NO322676B1 - Anordning for posisjonering, lofting og handtering av en marin konstruksjon, saerlig et plattformunderstell - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for posisjonering, løfting

og håndtering av marine konstruksjoner, særlig et plattformunderstell, ved hjelp av et løftefartøy som i hvert fall delvis omslutter den marine konstruksjonen og dermed danner et løfteområde som den marine konstruksjonen kan posisjoneres i.

I forbindelse med offshore-aktiviteter stik som olje- og gassutvinning er det vanlig å installere plattformer på feltet. Disse plattformene består ofte av store og tunge understellskonstruksjoner som er fastgjort i havbunnen. En slik understells-konstruksjon er vanligvis en såkalt "jacket" som er en fagverkskonstruksjon i. stål. På toppen av for eksempel jacketkonstruksjonen er det vanlig å plassere et plattformdekk, som benyttes i forbindelse med boring og produksjon. Dekket innbefat-ter ofte også et boligkvarter.

For å frakte og installere plattformunderstell og plattformdekk av den ovenfor beskrevne type har det vært benyttet for eksempel lektere som transporterer understellet og plattformdekket ut på feltet og store kranskip har vært benyttet ved installasjon av plattformen på feltet.

Det har også vært benyttet ballasterbare fartøy for å transportere og installere plattformer offshore.

Det er i dag et stort antall av plattformer til havs som er installert for å utvin-ne olje og gass. Etter som olje- og/eller gassreservoarene på et felt er oppbrukt, vil plattformens levetid ofte være over, og i mange tilfeller vil det derfor være aktuelt å fjerne plattformen.

Noen plattformer er allerede fjernet, og dette vil i økende grad fortsette i de nærmeste årene.

Den tradisjonelle måten å fjerne en plattform på er å benytte store, hav-gående kranfartøyer. Dekket må prepareres grundig, og den må blant annet deles opp i biter da selv store løftefartøy har begrenset løftekapasitet. Tilsvarende er til-felle for plattformunderstellet (jacketen).

Disse operasjoner er tidkrevende og kostbare, både fordi kranfartøyene er store, dyre og krever høy bemanning, og fordi det er komplisert å jobbe offshore med å dele opp en plattform. Dette er heller ikke en risikofri operasjon.

I den senere tid har det kommet ny teknologi som kan betegnes som "sing-le lift technology". Denne teknologien vil gi store besparelser med hensyn til kost-nader, og den vil også være mindre risikofylt enn nåværende fremgangsmåter.

WO 99/13164 A1 omhandler en anordning for løfting av marine konstruksjoner. Anordningen omfatter to separate flytelegemer som anordnes på hver side av en marin konstruksjon, for eksempel en jacket, og omfatter løfteinnretninger som er montert på vogner som løper på skinner anordnet på bjelker på hver side av den marine konstruksjon. Løfteoperasjonen skjer ved at flytelegemene vinsjes mot hverandre.

US 2 384 580 omhandler en anordning for heving av sunkne skip og omfatter to fartøyskrog som er forbundet med hverandre slik at det dannes et dokkom-råde mellom dem, idet det på hvert av fartøyene er anordnet flere løfteinnretninger som er fast festet til fartøyskrogene.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å kunne gjennomføre en fjemingsoperasjon av en plattform på en hurtig og kostnadseffektiv måte uten å måtte dele opp dekket eventuelt understellet i biter. Fjerningsoperasjonen skai også utføres på en trygg måte hvor sikkerheten til operatørene skal ivaretas på best mulig måte.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er at løfte- og håndte-ringsutstyret skal være mest mulig fleksibelt, slik at det kan tilpasses forskjellige plattformdekkbredder. Videre skal utstyret kunne benyttes til å løfte og håndtere jacketer av forskjellig størrelse. Anordningen i henhold til oppfinnelsen skai kunne benyttes i forbindelse med et fartøy, en såkalt "flerformålsenhet" (engelsk Multi Purpose Unit, MPU), som også skal kunne frakte for eksempel plattformdekket til land, for så overføre dekket til en lekter innaskjærs, eventuelt en pir som er tilpasset fartøyet.

Et ytterligere formål med anordningen er at den også skal kunne anvendes til installasjon av plattformer, som i hovedtrekk er det omvendte av fjerning. Videre skal anordningen kunne anvendes ved en rekke andre formål der stor bæreevne er påkrevet.

Oppfinnelsens formål oppnås ved hjelp av en anordning av ovennevnte slag, idet anordningen er særpreget ved de trekk som er angitt i den karakteriser-ende delen av krav 1. Ytterligere fordelaktige trekk og utførelser er angitt i de uselvstendige krav.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvis-ning til de vedføyde figurene, der

Fig. 1 viser en oversiktsskisse av en utførelse av et løftefartøy ifølge foreliggende oppfinnelse, bestående av et flytende betongskrog med et U-formet pongtongfundament 2, søyler 5, en brem 3 langs nedre kant av pongtongen som forbedrer fartøyets stabilitet, et antall jekker og vaiere som skal heise et understell i forhold til løftefartøyet, Fig. 2 viser en detalj fra fig. 1, nærmere bestemt en utførelse av inn-festingen av en stålkonstruksjon som danner en krybbe for jekkene, Fig. 3 viser en oversiktsskisse av en annen utførelse av et løftefartøy ifølge foreliggende oppfinnelse, der de fremre festeanordninger for jekkene/vaierne er festet på en noe annen måte, idet løftefartøyet også vises under en løfteoperasjon av en jacket, Fig. 4 viser en detalj fra fig. 3, nærmere bestemt en annen utførelse av inn-festingen av en stålkonstruksjon som danner en krybbe for jekkene, Fig. 5 viser en foretrukket utførelse av A-rammer, der A-rammene også bærer jekker og vaiere og er forskyvbare for å kunne tilpasses størrelsen til gjen-standen som skal løftes, og Fig. 6 viser løftefartøyets stålkonstruksjoner ovenfra, idet vaierne er festet til en jacket og løfteoperasjonen er i gang.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse skal nå forklares i forbindelse med et kranfartøy som er beskyttet gjennom norsk patentsøknad nr. 1999 2759

(patent nr. 315.111) tilhørende søkeren av foreliggende oppfinnelse. Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er derfor beskrevet i forbindelse med dette kranfar-tøyet, men det skal imidlertid forstås at anordningen kan brukes i forbindelse med andre kranfartøy og annet utstyr.

Et løftefartøy 1 (MPU) er utviklet som et flytende betongskrog med et U-formet pongtongfundament 2 bestående av to langsgående pongtonger 2a, 2b samt en tverrpongtong 2c, og med søyler 5 gjennom vannlinjen for hydrostatisk stabilitet og optimal oppførsel i sjøen. Søylene 5 er ikke strukturelt forbundet i toppen, noe som muliggjøres av en stiv og robust skrogkonstruksjon. En brem 3 langs nedre kant av pongtongen forbedrer ytterligere fartøyets oppførsel i sjøen. Fartøyet 1 er spesielt utviklet for operasjon til havs. Den U-formede pongtongen 2a, 2b, 2c gjør at fartøyet 1 kan posisjoneres inn rundt en plattform for installasjon eller løft av plattformdekk eventuelt løft av bærestrukturen. Løfting av plattformdekk foregår etter Arkimedes' prinsipp ved ballåstering/deballastering av fartøyet 1. Løfting foregår i hovedsak vertikalt, men fartøyet 1 kan også skråstilles/tiltes noe for å tilpasses spesielle løfteoperasjoner. Løfting av understell foregår ved at man bruker jekker og vaiere og heiser understellet relativt i forhold til løftefartøyet. Man kan kombinere jekking med ballastering/deballastering for optimalisering av operasjo-nen.

Posisjonering av fartøyet 1 er i første rekke tenkt kan foregå ved hjelp av slepebåter eller ved hjelp av egne trustere 6 installert om bord. Tauing til og fra feltet kan skje ved hjelp av taubåter, men det er også mulighet for å utnytte trust-erne slik for at fartøyet skal kunne blir "selvgående". Fartøyet 1 er konstruert for å kunne utføre operasjoner i alle havområder i verden. For å lette frakt fra et havom-råde til et annet er fartøyet konstruert for frakt på tungløftskip.

Fartøyet 1 er utrustet med anordninger som er tilpasset de operasjoner som fartøyet er tiltenkt å utføre. Som eksempel på operasjoner kan nevnes installasjon og fjerning av plattformer (understell og dekk) for olje og gassindustrien.

Installasjon og fjerning av plattformunderstell 7 er som nevnt ovenfor et aktuelt operasjonsområde for fartøyet. Fartøyet 1 skal nå først forklares i forbindelse med denne type operasjon, og nærmere bestemt i forbindelse med håndtering av fagverksplattformer 7 (engelsk: jackets). Fagverksplattformer 7 av stål brukes i olje og gassindustrien over hele verden som understell for produksjon av olje og gass til havs. Man kan også tenke seg andre sammenhenger der en jacket-konstruksjon kan være hensiktsmessig å bruke som en bærestruktur. Det vil i fremtiden være et marked for både installasjon og fjerning av jacketkonstruksjoner. Neden-for er det beskrevet operasjoner vedrørende fjerning av en jacket. For installasjon gjøres operasjonene i hovedsak i omvendt rekkefølge.

Plattformdekk finnes i mange forskjellige størrelser og for å kunne være i stand til å løfte alle typer må løfteinnretningene være store, sterke og fleksible eventuelt justerbare, det stilles krav til utformingen for å komme i posisjon rundt bærekonstruksjonen som bærer dekket.

I forbindelse med fjerning av plattformunderstell, såkalte jackets, har det blitt utviklet ét løftesystem som består av jekker 8 og vaiere 9 som er festet til MPU-fartøyet og kan opereres fra fartøyets kontrollrom. Det forstås at prinsippene kan også anvendes i forbindelse med andre løftefartøysystemer, for eksempel to skip eller lektere som posisjoneres på hver side av understellet som skal løftes eller andre tilsvarende systemer. Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse består av følgende komponenter: Stålskinner 10a, b festet til topp-platen 11 på begge sidepongtongene 2a, b. To skinner 10a, b på hver av pongtongene 2a, b.

A-rammer 12 i stål som sveises til stålskinnene 10a, b omtalt over. Antall A-rammer og plassering av disse tilpasses hvert enkelt løfteoppdrag. A-rammene 12 kan vinkles for å tilpasses nesten enhver posisjon av løftepunkt innen et løfteom-råde 13. Også festene 14 på fremre søyler 15 kan vinkles om vertikal akse 16. Man finner rett vinkling og sveiser deretter fast til stålskinne 17 på topp av under-støttende betongbrakett.

Betongkonsoll 18 støpt til fremre søyler 15 på MPU.

Stålkonstruksjoner 19 understøttet av betongkonsoller 18 og festet til søyle-vegg via innstøpningsplater. Stålkonstruksjonen 19 er utformet slik at krybber 20 kan rotere om vertikal akse 16 og tilpasses den vinkel som er nødvendig for å tref-fe fremre løftepunkter på understellet. Før avløft låses konstruksjonene i ønsket posisjon.

Krybber 20 i stål for montering av jekker 8. Krybbene 20 er festet til A-rammene 12 på topp av pongtongene 2a, b, og til stålkonstruksjonene 19 festet på fremre søyler 15. Krybbene 20 er hengslet slik at de er fri til å rotere om vertikal akse 16 samt en horisontal akse.

Vaiere 9 som går gjennom jekkene 8 og ned til festepunkter 21 på plattformunderstellet 7.

I tillegg finnes det tromler (ikke vist) over jekkene 8, hvor vaiere 9 kveiles opp slik at vaiere ikke slenger rundt. Diverse instrumentering sørger for riktig last-opptak og kontrollerer at systemet virker som det skal.

Før fjerning av understell festes klamper på hovedbeina til jacketen 7 ved hjelp av fjernstyrt undervannsfartøy (ROV). Klampene har festepunkter 23 for jek-kevaiere 9. Og selve sammenkoblingen mellom klampene og vaier 9 utføres også av undervannsfartøyet. Etter at vaiere 9 er festet strammes vaiere og løftingen av understellet kan starte. Understellet 7 løftes opp gjennom løfteområdet 13 til MPU slik at man får en akseptabel dypgang for transport til land. Før transporten star-ter, festes understellet 7 til MPU ved hjelp av transportsikringer.

Dette nye utstyret består av jekker 8 (såkalte "strand jacks") festet på minst fire stålrammer, hvorav minst to A-rammer 12 som kan skyves langsetter pongtongene 2a, b og de andre to er faste rammer festet mot hver sin søyle 15. Det kan være én eller flere jekker 8 pr. ramme 12. Fra jekkene 8 går det vaiere 9 ned i løfteområdet 13 som kan festes til jacket-bena undervann. De flyttbare A-rammene 12 gjør at posisjonen av jekkene 8 kan tilpasses størrelsen på jacket 7 som skal løftes. Selve avløftet av understellet 7 kan for eksempel utføres ved hjelp av den kraftige løfterammen som er patentert før. Etter avløft kan man ved hjelp av jekkene 8 jekke understellet 7 opp i løfteområdet 13 og hvis geometrien tillater kan understellet 7 løftes helt fri av vannet. Dette muliggjør transport av understell 7 inn på grunt vann for avlevering ved kai eller på lekter. For store jackets 7 som ikke kan løftes ut av vannet kan man gå inn i en fjord og sette fra seg understellet på et planert område under vann for videre opphugging ved hjelp av mer konvensjonelt utstyr.

Antallet A-rammer 12 kan tilpasses applikasjonen. Det kan tankes at man anvender for eksempel tolv A-rammer (seks stykker anordnet i par langs hver pongtong) for en stor 8-legs eller 12-legs jacket. I tillegg kommer løfteanordning-ene festet på de fremre søyler.

Det nye utstyret gjør det også mulig å ta understell og topside i en "go". Man kan da benytte jekkene til å senke ned jacket etter at forbindelse mellom topside og jacket er kuttet. Etter at topside er overført til en lekter kan så jacket jek-kes opp igjen og avhendes som beskrevet over. I denne forbindelse kan man bruke foreliggende jekkesystem i kombinasjon med løfterammer.

Claims (6)

1. Anordning for posisjonering, løfting og håndtering av en marin konstruksjon, særlig et plattformunderstell (7), ved hjelp av et eller flere løftefartøy (1) som i hvert fall delvis omslutter den marine konstruksjonen (7) og dermed danner et løf-teområde (13) som den marine konstruksjonen (7) kan posisjoneres i, der anordningen omfatter minst fire jekker (8) som er festet til festepunkter (20) på løftefar-tøyet (1), hvorav minst to av festepunktene (20) er hovedsakelig horisontalt forskyvbare på skinner (10a, b) hver side av løfteområdet (13) og de to andre festepunktene er fast anordnet på hver side av løfteområdet, idet det mellom den marine konstruksjonen (7) og jekkene (8) kan anordnes vaiere (9) som jekkene (8) kan dra i for å løfte den marine konstruksjonen (7), karakterisert ved at de hovedsakelig horisontalt forskyvbare festepunktene (20) på hver side av løfteområdet (13) omfatter rammer (12) som er ført i spor eller skinner (10a, b) på løftefartøyet (1) på hver sin side av løfteområdet (13), der rammene (12) er innrettet til å kunne vinkles innover mot løfteområdet (13) som den marine konstruksjonen (7) er posisjonert i, idet rammene (12) videre er innrettet til å bli festet fast til løftefartøyet (1) når de riktige horisontale posisjo-ner og vinklinger er funnet i forhold til den marine konstruksjonens (7) geometri.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rammene (12) utgjøres av A-f ormede rammer.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at antallet rammer (12) og plassering av disse tilpasses hvert enkelt løfteoppdrag.

4. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at rammene (12) kan sveises fast til løftefartøyet (1) når riktig løfteposisjon er funnet i forhold til den marine konstruksjonen (7) som skal løftes.

5. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at de minst fire festepunktene (20) mellom seg danner et rektangel som helt eller delvis dekker løfteområdet (13).

6. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at jekkene (8) som sitter på festepunktene (20) kan vinkles om en vertikal akse (8), idet jekkene (8) sveises fast til en stålkonstruksjon (19) på toppen av en understøttende brakett (18) ved de faste festepunkter (20) når den rette vinkel er funnet.