i tankskipene kan således benyttes som væskebad 7 uten særlig stor grad av ombygging.

Flytelegemene 8 har fortrinnsvis horisontale passasjer 53 for at vann lett kan strømme fra en side av flytelegemene 8 til den andre. Horisontale understøttelser 54 kan videre installeres gjennom legemene 8 for å understøtte badeveggene hvor dette måtte være nødvendig. Istedenfor sylindre 20 og 24 kan det også benyttes kabler, hvor strekket i kablene tilpasses for på omvendt måte å endre stivheten av den horisontale kobling mellom overbygningselementet 2 og den faste konstruksjon 3 på den ene side, og av koblingen mellom overbygningselementet 2 og installasjonen 1 på den annen side.

Fig. 8 viser at installasjonen 1, eller i det minste en installasjon 61 som ligner denne, kan være meget nyttig for å fjerne et overbygningselement 2 fra faste konstruksjoner 3, så vel som for å senke et tunnelelement 62 ned på et fundament 63. Sunkne skip kan også heves ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte.

Det skal bemerkes at istedenfor å benytte to fartøyer som er forbundet med hverandre ved hjelp av broelementer, kan installasjonen omfatte et enkelt U-formet fartøy, idet U'ens ben danner fartøyselementer. Istedenfor de foretrukne om-hyggede store tankskip kan det benyttes to sammenstilte fartøyselementer som er forsynt med store ballasttanker, slik at nivået av disse fartøyselementer kan justeres i betydelig grad i forhold til den omgivende ytre vannflate.

Det vil forstås at for å kompensere en rullebevegelse av installasjonen 1, kan væskebadene 7 i begge fartøyselementer 4 stå i forbindelse med hverandre. Brobjelkene 9 frigjøres f.eks. senere fra overbygningselementet 2 og fjernes dersom de ikke danner noen del av overbygningselementets 2 konstruksjon.

I henhold til fig. 9 blir det bygget en bro 75, hvor et overbygningselement 72 plasseres på den faste konstruksjon 73 ved bruk av en installasjon 71 ved hjelp av et enkelt fartøyselement 74 som navigeres mellom bropilarene 80. Fartøyselementet 74 har væskebad 77 hvor det befinner seg flytelegemer 78 som bærer overbygningselementet 72. Senk-ningen av overbygningselementet 72 ned på pilarene 80 utføres i prinsipp på samme måte som beskrevet under henvisning til fig. 1-6.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for manøvrering av et overbygningselement (2, 62, 72) i forhold til en fast konstruksjon (3, 63, 73) anordnet i vann eller i forhold til bunnen av et vannområde, hvor overbygningselementet (2, 62, 72) bæres av i det minste ett fartøyselement (4, 74), karakterisert ved at overbygningselementet (2, 62, 72) under manøvreringen bæres ved bruk av i det minste ett flytelegeme (8) som holdes i i det minste ett væskebad (7, 77) som bæres av fartøyselementet (4, 74).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overbygningselementet (2) under manøvreringen bæres ved hjelp av to fartøyselementer (4), som holdes i avstand fra hverandre, via flytelegemer (8) som holdes i væskebadene som bæres av nevnte fartøyselementer (4).

3. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at forskyvning av overbygningselementet (2) utføres ved vertikal avstand mellom overbygningselementet (2) og den faste konstruksjon (3), og med utvidet væskeflateareal (34) av væskebadene (7).

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at under nedsenkning av overbygningselementet (2) på konstruksjonen (3) tillates væske, fortrinnsvis fra væskebadene (7), å strømme inn i flytelegemene (8).

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ved bygging av en bygningskonstruksjon anordnes først en fast konstruksjon (3) i vann og at i det minste ett prefabrikert overbygningselement (2) plasseres på nevnte faste konstruksjon (3), idet overbygningselementet under manøvreringen bæres ved bruk av i det minste ett flytelegeme (8) som holdes i i det minste ett væskebad (7) som bæres av et fartøyselement (4).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at en nedadrettet kraft også utøves på flytelegemet (8).

7. Installasjon (1, 61, 71) for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende i det minste ett fartøyselement (4, 74) for bæring av overbygningselementet (2, 62, 72), karakterisert ved i det minste ett væskebad (7) som bæres av i det minste ett fartøyselement (4, 74), hvilket bad har i det minste ett flytelegeme (8, 78) anbragt i dette for bruk ved bæring av overbygningselementet (2, 62, 72).

8. Installasjon (1, 61, 71) ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter to far-tøyselementer (4) som holdes i innbyrdes avstand for bæring av overbygningselementet (2).

9. Installasjon (1, 61) ifølge krav 7, karakterisert ved at i det minste ett fartøyselement (4) består av et ombygget skip med lastekapasitet som et oljetankskip.

10. Installasjon ifølge krav 7, karakterisert ved at i det minste ett væskebad (7) via lukkbare midler (81) står i forbindelse med et ytterligere væskebad (83) for å øke væskeover-flatearealet.