NO20093345A1 - Oppjekkbar rigg for installasjon av vindmoller - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning. Videre er det frembrakt et system for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å jekke opp en plattform eller fartøy til havs, hvilken plattform eller fartøy er forsynt med et antall ben som kan senkes til bunnfast kontakt og hvor videre plattformen kan jekkes opp langs bena til en arbeidsposisjon hvor plattformen er fri av bølgepåvirkning. En slik plattform kan eksempelvis benyttes til installasjon av konstruksjoner til havs, som for eksempel vindkraftverk, fundamenter til vindkraftverk, andre former kraftverk som utnytter sol, vind, strøm eller bølger, eller andre former for arbeidsoppgaver til havs hvor det er behov for en plattform som kan anbringes bunnfast for en tidsperiode. Ved at plattformen eller fartøyet er jekket opp på ben med bunnfast kontakt er det mulig å nærmest eliminere fartøysbevegelser som pitch, roll og heave. Plattformen eller fartøyet kan videre være forsynt med en kran for å utføre de oppgaver som er tiltenkt.

Selve plattformen kan være et selvdrevet fartøy innrettet for å jekkes opp, det kan være en lekter eller en annen form for flytende fartøy innrettet med tre eller flere ben for oppjekking av plattformen. Videre vedrører oppfinnelsen et hydraulisk system og anordninger som kan benyttes sammen med fremgangsmåten for å jekke opp en plattform av nevnte type.

Ytterligere vedrører oppfinnelsen en type låsebolter som forbinder det hydrauliske løftesystemet med bena særlig i forbindelse med jekkeprosessen.

Ytterligere vedrører oppfinnelsen et smøresystem for tilføring av smøremiddel til flere av de bevegelige mekaniske komponentene i det hydrauliske systemet med tilhørende anordninger, særlig låsebolter og de deler som beveger seg ved plattformens jekkbare ben.

Særlig vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte, systemer og anordninger i forbindelse med et oppjekkbart fartøy eller plattform som er utformet for å bevege seg raskt på plass til operativ posisjon og som rakst kan bringes i operasjon og deretter raskt kan bringes ut av operativ posisjon etter at det aktuelle oppdraget er utført. Et slik fartøy vil effektivt kunne utnytte et kort værvindu til operasjoner, i motsetning til tunge kranfartøyer etc som er trege i plassering og som vanskeligere lar seg benytte når værvinduet er opportunt. En rekke steder i verden er værvinduet så kort som 48-72 timer og det er derfor gunstig å utvikle et fartøy for rask respons. Dette stiller krav til mobilitet av fartøyet men også krav til det systemet som skal jekke fartøyet eller plattformen tikl operativ stilling.

Oppjekking kan også skje i flere faser, hvor det først gjennomføres en forberedende fase hvor bena bringes ned mot havbunnen. Videre gjennomføres ofte en forbelastningsfase hvor et mindre antall av bena, for eksempel to av fire ben, gjerne diagonalt, skyves ned i bunnen. En slik forbelastningsfase kan også gjennomføres flere ganger. Deretter gjennomføres en oppjekkingsfase hvor bena vil synke ned i havbunnen i ulik grad avhengig av bunnens beskaffenhet. Når bena møter høy nok motstand vil de feste seg og fartøyet vil bli jekket opp.

Et slik oppjekkbart fartøy som kan utnytte et kort værvindu må imidlertid være i stand til raskt å gjennomføre selve posisjonerings prosessen samt oppjekking med eventuell forbelastning etc.

For å være rask nok er det derfor ønskelig å benytte ny teknologi fremfor tidligere kjente løsninger som i hovedsak benytter tannstang og tanndrev for å bevege bena i vertikal retning. I særdeleshet er det ønskelig å benytte en løsning som beveger bena i vertikal retning med forholdsvis høy hastighet. Bevegelsen bør videre være jevn.

Tidligere kjente løsninger med oppjekkbare plattformer benytter ofte trekantede ben av sammensatte rammeverk. T foreliggende oppfinnelse er det tatt utgangspunkt i sylinderiske ben, selv om ulike andre former også kan benyttes.

Bena er forsynt med gripefester som utsparringer, knaster eller hull som muliggjør at det system og utstyr som skal bevege bena i vertikal retning, og skal jekke opp fartøyet, kan gripe fatt i bena. Gripefestene er anbrakt eller tildannet på rekke i vertikal retning av hvert av bena med en på forhånd angitt avstand mellom hvert av gripefestene. I ulike utførelsesformer kan det være anbrakt eller tildannet flere parallelle rekker av gripefester langs benets omkrets.

Basert på de overordnede krav til fartøyets operative karakteristika er det frembrakt en fremgangsmåte for å bevege bena i vertikal retning på et fartøy med tre eller flere ben samt jekke opp fartøyet til en operativ posisjon.

Foreliggende oppfinnelse er således en fremgangsmåte for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det på fartøyet ved hvert ben er anbrakt en jekkeanordning, i hvilken jekkeanordning det er anbrakt en første og en andre vertikalt bevegelig løfteramme over hverandre i lengderetning av benet, hvilke løfterammer er forsynt med aktiverbare låsemidler som kan gå i inngrep med gripefestene på bena, hvilke løfterammer og låsemidler beveger seg i et mønster for å skape en relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy. 1 ulike utførelsesformer av oppfinnelsen kan de to løfterammene bevege seg hovedsakelig samtidig i motsatt retning av hverandre i vertikal retning og låsemidlene på de to rammene veksler mellom å være i inngrep med et utvalg av benets gripefester. Den relative bevegelsen kan være helt samtidig men dette behøver ikke være tilfelle. I andre tilfeller kan deler av bevegelsen være samtidig og hastigheten kan også være ulik.

Videre vil låsemidlenes inngrep med benas gripefester i en utførelsesform overlappe slik at den ene løfterammens låsemidler går i inngrep med benets gripefester før den andre løfterammens låsemidler går i inngrep med benets gripefester. Etter at begge løfterammenes låsemidler er i inngrep vil den første løfterammens låsemidler gå ut av inngrep med benets gripefester. Således sikres det at minst en låseramme til enhver tid er i inngrep med benets gripefester.

Løfterammene vil kunne styres på ulike vis hvor de to løfterammene kan være individuelt bevegelige eller de kan være styrt av et felles styresystem.

Låsemidlene kan aktiveres av ulike forhold som for eksempel ved at låsemidlenes aktivering er koordinert med løfterammens bevegelse. Videre kan låsemidlenes aktivering være koordinert med løfterammens posisjon eller i forhold til løfterammens posisjon relativt til benets gripefester.

Videre kan låsemidlene være slik utformet at låsemidlene på den første låserammen kan gå i inngrep før låsemidlene i den andre rammen går ut av inngrep mens de to låserammene fremdeles beveger seg relativt til hverandre.

I en ytterligere utførelsesform kan låserammenes bevegelseslengde i vertikal retning langs benet være lik eller større enn avstanden mellom to etterfølgende gripefester på bena.

Videre er det ifølge foreliggende oppfinnelse frembrakt et system for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning. Systemet er kjennetegnet ved at det på fartøyet ved hvert ben er anbrakt en jekkeanordning, i hvilken jekkeanordning det er anbrakt en første og en andre vertikalt bevegelig løfteramme over hverandre i lengderetning av benet, hvilke løfterammer er forsynt med aktiverbare låsemidler som kan gå i inngrep med gripefestene på bena, hvor hver av løfterammene er forbundet med en ende av minst en lineærmotorer hvilken lineærmotor i motsatt ende er forbundet med fartøyet slik at lineærmotorene beveger hver av løfterammene relativt til fartøyet. Bevegelsen er i vertikal retning, eller langs benets utstrekning og lengderetning.

Lineærmotorene kan være av ulik utforming men det er foretrukket at lineærmotorene er hydrauliske lineærmotorer. Videre er slaglengden av lineærmotorene i en utførelsesform lik eller større enn avstanden mellom to etterfølgende gripefester på bena.

I systemet som i fremgangsmåten vil det i ulike utførelsesformer være alternativer hvor låsemidlene går i inngrep med gripefestene på bena når låsemidlene aktiveres eller låsemidlene går ut av inngrep med gripefestene på bena når låsemidlene aktiveres.

Dersom låsemidlene er utformet som sy lindre eller låsebolter, så vil det kunne være fare for at en eller flere av låseboltene setter seg fast under operasjon i en stilling hvor en låsebolt er i inngrep med et gripefeste. Av denne grunn er det frembrakt en løsning i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse hvor låsemidlene er løsbart anbrakt på løftefammen, slik at låsemidlene kan frigjøres og skiftes ut dersom det skulle være nødvendig. Dette kan gjøres ved at låsemidlets hus eller innfestingsramme er løsbart forbundet med løfterammen, for eksempel ved boltforbindelse, anbringelse i spor, flensforbindelse eller annet.

Videre er det i en ytterligere løsning i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse anbrakt smøresystem på de ulike bevegelige delene, slik at låsemidlenes bevegelse i sitt hus eller holder eller ramme smøres med det nevnte smøresystem ved at det er anbrakt rørforbindelse og pumpe som bringer smøremiddel fra en smøremiddelsump til de steder hvor smøremidlet skal anbringes. Pumpen og eventuelle ventiler i forbindelse med rørforbindelsen vil fortrinnsvis være styrt av en logisk styring som en PLS eller liknende.

En utførelsesform av oppfinnelsen er i det etterfølgende vist i de vedlagte figurer hvor : Figur 1 viser et fartøy med fire ben, hvilket fartøy kan jekkes opp ved hjelp av foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser en prinsippskisse av en jekkeanordning ifølge oppfinnelsen.

Figur 3-10 viser en arbeidssekvens for jekkeanordningen som vist i figur 2, i henhold til foreliggende oppfinnelse.

I figur 1 er det vist et fartøy 1 med fire ben 2. Bena 2 er ført gjennom fartøyet i en gjennomføring 4 i hvert hjørne. Ved hvert ben 2 er det anbrakt en jekkeanordning 3 ifølge foreliggende oppfinnelse. Bena 2 kan ved transport av fartøyet være løftet i en øvre stilling hvor benas nedre ende er ved fartøyets bunn (ikke vist). Videre kan bena jekkes ned, eller senkes ved hjel av jekkeanordningen 3 til en posisjon omtrent som vist på figur 1. Når bena 2 møter fast bunn så vil bena slutte å beveges seg nedover relativt til havflaten og fartøyet vil i stedet bevege seg oppover relativt til havflaten, hvoretter fartøyet jekkes opp som en plattform.

I figur 2 er det i nærmere detalj vist en jekkeanordning 3 i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Et utsnitt av fartøyet 1 er vist med en del av et ben 2 i en gjennomføring 4 gjennom fartøyet 1. En jekkeanordning 3 er vist i nærmere detalj hvor en øver (første) løfteramme 5 er anbrakt rundt benet 2. Løfterammen 5 er forbundet med fartøyet 1 via en øvre lineærmotor 6 som her er vist som en hydraulisk sylinder, hvilken sylinder kan bevege løfterammen 5 i vertikal retning langs benets 2 lengdeakse.

Videre er det vist en nedre (andre) løfteramme 7 som i likhet med løfterammen 5 er anbrakt rundt benet 2 og er forbundet med fartøyet 1 via en nedre lineærmotor 8 som også er en hydraulisk sylinder.

Begge løfterammene er forsynt med låsemidler 9 langs sin omkrets, hvilke låsemidler 9,11 er slik anbrakt og utformet at de kan gå i inngrep med gripefester 10 på benas 2 omkrets. Gripefestene 10 er her vist som åpninger i benet 2.

I figur 3-10 er det videre vist hvorledes jekkeanordningen 3 fungerer i en syklus.

Figur 3 viser et utgangspunkt hvor låsemiddel 9 er i inngrep med benet 2 i et gripefeste 10. Løfterammen 5 er i øvre leie og løfterammen 7 er i nedre leie. Låsemiddel 11 er ute av inngrep med benet 2.

I figur 4 beveger sylinderen 6 løfterammen 5 til nedre leie og benet 2 skyves i vertikal retning relativt til fartøyet. Dette kan bety at fartøyet beveger seg opp dersom benet 2 har bunnfast feste eller benet 2 beveger seg ned i vannet dersom det ikke har bunnfast feste. Samtidig beveger sylinderen 8 løfterammen 7 til øvre leie.

I figur 5 bringes låsemidlet 11 til inngrep med benet i et gripefeste 10. Låsemidlet 9 er fremdeles i feste. Denne situasjonen er kortvarig.

I figur 6 bringes låsemidlet 9 ut av inngrep med benet 2.

1 figur 7 bringer sylinderen 6 den øvre løfterammen 5 til øvre leie samtidig som sylinderen 8 bringer løfterammen 7 til nedre leie og derved forskyves benet 2 relativt til fartøyet (eller motsatt) på samme måte som i figur 4.

I figur 8 bringes låsemidlet 9 til inngrep med benet 2 i et gripefeste 10. Låsemidlet II er fremdeles i inngrep og denne situasjonen er i likhet med situasjonen i figur 5 kortvarig.

I figur 9 bringes låsemidlet 11 ut av inngrep og man har gjennomført en løftesyklus slik at utgangspunktet i figur 3 igjen er oppnådd.

I figur 10 beveger sylinderen 6 løfterammen 5 til nedre leie og benet 2 skyves i vertikal retning relativt til fartøyet. Dette kan bety at fartøyet beveger seg opp dersom benet 2 har bunnfast feste eller benet 2 beveger seg ned i vannet dersom det ikke har bunnfast feste. Samtidig beveger sylinderen 8 løfterammen 7 til øvre leie. Dette er i likhet med bevegelsen i figur 4.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning, karakterisert vedat det på fartøyet ved hvert ben er anbrakt en jekkeanordning, i hvilken jekkeanordning det er anbrakt en første og en andre vertikalt bevegelig løfteramme over hverandre i lengderetning av benet, hvilke løfterammer er forsynt med aktiverbare låsemidler som kan gå i inngrep med gripefestene på bena, hvilke løfterammer og låsemidler beveger seg i et mønster for å skape en relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy,

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat de to løfterammene beveger seg hovedsakelig samtidig i motsatt retning av hverandre i vertikal retning og låsemidlene på de to rammene veksler mellom å være i inngrep med et utvalg av benets gripefester.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert vedat låsemidlenes inngrep med benas gripefester overlapper slik at den ene løfterammens låsemidler går i inngrep med benets gripefester før den andre løfterammens låsemidler går i inngrep med benets gripefester, hvoretter den første løfterammens låsemidler går ut av inngrep med benets gripefester.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert vedat de to løfterammene kan være individuelt bevegelige eller de kan være styrt av et felles styresystem.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert vedat låsemidlenes aktivering er koordinert med løfterammens bevegelse.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert vedat låsemidlenes aktivering er koordinert med løfterammens posisjon.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat låsemidlenes aktivering er styret i forhold til løfterammens posisjon relativt til benets gripefester.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert vedat låsemidlene er slik utformet at låsemidlene på den første låserammen kan gå i inngrep før låsemidlene i den andre rammen går ut av inngrep mens de to låserammene fremdeles beveger seg relativt til hverandre.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8, karakterisert vedat låserammenes bevegelseslengde i vertikal retning langs benet er lik eller større enn avstanden mellom to etterfølgende gripefester på bena.

10. System for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning, karakterisert vedat det på fartøyet ved hvert ben er anbrakt en jekkeanordning, i hvilken jekkeanordning det er anbrakt en første og en andre vertikalt bevegelig løfteramme over hverandre i lengderetning av benet, hvilke løfterammer er forsynt med aktiverbare låsemidler som kan gå i inngrep med gripefestene på bena, hvor hver av løfterammene er forbundet med en ende av minst en lineærmotorer hvilken lineærmotor i motsatt ende er forbundet med fartøyet slik at lineærmotorene beveger hver av løfterammene relativt til fartøyet.

11. System ifølge krav 10, karakterisert vedat lineærmotorene er hydrauliske lineærmotorer.

12. System ifølge krav 10-11, karakterisert vedat slaglengden av lineærmotorene er lik eller større enn avstanden mellom to etterfølgende gripefester på bena.

13. System ifølge krav 10-12, karakterisert vedat låsemidlene går i inngrep med gripefestene på bena når låsemidlene aktiveres.

14. System ifølge krav 10-12, karakterisert vedat låsemidlene går ut av inngrep med gripefestene på bena når låsemidlene aktiveres.

15. Låsemiddel for anvendelse i et system for å skape relativ vertikal bevegelse mellom ben og fartøy på et oppjekkbart fartøy for bruk til havs, hvilket fartøy er forsynt med tre eller flere ben som beveges i vertikal retning relativt til fartøyet, hvilke ben er forsynt med et antall gripefester i benas vertikale utstrekning,karakterisert vedat det på fartøyet ved hvert ben er anbrakt en jekkeanordning, i hvilken jekkeanordning det er anbrakt en første og en andre vertikalt bevegelig løfteramme over hverandre i lengderetning av benet, hvilket låsemiddel er løsbart forbundet med løfterammen og hvilket låsemiddel aktiverbart kan gå i inngrep med gripefeste på et ben.