NO314133B1 - Fremgangsmåte ved lastoverföringsoperasjoner til havs og flyter for transport, installasjon og fjerning av konstruksjonselementer til havs - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved lastoverføringsoperasjoner til havs, som angitt i krav l's innledning.

Oppfinnelsen vedrører også en flyter med regulerbar oppdrift for transport, installasjon og fjerning av konstruksjonselementer til havs, som angitt i krav 2's innledning.

Oppfinnelsen er særlig utviklet i forbindelse med behovet for montering henholdsvis demontering av større konstruksjonselementer til havs, særlig i forbindelse med fjerning av eksisterende faste plattforminstallasjoner i sjøen.

I NO 135056, er det vist og beskrevet en kranlekter. En katamaranlignende flyter er eksempelvis vist i US 3.078.680. Andre utførelsesformer av aktuelle flytere finnes vist og beskrevet i EP 000 462 Al, FR 247 992, NO 160424 og NO 171495.

Fra NO 153721 er det kjent en forankringsteknikk hvor det etableres stag som koples til et anker på havbunnen og settes under strekk ved hjelp av en hydraulisk system. Det er en forutsetning at det allerede er plassert ankere på havbunnen, og at strekkstagene har ender utformet for sammenkopling med disse på forhånd utsatte ankere.

Fra NO 983742 er det kjent å bruke sugeankere til forankring av en strekkstagplattform til havbunnen. Det benyttes ingen direkte utsetting av sugeankerne fra plattformen, og det dreier seg ikke om en flyter primært for fjerning av konstruksjonselementer til havs.

SE 467156 viser en flytende plattform som benyttes for å transportere overbygningen til en fast plattformkonstruksjon.

NO 852556 viser en U-formet plattformkonstruksjon.

Montering/demontering av større konstruksjonselementer til havs krever en nøyaktig og forsiktig lastoverføring, både ved henting så vel som ved på plass setting av lasten.

Det er en særlig hensikt med foreliggende oppfinnelse å muliggjøre slik nøyaktig og forsiktig lastoverføring på en gunstig og hensiktsmessig måte.

Den inventive idé går i korthet ut på at det benyttes en flyter som er forsynt med lager/- utsettingsanordninger for sugeankere. Sugeankerne settes i havbunnen uten bruk av hjelpefartøy og er tilknyttet flyteren ved hjelp av regulerbare strekkstag.

Etter settingen av sugeankerne i havbunnen reguleres de enkelte strekkstag for demping av relativbevegelser mellom flyter og havbunn og for demping av rullebevegelsen av flyteren under en lastoverføring. En vesentlig fordel med oppfinnelsen er at flyteren raskt kan oppankres så snart den har nådd bestemmelsesstedet, og kan holdes oppankret ved hjelp av de til sugeankerne tilknyttede regulerbare strekkstag. Etter endt lastoverfør-ingsoperasjon frigjøres sugeankerne fra havbunnen og tas opp. Eventuelt kan sugeankerne forbli på havbunnen, idet man da bare kopler løs strekks tågene.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det således en fremgangsmåte ved lastoverførings-operasjoner til havs, hvor en flyter innbefattende to parallelle flytelegemer bringes til et overføringssted i sjøen og last overføres mellom overføringsstedet og flyteren, idet flyteren før lastoverføringen oppankres med ankere på havbunnen, kjennetegnet ved at oppankringen gjennomføres ved at det direkte fra de nevnte flytelegemer settes med tilknyttede regulerbare strekkstag til flyteren koplede sugeankere i havbunnen, og at de enkelte strekkstag som i og for seg kjent reguleres for demping av relativbevegelser mellom flyter og havbunn og for demping av rullebevegelser av flyteren under en lastoverføring.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det også en flyter med regulerbar oppdrift for transport,

installasjon og fjerning av konstruksjonselementer til havs, hvilken flyter innbefatter to parallelle flytelegemer, som er fast innbyrdes forbundne ved en ende for dannelse av en i planrisset U-formet flyter, kjennetegnet ved at det i området ved U'ens hjørner og ved enden av hvert U-ben er anordnet en respektiv lager/utsettingsanordning for et sugeanker, idet hvert sugeanker er utstyrt med tilordnede regulerbare strekkstag, og sugeankerne er anordnet slik at de ved lastoverføringsoperasjoner av konstruksjonselementene vil kunne settes slik i havbunnen at relativbevegelser mellom flyteren og havbunnen samt rullebevegelser av flyteren som i og for seg kjent kan dempes ved regulering av de tilknyttede regulerbare strekkstag.

Ifølge oppfinnelsen kan flyteren fordelaktig ha sugeankere som er tilordnet en respektiv pumpe for tilveiebringelse og opprettholdelse av et undertrykk i sugeankeret.

Særlig fordelaktig kan sugeankerne være lagret ombord i flyteren på et sted over vannlinjen.

Hvert flytelegeme kan fordelaktig innbefatte en pongtong med horisontal akse og fra pongtongen oppragende søyler som ved sine øvre ender er forbundet med en respektiv horisontal bærer.

Hver pongtong kan fordelaktig være tilordnet et eller flere drivaggregater i hvert av pongtongens endeområder, idet pongtongene fordelaktig har en respektiv bunnflate som er trukket opp ved hver ende for derved å gi plass for det respektive drivaggregat slik at det ikke rager ned under bunnflaten.

Som drivaggregat kan det særlig fordelaktig benyttes en Voith-propell.

Den faste forbindelse mellom gruppene kan under vannlinjen fordelaktig bestå av en med vingeprofil utformet tverrbjelke mellom de to pongtonger.

Over vannlinjen kan de horisontale bærere være forbundne med hverandre ved en ende over vingeprofilen med en horisontal tverrbjelke.

Særlig fordelaktig kan de horisontale bærere innbefatte gravitasjonstømbare ballasttanker.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av en flyter ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et grunnriss av flyteren i fig. 1,

fig. 3 viser et enderiss av flyteren, sett fra høyre i fig. 1 og 2,

fig. 4 viser et horisontalsnitt gjennom flyteren, etter linjen IV-IV i fig. 1,

fig. 5 viser et enderiss av flyteren i en stilling rundt et tårn i sjøen,

fig. 6 viser i et sideriss flyteren plassert rundt et tårn i sjøen, som i fig. 5, men med flyteren deballastert, slik at en dekkskonstruksjon hviler på flyteren,

fig. 7 viser et pumpearrangement for et sugeanker, og

fig. 8 viser rent skjematisk et strekkarrangement for et sugeanker.

Den i fig. 1-4 viste flyter innbefatter to parallelle grupper av elementer. Hver slik gruppe innbefatter en pongtong 1,2 med horisontal akse. Fra den respektive pongtong 1,2 rager det opp søyler 3,4,5 og 6,7,8. De oppragende søyler i hver gruppe er ved sine øvre ender innbyrdes forbundne ved hjelp av en horisontal bjelke 9,10, og disse to horisontale bjelker 9,10 er ved den ene enden av flyteren (til venstre i fig. 1 og 2) forbundne med hverandre ved hjelp av en horisontal tverrbjelke 11.

De to horisontale bjelker 9,10 og den disse forbindende, horisontale tverrbjelke 11 er forsynt med ballasttanker som kan tømmes raskt ved å åpne egnede, her ikke viste ventiler (gravitasjonstømming).

De to pongtonger 1 og 2 er under den horisontale tverrbjelke 11 forbundne med hverandre ved hjelp av en horisontal, som vingeprofil utformet tverrbjelke 12.

Også pongtongene og eventuelt vingeprofilen er utformet med ballasttanker. Ballast-tankene i så vel pongtongnivå som dekksnivå er forsynt med ikke viste ballast-fylleinnretninger/-tømmeinnretninger (pumper).

Som det fremgår av fig. 1-4 har flyteren en typisk U-form i grunnrisset. U'ens åpne ende kan lukkes med en hengslet bominnretning 14.

Flyteren har fire lager/utsettingsanordninger 15,16,17 og 18. To av anordningene, nemlig anordningene 15,16, er anordnet i området ved U'ens bunnhjørner, og de to andre anordningene 17,18 er anordnet ved hver sin ende av en horisontal dekksbjelke 9,10.

Lager/utsettingsanordningene 15-18 er som vist plassert slik at sugeankerne når de slippes i sjøen vil gå klar av de underliggende pongtongender.

Hver pongtong har to driftsaggregater 19,20,21,22. Pongtongenes 1,2 bunnflate er som vist i fig. 1 og 3 trukket opp ved pongtongendene slik at drivaggregatene 19-22 ikke vil rage ned under den respektive pongtongs 1,2 bunnflate. Dette gir redusert dypgang av flyteren og en beskyttet anordning av drivaggregatene, som fordelaktig som antydet kan være i form av såkalte Voith-propeller.

Flyteren er i fig. 5 og 6 vist i en stilling for henting av et konstruksjonselement i forbindelse med demontering av en plattform til havs.

På havbunnen 23 står det et tårn 24 som bærer en dekkskonstruksjon 25 over vannflaten 26. Flyteren er bragt på plass rundt tårnet for henting av dekkskonstruksjonen 25, dvs. at flyteren er manøvrert slik at tårnet 24 befinner seg inne i det frie rom mellom pongtongene 1,2 og de horisontale dekksbjelker 9,10.

Flyteren er vist oppankret i havbunnen 23 ved hjelp av sugeankere 27,28 (bare to ankere er vist i fig. 5) som ved hjelp av regulerbare strekkstag 30,31 er tilknyttet flyteren, nærmere bestemt den respektive lager/utsettingsanordning 18,17. Fra de to andre lager/utsettingsanordningene 15,16 går det naturligvis også tilsvarende regulerbare strekkstag ned til her ikke viste sugeankere.

Flyteren er i fig. 5 vist i en stilling hvor den har koplet seg til dekkskonstruksjonen 25, på ikke nærmere vist måte.

I fig. 6, hvor bare den ene halvdelen av flyteren er vist, er flyteren vist deballastert, ved rask tømming av ballastkammeret i dekksbjelkene 9,10,11 og slakking av strekkstagene, slik at derved dekkskonstruksjonen 25 er løftet opp fra tårnet 24 og nå altså hviler på flyteren.

Flyteren kan så slippe forankringen og fjerne seg fra tårnet 24, idet den tar med seg dekkskonstruksjonen 25, som hviler på flyterens dekk.

Som regulerbare strekkstag 30, 31 benyttes fordelaktig vaiere i taljesystemer, med tilordnede hydrauliske hivkompensatorer ombord i flyteren, eksempelvis fire hivkompensatorer med tilordnet taljesystem i hver lager/utsettingsanordning 15-18.

I fig. 8 er en lager/utsettingsanordning, eksempelvis anordningen 17 vist. De andre lager/utsettingsanordninger 15,16 og 18 er utformet på tilsvarende måte.

På dekket, dvs. på toppen av i dette tilfelle den horisontale bjelke 9, er det montert hydrauliske jekker 50,51. Disse jekker bærer et åk 52 hvor det er opplagret i dette tilfelle fire blokkskiver 54,55 (bare to er vist). Tilsvarende blokkskiver 56,57 (også her er bare to blokkskiver vist) er montert på toppen av sugeankeret 28. Ståltau 58,59 (alternativt fibertau eller lignende) går med flere parter mellom blokkskivene, og ender 60 av ståltauet i den enkelte blokktalje går til to vinsjer 61 (bare en ende og en vinsj er vist i fig. 8).

Sugeankeret 28 er vist parkert under flyterens dekk, dvs. under den horisontale bjelke 9. Sugeankerne kan også lagres på flyterens dekk.

Når sugeankerne skal settes, senkes de ned til havbunnen idet de låres med de ' respektive fire blokktaljesystemer, som hver og en vil utgjøre et regulerbart strekkstag 31, se fig. 5. Under den begynnende penetrering av et sugeanker i havbunnen er det vesentlig at sugeankeret ikke rykkes ut fra havbunnen (grunnet bevegelser fra flyteren). Det er i denne fase av operasjonen ønskelig å kunne regulere den kraft som sugeankeret utøver mot havbunnen grunnet gravitasjonen.

Vinsjer er normalt for langsomme til å kunne kompensere for flyterens bevegelse. Derfor aktiveres de hydrauliske jekker 50,51 og de brukes som passive hivkompensatorer i denne fasen.

En pumpeinnretning på det respektive sugeanker benyttes for å danne undertrykk i ankeret og ankeret suges ned i havbunnen til ønsket penetrasjonsdyp.

Etter at sugeankerne er installert på havbunnen strammes strekkstagene, dvs. tauene mellom blokkskivene, ved deballastering av flyteren samt ved regulering av de hydrauliske jekker.

Deballasteringen vil trenge en viss tid innen ønsket kraft er nådd i strekkstagene. Det er ønskelig at det ikke oppstår slakk i strekkstagene som følge av bevegelse av flyteren under deballasteirngsfasen. Dette kan nemlig føre til rykk i strekkstag og sugeankere. De hydrauliske jekker 50,51 vil i denne fasen sørge for at strekkstagene holdes stramme ved at de øvre blokkskiver 54,55 skyves oppover en strekning tilsvarende den som flyteren går ned når en bølgedal passerer flyteren. De hydrauliske jekker 50,51 låser hydraulisk når flyteren er i sin nederste vendestilling, hvor hastighet og kinetisk energi er null. Flyteren holdes igjen i denne posisjon av strekkstagene når den neste bølgetopp passerer flyteren. Flyteren kan, innen en tilstrekkelig kraft er nådd i strekkstagene, bevege seg ytterligere ned hvis en dypere bølgedal passerer flyteren, og de hydrauliske jekker låser da på nytt når flyteren er i sin nederste vendestilling.

For å oppnå dette er den enkelte hydrauliske jekk forsynt med en tilbakeslagsventil 62 i den hydrauliske tilførselsledning 63, slik det er vist for den hydrauliske jekk 51. Fordelen med det her beskrevne system er at strekkstagene ikke vil utsettes for krefter som skal til for å bremse den kinetiske energi når flyteren beveger seg, slik at strekkstagene altså bare behøver å ta de krefter som kommer fra den statiske forspenning av strekkstag og ytre miljølaster fra bølger.

Den statiske forspenning settes noe høyere enn enkeltamplituden til krefter fra bølger for å unngå at det oppstår slakk i strekkstagene under videre fremdrift i operasjonen.

Etter penetrering vil flyteren være oppankret med sugeankere, og strekkstagene vil være forspent til ønsket kraft. Det er gitt en klaring mellom flyteren og den dekkskonstruksjon som skal løftes under installasjonsfasene av sugeankerne for å unngå slag mellom flyteren og dekkskonstruksjonen som følge av bevegelser av flyteren.

Flyteren minsker sin dypgang (og klaring mellom flyter og dekkskonstruksjon) ved deballastering av flyteren og samtidig låring av tau fra vinsjene 61. Den statiske forspenning i strekkstagene holdes dog konstant for å unngå slakk i stag (og dermed bevegelser av flyteren).

For å sikre at vekten av dekkskonstruksjonen fordeles etter ønske til flyteren kan det benyttes utligningsjekker eller kompressive lågere, distanseplater og kiler etc. på flyteren.

Lastoverføring av dekkskonstruksjonen fra tårnet til flyteren skjer ved deballastering av flyteren. Den fysiske kopling mellom dekkskonstruksjonen og tårnet kappes.

Når 100% av vekten til dekkskonstruksjonen er overført til flyteren benyttes de hydrauliske jekker i strekkstagsystemet for på en hurtig måte å oppnå en klaring mellom dekkskonstruksjonen og den tårnkonstruksjon som står igjen forankret til havbunnen (for å unngå slag mellom strukturer grunnet bevegelser av flyteren).

Sugeankerne pumpes løs fra havbunnen med de respektive til sugeankerne koplede pumpeinnretninger og heises opp til parkeringsposisjon på flyteren ved hjelp av vinsjene 61.

Som nevnt benyttes det fordelaktig sugeankre med tilordnede sugepumper for tilveiebringelse og opprettholdelse av undertrykket i de respektive sugeankre. Et mulig sugepumpearrangement er vist i fig. 7, hvor toppen av et sugeanker, eksempelvis sugeankeret 27, er vist.

Sugeankeret 27 har en topplate 35 og en innvendig filterplate 36. Rommet 37 mellom topplaten 35 og filterplaten 36 er med to grenrør 38,39 med innlagte ventiler 40,41 tilknyttet henholdsvis sugesiden og trykksiden til en hydraulisk drevet pumpe 42. Pumpen 42 kan tilknyttes det omgivende sjøvann gjennom 44 på trykksiden. Pumpens hydrauliske motor tilføres hydraulisk drivmedium gjennom slangen 45.

Ved suging, dvs. tilveiebringelse/opprettholdelse av et undertrykk i sugeankeret 27 åpnes ventilene 40 og 44. Ventilene 43 og 41 er stengt. Ved trykksetting (løsriving av ankeret) er ventilene 43 og 41 åpne mens ventilene 38 og 44 er stengt.

Den i fig. 1, 3,4,5 og 6 viste tverrbjelke 12 har en med hensyn til motstanden i vannet gunstig strømlinjeprofil (vingeprofil).

Det er i fig. 2 og 3 vist en hengslet bominnretning 14. Med denne kan U-ens åpning lukkes og avstives. Bommen er utelatt i fig. 5. Istedenfor den viste bominnretning kan det eksempelvis benyttes avstivende, svingbart opplagrede undervannstag som kan forbinde pongtongene 1,2 med hverandre.

Flyteren er utstyrt med dynamisk posisjonering koplet til drivaggregatene samt med fendersystem for den horisontale posisjonering av flyteren. Det dynamiske posisjoneringssystem vil kompensere for størstedelen av de statiske miljølaster som flyteren utsettes for (vind, bølger og strøm), og fendersystem mellom flyter og tårn (fendersystemer er ikke vist) vil ta de dynamiske komponenter av miljølasten).

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved lastoverføringsoperasjoner til havs, hvor en flyter innbefattende to parallelle grupper av elementer, hvor hver gruppe innbefatter en pongtong med horisontal akse og fra pongtongen oppragende søyler som ved sine øvre ender er forbundet med en respektiv horisontal bærer, bringes til et overføringssted i sjøen og last overføres mellom overføringsstedet og flyteren, idet flyteren før lastoverføringen oppankres med ankere på havbunnen, karakterisert v e d at oppankringen gjennomføres ved at det direkte fra de nevnte grupper av elementer settes med tilknyttede regulerbare strekkstag til flyteren koplede sugeankere i havbunnen, og at de enkelte strekkstag som i og for seg kjent reguleres for demping av relativbevegelser mellom flyter og havbunn og for demping av rullebevegelser av flyteren under en lastoverføring.

2. Flyter med regulerbar oppdrift for transport, installasjon og fjerning av konstruksjonselementer til havs, hvilken flyter innbefatter to parallelle grupper av elementer, hvor hver gruppe innbefatter en pongtong (1,2) med horisontal akse, og fra pongtongen oppragende søyler (3,4,5 og 6,7,8) som ved sine øvre ender er forbundne med en respektiv horisontal bærer (9,10), og gruppene er fast innbyrdes forbundne ved en ende for dannelse av en i planrisset U-formet flyter, karakterisert ved at det i området ved U'ens hjørner og ved enden av hvert U-ben er anordnet en respektiv lager/utsettingsanordning (15-28) for et sugeanker, idet hvert sugeanker er utstyrt med tilordnede regulerbare strekkstag (30, 31), og sugeankerne er anordnet slik at de ved lastoverføringsoperasjoner av konstruksjonselementene vil kunne settes slik i havbunnen (23) at relativbevegelser mellom flyteren og havbunnen samt rullebevegelser av flyteren som i og for seg kjent kan dempes ved regulering av de tilknyttede regulerbare strekkstag (30, 31).

3. Flyter ifølge krav 2, karakterisert ved at det enkelte sugeanker (27,28) er tilordnet en pumpeinnretning for tilveiebringelse og opprettholdelse av et undertrykk i sugeankeret.

4. Flyter ifølge et av kravene 2 og 3, karakterisert ved at sugeankerne (15-18) er lagret over vannlinjen.

5. Flyter ifølge krav 2 til 4, karakterisert ved at hver pongtong (1,2) er tilordnet et eller flere drivaggregater (19-22) i hvert av dens endeområder, og at hver pongtong (1,2) har en respektiv bunnflate som er trukket opp ved hver ende for dermed å gi plass for det respektive drivaggregat (19-22) slik at det ikke rager ned under bunnflaten.

6. Flyter ifølge krav 5, karakterisert ved at det respektive drivaggregat (19-22) er en Voith-propell.

7. Flyter ifølge et av kravene 2-6, karakterisert ved at den faste forbindelse mellom gruppene under vannlinjen består av en med vingeprofil utformet tverrbjelke (12) mellom de to pongtonger (1,2).

8. Flyter ifølge krav 7, karakterisert ved at de horisontale bærere (9,10) er forbundne med hverandre ved en ende over vingeprofilen (12) med en horisontal tverrbjelke (11).

9. Flyter ifølge et av kravene 2-8, karakterisert ved at de horisontale bærere innbefatter gravitasjonstømbare ballasttanker.