NO312207B1 - Plattform for boring eller produksjon til havs - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en plattform for boring eller produksjon til havs, som angitt i innledningen til det etterfølgende patentkrav 1.

Plattformer av denne type omfatter generelt ben som står på sjøbunnen og en lekter montert slik at den kan beveges og reguleres i høyden langs benene, idet lekteren særlig bærer et boregulv og et boretårn.

Hele plattformen fløtes ut til bore- eller produksjonsstedet, og benene senkes inntil de kommer i kontakt med en bærekonstruksjon eller med sjøbunnen, hvoretter lekteren, som bæres av benene, heves over vann-nivået til en høyde som bringer den over rekkevidden til de høyeste bølger.

Lekteren kan derfor beveges langs benene til plattformen ved hjelp av drivmekanismer som befinner seg i en konstruksjon som er kjent for fagfolk under betegnelsen jekkehus. Disse drivmekanismer omfatter i det minste to motstående sett for hvert ben, og som hver er dannet av en motor tilknyttet i det minste et sett reduksjonsgir, som via en aksel driver et tannhjul som samvirker med motstående tannstenger montert på benene til plattformen.

Dessuten har hvert ben i sitt nedre parti en fot, f.eks. med kvadratisk eller sekskantet form, som ligger direkte mot sjøbunnen eller mot bærekonstruksjonen.

Tannstengene forløper praktisk talt i hele lengden av benene, og det meste av disse tjener til å holde benene oppe inntil det tidspunkt at plattformen skal monteres på bore- eller produksjonsstedet.

Mens plattformen monteres tjener tannstengene til, via tannhjulene, å bremse senkningen av benene inntil det tidspunkt at hvert ben kommer til anlegg mot sjøbunnen eller bærekonstruksjonen.

Deretter, mens lekteren heves oppover til over vann-nivå, overføres vekten fra hvert ben til sjøbunnen eller bærekonstruksjonen, og belastningen på tannhjulene skifter retning, og gradvis opptas vekten av lekteren av tannstengene og tannhjulene når lekteren heves opp fra vannet.

Tannstengene som forløper langs praktisk talt hele lengden av benene gjør benene vesentlig tyngre og øker den hydrodynamiske motstanden mot benene når de senkes.

Dessuten medfører maskineringen av tannstengene og monteringen av tannstengene på benene langvarige og omstendelige operasjoner som øker fremstillingsomkostningene for benene og derfor for plattformen.

Hvert ben er dannet av vertikale staver, tre eller fire, som er sammenføyd av et fagverk av metallbjelker.

Hver stav er dannet av seksjoner som er buttsveiset til hverandre og som hver er dannet av en rektangulær plate og av avstivere i form av halve sylindre som hver er sveiset til en av hovedsidene av platen.

De rektangulære plater omfatter tenner på sidekantene, og disse tenner danner diametralt motstående tannstenger beregnet til å samvirke med de utgående tannhjul i drivmekanismene.

Som et eksempel på kjent teknikk vises til US-patent 3014346, som viser en plattform med flere ben som er ført gjennom et plattformdekk, idet fire tannstang-føringer er festet langs hvert ben med 90° avstand i omkretsretningen, og hver føring er utstyrt med en tannstangseksjon som kan sperres løsbart mot føringen. Hvert ben kan heves eller senkes i forhold til plattformen ved rotasjon av motordrevne tannhjul på plattformen som samvirker med to av tannstangseksjonene som befinner seg diametralt motsatt av hverandre på benet og er sperret mot den tilhørende føringen. Når benet er hevet eller senket maksimalt langs de to tannstangseksjonene, overtar de to andre tannstangseksjonene, som også samvirker med motordrevne tannhjul på plattformen, og som av de tilhørende tannhjul er ført opp eller ned langs hver sin føring, hevingen eller senkingen av benet. De to parene av tannstangseksjoner veksler således i å bevege benene, ved å flyttes langs føringene og sperres mot disse så mange ganger som bevegelsen av benene krever. Tilsvarende benyttes tannstangseksjonene og tannhjulene for å heve eller senke plattformen når benene står på sjøbunnen.

Den foreliggende oppfinnelse angår derimot en plattform der hver tannstang er fast montert på det tilhørende benet.

Et formål med oppfinnelsen er å unngå de ovenfor nevnte ulemper med tannstenger som forløper i hele lengden av plattformben, ved å komme frem til en offshore plattform med minsket vekt av benene og minsket hydrodynamisk motstand for disse.

Plattformen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at hver tannstang har en lengde som kreves for å bevege lekteren mellom flytestillingen og produksjonsstillingen, og at lekteren omfatter midler for styrt senkning av hvert ben ned til bærekonstruksjonen eller til sjøbunnen, omfattende i det minste én kjetting som samvirker med et element tilpasset kjettingen og montert på drivakselen til tannhjulet.

Derved har tannstengene en vesentlig mindre lengde enn lengden av benene, idet kjettingen eller kjettingene benyttes for å senke benene ned til bærekonstruksjonen eller sjøbunnen.

I henhold til utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter hvert ben ved sitt nedre parti en fot som danner et oppdriftselement. Hver tannstang er anordnet ved det øvre partiet av det tilhørende ben. Hver kjetting har en første ende som er koblet til foten på det tilhørende benet og en andre ende som er koblet til lekteren, idet lengden av kjettingen er tilstrekkelig til å senke det tilhørende benet ned til bærekonstruksjonen eller til sjøbunnen. Raten for utfiring av hver kjetting er høyere enn tangentialhastigheten til tannhjulene langs tannstengene. Hvert tilpasset element er dannet av et tannhjul eller et "capstan"-hjul. Den første enden av hver kjetting er koblet til foten på det tilhørende benet via et elastisk forbindelseselement. Den første enden av hver kjetting er løsbar fra det elastiske forbindelseselementet. Den første enden av hver kjetting er koblet til lekteren via en line for gjenvinning av den tilhørende kjetting.

Oppfinnelsen vil fremgå klarere ved hjelp av den følgende beskrivelse, ved hjelp av et eksempel, med henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en jekkeplattform i henhold til oppfinnelsen, i en

tilstand ved senkning av benene.

Fig. 2 er et skjematisk oppriss av en jekkeplattform i henhold til oppfinnelsen i en

tilstand for produksjon.

Fig. 3 er en planprojeksjon av plattformen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 4 viser skjematisk og i større målestokk en stav i et ben på plattformen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 5 er et snitt etter linjen 5-5 i fig. 4.

Fig. 6 er et snitt etter linjen 6-6 i fig. 4.

Fig. 7 er et skjematisk snitt som viser fastgjøringen av en kjetting til en fot på et ben

i plattformen i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 1 - 3 viser skjematisk en offshore jekkeplattform for boring eller produksjon, omfattende en lekter 1 som er montert slik at den kan beveges og stillingsreguleres på vertikale ben 2.

Hvert av de vertikale ben 2 har i dette tilfelle kvadratisk tverrsnitt, og består av fire staver 3 som er sammenføyd via et fagverk 4 av metallrør.

De vertikale ben kan også ha trekantet eller sirkulært tverrsnitt.

Hvert vertikale ben 2 ender i sitt nedre parti i en fot 5, som i dette eksempel har kvadratisk form, men som kan ha sekskantet form.

På konvensjonell måte er lekteren 1 også utstyrt med det vanlige produksjonsutstyr og boligkvarter samt et boretårn, som ikke er vist.

Som vist i fig. 1 fløtes plattformen til bruksstedet, dvs. at lekteren 1 flyter på vannet og størstedelen av benene 2 er over vannet.

Når plattformen er på plass på bruksstedet senkes første alle benene 2 slik at føttene 5 danner anlegg mot bærekonstruksjonen 6 som er anbragt på sjøbunnen 7 eller direkte mot sjøbunnen 7, og deretter heves lekteren 1 til over vann-nivå til en høyde som bringer den over rekkevidden til de høyeste bølger, slik som vist i fig. 2.

Benene 2 beveges mellom den hevede stilling og stillingen for anlegg mot bærekonstruksjonen 6 eller mot sjøbunnen 7 ved hjelp av styrt senkning av hvert ben 2, og lekteren 1 beveges mellom flytestillingen og produksjonsstillingen over vannet, ved hjelp av drivmekanismer.

Som vist i fig. 3 er drivmekanismen 10 anordnet på hver av stavene 3 til de vertikale benene 2, og befinner seg i en konstruksjon som er kjent blant fagfolk som jekkehus. Med henvisning til fig. 4 - 6 skal det beskrives en drivmekanisme 10 som er tilknyttet en stav 3 i et ben 2, idet de øvrige drivmekanismer er identiske.

Hver drivmekanisme 10 består av i det minste to motstående sett 11, hvert dannet av en motor 12 tilknyttet et sett reduksjonsgir 13.

I den utførelsen som er vist i figurene består hver drivmekanisme 10 av tre par sett II som befinner seg over hverandre, idet antall par i settene avhenger av massen til lekteren 1 som skal beveges.

Motoren 12 og settet av reduksjonsgir 13 i hvert sett 11 driver fra en aksel 14 et utgående tannhjul 1 5 som samvirker med en tannstang 16 anordnet på den tilhørende staven 3.

På denne måten omfatter hver stav 3 i hvert av benene 2 to motstående tannstenger 16 som forløper bare langs en bestemt lengde av benene 2, ettersom tannhjulet 1 5 og tannstengene 1 6 på plattformen i henhold til oppfinnelsen bare har til formål å bevege lekteren 1 mellom flytestillingen (fig. 1) og produksjonsstillingen over vannet (fig. 2).

Resultatet av dette er at hver tannstang 16 er anordnet på det øvre parti av stavene 3 til benene 2, slik som vist i fig. 1 og 2.

Tannstengene 1 6 forløper langs en høyde på mellom 20 og 30 % av den totale høyden til benene 2.

Som et eksempel, for ben 2 som er 132 meter lange, forløper tannstengene 16 langs en lengde på 29 meter, som utgjør tilnærmet 22 % av den totale høyden til benene 2.

For å muliggjøre at benene 2 skal kunne senkes ned til bærekonstruksjonen 6 eller ned til sjøbunnen 7, er plattformen i henhold til oppfinnelsen utstyrt med midler 20 for styrt senkning av hvert ben 2.

Med henvisning til fig. 4-6 skal det beskrives et middel for styrt senkning av et ben, idet de øvrige midler er identiske.

Hvert ben 2 er utstyrt med fire midler for styrt senkning av det tilhørende benet 2, og hvert middel består av to kjettinger 21 som samvirker med et nedre sett 11 i hver drivmekanisme 10.

På denne måten er hvert ben 2 tilknyttet åtte kjettinger 21 for senkning av benene.

Hver kjetting 21 har en første ende 21a løsbart tilkoblet den tilhørende foten 5 og en andre ende 21b tilkoblet lekteren 1.

Dessuten samvirker hver kjetting 21 med et tilpasset element 22 som er montert på drivakselen 14 til et utgående tannhjul 15.

Lengden av hver kjetting er tilstrekkelig til å muliggjøre at det tilhørende benet 2 kan senkes fra sin hevede stilling så langt at det danner anlegg mot bærekonstruksjonen 6 eller mot sjøbunnen 7.

På denne måten, når hvert ben er i den hevede stilling slik som vist i fig. 1, er den overskytende lengden til hver kjetting 21 lagret i et rom 23 dannet i lekteren 1.

Hvert tilpasset element 22 som samvirker med en kjetting 21 består f.eks. av et tannhjul eller et "capstan"-hjul.

Diameteren til hvert tilpasset element 22 er større enn diameteren til det utgående tannhjulet 1 5, hvilket betyr at raten for avgivelse av hver kjetting 21 er høyere enn tangentialhastigheten for tannhjulene 15 og tannstengene 16.

Dessuten er den første enden 21a til hver kjetting 21 koblet til foten 5 ved hjelp av en krok 25, som er koblet til foten 5 via et elastisk forbindelseselement 26, som f.eks. består av en stabel av elastiske skiver eller av hvilken som helst annen passende anordning.

Enden 21a til hver kjetting 21 er derfor løsbart koblet til den tilhørende foten 5 og er koblet til lekteren 1 via en gjenvinningsline 27, idet en første ende 27a av denne er koblet til enden 21a på den tilhørende kjetting og en andre ende 27b er festet til trommelen til en vinsj 28 som muliggjør at den tilhørende kjetting 21 kan heves, slik det skal forklares i det følgende.

Enden 21a til hver kjetting 21 kan løsgjøres fra kroken 25, f.eks. av en robot eller ved hjelp av hvilke som helst andre passende midler.

Hver fot 5 på plattformen danner et oppdriftselement som gjør det mulig å minske raten ved senkning av benene 2 og som reduserer vekten av disse benene 2 når de senkes.

Plattformen anbringes på bærekonstruksjonen 6 eller på sjøbunnen 7 på følgende måte.

Når plattformen er bragt til bore- eller produksjonsstedet ved fløting av lekteren 1, dreier motorene 12 og reduksjonsgirene 13 akslene 14, tannhjulene 15 og de tilpassede elementer 22, og dette bevirker at kjettingene 21 drives og bevirker at benene 2 kan senkes ved avgivelse av kjettingene 21.

Kjettingene 21 kan avgis i en lengde som er tilstrekkelig til å senke benene 2 helt ned til bærekonstruksjonen 6 eller til sjøbunnen.

Før føttene 5 på benene 2 kommer til anlegg mot bærekonstruksjonen 6 eller mot sjøbunnen 7 danner tannstengene 16 inngrep med tannhjulene 15, og vekten av lekteren 1 opptas gradvis av tannhjulene 1 5 når lekteren 1 heves opp fra vannet.

Mens benene 2 senkes bevirker føttene 5 som utgjør oppdriftselementer motstand mot benene 2, og minsker således belastningene som kjettingene 21 og de tilpassede elementer 22 utsettes for.

Deretter heves lekteren 1 opp fra vannet ved bruk av tannstengene 16 og tannhjulene 15.

Når plattformen er i produksjonsstillingen, dvs. at lekteren 1 er over vannet, løsgjøres endene 21a til kjettingene 21 fra føttene 5 ved hjelp av hvilke som helst passende midler, og kjettingene 21 heves opp til lekteren 1 ved hjelp av gjenvinningslinene 27 og vinsjene 28.

Begrensning av lengden til tannstengene 11 langs stavene 3 i benene 2 og positiv styring av senkningen av benene 2 uavhengig av tannstengene 16 gjør det mulig å gjøre benene 2 lettere og å minske den hydrodynamiske motstanden mot benene 2 og å minske fremstillingsomkostningene for benene 2.

Claims (9)

1. Plattform for boring eller produksjon til havs, omfattende flere bærende ben (2), en lekter (1) bevegbart montert langs de bærende bena (2), slik at lekteren (1) kan beveges mellom en flytestilling og en produksjonsstilling over vannet, flere drivmekanismer (10) tilknyttet hvert bærende ben (2), idet hver drivmekanismene omfatter i det minste ett første par motsatte sett (11), og idet hvert sett (11) omfatter en motor (12) drivmessig tilknyttet i det minste ett sett reduksjonsgir (13), et tannhjul (15) koblet via en aksel (14) til hvert sett reduksjonsgir (13), flere par motsatte tannstenger (16) tilknyttet respektive drivmekanisme (10), idet hver tannstang er fast montert på det tilhørende bærende ben (2), for derved å samvirke med det tilhørende tannhjul (1 5), karakterisert ved at hver tannstang (16) har en lengde som kreves for å bevege lekteren (1) mellom flytestillingen og produksjonsstillingen, og at lekteren (1) omfatter midler (20) for styrt senkning av hvert ben (2) ned til bærekonstruksjonen (6) eller til sjøbunnen (7), omfattende i det minste én kjetting (21) som samvirker med et element (22) tilpasset kjettingen (21) og montert på drivakselen (14) til tannhjulet (15).

2. Plattform som angitt i krav 1, idet hver tannstang (16) er anordnet på det øvre partiet av det tilhørende benet (2).

3. Plattform som angitt i krav 1, idet hver kjetting (21) har en første ende (21a) som er koblet til foten (5) på det tilhørende benet (2) og en andre ende (21b) som er koblet til lekteren (1), idet kjettingen (21) oppviser en lengde som er tilstrekkelig for å senke det tilhørende benet (2) ned til bærekonstruksjonen (6) eller til sjøbunnen (7).

4. Plattform som angitt i krav 3, idet raten for avgivelse av hver kjetting (21) er større enn tangentialhastigheten til tannhjulene (15) langs tannstengene (16).

5. Plattform som angitt i krav 3, idet hvert element (22) tilpasset kjettingen (21) er utformet som et tannhjul.

6. Plattform som angitt i krav 3, idet hvert element (22) tilpasset kjettingen (21) er utformet som et "capstan"-hjul.

7. Plattform som angitt i krav 3, idet den første enden (21a) av hver kjetting (21) er koblet til foten (5) på et tilhørende ben (2) via et elastisk forbindelseselement (26).

8. Plattform som angitt i krav 7, idet den første enden (21a) av hver kjetting (21) er løsbar fra det elastiske forbindelseselementet (26).

9. Plattform som angitt i et hvilket som helst av de foranstående krav, idet den første enden (21a) til hver kjetting (21) er forbundet med lekteren (1) via en line (27) for gjenvinning av den tilhørende kjettingen (21).