NO174600B - Understoettelsesarrangement for tung last og fremgangsmaate ved bel astning av en understoettelsesanorning for tung last - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et understøttelsesarrangement for tung last, som angitt i krav l's Innledning. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved belastning av en under-støttelsesanordning, som angitt i krav 3's innledning, samt en fremgangsmåte som angitt i krav 5's innledning.

Den gjelder spesielt boreplattformer til sjøs, med et fast, horisonalt dekk som hviler på flere pillarer.

I løpet av byggingen av en slik plattform belastes dekket progressivt, og det påvirkes til en svak bøyning p.g.a. at dets soner som ligger mellom pillarene og på skrå over disse pillarene, har en tendens til å synke sammen i forhold til de sonene som befinner seg loddrett over pillarene.

Det er da hensiktsmessig å plassere en understøttelse mellom pillarene og dekket som er sammensatt slik at bøyninger av dekket gjøres mulig, for dersom dette ikke er tilfelle, kan spenninger som et resultat av dette forårsake lokale øde-leggelser eller brudd av dekket og/eller pillarene.

I kjente utførelsesformer består understøttelser av det aktuelle slag generelt av legemer av et materiale som er egnet til å utsettes for plastiske deformasjoner.

Deformasjonene av disse legemene er irreversible, hvilket er en ulempe når understøttelsen først oppnår sin endelige deformerte tilstand etter en tid.

Dessuten er fabrikasjonstoleransene for disse legemene van-skelige å overholde, og de oppviser derfor en oppførsel som er vanskelig å forutse med nøyaktighet når de underkastes meget kraftige belastninger;- spesielt kan de ha tendens til en uønsket sammenklemming ved slutten av en periode som er mindre enn den ønskede levetiden for den understøttede lasten.

Oppfinnelsen har hl.a. som formål å rå bot på disse ulempene.

Med dette for øyet foreslås det ifølge oppfinnelsen et understøttelsesarrangement som angitt i krav 1.

Med oppfinnelsen oppnås at donkraftenhetene kan stille seg inn etter den svake deformering som en tung last, for eksempel et dekk på en offshore-plattform, vil underkastes etterhvert som dekket bygges opp. Derved vil man kunne unngå spenninger i konstruksjonen.

Fra den østerriske patentpublikasjon AT 168 383 er det kjent å benytte flate donkraftenheter. Eksempler på flate donkraftenheter finnes i den tyske patentpublikasjon DE-B 2734550.

Særlig fordelaktig er en utførelse som angitt i krav 2.

Oppfinnelsen vedrører som nevnt også en fremgangsmåte ved belastning av en understøttelsesanordning for tung last, som er svakt deformerbar, og innbefattende bruk av ved siden av hverandre mellom en sokkel og den tunge last plasserte lagerblokker som innbefatter en eller flere hydrauliske donkraftenheter, som angitt i krav 3.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved bytting av en med en beholder forlenget donkraftenhet, som angitt i krav 5.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor, under henvis-ning til tegningene, hvor

fig. 1 i aksialt vertikalsnitt ifølge I-l, fig. 2, viser en

lagerblokk,

fig. 2 viser samme lagerblokk i plan sett nedenfra ifølge

II-II, fig. 1,

fig. 3 og 4 viser aksialsnitt av fig. 1, med lagerblokker

henholdsvis i sin mest ekspanderte tilstand loddrett,

og i sin mest sammenklemte tilstand,

fig. 5 viser skjematisk i plan en del av en understøttelse

hvor en rekke lagerblokker er anvendt,

fig. 6 og 7 viser skjematisk i vertikalsnitt en samling av lagerblokkene i to forskjellige deformasjonstilstan-der av den understøttede lasten,

fig. 8 til 11 viser skjematisk en samling av lagerblokker,

idet de fire figurene viser fire suksessive trinn ved

utskifting av en lagerblokk, og

fig. 12 i delsnitt viser en lagerblokk i en modifisert utfø-relse .

Den understøttelse som her er omtalt, antas for eksempel anbragt mellom en pillar 1 i en boreplattform til sjøs, og dekket 2 på denne plattformen.

Pillaren 1 foreligger spesielt i form av en ring med stor diameter, idet denne ringen eksempelvis kan være mellom 15 og 20 meter, avgrenset oppad med en horisontal bæreoverflate i form av en ring med 1 til 2 meters radial tykkelse.

Som kjent senkes eller bygges dekket 2 ovenfra, med progres-siv vektøkning, hvilket fører til at det deformeres svakt, forutsatt at visse av dets soner, som ikke befinner seg loddrett på pillarene, har en tendens til å synke svakt i forhold til de soner som befinner seg loddrett over pillarene. Det oppstår en svak, loddrett bøyning av dekket, og det er ønskelig at understøttelsen er konstruert slik at den kan ta imot de tilsvarende deformasjonene.

For dette formål består understøttelsen av en rekke lagerblokker 3, generelt i et antall på flere dusin, plassert side ved side på den ring som avgrenser det øvre område av hver pillar 1.

Hver lagerblokk 3 omfatter minst en hydraulisk flat donkraft 4, av i og for seg kjent type, her en kapsel som er full av væske, og hermetisk lukket ved sveising langs kantene av to metallplater.

De to metallplatene danner en kapsel med en periferisk vulst 8.

Det indre volum i hver kapsel kan ved hjelp av en ledning 5 kontrollert av en ventil 6, settes i forbindelse med de indre volumene i de andre kapslene, og eventuelt med en pumpe 7 eller et annet apparat som kan justere væsketrykket i hele kretsen.

I den foretrukne utførelsesformen som er illustrert på fig. 1 til 4, er det to flate donkrafter 4 i hver lagerblokk 3.

Den nedre donkraften 4 er plassert på en sokkel 9 som selv er omgitt av et perifert spor 10 som er egnet til å motta vulsten 8 på denne nedre donkraft, og er forlenget med en verti-kal oppadgående flens 11.

På denne nedre donkraft er det plassert en lagerdel 12, som er omgitt av et ringformig fritt rom 13, som tjener som øvre rom for vulsten 8 nedenfor, idet nevnte lagerdel er plassert med et lite, horisontalt spillerom relativt flensen 11.

Den øvre donkraften 4 er i sin tur plassert på den øvre flaten av lagerdelen 12, hvilken oppviser et periferisk, fritt rom 14, som kan oppta vulsten 8 på denne øvre donkraft.

Et lokk 15 med flat bunn dekker nevnte øvre donkraft 4 og en periferisk renne 16 som ligger over vulsten 8 til den øvre donkraften 4, samt en nedadgående loddrett flens 17, som lukker nevnte renne 16 utvendig, og omgir lagerdelen med et lite, horisontalt spillerom.

En plate 18 av polytetrafluoretylen (PTFE) dekker den øvre plane siden av lokket 15.

Dessuten oppviser den nedre siden av dekket 2 over hver lagerblokk 3 en plate 19 som er dekket nedentil av en plate 20 av rustfritt stål som kan hvile direkte på platen 18. Stoppekrager 21 er anordnet rundt platen 19. De kan samarbeide horisontalt med den motstående utspringende del 22 i lokket 15 for å begrense de gjensidige horisontale glide-bevegelsene av de to platene 18 og 20, dvs. bevegelsene til dekket 2 i forhold til lagerblokkene 3.

Fig. 1 viser de forskjellige bestanddelene i disse lagerblokkene 3 i deres midlere stilling; spesielt er fylningsgraden av væske i de to donkraftene 4 middels slik at hver av donkraftene kan ekspandere loddrett, som det fremgår på fig. 3, eller i motsetning kan sammentrykkes (fig. 4) i forhold til denne midlere stilling.

Montasjen gjør det likeledes mulig å gi lokket 15 en svak helling i forhold til sokkelen 9.

Som et rent illustrerende eksempel er reguleringsamplitydene som er mulige med en slik kontaktblokk, utgående fra den midlere stillingen for bestanddelene, og for en ytre diameter for hver flat donkraft av størrelsesorden 40 cm, av størrelsesorden 15 mm for de vertikale spillerommene, av størrelsesorden 0,003 radian for vinkelspillerommene og av størrelsesorden 30 mm for de horisontale forskyvningene.

Videre ses på figurene 1 og 5 kvadratiske plater 23 som er anbragt på pillarene 1 for å tjene som sokler for lagerblokkene 3.

Belastningen av understøttelsen som er beskrevet ovenfor, er følgende.

Først er alle ventilene 6 åpne, de flate donkraftene 4 er alle fylt med væske slik at de oppviser en midlere oppblås-ningstilstand slik som vist på figurene 1 til 6, og dekket 2 eller i det minste den nedre siden av området, er rettlinjet og horisontal.

Utgående fra denne situasjonen deformeres dekket i løpet av dens progressive belastning av plattformen og vil innta en deformert stilling slik det er visst bøyet ned ved C på fig. 7.

I denne nye formen tilsvarer dekket deformasjonene til de forskjellige flatedonkraftene 4 som utgjør lagerblokkene 3 i understøttelsen.

For eksempel er noen av disse donkraftene utvidet loddrett, slik det er tilfelle i de to lagerblokkene i midten på fig. 7, mens andre derimot er lett sammenklemt og hellende (se de to ytre lagerblokkene på fig. 7).

Disse nye utvidede, sammenklemte og/eller hellende formene inntas meget enkelt og automatisk av donkraftene p.g.a. deres store deformerbarhet forårsaket av deres væskefylling og deres gjensidige forbindelse.

Når deformasjonen av dekket 2 har sluttet å utvikle seg, kan det være fordelaktig å blokkere de forskjellige donkraftene i de endelige formene som de da har antatt.

For dette formål erstattes den væske som inneholdes i donkraftene med et herdbart produkt, som f.,eks. en sement-velling eller en harpiks.

Det belastede og lett deformerte dekket 2 understøttes da en måte som er perfekt i likevekt langs hele bæreoverflaten til pillaren 1 uten å skape noen for store lokale spenninger. Ifølge en fordelaktig variant gjennomføres fyllingen av donkraftene 4 i flere suksessive trinn.

Det startes ved å sette donkraftene i gjensidig forbindelse slik at væsketrykket i dem blir i nøyaktig likevekt.

Deretter isoleres de fra hverandre ved å lukke ventilene 6.

Etter en første fyllingsfase åpnes ventilene på nytt for å gjenetablere forbindelse mellom donkraftene, hvilket gjør det mulig for alle automatisk på nytt å tilpasse seg de lokale fyllingsbetingelsene, idet hver donkraft da inntar den deformerte stilling som samtidig tilsvarer deformasjonen av dekket loddrett over den og trykklikevekten i alle donkraftene .

Deretter isoleres donkraftene på nytt fra hverandre ved å lukke ventilene 6.

Det er først etter flere av disse åpnings- og lukkesyklene av ventilene at deformasjonen av dekket er blitt endelig, og at da donkraftene blokkeres på den måte som er vist ovenfor.

Denne varianten oppviser den fordel at den minimerer de ulempene som forårsakes av dannelsen av eventuelle lekkasjer i den hydrauliske matningskretsen for donkraftene.

De perioder i løpet av hvilke donkraftene er satt i gjensidig forbindelse, er faktisk meget korte, og er vel egnet for en enkel overvåking. I løpet av de andre periodene, i løpet av hvilke donkraftene er isolerte, kan eventuelle lekkasjer bare påvirke en eneste donkraft, hvilket bare representerer en meget liten del av den totale understøttede lasten, slik at den understøttelse som sikres kollektivt av alle donkraftene, praktisk talt ikke forstyrres.

Fig. 8 til 12 illustrerer en videreutvikling som gjør det mulig å erstatte enkeltvis hver lagerblokk 3 selv etter herding av innholdet i dets (eller deres) donkraft(er) 4.

Ifølge denne videreutviklingen monteres hver lagerblokk 3 på en sokkel bestående av en beholder 24 med variabelt indre volum som til å begynne med er fylt med et materiale 25 som suksessivt kan ha to distinkte tilstander, nemlig: en første tilstand, med lukket beholder 24, i hvilken materialet 25 som den inneholder, oppfører

seg som en udeformerbar blokk;

og en andre tilstand, med åpen beholder, hvilken

nevnte materiale 25 egner seg til evakuering.

I utførelsesformen på fig. 8 til 11 er beholderen 24 en fast tank med loddrette sidevegger plassert under lagerblokken 3. Fyllmaterialet 25 er sand.

Så lenge beholderen er lukket, hviler lagerblokken 3 på sanden, hvilken sand oppfører seg som en udeformerbar enhetsblokk.

For å tømme beholeren er det tilstrekkelig å ha åpninger i dens vegg tilstrekkelig store til å kunne innføre en tilstrekkelig kraftig stråle av vann eller luft.

Ifølge en variant som er vist på fig. 12, er fyllmaterialet 25 ikke lenger sand, men et materiale, som f.eks. en tjaere-epoksyharpiks, som kan utsettes for herding ved omgivelses-temperaturer og omdannes ved oppvarming slik at den blir lett flytbar. Den varme som er nødvendig for en slik oppvarming, kan tilføres til materialet ved hjelp av en elektrisk motstand 26 som er neddykket i materialet og forbundet med en passende elektrisk strømkilde.

En ødelagt lagerblokk kan byttes ut som følger.

Lagerblokken, med beholder 24, fylt med materiale 25, har i utgangspunkt en maksimal ytre høyde.

Denne anordning medvirker til understøttelse av den tunge lasten 2 selv om den bare tar en liten del av lasten, kan det dreie seg om noen hundre tonn.

For å frigjøre denne lagerblokk må dens høyde reduseres.

For å oppnå dette fjernes materialet 25 fra beholderen 24 gjennom minst en åpning (ikke vist) , ifølge pilen F (fig. 9), fortrinnsvis ved hjelp av en passende vaskestråle, etter om nødvendig å ha gjort nevnte materiale fjernbart, særlig ved oppvarming.

Tømmingen av beholderen får lagerblokken 3 til å synke ned i beholderen ifølge pilen G.

Den ledning 5 som munner ut i den aktuelle lagerblokk 3, stenges så, spesielt på nivå med den nærmeste ventilen 6 (fig. 10) og den aktuelle lagerblokk-beholder fjernes sideveis.

Deretter anbringes istedenfor denne anordningen en ny anordning, i hvilken donkraften 4 foreligger i sin ikke-oppblåste tilstand (fig. 11), hvilket gir en lavere verdi for hele denne anordningens ytre høyde enn den loddrette avstanden mellom sokkelen 1 og lasten 2 på det aktuelle sted.

Til slutt tilkobles kretsen 5 til donkraften 4 i den nye anordningen, og den sistnevnte donkraften fylles til et trykk som er tilstrekkelig til å etablere den vertikale kontakten mellom den nye lagerdel 3 og lasten 2 (pil H, fig. 11), slik at denne lagerblokk vil delta i understøttelsen av lasten i samme forhold som hver av de andre lagerblokkene.

Oppfinnelsen omfatter også disse varianter, særlig:

slike hvor antallet over hverandre liggende flate donkrafter i hver lagerblokk .er mer enn 2, og for eksempel lik 3, idet de horisontale anleggsflåtene

selvfølgelig er tilpasset som følge av dette;

slike hvor en pute av elastisk materiale som for eksempel Néoprén, er plassert mellom minst en av lagerblokkene og strukturen som bærer eller den tunge masse som den understøtter, idet en slik pute kan erstatte de forskyvbare lagerblokkene (18, 20)

eller være anordnet som tillegg til disse,

og slike hvor flatedonkraftene er anordnet i et hellende plan, for eksempel ifølge sidefasettene i en omvendt pyramide, istedenfor å være horisontale.

Claims (5)

1. Understøttelsesarrangement for tung last (2), som er svakt deformerbar over tid, innbefattende ved siden av hverandre plasserte lagerblokker (3) som omfatter en eller flere hydrauliske flatdonkraftenheter (4) mellom en sokkel (1) og den tunge last (2),karakterisert vedat de enkelte donkraftenheter (4) er innkoblet på individuell inn-og utkoblbar måte (6) i en felles hydraulisk krets (5-7).

2. Understøttelsesarrangement ifølge krav 1,karakterisert vedat minst en av donkraftenhetene (4) er forlenget vertikalt med en beholder (24) med variabelt løftevolum fylt med et materiale (25) som i samsvar med stengt og åpen beholder (24) vil oppføre seg som henholdsvis en udeformerbar materialblokk og en flytbar materialmasse.

3. Fremgangsmåte ved belastning av en understøttelsesanordning for tung last, som er svakt deformerbar, og innbefattende bruk av ved siden av hverandre mellom en sokkel (1) og den tunge last (2) plasserte lagerblokker (3) som omfatter en eller flere hydrauliske donkraftenheter (4),karakterisert vedat de nevnte donkraftenheter (4) bringes i innbyrdes hydraulisk forbindelse (5-7), og, at de enkelte donkraftenheter (4) fylles med et herdbart materiale når den tunge last har antatt sin endelige, deformerte form.

4. Fremgangsmåte, ifølge krav 3,karakterisertved at hver av de forskjellige donkraftenheter (4) etter en første gjensidig oppnådd hydraulisk forbindelse, isoleres i løpet av en viss belastningsperiode, hvoretter de på nytt settes i hydraulisk forbindelse med hverandre for at de kan innta den form som skyldes deformasjonene av den understøtt- ede tunge last, hvoretter donkraftenhetene på ny isoleres, idet denne syklus gjentas flere ganger før blokkering av donkraftenhetene (4) i deres endelige tilstander.

5 . Fremgangsmåte ved bytting av en med en beholder (24) forlenget donkraftenhet i et etablert understøttelses-arrangement ifølge krav 2, selv etter herding av innholdet i donkraft-enheten,karakterisert vedat beholderen (24) som er forbundet med donkraftenheten (4), tømmes for sitt fyllmateriale (25), at den hydrauliske kretsen (5) som er forbundet med donkraftenheten (4), frakobles, at denne enhet trekkes ut sideveis og erstattes med en ny donkraftenhet med en beholder av ovenfornevnte slag og med fyllmateriale, men med tom donkraft, hvoretter donkraftenheten fylles slik at den får en oppblåsningsgrad som er identisk med oppblåsningsgraden i den opprinnelige donkraf tenhet.