NO171446B - Fremgangsmaate og anordning for loefting av en tung gjenstand fra en posisjon paa et flytende fartoey - Google Patents

Description

Den fremlagte oppfinnelsen angår innretning og fremgangsmåte for sikker gjennomføring av en overførsel av en tung gjenstand fra en posisjon på et flytende fartøy til en nærliggende mottaker-stasj on.

Mer spesielt angår oppfinnelsen spesial-utstyr for å gjennomføre en fjerning eller løfting av en tung gjenstand som er plassert på et fartøy til en mottakerstasjon som er plassert på en nærliggende offshore-installasjon slik som en plattform.

Oppfinnelsen angår videre spesielle prosedyrer eller metoder for utnyttelse av overførsel eller løfteutstyret ifølge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives og illustreres i forbindelse med offshore-aktiviteter, spesielt i forbindelse med offshore-plattformer for utvinning av olje og gass på sjøbunnen, men oppfinnelsen er ikke begrenset til slikt bruk siden den kan benyttes f.eks. i forbindelse med løfting og lossing av last fra fartøyer til nærliggende steder (land) slik som havner eller pirer.

Offshore-plattformer som benyttes for olje- og gass-aktiviteter er ofte plassert i åpen sjø og fullstendig utsatt for eksisterende bølger og værforhold uten noe beskyttelse, en kjennsgjerning som har ført til at offshore-plattformer er utstyrt med arbeidsdekk etc. plassert ved betydelige høyder over sjøoverflaten, f.eks. 50 meter over sjønivået.

Denne situasjonen gjør at det selvfølgelig normalt er meget vanskelig å bringe utstyr og forsyninger ved hjelp av sjøtransport. Mens helikoptre av disse grunner ofte brukes for å bringe ut utstyr, forsyninger og personell til plattformen, er man i forbindelse med tungt utstyr henvist til å bruke fartøy for transport til plattformen, men fremdeles gjenstår problemet med å bringe slikt utstyr fra fartøyet og opp til plattformdekket. Denne delen av transporten er i mange tilfeller forbundet med en hasardiøs og farlig operasjon på grunn av bølgepåkjenninger og værforhold.

For å overføre gjenstander, slik som tunge gjenstander fra et nærliggende fartøy til plattformen, er man henvist til å bruke vinsjer eller kraner som er plassert på plattformen med løftekabler som strekker seg ned til fartøyet og festes til gjenstanden som skal løftes. Risikoen for skader og uhell øker med en gang løftekablene starter løftebevegelsen og inntil kablene er strammet, slik at de overtar vekten av gjenstanden. Ved dette tidspunkt kan forskjellige kritiske situasjoner oppstå på grunn av at gjenstanden beveger seg opp og ned på grunn av bølgepåkjenninger.

Således kan lekteren plutselig bevege seg nedover, noe som resulterer i at alvorlig rykk kan påføres løftekablene med fare for kabelbrudd som selvsagt kan følges av en katastrofe. For det andre kan kablene ta over vekten av gjenstanden mens lekteren går nedover, men så vil neste bølge heve seg noe høyere enn den foregående bølgen, med det resultat at lekteren på nytt helt eller delvis tar over vekten av gjenstanden, som resulterer i en tilhørende slakking av kablene, som igjen resulterer i alvorlige "napperykk" i kablene når lekteren på ny går nedover. De tidligere nevnte problemene vil selvsagt øke med økende bølgepåkjenninger. Man kan selvfølgelig redusere problemene ved å bruke heiseutstyr med stor kapasitet, slik at gjenstanden kan løftes opp med større hastighet enn bølgefre-kvensen, og derved unngås risikoen for "etterløftingsbevegelser" av gjenstanden som følge av at vekten av gjenstanden har blitt overført til kablene, men fremdeles gjenstår problemet med hvilket øyeblikk kablene skal ta over vekten av gjenstanden for å unngå kabelrykk og "avnappingstilstander".

For å redusere de ovennevnte beskrevne problemer har man videre utviklet spesielle jekkestøtter for gjenstanden på fartøyets dekk, slik at gjenstanden kan holdes i en hevet posisjon på fartøyet. Ved det punktet hvor løftekablene overtar vekten av gjenstanden senkes støttejekkene med det resultat at bærefartøyet selv vil bli plassert betydelig lavere enn gjenstanden, slik at bærefartøyet ikke kommer i kontakt med gjenstanden når det reiser seg ved neste bølge, men fremdeles gjenstår problemet med å unngå alvorlige rykk i løftekablene i det øyeblikket når kablene overtar vekten av gjenstanden. Risikoen for ulykker og skader øker med økende vekt av gjenstanden, og i forbindelse med tunge vekter slik som 50 tonn eller mer, må man vanligvis utsette løfteoperasjonen inntil værforholdene tillater løfting. Slike utsettelser kan være meget kostbare på grunn av forsinkelser som vil skapes i forbindelse med hele operasjonen som skal utføres.

For å unngå de beskrevne problemer kan man benytte meget store spesial kranfartøyer, for eksempel fartøyer som har deplasement på 10.000 tonn eller mer, utstyrt med kraner som er i stand til å løfte 1000 tonn eller mer på en meget stødig måte. Problemet med slike store kranfartøyet er imidlertid at de er meget kostbare i drift. Dette innebærer at hvis løfte-jobben bare angår én av noen få gjenstander, så kan løftejobben føre til en uakseptabel økning i

konstruksjonsjobben (kostnadene) som utføres på plattformen.

Et ytterligere konsept for å løfte tunge gjenstander fra et skip og opp på en plattform og som reduserer risikoen for ødeleggelse av utstyret under løfteoperasjonen, er å benytte et stort kran-fartøy utstyrt med ballasttanker plassert over sjøoverflaten og utstyrt med bunnlensningsdører, slik at store mengder av ballastvann meget hurtig kan unnslippe fra tankene, med den effekt at kranfartøyet vil få en hurtig reduksjon av dypgang som benyttes for løftebevegelser fra et nærliggende fartøy. Disse fartøyene er som nevnt meget kostbare.

Hovedmålet med den fremlagte oppfinnelsen er på denne bakgrunn å fremskaffe spesialutstyr og metoder for gjennom-føring av en sikker overførsel av tunge gjenstander fra en posisjon på et transportfartøy eller en lekter og opp på et plattformdekk uten å skape unødvendig risiko for skade eller uhell.

Overførelsesanordningen ifølge oppfinnelsen er generelt karakterisert ved at den består av et tilpasset antall av hydrauliske jekkstøtter plassert på et transportfartøy og tilpasset for å bære gjenstanden i en løftet posisjon i forhold til fartøyets dekk, jekkene har tilstrekkelig kapasitet til å løfte gjenstanden til nevnte hevede posisjon og så hurtig senkes, et tilpasset antall av løftekabler som kan være forbundet til gjenstanden og som leder opp til løfteutstyret ved mottakerstasjoner, hver av nevnte løftekabler er utstyrt med forankringsanordning ved endene som er tilpasset for fleksibel festing til gjenstanden.

I en foretrukken utgave av oppfinnelsen er gjenstanden utstyrt med forankringspunkter for løftekablene i form av øyer for passasje av kablene, og kablene er utstyrt med forlengede forankringselementer ved endene, og nevnte fleksible anordning er plassert på hver kabel med en nedre ende som hviler mot ankringselementet og dens øvre ende er tilpasset til å spenne mot forankringsøyet på gjenstanden. Når løftekablene er montert til gjenstanden som er plassert på en lekter, vil løftekablene før løfteoperasjonen har startet, bevege seg opp og ned gjennom øynene i takt med fartøyets bevegelse mens forankringselementene og de fleksible støtdempende elementene er opphengt nedenfor.

I en videre foretrukken utgave er hver av løftekablene langs delen over forankringselementet utstyrt med merker, som indikerer bevegelsen av gjenstanden på lekteren i forhold til de ubevegelige, opphengte løftekablene, hvilke bevegelser korresponderer med bølgepåkjenningene.

Ved utførelse av fremgangsmåten for løfting av en tung gjenstand fra et flytende fartøy ifølge oppfinnelsen, anvendes først en statistisk kalkulasjonsmetode for å kartlegge lekterens/gjenstandens bevegelsesområde. Den statistiske kalkulasjonsmetoden beregner forventet antall hendelser av at enten napping av kablene kan oppstå, eller risikoen for at fartøyet på grunn av etterløfts-virkninger skal treffe gjenstander under heveoperasjonen. Metoden tar hensyn til rådende eller gitte værforhold. Denne analysen er basert på beregninger av forventet antall av disse hendelser som vil foregå under operasjonen. Fra denne verdien er sannsynligheten beregnet på basis av Poissons-fordelingen av uavhengige hendelser. Det forventede antall av uønskede hendelser kan beregnes i form av den normaliserte Gaussian sannsynlighets-distribusjonsfunksjonen, som er tabulert i de fleste håndbøker på matematiske funksjoner. Man har annerkjent at det eksiste-rer en optimal slakk i vaierne, for hvilken overforingen av broen kan finne sted. Denne verdien minimaliserer sannsynligheten for at en uønsket hendelse skal oppstå. Denne verdien kan beregnes i bestemt form, og den tilhørende sannsynligheten kan beregnes i form av Gaussian distribusjonsfunksjonen. Hele operasjonen kan så evalueres på basis av denne minimums-sannsynligheten, pluss området av slakk, for hvilken sannsynligheten er innenfor et forhåndsbestemt akseptabelt kriterium. Under utførelse av løftingen anvendes en visuell metode, dvs. en visuell inspeksjon av bevegelsesforholdet eller gjenstandens situasjon på grunn av rådende bølgepåkjenninger, slik at løfteoperatøren kan sette i gang løftingen av løftekablene og bevegelsen, i.e. senking av løftejekkene på en måte slik at uønskede rykke- og nappe-forhold i løftekabelen unngås.

Den fremlagte oppfinnelsen vil bli beskrevet ved en foretrukken utgave av oppfinnelsen hvor en brostruktur bæres på en lekter og løftes i posisjon mellom to plattformer ved hjelp av det oppfunnede løftesystemet, og videre klargjort med referanse til tegningene, hvor: Figur 1 er et sidesnitt som viser løftesystemet med løfte-kabler som løper fra kabeljekkene som er plassert på plattformen og ned nedenfor brostrukturen som bæres på en lekter som er forankret mellom to plattformer,

figur 2 er et sidesnitt som viser brostøttene i den forlengede posisjonen og løftekablene i en oppadgående bevegelses-posisjon,

figur 3 er et sidesnitt som viser brostøttene senket og brovekten overtatt av de konstant bevegende løftekablene,

figur 4 er et sidesnitt som viser broen i en senere fase av løfteoperasj onen,

figurene 5a-b er elevasjon og plansnitt av lekteren inkludert løftestøtter og broen,

figurene 6a-d er detaljtegninger av brostøtten,

figurene 7a-c er detaljtegninger av løftebjelkene som er plassert under endene av broen,

figurene 8a-c er detaljtegninger av løftekabel-ankersys-

teinet inkludert støtdempere, og systemet er vist i en ikke-operativ fase, i en kontaktfase og i en løftefase,

figurene 9a-b viser resultatet av en sannsynlighetsbereg-ning for løfteoperasjonen,

figur 10a viser lekterstøttene i transportposisjon, figur 10b viser lekterstøttene i en hevet posisjon, figur 10c viser lekterstøttene i en senket posisjon,

figur 10d viser en kabelforbindelse ved broenden i til-kop1ingspos isj on,

figur 10e viser kabelforbindelsen ved broenden i opptaks-posisjon,

figur 10f viser kabelforbindelsen ved broenden i løfte-posisjon.

Med referanse til figur 9, illustrerer figuren resultatet av en analyse utført for å uttrykke grensene for operasjonen i en realistisk sjøtilstand, en bølgehøyde (Hs) på 1,5 meter og en bølgeperiode (Tp) på 12,1 sekunder. På grunn av bølgepå-virkning på lekteren er løfteoperasjonen begrenset av de følgende hendelser: kontakt mellom løftekabelankerne og brostrukturen (kalt napping/huking) før avløft, og kontakt mellom lekteren og brostrukturen (kalt treff av lekteren) etter avløftingen. Disse to begrensende hendelsene er illustrert i figuren og kurvene viser henholdsvis antatt antall av nappinger og treff (ver-tikalakse), som en funksjon av slakk i vaierne (horisontal-akse) ved overførsel av vekten (broen) fra lekteren til jekkesystemet. Analysene viser at summen av antatt antall av hendelser av nappevekter på løftekablene og kontakt mellom lekteren og broen etter avløft er mindre enn 1, og således antatt å gi løfteoperasjonen et godt sikkerhetsnivå.

Utførelseseksempel

Denne metoden har blitt utviklet for å installere en bro uten bruk av et offshore tungløft-kranfartøy. Metoden invol-verer bruk av en hydraulisk jekk og kabelsystem for å heve broen på plass. Det benyttede løftesystemet er i vanlig bruk på land rundt omkring i verden for løfting av gjenstander opp til flere tusen tonns vekt, og er meget utprøvd. Blant de betydelige fordelene av systemet for offshore-bruk er: 1. Ingen forankring på sjøbunnen er påkrevet, således at

a) installasjonen er totalt uavhengig av koordinering med andre flytende konstruksjoners

forankringer i området, f.eks. floatel, og

b) forankringsoperasjoner medfører ingen risiko for rørledninger på sjøbunnen. 2. Etter avløfting kan gjenstanden kontrolleres med en høy grad av nøyaktighet og sikre at risikoen for ødeleggelse av gjenstanden og omgivende strukturer er neglisjerbar. Også den endelige posisjoneringen og nedsettingen vil utføres med mye finere toleran-ser enn hva som er mulig med et kranfartøy. 3. Metoden er meget kostnadseffektiv sammenlignet med

tungløft-kranoperasjoner.

Som med tungløft-kraner er den kritiske fasen for løfte-operasjonen adskillelsen av gjenstanden fra transportlekteren. Spesielle overveielser har derfor blitt tillaget denne opera-sjonsfasen.

Hovedmålet har vært å utvikle en positiv, sikker og enkel metode for adskillelse som sikrer at installasjonen kan utfø-res sikkert under de rådende forhold.

I det følgende beskrives løftingen og installasjonen av en bro. I tillegg er ytterligere informasjon fremskaffet for tilstrekkelig å beskrive den foreslåtte løftemetoden.

Broen vil bli lastet ut ved det bestemte fabrikasjons-stedet og tauet til feltet ved å benytte vanlige marine prosedyrer og utstyr. På feltet vil lekteren bli forankret mellom plattformen og stigerørsskaftet til hovedplattformen.

Det er antatt å innlemme sjøsikringene (sea fastening) i baerestrukturen for de hydrauliske jekkene. Dette muliggjør hurtig og enkel fjerning av sjøsikringene på stedet.

Broen vil så bli løftet direkte fra lekteren ved å bruke en firepunkts hydraulisk jekk og løftekabelsystem som vist i figurene 1, 2, 3, 4, 5a-b.

Hele systemet er konstruert for å være praktisk og lett å styre og med feilsikre systemer hvor dette er nødvendig. Analyser har vist at løftemetoden kan utføres i sjøtilstander opp til Hs < 1,8 m (for alle Tp-verdier) og med sjø fra enhver retning hvor motsjø er det verste tilfellet.

Klargjøringen av løftevaierne krever bruk av en slepebåt.

Lekteren vil bli forankret med fire fortøyningsliner (vaiere) som vist i vedlagte tegninger.

Hver fortøyningsline er festet til en 15 tonns foran-kringsvinsj som er plassert i hvert hjørne av lekteren (holde-kraft 100 tonn). Dette er for å hjelpe til med den nøyaktige plasseringen av lekteren mellom løftepunktene.

Lekteren vil bli manøvrert i posisjon ved hjelp av slepe-båten og en assisterende slepebåt. Sluttposisjonering vil utføres ved å bruke forankringsvinsjene. Begge slepebåtene vil holdes tilgjengelige inntil operasjonen er ferdig og lekteren fjernet. Hvis nødvendig vil slepebåtene påføre en konstant kraft for å minimalisere vektene på forankringene.

Løftearrangementene består av to uavhengige systemer, nemlig: 1. En firepunkts hydraulisk jekk og kabelsystem for løfting av broen. Dette utstyret er plassert på fakkel- og hovedplattformstrukturene og over den endelige posisjonen til broen. 2. Et hydraulisk senkesystem på lekteren for å sikre at det oppnås en ren, glatt avløft-adskillelse uten etterløftingskontakt mellom lekteren og broen. Jekkene senkes for sjøtransporten, og heves bare etter fjerning av sjøsikringene.

Løftearrangementene er vist i vedlagte tegninger og det kan sees at hvert løftepunkt består av tolv vaiere (figur 8b) forbundet til en hydrualisk jekk. Sikkerhetsfaktor ved løf-ting når det antas en brovekt på 250 tonn, er ved dette stadi-um 5,0.

Hvert par åv hydrauliske jekker (ett par på fakkelplatt-form, ett par på hovedplattform) kontrolleres uavhengig av hverandre og er drevet av separate hyrdaulikkenheter. Løfte-hastigheten er 20 meter pr. time ved separasjon fra lekteren, deretter omtrent 5 meter pr. time. Senkingen av jekkene på lekteren vil bli kontrollert fra en sentral konsoll på lekter-dekket. Den komplette avløftoperasjonen vil bli kontrollert fra dette sted.

Installasjonssystemet, og spesielt avløftoperasjonen, har blitt konstruert for å styres på en enkel og så feilsikker måte som mulig. Sikkerhetsmarginene som anvendes for et tungløftsfartøy har blitt satt som det absolutte minimumskri-terium for denne alternative metoden.

Med en gang avløft (lift-off) er utført kan broen lett og på en sikker måte føres i posisjon, uten fare for omgivende strukturer.

For videre å øke sikkerheten for operasjonen, og å sørge for en jevn overførsel fra nedsenkningsjekkene til løftekab-lene, vil hydrauliske støtdempere bli innlemmet i de nedre løfteblokkene som vist i figur 8a-c. Dette har også i tillegg den fordelen med å fremskaffe et klart synlig hjelpemiddel for når man skal sette i gang vektoverførselen fra bærejekkene på lekteren til kablene, i.e. når bærejekkene skal senkes.

Bevegelsesberegningene (se figur 9) viser at i sjøtil-stander opp til Hs = 1,5 meter kan lekterstøttene senkes så snart støtdemperne kommer i kontakt med undersiden av løfte-bjelken.

Størrelsen av lekterens senkejekker har blitt bestemt ved omfattende analyser av lekterbevegelsene. Klaringen på

2,8 meter, som er fremskaffet ved bærepunktene når jekkene er senket, tar hensyn til de følgende faktorer:

1. Nedbøyning av broen.

2. Forlengelse av løftekablene.

3. Heving av lekteren på grunn av vekttap.

4. Bevegelse av lekteren.

Før avgang fra utlastningshavnen, vil lekterens hydrau-likk bli fullstendig testet ved å heve broen til full ekstra høyde på 2,8 meter. Hvis dette fungerer tilfredsstillende, vil broen bli senket og klartgjort for sjøtransport.

Den teoretiske bakgrunnen for bevegelses- og sannsynlig-hets-analysen vil bli beskrevet i detalj senere. Beregningene viser at operasjonen er mulig i sjøtilstander opp til motsjø med Hs = 1,8 meter. Motsjø-tilfellet ble funnet å være det verste tilfelle på grunn av induserte stampebevegelser.

Basisen for "gjennomførbarhet" for operasjonen er at de statistiske analyseresultatene må vise at summen av forventet antall hendelser av

a) nappelasten på løftekablene, og

b) kontakt mellom lekteren og broen etter avløft er

mindre enn 1.

Dette er antatt å gi operasjonen et godt sikkerhetsnivå, spesielt når det er tatt i betraktning at det verste tilfelle av sjøretning og periode er innlemmet.

Det er antatt at denne alternative metoden gir mye bedre kontroll og derved en sikrere operasjon enn bruk av et tung-løftfartøy.

Basisprosedyren for installasjonen er som følger:

1. Avgjørelse for å utføre operasjonen. Lekteren fraktes inn mellom fakkel- og hovedplattform og fortøyes.

2. Løftekablene festes til løftebjelken.

3. Lekterens sjøtransportsikringer fjernes.

4. Siste sjekk av hydrauliske systemer.

5. Siste sjekk av miljøforhold.

6. Bro heves på bærejekker 2,8 m.

7. Begynne å ta slakken av løftekablene.

Dette er et punkt hvor det ikke er noen vei tilbake. 8. Ved riktig tidspunkt senkes bærejekkene og brovekten overføres til løftekablene.

Broen er nå klar av lekteren.

Operasjonene 7 og 8 utføres i virkeligheten som en enkel, kontinuerlig operasjon.

Løftekablene vil klargjøres så mye som mulig på forhånd for å redusere tiden, som lekteren er forankret mellom de to plattformene, til et mulig minimum.

Etter at lekteren er forankret vil tilkopling starte med en gang ved å feste den nedre løfterammen og ankerblokkene til løftebjelkene ved hver ende av broen. Tilstrekkelig slakk i vaierne vil holdes ved enhver tid for å muliggjøre at dette arbeide utføres sikkert og effektivt.

Fjerning av festene for sjøtransporten vil bli planlagt å være ferdig på samme tid som tilkoplingsarbeidet.

Etterfulgt av en sluttsjekk av det hydrauliske systemet, og værsituasjonen, vil broen bli hevet opp 2,8 meter på jekkene. Samtidig vil de øvrige jekkene starte og ta opp løfte-kablene. Når støtdemperne først begynner å komme i kontakt med løftebjelken, kan bærejekkene senkes. For denne broen gjelder dette sjøtilstander opp til 1,5 m signifikant bølge-høyde. De øvre jekkene stanses ikke ved dette tidspunktet og opererer kontinuerlig for å øke klaringen så mye som mulig.

Når broen er klar av lekteren vil den fortsette og heves med en hastighet på omtrent 20 meter pr. time inntil den er omtrent 5 meter klar av det høyeste punktet på lekteren. Deretter vil hastigheten reduseres til omtrent 5 meter pr. time.

Ved en kote på omtrent 46 meter vil broen flyttes omtrent 3,5 meter langsgående mot hovedplattformen, og så løftet til full høyde for å plasseres på plattformens bærestruktur.

Med en gang den er i posisjon vil broen bli satt sammen med broendeseksjonen på hovedplattformen. Bruken av platt-formkranene vil gjøre denne operasjonen enkel.

Alt løfteutstyr og midlertidige bærestrukturer vil bli fjernet etter at operasjonen er ferdig.

Den teoretiske bakgrunn for bevegelses- og sannsynlig-hets-analysen for operasjonen som angår "avløft" av broen fra lekteren ved å bruk et hydraulisk jekkesystem, vil bli beskrevet i det følgende. På grunn av bevegelsene av lekteren er de kritiske faktorene under denne operasjonen: Bærejekkene bør ikke senkes for tidlig, noe som med- fører at lekteren treffer broen fra undersiden.

Bærejekkene bør ikke senkes for sent, noe som skaper

nappekrefter fra vaierne.

Overgangen fra broen bæres på lekteren til jekkesystemets vaiere overfor broen gjøres ved å senke lekterens støtter. Senkelengden er antatt å være 2,8 meter. Nedbøyningen av broen og forandring av lekterens dypgang utgjør omtrent 0,5 meter, og dette gir en effektiv lengde på A~ 2, 3 m for å kom-pensere for lekterens bevegelser. Senkingen av støttene antas å være jevn.

Jekkesystemets løftevaier antas å strammes til med en hastighet på V=20 m/t. Utgangsslakken av vaierne under fes-tingen av deres ender til broen antas å være stor, slik at muligheten for å løfte broen fra lekteren i denne forbind-elsesfasen er neglisjerbar (som i de følgende beregninger betyr at den kan antas å være infinitiv).

Under oppstramming av vaierne, med broen båret av lekteren, bør bevegelsen av endepunktene til broen ikke gå ut over slakken av vaierne ved det aktuelle tidspunktet. Slakken er gitt som:

e(t) = e0 - Vt

hvor e0 er den initielle slakken av kabelen (antatt å være stor) og t er tiden som har medgått fra strammingen har startet. Fra ref./l/, ligning (9-13), oppkrysningsfrekvensen av prosessen Z(t) (svarende til bevegelsen av broens ende) gjennom nivået - e(t) er gitt som:

hvor az er RMS-verdien for prosessen Z(t) og T2 er null-krys-ningsperioden for Z(t). Når det antas at e0 er "stor" (som beskrevet ovenfor) vil antallet av krysninger av Z(t) gjennom e(t), (fram til tiden t=T), være gitt som:

Fra det matematiske uttrykket for f(t) kan det lett vises at N"(T) kan uttrykkes ved sannsynlighetsfordelings-funksjonen for den normaliserte Gaussiske stokastiske variable, XG, FG(xG)=P(XG<XG), som:

hvor S er slakken ved tiden t=T.

Ved å anta at broen overføres til vaierbæringene ved t=T, bør den vertikale bevegelsen av bærepunktet på lekteren, Y(t), ikke overskride klaringen mellom broen og lekteren på dette tidspunktet. For t>T er denne klaringen:

Den forventede verdi at krysningsfrekvensen til lekterbevegelsen ved støttene, Y(t), gjennom nivået S(t) (dvs. undersiden av broen) er nå gitt som:

hvor aY er RMS-verdien for prosessen Y(t) og Ty er null-krys-ningsperiode av Y(t). Antall krysninger gjennom nivået S( t) fra t=T inntil operasjonen er avsluttet, tw», kan nå finnes som: som igjen kan uttrykkes i form av sannsynlighetsfordelings-funksjonen, FG(<*>), som: Det totale antall av uønskede utkrysninger er nå gitt som:

T, og følgelig S, er en parameter i uttrykket for NT. La oss anta at vi fritt kan overføre understøttelsen av broen fra

lekteren til vaierne ved ethvert tidspunkt, forutsatt at dette er mulig. Denne tiden kan således velges så NT minimaliseres. For dette formål er det mer hensiktsmessig å introdusere S som en uavhengig variabel. Minimumsverdien er så funnet fra:

6HT/ 6S = 0

som gir betingelsen:

Siden TZ«TY, og disse to variablene bare dukker opp i logaritmiske uttrykk, blir det optimale punktet tilnærmet funnet fra: som gir:

S = gjennomsnittlig slakk ved overførsel av understøttelse ved

opt imalpunktet.

A = effektiv senkning av broen.

az= standard verdi av bevegelse av kontaktpunktet ved broenden

(løftepunkt).

aY= standard verdi av bevegelsen av bærepunktet til broen på

lekteren (toppen av senkningsjekkene).

ay og az er funnet fra bevegelsesanalysen for lekteren. Input til denne analysen er hele formen (skroget) av lekteren og bølgespektrum-parameterne (signifikant bølgehøyde), en karakteristisk bølge-periode, gjennomsnittlige bølgeretning og retningssprednings-funksj on.

Ved å introdusere dette i uttrykket for NT gis minimum-verdien:

Operasjonen er definert å være sikker når summen av antatt antall uønskede utkrysninger er mindre enn Ir(NTj,MIN<1, vil brukes.

For bevegelsesanalysen kan f.eks. stripeprogrammet SEAWAY /2/ brukes. Bølgene ble antatt å være langkammet. Motsjø ble funnet å være den verste tilstanden, og ble således sjekket for forskjellige sjøtilstander. Signifikant bølge-høyde på 1,8 m ble benyttet for sjø aktenfor og fremfor tvers (quartering seas) (30° og 60° retninger), og også for tverr-sjø.

Analysen for motsjø-forhold viste at akseptering kriteri-et ble tilfredsstilt for alle Tp-verdier når Hs var mindre enn 1,8 m. For Hs=l,8 m ble det funnet at godkjenningskriteria ble tilfredsstilt for Tp<12,ls (svarende til verdien gitt ved 5% sikkerhetsnivå, ifølge ref./3/, kapittel 2.2). Kontroller utført for Hs med verdiene 2,0 m, 2,5 m og 3,0 m viste at aksepteringskriteriet var tilfredsstilt for Tp-verdier mindre enn verdiene gitt i den følgende tabellen:

Kontroll for alle andre retninger viste at aksepterings-kriteria ble tilfredsstilt for alle retninger og Tp-verdier for HS<1,8 m. Man kan således konkludere med at godkjennings-kriteriet er tilfredsstilt for Hs<l,8m. Det faktum at motsjø viste seg å være det verste tilfelle indikerer at det aksepta-ble området i (Hs, Tp)-planet kan utvides ved å introdusere retningssjø.

For å få en følelse av begrensningene for operasjonene under realistiske værforhold, ble sjøtilstandene med Hs=l,5m og Tp=12,ls sjekket for motsjø. Dette forholdet ble funnet å være det verste for denne operasjonen, forutsatt at Hs<l,5m og Tp er innen 90% av sikkerhetsgrensene (se ref./3/). Verdiene av "slakken", S, svarende til NT(T)=1 ble funnet å være S=l,8m og S=l,05m. Det optimale punktet ble funnet for S=l,47m, med NT'MIN=0'256,

Figur 9 illustrerer analysen. S-verdien langs den hori-sontale aksen er slakken ved overførsel av vekten fra lekteren til jekkesystemet. De to kurvene viser det forventede NT, av henholdsvis napping og treff av lekteren. Det antatte

antall av uønskede tilfeller er således formet av summen av de to kurvene. Det viser klart minimumspunktet og de to verdiene av S, for hvilket den antatte verdien av uønskede tilfeller er lik én. Det viser også at summen er dominert av en av hendelsene når man ikke er nær minimumspunktet. Videre indikerer

kurvene at det antatte antall av uønskede hendelser øker raskt når man beveger seg ut av området hvor NT<1.

Referanse

/l/ Lin, Y.K.: Probabilistiv theory of structural dynamics, McGraw-Hill, N.Y., 1967.

/2/Journee, J.M.J.: "SEAWAY-DELFT", User Manual and Theoretical Background of Release 3.00, Report No. 849, Ship Hydrodyn. Lab., Delft Univ. of Technology, Jan. 1990.

/3/ "Design Basis, Environmental Loads, Sleipner", STATOIL, Nov. 1986.

Claims (8)

1. Anordning for overføring av en tung gjenstand (1) plassert på et flytende fartøy (2) til en hevet posisjon (3) på en mottakerstasjon (4) som er plassert på en offshore-plattform eller lignende, hvilken anordning inkluderer et antall løfte-vaiere (7) som henger ned fra en vinsjeanordning (8) plassert på mottakerstasjonen (4) og ned til gjenstanden (1) som er plassert på fartøyet, karakterisert ved at overførselsanordningen inkluderer et tilpasset antall hydrauliske jekkestøtter (9) plassert på fartøyet (2) og tilpasset for bæring av gjenstanden (1) i en hevet posisjon (10) i forhold til fartøyets (2) dekk, og jekkene (9) innehar tilstrekkelig løftekapasitet for å løfte og bære gjenstanden (1) i nevnte hevede posisjon (10), nevnte støttejekker (9) er utstyrt med kontroll for rask sammenfallende senkning av jekkene, hver av nevnte løftevaiere (7) strekker seg ned gjennom løftepunktshull (11) på gjenstanden (1) og er utstyrt med en løfteblokk (12) ved den nedre enden, en støtdemperinnretning (13) er plassert på en i og for seg kjente måte langs løftevaieren (7) mellom nevnte løfte-punkt (14) på gjenstanden (1) og nevnte løfteblokk (12) ved den nedre enden av vaierens (7) nevnte støtdemper-innretning (13) er tilpasset for å forspennes mot løftepunktet (14) på gjenstanden (1) etter stramming av vaieren under avløftningen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av løftepunktene (14) på gjenstanden (1) innbefatter et nedadrettet øye eller spalte som er i stand til å holde eller omslutte løftevaieren (7) med fri vertikal passasje derigjennom.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at støtdemperen (13) som er plassert mellom løfteblokken (12) på vaieren (17)og løfte-punktet (14) på gjenstanden (1) er plassert på og langs vaieren og hviler mot løfteblokken (12).

4. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at støtdemperen (13) på bakgrunn av gjenstandens (1) vekt, løftevaiernes (7) hastighet etc., er konstruert med beregnet slaglengde og elastisk fleksibilitet.

5. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at støttejekkene (9) på fartøyet (2) har en slik effektiv høyde at gjenstanden (1) kan heves til et nivå fra fartøyet (2) som normalt er likt eller større enn antatte bølgehøyder under løfteoperasjonen.

6. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hver av løfte-kablene (7) eller vaierne er fremskaffet med merker (15) fra nedre ende og oppover, slik at når vaierne (7) strekker seg ned med en tilstrekkelig slakk gjennom løftepunktene (14) og fartøyet (2), vil slike merker (15) fremskaffe en innretning for registering og kontroll av virksomme bølgepåvirkninger og videre fremskaffe en innretning for registrering av løfte-operasjonen.

7. Fremgangsmåte for løfting av en tung gjenstand (1) fra en posisjon på et flytende fartøy (2) til en hevet posisjon (3) på en nærliggende offshore-plattformkonstruksjon (4) eller lignende ved å benytte løfteutstyr med vaiere (7) festet til gjenstanden (1), karakterisert ved de føl-gende overførings-og løfteprosedyrer, før man forlater land plasseres og sikres (sea fastening) den tunge gjenstanden (1) på fartøyet (2) i en understøttet posisjon på et tilpasset antall av hydrauliske eller pneuma-tiske støttejekker (9) på fartøyet (2), etter adkomst til lokaliseringsstedet, forankres fartøyet (2) og ved hjelp av løftejekkene (9) heves gjenstanden (1) til en posisjon (3) på fartøyet (2), løftevaierne (7) eller kablene festes til gjenstanden (1) med tilstrekkelig slakk, støtdemperanordning (13) anbringes mellom den nedre enden av løftevaierne og festepunktene (14) på gjenstanden (1), løftevaierne (7) eller kablene påføres en jevn oppadret-tet bevegelse, og slakken tas av løftevaierne (7), i det øyeblikket (tilnærmet) da støtdemperne (13) påvir-kes av vekten av gjenstanden (1) startes straks senkingen av støttejekkene (9) på fartøyet (1), og derved fremkalles en jevn overførsel av gjenstandens (1) vekt fra fartøyet (2) til løftevaierne (7) og samtidig fremkalles en kompresjon av støtdemperne (13).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at nevnte innvirkende parametre, slik som skrogformen (16) av lekteren (2), signifikant bølgehøyde, karakteristisk bølgeperiode, gjennomsnittlig bølgeperiode, gjennomsnittlig bølgeretning og retningspred-nings-funksjon, brukes i en i og for seg kjent analyse av lekterbevegelsen, og resultatet av nevnte analyse brukes som inndata for den følgende ligningen: som beregner det optimale punktet for senking av støttene (9) uttrykt ved hjelp av et mål for slakken i løftekablene (7) som gjør det mulig for operatøren å starte opp overførselsprose-dyren som består av, for det første å starte løftingen av løftevaierne (7) og derved stramme opp slakken i vaierne (7) og starte senkingen av støttejekkene (9) ved det oppnådde tidspunktet (øyeblikkelig) for å fullføre overførsel av gjenstandens (1) vekt, fra lekteren (2) til løftevaierne (7) med et minimum "avnappingskrefter" og "etterløftingsbevegelser" av gjenstanden (l).