NO313088B1 - System til forankring av skip - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et system til forankring av skip, særlig for operasjoner i forbindelse med olje- og gassvirksomhet, idet vedkommende skip er utstyrt med en fortøyningsanordning ved sitt baugparti, og hvor det inngår en ankerinnretning plassert på havbunnen, samt i det minste én forankringsline innrettet til å forbinde ankerinnretningen med fortøyningsanordningen på skipet.

Fra US patentskrift nr. 3.670.686 og US patentskrift nr. 3.727.652 er det kjent å benytte en permanent ankerinnretning i form av et pæleanker. Ankerinnretningen er utstyrt med svivelanordning for lasteledningen. Videre viser nevnte to publikasjoner et feste for forankringslinen som tillater ankerlinen å svinge rundt pæleankeret, avhengig av påvirkningen fra vind, strøm og sjø på det oppankrede fartøyet på overflaten. Nevnte feste på pæleankeret består av en løs, fritt glidbar ring som holdes på plass av en flens på en stasjonær del av ankerinnretningen, idet enden av ankerlinen på sin side er permanent festet på denne løse ring ved hjelp av en glidering og et mellomledd. Festet for ankerlinen og svivelen for lasteledningen utgjøres følgelig av to separate enheter som roterer hver for seg.

Ved olje- og gassvirksomhet til havs dreier det seg ofte om meget viktige og under visse forhold vanskelige operasjoner, hvor det gjerne inngår overføring av fluider enten mellom to skip, hvorav det ene kan være forankret, eller mellom en rørledning forbundet med ankerinnretningen på havbunnen og et forankret skip. Under varierende og vanskelige forhold, hvor vind, bølger og havstrømmer har innvirkning, kan det ved slik forankring og utførelse av disse operasjoner oppstå store påkjenninger som for det første kan medføre avbrudd i operasjonene og som i verste fall kan føre til havari og for eksempel ukontrollert oljeutstrømning. Det er klart at systemet ifølge oppfinnelsen etter omstendighetene også vil kunne benyttes for andre typer operasjoner til havs enn i forbindelse med olje- og gassvirksomhet.

Sett på bakgrunn av kjente forankringssystemer for tilsvarende formål, innebærer denne oppfinnelse nye og særeg-ne trekk som er nærmere angitt i patentkravene.

Blant fordeler som blir oppnådd ved hjelp av oppfinnelsen, skal det særlig fremholdes at de nevnte krevende operasjoner under vanskelige forhold kan utføres med større sik-kerhet og pålitelighet i de fleste situasjoner, sammenlignet med tidligere kjente metoder og systemer. I denne forbindelse er det spesielt å bemerke at systemet ifølge oppfinnelsen muliggjør en elastisitet eller fleksibilitet i forankringen og eventuelt fluidoverføringen, som innebærer tilpasning av hele systemet etter de påkjenninger og krefter som forekommer under de operasjoner som skal utføres.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 viser skjematisk en første utførelsesform av systemet ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser mer i detalj et sideriss av en ankerinnretning med tilhørende svivelanordning, som kan inngå i et system ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 viser det samme som fig. 2, men sett forfra.

På tegningens fig. 1 er havbunnen vist ved 1 og havoverflaten ved 2 samt i det vesentlige hele systemet ifølge oppfinnelsen og det totale arrangement som inngår i en forankringssituasjon med tilhørende operasjoner. Det dreier seg for det første om et skip 10, som regel et tankskip, et anker 3 på havbunnen 1 og en forankringsline med to deler 6 og 8 som på et midtparti er forsynt med et oppdriftslegeme 7, også betegnet linebøye. Skipet 10 er på vanlig måte utstyrt med en fortøyningsanordning 11 i baugen, uten at detaljer er vist nærmere på dette punkt.

Det så langt beskrevne system ifølge oppfinnelsen er tilstrekkelig for den ønskede forankring av skipet 10, og innebærer i den forbindelse fordeler som allerede nevnt innledningsvis ovenfor. Et viktig trekk i fortøyningssystemet er linebøyen 7, som fortrinnsvis er plassert på eller forbundet med et midtparti av den samlede forankringsline 6, 8. Det er klart at bøyen 7 ikke trenger å være nøyaktig på midten av hele linelengden, men for at den ønskede virkning skal bli

oppnådd, er det en fordel at bøyen befinner seg i god avstand fra så vel den nedre ende av forankringslinen 6 ved

ankerinnretningen 3, som fra den øvre ende av forankringslinen 8 ved fortøyningsanordningen 11.

Bøyen 7 dimensjoneres slik at den under de fleste forhold eller påkjenninger fører til en ganske betydelig vinkel-forskjell mellom de tilstøtende partier av linedelene 6 og 8. Således vil linepartiet 6 normalt være strukket oppad fra ankeret 3 med en atskillig mindre vinkel i forhold til verti-kalen, enn den vinkel som linepartiet 8 løper ut fra bøyen 7 med. Ved kraftig påvirkning på skipet 10 fra vind, bølger eller havstrøm, vil hele forankringslinen 6, 8 kunne bli strammet mer enn vist f.eks. på fig. 1, slik at bøyen 7 trekkes dypere ned i vannet og vinkelen mellom linepartiene 6 og 8 kan nærme seg mer eller mindre 180°. Som en motsatt ytterlighet ved minimale forankringskrefter, vil bøyen 7 kunne flyte helt opp til havoverflaten 2, dersom lengden av linedelen 6 er større enn vanndybden.

Den sistnevnte situasjon vil mest kunne opptre i tilfelle av operasjoner som foregår i kystnære eller mer lukkede farvann, så som ved tankskipsterminaler eller lignende. Når det dreier seg om operasjoner og installasjoner i mer utsatte farvann, f.eks. langt til havs, vil bøyen 7 som regel befinne seg godt neddykket under havoverflaten. Dette er i og for seg en meget gunstig situasjon for bøyen og hele systemet, da bøyen når den befinner seg nede i dypet er mindre utsatt for påvirkning fra vind og bølger som forekommer ved havoverflaten. Det er også en viktig virkning av bøyen 7 at denne i det vesentlige under alle forhold vil holde forankringslinedelen 6 strukket oppad fra ankeret 3, slik at ingen del av forankringslinen vil bli liggende på havbunnen 1.

Det kan tenkes tilfeller hvor denne bøyeanordningen omfatter flere enn én enkelt bøye, men fortsatt arrangert slik at det fremkommer et forholdsvis begrenset bøyningsparti mer eller mindre midt på den totale forankringsline. Hoved-formålet med en slik bøye eller bøyeanordning er å avstedkom-me en forholdsvis konsentrert oppdrift i forankringslinen, hvilket resulterer i en myk eller fleksibel oppførsel av hele forankringssystemet med reduserte dynamiske belastnings-virkninger.

I tillegg til den rene forankringsfunksjon som er forklart ovenfor, kan et slikt system også omfatte fluidover-føring mellom ankerinnretningen 3 og skipet 10, så som lasting av dette med hydrokarboner. Således er det på fig. 1 vist en forholdsvis fleksibel slange 9 ført opp til baug-partiet på skipet 10, som der er utstyrt med egnede tilkoblingsorganer, gjerne kombinert med fortøyningsanord-ningen 11. Disse organer kan være av i og for seg kjent konstruksjon. På et nedre parti av slangen 9 er det vist oppdriftselementer 9A, som i dette tilfellet er anordnet i et antall av tre, men som selvsagt kan variere i antall og dimensjoner avhengig av det ønskede forløp av slangen 9. Et primært formål med oppdriftselementene 9A er å sørge for at det nedre parti av slangen 9 i hovedsak alltid er hevet fra havbunnen 1. Det er en stor fordel at slangen 9 forløper gjennom vannet godt under forankringslinen 6, 8, slik som illustrert på fig. 1. Dermed unngår man berøring mellom de to hoveddeler av systemet, særlig med sikte på at slangen 9 ikke skal bli skadet av noen deler av forankringslinen 6, 8.

Fluidoverføring som omtalt ovenfor, særlig for lasting av et tankskip, men også eventuelt for lossing, er mer spesielt gjort til gjenstand for den samtidig innleverte internasjonale patentsøknad PCT/NO96/00202.

Fig. 2 og 3 viser mer i detalj en mulig og foretrukket konstruksjon av ankeret 3 med tilhørende utstyr, særlig en svivelanordning 5 på toppen av ankeret 3. Dette har ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis form av et sugeanker, som kan være av i og for seg kjent utførelse, innrettet til å trenge ned i massene i selve havbunnen 1 for å oppnå en kraftig forankringsvirkning. I det viste eksempel på fig. 2 og 3 har således sugeankeret 3 en nedad åpen sylindrisk form.

Sentralt på toppen av ankeret 3 er det vist en fast bæredel 13 som understøtter selve svivelanordningen 5. Denne har en øvre tilkoblingsdel 19 med et rørbend som den nedre ende av slangen 9 er forbundet med, ved for eksempel en flenskobling. En nedre sviveldel 18 tjener til forankring av to linedeler 6A og 6B slik det er vist mer i detalj på fig.

3. Linedelene eller -partiene 6A og 6B utgjør den nedre ende av et såkalt skrev som har et toppunkt ved 6C (fig. 1) slik at skrevet totalt har form av en fortrinnsvis likebenet trekant hvis grunnlinje utgjøres av en armkonstruksjon 15A, 15B. Denne rager til hver sin side ut fra den nedre sviveldel 18 og er innrettet til kunne dreie seg sammen med denne om den sentrale akse for hele anker- og svivelanordningen. Armene 15A og 15B har en felles horisontal akse 15C, og linepartiene 6A henholdsvis 6B er forbundet med de ytre ender av armene 15A og 15B dreibart om aksen 15C. Et viktig formål med armene 15A og 15B er å sørge for et tilstrekkelig dreiemoment for svivelbevegelsen om den sentrale, vertikale akse, i avhengighet av retningen av forankringskraften fra skipet 10 gjennom forankringslinen 6, 8. Sviveldelene 18 og 19 er rotasjonsmessig forent.

I det ovenfor beskrevne arrangement blir det i tillegg til rotasjon om en vertikal akse, muliggjort også en dreining eller leddbevegelse om en horisontal akse, nemlig aksen 15C. I stedet for et mer eller mindre fleksibelt skrev som omtalt, kan det også være anordnet en mer stiv åk-lignende konstruksjon som inngår i ankerinnretningen som helhet. Både i tilfelle av skrev og i tilfelle av et stivt åk kan det benyttes konvensjonelle festeorganer eller -metoder for de nedre ender av forankringslinene. Det kan her dreie seg om en forholdsvis permanent feste eller en forholdsvis lett løsbar forbindelse, som f.eks. kan manipuleres ved hjelp av en ROV. En slik mulighet for løsbart festeorgan består i et organ av typen vvkjettingstopper1' , som kan være selvlåsende og forøvrig kan tillate manipulering eller operasjoner.

Som det særlig fremgår av fig. 2 har slangen 9 et forløp utad oppad fra svivelanordningen 5 med en mindre vinkel i forhold til horisontalplanet enn forankringslinepartiet 6A. Når dessuten slangen 9 som vist på fig. 3, løper ut sentralt mellom linepartiene 6A og 6B, er det minimal risiko for at slangen 9 kan bli skadet ved berøring med noe parti av forankringslinen.

Som et mulig, men ikke foretrukket alternativ er det ved 9X antydet en føring av slangen direkte sentralt oppad ut fra svivelanordningen 5, hvilket innebærer at en slik slange på et eller annet sted høyere opp i vannet, vil måtte krysse eller passere forbi forankringslinen 6, 8. Dette er vanligvis en mindre heldig løsning. Endelig viser fig. 2 en tilkoblet rørledning 14 for tilførsel av f.eks. produsert fluid, så som hydrokarboner, til ankerinstallasjonen 3, nemlig dennes tilhørende stasjonære bæredel 13 for svivelanordningen 5.

Det her beskrevne system kan f.eks. være beregnet for operasjoner på vanndybder fra 150-3 00 meter. Ved en dybde på f.eks. 200 meter kan de to deler 6 og 8 av den totale forankringsline, typisk være på henholdsvis 160 meter og 2 00 meter i en hensiktsmessig praktisk utførelse.

For øvrig er det klart at diverse modifikasjoner og varianter kan tenkes innenfor rammen av oppfinnelsen. Når det således er angitt at ankeret 3 er permanent, betyr dette ikke at f.eks. et sugeanker eller et gravitasjonsanker for alltid må forbli på havbunnen 1, etter at det først er installert. Som kjent vil selv slike forholdsvis faste installasjoner på havbunnen kunne fjernes ved hjelp av egnede midler og utstyr. Permanent ankerinnretning betyr i denne forbindelse et mer permanent anker enn det som typisk medføres av et skip og kan kastes fra dette henholdsvis hales inn til skipet ved hjelp av dettes normale ankerspill.

En fremgangsmåte ved installasjon av en ankerinnretning i systemet, slik som omtalt ovenfor, kan ifølge oppfinnelsen med fordel bestå i at ankerinnretningen henges opp i enden av en ankerkjetting eller -vaier tilhørende vedkommende skips hovedsakelig regulære ankerspill eller -vinsj, som benyttes til å senke ankerinnretningen til et forhåndsbestemt punkt på havbunnen.

På fig. 1 er illustrert et toppunkt 6C for det skrev som også er forklart i tilknytning til fig. 2 og 3, men det er åpenbart at plasseringen av toppunktet 6C kan variere adskil-lig, og eventuelt kan toppunktet ligge nær eller på oppdriftslegemet eller -bøyen 7. I tilfelle av en tilnærmet vertikal utføring av slangen (som vist ved 9X) fra svivelanordningen 5 på fig. 2, kan det være hensiktsmessig å la slangen på et parti høyere opp i vannet, krysse eller passere fortøyningslinen 6 mellom dennes to partier 6A og 6B i skrevet. Eventuelt kan denne krysning skje nær bøyen 7 når toppunktet 6C er tilsvarende plassert, idet slangen i så fall også kan være opphengt i bøyen på dette stedet.

Istedenfor et skrev som en forlengelse av forankringslinen, slik som beskrevet ovenfor, kan også det her beskrevne system med tilhørende ankerinnretning forsynes med et åk av lignende konstruksjon som vist og beskrevet i forannevnte samtidige internasjonale patentsøknad.

Claims (4)

1. System til forankring av skip, særlig for operasjoner i forbindelse med olje- og gassvirksomhet, idet vedkommende skip (10) er utstyrt med en fortøyningsanordning (11) for-trinnsvis ved sitt baugparti, og hvor det inngår en ankerinnretning (3) plassert på havbunnen (1), idet minste én forankringsline (6,8) er innrettet til å forbinde ankerinnretningen (3) med fortøyningsanordningen (11) på skipet (10), karakterisert ved et oppdriftslegeme (7) festet til et midtparti av nevnte i det minste en forankringsline (6,8), at ankerinnretning (3) er utstyrt med en svivelanordning (5,18) for forankringslinen (6), som er dreibart anordnet om en vertikal akse, og at forankringslinen(e)s (6,8) nedre parti (6) er utformet med et skrev (6A,6B,6C) anordnet med svivelanordningen (5,18) .

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at svivelanordningen (5,18) har to utstikkende armer (15A,15B) med ytre ender som skrevets liner (6A, 6B) er festet til, fortrinnsvis dreibart om armenes horisontale akse (15C).

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ankerinnretningen (3) fortrinnsvis er i form av et sugeanker (3), eventuelt gravitasjonsanker eller pæleanker.

4. Ankerinnretning for installasjon på havbunnen til hovedsakelig permanent forankring av skip (10) eller andre fartøyer, særlig i forbindelse med olje- og gassvirksomhet til havs, og fortrinnsvis basert på sugevirkning, gravitasjon eller pæling på havbunnen (1), karakterisert ved en svivelanordning (5) forsynt med festeorganer (15A, 15B) for i det minste en forankringsline (6A, 6B) fra skipet, hvor en dreieakse for svivelanordningen (5) er innrettet til å stå tilnærmet vertikalt på havbunnen (1) og hvor forankringslinen(e) (6A, 6B) er dreibar(e) om festeorganenes (15A, 15B) horisontal akse (15C).