NO175423B - System for dreibar tilkopling av et flytende fartöy til en lasteböye - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et system for dreibar tilkopling av et flytende fartøy til en neddykket laste/lossebøye som er forankret til sjøbunnen, hvor bøyen er innrettet til å opptas i og fastgjøres løsbart i et neddykket, nedad åpent opptaksrom i fartøyet, hvor bøyen omfatter en ytre oppdriftsdel som er innrettet til å fastgjøres i opptaksrommet, og en sentral del på hvilken den ytre del er roterbart lagret, idet den sentrale del er forankret til sjøbunnen, slik at fartøyet kan dreie om den sentrale del når den ytre del er fastgjort i opptaksrommet, og hvor den sentrale dels nedre ende er forbundet med minst én over-før ingsledning for overføring av medium, og den sentrale dels øvre ende via en svivelanordning er forbundet med et rørsystem på fartøyet.

Det er tidligere kjent forskjellige typer av laste/lossesystemer for overføring av hydrokarboner ved hjelp av en neddykket bøye som under drift er opptatt og fastgjort i et neddykket opptaksrom på undersiden av et fartøy. Som eksempler på kjent teknikk kan det vises til NO patentskrift nr. 160 914 (US 4 892 495) og NO patentskrift 167 906 (US 4 604 961).

I sådanne bøyelastingssystemer er den undersjøiske bøye forankret til havbunnen, og det må da være sørget for en anordning som muliggjør at fartøyet, under påvirkning av vind, strøm og bølger, kan dreie om den forankrede bøye. I det kjente system ifølge NO 167 906 er det for dette formål anordnet et dreielegeme som er roterbart opplagret i opptaksrommet i fartøyskroget. På grunn av at dreielegemet er opplagret til skroget, oppstår store friksjonskrefter som skal overvinnes av vridningsmomenter fra bøyen. Disse vridningsmomenter er forholdsvis store på grunn av dreielegemets store ytterdiameter, og dette resulterer i tilsvarende store belastninger. Videre kan det resultere i ukontrollert rotasjon av systemet på grunn av store treghetskrefter, slik at det blir nødvendig å benytte et bremsesysteiri for fastholdelse av dreielegemet. Ved ønsket rotasjon frigjøres da bremsesystemet og dreielegemet roteres kontrollert ved hjelp av aktiv drift.

Videre har det kjente system liten evne til å oppta momenter forårsaket av de horisontale fortøyningskrefter, hvilket resulterer i en vesentlig fare for kilevirkninger i opplagrings-

anordningen.

I praksis kan det også opptre store belastningskrefter der hvor bøyens overføringsledning går inn i - bøyen på dennes underside. Det kan her oppstå store bøyemomenter og torsjonskrefter, og tilsvarende store påkjenninger på overføringsledningen, dels på grunn av fartøyets stamping og rulling under påvirkning av vind og bølger, og dels på grunn av fartøyets dreining og de opptredende friksjonskrefter mellom dreielegemet og fartøyskro-get.

US patentskrift nr. 4 490 121 viser et bøyelastingssys-tem som i én utførelse omfatter en bøye som omfatter en ytre oppdriftsdel som er innrettet til å fastspennes i et opptaksrom, og en sentral del på hvilken den ytre del er roterbart lagret, idet den sentrale del er forankret til sjøbunnen, slik at fartøyet kan dreie om den sentrale del når den ytre del er fastspent i opptaksrommet. Den sentrale dels nedre ende er forbundet med minst én overføringsledning for overføring av medium, og den øvre ende er via en svivelanordning forbundet med et rørsystem på fartøyet. Opptaksrommet er i dette kjente system anordnet i en arm som rager ut fra og er festet til fartøyet over vannoverflaten, slik at bøyen, når den er anbrakt i opptaksrommet, delvis eller i sin helhet er løftet opp fra vannet. I dette system dreier det seg altså ikke om en bøye som skal innføres i et opptaksrom på et fartøys underside, hvor bøyen hele tiden er i neddykket tilstand, slik som i et system av den innledningsvis angitte type.

Et generelt formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system av den aktuelle type som eliminerer de omtalte ulemper ved systemer av den innledningsvis omtalte type ifølge f.eks. NO 167 906.

Et mer spesielt formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system i hvilket bøyen kan tilkoples til fartøyets rørsystem på rask og sikker måte, idet tilkoplingsanordningen kan oppta forholdsvis store toleranser, og således også er egnet for fjernstyrt tilkopling av bøyen i opptaksrommet.

Ovennevnte formål oppnås med et system av den innled-nings angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den sentrale del utgjør en hul aksel som ved sin øvre ende er koplet til svivelanordningen via minst ett fleksibelt ledd.

Ved at bøyens sentrale del utgjør en hul aksel, får denne del meget liten diameter i forhold til de sammenliknbare bøyekonstruksjoner ifølge den kjente teknikk, hvor den sentrale del er i form av en kjerne eller såkalt "turret" med større diameter. Da rotasjonssystemet er en del av selve bøyen, unngås kostbar opplagring som en del av fartøyet. Rotasjonslagerets lille diameter resulterer i lav rotasjonsmotstand og liten rotasjonsmasse, og følgelig ikke noe behov for aktiv styring eller bremsing av rotas jonssystemet. Ved anvendelsen av ett eller flere fleksible ledd i tilkoplingspunktene ved den sentrale dels øvre ende oppnås at tilkoplingsanordningen kan oppta forholdsvis store toleranser ved dimensjonsmessige avvik ved tilkopling av forskjellige bøyer i opptaksrom på forskjellige fartøyer. Derved oppnås rask og sikker tilkopling, også ved fjernstyrt tilkopling av bøyen til fartøyets rørsystem. Dessuten oppnås eliminasjon av bøyemomenter og torsjonskrefter i tilkoplingspunktene, og dermed mindre slitasje og lengre levetid for de inngående bestanddeler.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et ufullstendig sideriss av et fartøy med et opptaksrom som opptar en bøye som er konstruert i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 viser et sideriss i snitt av et opptaksrom i et fartøy og en til dette tilpasset bøye, og fig. 3 viser et skjematisk snittriss av opptaksrommet på fig. 2, i rett vinkel med snittplanet på fig. 2.

I det på fig. 1 viste fartøy 1 er en bøye 2 opptatt i et neddykket opptaksrom 3 som er en del av en modul som er anordnet i den nedre del av fartøyets baug. Bøyen er av den neddykkede type og er beregnet for overføring av strømbart medium, særlig hydrokarboner, til eller fra tanker om bord på et tankskip. Bøyen er for dette formål tilkoplet til en fleksibel overføringsledning 4, og er videre forankret til sjø- eller havbunnen ved hjelp av et antall fortøyningsliner som er antydet ved 5. Opptaksrommet 3 er forbundet med fartøyets dekk 6 via en atkomst- eller servicesjakt 7. I opptaksrommet er det anordnet en luke 8 for avstenging av servicesjakten 7 og den øvre del av opptaksrommet 3 fra sjøen når opptaksrommet ikke er i bruk, dvs. når det ikke opptar en bøye 2. Dette gir mulighet for inspeksjon av utstyr som vil være anordnet i den øvre del av opptaksrommet, såsom følere og TV-kameraer for overvåknings- og styringsformål.

Bøyen 2 og den nedre del av opptaksrommet 3 har sammenpassende, konisk form, for å sikre riktig anbringelse av bøyen i opptaksrommet når bøyen heises opp og innføres i opptaksrommet. Slik det fremgår av fig. 1, er det i den øvre del av opptaksrommet 3 anordnet en koplingsenhet 9 som under drift er koplet til bøyen 2, og som videre er forbundet med et rørsystem 10 som fører til tanker (ikke vist) om bord på fartøyet 1.

Konstruksjonen av bøyen 2 og koplingsenheten 9 er nærmere vist på fig. 2. Slik det fremgår, omfatter bøyen en ytre oppdriftsdel 15 og en i den ytre del roterbart lagret, sentral del 16 som har en gjennomgående passasje 17 for medium som skal transporteres via bøyen. Slik figuren viser, omfatter den ytre oppdriftsdel 15 en øvre og en nedre konusdel 18 hhv. 19, og den øvre konusdel omfatter en krage 20 med en nedadvendende, ringformet anleggskant 21 for inngrep med låseelementer som inngår i en i opptaksrommet 3 anordnet låsemekanisme (se fig. 3) for låsing av bøyen i opptaksrommet.

Den ytre oppdriftsdel 15 er inndelt flere vanntette oppdriftskamre 22, og den omfatter videre en sentral, utskiftbar lagerstøttedel 23 med et nedre radiallager 24 og et øvre aksiallager 25 for den sentrale del 16. Lagerstøttedelen 23 kan ved behov løftes opp fra den ytre oppdriftsdel 15 for inspeksjon og eventuell utskifting av deler.

Den sentrale del 16, som her har form av en hul aksel, er forsynt med et nedre, forsterket parti 26 som har et antall utragende armer 27 for feste av bøyens 2 fortøyningsliner 5 (ikke inntegnet på fig. 2).

Koplingsenheten 9 i opptaksrommets 3 øvre del omfatter et buet koplingsrør 28 som ved hjelp av en hydraulisk sylinder 29 er svingbart mellom en bortstuet stilling og en tilkoplings-stilling (begge stillinger vist på fig. 2), idet rørets ene ende er forsynt med et koplingshode 30 for tilkopling til den øvre ende av bøyens sentrale del 16 når bøyen er på plass i opptaksrommet. Denne tilkopling skjer via en svivelanordning 31 som er anordnet på toppen av bøyens sentrale del 16. Koplingshodet 30 er forsynt med et antall periferisk anordnede låsearmer 32 for å styre koplingshodet mot svivelanordningen 31 og sørge for sikker sammenkopling. Videre er koplingshodet forsynt med et fleksibelt ledd 33 for å tilveiebringe fleksibilitet og gi mulighet for å oppta forholdsvis store dimensjenstoleranser ved tilkopling av bøyen til forskjellige fartøyer. Et fleksibelt ledd 34 er også anordnet mellom den sentrale del 16 og svivelanordningen 31, for å gi ytterligere fleksibilitet og redusere påkjenninger og slitasje i sammenkoplingen. Koplingshodet 30 kan eventuelt være innrettet til å utføre søkebevegelser, ved hjelp av f.eks. hydraulisk påvirkning, for å oppnå riktig tilkopling til svivelanordningen. Slik som ovenfor nevnt, kan det dessuten være sørget for en overvåkningsanordning, f.eks. en kombinasjon av følere og TV-kameraer. De fleksible ledd kan f.eks. være kuleledd, eller ledd av et fleksibelt materiale.

Et tredje fleksibelt ledd 35, som også kan være f.eks. et kuleledd, er anordnet mellom den sentrale dels 16 nedre ende og bøyens overføringsledning 4. Dette fleksible ledd tilveie-bringer den vesentlige fordel med momentfri overføring av krefter fra overføringsledningen 4 til bøyen 2, og det letter dessuten innstillingen av bøyen i forhold til opptaksrommet 3, slik at bøyen glir lett på plass i dette.

Den forannevnte stengeluke 8 i opptaksrommets 3 øvre del er vist å være manøvrert av en hydraulisk sylinder 36.

Låsemekanismen for frigjørbar låsing av bøyen 2 når den er på plass i opptaksrommet 3, er skjematisk vist på fig. 3. I den viste utførelse omfatter mekanismen to av et hydraulisk system drevne låsehaker 40 som er dreibare om horisontale akser 41 på diametralt motsatte sider av opptaksrommet 3. De hydrauliske aktuatorer (ikke vist) for manøvrering av låsehakene kan f.eks. være hydrauliske sylindere. Ved aktivering av låsehakene 40 vil disse svinge i et vertikalt plan til inngrep med den nedovervendende anleggskant 21 av bøyens øvre konusdel 18. De hydrauliske sylindere er hensiktsmessig parallellkoplet til det hydrauliske drivsystem, slik at de automatisk kompenserer for eventuelle ujevnheter i anleggskanten. Låsehakene 40 sørger for stiv låsing av bøyens ytre oppdriftsdel 15 til opptaksrommet 3, og fartøyet tillates da å svinge om den dreibart lagrede, sentrale del 16, idet svivelanordningen 31 tillater sådan dreining etter at koplingsrøret 28 er koplet til bøyen. De hydrauliske aktuatorer er fortrinnsvis innrettet til å påvirke en mekanisk låseanordning (ikke vist), slik at bøyen 2 holdes sikkert på plass i den låste stilling, også ved svikt i det hydrauliske system.

Claims (4)

1. System for dreibar tilkopling av et flytende fartøy (1) til en neddykket laste/lossebøye (2) som er forankret til sjøbunnen, hvor bøyen (2) er innrettet til å opptas i og fastgjøres løsbart i et neddykket, nedad åpent opptaksrom (3) i fartøyet (1), hvor bøyen (2) omfatter en ytre oppdriftsdel (15) som er innrettet til å fastgjøres i opptaksrommet (3), og en sentral del (16) på hvilken den ytre del (15) er roterbart lagret, idet den sentrale del (16) er forankret til sjøbunnen, slik at fartøyet (1) kan dreie om den sentrale del (16) når den ytre del (15) er fastgjort i opptaksrommet, og hvor den sentrale dels (16) nedre ende er forbundet med minst én overføringsledning (4) for overføring av medium, og den sentrale dels (16) øvre ende via en svivelanordning (31) er forbundet med et rørsystem (10) på fartøyet (1), KARAKTERISERT VED at den sentrale del utgjør en hul aksel (16) som ved sin øvre ende er koplet til svivelanordningen (31) via minst ett fleksibelt ledd (33, 34).

2. System ifølge krav 1, hvor svivelanordningen (31) er koplet til et koplingshode (30) i en koplingsenhet (9) som er knyttet til rørsystemet (10), KARAKTERISERT VED at koplingshodet (30) er forsynt med et fleksibelt ledd (33) i overgangen til rørsystemet (9, 10).

3. System ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at den sentrale del (16) er forsynt med et fleksibelt ledd (35) i sin nedre ende, for momentfri kraftoverføring fra overføringslednin-gen (4) til bøyen (2).

4. System ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at det fleksible ledd (33 hhv. 34 hhv. 35) er et kuleledd.