NO300997B1 - Anordning for overföring av personer eller last mellom en fast eller flytende installasjon og en båt i höy sjö - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for overføring av last i grov sjø mellom en installasjon eller et første fartøy, heretter kalt "første fartøy" og et annet fartøy, der det første fartøyet inneholder en lastebom som i sin ene, indre ende er lagret om en horisontal akse og mot den annen, ytre ende vender ut over sjøen i varierbar høyde, og der det etableres minst en tau- eller vaierforbindelse mellom bommens ytre ende og det annet fartøy for å styre laster som skal overføres mellom det første og det annet fartøy.

Installasjonen kan f.eks. være en oljeplattform, en kai eller en lasterampe på land. Det andre fartøy kan være et redningsfartøy, en lastebåt, passasjerskip, fiskebåt e.l.

Anordningen kan i en utførelse ha sin viktigste anvendelse som evakuéringsmiddel mellom en installasjon og et fartøy.

I en annen utførelse kan anordningen hovedsakelig være tiltenkt en funksjon som rutinemessig befordringsmiddel for personer eller last, til og fra en installasjon der bølgebevegelser eller andre forhold ofte gjør tradisjonelle forbindelser med heisekran, landgang e.l. vanskelige, tidkrevende eller risikofylte.

Oppfinnelsen vil ha en av sine viktigste anvendelser ved overføring av personer og/eller lettere gods mellom oljeplattformer og såkalte standby-fartøyer eller supplyfartøyer. Disse fartøyene er svært manøvrerbare og i stand til å legge seg forholdsvis tett inntil plattformen og holde seg forholdsvis presis i samme posisjon i lengre tid, selv i høy sjø. Imidlertid vil også disse fartøyene få bevegelsesamplituder både horisontalt og vertikalt som i høy grad kompliserer last- og personoverføring mellom fartøyene og plattformene. For tyngre gods løses dette problemet stort sett ved å pakke godset forsvarlig i svært solide stålcontainere som tåler kraftige slag mot båtdekk eller mot annen last. Likevel vil det naturligvis være grenser for i hvor høy sjø slike lasteoperasjoner er praktisk mulig med dagens utstyr. For overføring av last mellom to flytende installasjoner eller der lasteoperasjoner skal utføres med en kran som selv er utsatt for bølgebevegelser, finnes såkalte aktive- eller passive hivkompenseringssystemer.

Eksempler på kjente hivkompenseringssystemer beskrives bl.a i US-A-3.591.022, NO-B-160.842 og US-A-4.395.178.

US-A-3.591.022 angir en anordning for å overføre last til/fra et fartøy. Anordningen omfatter en lastebom som er lagret om en horisontal akse i den ene ende og som mot den andre ende vender ut mot sjøen i varierbar høyde. Ved bruk etableres en vaierforbindelse med fartøyet, som spennes i et hydropneumatisk kontrollsystem for opprettholdelse av konstant strekk. Hivkompenseringen oppnås gjennom bevegelse av en aksel som kompenserer på heisvaierne. Lasten settes derved mykt på fartøyet. Bommen styres manuelt på kjent måte.

Ved anordningen beskrevet i NO-B-160842, oppnås myk nedsetting av en kapsel på et fartøy i vilkårlig bølgebevegelse. NO-B-160 842 angir en stiv kranbom og et hivkompenseringsorgan innebygget i lastekapselen. US-A-4.395.178 viser et system for befordring av mennesker mellom en båt og en plattform. Her anvendes en bærer som løftes ved hjelp av en kran plassert på plattformen. For å opprettholde forbindelsen mellom plattformen og båten selv i tilfelle høy sjø, benytter man en vinsj ved hver ende i forbindelsen. Vinsjene opereres samtidig under hver transportoperasjon, noe som blir forholdsvis komplisert og som krever god kommunikajosn og koordineringsevne mellom de to uavhengige operatørene.

De kjente systemer viser flere ulemper. For det første angår de batchsystemer, dvs. at lasten ikke kan overføres kontinuerlig. For det andre vil vekten av hivkompenseringsorganet, som som regel er innebygget i selve lastekapselen, gå ut over kranens netto lasteevne. For det tredje vil overføring av last til kapselen fra den plattform hvor krana er plassert medføre vanskeligheter pga fartøyets horisontale bevegelser som overføres til kapselen.

Ved andre hivkompenseringssystemer avføles lastens akselerasjon eller posisjon av en sensor og bearbeides i en computer som gir utgående styresignaler til kranen for å kompensere de utilsiktede bevegelsene forårsaket av bølgene. Disse systemene kan stabilisere lastens bevegelser under lastoverføringen, men de fjerner likevel ikke de horisontale og vertikale sjokkbelastninger som kan oppstå når lasten settes ned på et båtdekk som selv er i bevegelse.

Et særlig komplisert men også viktig problem er å evakuere personer trygt fra en plattform til et standbyfartøy eller annet sjødyktig redningsfartøy i en nødsituasjon. I dag må dette vanligvis gjøres indirekte ved at de evakuerende først tas ned i livbåter eller flåter på sjøen, eller hopper direkte på sjøen i spesielle overlevelsesdrakter, plukkes opp av såkalte "mob-båter" eller andre fartøyer og til slutt overføres til et tryggere, gjerne spesialutrustet redningsfartøy. Risikoen ved de fleste slike evakueringssystemer er meget stor, særlig i høy sjø. Det er derfor gjort diverse forsøk på å finne systemer som trygt kan ta evakuerende direkte fra plattformen til redningsfartøyet, såkalte "tørrevakueringssystemer". Problemene med de relative bølgebevegelser har imidlertid vært så store at ingen slike systemer hittil har fått noe gjennombrudd i markedene.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse både dette evakueringsproblemet samt andre mer "hverdagslige" problemer ved overføring av mindre og sårbare laster mellom plattform og båt. Systemet kan imidlertid med hell også anvendes mellom to båter, eller fra land til båt der kai- eller moloforhold er vanskelige.

Oppfinnelsen er i hovedtrekk karakterisert ved at et første fartøy inneholder en oppadrettet avfjæringsmekanisme av f.eks. mekanisk eller hydropneumatisk art som alltid tenderer til å løfte lastebommens ytre ende oppad mot en fast øvre parkeringsstilling med en kraft større enn tyngden av den største last som skal overføres mellom første og andre fartøy, og at den ene enden av nevnte tau- eller vaierforbindelse(r) er fast terminert i et punkt nær lastebommens ytre ende mens den annen ende forbindes til en vinsj på fartøyet, og at vinsjen på fartøyet overvinner nevnte oppadrettede fjærkraft på lastebommen og trekker bommen ned til en passende høyde over båtdekket før vinsjens brems låser vinsjtrommelen slik at båtdekket og ytterenden av lastebommen deretter beveger seg synkront med hverandre i vertikalretningen under bølgenes påvirkning, slik at vanlige laste- og/eller evakueringsmidler som kran, heis, trapp, slange, sklie eller redningsstrømpe deretter kan benyttes mellom lastebommen og det første fartøyet, forholdsvis upåvirket av fartøyenes bevegelser i sjøen.

Foretrukne utførelseseksempler av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til vedlagte tegninger, der

fig. 1 viser en oljeplattform utstyrt med anordninger i hht oppfinnelsen,

fig. 2A-2C viser utførelseseksempler for bommen 2,

fig. 3A-3B viser bommen 2 i ulike posisjoner,

fig. 4A-4C viser mulige avfjæringssystemer for bommen 2,

fig. 5 viser en forbindelse mellom båt og bom under etablering,

fig. 6 viser oppfinnelsen i bruk for transport av personer ned til båten,

fig. 7 viser en utførelse av transportorganet mellom bom og båtdekk og fig. 8 viser en utførelse som primært er ment for toveis overføring av last.

Fig. 1 viser en oljeplattform 1 utstyrt med tre anordninger i hht oppfinnelsen 2, der fartøy 3 er koplet på to av anordningene slik at systemet er vist i operativ tilstand. Fig. 2A-2C viser utførelseseksempler for bommen 2. Fig. 2A fremstiller en åpen fagverkskonstruksjon 4 med en innfelt langsgående gangvei 5 eller et transportbånd og en ledevaier 6 forbundet med samme installasjon som bommens ende. Fig. 2B og 2C viser henholdvsis lengderiss og tverrsnitt av en delvis åpen fagverksbom med en delvis utenpåliggende lukket 7 gangvei 5. Fig. 3A-3B viser bommen 2 i prinsipielt ulike posisjoner. Fig 3A illustrerer en oppadrettet hvilestilling der bommens egenvekt balanseres mot den oppadrettede fjærkraft i en sylinder (8). Fig. 3B viser øvre og nedre ytterstillinger for bommens pendelbevegelse synkront med et tilkoblet båtdekks bølgebevegelser. I begge disse stillingene på fig. 3B er bommen holdt nede av et strekk i ledevaieren 6 nær bommens 2 ytterende. Fig. 4A-4C viser eksempler av avfjæringssystemer for bommen 2, med en ytterligere ledevaier 9 for forbindelse mellom bommen 2 og båten 3. Fig. 4A viser en passiv hydropneumatisk avfjæring 10 der karakteristikken kan manuelt justeres av gassventiler 11 koblet til en gasstank 12 og hydraulikkpumpe 13 koblet til en oljetank 14.Fig. 4B viser et "aktivt" hydropneumatisk avfjæringssystem der flere pumper 13 er styrt av en styringsenhet 15 basert på signaler fra en strekksensor 16 på ledevaieren 9. Fig. 4C viser et "avfjæringssystem" i form av en hivkompenserende "constant tension" vinsj 17. Fig. 5-8 vil bli forklart i forbindelse med et utførelseseksempel. I utførelseseksempelet, som primært er ment for evakuering av personell fra oljeplattformer, utgjøres selve transportorganet av en gangvei 5 på bommen 2

(fig. 2A-C), samt et arrangement med to evakueringsstrømper 24 og en heis 35 mellom bomenden og båtdekket (fig. 7 og 8).

Båtens (fartøyets) bølgebevegelser blir gradvis overført til de evakuerende ved at kun en frihetsgrad av bevegelsen (den vertikale hivbevegelsen) i første omgang oppfanges mens den evakuerende beveger seg ut mot ytterenden av bommen 2. Deretter overføres gradvis også horisontale bevegelser etterhvert som den evakuerende sklir ned gjennom evakueringsstrømpen 24 eller følger heisen 35. Til slutt oppfanges også rulle- og stampebevegelsene når den evakuerende lander på en myk polstring (oppblåst gummiflåte) midt på fartøydekket 32 (fig. 5 og 6). På denne måten unngår den evakuerende - eller for den saks skyld også eventuelt gods i heisen - alle de voldsomme og plutselige støt som ellers kan oppstå under overføring av personer eller last under harde værforhold, dersom forholdne i det hele tatt er slik at overføring med annen teknologi kan finne sted.

Det forslås i utførelseseksempelet tre parallelle, sammenknyttede "strømpeløp" A, B og C (se fig. 7), hvorav A og B er utrustet med sklibrett ("Skyscape") 24 på en slik måte at man enkelt kan stige over fra det ene til det andre strømpeløpet. Det tredje strømpeløpet C har ikke sklibrett men heis 36, som primært er tiltenkt sårede på båre. (Utenom evakueringssituasjon kan heisen 36 benyttes til ordinær transport av varer mellom supply-/standby-fartøy og plattform).

Fordelen med flere strømpeløp er større kapasitet og redusert risiko for blokkering av f.eks. paniske mennesker eller mennesker som midlertidig henger fast i strømpen på grunn av ureglementert påkledning el.l. Sikker evakuering av skadde antas å ha en tosidig effekt: For det første er evakuering av skadde naturligvis i seg selv viktig. For det andre er vissheten om at det også er håp dersom man skulle bli skadd en faktor som reduserer risikoen for at panikk skal bre seg. Det siste gjelder særlig i en køsituasjon eller dersom det er behov for at noen utsetter sin egen evakuering av hensyn til viktige oppgaver på plattformen. Slik sett gir en heis også bedre mulighet for retur til plattformen.

For tydelighets skyld er utførelseseksempelet i fortsettelsen beskrevet gjennom en evakueringsprosedyre under henvisning til de tekniske detaljer som er vesentlige for hvert trinn i prosedyren.

0. Bommen står i beredskap i øvre stilling ( fig. 3A)

Bommen 2 har hydropneumatisk avfjæring 8. Den står normalt i full beredskap i en øvre hvilestilling. En manuelt styrt hydraulikkpumpe brukes til etterfylling ved eventuell lekkasje, som straks vil bli oppdaget fordi bommen siger noe. (Det er også mulig å bruke pumpen til manuell løfting og senking av bommen, men dette er ikke en del av standardprosedyren).

1. Fartøyet posisjonerer seg under bommen

Fartøyet 3 vil legge seg med baugen mot været og bakke akterdekket innunder bommen 2. Fra broen vil kapteinen ha full oversikt over akterdekket, bommen 2 og plattformen. Kapteinen har valget mellom å bruke DP eller manuell posisjonering.

2. To fortamper 18, 19 slippes ned på dekk fra ytterst på bommen

(fig 5 og 6)

Fortampene 18 og 19 er lette, sterke tau, f.eks. Kevlar, med polstret sandsekk 20 sjaklet på i enden. De kan utløses fra plattformdekket før noen har gått ut på bommen 2. Den ene fortampen 18 har en strekkstyrke på minst 10 tonn. Den andre 19 har en kalibrert bruddstyrke på ca 8 tonn og er ment for bruk på tilfeldig redningsfartøy som ikke har egnet mooringvinsj. Dersom fortampene ikke treffer dekket, kan de fanges opp med båtshake når fartøyet manøvrerer inntil. 3. Fartøyet 3 trær fortampen om en trinse 21 på dekk der strømpen 24 ønskes tatt ned, og vinsjer ned fortampen med en vinsj 22 med ca. 8 tonns mooringfunksjon (fig. 5 og 6).

Fortampen 18 er festet til nederste avstivningsring 23 i strømpen 24, som er forsterket for formålet. Når fortampen trekkes ned, dras samtidig et ca.

500 kg tungt perforert lodd 25 ned. Loddet henger i to trinser 27, 28 montert et godt stykke over loddets tyngdepunkt. Loddet 25 får ytterligere styring ved at fortampen 18 er trædd igjennom en lang hylse 26 på loddet. På trinsene 27, 28 løper en ledevaier 29 som i den ene enden er fast innspent i bommen 2, og i den andre enden spolet opp på en vinsj 30 med 0,5 tonns slurekopling

montert på bommen. Ledevaierne er som vanlig trædd gjennom samtlige avstivningsringer 31 på strømpen 24. Når fortampen 18 spennes, vil slurekoplingen 30 på vinsjen holde ledevairene 29 spent mens strømpen 24 folder seg ut på vanlig måte under nedfiringen. Nederste celle i strømpen 24 er fast forundet med en spesialflåte 32, som gir et mykt oppsamlingspunkt på

dekk, som kan romme noen fa personer, og som tåler å bære disse personene trygt om fartøyet plutselig koples fra. Flåten ligger frittflytende på loddet med gjennomløpinger for ledevaiere, og kan benyttes omtrene som SES-3. Flåten blåses automatisk opp når fortampen 18 spennes. Samtidig startes ledevaiervinsjen 22. (Begge deler har manuell backup).

Når fartøyet 3 har vinsjet ned loddet 25 og flåten 32 (som også virker som polstring av loddet) så langt at strømpen 24 er fullt utstrakt, vil bommen 2 bli trukket etter. Når loddet 25 når fartøydekket 33, vil bommen 2 pendle med bølgebevegelsene omkring tilnærmet vannrett stilling (noe avhengig av flo/fjære). Loddet 25 har fjærende støtteben 34 med friksjonselementer som hindrer at det roterer om fortampen 18 når det er trukket helt ned til dekk 33. Fortampen 18 er ellers eneste fastspenningelement mellom strømpen 24 og fartøyet 3.

Fortampens 18 lengde er tilpasset slik at den slipper vinsjen 22 hvis fartøyet 3 må gå fra, før strekkraften i vinsjen 22 får for stor horisontalkomponent i forhold til dimensjonering av bommen 2. 4. Mannskapet på dekk 33 strekker ledetau 35 som "støtterekkverk" mellom flåten 32 og hospitalet eller andre dører til fartøyets overbygning. Ledetauene festes til flåten 32 i innfestingpunkter som ikke tåler større strekk enn nødvendig for formålet.

5. Port fra plattform til gangbro på bom åpnes.

6. Evakuering kan starte.

Se fig. 6.

7. Når alle personer er evakuert, løses først ledetauene 29 fra flåten. Deretter frikoples vinsjen 2 som holder fortampen 18, og fartøyet 3 forlater plattformen 1.

Dette fører til at bommen 2 går tilbake til sin øvre stilling på en kontrollert måte, hydraulisk dempet. Samtidig vil en vinsj rolig heise inn strømpen med oppblåst flåte.

Evakuering av skadde personer:

8. Skadde personer spennes fast til båre som henges opp i en "strømpeheis" 36 operert av en vanlig elekstrisk vinsj 37 med manuell talje

og sentrifugalbrems som backup (fig. 7 og 8).

Heisen består i det vesentlige av en vertikal stålrems 38 i drøyt mannshøyde, som styres mellom indre avstivningsringer 39 av noe mindre diameter enn ytre avstivningsringer 40 som de er fastsveiset til. Strekkavlasterne bærer de ytre ringene, mens de indre fungerer som "fendere" for heisen.

Backupfunksjoner:

Dersom det etter fråkopling av fartøy viser seg å være flere evakueringstrengende på plattformen: 1. Det samme fartøyet, eller et annet fartøy, kommer tilbake igjen og kopler seg til på nytt. Tørrevakueringen fortsetter på samme måten som før.

2. Dersom ingen nye fartøy er klar for tørrevakuering:

Bommen 2 senkes til sin nedre stilling, slik at flåten 32 flyter på sjøen. (Dette gjøres enten ved å operere den manuelt styrte hydraulikkpumpen, eller - i tilfelle "død plattform" - ved å slippe ut gass fra gassylindrene. I førstnevnte fall kan den løftes igjen og koples til nytt fartøy senere).

Evakuering gjennomføres til flåten 32 i stedet for til båtdekket. Ekstra flåter knyttes til oppsamlingsflåten.

Dersom fartøyet må komme seg 10-20 meter lenger vekk i all hast:

1. Kapteinen gir full fart bort fra plattformen

2. Mooringvinsjen 22 gir ut fortamp 18 uten dramatikk og uten å miste forbindelsen. 3. Flåten 32 letter noen meter fra dekket 33 hvis bommen 2 når nedre endestilling. Ledetauene mellom overbygning og flåte slites i så fall uten dramatikk i innfestingspunktet til flåten. 4. Fartøyet kan når som helst gå tilbake, vinsje flåten 32 ned på dekk 33 og fortsette evakueringen uten å måtte kople seg til helt på nytt. Evakuerende i flåte 32 og strømpe 24 satt i mellomtiden trygt og ventet.

Dersom fartøyet 3 må forlate plattformen helt:

1. Vinsjen 22 frikoples, eller mooringfunksjonen gir ut hele fortampen 18. Sidekreftene på bommen 2 kan ikke bli så veldig store fordi strekket i fortampen 18 vil ha en begrenset horisontalkomponent uansett hvilken

retning fartøyet 3 har, på grunn av høyden opp til bommen 2.

2. Bommen 2 kan senkes og evakuering fortsett etter til flåter 32.

Bruk av oppfinnelsen til ordinær transport av personer og varer:

Den heisen 36 som i utførelseseksempelet inngår primært for evakuering av skadde, kan naturligvis tilpasses en anvendelse som primært transportorgan for varer eller personer, uten at dette faller utenfor oppfinnelsens omfang. I så tilfelle kan eksempelvis de evakueringsstrømper 24 som tidligere er omtalt helt falle bort og gi rom for en tilsvarende oppdimensjonert heis. Gangveien 5 på bommen 2 kan da erstattes med eller kompletteres med et transportbånd. Behovet for slike transportorganer for rutinemessig bruk i Nordsjøen er innlysende, tatt i betraktning de kostbare helikoptertransporter som i dag hører til dagens orden.

Claims (8)

1. Anordning for overføring av last i grov sjø mellom en installasjon eller et første fartøy (1) (heretter bare kalt første fartøy), og et annet fartøy (3), der det første fartøyet inneholder en lastebom (2) som i sin ene, indre ende er lagret om en horisontal akse (2<1>) og mot den annen, ytre ende vender ut over sjøen i varierbar høyde, og der det etableres minst en tau- eller vaierforbindelse (9) mellom bommens (2) ytre ende og det annet fartøy (3) for å styre laster som skal overføres mellom det første fartøy (1) og det annet fartøy (2), karakterisert ved at første fartøy (1) inneholder en oppadrettet avfjæringsmekanisme (8) av f.eks. mekanisk eller hydropneumatisk art som alltid tenderer til å løfte lastebommens ytre ende oppad mot en fast øvre parkeringsstilling med en kraft større enn tyngden av den største last som skal overføres mellom første (1) og andre fartøy (3), og at den ene enden av nevnte tau- eller vaierforbindelse(r) er fast terminert i et punkt nær lastebommens ytre ende mens den annen ende forbindes til en vinsj (22) på det andre fartøyet, og at vinsjen (22) på det andre fartøyet overvinner nevnte oppadrettede fjærkraft på lastebommen og trekker bommen (2) ned til en passende høyde over båtdekket før vinsjens (22) brems låser vinsjtrommelen slik at båtdekket (33)og ytterenden av lastebommen deretter beveger seg synkront med hverandre i vertikalretningen under bølgenes påvirkning, slik at vanlige laste- og/eller evakueringsmidler som kran, heis (36), trapp, slange, sklie eller redningsstrømpe (24) deretter kan benyttes mellom lastebommen (2) og det andre fartøyet (3), forholdsvis upåvirket av fartøyenes bevegelser i sjøen.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det på selve lastebommen (2) fra området ved lagringsaksen (2') og ut til området ved bommens ytterende er etablert transportorganer i form av gangvei (5), transportbånd, skinnegående vogner eller lignende, og at lagringsaksen (2') ved lastebommens indre ende flukter direkte med et ordinært dekk eller et annet transportorgan på det første fartøyet.

3. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at nevnte oppadrettede avfjæringsmekanisme (8) består av en hydraulisk sylinder forbundet med en hydropneumatisk akkumulator (10), og at fjæringskarakteristikken kan justeres ved å endre mengden av gass- og/eller væske i akkumulatoren med dertil egnede pumpe- (13) og/eller ventilanordninger (11).

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at bommens ytterende er avfjæret oppad ved hjelp av strekkraften i en vaier (6) spent fra et punkt ute på bommens arm og oppad direkte eller via en trinse (6') til en slurevinsj fast forbundet med samme installasjon som bommens lagringsakse (2').

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at bommen (2) er avfjæret oppad ved hjelp av et aktivt hydropneumatisk fjæringssystem, der en strekksensor (16) i tauforbindélsen (9) til båtdekket (33) via en computer gir løpende styresignaler til pumper (13) og ventiler (11) for justering av fjærkreftene avhengig av strekket i nevnte tauforbindelse (9).

6. Anordning ifølge ett eller flere av foranstående krav, karakterisert ved at en vinsj (30) som på dekket til det første fartøy holder tau- eller vauerforbindelsen (29) med bomenden har en slurekopling slik at noe mer tau gis ut midlertidig dersom tregheten i bommens eller lastens bevegelser fører til et strekk i tauet (29) som overgår en beregnet toleransegrense.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at vinsjen (30) midlertidig spoler inn mer tau dersom strekket i tauet (29) på grunn av treghet i bommens eller lastens bevegelser underskrider en på forhånd valgt toleransegrense i særlig store enkeltbølger.

8. Anordning ifølge ett eller flere av foranstående krav, karakterisert ved at det finnes minst to uavhengige tauforbindelser mellom bommen (2) og båtdekket (33), hvorav den første tauforbindelse (18) er avsatt til å holde bommen (2) mest mulig i konstant høyde over båtdekket, mens en annen tauforbindelse (29) er forbundet med en slurevinsj (30) som ikke har stor nok trekkraft til å overvinne bommens fjærkrefter, men som gir strekkraft nok til å holde tauet i spenn slik at det er egnet som ledetau for transportorganene selv om avstanden mellom bomende og båtdekk tross den første tauforbindélsen skulle variere noe.