NO319945B1

NO319945B1 - load Boye

Info

Publication number: NO319945B1
Application number: NO19984778A
Authority: NO
Inventors: Sigmund Askestad; Vidar Aanesland
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2005-10-03
Also published as: AU6374099A; NO984778L; WO2000021825A1; NO984778D0

Description

Oppfinnelsen angår en lastebøye for overføring av hydrokarbonfluider til et flytende fartøy via en lasteslange som flyter i sjøen, omfattende en bunnforankret hovedenhet som har en eller flere gjennomgående passasjer for tilkopling av stigerør til en svivelanordning for fluidoverføring via en rørforbindelse til lasteslangen. The invention relates to a cargo buoy for the transfer of hydrocarbon fluids to a floating vessel via a cargo hose floating in the sea, comprising a bottom-anchored main unit which has one or more through passages for connecting a riser to a swivel device for fluid transfer via a pipe connection to the cargo hose.

Vanlige lastebøyer av denne type, dvs. bøyer for lasting av standard tankskip, omfatter en hovedenhet som har et rundt skrog, og hvor de tilhørende ankerliner er tilkoplet langs omkretsen av bøyen. Skroget har typisk en diameter på 12 - 20 m og en dybde på 5 - 8 m fra bunnen til dekket av bøyen. I sentrum av bøyen er det anordnet passasjer for innføring av stigerør som er koplet til en svivel i sentrum av bøyen. Tankskipet er ved hjelp av en trosse fortøyd til et dreiebord på toppen av bøyen, idet dreiebordet er sentrisk opplagret i forbindelse med svivelen og understøtter en ytre dreiedel av denne. Den indre, stasjonære del av svivelen understøttes av bøyedekket og forbinder stigerørene med eksportrør på rotasjonsbordet via den ytre dreiedel. Common loading buoys of this type, i.e. buoys for loading standard tankers, comprise a main unit which has a round hull, and where the associated anchor lines are connected along the perimeter of the buoy. The hull typically has a diameter of 12 - 20 m and a depth of 5 - 8 m from the bottom to the deck of the buoy. In the center of the buoy there is a passageway for the introduction of risers which are connected to a swivel in the center of the buoy. The tanker is moored by means of a cable to a turntable on top of the buoy, the turntable being centrally supported in connection with the swivel and supporting an outer swivel part of it. The inner, stationary part of the swivel is supported by the bending deck and connects the risers with export pipes on the rotary table via the outer pivot.

Rotasjonsbordet på disse bøyer dekker således hele dekket av bøyen. Dette består vanligvis av tre armer av hvilke en første arm går i retning av en trosse som er forbundet med tankskipet, en andre arm understøtter eksportrørene og er innrettet for tilkopling av den flytende lasteslange, og en tredje arm strekker seg i motsatt retning av slangetilkoplingen og danner et underlag for fortøyning av små båter. The rotary table on these buoys thus covers the entire deck of the buoy. This usually consists of three arms of which a first arm goes in the direction of a cable connected to the tanker, a second arm supports the export pipes and is arranged for connection of the floating cargo hose, and a third arm extends in the opposite direction of the hose connection and forms a base for mooring small boats.

Disse konvensjonelle bøyekonstruksjoner er beheftet med en rekke ulemper som kan sammenfattes som følger: <*> Dreiebordet sveiper over hele dekket, hvilket medfører problemer med å føre lufting av eventuelle tanker opp fra bøyeskroget. <*> Det må sannsynligvis installeres elektriske slepesko for å beskytte dreiebordlageret mot lynnedslag, på grunn av at bøyen danner den beste jordforbindelse til sjøen og det høyeste These conventional buoy constructions are affected by a number of disadvantages which can be summarized as follows: <*> The turntable sweeps over the entire deck, which causes problems in venting any tanks up from the buoy hull. <*> Electric tow shoes will probably need to be installed to protect the turntable bearing from lightning strikes, due to the buoy providing the best ground connection to the sea and the highest

punkt er montert på dreiebordet. point is mounted on the turntable.

<*> Dreiebordet med armene med eksportrørene er utsatt for skader som følge av kollisjoner. Ved en deformasjon som følge av en mindre kollisjon kan dreiebordet bli låst fast, eller <*> The turntable with the arms with the export pipes is subject to damage as a result of collisions. In the event of a deformation as a result of a minor collision, the turntable can be locked, or

svivelen for overføring av olje til tankskipet kan i alvorligere tilfeller bli skadet. the swivel for transferring oil to the tanker can be damaged in more serious cases.

<*> Det er begrenset plass til utstyr på bøyedekket. <*> There is limited space for equipment on the bending deck.

<*> En stor del av dekksarealet vil være områdeklassifisert, hvor det settes krav til utstyret med hensyn til brann- og eksplo-sjonssikkerhet. <*> Bøyen er utsatt for et stort veltemoment med tilhørende krenging ved store trossekrefter, da trossen angriper på et punkt høyt over innfestingen av ankerlinene. <*> A large part of the deck area will be area classified, where requirements are set for the equipment with regard to fire and explosion safety. <*> The buoy is exposed to a large overturning moment with accompanying heeling at large rope forces, as the rope attacks at a point high above the attachment of the anchor lines.

Fra GB 1 384 983 er det kjent en fortøyningsbøye som omfatter en første flytedel for forankring til havbunnen, et dreiebord som er roterbart montert på flytedelen, et antall langstrakte, stive koplingsdeler som er dreibart forbundet med dreiebordet og som strekker seg i en første retning bort fra bøyen for tilkopling til et skip, og en andre flytedel som er stivt forbundet med dreiebordet og er atskilt fra den første flytedel i en andre retning som er motsatt av den første retning. From GB 1 384 983 a mooring buoy is known which comprises a first floating part for anchoring to the seabed, a turntable which is rotatably mounted on the floating part, a number of elongate, rigid coupling parts which are rotatably connected to the turntable and which extend in a first direction away from the buoy for connection to a ship, and a second floating part which is rigidly connected to the turntable and is separated from the first floating part in a second direction which is opposite to the first direction.

US 3 908 576 viser en flytende fortøyningsanordning omfattende et tårn som hviler på havbunnen, og et par konsentriske, ringformede deler som omgir tårnet og flyter på vannets overflate. Den indre av disse deler er bunnforankret, mens den ytre del er roterbar om den indre del og er forbundet med et armskrog som strekker seg langs siden av det aktuelle fartøy og er forsynt med festepunkter for fartøyets fortøyningsliner. US 3,908,576 shows a floating mooring device comprising a tower resting on the seabed, and a pair of concentric, ring-shaped parts surrounding the tower and floating on the surface of the water. The inner part of these parts is anchored to the bottom, while the outer part is rotatable around the inner part and is connected to an arm hull that extends along the side of the vessel in question and is provided with attachment points for the vessel's mooring lines.

EP 0 049 549 viser en bøye og et fortøyningsarrangement hvor bøyen er forankret til havbunnen og er forbundet med den ene ende av en stiv arm som er roterbar om en vertikal akse gjennom bøyen, idet armens andre ende er dreibart forbundet med fartøyet som skal fortøyes. EP 0 049 549 shows a buoy and a mooring arrangement where the buoy is anchored to the seabed and is connected to one end of a rigid arm which is rotatable about a vertical axis through the buoy, the other end of the arm being rotatably connected to the vessel to be moored.

Endelig viser NO 310 064 en laste/losseterminal omfattende en lekter som har et nedad åpent opptaksrom for opptakelse av en neddykket bøye, og en neddykket bøye av den type som omfatter en bunnforankret senterdel og en ytre oppdriftsdel som er roterbart lagret på senterdelen for å tillate dreining av lekteren om senterdelen når den ytre del er fastgjort i lekterens opptaksrom. Lekteren utgjør her en hovedenhet som skal samvirke med en separat bøye som skal opptas i lekterens nedad åpne opptaksrom. Finally, NO 310 064 shows a loading/unloading terminal comprising a barge having a downwardly open receiving space for receiving a submerged buoy, and a submerged buoy of the type comprising a bottom-anchored center part and an outer buoyancy part which is rotatably supported on the center part to allow turning the barge around the center part when the outer part is fixed in the barge's reception space. The barge here constitutes a main unit which must cooperate with a separate buoy which must be recorded in the barge's downwardly open recording room.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en bøyekonstruksjon som gjør det mulig å eliminere de ovenfor omtalte ulemper, idet konstruksjonen blant annet medfører vesentlig øket stabilitet av bøyen under påvirkning av ytre krefter, det tilveiebringes ekstra areal som er egnet for plassering av utstyr og som innebærer reduserte krav til utstyret med hensyn til brann- og eksplosjonssikkerhet, og det tilveiebringes en sikker og pålitelig konstruksjon som også gir driftsmessige fordeler. The purpose of the invention is to provide a buoy construction which makes it possible to eliminate the disadvantages mentioned above, as the construction entails, among other things, significantly increased stability of the buoy under the influence of external forces, extra area is provided which is suitable for the placement of equipment and which involves reduced requirements for the equipment with regard to fire and explosion safety, and a safe and reliable construction is provided which also provides operational advantages.

Ovennevnte formål oppnås med en lastebøye av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den omfatter en haledel som rager sideveis utover fra hovedenheten i en i vertikalplanet stiv forbindelse med denne, idet haledelen utgjør en skrogdel som ved bruk flyter i vannet i oppdriftslikevekt med hovedenheten og strekker seg i retning mot det aktuelle fartøy, idet haledelen er forsynt med et tilkoplingspunkt for en trosse for fortøyning av fartøyet til bøyen, hvilket tilkoplingspunkt er anordnet ved haledelens ytterende og er anbrakt i en slik høyde på haledelen at krefter fra trossen under drift utøver en ubetydelig krengende kraft på bøyen. The above purpose is achieved with a loading buoy of the type indicated at the outset which, according to the invention, is characterized by the fact that it comprises a tail part which projects laterally outwards from the main unit in a vertically rigid connection with it, the tail part forming a hull part which, when in use, floats in the water in buoyancy equilibrium with the main unit and extends in the direction of the vessel in question, the tail part being provided with a connection point for a cable for mooring the vessel to the buoy, which connection point is arranged at the outer end of the tail part and is placed at such a height on the tail part that forces from the cable under drift exerts a negligible heeling force on the buoy.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der The invention shall be described in more detail in the following in connection with embodiment examples with reference to the drawings, there

fig. 1 og 2 viser henholdsvis et sideriss og et grunnriss av en bunnforankret bøye ifølge oppfinnelsen, hvor et tankskip er fortøyd til bøyen ved hjelp av en trosse, og en flytende lasteslange strekker seg mellom bøyen og tankskipet, fig. 1 and 2 respectively show a side view and a ground view of a bottom-anchored buoy according to the invention, where a tanker is moored to the buoy by means of a cable, and a floating cargo hose extends between the buoy and the tanker,

fig. 3 viser et skjematisk grunnriss av bøyen på fig. 1-2 i forstørret målestokk, og med tilkoplet trosse og lasteslange under en lasteoperasjon, fig. 3 shows a schematic plan of the buoy in fig. 1-2 on an enlarged scale, and with connected cable and loading hose during a loading operation,

fig. 4 viser et skjematisk, vertikalt lengdesnitt av bøyen, fig. 4 shows a schematic, vertical longitudinal section of the buoy,

fig. 5 viser et skjematisk snittriss etter linjen V-V på fig. 3, fig. 5 shows a schematic sectional view along the line V-V in fig. 3,

fig. 6 viser et skjematisk snittriss etter linjen VI-VI på fig. 3, fig. 6 shows a schematic sectional view along the line VI-VI in fig. 3,

fig. 7 viser et grunnriss av bøyen, med et hjelpefartøy fortøyd langs en side av bøyens dekk, fig. 7 shows a plan view of the buoy, with an auxiliary vessel moored along one side of the buoy's deck,

fig. 8 og 9 er henholdsvis et sideriss og et grunnriss som illustrerer hvordan krefter fra trossen virker på bøyen i forhold til forankrings- og oppdriftskrefter, fig. 8 and 9 are respectively a side view and a ground view illustrating how forces from the hawser act on the buoy in relation to anchoring and buoyancy forces,

fig. 10 viser et tilsvarende grunnriss som på fig. 3, men viser bøyen slik den flyter med trosse og lasteslange i sjøen, når tankskipet er frakoplet, fig. 10 shows a corresponding ground plan as in fig. 3, but shows the buoy as it floats with cable and cargo hose in the sea, when the tanker is disconnected,

fig. 11 og 12 viser henholdsvis et sideriss og et grunnriss av en alternativ bøyekonstruksjon ifølge oppfinnelsen, og fig. 11 and 12 respectively show a side view and a ground view of an alternative bending construction according to the invention, and

fig. 13 viser et mer detaljert perspektivriss av en bøyekonstruksjon av den type som er vist på fig. 1-10. fig. 13 shows a more detailed perspective view of a bending structure of the type shown in fig. 1-10.

På tegningene er tilsvarende deler betegnet med like henvisningstall i de forskjellige figurer. In the drawings, corresponding parts are designated with the same reference numbers in the various figures.

Fig. 1 og 2 viser en bøye 1 som flyter på overflaten 2 av en vannmasse 3 (sjø eller hav) og er forankret til sjøbunnen 4 ved hjelp av ankerliner 5 og tilhørende ankere 6. Langs sjøbunnen strekker det seg en rørledning 7 som går over i et stigerør 8 som fører olje fra rørledningen opp til bøyen 1, gjennom denne og videre via en lasteslange 9 frem til et fartøy 10 som f.eks. kan være en vanlig skytteltanker. Fig. 1 viser bare ett stigerør 8, men eventuelt kan flere stigerør være koplet til bøyen. Fig. 1 and 2 show a buoy 1 that floats on the surface 2 of a body of water 3 (sea or ocean) and is anchored to the seabed 4 by means of anchor lines 5 and associated anchors 6. Along the seabed there is a pipeline 7 that goes over in a riser 8 which carries oil from the pipeline up to the buoy 1, through this and further via a loading hose 9 to a vessel 10 which e.g. may be a regular shuttle tanker. Fig. 1 shows only one riser 8, but possibly several risers can be connected to the buoy.

Som vist på fig. 2, som gjelder forholdene under en lasteoperasjon, flyter lasteslangen 9 på vannet og følger strøm og vær i retning mot fartøyet 10 som i sitt baugparti er fortøyd til bøyen 1 ved hjelp av en trosse 11. Slangens ende ved fartøyet er koplet til dettes lastemanifold 12 for fordeling av oljen til fartøyets lastetanker. As shown in fig. 2, which applies to the conditions during a loading operation, the loading hose 9 floats on the water and follows the current and weather in the direction of the vessel 10, which in its bow section is moored to the buoy 1 by means of a rope 11. The end of the hose at the vessel is connected to its loading manifold 12 for distributing the oil to the vessel's cargo tanks.

Slik som vist på fig. 3 og 4, omfatter bøyen 1 en hovedenhet 13 og en haledel 14 som rager sideveis ut fra hovedenheten i en i vertikalplanet stiv forbindelse med denne, og som danner en skrogdel som flyter i vannet i oppdrifts- og vektbalanse med hovedenheten. I utførelsen ifølge fig. 1-10, som er en foretrukket utførelse, er hovedenheten 13 av den type som omfatter en bunnforankret, sentral del 15 og en på denne roterbart lagret, ytre oppdriftsdel 16, idet den sentrale del 15 har en eller flere gjennomgående passasjer eller lederør (ikke vist) for opptakelse av stigerør 8. As shown in fig. 3 and 4, the buoy 1 comprises a main unit 13 and a tail part 14 which protrudes laterally from the main unit in a vertically rigid connection with it, and which forms a hull part which floats in the water in buoyancy and weight balance with the main unit. In the embodiment according to fig. 1-10, which is a preferred embodiment, the main unit 13 is of the type which comprises a bottom-anchored, central part 15 and a rotatably mounted, outer buoyancy part 16 on this, the central part 15 having one or more continuous passages or conduits (not shown) for taking up risers 8.

I den viste utførelse er oppdriftsdelen 16 en sirkulærsylindrisk del som har en sentral åpning 17 (fig. 6) for opptakelse av den sentrale del 15 som vanligvis betegnes som "dreietårn" eller "turret". Oppdriftsdelen 16 kan være inndelt i et antall vanntette rom. Dreietårnet 15, som kan være utformet på mange forskjellige måter, er forsynt med en passende anordning (ikke vist) for opphenging av stigerørene 8, av hvilke bare ett er vist på fig. 4 mens to er vist på fig. 6. Som antydet på fig. 6, er dreietårnet opplagret ved hjelp av et lager 18 som er beliggende like over vannlinjen 2. In the embodiment shown, the buoyancy part 16 is a circular cylindrical part which has a central opening 17 (Fig. 6) for receiving the central part 15 which is usually referred to as "turret" or "turret". The buoyancy part 16 can be divided into a number of watertight rooms. The turning tower 15, which can be designed in many different ways, is provided with a suitable device (not shown) for suspending the risers 8, of which only one is shown in fig. 4 while two are shown in fig. 6. As indicated in fig. 6, the turret is stored using a bearing 18 which is located just above the waterline 2.

Som videre vist på fig. 4 og 6, er stigerørene ved sin øvre ende tilkoplet til en eller eventuelt flere stengeventiler 19 som er montert på dreietåmets dekk 20. Etter stengeventilene er stigerørene ført sammen og tilkoplet til en svivelanordning 21 som er montert på en øvre del av dreietårnet, nærmere bestemt på et såkalt rørdekk 22. As further shown in fig. 4 and 6, the risers are connected at their upper end to one or possibly more shut-off valves 19 which are mounted on the deck 20 of the turning tower. After the shut-off valves, the risers are brought together and connected to a swivel device 21 which is mounted on an upper part of the turning tower, more precisely on a so-called tubular tire 22.

På oppdriftsdelen 16 er det montert en portalformet støtteanordning 23 (ikke vist på fig. 6) for understøttelse av en første del av rørforbindelsen mellom svivelanordningen 21 og lasteslangen 9. Rørforbindelsen er vist å omfatte en første rørdel 24 som via en stengeventil 25 (utelatt på fig. 6) er forbundet med et stivt lasterør 26 som strekker seg langs haledelen 14 og ved den ytre ende av denne er forbundet med lasteslangen 9 via en forsterket og myk slangedel 27. A portal-shaped support device 23 (not shown in Fig. 6) is mounted on the buoyancy part 16 for supporting a first part of the pipe connection between the swivel device 21 and the loading hose 9. The pipe connection is shown to comprise a first pipe part 24 which via a shut-off valve 25 (omitted on fig. 6) is connected to a rigid loading pipe 26 which extends along the tail part 14 and at the outer end of which is connected to the loading hose 9 via a reinforced and soft hose part 27.

På fig. 4 er det også vist en på haledelen 14 anordnet vinsj 28 for inntrekking av ankerliner via en ledeskive 29 i forbindelse med oppankring av bøyen. Ankerlinene 5 er som vist opphengt ved den nedre, ytre omkretskant av dreietårnet 15. In fig. 4 also shows a winch 28 arranged on the tail part 14 for pulling in anchor lines via a guide disc 29 in connection with anchoring the buoy. The anchor lines 5 are, as shown, suspended at the lower, outer peripheral edge of the turning tower 15.

Haledelen 14 er stivt forbundet med bøyens hovedenhet 13 og er i den viste utførelse en langstrakt del som strekker seg radialt ut fira hovedenheten og som har en bredde som er vesentlig mindre enn bredden av hovedenheten, dvs. dennes ytterdiameter i den viste, sirkulærsylindriske utførelse. Som vist på fig. 3 og 5, er det over haledelen 14, og eventuelt over en del av hovedenheten 13, montert et stort sett rektangulært, forholdsvis lett dekk 30 med en bredde som stort sett svarer til bredden av hovedenheten. Langs hver langsidekant av dekket er det anordnet en nedhengende fenderanordning 31. Dekket er dels understøttet av haledelen 14 og dels av et antall skråstag 32 på hver side av haledelen. The tail part 14 is rigidly connected to the main unit 13 of the buoy and is, in the embodiment shown, an elongated part which extends radially outward from the main unit and which has a width which is significantly smaller than the width of the main unit, i.e. its outer diameter in the circular cylindrical embodiment shown. As shown in fig. 3 and 5, a largely rectangular, relatively light deck 30 with a width that largely corresponds to the width of the main unit is mounted over the tail part 14, and possibly over a part of the main unit 13. A hanging fender device 31 is arranged along each long side edge of the tire. The tire is partly supported by the tail part 14 and partly by a number of inclined struts 32 on each side of the tail part.

Fordelen med at dekket er like bredt som hovedenheten 13 av bøyen 1, er at det da er lettere for en større båt 33 å fortøye langs den ene side 34 av bøyen, slik som vist på fig. 7. Samtidig vil dekket utgjøre en avviser for tankskipet 10, og også virke som fender for den bakre del av bøyeskroget, og som en fender og beskyttelse for lasterøret 26 som er plassert innenfor en sidekant av dekket og delvis under dette, slik det fremgår av fig. 3 og 5. The advantage of the deck being as wide as the main unit 13 of the buoy 1 is that it is then easier for a larger boat 33 to moor along one side 34 of the buoy, as shown in fig. 7. At the same time, the deck will form a deflector for the tanker 10, and also act as a fender for the rear part of the buoy hull, and as a fender and protection for the loading pipe 26 which is placed within a side edge of the deck and partly below it, as is evident from fig. 3 and 5.

Som vist på fig. 3, er lasterøret 26 montert slik at det divergerer sideveis i en valgt vinkel på ca. 20° - 30° med haledelens 14 lengdeakse i retning bakover og bort fra hovedenheten 13. Dette medfører at tilkoplingen mellom røret 26 og slangen 9 er beliggende så langt som mulig ut mot den ene side av bøyen, men likevel innenfor og beskyttet av fenderanordningen 31. As shown in fig. 3, the loading pipe 26 is mounted so that it diverges laterally at a selected angle of approx. 20° - 30° with the longitudinal axis of the tail part 14 in the direction backwards and away from the main unit 13. This means that the connection between the pipe 26 and the hose 9 is located as far as possible towards one side of the buoy, but still within and protected by the fender device 31 .

Bøyens 1 retning blir under lasteoperasjoner i hovedsaken styrt av strekket i trossen 11 som er rettet gjennom sentrum av bøyens dreietårn 15. Fig. 3 viser hvordan bøyen vil orientere seg i forhold til dreietåmets dreiepunkt, nærmere bestemt slik at haledelens 14 lengdeakse vil falle sammen med trosseretningen, og slik at tilkoplingspunktet for slangen 9 vil bli dreid sideveis utover. På grunn av den omtalte skråstilling av lasterøret 26 blir slangen rettet på skrå utover og bort fra tankskipet 10. Dette er et vesentlig og fordelaktig trekk ved bøyekonstruksjonen, idet lasteslangen far en gunstig retning sideveis bort fra trossen 11, slik at avstanden mellom slangen og skipet blir gunstigere. During loading operations, the direction of the buoy 1 is mainly controlled by the tension in the hawser 11 which is directed through the center of the buoy's turret 15. Fig. 3 shows how the buoy will orientate itself in relation to the pivot point of the slewing rope, more precisely so that the longitudinal axis of the tail part 14 will coincide with the rope direction, and so that the connection point for the hose 9 will be turned laterally outwards. Due to the mentioned inclined position of the cargo pipe 26, the hose is directed at an angle outwards and away from the tanker 10. This is an essential and advantageous feature of the buoy construction, as the cargo hose takes a favorable direction laterally away from the hawser 11, so that the distance between the hose and the ship becomes more favorable.

Fig. 8 og 9 viser hvilke krefter som virker på bøyen 1 under en lasteoperasjon. Fig. 8 and 9 show which forces act on buoy 1 during a loading operation.

Som foran nevnt, er tankskipet 10 i sitt baugparti fortøyd til bøyen 1 ved hjelp av trossen 11, slik at skipet "henger" i bøyen på dennes leside." Værretningen", dvs. vind- og strømretningen, er på fig. 8 angitt ved pilen W. Trossen sikrer at bøyen inntar en stabil retning i forhold til skipet ved at den er festet eller ledet gjennom en føring ved bøyens akterkant, slik at det oppnås en momentgivende arm for dreining av bøyen om dreietåmets senterakse. Trossen får dermed en styrende effekt på grunn av den momentgivende arm som er betegnet med Li på fig. 9. Da kraften fra trossen 11 er vesentlig i forhold til kraften fra lasteslangen 9 under en lasteoperasjon, vil bøyen innta en retning som stort sett er styrt av trossens innfestingspunkt og dreietåmets sentrum. I den viste utførelse er begge beliggende i bøyens lengdeakse. As mentioned above, the tanker 10 is moored in its bow section to the buoy 1 by means of the cable 11, so that the ship "hangs" in the buoy on its leeward side. The weather direction, i.e. the wind and current direction, is in fig. 8 indicated by the arrow W. The rope ensures that the buoy takes a stable direction in relation to the ship by being attached or guided through a guide at the stern edge of the buoy, so that a moment-giving arm is obtained for turning the buoy around the center axis of the swivel. The rope thus has a controlling effect due to the moment-giving arm which is denoted by Li in fig. 9. As the force from the rope 11 is significant in relation to the force from the loading hose 9 during a loading operation, the buoy will take a direction which is largely controlled by the rope's attachment point and the center of the swivel. In the embodiment shown, both are located in the longitudinal axis of the buoy.

Som vist på fig. 8, virker trossekraften FH i en retning på skrå oppover som er bestemt av skipets baughøyde HB, trossens innfestingshøyde på bøyens haledel 14, og avstanden L2 mellom skipet og haledelen. Trossekraften kan være opptil 200 - 300 tonn, hvilket er betydelig i forhold til bøyens deplasement, som typisk kan ligge mellom 500 og 1 500 tonn for slike lastebøyer. Det er derfor av betydning at kreftene fra skipet angriper bøyen på en slik måte at det ikke oppstår for store krengende momenter på bøyen. As shown in fig. 8, the rigging force FH acts in an obliquely upward direction which is determined by the ship's bow height HB, the rigging height on the tail part 14 of the buoy, and the distance L2 between the ship and the tail part. The winch force can be up to 200 - 300 tonnes, which is significant in relation to the displacement of the buoy, which can typically be between 500 and 1,500 tonnes for such loading buoys. It is therefore important that the forces from the ship attack the buoy in such a way that excessive heeling moments do not occur on the buoy.

På fig. 8 er forlengelsen av trossekraften FH og strekket fra ankerlinene 5' og 5" på henholdsvis le-siden og lo-siden av bøyen vist med strekpunkterte linjer. Den mest fordelaktige krengingsvinkel for bøyen oppnås når kraftretningene møtes i et felles punkt, slik som på fig. 8. In fig. 8, the extension of the hawser force FH and the tension from the anchor lines 5' and 5" on the lee side and lee side respectively of the buoy are shown with dotted lines. The most advantageous angle of heel for the buoy is achieved when the force directions meet at a common point, as in fig 8.

Det innses av fig. 8 at festepunktet for trossen 11 på haledelen 14 i stedet for på kanten av den sylindriske del 13 gir en mindre momentarm for trossekraften. Det innses videre at det er fordelaktig med innfesting av ankerlinene 5 på et dreietårn med liten diameter, typisk 2 - 6 m, i forhold til innfesting ved den ytre omkrets av en konvensjonell bøye som typisk har en diameter på 12 - 20 m, slik som innledningsvis omtalt. Ved en konvensjonell bøye vil veltemomentene være vesentlige. It is realized from fig. 8 that the attachment point for the rope 11 on the tail part 14 instead of on the edge of the cylindrical part 13 provides a smaller moment arm for the rope force. It is further realized that it is advantageous to attach the anchor lines 5 to a turret with a small diameter, typically 2 - 6 m, compared to attachment at the outer circumference of a conventional buoy which typically has a diameter of 12 - 20 m, such as initially discussed. In the case of a conventional buoy, the overturning moments will be significant.

På grunn av trossekraften vil det i ankerlinen 5" på lo-siden bli indusert en økende kraft som er større enn kraftavlastningen i ankerlinen 5' på le-siden. Dette medfører at bøyen synker noe ned under påvirkningen av trossekraften FH. På fig. 9 er vannlinjearealet for hovedenheten 13 betegnet med Am, mens vannlinjearealet for haledelen 14 er betegnet med AT. Arealet AM er med fordel større enn arealet AT, hvilket medfører at bøyen 1 i hovedsaken synker parallelt med seg selv ved påføring av en vertikal last på bøyen. Due to the hawser force, an increasing force will be induced in the anchor line 5" on the port side, which is greater than the force relief in the anchor line 5' on the lee side. This causes the buoy to sink somewhat under the influence of the hawser force FH. In Fig. 9 the waterline area for the main unit 13 is denoted by Am, while the waterline area for the tail part 14 is denoted by AT. The area AM is advantageously larger than the area AT, which means that the buoy 1 essentially sinks parallel to itself when a vertical load is applied to the buoy.

Vannlinjearealet AT vil i praksis bli styrt av behovet for oppdriftsvolum av haledelen, og dette oppdriftsvolum vil være tilpasset til vekten av haledelen og det på denne anbrakte utstyr. Dette vannlinjeareal vil medføre at bøyen vil bli påvirket av en liten oppadrettet kraft ved en økning av bøyens dypgående. Denne kraft forårsaker en liten trimendring av bøyens fremre parti (dypgåendet øker forut og avtar akterut) ved en øket vertikal last fra ankersystemet. Denne tendens forsterkes av den oppadrettede trossekraft. Det nevnte vannlinjeareal vil virke stabiliserende på bøyen ved et veltemoment fra trossen. The waterline area AT will in practice be governed by the need for buoyancy volume of the tail section, and this buoyancy volume will be adapted to the weight of the tail section and the equipment placed on it. This waterline area will mean that the buoy will be affected by a small upward force when the buoy's draft is increased. This force causes a small trim change of the buoy's front part (the draft increases forward and decreases aft) due to an increased vertical load from the anchor system. This tendency is reinforced by the upward rope force. The aforementioned waterline area will have a stabilizing effect on the buoy in the event of an overturning moment from the hawser.

Den optimale plassering av innfestingspunktet for trossen vil således være avhengig av vannlinjearealet av haledelen. For å kompensere for den lille trimvinkel forover fra haledelen, vil det være fordelaktig med en liten "eksentrisitet" mellom trossekratfretningen og skjæringspunktet mellom ankerlinekreftene, slik at trossekraften vil bidra med et lite akterlig trimmoment. The optimal location of the attachment point for the hawser will thus depend on the waterline area of the tail section. To compensate for the small forward trim angle from the tail section, it would be advantageous to have a small "eccentricity" between the hawser's furrow and the intersection of the anchor line forces, so that the hawser's force would contribute a small aft trim moment.

Slik det vil være klart, vil trossekratfretningen endre seg med økende dypgående av tankskipet etter hvert som det fylles med olje. Den samme trossekraft vil derved gi en trimendring av bøyen etter hvert som skipets oljelast øker. Den gunstigste plassering av innfestingspunktet for trossen vil være et punkt som gir en liten akterlig trim når tankskipet er fullt lastet, og en liten trim av bøyens baug når skipet er i ballast. As will be clear, the mooring line will change with increasing draft of the tanker as it is filled with oil. The same hawsing force will thereby give a trim change of the buoy as the ship's oil load increases. The most favorable location of the attachment point for the hawser will be a point that gives a small aft trim when the tanker is fully loaded, and a small trim of the bow of the buoy when the ship is in ballast.

Fig. 10 viser hvordan bøyen 1 orienterer seg i sjøen i uvirksom tilstand, dvs. når tankskipet 10 er frakoplet og både slangen 9 og trossen 11 flyter passivt med strømmen. Strekket i den flytende lasteslange og strømmens og bølgenes virkning langs sidene av bøyen er da vesentlige for dreining av bøyen med været. Haledelen vil da stille seg i retning med været, og man unngår at trossen og slangen vikler seg rundt bøyen eller inn i hverandre i dårlig vær. En vesentlig årsak til at bøyen inntar den fordelaktige retning med slangens og trossens innfestingspunkter i vær- eller medstrømsretningen, er at trekket i slangen virker langt akterut med en stor momentarm om dreietåmets senterakse. Fig. 10 shows how the buoy 1 orients itself in the sea in an inactive state, i.e. when the tanker 10 is disconnected and both the hose 9 and the rope 11 float passively with the current. The stretch in the floating cargo hose and the effect of the current and the waves along the sides of the buoy are then essential for turning the buoy with the weather. The tail part will then adjust in the direction of the weather, and you avoid that the hawser and the hose get wrapped around the buoy or into each other in bad weather. An important reason why the buoy takes the advantageous direction with the anchoring points of the hose and hawser in the weather or downstream direction is that the pull in the hose acts far aft with a large moment arm about the center axis of the swivel.

En annen virkning som er av betydning for bøyens værdreiende egenskap, er lengden av bøyen, og at haledelen bak hovedenheten av bøyen vil virke som en styrefinne for bøyens orientering. Virkningen er at når bøyen svinger ut, vil strømmen dreie bøyen tilbake i retning med strømmen. Another effect that is important for the buoy's weather-reversing property is the length of the buoy, and that the tail part behind the main unit of the buoy will act as a control fin for the orientation of the buoy. The effect is that when the buoy swings out, the current will turn the buoy back in the direction of the current.

I tillegg til fordelene med hensyn til bøyens retningsstabilitet er bøyens skrogutforming også fordelaktig for bøyens bevegelse og oppførsel når den utsettes for belastninger fra trossen 11. In addition to the advantages with regard to the buoy's directional stability, the buoy's hull design is also beneficial for the buoy's movement and behavior when subjected to loads from the hawser 11.

Prinsippet for skrogets utforming i vannlinjen og under vann er vist på fig. 9, hvor vannlinjearealene AM og At er vist som skraverte felter. Hovedhensikten med den ytre del 16 av bøyens hoveddel 13 er å frembringe oppdrift for å bære strekkreftene fra ankerliner og stigerør, samt vekten av utstyret på denne del av bøyen. Slik det fremgår av fig. 4, vil en stor del av utstyret og den tilsvarende vekt være konsentrert i dette område av bøyen. Det er derfor i dette område det er behov for oppdrift. The principle for the design of the hull in the waterline and underwater is shown in fig. 9, where the waterline areas AM and At are shown as shaded areas. The main purpose of the outer part 16 of the main part 13 of the buoy is to produce buoyancy to carry the tensile forces from anchor lines and risers, as well as the weight of the equipment on this part of the buoy. As can be seen from fig. 4, a large part of the equipment and the corresponding weight will be concentrated in this area of the buoy. It is therefore in this area that buoyancy is needed.

I det viste eksempel har haledelen forholdsvis smalt, rektangulært vannlinjeareal AT. Vannlinjearealet kan selvsagt også ha andre former, og f.eks. være trapesformet eller en kombinasjon av rektangel- og trapesform, eller eventuelt ha delvis buet form. I utførelsen ifølge fig. 3-6 har haledelen tverrspanter med rektangulær form, men de kan alternativt være f.eks. V- eller U-formede. Et V-formet tverrsnitt av undervannsskroget kan benyttes for å redusere oppdriften i området uten å miste for mye vannlinjeareal. Dette kan være en fordel i tilfeller hvor det ikke er behov for store vekter i denne aktre del av bøyen. I andre tilfeller kan det være behov for ekstra oppdrift, slik at det da vil være aktuelt å øke bredden av haledelen i forhold til utførelsen på fig. 5. In the example shown, the tail section has a relatively narrow, rectangular waterline area AT. The waterline area can of course also have other forms, and e.g. be trapezoidal or a combination of rectangular and trapezoidal, or possibly have a partially curved shape. In the embodiment according to fig. 3-6, the tail section has cross-frames with a rectangular shape, but they can alternatively be e.g. V- or U-shaped. A V-shaped cross-section of the underwater hull can be used to reduce buoyancy in the area without losing too much waterline area. This can be an advantage in cases where there is no need for large weights in this aft part of the buoy. In other cases, there may be a need for additional buoyancy, so that it will then be relevant to increase the width of the tail part in relation to the design in fig. 5.

Den foran beskrevne bøyekonstruksjon har en rekke fordeler som kan sammenfattes som følger: <*> Bøyen har et innvendig dreietårn som beskytter bøyen med stigerør og forankringstermineringer mot støt. <*> Alt utstyr er plassert inne på bøyen. Lasterøret (eksportledningen) er anbrakt under det overhengende dekk, slik at den stive rørdel også er beskyttet mot vekselvirkning med The buoy construction described above has a number of advantages which can be summarized as follows: <*> The buoy has an internal turret which protects the buoy with risers and anchoring terminations against impacts. <*> All equipment is placed inside the buoy. The cargo pipe (export line) is placed under the overhanging deck, so that the rigid pipe part is also protected against interaction with

tankskipet. the tanker.

<*> Bøyen har en utstrekning som tillater at utstyr, så som kabinett for kontrollsystem og vinsjer, kan anbringes utenfor soneklassifiserte områder (i motsetning til en standardbøye <*> The buoy has an extension that allows equipment, such as control system enclosures and winches, to be located outside zoned areas (unlike a standard buoy

hvor eksportsystemet vil sveipe over hele dekkets omkrets). where the export system will sweep over the tire's entire circumference).

<*> Lengden av bøyens haledel gir et fordelaktig vektordiagram for fortøyningskreftene, slik at trimvinkelendringene ved en trossekratfendring blir minimale. <*> Haledelen har en viss utstrekning og bredde, slik at det oppnås en balanse med hensyn til vekt og oppdrift også i bøyens lengderetning. <*> Dreietårnet er anbrakt sentralt i oppdriftsdelen slik at de store vertikale krefter fra forankring og stigerør angriper i sentrum, uten å forårsake noen trimvinkel eller <*> The length of the buoy's tail section provides an advantageous vector diagram for the mooring forces, so that the trim angle changes in the event of a hawser change are minimal. <*> The tail part has a certain extent and width, so that a balance is achieved with respect to weight and buoyancy also in the longitudinal direction of the buoy. <*> The turret is placed centrally in the buoyancy section so that the large vertical forces from anchoring and risers attack in the centre, without causing any trim angle or

momenter i skrogbjelken. moments in the hull beam.

<*> Haledelen med sin utstrekning i lengderetningen sørger for at bøyen oppnår en værehaneeffekt også når bøyen er uvirksom, dvs. når tankskipet er frakoplet og <*> The tail part with its lengthwise extension ensures that the buoy achieves a weathercock effect even when the buoy is inactive, i.e. when the tanker is disconnected and

lasteslangen flyter i sjøen nedstrøms av bøyen. the cargo hose floats in the sea downstream of the buoy.

<*> Bøyens utstrekning gir gode fortøyningsmuligheter for forholdsvis store båter, med en landingsplattform med en lengde på 15 - 20 m, i motsetning til landingsplattformer med <*> The extent of the buoy provides good mooring opportunities for relatively large boats, with a landing platform with a length of 15 - 20 m, in contrast to landing platforms with

en lengde på 3 - 4 m for en standardbøye. a length of 3 - 4 m for a standard buoy.

<*> Med dreietårnet innebygget vil det høyeste punkt på bøyen være naturlig jordet til skroget og vannet, slik at lyn blir ledet forbi dreietårnlager og svivel uten kostbare børstesystemer. <*> With the turret built in, the highest point on the buoy will be naturally grounded to the hull and the water, so that lightning is guided past the turret bearing and swivel without expensive brush systems.

Fig. 11 og 12 viser skjematiske riss av en alternativ utførelse av bøyen ifølge oppfinnelsen. Denne bøye 35 omfatter en hovedenhet i form av et oppdriftslegeme 36 som i denne utførelse er vist å være sirkulærsylindrisk, og hvor et antall ankerliner 5 er festet ved legemets ytre omkrets. Dreietårnet i den foran beskrevne utførelse er sløyfet, og er erstattet av et lager 37 for et dreiebord 38. Dreiebordet er stivt forbundet med en haledel 39, og på dreiebordet og haledelen er det montert et dekk 40 som svarer til dekket 30 i den foregående utførelse. En lasteslange og en trosse (ikke vist) vil være tilkoplet til haledelen 39, på tilsvarende måte som i utførelsen ifølge fig. 1-10. Fig. 11 and 12 show schematic drawings of an alternative embodiment of the buoy according to the invention. This buoy 35 comprises a main unit in the form of a buoyancy body 36 which in this embodiment is shown to be circular-cylindrical, and where a number of anchor lines 5 are attached to the body's outer circumference. The turntable in the previously described embodiment is looped, and is replaced by a bearing 37 for a turntable 38. The turntable is rigidly connected to a tail part 39, and on the turntable and the tail part a tire 40 is mounted which corresponds to the tire 30 in the previous embodiment . A loading hose and a cable (not shown) will be connected to the tail part 39, in a similar way as in the embodiment according to fig. 1-10.

Forholdet mellom oppdriften av hoveddelen 36 og haledelen 39 er som for den foran beskrevne utførelse, og oppdriften av haledelen er tilpasset til den last som skal plasseres på dekket. Videre er lengden av haledelen tilpasset behovene for å minimere krengingskrefter fra trossen på bøyen, i overensstemmelse med de prinsipper som er omtalt foran, og også i overensstemmelse med de foran omtalte værehanepirnsipper. The relationship between the buoyancy of the main part 36 and the tail part 39 is as for the embodiment described above, and the buoyancy of the tail part is adapted to the load to be placed on the deck. Furthermore, the length of the tail part is adapted to the needs to minimize heeling forces from the hawser on the buoy, in accordance with the principles discussed above, and also in accordance with the above-mentioned cockerel tips.

Denne utførelse av bøyen har et dreiebord 38 som på grunn av mindre vekt vil dreie lettere ved endringer i værretninger enn den foran beskrevne bøye. Dreietårnbøyen vil imidlertid ha et lager som er mer beskyttet mot støtbelastninger fra tankskipet mot bøyen, og mot utmattingskrefter fra bøyen, som følge av høyfrekvente, bøyeinduserte laster som virker i trossen mellom bøyen og tankskipet. This version of the buoy has a turntable 38 which, due to less weight, will turn more easily when the weather changes than the buoy described above. The turret buoy will, however, have a bearing that is more protected against shock loads from the tanker against the buoy, and against fatigue forces from the buoy, as a result of high-frequency, buoy-induced loads acting in the catenary between the buoy and the tanker.

Når det gjelder haleenden 39, kan denne ha forskjellige alternative geometrier, sett ovenfra. Den kan for eksempel være trapesformet, med økende bredde i bakoverretningen. Fordelen med en slik form er at den gir litt ekstra hydrodynamisk motstand ved den bakre ende, noe som er gunstig for værhanevirkning. Dessuten bidrar vannlinjearealet til en større motstand mot trimendringer av bøyen som følge av en trimmende kraft (krenging i lengderetningen) fra f.eks. trossen. En annen mulig haleform er en bakover tilspisset form som sammen med bøyens hovedenhet gir en strømlinjeformet dråpeform med gunstige strømningsforhold. Haledelen kan også ha sylinder- eller ellipseform, eller hvilken som helst form bare den bidrar til oppdrift for å bære bøyens last, eller til å oppnå de ønskede værhaneegenskaper for bøyen. As for the tail end 39, this can have various alternative geometries, seen from above. It can, for example, be trapezoidal, with increasing width towards the rear. The advantage of such a shape is that it provides a little extra hydrodynamic resistance at the rear end, which is beneficial for weather vanes. In addition, the waterline area contributes to a greater resistance to trim changes of the buoy as a result of a trimming force (rolling in the longitudinal direction) from e.g. the spite. Another possible tail shape is a backward tapered shape which, together with the main body of the buoy, gives a streamlined drop shape with favorable flow conditions. The tail part can also be cylindrical or elliptical, or any shape as long as it contributes to buoyancy to carry the buoy's load, or to achieve the desired weather vane properties for the buoy.

Fig. 13 viser et mer detaljert perspektivriss av en bøye 1 av den type som er vist på fig. 1-10. På figuren er det benyttet tilsvarende henvisningstall som de som er benyttet på fig. 1-10. Fig. 13 shows a more detailed perspective view of a buoy 1 of the type shown in fig. 1-10. In the figure, corresponding reference numbers have been used as those used in fig. 1-10.

På samme måte som vist på fig. 7, kan et hjelpefartøy 33 ligge fortøyd i bøyens lengderetning langs siden 34 av dekket 30, for å bringe deler og utstyr mellom lastebøyen og fartøyet, via en løfteinnretning (ikke vist) som er forskyvbar langs en kranbane 41 som er montert på bøyens hovedenhet 13. Denne kranbane strekker seg over hele hovedenheten og frem til et nedleggingsområde 42 på dekket 30. In the same way as shown in fig. 7, an auxiliary vessel 33 can lie moored in the longitudinal direction of the buoy along the side 34 of the deck 30, to bring parts and equipment between the loading buoy and the vessel, via a lifting device (not shown) which is displaceable along a crane track 41 which is mounted on the main unit 13 of the buoy This crane path extends over the entire main unit and up to a lay-down area 42 on the deck 30.

Den viste kran 28 kan benyttes til å trekke inn ankerlinene 5 over ledeskiven 29 uten at bøyen trenger å dreies for å håndtere de enkelte liner. The crane 28 shown can be used to draw in the anchor lines 5 over the guide disc 29 without the buoy needing to be turned to handle the individual lines.

I utførelsen på fig. 13 har haledelen 14 som vist et fremre parti som har et trapesformet vannlinjeareal, og et bakre rektangulært parti. Denne utforming er fordelaktig med hensyn til byggeomkostninger. In the embodiment in fig. 13, the tail part 14 as shown has a front part which has a trapezoidal waterline area, and a rear rectangular part. This design is advantageous with regard to construction costs.

Claims

1. Cargo buoy for the transfer of hydrocarbon fluids to a floating vessel (10) via a cargo hose (9) floating in the sea, comprising a bottom-anchored main unit (13) which has one or more through passages for connecting a riser (8) to a swivel device ( 21) for fluid transfer via a pipe connection (26) to the loading hose, characterized in that it comprises a tail part (14; 39) which projects laterally outwards from the main unit (13; 36) in a vertically rigid connection with this, the tail part (14; 39) constitutes a hull part which, when in use, floats in the water in operational equilibrium with the main unit and extends in the direction of the vessel in question, the tail part (14; 39) being provided with a connection point for a cable (11) for mooring the vessel (10) to the buoy (1; 35), which connection point is arranged at the outer end of the tail section and is placed at such a height on the tail section (14) that forces from the hawser (11) during operation exert an insignificant heeling force on the buoy (1).

2. Cargo buoy according to claim 1, characterized in that said pipe connection (26) extends along the tail part (14; 39) and is designed for connection to the loading hose (9) at the outer end of the tail part at a distance from the main unit.

3. Cargo buoy according to claim 1 or 2, characterized in that the main unit (13) is of the type that comprises a bottom-anchored, central part (15) and a rotatably mounted outer buoyancy part (16), the central part (15) they include continuous passages for risers (8), and that the tail part (14) is rigidly connected to the buoyancy part (16).

4. Cargo buoy according to claim 1 or 2, characterized in that the main unit (36) is provided on its upper side with a storage device (37) for storing a turntable (38) which is rigidly connected to the tail part (39).

5. Cargo buoy according to one of claims 1-4, characterized in that the tail part (14; 39) constitutes an elongated part that extends radially from the main unit (13; 36), and which has a width that is significantly smaller than the width of the main unit .

6. Cargo buoy according to claim 3, characterized in that the tail part (14) has a rectangular or trapezoidal waterline area, or a combination of these.

7. Cargo buoy according to claim 3 or 6, characterized in that the tail part (14) is rectangular, V-shaped or U-shaped in cross-section.

8. Cargo buoy according to one of the preceding claims, characterized in that a tire (30; 40) with a width that largely corresponds to the width of the main unit (13; 36) is mounted above the tail part (14; 39).

9. Cargo buoy according to claim 2, characterized in that the aforementioned pipe connection (26) comprises a rigid cargo pipe which is mounted on the tail part (14) so that it diverges laterally at a selected angle with the longitudinal axis of the tail part (14) in a direction away from the main unit (13 ).

10. Cargo buoy according to claim 8, characterized in that fender devices (31) are mounted on at least one long side (34) of the tire (30) to protect the buoy and its equipment against external influences.