NO20092238L - Anordning ved installasjon av undervannsstruktur - Google Patents

Abstract

En innretning for installering på en havbunn (S) under en vannmasse (W) innbefatter et første veggelement (23; 5; 7a-c) med et andre veggelement (22; 2; 4a-c) som strekker seg ut fra og langs omkretsen til det første veggelementet. De første og andre veggelementene vil derved danne et åpent rom (20; 9; 3a-c). Det andre veggelementet er utformet for inntrengning i havbunnen (S), slik at rommet vil være lukket av veggelementene og havbunnen. Et tetningsmiddel (F) er anordnet i rommet (20; 9; 3a-c) og strekker seg til det andre veggelementet (22; 2; 4a-c), hvorved det dannes en membran (F) mellom rommet og havbunnen. Tetningsmidlet (F) innbefatter en membran som er vanntett. En fundamentbasis (1) innbefatter et antall innretninger som er forbundet med hverandre ved hjelp av en sentral struktur (5; 13, 13'). Det foreslås også en autonom fluidstyringsinnretning (11) for styring av strømmen av et første og et andre fluid, hvilken innretning innbefatter et kammer (14) med en første åpning (15) og en andre åpning (16). Et lukkeelement (17) er bevegbart anordnet i kammeret (14) og er utformet for selektiv lukking og åpning av den første åpningen (15) og den andre åpningen (16). Lukkeelementet innbefatter et materiale viss massedensitet er større enn densiteten til det første fluidet, og mindre enn densiteten til det andre fluidet. Lukkeelementet (17) kan innbefatte et sfærisk element.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører innretninger for installasjon på en havbunn under en vannmasse. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen en fundamentbasis eller -sokkel for installasjon på en havbunn. Oppfinnelsen vedrører også en autonom strømningsstyringsinnretning for bruk med fundamentbasisen.

Prinsippet med skjørtforsynte fundamenter har vært utviklet og brukt innenfor offshore-, olje- og gassindustrien i flere tiår, i hovedsaken i forbindelse med tyngdekraftbaserte fundamenter, særlig for betongplattformer. Dette prinsippet sikrer at lasten fra strukturen overføres til dypereliggende og som regel sterkere grunnmasser ved den nedre skjørtekanten, sammenlignet med grunnmassen ved og nær slamlinjen. Ved installeringen vil disse strukturene innta en stilling i samsvar med havbunnens nivelleringsgrad, med mindre havbunnen er behandlet og nivellert før installeringen. Det vil si at disse strukturene ikke kan rette seg opp.

Prinsippet med oppretting av havbunnbaserte strukturer under installeringen ble introdusert i praksis i 1990 med innføringen av en ny type skjørtfundament. Mer særskilt innbefattet strukturen et trippelsylindrisk skjørtarrangement som ble benyttet for fire ankre for Heidrun-strekkbenplattformen i Norskehavet. Sammenlignet med de tidligere strukturene, som er beskrevet innledningsvis, var denne strukturen kjennetegnet ved at den hadde vesentlig dypere skjørt og en vesentlig lavere vekt. I sum resulterte disse to forholdene i et behov for å kunne øke ankerets vekt ved hjelp av suging i skjørtrommene, for derved å oppnå den ønskede inntrengningsdybden for skjørtet. Disse og lignende anvendelser, hvor sugevirkningen for hvert av i det minste tre rom kan styres individuelt, muliggjør en oppretting av mulige avvik fra horisontalen i innsugingsfasen ved å bruke ulike trykk i rommene.

Til dags dato har det ikke foreligget noen fremgangsmåte for oppretting av horisontalstillingen for strukturer som har grunne skjørt (sammenlignet med strukturens utstrekning i horisontalplanet), og/eller vekt som overskrider inntrengningsmotstanden for skjørtene i havbunnen. Den sug-baserte metoden for oppnåelse av nivellering av strukturene, egner seg heller ikke for permeable havbunnsmaterialer, så som sand og grus.

Oppfinnelsen foreslår en fremgangsmåte og utførelser av fundamenter som løser de foran nevnte problemene.

Det foreslås således en innretning for installering på en havbunn under en vannmasse, hvilken innretning innbefatter et første veggelement med et andre veggelement som strekker seg fra og langs omkretsen til det første veggelementet, hvilke første og andre veggelementer derved danner et åpent rom, og hvilket andre veggelement er utformet for inntrengning i havbunnen slik at derved rommet vil bli lukket av veggelementene og havbunnen, og minst ett ventilmiddel som muliggjør en fluidstrøm inn i og ut fra rommet. Det som kjennetegner innretningen er et tetningsmiddel i rommet, hvilket tetningsmiddel strekker seg til det andre veggelementet, hvorved det dannes en membran mellom rommet og havbunnen.

I én utførelse innbefatter tetningsmidlet en membran som er vanntett, slik at derved vann inne i rommet hindres i å gå ut i havbunnen i nærheten av og begrenset av det andre veggelementet, men kan evakueres via ventilmidlet.

Rommet innbefatter fyllingsmidler, og tetningsmidlet innbefatter i en foretrukket utførelsesform et fluid materiale som ikke trenger i det vesentlige inn i havbunnen. I én utførelse innbefatter tetningsmidlet en injiseringsmasse eller en lignende substans som senere vil herde og fastnes. I én utførelse innbefatter tetningsmidlet et fast materiale, så som en plastsekk eller gummi.

Det foreslås også en fremgangsmåte for installering av innretningen ifølge oppfinnelsen, kjennetegnet ved trinnene: a) plassering av innretningen på en havbunn under en vannmasse, og tilveiebringelse av en inntrengning av det andre veggelementet en strekning inn i

havbunnen, hvorved rommet vil bli lukket med veggelementene og havbunnen,

b) bringing av tetningsmidlet mot havbunnen inne i rommet, og utstrekning av det til det andre veggelementet, hvorved det dannes en membran mellom rommet

og havbunnen,

c) tilveiebringelse av en last på innretningen, hvorved det andre veggelementet drives videre inn i havbunnen og vann som er innfanget i rommet

trykkes ut via ventilmidlet.

I én utførelse gjennomføres trinn b) ved at det injiseres en fluidisert membran så som en injiseringsmasse via fyllemidlene, i hvilket trinn en del av vannet i rommet støtes ut via ventilmidlene.

I én utførelse gjennomføres trinn c) helt til i hovedsaken alt vannet inne i rommet er støtt ut, og det første veggelementet har fått kontakt med tetningsmidlet.

Det foreslås også en fundamentbasis, innbefattende et antall innretninger ifølge oppfinnelsen og kjennetegnet ved at innretningene er forbundet via en sentral struktur. I én utførelse innbefatter den sentrale strukturen et nodalt element (knuteelement). I én utførelse innbefatter den sentrale strukturen en innretning ifølge oppfinnelsen.

Den sentrale strukturen kan innbefatte et inntrengningsbegrensende element som strekker seg inn i rommet, hvorved skjørtets inntrengningsdybde i havbunnen kan påvirkes og i det minste en del av rommet og havbunnflaten vil danne et hulrom når inntrengningsbegrensningselementet har kontakt med flaten. Inntrengningsbegrensningselementet kan strekke seg fra det lastbærende elementet og innbefatte en overflate for kontakt med havbunnflaten, og kan være sentralt plassert på det lastbærende elementet.

I én utførelse kan antallet innretninger innbefatte tre innretninger som er anordnet med en innbyrdes vinkelavstand på 120° rundt den sentrale strukturen.

Fyllmaterialet kan innbefatte en injiseringsmasse.

Med bruk av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved installeringen av fundamentbasisen ifølge oppfinnelsen, kan skråstillingen av fundamentbasisen i forhold til havbunnen påvirkes ved at man selektivt påvirker én eller flere av innretningene.

Det foreslås også en autonom fluidstyringsinnretning for styring av strømmen av et første fluid og et andre fluid, innbefattende et kammer med en første åpning og en andre åpning og kjennetegnet av et lukkeelement som er bevegbart i kammeret og er utformet for selektiv lukking og åpning av den første åpningen og den andre åpningen, samt innbefattende et materiale som har en massetetthet som er større enn tettheten til det første fluidet, og mindre enn tettheten til det andre fluidet.

I én utførelse, når ventilen er i bruk, er den første åpningen anordnet over den andre åpningen, slik at lukkeelementet, når kammeret i hovedsaken inneholder det første fluidet, vil bevege seg til en lukkestilling mot den andre åpningen, og lukkeelementet, når kammeret i hovedsaken inneholder det andre fluidet, vil bevege seg til en lukkestilling mot den første åpningen.

Lukkeelementet innbefatter fortrinnsvis et sfærisk element.

Den nye fundamentbasisen ifølge oppfinnelsen løser flere typiske problemer som man kjenner for denne type strukturer, særlig:

• Basisen kan installeres direkte på en ujevn og ikke-nivellert bunn

• Det øvre bunnlaget, som typisk har redusert styrke, behøver ikke fjernes, erstattes eller forsterkes for å bedre bærekapasiteten for basisen • Basisen kan brukes for bunnmasser innenfor et bredt område av styrkeparametere, permeable så vel som impermeable bunnmasser • Basisen kan brukes for strukturer med ethvert praktisk skjørtdybde-horisontal-baseutstrekning-forhold, og for et bredt

vektinntrengningsmotstandsforhold.

For bruk sammen med understøttelser for offshore-vindturbiner oppnås de følgende fordelaktige trekkene som følge av utformingen: • Utmerket motstand mot dreiemomenter (dvs. rotasjonsmotstand i horisontalplanet), som for konvensjonelle fundamenter er dimensjonerende laster • Mulighet for tilpassing til varierende bunnmassestyrker innenfor basisens fotavtrykk, variasjoner som man ofte støter på i kystnære farvann hvor vindturbiner ofte plasseres.

Oppfinnelsen relaterer seg både til utforming og installering av fundamentbasisen, midler for å sikre anvendelse i forbindelse med permeable havbunnmasser, og en autonom ventil som er kompatibel med de krav som følger av installeringsprosedyren.

Fordelaktig innbefatter fundamentet et omkretsskjørt som strekker seg ned fra bunndelen, og derved begrenser minst ett hovedrom under fundamentet. Fordelaktig er det i tillegg til omkretsskjørtet anordnet et antall ytre skjørtrom. I tillegg til disse, eller som en annen mulig løsning, kan hovedomkretsrommet være delt opp i rom ved hjelp av skjørt som strekker seg ned fra bunndelen og fortrinnsvis går radielt ut fra en sentral del av bunndelen og mot respektive deler av omkretsskjørtet.

I én utførelse er fundamentbasisen beregnet som basis for en undervannsstruktur eller en struktur som rager opp over vannflaten, og det kan dreie seg enten om en separat enhet eller en integrert del av den nevnte strukturen. Hensikten med fundamentbasisen er tofold - tilveiebringelse av bæring eller understøttelse med en ønsket skråvinkel (som regel horisontal) og overføring av laster fra strukturen og selve basisen til masselagene på bunnen.

Eventuelt kan fundamentet bare innbefatte de ytre skjørtrommene, som kan være anordnet i klynger eller mer fordelaktig kan være innbyrdes adskilt ved hjelp av strukturelle deler av substrukturen.

Anvendelsen i forbindelse med permeable grunnmasser oppnås ved at innfanget vann i skjørtrommene aktivt utnyttes for opprettingen, adskilt fra vann i den permeable havbunnen. I den foretrukne utførelsen oppnås skillet ved at det benyttes en egnet væske, fortrinnsvis en standard masse som injiseres i de aktive skjørtrommene, eller ved at man begrenser det innfangede vannet eksempelvis i plastsekker, eller med bruk av membran.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av foretrukne utførelser, gitt som rene eksempler, og under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 er en prinsippskisse i form av et grunnriss av en utførelse av fundamentbasisen ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 er et snitt etter linjen A-A i fig. 1, projisert på en rett linje,

Fig. 3 er et snitt som i fig. 2, og viser fundamentbasisen ifølge oppfinnelsen i en installert tilstand på en overflate, Fig. 4-7 er snitt som viser hovedtrinn under installeringen av fundamentbasisen på en permeabel havbunnmasse, Fig. 8 er et snitt som viser det siste installeringstrinnet for fundamentbasisen på en impermeabel havbunnsmasse, Fig. 9 er en prinsippskisse i form av et grunnriss av en mulig utførelse av fundamentbasisen, uten hovedskjørtrommet,

Fig. 10 er et snitt etter linjen B-B i fig. 9, projisert på en rett linje,

Fig. 11 er en skisse som viser et prinsipp ved oppfinnelsen, og

Fig. 12-14 er snitt som viser en autonom ventil som kan brukes under installeringen.

Som vist i fig. 1 og 2 innbefatter den viste utførelsen av fundamentbasisen 1 et sirkulært plateelement 5 - nedenfor også betegnet som plate - viss omkrets har et skjørt 2 som rager fra platen 5 (i en retning nedad når fundamentbasisen er i bruk), slik at det derved dannes et hovedrom 9.

I like avstander rundt platen 5 er det anordnet et antall ytre rom, i den viste utførelsen tre ytre rom 3 a-c som er anordnet med en innbyrdes vinkelavstand på 120° og dannes av respektive plateelementer 7a-c - hvilke plateelementer i hovedsaken flukter med platen 5 - og av respektive deler av omkretsskjørtet 2 og respektive ytre skjørt 4a-c, som hvert rager ned fra det respektive plateelementet 7a-c når fundamentbasisen er i bruk.

Hovedrommet 9 og de ytre rommene 3 a-c er i virkeligheten "omvendte begre" som kan trenge inn i overflaten når fundamentbasisen installeres. Denne inntrengningen begrenses imidlertid av et landingselement 18 - i denne utførelsen et plateformet element - på platens 5 nedre side, hvilket landingselement rager en avstand inn i hovedrommet 9, slik det er vist i fig. 2. Overflatearealet til landingselementet 18 er dimensjonert i samsvar med den totale utformingen av fundamentbasisen, og tjener i denne spesielle utførelsen til å stoppe inntrengningen av fundamentbasen på et på forhånd bestemt nivå, slik at man derved ville være sikret at omkretsskjørtet 2 og de ytre skjørtene 4a-c har trengt ned til en beregnet dybde og slik at det blir igjen tilstrekkelig plass for masseinjisering i hovedrommet 9. Dette vil bli forklart nærmere nedenfor. Landingselementet er en eventualitet og kan utelates dersom overvåkingen og kontrollen av den ønskede inntrengningsdybden kan skje ved hjelp av målinger eller ved hjelp av visuelle observasjoner.

Fig. 3 viser fundamentbasisen 1 i en installert tilstand på en havbunn S under en vannmasse W. Havbunnen har i hovedsaken en skrånende og ujevn overflate (også betegnet som slamlinje) M. Man ser at platens 5 nedre side ikke berører slamlinjen M, men at den - som følge av samvirket mellom landingselementet 18 og slamlinjen M-er hevet noe over slamlinjen M, slik at det derved foreligger en minsteavstand i hovedrommet 9 mellom platens 5 nedre side og overflaten eller slamlinjen 5, for på den måten å sikre at alle tomrom i hovedrommet 9 og i de ytre rommene 3a-c vil bli fylt med et fyllmateriale F. Dette fyllmaterialet kan typisk være et fast materiale i fluid form eller partikkelform, eksempelvis en slik masse som brukes i offshoreindustrien og som består av vann blandet med sement og natriumsilikat.

Når fyllmaterialet F har herdet, vil det kunne overføre belastninger fra platen 5 og plateelementene 7a-c (inkludert enhver struktur som bæres av fundamentbasisen) til massen i havbunnen S. Fyllmaterialet F og massen i havbunnen som begrenses av omkretsskjørtet 2 og de ytre skjørtene 4a-c, tjener til overføring av vertikale laster fra platen 5 og plateelementene 7a-c inn i bunnmassen under disse skjørtenes inntrengningsdybde P. En betydelig del av lasten fra strukturen overføres via skjørtene til havbunnlagene under skjørtkanten. Fordi bunnmassestyrken typisk øker med dybden under slamlinjen, kan det være fordelaktig å utforme skjørtdybden i samsvar med den enkelte praktiske anvendelsen.

Ventiler, etc, som er nødvendige for styring av installeringen, vil bli beskrevet nedenfor.

En typisk installeringssekvens for den nye fundamentbasisen i forbindelse med et permeabelt havbunnsmateriale, skal nå beskrives under henvisning til fig. 4-7. Selv om det ikke er vist på tegningen, så kan fundamentbasisen være tilknyttet til eller utgjøre en enhetlig del av en offshorekonstruksjon som hviler på den, eller fundamentbasisen kan være et separat legeme som er installert på forhånd på bunnen og er forberedt for mottak av en separat offshorekonstruksjon. Et eksempel på en slik offshorekonstruksjon er vist og beskrevet i søkerens norske patentsøknad nr. 20082860. Fig. 4 viser det første trinnet i installeringssekvensen. Fundamentbasisen 1 er senket ned til havbunnen S og omkretsskjørtet 2 og de ytre skjørtene 4a-c har penetrert overflaten (slamlinjen) M og rager således inn i havbunnen, til en inntrengningsdybde P under overflaten M. Når fundamentbasisen senkes, vil vann som er innfanget i hovedrommet 9 eller i de ytre rommene 3a-c, fortrenges ut gjennom ventilene 10a-c og 10'a-c. Ventilene 10'a-c forbinder respektive ytre rom 3a-c med det omgivende vann W, og fluidstyringsinnretningene 10a-c forbinder hovedrommet 9 med det omgivende vannet W. Ventilen 10c ble vist i tegningsfigurene. Fordelaktig kan ventilene 10a-c være av en utførelse som beskrives nedenfor i forbindelse med fig. 11-13. Fig. 5 indikerer et neste installeringstrinn hvor senkingen av fundamentbasisen 1 er avbrutt og de ytre rommene 3 a-c er fylt med et fyllmateriale F i en mengde som er litt større enn det predikterte volumet til hulrommene 3a-c over slamlinjen når man har nådd mål dybden eller den ønskede dybden. Fyllmaterialet F er fordelaktig den nevnte injiseringsmassen og fyllingen skjer via fluidstyringsinnretningene 1 la-c, mens vannet går ut gjennom de respektive ventiler 10'a-c. Fyllingen av massen og uttrykkingen av vannet er antydet med respektive piler. Når de ytre rommene 3 a-c er fylt med ønsket mengde fyllmateriale F, lukkes fluidstyringsinnretningene 1 la-c og 10'a-c og senkingen - assistert ved at det anvendes en ekstra vertikal last på fundamentbasisen 1 - fortsetter. Dette medfører en trykkøkning i fyllmaterialet F og i vannet i de ytre rommene 3a-c. En videre inntrengning av skjørtene 2, 4a-c i bunnen S vil således bare være mulig når en åpning av fluidstyringsinnretningene 11 a-c og/eller ventilene 10'a-c muliggjør at overskytende vann (dersom det forefinnes) og fyllmaterialet F kan gå ut fra det respektive ytre rommet. Skråstillingen av fundamentbasisen i forhold til horisontalen kan overvåkes, og kan til enhver tid helt til endelig inntrengning er oppnådd, korrigeres dersom det detekteres et uønsket avvik fra horisontalen (eller fra en annen ønsket stilling). Slik korrigering oppnås ved å redusere den utgående strømmen av fluid, dvs. vann, og deretter fyllmateriale F, fra det eller de ytre rom som befinner seg lavest sammenlignet med måldybden. I det tilfellet at inntrengningsmotstanden i havbunnen S på skjørtene 2, 4a-c overskrider vekten til fundamentbasisen, er det nødvendig med ekstra vertikal belastning for å fullstendiggjøre installeringen. Slik belastning kan tilveiebringes i form av en massevekt eller lignende (ikke vist), som plasseres på platen 5, eller den kan på en effektiv måte tilveiebringes ved å tilveiebringe en trykkredusering i vannet i hovedrommet 9. Trykkreduksjonen oppnås med konvensjonell teknikk som innbefatter pumping av det innfangede vannet via en ventilstyrt port 12 ut fra hulrommet i hovedrommet mellom slamlinjen og platens 5 nedre side. Under den foran beskrevne prosedyren, under henvisning til fig. 5, er ventilene 10a-c i hovedrommet 9 lukket. Dette skjer enten manuelt eller ved bruk av autonome ventiler av en type som vil bli beskrevet nedenfor i forbindelse med fig. 11-13. Fig. 6 viser hvordan fundamentbasisen 1 ved omkretsskjørtet 2 og de ytre skjørtene 3 a-c har trengt inn til en ønsket inntrengningsdybde P, med nivellering (eller ønsket skråstilling) av basisen. Nå hviler fundamentbasisen enten delvis på de inntrengte skjørtene og delvis på massen F, eller i hovedsaken på de inntrengte skjørtene dersom inntrengningen ble forsterket med bruk av sugevirkning. Hovedrommet 9 er ennå ikke fylt med injiseringsmasse. Fundamentbasisen selv, eller integrert i en struktur som forklart foran, vil ha tilstrekkelig stabilitet, og den endelige masseinjiseringen i hovedrommet kan utsettes om nødvendig (eksempelvis som følge av dårlige værforhold). Gradvis og i løpet av noen timer, vil typisk injiseringsmassen stivne og herde. Fig. 7 viser situasjonen ved avsluttet inntrengning, med kontakt mellom landingselementet 18 og bunnen M, og med hovedrommet 9 i det minste delvis fylt med fyllmateriale F (injiseringsmasse eller lignende). Massen F tilføres gjennom porten 12 og vann vil gå ut fra rommet gjennom ventilene 10a-c. Massen F forplanter seg radielt mot hovedrommets 9 omkrets. Fig. 8 viser hvordan fundamentet er fullstendig inntrengt i grunnmassen S, som har en lav permeabilitet. Selv om installeringen her er forenklet, så vil utstyret her være identisk med det som er beskrevet for fundamentet som egner seg for permeable bunnmasser, se fig. 4-7. Installeringen foregår med de samme trinnene som nevnt foran, men med det unntaket av trinnet i fig. 5 kan utelates, dvs. at bruken av fyllmateriale for å skille innfanget vann mot vann i bunnmassen, ikke er nødvendig. I dette tilfellet skjer nivelleringen ved at man styrer vanntrykket i rommene 3a-c. Som for fundamentet på permeabel bunn, vil fundamentet også her ha en hovedsakelig bærekapasitet umiddelbart etter inntrengningen. Vannet i rommene 3a-c kan ta kortvarige belastninger, og det avsluttende trinn med utbytting av innfanget vann med fyllmateriale, kan derfor skje senere. Figuren viser fylling av fyllmaterialet i hovedskjørtrommet 9 gjennom åpningen 12, og fylling i de ytre skjørtrommene 3a-c gjennom fluidstyringsinnretningene lla-c. Vannet vil fortrenges i hulrommene av fyllmaterialet og vil strømme ut gjennom ventilene 10a-c og 10'a-c. Fig. 9 er en prinsippskisse i form av et grunnriss av en annen utførelse av fundamentbasisen. Her er, sammenlignet med fig. 1-7, platen 5 og dens omkretsskjørt 2, utelatt. I denne utførelsen består fundamentbasisen bare av de ytre rommene 3 a-c som med en struktur 13 er tilknyttet et sentralt nodalt (knutepunkt-) element 13'. I en annen mulig utførelse kan strukturene 13 direkte forbinde det ytre rommet 3a med 3b, 3b med 3c og 3c med 3a. Fig. 10 viser et snitt etter linjen B-B i fig. 9, projisert på en rett linje. Snittet viser den ferdig installerte fundamentbasisen på havbunnen S. Skjørtene 4a-c er trengt inn i ønsket dybde, og hulrommet over slamlinjen M inne i skjørtrommene 3a-c, er fylt med fyllmateriale F. Installeringen er gjennomført på samme måte som beskrevet foran for utførelsen i fig. 1-8. For styring av nivelleringen og fortrengningen av innfanget vann, er skjørtrommene 3a-c forsynt med styreventiler lla-c og ventilene 10a-c. En fagperson vil forstå at betjeningen av styreinnretningene og fyllingen av fyllmaterialet F (eksempelvis injiseringsmasse) kan gjennomføres fra den samme styreenheten (ikke vist). I tilfeller hvor bunnmasseinntrengningsmotstanden for skjørtene er større enn tyngdekraftbelastningen fra fundamentbasisen og en eventuell overbygning (ikke vist) på basisen, kan inntrengningen i bunnmassen fremmes på konvensjonell måte ved at det gjennomføres en vanntrykksreduksjon ("suging") i rommene 3a-c. Nivelleringen oppnås med trykkstyring av de enkelte rommene. Fig. 11 viser det foran beskrevne prinsipp, hvor et rom 20, som dannes av en

basisplate 23 og et omkretsskjørt 22 som rager inn i en permeabel havbunn S under en vannmasse W. Den permeable havbunnen S innbefatter et materiale så som sand, grus, silt, etc. Rommet 20 er fylt med et fyllmateriale F som beskrevet foran, via en fylleventil 26 (indikert med pilen f i fig. 11. Dette fyllmaterialet danner en vanntett membran mellom sjøvannet w inne i rommet og havbunnen S. Når en last L legges på rommet, vil vannet w inne i rommet presses ut gjennom ventilen 24 (som kan være lik ventilene 10'a-c og 10a-c som er beskrevet foran), hvilket er indikert med pilen e i fig. 11. Denne lasten L kan eksempelvis være en statisk last som skyldes en konstruksjon som er plassert over rommet.

Membranen som dannes av massen F sikrer at vannet w i rommet støtes ut på en styrt måte gjennom ventilen 24 og ikke presses på en ukontrollert måte inn i den permeable havbunnen, hvilket vil hindre den trykkoppby gni ngen som er nødvendig for oppretting av nivelleringen. Videre vil den ukontrollerte utstrømningen kunne medføre utvasking og/eller flytendegjøring og derved ødelegge den strukturelle integriteten i havbunnen rundt skjørtene. I praksis brukes det en last L helt til skjørtet er drevet inn i havbunnen så langt at alt vann w er gått ut, og hele rommet over slamlinjen M er fylt med injiseringsmasse F. Etter denne installeringen vil injiseringsmassen herde, og derved danne et fast fundamentelement.

Istedenfor å bruke et fluid fyllmateriale F, så som en injiseringsmasse, etc., kan en tilsvarende membran tilveiebringes ved hjelp av vanntette plastsekker. Videre kan en slik membran tilveiebringes med et gummielement eller en lignende struktur. Slike ikke-fluide membraner vil imidlertid være vanskelige å installere, og vanskelige å betjene under installeringen, til forskjell fra den fluide injiseringsmassen ifølge oppfinnelsen.

En utførelse av fluidstyringsinnretningen 10a-c skal nå beskrives, under henvisning til fig. 12-14, som skjematisk viser en autonom fluidstyringsinnretning 11.

Fluidstyringsinnretningen 11, dvs. en kombinert utløps- og infusjonsventil 11, egner seg særlig for de funksjonene som er nødvendig for installeringen av fundamentbasisen som beskrevet foran, når det er ønskelig å kunne styre strømmen av to fluider som har ulike densiteter (eksempelvis vann og injiseringsmasse).

Fluidstyringsinnretningen 11 har i den viste utførelsen et kammer 14 med en første åpning 15 og en andre åpning 16.1 en praktisk utførelse, som vist, er den første åpningen 15 en øvre åpning 15, mens den andre åpningen er en nedre åpning 16. De øvre og nedre åpningene 15, 16 kan brukes som innløp eller utløp, alt avhengig av hvor i prosessen man befinner seg. Dette vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

Et lukkeelement 17 er anordnet inne i kammeret 14 og kan fritt bevege seg i dette.

Lukkeelementet 17 er i den viste utførelsen vist som et sfærisk element, og tjener til selektiv lukking av den første eller den andre åpningen 14, 15. Den sfæriske formen er valgt for oppnåelse av en effektiv lukking, men oppfinnelsen er ikke begrenset til en slik form.

Lukkekulen 17 har en massedensitet som er større enn densiteten til det første fluidet (eksempelvis vann), og mindre enn densiteten til det andre fluidet (eksempelvis injiseringsmassen). Dette betyr at lukkekulen 17 vil bevege seg nedover (dvs. synke) i det første fluidet (vann) og bevege seg oppover (dvs. flyte) i det andre fluidet (injiseringsmasse).

I fig. 12 er fluidstyringsinnretningen 11 vist i en nøytral tilstand eller i en tilstand i hvilken det foreligger et sug i den nedre åpningen 16 (dvs. en trykkredusering i fluidet ved den nedre åpningen 16). I en slik tilstand blir lukkekulen 17 trykket til en lukkestilling i den nedre åpningen 16. Denne tilstanden representerer eksempelvis en situasjon hvor inntrengningen av fundamentbasisen forsterkes med sugevirkning, som beskrevet foran. Fig. 13 viser fluidstyringsinnretningen 11 i bruk, når det er ønskelig at vann kan strømme fra den nedre åpningen 16 og mot den øvre åpningen 15. Kulen 17 heves da i fluidstrømmen, slik at derved vann kan strømme gjennom kammeret 14. Under henvisning til den installeringsprosedyren for fundamentbasisen som er beskrevet foran, har man her en situasjon hvor det innfangede vannet går ut fra hovedrommet 9 og fra de ytre rommene 3a-c. Fig. 14 viser fluidstyringsinnretningen 11 når vannet i hovedrommet 9 er fortrengt av den injiserte massen, dvs. at alt vannet er presset ut og massen F har fylt kammeret 14. Kulen 17 er da gått opp som følge av sin oppdrift, og trykkes mot den øvre åpningen 15 og lukker denne, og stenger for ytterligere strømning.

Claims (17)

1. Innretning for installering på en havbunn (S) under en vannmasse (W), innbefattende et første veggelement (23; 5; 7a-c) med et andre veggelement (22; 2; 4a-c) som rager ut fra og langs omkretsen til det første veggelementet, hvilke første og andre veggelementer derved danner et åpent rom (20; 9; 3a-c), og hvilket andre veggelement er utformet for inntrenging i havbunnen (S) slik at rommet lukkes av veggelementene og havbunnen, og minst ett ventilmiddel (24; 10'a-c) for å muliggjøre en fluidstrøm inn i og ut av rommet, karakterisert ved et tetningsmiddel (F) i rommet (20; 9; 3a-c), hvilket tetningsmiddel strekker seg til det andre veggelementet (22; 2; 4a-c), og derved danner en membran (F) mellom rommet og havbunnen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsmidlet (F) innbefatter en membran som er ugjennomtrengelig for vann, hvorved eventuelt vann ( w) inne i rommet hindres i å gå inn i havbunnen i nærheten av og omsluttet av det andre veggelementet, men kan evakueres via ventilmidlet.

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at rommet innbefatter fyllemidler (26; lla-c; 12) og at tetningsmidlet (F) innbefatter et fluid materiale som ikke i vesentlig grad trenger inn i havbunnen.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at tetningsmidlet (F) innbefatter en injiseringsmasse eller lignende substans, som etter hvert vil herde og størkne.

5. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tetningsmidlet (F) innbefatter et fast materiale, så som en plastsekk eller gummi.

6. Fremgangsmåte for installering av innretningen ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved trinnene: a) plassering av innretningen på en havbunn (S) under en vannmasse (W) og tilveiebringelse av en inntrengning av det andre veggelementet (22; 2; 4a-c) en strekning inn i havbunnen, hvorved rommet (20; 9; 3a-c) lukkes av de nevnte veggelementene og havbunnen, b) bringing av tetningsmidlet (F) mot havbunnen inne i rommet og utstrekning av det til det andre veggelementet, hvorved det dannes en membran (F) mellom rommet og havbunnen (S), c) tilveiebringelse av en last (L) på innretningen, hvorved det andre veggelementet drives ytterligere inn i havbunnen og vann ( w) innfanget i rommet blir støtt ut via ventilmidlet (24; 10a-f).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at trinn b) gjennomføres ved å injisere en fluidisert membran så som en injiseringsmasse (F) via fyllemidlet (26; 11-a-c; 12), i hvilket trinn en del av vannet ( w) i rommet støtes ut via ventilmidlet (24; 10a-f).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at trinn c) gjennomføres helt til i hovedsaken alt vannet ( w) inne i rommet er støtt ut, og det første veggelementet har fått kontakt med tetningsmidlet (F).

9. Fundamentbasis (1), innbefattende et antall innretninger i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at innretningene er forbundet med hverandre via en sentral struktur (2, 5; 13, 13').

10. Fundamentbasis ifølge krav 9, karakterisert ved at den sentrale strukturen innbefatter et nodalt element (13').

11. Fundamentbasis ifølge krav 9, karakterisert ved at den sentrale strukturen innbefatter en innretning i samsvar med ett av kravene 1-5.

12. Fundamentbasis ifølge krav 11, karakterisert ved at den sentrale strukturen innbefatter et inntrengningsbegrensningselement (18) som strekker seg inn i rommet (9), hvorved skjørtets inntrengningsdybde (P) i havbunnen kan påvirkes og i det minste en del av rommet (9) og havbunnoverflaten (M) danner et hulrom når inntrengningsbegrensningselementet (18) har kontakt med overflaten (M).

13. Fundamentbasis ifølge krav 12, karakterisert ved at inntrengningsbegrensningselementet (18) strekker seg fra det lastbærende elementet (5), innbefatter en overflate for kontakt med havbunnoverflaten (M), og er sentralt plassert på det lastbærende elementet.

14. Fundamentbasis ifølge et av kravene 9-13, karakterisert ved at antallet innretninger innbefatter tre innretninger (3a-c) som er anordnet med en innbyrdes vinkelavstand på 120° rundt den sentrale strukturen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at fyllmaterialet innbefatter injiseringsmasse.

14. Bruk av fremgangsmåten ifølge et av kravene 6-8 ved installeringen av fundamentbasis ifølge et av kravene 9-13, karakterisert ved at fundamentbasisens skråstilling i forhold til havbunnen (S) kan påvirkes ved hjelp av selektiv påvirkning av én eller flere av innretningene (3a-c).

15. En autonom fluidstyringsinnretning (11) for styring av strømmen av et første fluid og et andre fluid, innbefattende et kammer (14) som har en første åpning (15) og en andre åpning (16), karakterisert ved et lukkeelement (17) som er bevegbart inne i kammeret (14) og er utformet for selektiv lukking og åpning av den første åpningen (15) og den andre åpningen (16), hvilket lukkeelement innbefatter et materiale med en massedensitet som er større enn densiteten til det første fluidet, og mindre enn densiteten til det andre fluidet.

16. Autonom ventil ifølge krav 15, karakterisert ved at når ventilen er i bruk, er den første åpningen (15) anordnet over den andre åpningen (16), slik at når kammeret (14) i hovedsaken innbefatter det første fluidet, vil lukkeelementet (17) bevege seg til en lukkestilling mot den andre åpningen (16), og når kammeret (14) i hovedsaken innbefatter det andre fluidet, vil lukkeelementet (17) bevege seg til en lukkestilling mot den første åpningen (15).

17. Autonom ventil ifølge krav 15 eller 16, karakterisert ved at lukkeelementet (17) innbefatter et sfærisk element.