NO313503B1 - Flytende löfteanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en løfteanordning for plattformer og lignende installasjoner til havs, innbefattende en generelt U-formet løftebjelke, som på hver av sine armer er forsynt med to eller flere nedadragende søyler, idet hver av søylene på hver arm i sine nedre ender er forbundet med hverandre ved hjelp av pongtonger.

Det har i den senere tid blitt mer og mer aktuelt å fjerne plattformer og andre installasjoner fra olje- og gassfelter til havs. Slike installasjoner vil kunne utgjøre en stor miljøfare, samtidig som det kan være økonomisk interessant å resirkulere hele eller deler av installasjonene. På verdensbasis er det et stort antall plattformer som skal fjernes de nærmeste årene, og i denne forbindelse er det behov for innretninger som kan betjene dette markedet. I tillegg til fjerning og installasjon av plattformer til havs er det også behov for innretninger som kan anvendes i forbindelse med installasjon og operasjoner på alle undervanns produksjonsanlegg som er i drift eller som skal installeres.

Installasjon og fjerning av installasjoner til havs blir i dag i det alt vesentlige utført ved hjelp av flytekraner. Slike innretninger er velegnet for installasjon men har vist seg å være lite rasjonelle i forbindelse med fjerning, blant annet ved at installasjonene må fjernes i forholdsvis små deler. Slike innretninger er også av betydelig størrelse noe som innebærer at kostnadene forbundet med bruk er høy. Drift av disse store innretningene innebærer også betydelig belastning på miljøet.

Et felles trekk for et flertall av nye tekniske løsninger som er lansert den senere tid, er at de er av betydelig størrelse, noe som resulterer i høye bygge-og driftskostnader. I tillegg pådrar man seg, som følge av innretningens størrelse, betydelige problemer i forbindelse med transport og posisjonering av løfte-innretningen i forhold til installasjonen som skal fjernes. Krefter som innretningen øver mot installasjonen som skal fjernes, representerer en av de vanskeligste problemstillinger man står overfor både når det gjelder den tekniske utformingen av løfteinnretningen, og når det gjelder de rent operasjonelle forhold.

En rekke anordninger av den innledningsvis nevnte type er kjent fra følgende publikasjoner: Fra NO 169731 er det kjent en anordning og fremgangsmåte for å manøvrere et overbygningselement i forhold til en fast konstruksjon i vann.

Fra GB 2303337 er det kjent et offshore fartøy med en hovedskrog som har en viss likhet med løfteanordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse, men hvor prinsippene for stabilisering og lastoverføring er forskjellige.

Fra GB 2306407 er det kjent en fremgangsmåte og anordning for fjerning av et plattformoverbygg.

Fra norsk patentsøknad nr. 963440 er det kjent en plattform, en fremgangsmåte og et apparat for overføring av laster. Denne publikasjonen beskriver fjærelementer som imidlertid er forskjellige fra lastoverføringsblokkene i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Fra norsk patentsøknad nr. 922561 er det kjent en fremgangsmåte ved opplagring av tunge konstruksjonselementer, hvor det anvendes elastisk opplagring.

Fra GB 2165188A er det kjent et installasjons- og fjemingsfartøy med et skrog som i prinsippet ligner løfteanordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse, men som åpenbart har alle supportfunksjonene ombord. Fartøyet er derved meget stort og komplisert og er derved mye mer kostbart i produksjon og drift. Det er også beskrevet til dels kompliserte og sofistikerte løftesystemer.

Fra norsk patent uti. skrift 160424 er det kjent en flytende innretning til løfting og transport av last, samt fremgangsmåte dertil. Den beskrevne løfteinnretningen har en generell U-form, men løftesystemene er vesentlig forskjellige fra løftesystemene i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Ytterligere kjent teknikk er beskrevet i følgende publikasjoner:

NO 302873 B1, NO 178489C, NO 893941, NO 904017, NO 934814, NO 951426, NO 962614, NO 932109 og NO 944125.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en løfteanordning for plattformer og lignende som gir en sikkerhets - og miljømessige optimal teknisk løsning. Dette er blant annet oppnådd ved å finne fram til en utforming av innretningen slik at den har mindre ytre mål og er lettere en flertallet av andre tekniske løsninger som er kjent og presentert.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en utforming som gir løfteanordningen mest mulig gunstige bevegelses - og stabilitetsegenskaper slik at last og lastvirkning mot installasjonen som skal løftes og transporteres, blir lavest mulig.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe enklest mulige tekniske løsninger i tilknytning til posisjonering samt lastoverføring mellom løfteanordningen og installasjon som skal løftes. Løsningene på disse punktene vil ha avgjørende betydning for de operasjonelle løsningene og også i forbindelse med vurdering av sikkerhet ved gjennomføring av løfteoperasjoner.

En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er at løfteanordningen har en utforming som gjør det enkelt å modifisere konstruksjonen til det store sprang som er på installasjoner som skal løftes og transporteres, dvs. at dimensjonene og vekten til løfteanordningen enkelt kan reduseres for å derved å øve mindre belasting på små installasjoner.

Nok en hensikt med foreliggende oppfinnelse er at stabilitetsegenskapene til løfteanordningen på en enkel måte kan tilpasses ulike installasjoner med ulik kapasitet til å tåle horisontale krefter.

Disse og andre hensikter og fordeler oppnås med en løfteanordning for plattformer og lignende installasjoner til havs, innbefattende en generelt U-formet løftebjelke, som på hver av sine armer er forsynt med to eller flere nedadragende søyler, idet hver av søylene på hver arm i sine nedre ender er forbundet med hverandre ved hjelp av pongtonger, som er kjennetegnet ved at anordningen videre innbefatter minst to stabilisatorsøyler på hver pongtong, som i sine nedre ender er hengselforbundet med pongtongene, og i sine øvre ender er forbundet med en stabilisatorpongtong, at hver stabilisatorpontong er forbundet med løftebjelken eller søylene ved hjelp av stag som har en fast eller regulerbar lengde,

og at anordningens maksimale krengningsvinkel kan reguleres ved å endre lengden til stagene og derved vinkelen (a) mellom søylene og stabilisatorsøylene, i det stabilisatorsøylene og stabilisatorpontongene virker som oppdriftslegemer.

I henhold til en foretrukket utførelsesform er overgangen mellom stabilisatorsøylene og stabilisatorpontongene utformet slik at vannlinjearealet øker gradvis ettersom krengingen øker.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli mer detaljert forklart ved hjelp av utførelseseksempler med henvisning til de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 er et vertikalsnitt av en løfteanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse med inntegnet et plattformdekk som skal løftes.

Fig. 2 viser løfteanordningen fra siden.

Fig. 3 viser løfteanordningen sett ovenfra under posisjonering inntil en plattform.

Fig. 4 viser løfteanordningen med maksimal krengevinkel.

Fig. 5 viser en utførelsesform av en port for løfteanordningen vist i fig. 1-4.

Fig. 6 viser avlasting fra løfteanordningen til lekter.

Fig. 7 viser en utførelsesform av anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse for løfting og transport av stålunderstell.

I figurene 1 til 3 er vist en generell utførelsesform av en løfteanordning i henhold til foreliggende oppfinnelse sett henholdsvis i vertikalsnitt, fra siden og ovenfra. I figur 1 er det inntegnet en installasjon med et plattformdekk 10 som skal løftes. Plattformdekket 10 er anbragt på et understell 11. Løfteanordningen i henhold til oppfinnelsen består av en generelt U-formet løftebjelke 1 , hvis armer er understøttet av søyler 2 i det etterfølgende betegnet som oppdriftssøyler. I den viste utførelsesformen er det i alt seks oppdriftssøyler 2, hvorav tre er anbragt på hver arm. På oppdriftssøylene 2 er det montert horisontale langsgående fendere 3 som skal virke i forbindelse med posisjonering av løfteanordningen mot installasjonen 10. Oppdriftssøylene 2 er i sine nedre ender understøttet av pongtonger 4 i det etterfølgende betegnet som oppdriftspongtonger. I sin ene ende, tilsvarende bunnen til den U-formede rammen 1, er oppdriftspongtongene 4 forbundet med hverandre ved hjelp av tverrstag 5 og eventuelt skråstag 5' som forbinder hver oppdriftspongtong 4 med løftebjelken 1. Oppdriftspongtongene 2 er dimensjonert slik at tverrstagene 5 kommer over vannlinjen 9 når løfteanordningen er fullt deballastert. Hver av oppdriftspongtongene 4 er hengselforbundet med stabilisatorsøyler 6, hvilke igjen er forbundet med hverandre i toppen med stabilisatorpontgonger 7. Hver stabilisatorpongtong 7 er via stag 8 forbundet med løftebjelken 1.1 den i fig. 2 og 3 viste utførelsesf ormen er det vist tre stabilisatorsøyler 6 på hver side, men i alternative utførelsesf ormer kan det være to eller flere stabilisatorsøyler 6 på hver side.

Stabilisatorsøylene 6 er som tidligere nevnt hengslet til oppdriftspongtongene 4. Stagene 8 som løper mellom løfterammen 1 og hver av stabilisatorpontongene 7 kan imidlertid være faste, likevel med en utforming som gjør at man enkelt kan endre lengde på disse for å gjøre tilpasning til det enkelte prosjekt. Overgangen mellom stabilisatorsøylene 6 og stabilisatorpongtongene 7 er utformet slik at man får en gradvis økning i vannlinjearealet ettersom krengingen øker. Dette forhindrer at man får brå endring i bevegelsesegenskapene til løfteanordningen når stabilisatorpongtongen 7 møter vannflaten. Dette er vist mer detaljert i figur 4.

Stabilisatorene 6, 7 er utformet slik at man relativt enkelt kan justere stabilitetsegenskapene på anordningen etter de krav som stilles for den enkelte løfteoperasjon. Dette er mer detaljert vist i fig. 4, som viser løfteanordningen med maksimal krengevinkel. Figuren viser en situasjon hvor stabilisatorpongtongen 7 når vannflaten. I denne situasjonen blir vannlinjearealet så stort at dette i praksis blir den maksimale krengevinkel. For en bestemt løfteoperasjon kan man bestemme nøyaktig den maksimale krengevinkel, enten ved å tilpasse dyptgående på løfteanordningen, eller ved å justere helningsvinkelen til stabilisatorsøylene 6 ved å endre lengden av stagene 8.

På oversiden løftebjelken 1 er det montert lastoverføringsblokker 12, 13 (fig. 3) som har til hensikt å sikre riktig kraftoverføring mellom løfteanordningen og installasjon 10 som skal løftes. Plassering av lastoverføringsblokkene 12, 13 (fig. 3) vil for hvert enkelt løfteprosjekt bli bestemt ut fra valgt lastoverføringspunkt under plattformdekket.

I fig. 3 er det vist en port 14, hvis hensikt og utforming vil bli nærmere forklart i forbindelse med figurene 5a og 5b. Fig. 3 viser også plasseringen av første og andre lastoverføringsblokker 12,13 som vil bli beskrevet mer detaljert senere.

Fig. 5a og 5b viser en port 14, sett henholdsvis ovenfra og forfra. Hensikten med porten 14 er å forbinde armene til den U-formede løftebjelken 1 for derved å redusere belastninger på skroget under operasjonene. Porten 14 kan være utformet med kassetverrsnitt, alternativt platebærer eller fagverk. Porten 14 skal utformes og festes på en slik måte til skroget at den kan overføre aksielle krefter samt bøyemoment og skjærkrefter i vertikalplanet. I figur 5a og

5b er vist en mulig utforming hvor porten 14 er hengslet i sin ene ende 15.1 sin andre ende er det tilveiebragt to eller flere konisk utformede hull 16 som er formet til å passe inn mot komplementært utformede koniske tapper (ikke vist) på løftebjelken 1. Denne forbindelsen sikrer kraftoverføring som forutsatt, og i tillegg vil den koniske utformingen bidra til å oppheve mindre utbøyninger av løftebjelken 1 som vil forekomme når skroget er ballastert og porten 14 er i åpen posisjon. Porten 14 kan for eksempel åpnes og lukkes ved hjelp av liner operert av vinsjer, samt jekker. En låsemekanisme (ikke vist) vil sikre at porten 14 forblir i posisjon etter at den er lukket.

I henhold til en alternativ utførelsesform (ikke vist) kan porten 14 åpnes og lukkes ved at den skyves horisontalt på tvers av åpningen.

Utformingen av løfteanordningen gir følgende fordeler fremfor tidligere kjente løsninger: • Enkelt lastoverføringssystem fordi opplagringspunktene 12, 13 på løftebjelken 1 er plassert like under lastoverføringspunktene på plattformdekket 10. • Skrogets utforming bidrar til reduserte hovedmål og lavere vekt. Dette reduserer belastning på plattformdekket under løfteoperasjonen. • Løfteanordningen kan utføre løft av midlere og mindre plattformer uten stabilisatorer. Dette bidrar til ytterligere reduksjon i belastning på disse plattformene.

Fig. 3 viser mer detaljert virkningen til løfteanordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse sett ovenfra. Posisjonering inntil plattformen vil bli

gjort ved hjelp av vinsjer 17 som er plassert på innretningen og som opererer et antall fortøyningsliner 18 som er festet til plattformen. Taubåter, enten for anker eller dynamisk posisjonert, vil være forbundet 19 til løfteanordningen, og bidra til

å holde denne i posisjon. Porten 14 vil være i åpen posisjon i forbindelse med posisjonering for avløft av plattformoverbygningen 10.

Alternativt til posisjonering ved hjelp av fortøyninger mot plattformen, kan løfteanordningen posisjoneres ved hjelp av ankere som utplasseres og forbindes til hvert av hjørnene på løfteanordningen.

Fig. 6 viser avlasting fra løfteanordningen til en lekter 20. Overbygningselement 10 vil bli transportert til beskyttet farvann og lastet over på lekter 20 for deretter å bli tatt på land.

Alternativt til avlastning på lekter 20 kan overbygningselement 10 bli overført til kai eller pir dersom det er tilstrekkelig vanndyp.

Figur 7 viser prinsipp for løfting og transport av plattformunderstell av stål. Det forutsettes at stålunderstellet 33 er løsnet fra grunnen og kun hviler på bunnen på fundamentplatene forut for løfting. Løfteanordningen festes til stålunderstellet 33 med en bæreramme 34. Et festearrangement mellom bæreramme 34 og topp av plattformben 35 løses ved hjelp av en enkel koblingsmekanisme (ikke vist). Bærerammen 34 hviler på løfteanordningens løftebjelke 1 i de samme lastoverføringsblokkene (12 og 13), som benyttes i forbindelse med løfting av overbygningselement 10. Bærerammen 34 overfører alle vertikale og horisontale krefter mellom plattformunderstellet 33 og løfteanordningen. Dersom det vil være behov for ytterligere tiltak for overføring av horisontale krefter mellom plattformunderstell 33 og løfteanordningen, kan dette for eksempel løses ved hjelp av klemmer 36. Slike mekanismer er tilgjengelig på markedet. Løfteanordningen i henhold til oppfinnelsen er i fig. 7 vist uten stabilisatorsøyler 6 og stabilisatorpongtonger 7. Dersom kravene til stabilitet og vekten til plattformen som skal løftes tilsier det, kan disse søylene 6 og pongtongene 7 på en forholdsvis enkelt måte monteres på løfteanordningen.

Selv om det i figurene og i den tilhørende tekst er beskrevet fjerning av plattformoverbygg og plattformunderstell, kan løfteanordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse også anvendes ved utplassering og transport av plattformdekk, hele plattformer og lignende konstruksjoner. Løfteanordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse kan på en forholdsvis enkel og rimelig måte tilpasses de fleste aktuelle krav til stabilitet, oppdrift og løfteevne. Den kan derfor med enkle midler settes i stand til å utføre en rekke forskjellige operasjoner i marint miljø.

Claims (2)

1. Løfteanordning for plattformer og lignende installasjoner til havs, innbefattende en generelt U-formet løftebjelke (1), som på hver av sine armer er forsynt med to eller flere nedadragende søyler (2), idet hver av søylene (2) på hver arm i sine nedre ender er forbundet med hverandre ved hjelp av pongtonger (4), karakterisert ved at anordningen videre innbefatter minst to stabilisatorsøyler (6) på hver pongtong (4), som i sine nedre ender er hengselforbundet med pongtongene (4), og i sine øvre ender er forbundet med en stabilisatorpongtong (7), at hver stabilisatorpontong (7) er forbundet med løftebjelken (1) eller søylene (2) ved hjelp av stag (8) som har en fast eller regulerbar lengde, og at anordningens maksimale krengningsvinkel kan reguleres ved å endre lengden til stagene (8) og derved vinkelen (a) mellom søylene (2) og stabilisatorsøylene (6), i det stabilisatorsøylene og stabilisatorpongtongene (6,7) virker som oppdriftslegemer.

2. Løfteanordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at overgangen mellom stabilisatorsøylene (6) og stabilisatorpontongene (7) er utformet slik at vannlinjearealet øker gradvis ettersom krengingen øker.