NO311624B1

NO311624B1 - Device for anchor down of seabed

Info

Publication number: NO311624B1
Application number: NO19972330A
Authority: NO
Inventors: Sigmund Askestad
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2001-12-17
Also published as: ID24342A; BR9809847A; CN1203166A; EP0983187B1; CA2290564A1; AU7457898A; EP0983187A1; AU734658B2; WO1998052819A1; NO972330D0; DK0983187T3; NO972330L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for nedføring av anker eller lignende i havbunnen. Spesielt gjelder oppfinnelsen en anordning for nedføring av den type anker som er beskrevet i søkerens eget norske patent nr. 304279. The present invention relates to a device for lowering an anchor or the like into the seabed. In particular, the invention relates to a device for lowering the type of anchor described in the applicant's own Norwegian patent no. 304279.

Nevnte norske patent beskriver et anker som utgjøres av et polygon med konkave sideflater og som i nedført, "forankret" posisjon har meget stor forankringsevne i forhold til dets vekt. The aforementioned Norwegian patent describes an anchor which is made up of a polygon with concave side surfaces and which, in the lowered, "anchored" position, has a very high anchoring capacity in relation to its weight.

Ankere av denne type vil, som beskrevet i søknaden, kunne nedføres i havbunnen som et pæleanker eller som et sugeanker. Som sugeanker lukkes ankerets overside med et lokk e.l. slik at det kan påføres undertrykk i ankerets hulrom for derved å trekke det ned i havbunnen. Det er en ulempe med selvsugende anker at de ikke kan trekkes lenger ned i havbunnen enn opptil ankertoppen (lokket). Videre er det en ulempe når det gjelder anker med konkave sideflater at de må forsterkes for å kunne tåle det innvendige undertrykket, hvorved også vekten vil øke. Anchors of this type will, as described in the application, be able to be lowered into the seabed as a pile anchor or as a suction anchor. As a suction anchor, the upper side of the anchor is closed with a lid or the like. so that negative pressure can be applied in the anchor's cavity to thereby pull it down into the seabed. It is a disadvantage of self-priming anchors that they cannot be pulled further into the seabed than up to the top of the anchor (cap). Furthermore, it is a disadvantage when it comes to anchors with concave side surfaces that they must be reinforced in order to be able to withstand the internal pressure, whereby the weight will also increase.

Med foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en anordning ved anker, spesielt anker bestående av polygon med konkave sideflater, hvor det er mulig å trekke ankeret under overflaten av havbunnen og hvor behovet for forsterkninger blir eliminert for derved å unngå vektøkning. With the present invention, a device has been arrived at for anchors, especially anchors consisting of polygons with concave side surfaces, where it is possible to pull the anchor below the surface of the seabed and where the need for reinforcements is eliminated to thereby avoid weight gain.

Oppfinnelsen erkarakterisert vedet i forhold til ankeret løstagbart implementeringsverktøy (1,11) som er innrettet til å føre ankeret (2,13) ned i havbunnen under samtidig nedføring av implementeringsverktøyet. The invention is characterized by, in relation to the anchor, a detachable implementation tool (1,11) which is designed to lead the anchor (2,13) down into the seabed while simultaneously lowering the implementation tool.

De vedføyde uselvstendige kravene 2 - 9 angir fordelaktige trekk ved oppfinnelsen. The attached independent claims 2 - 9 indicate advantageous features of the invention.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til tegningene hvor: In what follows, the invention will be described in more detail by means of examples and with reference to the drawings where:

Fig. 1 viser sett fra siden og ovenfra et implementeringsverktøy i h.h.t. oppfinnelsen, Fig. 1 shows a view from the side and from above of an implementation tool in terms of the invention,

Fig. 2 viser en alternativ utforming av et implementeringsverktøy i h.h.t. oppfinnelsen, også sett fra siden og ovenfra, og Fig. 3 viser i en sekvensiell, skissemessig fremstilling fra A-E hvordan et anker installeres på/i havbunnen ved hjelp av implementeringsverktøyet i h.h.t. oppfinnelsen. Fig. 2 shows an alternative design of an implementation tool in terms of the invention, also seen from the side and from above, and Fig. 3 shows in a sequential, sketchy representation from A-E how an anchor is installed on/in the seabed using the implementation tool in terms of the invention.

Fig. 4 viser en videreutviklet utførelse av løsningen vist i Fig. 2. Fig. 4 shows a further developed version of the solution shown in Fig. 2.

Fig. 1 viser sett h.h.v. fra siden og ovenfra et implementeringsverktøy 1 i form av et hovedsakelig sylindrisk legeme 1 anordnet innvendig i et tresidig ankerlegeme 2 med ankerline 18. Det sylindriske legemet er lukket oventil, men åpent nedentil og strekker seg hensiktsmessig fra den nedre enden av ankeret 2 til et stykke over dette. Legemet 1 er understøttet av tre braketter 4, som er fast forbundet med ankeret ved hver av dets sider og som er innrettet til å oppta helt eller delvis de krefter som oppstår ved nedføring av ankeret i havbunnen 28. I tillegg til eller som erstatning for brakettene 4 nederst på ankeret 2, kan det være anordnet braketter 4' på siden av legemet 1 som er innrettet til å hvile på toppen av ankerets sider og som helt eller delvis overfører kreftene ved nedføring av ankeret i havbunnen. Fig. 1 shows sets and from the side and from above, an implementation tool 1 in the form of a mainly cylindrical body 1 arranged inside a three-sided anchor body 2 with anchor line 18. The cylindrical body is closed at the top but open at the bottom and conveniently extends from the lower end of the anchor 2 to a piece over this. The body 1 is supported by three brackets 4, which are firmly connected to the anchor at each of its sides and which are designed to absorb all or part of the forces that arise when the anchor is lowered into the seabed 28. In addition to or as a replacement for the brackets 4 at the bottom of the anchor 2, there can be arranged brackets 4' on the side of the body 1 which are arranged to rest on top of the anchor's sides and which fully or partially transfer the forces when the anchor is lowered into the seabed.

En låsemekanisme med en låsehake 5 er innrettet til å fastholde sylinderlegemet 1 til ankeret inntil ankeret er nedført i havbunnen eller for å trekke ankeret opp igjen. Låsehaken 5 er innrettet til å vris ut av låseposisjon (prikket linje) til fri posisjon (hel linje) ved hjelp av f.eks. en elektrisk eller hydraulisk drevet motor 3 via en aksling 6, slik at implementeringsverktøyet blir løsgjort fra ankeret og kan trekkes opp. En pumpe 7, elektrisk eller hydraulisk drevet, er anordnet på toppen av legemet 1 for å pumpe ut vann fra legemet under nedføringsoperasjonen. Pumpen 7 og motoren 3 får tilført energi via ledninger 8,9. A locking mechanism with a locking hook 5 is designed to hold the cylinder body 1 to the anchor until the anchor is lowered into the seabed or to pull the anchor up again. The locking hook 5 is designed to be twisted out of the locked position (dotted line) to the free position (full line) by means of e.g. an electrically or hydraulically driven motor 3 via a shaft 6, so that the implementation tool is detached from the anchor and can be pulled up. A pump 7, electrically or hydraulically driven, is arranged on top of the body 1 to pump out water from the body during the lowering operation. The pump 7 and the motor 3 are supplied with energy via lines 8,9.

Fig. 2 viser, sett fra siden og ovenfra, en alternativ utførelse der implementeringsverktøyet 11 innbefatter tre, fortrinnsvis sylinderformede legemer 10 som er forbundet med hverandre via en tresidig rammekonstruksjon 12. Legemene 10, er som i det foregående eksempel, lukket oventil, men åpne nedad og styrkemessig innrettet til å tåle det undertrykk og krefter som oppstår under nedføring av et anker i havbunnen. Fig. 2 shows, seen from the side and from above, an alternative embodiment in which the implementation tool 11 includes three, preferably cylindrical bodies 10 which are connected to each other via a three-sided frame construction 12. The bodies 10 are, as in the previous example, closed at the top, but open downwards and in terms of strength designed to withstand the negative pressure and forces that occur during the lowering of an anchor into the seabed.

I det her viste eksempel er ankeret 13 løstagbart fastholdt i rammekonstruksjonen mellom legemene 10, ved hjelp av en låsemekanisme i form av en dreiehake 14, en ved hvert hjørne av rammen, som er innrettet til å stå i inngrep med en låsebrakett 15 på ankeret og frigjøres fra denne når ankeret er på plass og implementeringsverktøyet skal trekkes opp. Dreiehaken 14 kan være drevet av en elektrisk eller hydraulisk motor (ikke vist). In the example shown here, the anchor 13 is releasably held in the frame construction between the bodies 10, by means of a locking mechanism in the form of a pivot hook 14, one at each corner of the frame, which is arranged to engage with a locking bracket 15 on the anchor and is released from this when the anchor is in place and the implementation tool is to be pulled up. The swivel hook 14 can be driven by an electric or hydraulic motor (not shown).

Under nedføring av ankeret 13 overføres kreftene fra implementeringsverktøyet til ankeret via anleggsputer 16 på rammekonstruksjonen 12. During lowering of the anchor 13, the forces from the implementation tool are transferred to the anchor via support pads 16 on the frame structure 12.

Også i det her viste eksempel pumpes vann ut av legemene 10 ved hjelp av en pumpe 21 via et ledningssystem 27 med fjernstyrte ventiler 26. Undertrykket i legemene 10 kan styres individuelt ved hjelp av ventilene 26 slik at ankerets/implementeringsverktøyets retning kan kontrolleres under nedføringsoperasjonen. Dette kan bl.a. være aktuelt i tilfeller hvor bunnforholdene er ujevne. Also in the example shown here, water is pumped out of the bodies 10 by means of a pump 21 via a line system 27 with remote-controlled valves 26. The negative pressure in the bodies 10 can be controlled individually by means of the valves 26 so that the direction of the anchor/implementation tool can be controlled during the lowering operation. This can, among other things, be applicable in cases where the bottom conditions are uneven.

Fig. 3 viser en sekvensiell, skissemessig fremstilling av hvordan et anker 2 installeres fra et fartøy 17 ved hjelp av implementeringsverktøyet 1, i h.h.t. oppfinnelsen, som i det viste tilfelle er av samme type som vist i Fig. 1. Fig. 3 shows a sequential, sketchy representation of how an anchor 2 is installed from a vessel 17 using the implementation tool 1, in terms of the invention, which in the case shown is of the same type as shown in Fig. 1.

Sekvensskisse A i Fig. 3 viser hvordan implementeringsverktøyet 1 heises på plass ved hjelp av en vinsjanordning 19,20 på fartøyet 17. Låseanordningen dreies slik at låsekroken 5 huker inn under ankeret 2, hvoretter ankeret løftes og senkes mot havbunnen som vist i sekvensskisse B. Sequence diagram A in Fig. 3 shows how the implementation tool 1 is hoisted into place using a winch device 19,20 on the vessel 17. The locking device is turned so that the locking hook 5 crouches under the anchor 2, after which the anchor is lifted and lowered towards the seabed as shown in sequence diagram B.

Så snart ankeret er på plass på havbunnen, påføres implementeringsverktøyet undertrykk ved hjelp av pumpen 7 og ankeret presses ned i bunnen som vist i sekvensskisse C. Etter nedføringen av ankeret, vris Låsehaken 5 til friposisjon slik at implementeringsverktøyet kan trekkes opp, som vist i sekvensskisse D h.h.v. E. As soon as the anchor is in place on the seabed, negative pressure is applied to the implementation tool by means of the pump 7 and the anchor is pressed into the bottom as shown in sequence diagram C. After lowering the anchor, the Locking Hook 5 is turned to the free position so that the implementation tool can be pulled up, as shown in sequence diagram D or E.

Oppfinnelsen slik den er vist i figuren og beskrevet i det foranstående, er ikke begrenset til anvendelse av en eller tre sylinderformede sugelegemer. Således kan det både benyttes to eller flere enn tre slike legemer, avhengig av ankerets utforming. Oppfinnelsen er nødvendigvis ikke begrenset til nedføring av ankere, men kan også anvendes til nedføring av pæler med forskjellig utforming. The invention as shown in the figure and described in the foregoing is not limited to the use of one or three cylindrical suction bodies. Thus, two or more than three such bodies can be used, depending on the design of the anchor. The invention is not necessarily limited to lowering anchors, but can also be used for lowering piles with different designs.

Fig. 4 viser, sekvensielt, i tre posisjoner F, G og H, en videreutviklet løsning av oppfinnelsen vist i Fig. 2. Fig. 4 shows, sequentially, in three positions F, G and H, a further developed solution of the invention shown in Fig. 2.

Rammen 12, sugelegemene 10, låsemekanismen 14,15, samt pumpe og ledningssystem 26,27 er det samme som vist i Fig. 2, men for å kunne føre ankeret 13 lenger ned i havbunnen er det anordnet en passiv jekkemekanisme 22,24. The frame 12, the suction bodies 10, the locking mechanism 14,15, as well as the pump and wiring system 26,27 are the same as shown in Fig. 2, but in order to be able to move the anchor 13 further down into the seabed, a passive jacking mechanism 22,24 is arranged.

Jekkemekanismen utgjøres i det her viste tilfelle av tre jekkstenger 22 anordnet i føringer 24. Jekkstengene kan hensiktsmessig være av tannstang eller sagtann type og kan fastlåses i ønskede posisjoner ved hjelp av en låsemekanisme 23 i form av bevegbare fjær og/eller fjernstyrte låsekiler 25. In the case shown here, the jacking mechanism consists of three jacking rods 22 arranged in guides 24. The jacking rods can suitably be of rack or sawtooth type and can be locked in desired positions by means of a locking mechanism 23 in the form of movable springs and/or remotely controlled locking wedges 25.

Jekkstengene ligger hensiktsmessig an mot hvert av ankerets hjørner og vil ved nedføring av ankeret oppta og overføre kreftene til rammekonstruksjonen via låsemekanismen 23 med låsekilene 25. Implementeringsverktøyet med jekkemekanismen virker ellers på den måten at ankeret 13 først, med stengene 22 i øvre posisjon, føres et stykke ned i havbunnen ved at vann pumpes ut av legemene 10, se sekvensskisse F. Deretter frigjøres låsemekanismen 23 og vann pumpes inn i legemene 10 for å løfte rammen og legemene 10 til et nivå i-forhold til stengene 22 som vist i sekvensskille G. Låsemekanismen aktiveres på nytt og vann pumpes ut av legemene 10, hvorved ankeret føres ytterligere ned i havbunnen som vist i skisse H. Denne operasjonen kan gjentas inntil ankeret er ført ned i havbunnen i en lengde tilsvarende stengenes lengde. Fordelen med denne løsningen er at det kan benyttes mindre anker ved at holdekraften øker med ankerets penetrasjon (dybde) i havbunnen. The jacking rods fit appropriately against each of the anchor's corners and, when the anchor is lowered, will absorb and transfer the forces to the frame structure via the locking mechanism 23 with the locking wedges 25. The implementation tool with the jacking mechanism otherwise works in such a way that the anchor 13 is first, with the rods 22 in the upper position, moved a piece into the seabed by water being pumped out of the bodies 10, see sequence diagram F. The locking mechanism 23 is then released and water is pumped into the bodies 10 to lift the frame and bodies 10 to a level in relation to the rods 22 as shown in sequence section G. The locking mechanism is activated again and water is pumped out of the bodies 10, whereby the anchor is further lowered into the seabed as shown in sketch H. This operation can be repeated until the anchor has been lowered into the seabed to a length corresponding to the length of the rods. The advantage of this solution is that smaller anchors can be used as the holding power increases with the anchor's penetration (depth) into the seabed.

Claims

Device for lowering anchors (2,13) into the seabed (28), including one or more closed at the top and preferably cylinder-shaped bodies (1,10) which are arranged to apply negative pressure, characterized in relation to the anchor as a removable implementation tool (1, 11) which is designed to lead the anchor (2,13) down into the seabed while simultaneously lowering the implementation tool. Device according to claim 1, where the anchor is made up of a polygon, characterized in that the implementation tool is made up of one or more bodies (1, 10) which are designed to be retained inside the anchor (2), or outside in relation to the anchor (13). Device according to claim 2, comprising a body arranged inside the anchor (2), characterized in that the body (1) is supported by brackets (4) arranged at the lower end of each of the anchor's sides and/or that the body is provided with brackets (4 ') which is arranged to rest on top of the armature's (2) sides. Device according to claim 2, characterized in that the body (1) is designed to be releasably secured to the anchor (2) by means of a locking device (3,6,5) with one after several locking hooks (5) which are designed to be guided from a released position to a locking position where the locking hook/s (5) extend on the underside of the anchor. Device according to claim 4, characterized in that the locking hook/s (5) is driven by means of a remote-controlled, pneumatic or electrically driven motor (3). Device according to claim 1 comprising two or more bodies (10) arranged externally in relation to the anchor (13), characterized in that the bodies are secured in a frame construction (12), the anchor being removably secured inside the frame construction between the bodies (10) by means of a locking device (14,15). Device according to claim 6, characterized in that the locking device consists of a swivel hook (14) arranged on the frame structure, which swivel hook is arranged to be rotated from a released position to a locking position where it rests against a locking bracket (15) on the anchor. Device according to claim 6, characterized in that the anchor, when lowered into the seabed, is arranged to rest against reinforced support cushions (16) in the frame structure (12). Device according to claims 6-8.characterized by the wooden jacking mechanism, comprising jacking rods (22) with locking mechanism (23,25), which is designed to lead the anchor further down into the seabed.