NO172110B - Forbindelsesanordning for forbindelse mellom et fartoey ogen fortoeyningsinnretning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en forbindelsesanordning for forbindelse mellom et fartøy og en fortøyningsinnretning, omfattende en tapp som er svingbart opphengt i fartøyet eller fortøyningsinnretningen, såvel som en opptaksenhet i det/den andre av fartøyet eller fortøyningsinnretningen, med føringsanordning for opptak av tappen for å utføre forbindelse mellom fartøyet og fortøyningsinnretningen.

Fra den hollandske patentsøknad 8100936 er det brukt en hurtig-frakobling mellom en tankbåt og en fortøyningsinn-retning for å bryte forbindelsen mellom tankbåten og fortøy-ningsinnretningen i tilfelle dårlige værforhold.

Den brutte forbindelse må gjenetableres. En mulighet for å utføre nevnte forbindele er beskrevet i OTC-Report 5490, 1987, i artikkelen "Disconnectable Riser Turret Mooring System for Jabiru's Tanker-Based Floating Production System" av A.J. Mace og K.C. Hunter. Ifølge denne fremgangsmåte for å utføre forbindelsen blir en fritt svingende tapp opphengt ved hjelp av et universalledd fra tankbåten idet tappen må føres fra tankbåten inn i en mottaksenhet i fortøyningsinnretningen, som i den nevnte artikkel er dannet av en sylindrisk bøye. For å lette nevnte operasjon, løper en kabel gjennom mottaksenheten og gjennom tappen, idet kablelen før forbindelsen, må løftes og føres gjennom tappen. Videre er det tilveiebragt en føringsring for mottaksenheten. Etter utførelse av nevnte sammenkobling må den virkelige kraftoverføringsforbindelse etableres såvel som tilkobling av rørledninger.

Under utførelsen av sammenkoblingen mellom tankbåten og fortøyningsinnretningen vil tankbåten og fortøyningsinnret-ningen bevege seg uavhengig av hverandre på grunn av ytre forhold, som bølger, vind, strømmer etc. Tankbåten og fortøy-ningsinnretningen representerer hver en stor masse.

Under og etter utførelse av sammenkoblingen, må tappen og mottaksenheten oppta store krefter. Følgelig har de også relativt stor masse. Under tilnærmingen mellom tappen og mottaksenheten, med eller uten hjelp av føringskabelen, kan det oppstå store problemer på grunn av de ikke-synkrone, vilkårlige bevegelser mellom tankbåten og fortøyningsinnret-ningen. Disse er bl.a. relative vertikale bevegelser, relative horisontale bevegelser og forskjellige vinkelbevegelser mellom tappens akse og mottaksenheten. Kollisjonskrefter som kan oppstå på grunn av dette og som ikke kan unngås, vil bl.a. føre til at tappen og mottaksenheten må ha en solid konstruksjon. I de kjente forslag er mottaksenheten trakt-formet for å kunne tilpasse seg skiftende vinkelstillinger. En trakt er imidlertid ikke en god føring.

Oppfinnelsens formål er å tilveiebringe en sammenkobling som gir en forbindelse mellom et fartøy og en fortøyningsinnretning og som ikke har ulempene med den kjente sammenkobling og som generelt passer like godt for å utføre en forbindelse mellom innretningene som beveger seg i forhold til hverandre, f.eks. en forbindelse mellom et fartøy og en fast anbragt innretning. Store kollisjonskrefter bør unngås.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved hjelp av de karakteristiske trekk angitt i den kjennetegnende del av krav 1. Forskjellige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der

fig. 1 er et skjematisk sideriss av en mulig sammenkobling ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et skjema som viser virkemåten, fig. 2a viser en del av skjemaet på fig. 2 i en annen stilling, fig. 3 er et sideriss av en utførelse, fig. 4 er et alternativ til fig. 2.

Fig. 1 viser skjematisk en tankbåt eller skip 1 forsynt med en fortøyningsarm eller åk 3 som er svingbart forbundet med baugen ved 2. Åket har en ytterende 4 som er dreibar rundt aksen 5 og som i sin ytterende bærer en ring 6, som er svingbar rundt en horisontal akse 7 som står vinkelrett på aksen 5.

En krone 8 er svingbart båret i ringen 6 idet kronen bærer tappen 9.

Åket 3 kan bevege seg oppover og nedover ved hjelp av de skjematisk viste løfteanordninger 10, 11.

Ved 12 er det vist en fortøyningsinnretning som er den øvre ende av en søyle som flyter i vannet, idet søylen er fortøyet ved den nedre ende ved hjelp av ankerkjettinger på en måte som ikke er vist. Imidlertiid kan denne også være en fast søyle eller en søyle hvis nedre ende er svingbart koblet til et bunnanker.

En hylse 14 er opphengt ved 15 ved hjelp av en forbindelse som tillater bevegelse om to horisontale, perpendikulære akser i den øvre del 13 av nevnte søyle. En føringskabel 16 strekker seg gjennom nevnte hylse 14 idet kabelen for å utføre sammenkoblingen er ført gjennom tappen 9 og, på en måte som ikke er vist, løper over en føringsvalse mot en vinsj plassert på dekket til et fartøy 1. Denne kabel har også liten stivhet. Den skal føre tappen inn i hylsen.

Mellom den nedre ende av hylsen 14 og br aket tene 17 på den øvre del av søylen, er det tilveiebragt avstivere 18 med sylinderenheter som er plassert i en spiss vinkel med hylsens 14 akse.

Fig. 3 viser tappen 9 og hylsen 14 i detalj, og i en stilling hvor tappen allerede har beveget seg vesentlig inn i hylsen 14.

Sylinderenheten omfatter en innersylinder 20 og en yttersylinder 21 konsentrisk rundt denne idet begge er forbundet med en hydraulisk krets som skal beskrives nærmere med henvisning til fig. 2. Fig. 3 viser at hylsen 14 inntar en stilling som samsvarer med tappens eksisterende stilling under innsetting av tappen i hylsen. Fig. 2 viser hylsen 14 hvis nedre ende ved 22 er koblet til stempelstenger 23 i de første hydrauliske sylinder-stempelenheter 21. Det finnes minst tre stykker som er regelmessig anordnet rundt hylsen 14. Fig. 2 viser to stempelstenger med akser i ett plan i en utførelse som er forsynt med fire sylinderenheter.

I diagrammet på fig. 2 er den førstesylinderenhet 21 og den andre sylinderenhet 20 anbrakt ved siden av hverandre slik at de danner en stiv enhet.

De oljefylte væskerom 24 i den første enhet 21 står i forbindelse med et forsyningsreservoar 26 ved hjelp av rørledningene 25. Mellom nevnte rørledninger er det et forbindelsesrør 27 med henholdsvis ventiler 28 og 29. Rørledningene 25 er videre forsynt med tilbakeslagsventiler 30 som tillater fluid å strømme fra reservoaret 26 inn i enhetene 20, 21, men ikke omvendt.

Dersom ventilene 28 og 29 er åpne kan væske strømme fra et væskerom 24 gjennom 25, 27 og 25 inn i det motstående væskerom 24. Eventuell mangel på væske kan suppleres fra reservoaret 26 gjennom rørledningene 31 og 32.

Dersom ventilene 28 og 29 er stengt blir stemplene 33 blokkert i enhetene 21 i den stilling som er i øyeblikket og som vanligvis vil gi en skrå stilling, som vist på fig. 3.

Da massene som skal koples til hverandre fortsetter å bevege seg, betyr dette at store krefter nå opptas ved blokkeringstidspunktet.

I skjemaet på fig. 2 tjener den andre sylinderstempelenhet 20 dette formål.

Med nevnte sylinderenheter 20, er stemplene 34 i ytterstilling hvilket innebærer at væskerommene 35 er fullstendig fylt av væske. Stempelstengene 36 er koblet til den øvre ende av søylen hvori hylsen 14 er svingbart båret.

Væskerommene 35 står i forbindelse med en trykk-akkumulator 39.

Kreftene som oppstår etter at sylinderenheten 21 blokkeres, vil nå bli tatt opp av den andre enhet 20 som virker som en buffer ved at stemplet 34 vil trenge inn i sylinderen 20 ved den andre enhet ved den side som skal oppta en stor kraft og forflytte væske fra rommet 35 gjennom rørledningen 37 og tilbakeslagsventilen 38 mot akkumulatoren 39 som tillater at bevegelsen fortsetter og naturligvis stopper mens belastningen som utøves av den andre enhet 20 øker etterhvert som trykket i akkumulatoren øker.

Hele konstruksjonen vil deretter hvile i den be-tydning at ingen relative bevegelser, unntatt de som er parallelle med tappens og hylsens akse vil finne sted ved sammenkoplingsunktet, i hvis stilling hylsen imidlertid kan være i en uønsket skråstilling, som f.eks. vist på fig. 3. En retur mot midtstillingen er ønskelig før den endelige forbindelse foretas. For å oppnå dette har kretsen en rørledning 40 med ventil 41 med en forbindelse til rørledningene 25 mot væskerommene 24 i de første enheter i hvilke det er tilveiebragt rørledninger 42 og tilbakeslagsventiler 43.

Dersom ventilen 41 er åpen etter utførelse av sammenkoblingen, vil akkumulatoren mate væske inn i rørled-ningene 40 og 42 og tilbakeslagsventilen 43 og ledningsrørene 25 inn i væskerommene 24 i de første enheter 21. Da den første og andre enhets hus tilsammen danner en enhet og sylindrene 21 i denne utførelse har en større diameter enn sylindrene 20, og da begge sylindre 20 og 21 er underlagt samme væsketrykk fra akkumulatoren 39, vil stempelstengene 23 i den første enhet 21 strekke seg ut og stempelstengene 36 i den andre enhet 20 trekke seg tilbake slik at sluttstillingen på fig. 2a oppnås. Deretter vil hylsen 14 returnere til midtstillingen. Væskeretur mot sylinderen 20 kan finne sted ved å sette tilbake-slagsventilen 38 ut av funksjon eller ved å overkoble nevnte ventil ved hjelp av en omløpsventil 38'. Derved vil systemet kunne settes tilbake til sin opprinnelige stilling.

Fig. 4 viser flere forenklinger og på denne figur har delene som også er tilstede på fig. 2 de samme henvisningstall.

I utførelsen som er vist skjematisk på fig. 4, er bare de første hydrauliske sylinder-stempelenheter 21 tilstede, idet væskerommene er koblet til hverandre og til reservoaret 26 gjennom rørledninene 25 og ventilene 28, 29 i forbindelsesrøret 27. Stengning av ventilene 28 og 29 innebærer blokkering av stemplene 33 i sylindrene 21.

Stemplene 33 kan fremdeles strekke seg ut langs sylindrene 21 idet fluid blir erstattet gjennom rørled-ningene 25 og tilbakeslagsventilene 30.

Sylindrene 20 på fig. 2 er erstattet av støtdempere 44 på fig. 4.

Etter at sammenkoblingene er utført blir ventilen 41 åpnet og akkumulatoren 39 vil så mate væske gjennom rørled-ningsforbindelsene 40 og 42 og tilbakeslagsventilene 43, slik at stempelet 33 strekker seg helt ut i sylinderen 21 og fullstendig presser sammen støtdemperene 44 idet hylsen 14 midtstilles.

Claims (5)

1. Forbindelsesanordning for forbindelse mellom et fartøy (1) og en fortøyningsinnretning (12), omfattende en tapp (9) som er svingbart oppphengt i fartøyet eller fortøy-ningsinnretningen, såvel som en opptaksenhet (14) i det/den andre av fartøyet (1) eller fortøyningsinnretningen (12), med føringsanordning for opptak av tappen (9) for å utføre forbindelse mellom fatøyet (1) og fortøyningsinnretningen (12), KARAKTERISERT VED at opptaksenheten er en i det vesentlige vertikal hylse (14) som i et legeme (13) er svingbart opphengt om minst to perpendikulære akser, hvor hylsen (14) nedenfor sitt opphengingsssted er forbundet med minst to låsbare avstivere (18) anordnet rundt hylsens akse og innrettet til å tillate hhv. blokkere hylsens svingebevegelser, hvor hver avstiver (18) omfatter første og andre sylinder- stempelenheter (21, 33; 20, 34) som har første og andre væskerom (24, 35) inbyrdes forbundet med en hydraulisk krets som har avstengningsventiler (28, 29), som i sin åpne stilling tillater strømmen av væske fra det første væskerom (24) inn i det andre væskerom (35) å gi fri svingebevegelse av hylsen (14), og som i den stengte stilling sperrer stemplene (33, 34) innenfor deres respektive sylindre (21, 20), og hvor avstiverene (18) er forbundet med legemet (113) som bærer hylsen (14) via en mellomkoblet akkumulator (39).

2. Forbindelsesanordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sylinderen(20)av den andre sylinder- stempelenhet (20, 34) er stivt forbundet med sylinderen (21) av den første sylinderstempelenhet (21, 33), hvor en stempelstang (23) i den første sylinder- stempelenhet (21, 33) er forbundet med hylsen (14), og en stempelstang (36) i den andre sylinder- stempelenhet (20, 34) er forbundet med legemet (13), hvor det andre væskerom (35) er forbundet med akkumulatoren (39) ved hjelp av en rørledning (37) med en tilbakeslagsventil (38) som bare tillater strøm fra sylinderen (20) i den andre enhet (20, 34) til akkumulatoren (39), hvor akkumulatoren har en rørlednings- forbindelse (40) med en avstengningsventil (41) til sylindrene i den første sylinder- stempelenhet (21, 33) via tilbakeslagsventiler (43) som tillater strømning bare fra akkumulatoren (39) til sylindrene (21).

3. Forbindelsesanordning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den andre sylinder- stempelenhet (20, 34) har et stempelareal som er mindre enn stempelarealet i den første sylinder- stempelenhet (21, 33).

4. Forbindelsesanordning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at tilbakeslagsventilen (38) i rørledningen (37) mellom sylindrene (20) av den andre sylinder- stempelenhet og akkumulatoren (39) kan settes ut av drift ved hjelp av en omløpsventil (38').

5. Forbindelsesanordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at avstiverene (18) er anbragt mellom hylsen (14) og legemet (13) som støtter hylsen i en spiss vinkel med hylsens (14) akse.