NO171465B - Ettergivende offshorekonstruksjon stabilisert ved elastiske paaleanordninger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ettergivende offshoreplattform av den type som er angitt i ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

De fleste eksisterende olje- og gassfelter til havs blir boret og produserer fra stive konstruksjoner som hviler på sjøbunnen og forløper oppad til en arbeidsplattform som befinner seg over vannoverflaten. Et hovedkrav ved konstruksjon av slike offshorekonstruksjoner vedrører begrensning av den dynamiske forsterkning av konstruksjonens respons til bølger eller svingninger. Svikt i å minske slik dynamisk svingning vil minske utmattingslevetiden for konstruksjonen, og kan i ekstreme tilfeller resultere i påføring av for store belastninger på strukturelle nøkkelkomponenter. Unngåelse av dynamisk forsterkning oppnås vanligvis ved å beregne at konstruksjonen har tilstrekkelig stivhet til å sikre at dens naturlige svingeperioder er mindre enn den korteste periode av betydelige energibølger for hvilke konstruksjonen vil bli utsatt. For de fleste offshoresteder er den korteste signifikante bølgeperiode omkring 7 sek.

Konstruksjoner for boring etter og produksjon av hydrokarboner konstruert i samsvar med denne tilnærming har vist seg svært tilfredsstillende for mange applikasjoner i vanndyp opptil omkring 300 m. Imidlertid, for vanndyp som overskrider 300 m, blir mengden av konstruksjonsstål som kreves for å opprettholde den grunnleggende naturlige svingeperiode for en konvensjonell stiv plattform under den korteste signifikante bølgeperiode en stadig sterkere funksjon av vanndybden. På grunn av dette kan de fleste hydrokarbonreservoarer til havs i vanndybder særlig utover 300 m ikke økonomisk fremstilles ved bruk av konvensjonelle stive plattformer.

For dypvannsapplikasjoner er det foreslått å avvike fra konvensjonelle stive plattformkonstruksjoner og utvikle plattformer som har en grunnleggende naturlig svingeperiode større enn svingeområdet for havbølger som inneholder betydelig energi. Slike plattformer, kalt "ettergivende konstruksjoner", motstår ikke på stiv måte bølger og andre omgivelseskrefter, men reagerer i steden ettergivende på disse krefter, og undergår betydelig sideveis bevegelse ved havoverflaten enten gjennom svaiing (dreiing av konstruksjonen omkring dens basis) eller bøying (fleksjon av konstruksjonen langs sin lengde). Bruken av en ettergivende offshorekonstruksjon fjerner effektivt den øvre grense for svaie-eller bøyeperioden, og unngår således de mest problemfulle konstruksjonsbegrensninger for stive konstruksjoner. Dette reduserer vesentlig økningen i volumet av konstruksjonsmat-erialet, og dermed kostnaden som kreves for en gitt økning i vanndybden.

Ettersom økonomiske betraktninger ennå ikke har berettiget utstrakt utnyttelse av hydrokarbonreserver til havs i vanndyp større en omkring 300 m, er utviklingen av teknologien med ettergivende konstruksjoner for tiden på et forholdsvis tidlig trinn. Imidlertid har flere typer ettergivende konstruksjoner blitt konstruert og et fåtall har blitt bygd og satt i drift. En av de mest lovende konsepter for å oppnå ettergivenhet er innarbeidet i en foreslått konstruksjon kjent som det ettergivende pålede tårn (compliant piled tower). Dette ettergivende tårn er et slankt, hovedsakelig stivt romrammetårn som forløper fra sjøbunnen og til en posisjon over havoverflaten. Et bore- og produksjonsdekk er båret på tårnet. Ulikt en konvensjonell plattform, er tårnet ikke stivt bundet til sjøbunnen. Dette tillater konstruksjonen å helle omkring sin basis i ettergivende respons til bølger, vind, sjøstrømmer og sidekrefter. Tårnet stabiliseres mot for store svingninger av rørformede stålpåler som forløper oppad fra posisjoner som omgir basisen til en pålefesteposisjon som befinner seg en forhåndsvalgt høyde over sjøbunnen. I respons til svinging av tårnet bort fra vertikalen, etablerer pålene et opprettende moment som virker ved stedet for pålefestet. Dette tilveiebringer den nødven-dige stabilitet for å gjenopprette tårnet til en vertikal orientering. En type ettergivende pålet tårn er detaljbeskrevet i en artikkel på sidene 20-25 i mars-utgaven 1986 av Ocean Industry Magazine.

Et hovedproblem i utviklingen av et praktisk, ettergivende pålet tårn dreier seg om konstruksjonen av stabiliserings-pålene. Som beskrevet i artikkelen nevnt ovenfor, er stabil-iseringspålene rørformede eller hule stålelementer drevet ned i sjøbunnen nær periferien av tårnbasisen og forløper oppad til en betydelig høyde over sjøbunnen, hvor de er stivt festet til tårnet. Elastisk forlengelse og sammentrykning av de hule stålpåler foregår under forløpet av tårnsvaiingen for å etablere den nødvendige gjenopprettelseskraft for å gi den nødvendige stabilitet. En betydelig ulempe med dette arrangement er at den krever et stort antall lange påler. Dette øker betydelig vekten og kostnaden av konstruksjonen. Videre, i offshoreområder som kombinerer ugjestmilde omgivelsesfor-hold med forholdsvis grunne vanndyp, kan det muligens være praktisk umulig å utstyre den ettergivende konstruksjon med tilstrekkelig lange stabiliseringspåler til å oppta den nødvendige forlengelse av pålen uten å overskride den elastiske sikkerhetsgrense for stålet eller annet materiale som de er fremstilt av.

Det ville være ønskelig å utvikle en påleanordning for ettergivende pålede tårn og relaterte offshorekonstruksjoner som tilveiebringer den nødvendige ettergivenhet og stabilisering mens de er kortere og mindre kostbare enn de ettergivende påleanordninger foreslått til nå.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det til-veiebragt en ettergivende offshoreplattform av den inn-ledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

Mange fordeler tilveiebringes ved benyttelse av elastisk koplede påler for å bære en ettergivende konstruksjon. Eksisterende ettergivende konstruksjoner er vanligvis båret av rørformede stålpåler stivt festet til konstruksjonen. Følgelig må selve pålen oppta forskjellige lengdeendringer etterhvert som det parti av konstruksjonen som den er festet til beveger seg i forhold til sjøbunnen. Dette medfører at pålene må ha tilstrekkelig lengde over sjøbunnen til å oppta denne påkjenning innenfor akseptable spenningsgrenser. Den foreliggende oppfinnelse unngår behovet av å dimensjonere pålene til å oppta aksiell plattformbevegelse som foregår under svingeforløpet. Dette minsker betydelig vekten og kostnaden av de påler som trengs.

For en bedre forståelse av den foreliggende oppfinnelse gis henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 viser et sideriss av et ettergivende pålet tårn

båret og stabilisert av elastiske påler;

fig. 2 viser et sideriss, delvis bortskåret, av det øvre parti av den foretrukne utførelse av den elastiske påleanordning;

fig. 3 viser et snittriss tatt langs snittlinjen 3-3

ifølge fig. 2;

fig. 4 viser et riss i horisontalt snitt av ett av de enkelte segmenter av hvilke den elastiske kopling er sammensatt;

fig.5a,5b illustrerer skjærdeformasjonen i det elastomere materialet på den elastiske påleanordning etterhvert som plattformbenet til hvilket påleanordningen er festet beveger seg oppad under forløpet av tårnsvinging;

fig. 6 viser et delvis bortskåret snitt sett fra siden av det øvre parti av en alternativ utførelse av den elastiske kopling;

fig. 7 illustrerer hvordan en ytterligere elastisk kopling kan tilføyes en påleanordning etter plattforminstallasjon for å erstatte en sviktet elastisk kopling;

fig. 8 viser et snittriss av en utførelse av en elastisk kopling der de elastomere elementer virker i trykk;

fig. 9 viser et snittriss sett fra siden av en alternativ utførelse av en elastisk kopling der de elastomere elementer virker i trykk;

fig. 10 viser et snittriss sett fra siden av nok en alternativ utførelse av en elastisk kopling der de elastomere elementer virker i trykk;

fig. 11 viser et snittriss tatt langs snittlinjen li-ll i fig. 9 og 10; og

fig. 12 viser en detalj av de elastomere puter benyttet

i utførelsen vist i fig. 9 og 10.

Fig. 1 viser en ettergivende offshoreplattform 10 som er en foretrukken utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Grovt sett innbefatter den ettergivende offshoreplattform 10 Ifølge den foreliggende oppfinnelse en vertikal lastbærende konstruksjon båret av et antall elastiske påleenheter 12. De elastiske påleenheter 12 tjener både til å bære vekten av konstruksjonen og til å oppta sideveis svinging av konstruksjonen som skyldes sidekrefter tildelt av bølger, vind og havstrømmer. Som det vil fremkomme med hensyn til den følgende beskrivelse, er de elastiske påleenheter 12 i den foretrukne utførelse særlig godt egnet for bruk til å bære og stabilisere en spesiell type av ettergivende konstruksjon kjent som et ettergivende, pålet tårn tilpasset for bruk i marine operasjoner for boring etter og produksjon av hydrokarboner. Imidlertid kan de elastiske påleenheter 12 også benyttes i forbindelse med et stort antall andre marine konstruksjoner. I den utstrekning den følgende beskrivelse er spesifikk til ettergivende pålede tårn, er dette kun ment som illustrasjon og ingen begrensning.

I den foretrukne utførelse er et antall elastiske påleenheter 12 spredt omkring omkretsen av den stive romrammetårn-konstruksjon 14 for å etablere et ettergivende pålet tårn 14 for bruk til olje- og gassboring til havs. Romrammetårnet 14 er fabrikert av stålrørelementer i samsvar med design og byggeprosedyrer vel kjent for fagmannen. Tårnet 14 innbefatter et antall vertikale ben 16 som tjener som dets primære lastbærende element. Disse ben 16 forløper hvert fra en tårnbasis 18, som hviler på eller noe over havbunnen 20, til den øvre ende 22 av tårnet 14. Et bore- og produksjonsdekk 24 er satt på toppen av tårnet 14 en avstand over havoverflaten. Tårnet 14 er anordnet til å kunne svaie omkring sin basis 18 for å tilveiebringe en ettergivende strukturell respons til bølger og andre siderettede omgivelseskrefter.

De elastiske påleenheter 12 tjener som fundament for tårnet 14 og dekket 24 som bærer deres kombinerte neddykkede vekt. Som beskrevet i nærmere detalj nedenfor er de elastiske påleenheter 12 også tilpasset for relativ aksiell bevegelse mellom enhver stilling på tårnet 14 og sjøbunnen 20. Dette tillater tårnet 14 å reagere på ettergivende måte på siderettede omgivelseskrefter. Videre tilveiebringer påleen-hetene 12 en gjenopprettingskraft i respons til tårnsvaiing, og stabiliserer således tårnet 14 mot for stor sideveis bevegelse. De elastiske påleenheter 12 er fortrinnsvis anordnet i grupper av 2-4 som omgir hvert av tårnbenene 16. Imidlertid, for forenklingsformål, viser figurene kun en enkelt elastisk påleenhet 12 tilknyttet hvert tårnben 16.

Hver elastiske påleenhet 12 innbefatter to primære komponen-ter, et avlangt påleelement 26 vist festet til sjøbunnen 20, og en elastisk kopling 28 for å knytte tårnet 14 til påleelementet 26 mens det tillater begrenset relativ aksiell bevegelse mellom de to. I den foretrukne utførelse er de avlange påleelementer 26 rørformede eller hule drivpåler, utformet og installert som drivpåler brukt til å bære konvensjonelle stive marine strukturer. Den spesielle utforming av og installasjonsmetode for de avlange påleelementer 26 er imidlertid ikke kritiske for den foreliggende oppfinnelse, forutsatt at de tjener til fast å forankre de elastiske koplinger 28 under alle antatte belastninger. Påleelementene 26 forløper oppad fra havbunnen 20 til et festested 30 for påleenheten en avstand over havbunnen 20.

Høyden av festestedet 30 for påleenheten er ikke kritisk for den foreliggende oppfinnelse. I mange anvendelser, særlig hvor konstruksjonen skal benyttes i vanndyp på mindre enn 450 m, vil det være ønskelig å plassere festestedet 30 forholdsvis nær basisen av tårnet 14, som vist i fig. 1. Dette vil minimalisere lengden og kostnaden av påleelementene 26. Imidlertid i andre anvendelser kan det være ønskelig å ha festestedet ved eller nær dekket 24. Dette letter installasjon, inspeksjon og vedlikehold av koplingen 28. I tillegg, med koplingen 28 plassert en betydelig avstand over havbunnen 20, vil det frie parti av hvert avlange påleelement 26 gjennomgå trykk- og strekkpåkjenninger, og opptar således en andel av den svaiefremkalte vertikale bevegelse av pålefestestedet 30. Dette reduserer den relative forskyvning som oppstår mellom tårnet 14 og den øvre ende av påleelementene 26 som tillater bruk av en kortere, slankere kopling 28.

De elastiske koplinger 28 tjener til å utvikle og overføre en aksiell gjenoppretningskraft fra de avlange påleelementer 26 til romrammetårnet 14 når tårnet 14 svaier i respons til virkningen av vind, bølger, havstrømmer og andre siderettede belastninger. Ettersom de elastiske påleenheter 12 er festet til tårnet 14 omkring dets omkrets, tjener gjenoppretnings-kreftene generert ved deformasjon av de elastiske koplinger 28, når tårner 14 svaier bort fra vertikalen, tilsammen å generere et kraftpar som virker i høyde med pålefestestedene 30 for å gjenopprette tårnet 14 til en vertikal orientering. Som det mer fullstendig vil bli fremsatt nedenfor, er størrelsen på dette gjenoppretningskraftpar en funksjon av størrelsen av tårnsvaiingen.

En foretrukken utførelse av den elastiske kopling 28 er illustrert i fig.2 og 3. I den foretrukne utførelse innbefatter den elastiske kopling 28 en indre hylse 32, et sylindrisk hus 34 som konsentrisk omgir hylsen 32, og en gruppe av ringmessig anordnede elastomere elementer 36 innsatt mellom og bundet til hylsen 32 og huset 34. Huset 34 er stivt festet til tårnbenet 16 av skjærplater 38. Hylsen 32 har en innvendig diameter tilstrekkelig stor til å motta de korresponderende avlange påleelementer 26, som er stivt festet til disse ved en støpt, sveist, mekanisk eller annen forbindelse.

Aksiell forskyvning av huset 34 i forhold til hylsen 32, og dermed til tårnbenet 16 i forhold til påleelementet 26, opptas ved skjæring av de elastomere elementer 36. Fig. 5a og 5b illustrerer skjærdeformasjonen i de elastomere elementer 36 når tårnbenet eller tårnstaget 16 til hvilket en elastisk kopling 28 er festet beveger seg oppad under forløpet av tårnsvaiing. Ettersom tårnstaget 16 beveger seg oppad eller nedad i forhold til havbunnen 20, endrer kraften overført av de elastomere elementer 36 fra huset 34 til hylsen 32 på en måte som kan defineres ved ligningen:

2 Tt G D § (li ri)

AF =

(r0" ri)

hvor aF = endringen i aksialkraft påført tårnstaget 16

G = skjærmodulen for de elastomere element 36

D = andelen av omkretsen av ringrommet som opptas

av elastomere element 36

S = aksiell forskyvning av huset 34

1<*> = høyden av det elastomere materialet langs

hylsen 32

rj_ = radius av den ytre flate av hylsen 32

tq = radius av den indre overflate av huset 34

Når tårnet 14 er i en vertikal orientering fordeles den neddykkede vekt av tårnet 14 og dekket 24 likt blant pålene 26. Huset 34 til hver elastiske kopling 28 er forskjøvet nedad i forhold til pålen 26 inntil det resulterende skjær i de elastomere elementer 36 utvikler en kraft som balanserer den nedadrettede last påført av tårnet 14 og dekket 24. Svaiing av tårnet 14 skjer omkring en akse som er vinkelrett på retningen av kraften som medfører svaiing og som passerer gjennom rotasjonssenteret av tårnbasisen 18. For de fleste ettergivende offshoreplattformer 10, vil rotasjonssenteret vanligvis være nær det geometriske senter av tårnbasisen 18. Etterhvert som tårnet 14 svaier, beveger tårnstagene 16 på en side av svaieaksen seg oppad og tårnstagene 16 på den motsatte side av svaieaksen beveger seg nedad. Fordi de elastiske koplinger 28 er under en nedadrettet belastning når tårnet 14 er vertikalt, reduserer først tårnsvaiingen skjærdeformasjonen og dermed den oppadrettede kraft påført av de elastiske koplinger 28 festet til tårnbenene 16 som beveger seg oppad under forløpet av en svaiebevegelse. De elastiske koplinger 28 på motsatt side av svaieaksen er plassert under øket skjærdeformasjon og genererer en forøket kraft oppad. Ubalansen i kreftene påført av de elastiske koplinger 28 på motsatte sider av dreieaksen etablerer et kraftpar som virker til å gjenopprette tårnet 14 til en vertikal orientering. Ved å styre plasseringen, antallet og utformingen av de elastiske påleenheter 12, kan størrelsen av kraftparet for en gitt tårnforskyvning styres ved å anordne det ettergivende pålede tårn 14 med den optimale dynamiske respons for den omgivelse som den er plassert i.

På grunn av den forholdsvis store dimensjon og vekt av de elastiske koplinger 28, er det ønskelig at de fremstilles i bueformede segmenter 29. Dette er illustrert i fig. 4. Hvert segment 29 innbefatter to krumme stålplater som representerer korresponderende andeler av den totale omkrets av hylsen 32 og huset 34, bundet til de korresponderende flater av et elastomert element 36. En gruppe av disse segmenter er sveist side mot side langs de aksiale sømmer mellom hylse- og huselementene for å etablere en sylindrisk koplingsmodul. Rlngavstivere 40 er tilføyd på utsiden av huset 34 for å gi den nødvendige bøye- og torsjonsmessige stivhet. En; serie av disse moduler blir så sveist ende mot ende for å gi den komplette elastiske kopling 28. Som et alternativ til bruk av bueformede segmenter 26, kan koplingen 28 sammensettes av flate segmenter som gir en polygonal kopling. Dette forenkler fabrikeringen noe.

Fremstilling av koplingen 28 av et antall forholdsvis små segmenter 29 tillater bruken av eksisterende utstyr for vulkanisering av de elastomere elementer 36 og gir større kontroll over vulkaniseringsprosessen. Ved sammenknytning av de individuelle segmenter kan det være ønskelig å sammen-trykke elastomeren før sammensveising av de individuelle segmenter. Dette minimaliserer sannsynligheten for strekkbe-lastninger under drift av koplingen 28 som forlenger dens utmattingslevetid.

De elastomere elementer 36 tar fortrinnsvis form av avsmal-nende, bueformede blokker som vist i fig. 3 og 4. Åpenbart kan imidlertid de elastomere elementer 36 innta mange alternative former. Det er fastslått at naturgummi er det beste materialet for de elastomere elementer 36. Naturgummi har en mye større rivningsmotstand enn de fleste syntetiske elastomerer under både statisk belastning og syklisk belastning av høy størrelse, som er de to dominante belastninger de elastomere elementer 36 er utsatt for. En naturgummi ønskelig for denne applikasjon vil ha en moderat hardhet (i størrel-sesorden av 60 durometer) og en midlere, moderat skjærmodul (vanligvis 730 kPa). Dette materialet kan oppta en maksimal sikkerhetsskjærspenning i området fra 125^-15056. Denne spenningsgrense dikterer den minimale nødvendige tykkelse for de elastomere elementer 36. F.eks. for en typisk ettergivende struktur med en maksimal vertikal basisbevegelse på ± 1 m (målt ved basisomkretsen) under maksimal beregnet belastning (vanligvis 100-års stormen), vil den nødvendige minimumstykk-else for de elastomere elementer 36 være i området av 67-80 cm. I noen utførelser vil det være ønskelig å anordne de elastomere elementer med en eller flere mellomliggende stabiliseringsplater 42 parallelt med og mellom dets lastbærende flater. Disse tjener til å forbedre formfaktoren til de elastomere elementer 36. Dette forøker sidestivheten til de elastomere elementer 36 og stabiliserer dermed hylsen 32 mot for stor sideveis forskyvning i forhold til huset 34.

Installasjon av et ettergivende pålet tårn 14 som benytter elastiske påler 12 er likefrem. De elastiske koplinger 28 er festet til tårnet 14 ved pålefestestedene 30 på land under fabrikering av romrammetårnet 14. Tårnet 14 slepes til installasjonsstedet til havs og settes på sjøbunnen 20 på vanlig måte. Når tårnet 14 hviler på sjøbunnen 20, drives et påleelement 26 gjennom hylsen 32 i hver av de elastiske koplinger 28. Når påleelementet 26 er drevet til ønsket dybde blir den stivt festet inne i huset 34 ved støping, sveising eller på annen egnet måte.

Under levetiden av det ettergivende tårn 10 er det mulig at en eller flere av de elastiske koplinger 28 kan svekkes eller svikte. Dette vil mest sannsynlig skje som et resultat av riving eller delaminering av de elastomere elementer 36. For å avhjelpe dette problem vil en ny elastisk kopling 28 tilføres den elastiske påleenhet 12, som illustrert i fig. 7. En tapp-påle 44, som virker som en styretapp, innsettes i toppen av påleelementet 26 og er stivt festet til dette med en støpt forbindelse. En erstattende elastisk kopling 28 plasseres deretter over tapp-pålen 44 og forbindes stivt til denne, fortrinnsvis ved støping. Huset 34 til erstatningskop-lingen 28 blir deretter stivt festet til huset 34 til den opprinnelige elastiske kopling 28, fortrinnvis med en mekanisk klemme 46. Den relative forskyvning mellom påleelementet 26 og tårnbenet 16 blir nå overført direkte til den erstattende elastiske kopling 28, som genererer den nød-vendige gjenopprettingskraft. For å lette tilføyelsen av nye elastiske koplinger 28 vil det være ønskelig i noen applikasjoner å benytte påleelementer 26 som rager vesentlig over de opprinnelige elastiske koplinger 28, som illustrert i fig. 1. Dette tillater at en erstatningskopling 28 kan bli støpt direkte til påleelementet 26 som eliminerer behovet for en tapp-påle 44.

Fig. 6 viser en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor den elastiske kopling 128 tar form av en dobbeltvirkende skjærfjær. Det nedre parti av denne dobbeltvirkende elastiske kopling 128 er generelt lik i utforming og funksjon med den enkeltvirkende elastiske kopling 28. Den dobbeltvirkende elastiske kopling 128 avviker imidlertid ved at dens ytre hus 134 forløper oppad over hylsen 132 og det avlange påleelement 126. En øvre hylse 148 er stivt festet til tårnstaget 116 ved et festested 130 for påleenheten over huset 134 og forløper nedad inn i huset 134. Et andre sett elastomere elementer 136 etablerer en elastisk skjærkopling mellom den øvre ende av huset 134 og den øvre hylse 148. Med dette arrangement opptas den totale aksielle forskyvning mellom påleelementet 126 og tårnbenet 116 en halvdel av de øvre elastomere elementer og en halvdel av de nedre elastomere elementer. Følgelig behøver tykkelsen av hvert av de elastomere elementer 136 kun å være halvparten av hva som trengs for den enkeltvirkende elastiske kopling. Imidlertid må den kombinerte lengde av det øvre og nedre sett av elastomere elementer 136 være to ganger den av den enkeltvirkende elastiske kopling for å gi en lik aksiell stivhet. Således er det nødvendige totale volum av elastomert materiale i denne utførelse omkring det samme som hva som kreves i den enkeltvirkende utførelse. Den mindre diameter av den dobbeltvirkende elastiske kopling 128 som skyldes bruken av tynnere elastomere elementer 136 forenkler forbindelsen til tårnbenet 116.

Den elastiske påleenhet kan anta utførelser der elasti-siteten tilveiebringes av elementer forskjellig fra elastomere skjærfjærer. F.eks. vil det være mulig å erstatte de elastomere skjærfjærer med elastomere trykkfjærer. Likeledes kan ikke-elastomere elastiske elementer slik som metalliske eller pneumatiske fjærer benyttes. Fig. 8 illustrerer en utførelse av den elastiske påleenhet der elastomere trykkfjærer benyttes. I denne utførelse innbefatter den elastiske kopling 228 et hus 234 stivt festet til tårnbenet 216 ved det ønskede festested 230. Konsentrisk med og innvendig av huset 234 er en hylse 232 gjennom hvilken påleelementet 226 drives. Påleelementet 226 er stivt festet til hylsen 232. Hylsen 232 og huset 234 definerer et ringformet fjærholderrom 250 avgrenset i sin øvre og nedre ende av reaksjonselementer 252 festet til huset 234. Et ringformet stempel 254 festet til hylsen 232 forløper inn i fjærholderrommet 250 mellom det øvre og nedre reaksjonselement 252. En stabel av tynne ringformede elastomere elementer 256 er plassert inne i fjærholderrommet 250. De elastomere elementer 256 er adskilt fra hverandre av tynne stålplater 258 for å øke formfaktoren

(det er foholdet mellom belastet areal og ubelasted areal)

til den elastomere trykkfjær for således å forøke dens trykkstivhet. Bevegelse av tårnbenet 216 oppad og nedad i forhold til påleelementet 226 resulterer i trykk i det nedre og øvre sett av elastomere elementer 256 respektivt, som tilveiebringer den nødvendig motstandskraft. Et antall forbelastningsanordninger 262 (f.eks. stålstag) benyttes til å påføre en statisk trykklast til det elastomere element 256. Fig. 9,11 og 12 viser detaljert nok en utførelse av en elastisk påleenhet 312 som har elastomere elementer som virker i trykk istedenfor skjær. Denne utførelse er hovedsakelig lik med den vist i fig. 8, men benytter et antall avstandsplasserte stabler av elastomere skiver 360 i stedenfor en enkelt stabel av ringformede elastomere elementer som vist i fig. 8. Det sylindriske tverrsnitt av de elastomere elementer benyttet i denne utførelse forenkler fabrikering og gir en mer effektiv bruk av elastomeren. De stablede elastomere elementer kan naturligvis ha et ikke-sirkulært tverrsnitt. F.eks. kan det være ønskelig å benytte elastomere elementer som er kileformede i tverrsnitt, lik elementene vist i fig. 4. Fig. 10 viser nok en utførelse av en elastisk påleenhet 412 som har elastomere elementer som virker i trykk istedenfor skjær. I denne utførelse har huset 434 og hylsen 432 hver bærende elementer 464 for lasten i deres øvre og nedre ender som forløper inn i ringrommet som adskiller huset 434 og hylsen 432. Et lastelement 466 er plassert ved den øvre og nedre ende av ringrommet. Elastomere skivestabler forløper mellom de øvre og nedre lastelementer 466. Dette arrangement bevirker at alt det elastomere materialet settes under trykk uansett retning som tårnbenet 416 beveger seg i forhold til påleenheten 412. Dette tilveiebringer en mer effektiv bruk av det elastomere materialet enn tilfellet er for utførelsene illustrert i fig. 8 og 9. I denne utførelse kunne naturligvis en enkelt stabel av ringformede elastomere elementer benyttes istedenfor et ringformet oppsett av skivestabler. Det er særlig ønskelig å opprettholde de elastomere elementer under statisk forbelastning under trykk for å sette til siden virkningen av kryping eller avspenning av det elastomere materialet over koplingens 428 levetid.

Selv om de mange elastiske påleenheter som er detaljbeskrevet ovenfor er beskrevet kun med hensyn til deres bruk til å bære og stabilisere et ettergivende pålet tårn, vil fagmannen innse andre anvendelser. F.eks. kan de elastiske påleenheter benyttes som vertikale bærepåler for et flytende eller bardunavstivet tårn.

Claims (6)

1. Ettergivende offshoreplattform, innbefattende et dekk (24), et hovedsakelig stivt, vertikalt tårn (14) tilpasset til å bære dekket over havoverflaten, hvilket tårn (14) har en tårnbasis (18) og er tilpasset til å dreie i forhold til havbunnen (20) omkring sin tårnbasis (18), hvor dekket (24) og tårnet (14) tilsammen har en netto negativ oppdrift, og et antall langstrakte påleelementer (26) nedsatt i havbunnen (20) i nærhet av tårnbasisen (18) og som forløper oppad en viss avstand over havbunnen, karakterisert ved et antall elastiske koplingselementer (28), hvor hvert koplingselement kopler et korresponderende påleelement (26) til tårnet (14), hvilke koplingselementer innbefatter et første stivt element (34) fast innfestet til tårnet (14), et andre stivt element (32) fast innfestet til det korresponderende avlange påleelement (26), og innretninger (36) for å tillate det første stive element (34) å bevege seg vertikalt bort fra en utgangsstilling i forhold til det andre stive element (32), og for å presse det første stive element mot utgangsstillingen i respons til bevegelse bort fra utgangsstillingen.

2. Ettergivende offshoreplattform ifølge krav 1, karakterisert ved at de elastiske koplingselementer (28) er plassert nær inntil tårnbasisen (18).

3. Ettergivende offshoreplattform ifølge krav 1, karakterisert ved at tårnet (14) innbefatter et antall vertikalt orienterte ben (16), hvor pålene (26) hver er koplet til et korresponderende ben med et tilhørende elastisk koplingselement.

4. Ettergivende offshoreplattform ifølge krav 3, karakterisert ved at de elastiske koplingselementer (28) er plassert ved en høyde over havbunnen (20) som ikke er større enn halve den totale vanndybde.

5. Ettergivende offshoreplattform ifølge krav 1, karakterisert ved at det første stive element (34) er et hovedsakelig vertikalt sylindrisk hus, og at det andre stive element (32) er en hylse inne i det sylindriske hus, hvor en påle (26) er opptatt i og stivt festet til den korresponderende hylse (32), og at nevnte bevegelsetillatende og pressende innretninger innbefatter et elastomert element plassert mellom hylsen og huset.

6. Ettergivende offshoreplattform ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte bevegelses-tillatende og pressende innretning (28) innbefatter et elastomert materiale (36) anordnet i en ringformet oppstill-ing mellom huset (34) og hylsen (32), hvor det elastomere materialet har en radielt ytre overflate festet til huset (34) og en radielt indre flate festet til hylsen (32) hvorved skjærkrefter virker i det elastomere materialet for å overføre laster mellom hylsen og huset.