NO336895B1 - Utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy - Google Patents

Abstract

Et utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy som omfatter et fortøyningsbøyeelement og en dreiesylinderstruktur montert i en dekksåpning i fartøyet. Bøyeelementet er forankret til sjøbunnen og har et flertall passasjer som hver er forberedt for mottak av stigerør. Dreiesylinderstrukturen har en dokkingsenhet for mottak av bøyeelementet og en låseanordning for å holde fast bøyeelementet i dokkingsenheten. Dreiesylinderstrukturen inneholder et flertall rør som kan kobles til stigerør som er innmonterte i passasjer i bøyeelementet, og dreiesylinderstrukturen er rotérbart understøttet i dekksåpningen i fartøyet via minst en roterende lagersammenstilling som befinner seg over havnivå. Bøyeelementet er utstyrt med en konisk ytre innfatning og dokkingsenheten i dreiesylinderen har en konisk form som tilsvarer bøyeelementets koniske ytre innfatning. Dreiesylinderstrukturen har en dreieskive med rørene som skal kobles til stigerørene. Dreieskiva understøttes av lagersammenstillingen på en måte som muliggjør rotasjon i forhold til dreiesylinderstrukturen slik at rørene kan innrettes etter stigerørene når bøyeelementet mottas og låses fast i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen. I tillegg eller som et alternativ kan hvert rør omfatte en nedre del som kan beveges i forhold til dreiesylinderstrukturen for å innrette den nedre delen til det tilsvarende stigerøret.

Description

Utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy

Oppfinnelsen vedrører et utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy, som omfatter et fortøyningsbøyeelement og en dreiesylinder("turret")-struktur montert i en åpning i dekket på fartøyet, hvor fortøyningsbøyeelementet er forankret til sjøbunnen og er utstyrt med et flertall passasjer som hver er tilpasset for mottak av et stigerør, hvor dreiesylinderstrukturen har en dokkingsenhet ("receptacle") for mottak av bøyeelementet og en låseanordning for å låse fast bøyeelementet i dokkingsenheten, hvor dreiesylinderstrukturen har plass til et flertall rør for kobling til stigerør installert i passasjene i bøyeelementet, og hvor dreiesylinderstrukturen er rotérbart understøttet i dekksåpningen på fartøyet ved hjelp av minst en lagersammenstilling montert over havnivå.

Et utkoblbart fortøyningssystem av denne typen er vist i GB-A-2 285 028.1 dette kjente fortøyningssystemet er fortøyningsbøyeelementet utstyrt med et sentreringsfremspring som kan mottas i en mottaksåpning i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen. Denne løsningen krever en relativt nøyaktig for-posisjonering av bøyeelementet og dokkingsenheten ved en forankrings- eller kobleoperasjon. Dessuten vil rørene i dreiesylinderen måtte innrettes på linje med stigerørene i bøyeelementet før låsing av bøyeelementet i dokkingsenheten. Rørene er terminert i dokkingsenheten med bevegelige muffer som kan trekkes inn i dokkingsenheten for å beskytte tetningsringene ved til- eller frakobling av bøyeelementet. De bevegelige muffene må være tette i forhold til de faste rørene; dermed skapes en mer kompleks og sårbar struktur.

I det utkoblbare fortøyningssystemet som er omtalt i GB-A-2 285 028, befinner dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet seg på nivå med fartøyets kjøl, hvor alle inngrepsflater til rørene, dokkingsenhet, stigerør og bøyeelement befinner seg utenfor dreiesylinderstrukturen. Kontroll av inngrepsflatene og tetningene er umulig når bøyeelementet befinner seg i sin posisjon i dokkingsenheten.

EP0399719A og WO02/068259A beskriver løsninger for kobling og fortøyning.

US-A-4 604 961 viser et utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy, hvor bøyeelementet er utstyrt med en konisk ytre innfatning som mottas i et dreiesylinder med en tilsvarende konisk form. Dette kjente fortøyningssystemet tillater bare tilkobling av ett sentralt stigerør med ett sentralt rør montert i dekksåpningen på fartøyet. Opplagringen som rotérbart bærer dreiesylinderen i dekksåpningen befinner seg under sjøoverflata. Videre understøtter bøyeelementet låseanordningen for å låse bøyeelementet fast i dokkingsenheten. Dermed vil opplagringen og låseanordningen med sin operative mekanisme være kontinuerlig utsatt for sjøvannsmiljøet.

Målet med oppfinnelsen er å frembringe et forbedret utkoblbart fortøyningssystem av den type som er omtalt ovenfor.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy, omfattende et fortøyningsbøyeelement og en dreiesylinderstruktur montert i en dekksåpning i fartøyet, kjennetegnet ved trekk angitt i det vedfølgende patentkrav 1.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses utkoblbare fortøyningssystem ifølge patentkrav 1 fremgår av de vedfølgende patentkravene 2-17.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en dreiesylinderstruktur for anvendelse i det utkoblbare fortøyningssystemet ifølge hvilket som helst av de patentkravene 1-17, kjennetegnet ved trekk angitt i det vedfølgende patentkrav 18.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et bøyeelement for anvendelse i det utkoblbare fortøyningssystemet ifølge hvilket som helst av patentkravene 1-17, kjennetegnet ved trekk angitt i det vedfølgende patentkrav 19.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et fartøy som omfatter en dreiesylinderstruktur ifølge patentkrav 18, kjennetegnet ved trekk angitt i det vedfølgende patentkrav 20.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å koble et fartøy til et fortøyningsbøyeelement, hvor fartøyet omfatter en dreiesylinderstruktur med en dokkingsenhet for mottak av bøyeelementet og en låseanordning for å låse bøyeelementet til dokkingsenheten, kjennetegnet ved trekk angitt i det vedfølgende patentkrav 21.

Trekk ved utførelser av foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte for å koble et fartøy til et fortøyningsbøyeelement ifølge patentkrav 21 fremgår av de vedfølgende patentkravene 22 og 23.

Ifølge oppfinnelsens utkoblbare fortøyningssystem er bøyeelementet utstyrt med en konisk formet ytre innfatning og dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet har en konisk form som samsvarer med bøyeelementets koniske ytre form, i det dreiesylinderstrukturen omfatter en dreieskive som bærer rørene som skal kobles til stigerørene, hvor dreieskiva understøttes av lagersammenstillingen på en måte som tillater rotasjon i forhold til dreiesylinderstrukturen for å innrette rørene med stigerørene når bøyeelementet er mottatt og låst i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen.

På denne måten oppnås et utkoblbart fortøyningssystem, hvor fortøyningsoperasjonen er relativt enkel fordi bøyeelementets ytre koniske innfatning muliggjør en enkel, gradvis plassering av bøyeelementet i den koniske utformede dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen. Siden dreieskiva bærer rørene, kan bøyeelementet låses i dokkingsenheten og rørene kan innrettes mot stigerørene ved dreining av dreieskiva. Med det utkoblbare fortøyningssystemet vil fartøyets fortøyning til bøyeelementet bare ta en begrenset tid.

I henhold til oppfinnelsen vil hvert rør kunne omfatte en nedre del som kan beveges i forhold til dreiesylinderstrukturen for å innrette den nedre delen til det tilsvarende stigerøret. Denne utførelsen gjør det mulig å kompensere for mulige tillatte avvik mellom rørene og stigerørene i pitch og radial posisjon. Alternativt kan denne utførelsen brukes uten en rotérbar dreieskive. I så tilfelle må det foretas en grov forhåndsposisjonering av dreiesylinderstrukturen og dreieskiven i forhold til bøyeelementet. Nøyaktigheten av forhåndsposisjoneringen vil avhenge av hvilket bevegelsesområde rørene har i forhold til stigerørene.

I henhold til en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen omfatter bøyeelementet en øvre ende med en ringformet låseskulder tilpasset til å samvirke med låseanordningen i dreiesylinderen, hvor låseanordningen omfatter et flertall låsefingre som er fordelt rundt den ringformede låseskulderen, og der hver låsefinger kan beveges ved hjelp av en hydraulisk drivmekanisme mellom en låsestilling ved inngrep med den ringformede låseskulderen og en hvilestilling hvor den ringformede låseskulderen kan passere forbi låsefingrene, hvor nevnte drivmekanisme med fordel er montert i dreiesylinderstrukturen. På denne måten vil den hydrauliske drivmekanismen være beskyttet mot sjøvannsmiljøet når bøyeelementet er mottatt og låst i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen.

I henhold til en foretrukket utførelse vil hvert stigerør understøttes i bøyeelementet ved hjelp av en understøttelse som er bevegelig opp og ned mellom en hvileposisjon og en arbeidsposisjon, hvor hvert stigerør er utstyrt med en koblingsflens som befinner seg under den øvre ende av bøyeelementet i den understøttede hvileposisjon og strekker seg ut av den øvre enden av bøyeelementet i den understøttede arbeidsposisjonen. På denne måten vil stigerørenes koblingsflenser være beskyttet av øvre ende av bøyeelementet under en koblings-/frakoblingsoperasjon.

Ved en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen benyttes en tetningsanordning mellom bøyeelementet og dokkingsenhetens konus i dreiesylinderstrukturen for å tette dreiesylinderstrukturens innside mot inntrengning av sjøvann når bøyeelementet er mottatt og låst i dokkingsenhetens konus, hvor passasjene og installerte stigerør befinner seg innenfor tetningsanordningen og er tilgjengelige gjennom dreiesylinderstrukturen når bøyeelementet er mottatt og låst i dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet. Denne utformingen muliggjør tilgang til stigerørene og rør som befinner seg i dreiesylinderen, slik at koblingsflensene kan klargjøres for sammenkobling for å sikre seg en fullstendig tett kobling. Dessuten, hvis det ennå finnes ledige passasjer for framtidig installasjon av flere stigerør, kan disse stigerørene bli montert mens bøyeelementet holdes i låst stilling i dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet, slik at pågående produksjon gjennom allerede installerte stigerør ikke behøver å bli avbrutt.

Oppfinnelsen omfatter videre en dreiesylinderstruktur og et bøyeelement for bruk i oppfinnelsens utkoblbare fortøyningssystem.

Dessuten omfatter oppfinnelsen et fartøy med en slik dreiesylinderstruktur.

Avslutningsvis er oppfinnelsen knyttet til en fremgangsmåte for å tilkoble et fartøy til et fortøyningsbøyeelement, hvor fartøyet omfatter en dreiesylinderstruktur med en dokkingsenhet for mottak av et bøyeelement og låseanordning for å holde fast bøyeelementet i dokkingsenheten, hvor bøyeelementet er forankret til sjøbunnen og er utstyrt med et flertall av passasjer hver klargjort for mottak av et stigerør, hvor dreiesylinderstrukturen er utstyrt med flere rør som kan kobles til stigerør som er installert i passasjer i bøyeelementet, hvor bøyeelementet trekkes inn i dokkingsenhetens konus og låseanordningen aktiveres for å fastholde bøyeelementet i dokkingsenhetens konus. I henhold til oppfinnelsen er denne metodenkarakterisert vedat, etter at bøyeelementet er låst i dokkingsenhetens konus, vil rørene innrettes med de tilsvarende stigerørene ved å rotere en dreieskive som bærer rørene.

Oppfinnelsen vil nå bli forklart mer detaljert med henvisning til tegningene som skjematisk viser to utførelser av det utkoblbare fortøyningssystemet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser et tverrsnitt av et fartøy som omfatter en første utførelse av det utkoblbare fortøyningssystemet i følge oppfinnelsen, hvor fortøyningsbøyeelementet er mottatt og låst i dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet.. Fig. 2 viser fartøyet med det utkoblbare fortøyningssystemet fra Fig. 1, hvor fortøyningsbøyeelementet er frakoblet dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet. Fig. 3A og 3B viser detalj HI i Fig. 1 i en større skala, med heisekjettingen i flere posisj<o>ner.

Fig. 4 viser detalj IV i Fig. 1 i større skala.

Fig. 5A-5E viser detalj V i Fig. 1 i større skala for å forklare virkemåten til låsemekanismen.

Fig. 6 viser detalj VI i Fig. 1 i større skala på en veldig skjematisk måte.

Fig. 7A og 7B viser detalj VII i Fig. 1 i en større skala, med stigerøret i respektive hvile-og arbeidsposisjoner. Fig. 8 viser et tverrsnitt av et fartøy omfattende en annen utforming av oppfinnelsens utkoblbare fortøyningssystem, hvor fortøyningsbøyeelementet er mottatt og låst i dreiesylinderstrukturens dokkingsenhet..

Fig. 9 er et skjematisk framstilt tverrsnitt i henhold til linja IX-IX i Fig. 8.

Fig. 1 og 2 viser skjematisk et tverrsnittet av et flytende fartøy 1, hvor Fig. 1 viser fortøyningssystemet i tilkoblet tilstand og Fig. 2 viser fortøyningssystemet i en frikoblet tilstand. I denne utførelsen er det flytende fartøyet 1 et FPSO-fartøy ("Floating Production Storage of Loading"). Det må imidlertid oppfattes slik at det utkoblbare fortøyningssystemet kan anvendes på andre typer flytende (F (P)SO) gjenstander.

Det utkoblbare fortøyningssystemet omfatter et fortøyningsbøyeelement 2 og en dreiesylinderstruktur 3 montert i en dekksåpning 4 i fartøyet 1. Bøyeelementet 2 er konstruert for en neddykket flytende likevekt ved et forutbestemt nivå under sjøvannsnivå, hvor oppdriftsevnen til bøyeelementet 2 er tilstrekkelig til å bære vekten av stigerør og forankringsliner tilkoblet bøyeelementet. Bøyeelementet 2 er forankret til havbunnen på vanlig måte ved hjelp av forankringsliner 5, hvorav to er vist på Fig. 1 og 2. Videre er fortøyningsbøyeelementet 2 utstyrt med et flertall passasjer 6, hvorav hver er forberedt for mottak av et stigerør 7. For klarhetens skyld er bare to stigerør 7 vist i Fig. 1 og 2. Hvert stigerør 7 kan være hvilket som helst fluid- eller gass-stigerør eller et navlestrengsstigerør. Hver passasje 6, med eller uten stigerør, er tettet med tetningselementer eller lukkeelement for å forhindre inntrengning av sjøvann inn i dreiesylinderstrukturen når bøyeelementet er mottatt og låst fast i dreiesylinderstrukturen.

Bøyeelementet 2 omfatter en konisk ytre innfatning 8 og en sentral sylinder 9 som rommer passasjene 6 og de installerte stigerørene 7. Den sentrale sylinderen 9 strekker seg oppover i forhold til den ytre innfatningen 8 og understøtter en låsering 10 med en låseskulder 11 i øvre ende. Låseringen 10 og låseskulderen 11 er vist mer detaljert i Fig. 4. Videre inneholder den sentrale sylinderen 9 et koblingsdekk 12 for stigerør på oversiden. Dette koblingsdekket 12 befinner seg under låseringen og understøtter de installerte stigerørene 7. Det bemerkes at flere ballasttanker befinner seg inne i innfatningen 8 til bøyeelementet 2. Disse ballasttankene kan benyttes til ballast og trimming for å kompensere for installerte stigerør, ekssentriske resultantbelastninger fra stigerør og hvilke som helst andre asymmetriske laster. Det kan videre bemerkes at koblingsdekket for stigerør 12 ikke nødvendigvis befinner seg i øvre halvdel av bøyeelementet 2 slik utførelsen viser.

Dekksåpningen 4 er utformet ved hjelp av en innfatning 13 montert i fartøyet 1, f.eks. i baugspartiet. Som vist i Fig. 1 og 2 omfatter innfatningen 13 en sylindrisk aksel 14 og

en konus 15. Innfatningen 13 kan selvfølgelig ha en annen utforming. Som et eksempel kan det bemerkes at den sylindriske akselen kan rekke fra kjølnivå til omlag 18 m over kjølnivå, og konusen kan ha en høyde på 6,5 m. I øvre ende av konusen 15 er en hovedlagersammenstilling 16 understøttet, som vil bli nøyere beskrevet nedenfor. Ventilasjon av dekksåpningen 4 er arrangert ved hjelp av flere ventilasjonskanaler 17, hvorav én er vist skjematisk i Fig. 1 og 2.

Dreiesylinderstrukturen 3 omfatter en toppseksjon 18, en sentral sylindrisk seksjon 19 og en bunnseksjon 20 utformet som en konisk dokkingsenhet. Formen på dokkingsenhetens konus 20 passer til den koniske formen på den koniske, ytre innfatningen 8 til bøyeelementet 2, slik at bøyeelementet 2 kan passes inn i dokkingsenhetens konus 20 i dreiesylinderstrukturen 3. På denne måten vil bøyeelementet 2 innrettes på linje med aksen i dreiesylinderstrukturen 3 under tilkoblingsoperasjonen, som blir beskrevet senere.

I den utførelse som er vist, omfatter dreiesylinderstrukturen 3 dessuten en flerplans dreieskive 21 som bærer flere rør 22 som strekker seg nedover fra dreieskiva inn i

dreiesylinderstrukturen 3. Som et alternativ kan dreieskiva omfatte bare ett plan. Rørene 22 er arrangert slik at deres pitch og radiale avstand fra aksen i dreiesylinderstrukturen 3 tilsvarer det samme for passasjene 6 og stigerørene 7.1 nedre ende avsluttes rørene med overganger, inklusive en koblingsflens. En svingtapp 21A er montert på dreieskiva 21

og kobler sammen i det minste noen av rørene 22 til røropplegg i fartøyet 1, ikke vist her. Noen rør 22 kan være koblet sammen før anløp til svingtappen. Dreieskiva 21 hviler på hovedlagersammenstillingen 16 på en måte som tillater rotasjon i forhold til dreiesylinderstrukturen 3. På denne måten kan rørene 22 innrettes i forhold til de innmonterte stigerørene 7 eller passasjene 6 når bøyeelementet 2 er mottatt og låst fast i dokkingsenhetens konus 20 i dreiesylinderstrukturen 3.

Som vist mer i detalj i Fig. 6 omfatter hovedlagersammenstillingen 16 første, andre og tredje gjensidig bevegelige deler 24, 25 og 26. Den første bevegelige delen er koblet til konus 15 i innkapslingen 13, mens den andre bevegelige delen 25 er koblet til dreieskiva 21. Den tredje bevegelige delen 26 er koblet til toppseksjonen 18 i dreiesylinderstrukturen 3. Dette må forstås slik at hovedlagersammenstillingen 16 med de tre gjensidig bevegelige delene bare er vist som et eksempel på en veldig skjematisk måte i Fig. 6. Lagersammenstillingen 16 kan f.eks. utføres som et aksialt/radialt, dobbeltroterende tre-lags rullelager. Men andre typer lagre kan anvendes.

I praksis vil hver bevegelig del 24-26 bestå av flere lagerseksjoner som er sammenkoblet for å oppnå den respektive bevegelige del.

Dreieskiva 21 understøtter en motor 27 som drivenhet for å rotere dreieskiva i forhold til dreiesylinderstrukturen 3. Denne motoren driver en pinjong 28 som griper inn i en tannstang 29 som er montert på innsiden av den tredje bevegelige delen 26 av hovedlagersammenstillingen 16.1 nedre del er dreiesylinderstrukturen 3 understøttet av et nedre radialt glidelager 30. Videre er bremse- og låseanordninger (ikke vist) med for å låse dreieskiva 21 i forhold til dreiesylinderstrukturen 3 under normal drift av fartøyet 1. Under normal drift kan fartøyet dreie med været rundt dreiesylinderstrukturen 3 som er forankret til sjøbunnen via bøyeelementet 2.

Bøyeelementet 2 blir fastlåst i dokkingsenhetens konus 20 ved hjelp av en låsering 10 med ringformet låseskulder 11 ved samspill med låseanordning 31 montert i den sentrale sylindriske seksjon 19 i dreiesylinderstrukturen. Disse låseanordningene 31 er vist skjematisk i mer detalj i Fig. 5A-5E. Som vist, omfatter låseanordningen 31 flere låsefingre 32 jevnt fordelt rundt den ringformede låseskulderen 11 i bøyeelementet 2. Hver låsefinger 32 er rotérbart understøttet inne i den sentrale, sylindriske seksjonen 19 og er bevegbar mellom låsestillingen vist i Fig. 5A og en hvilestilling vist i Fig. 5B. I låsestillingen griper låsefingrene 32 om den ringformede låseskulderen 11 - mens i hvilestilling kan den ringformede låseskulderen 11 passere låsefingrene. Hver låsefinger 32 betjenes av en skyvebolt 33 utstyrt med en hydraulisk aktiveringsmekanisme 34 montert i øvre ende. Alternative løsninger med skyve- eller trekkbolter er mulige.

Denne hydrauliske aktiviseringsmekanismen 34 er vist mer detaljert i Fig. 5D og 5E som eksempler. En stempeldel 35 er festet i sin øvre ende til en feilsikrings-mekanisme 36 som tillater bevegelse av låsefingrene 32 fra låsestillingen i Fig. 5 A til hvilestillingen i tilfelle den hydrauliske aktiviseringsmekanismen 34 skulle svikte. I så tilfelle vil en sylinder-stempel-enhet 37 frigjøre en skåte 38 slik at låsefingrene kan rotere til hvilestillingen i Fig. 5C, påvirket av de nedovervirkende kreftene på bøyeelementet 2.

Som vist på Fig. 5 omfatter den hydrauliske aktiviseringsmekanismen 34 en hydraulisk drevet låsetapp 39 vist i detalj i Fig. 5D og 5E. I Fig. 5E er den hydrauliske aktiviseringsmekanismen 34 i den stilling hvor låsefingrene 32 griper om den ringformede låseskulderen 11.1 denne stillingen av stempeldelen kan låsetappen 39 beveges fra sin hvilestilling i Fig. 5D over til låsestillingen i Fig. 5E; hvoretter hydraulikktrykket kan fjernes fra den hydrauliske aktiviseringsmekanismen.

Det utkoblbare fortøyningssystemet beskrevet ovenfor brukes på følgende måte for å fortøye fartøyet 1. Fortøyningsbøyeelementet 2 flyter i den forutbestemte likevektsdybde under vannspeilet med alle forankringsliner 5 fullt installert. Før fartøyets 1 ankomst, er alle eller noen av stigerørene 7 installert, slik at fortøyningsbøyeelementet 2 er klart for innhenting i fartøyet 1 når det ankommer. Når fartøyet 1 ankommer stedet hvor det nedsenkede fortøyningsbøyeelementet 2 befinner seg, vil en heisekjetting 40 bli plukket opp av fartøyet 1 på en hensiktsmessig måte. Som i og for seg er kjent, er heisekjettingen 40 festet til en ikke vist flytebøye via en passende trosse, slik at heisekjettingen kan plukkes opp. Når den er plukket opp, blir heisekjettingen 40 festet til et strammesystem eller en kjettingtrommel- ("wildcat") vinsj 41, som er montert på dreieskiva 21. Denne situasjonen er vist skjematisk i Fig. 2.

I løpet av en inntrekkingsoperasjon sørger strammesystemet 41 for at bøyeelementet 2 trekkes mot dokkingsenhetens konus 20 i dreiesylinderstrukturen 3 med en forutinnstilt strammelast. Denne lasten sørger for at tetningsanordningen 42 på bøyeelementet 2 presses mot dokkenhetens konus 20 med forutbestemt kraft slik at innsiden av dreiesylinderstrukturen 3 over tetningsanordningen 42 er avtettet slik at sjøvann ikke lekker inn. I den utførelsen som er vist, kan den viste tetningsanordningen 42 brukes mer enn én gang. Det er også mulig å anvende éngangstetninger. Videre bemerkes at dokkingsenhetens konus 20 kan utstyres med tetningsanordning - eller både bøyeelementets og dokkingsenhetens konus.

Når bøyeelementet 2 er på plass inne i dokkingsenhets konus 20, aktiveres den hydrauliske aktiviseringsmekanismen 34 til låsefingrene 32 for å låse fast bøyeelementet 2 inne i dokkingsenhetens konus 20. Når alle låsefingrene 32 har grepet om den ringformede låseskulderen 11, vil de hydrauliske aktiviseringsmekanismene 34 settes i passiv holdestilling ved å stille låsetappen 39 i den stillingen som er vist i Fig. 5E. På det tidspunkt vil bøyeelementet 2 være fullstendig låst inne i dokkingsenhetens konus 20 i dreiesylinderstrukturen 3 og alle fortøyningslaster overføres via dreiesylinderstrukturen 3 gjennom lagersammenstillingene 16, 30 over til fartøyets 1 skrog.

Bøyeelementet 2 er utrustet med et sentralt føringsrør 43 for heisekjettingen, og dette sentrale føringsrøret er utstyrt med en ringformet flens 44 i nedre ende, som vist ytterligere detalj i Fig. 3A og 3B. Heisekjettingen 40 bærer i sin nedre ende en stoppeplate 45 med en tettering 46. Heisekjettingen 40 er utstyrt med en tetningsanordning 47.1 Fig. 3B er stoppeplata 45 frikoblet fra den ringformede flensen 44- og under en opptrekkingsoperasjon vil stoppeplata 45 bevege seg fra stillingen i Fig. 3B til stillingen i Fig. 3 A, hvor tetteringen 46 i stoppeplata 45 danner en tett forbindelse mot den ringformede flensen 44 i føringsrøret 43. Videre vil tetningsanordningen 47 være i tettende inngrep med innsiden av en koblerørdel 48. På denne måten vil innlekking av sjøvann gjennom sentralrøret 43 til innsiden av dreiesylinderstrukturen 3 være forhindret.

Som vist på Fig. 3 A og 3B er den ringformede flensen 44 koblet til det sentrale føringsrøret 43 via en støtdemper 49. Denne støtdemperen 49 tar opp maksimallaster under en opptrekksoperasjon.

Når bøyeelementet 2 er fullstendig låst i sin stilling i dokkingsenhetens konus 20, kan sjøvann som er fanget inne i dreiesylinderstrukturen 3 føres til sjøen ved å starte en lensepumpe (ikke vist) som er montert i dreiesylinderstrukturen. En ytterligere pumpe kan stilles til rådighet for å fjerne sjøvann som lekker gjennom tetningsanordningene beskrevet ovenfor.

Under opptrekkingsoperasjonen vil samvirket mellom den koniske, ytre innfatningen 8 til bøyeelementet 2 og dokkingsenhetens konus 20 automatisk sikre en aksialt innrettet posisjonering av bøyeelementet 2 i forhold til dreiesylinderstrukturens 3 akse. Men det er ikke nødvendig å innrette passasjene 6 eller installerte stigerør 7 i bøyeelementet 2 med rørene 22 i dreiesylinderstrukturen 3. Bøyeelementet 2 kan plasseres tilfeldig i forhold til rørene 22. Når bøyeelementet er låst fast i dokkenhetens konus 20, kan rørene 22 innrettes med passasjene 6 og hvilke som helst installerte stigerør 7 ved å rotere dreieskiva 21 inntil korresponderende rør 22 står overfor de korresponderende stigerørene 7. Etter innretting av rørene 22 og stigerørene 7, kan de fysiske koblingene mellom endestrukturene 50 og 51 for henholdsvis rørene 22 og stigerørene 7 utføres. Disse endestrukturene kan omfatte ventiler for å åpne og lukke rørene og stigerørene.

Som vist på Fig. 2 omfatter endestrukturen 51 til et stigerør 7 en koblingsflens 52 som befinner seg under den øvre enden av låseringen 10, slik at koblingsflensene 52 er beskyttet av låseringen 10 under koblings-/frikoblingsoperasjoner. Rotering av dreieskiva 21 med rørene 22 er mulig uten noen kontakt mellom koblingsflensene 52 og koblingsflensene 53 i endestrukturene 50 til rørene 22.

Før fysisk kobling mellom stigerør og rør, kan koblingsflensene 52, 53 klargjøres for å sikre en helt tett forbindelse. Hvert stigerør 7 bæres på stigerørskoblingsdekket 12 av en understøttelse 54 som vist på Fig. 7A og 7B i forstørret skala. Hver understøttelse 54 kan beveges opp og ned ved hjelp av en hydraulisk jekk 55 vist i hvilestilling i Fig 7A og i arbeidsstilling i 7B. For å utføre de fysiske koblingene, heves understøttelsene 54 oppover ved hjelp av de hydrauliske jekkene 55. Når koblingsflensene 52 i endestrukturene 51 er i riktig høyde, låses de bevegelige understøttelsene 54 i løftet stilling ved innsetting av låseelementer 55 A, f.eks. utført som ringformede segmenter. Dermed kan det hydrauliske trykket på jekkene 55 utløses.

Alternativt kan de nedre endene av rørene 22 gjøres bevegelige opp og ned mellom en hvilestilling og arbeidsstilling for å tilrettelegge for kobling mellom koblingsflensene 52, 53. Et annet alternativ kan være at én eller begge av endestrukturene 50, 51 omfatter en linjekobler som kan fjernstyres. En slik linjekobler tilfører en bevegelighet opp og ned for koblingsflensene 52 og/eller 53. Linjekoblerne kan utføres som en strømningsledningsforbindelse eller elektrisk/hydraulisk linjekobler, avhengig av type relatert stigerør. Videre kan linjekobleren også omfatte fjernstyrte eller automatisk styrte lukkeventiler. Det bemerkes at linjekoblerne kan betjenes individuelt eller som en gruppe.

En slik løsning krever imidlertid en bevegelig del som er tett i forhold til det væske-eller gasstransporterende stigerøret eller røret. Derfor foretrekkes bevegelse av hele stigerøret 7 eller den nedre del av røret. I en annen, alternativ utførelse kan stigerørene 7 og/eller nedre rørender beveges opp og ned i grupper av stigerør eller rør - eller samlet

- for å få til de fysiske koblingene mellom koblingsflensene 52, 53.

Det bemerkes at innsiden av dreiesylinderstrukturen kan gjøres inert med nitrogengass og/eller mekanisk ventilasjon for å forebygge eksplosjonsrisiko, på en hvilken helst måte som i og for seg er kjent. Som vist på Fig. 1 er alle endestrukturer 50, 51 fullt tilgjengelige gjennom dreiesylinderstrukturen 3 når bøyeenheten 2 er i sin låste stilling i dokkingsenhetens konus 20. På grunn av den bevegelige understøttelsen ved hver passasje 6, tillater utformingen av det utkoblbare fortøyningssystemet installasjon av stigerør 7 på et senere tidspunkt mens bøyeelementet 2 fastholdes i sin låste stilling i dokkingsenhetens konus 20. Dette betyr at det er mulig å montere nye stigerør i framtida uten frakobling av bøyeelementet 2.

For å frakoble bøyeelementet 2 fra dreiesylinderstrukturen 3, må produksjonen stoppes, og hvis endestrukturene 50, 51 inneholder ventiler, må disse stenges. Alle fluider eller gasser som kan frigjøres ved frakobling må tappes av på forhånd. De hydrauliske jekkene 55 benyttes for å senke stigerørene 7 til hvilestillingen i Fig. 7A. Videre brukes de hydrauliske aktiviseringsmekanismene 34 til å bevege låsefingrene 32 fra låsestillingen i Fig. 5A til hvilestillingen i Fig. 5B. Før frigjøring av låsefingrene 32, utjevnes trykkforskjellen mellom innsiden av dreiesylinderstrukturen 3 og dekksåpningen 4 ved å fylle opp innsiden av dreiesylinderstrukturen 3 med sjøvann til et nivå hvor det oppnås et lite overtrykk slik at en får til en myk frikobling. Etter at låsefingrene 32 er satt i hvilestilling, blir bøyeelementet 2 senket ned til sin flytende likevektsdybde ved hjelp av strammesystemet 41, og når den øvre del av heisekjettingen 40 har nådd strammesystemet, kobles flyteren til heisekjettingen sammen med en stopperplate (ikke vist) for å understøtte heisekjettingen i øvre ende av det sentrale føringsrøret 43.

For å gjøre det mulig å senke bøyeelementet 2 ved hjelp av strammesystemet 41, kan låsefingrene 32 også frigjøres ved hjelp av sikringsmekanismen 36 som beskrevet ovenfor. I tilfelle uforutsette forhold, kan bøyeelementet 2 senkes på en ukontrollert måte, hvor strammesystemet 41 ikke benyttes.

Fig. 8 viser skjematisk en utførelse av det beskrevne utkoblbare fortøyningssystemet som i hovedsak svarer til utførelsen vist i Fig. 1 og 2. Tilsvarende deler er vist med samme henvisningstall. I dette tilfelle er hvert av rørene 22 utstyrt med en nedre del 56 som bærer endestrukturen 50, hvor den nedre del 56 er bevegelig minst i et horisontalplan. Denne bevegelige nedre del 56 muliggjør en individuell innretting av hver endestruktur 50 i forhold til endestrukturen 51 til tilsvarende stigerør 7. På denne måten kan tillatte avvik i konstruksjonen i pitch og radial posisjon for passasjene 6 og rørene 22 enkelt kompenseres. Dessuten, med denne utførelsen kan dreiesylinderstrukturen 3 og dreieskiva 21 utformes i én sammenstilling som er rotérbart understøttet i dekksåpningen 4 ved hjelp av en hovedlagersammenstilling som kan utføres med to gjensidig bevegelige deler. En del av denne hovedlagersammenstillingen bærer dreieskive/dreiesylinderstruktur-sammenstillingen og den andre delen er montert på den øvre enden av innfatningen 13. Rotasjon av dreieskive/dreiesylinderstruktur-sammenstillingen muliggjøres av en drivanordning som dreier denne sammenstillingen i forhold til fartøyet 1. Videre finnes en bremsesammenstilling eller låseanordning for midlertidig å låse dreieskive/dreiesylinderstruktur-sammenstillingen i forhold til fartøyet 1. Denne drivanordning og bremsesammenstilling er normalt frakoblet slik at fartøyet kan dreie med været rundt dreiesylinderstrukturen som er forankret til sjøbunnen via bøyeelementet 2.

I den utførelsen som er vist, vil bevegeligheten til de nedre delene 56 oppnås ved hjelp av en mellomdel som omfatter to svivelkoblinger 57 og to rørbend 58. Dette må oppfattes slik at det finnes andre konstruksjoner som gir den nødvendige fleksibilitet for rørene. Som vist i tverrsnittet i Fig. K, kan den nedre delen beveges i en vinkel omtrent 45° til venstre (hele streker) og høyre (stiplede streker) fra sin stilling innrettet med de øvre delene av røret. Denne vinkelen er bare et eksempel, og andre bevegelighetsområder er selvsagt mulige.

I tilfelle en utførelse hvor dreieskiva og dreiesylinderstrukturen utgjør én sammenstilling, vil en grov forhåndsinnstilling av dreiesylinderstrukturen i forhold til bøyeelementet 2 være nødvendig under en fortøyningsoperasjon. Denne forhåndsinnstillingen er mulig ved å innrette fartøyetl i forhold til bøyeelementet 2 og/eller ved å dreie dreiesylinderstrukturen 3 og dreieskiva 21 i forhold til fartøyet 1 ved hjelp av drivanordningen. Når bøyeelementet 2 er mottatt og låst fast i dokkingsenhetens konus 20, utføres en endelig innretting ved å bevege de nedre deler 56.

Det bemerkes at egenskapene til det utkoblbare fortøyningssystemet som er beskrevet kan benyttes uavhengig i ulike typer forankringssystemer. Eksempelvis kan de bevegelige understøttelsene til stigerørene benyttes uavhengig av anvendelsen av en dreieskive og/eller låseanordning og/eller løsningen for endestrukturer i dreiesylinderstrukturen.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til utførelsen beskrevet ovenfor, som kan endres på mange måter innenfor rammen for oppfinnelsen som er definert i patentkravene.

Claims (23)

1. Et utkoblbart fortøyningssystem for et fartøy (1), omfattende et fortøyningsbøyeelement (2) og en dreiesylinderstruktur (3) montert i en dekksåpning (4) i fartøyet (1), hvor fortøyningsbøyeelementet er forankret til sjøbunnen og har et flertall passasjer (6) som hver for seg er klargjort for mottak av et stigerør (7), hvor dreiesylinderstrukturen har en dokkingsenhet (21) for mottak av bøyeelementet og en låseanordning (31) for å fastholde bøyeelementet i dokkingsenheten, hvor dreiesylinderstrukturen inneholder et flertall rør (22) for kobling til stigerør installert i passasjene i bøyeelementet, hvor dreiesylinderstrukturen er rotérbart understøttet i fartøyets dekksåpning ved hjelp av minst én lagersammenstilling (16) montert over havnivå,karakterisert vedat bøyeelementet (2) er utrustet med en konisk ytre innkapsling (8) og at dokkingsenheten (20) i dreiesylinderstrukturen (3) har en konisk utforming som svarer til den koniske ytre innkapslingen til bøyeelementet, at dreiesylinderstrukturen omfatter en dreieskive (21) som bærer rørene (22) som skal kobles til stigerørene (7), hvor dreieskiva er understøttet på lagersammenstillingen (16) slik at den er roterbar i forhold til dreiesylinderstrukturen (3) for å innrette rørene med stigerørene når bøyeelementet mottas og låses i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen.

2. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 1, hvor nevnte lagersammenstilling (16) omfatter første, andre og tredje gjensidig bevegelige del (24, 25, 26), hvor den første bevegelige del (24) er festet til fartøyet (1), den andre bevegelige del (25) er festet til dreieskiva (21) og den tredje bevegelige del (26) er festet til dreiesylinderstrukturen (3).

3. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 2, hvor dreieskiva (21) understøtter en drivanordning (27) for å rotere dreieskiva i forhold til dreiesylinderstrukturen (3), hvor nevnte drivanordning fortrinnsvis er utformet som en drivmotor festet til dreieskiva og i inngrep med en tannstang (29) anbragt på den tredje bevegelige del (26) i lagersammenstillingen (16).

4. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor hvert rør (22) omfatter en nedre del (56) som er bevegelig i forhold til dreiesylinderstrukturen (3) for å innrette den nedre del med tilsvarende stigerør (7).

5. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge innledningen til krav 1,karakterisert vedat bøyeelementet (2) er utstyrt med en konisk ytre innfatning (8), og at dokkingsenheten (20) i dreiesylinderstrukturen (3) har en konisk utforming tilsvarende den koniske ytre innfatning til bøyeelementet, hvor hvert rør (22) omfatter en nedre del (56) som er bevegelig i forhold til dreiesylinderstrukturen (3) for å innrette den nedre del med det tilsvarende stigerøret (7).

6. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 5, hvor dreieskiva (21) understøtter en drivanordning (27) for å rotere dreieskiva og dreiesylinderstrukturen (3) i forhold til fartøyet (1).

7. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 4, 5 eller 6, hvor den nedre del (56) av hvert rør (22) er koblet til dens øvre del via en fleksibel mellomdel (57, 58), fortrinnsvis omfattende flere svivelkoblinger (57) og rørbend (58).

8. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge hvilket som helst av de foregående krav, hvor bøyeelementet (2) omfatter en øvre ende (10) med en ringformet låseskulder (11) tilpasset for samspill med låseanordningen (31) i dreiesylinderen (3), hvor nevnte låseanordning omfatter et flertall låsefingre (32) fordelt rundt den ringformede låseskulderen; hvor hver låsefinger kan beveges ved hjelp av en hydraulisk drivmekanisme (34) mellom en låsestilling med grep om den ringformede låseskulderen og en hvilestilling hvor den ringformede låseskulderen kan passere forbi låsefingrene, hvor nevnte drivmekanisme fortrinnsvis er montert i dreiesylinderstrukturen (3).

9. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 8, hvor nevnte hydrauliske drivmekanisme (34) omfatter en låsetapp (39) for å fastholde drivmekanismen i låsestillingen slik at låsestillingen opprettholdes uten hydraulisk drift.

10. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 8 eller 9, hvor hver hydrauliske drivmekanisme (34) har et sikkerhetssystem (36) for å åpne låsefingrene (32).

11. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor en anordning er frembrakt for å bevege hvert rør (22) eller en gruppe rør i forhold til tilsvarende stigerør (7) opp og ned mellom en hvilestilling og en arbeidsstilling, hvor hvert stigerør (7) er utstyrt med en koblingsflens (52) som befinner seg under den øvre enden (10) av bøyeelementet (2) og over et stigerørskoblingsdekk (12) i bøyeelementet.

12. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1-10, hvor hvert stigerør (7) og hvert rør (22) er utstyrt med en endestruktur (51, 50) i sin henholdsvis øvre og nedre ende, hvor minst én endestruktur (51, 50) til et tilsvarende stigerør eller et rør omfatter en linjekobler som kan benyttes for å bevege en kobleflens (52) til stigerøret eller gjennomføringen opp og ned.

13. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge ett av kravene 1-10, hvor hvert stigerør (7) eller gruppe av stigerør holdes i bøyeelementet (2) ved hjelp av en understøttelse (54) som er bevegelig opp og ned mellom en hvilestilling og en arbeidsstilling, hvor hvert stigerør er utstyrt med koblingsflens (52) som befinner seg under øvre ende (10) av bøyeelementet og over et stigerørskoblingsdekk (12) i bøyeelementet i understøttelsens hvilestilling og stikker ut av den øvre ende av bøyeelementet i arbeidsstilling.

14. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det er montert en tetningsanordning (42) mellom bøyeelementet (2) og dokkenhetens konus (29) i dreiesylinderstrukturen (3) for å tette dreiesylinderstrukturens indre mot inntrengning av sjøvann når bøyeelementet er mottatt og låset i dokkingsenhetens konus, hvor passasjer (6) og installerte stigerør (7) befinner seg innenfor tetningsanordningen og er tilgjengelige gjennom dreiesylinderstrukturen når bøyeelementet er mottatt og låst i dokkingsenheten i dreiesylinderstrukturen.

15. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor bøyeelementet (2) omfatter en heiselement (40) og et sentralt føringsrør (43) for heiselementet, hvor det sentrale føringsrøret har en ringformet flens (44) i nedre ende og heiselementet i sin nedre ende bærer en stoppeplate (45) tilpasset tettende anlegg mot den ringformede flensen, hvor heiselementet i sin andre ende er forberedt for å bli trukket opp av fartøyets (1) strammesystem (41).

16. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 15, hvor heiselementet (40) er utstyrt med en tetningsanordning (47) som tettende samvirker med innsiden av det sentrale føringsrøret (43) når heiselementet trekkes opp og stoppeplata (45) møter den ringformede flensen (44) .

17. Utkoblbart fortøyningssystem ifølge krav 15 eller 16, hvor den ringformede flensen (44) er koblet til det sentrale føringsrøret (43) via en støtdemper (59).

18. Dreiesylinderstruktur (3) for anvendelse i det utkoblbare fortøyningssystemet ifølge hvilket som helst av de foregående krav.

19. Bøyeelement (2) for anvendelse i det utkoblbare fortøyningssystemet ifølge hvilket som helst av de foregående krav 1-17.

20. Fartøy (1) som omfatter en dreiesylinderstruktur ifølge krav 18.

21. Fremgangsmåte for å koble et fartøy (1) til et fortøyningsbøyeelement (2), hvor fartøyet omfatter en dreiesylinderstruktur (3) med en dokkingsenhet (20) for mottak av bøyeelementet og en låseanordning (31) for å låse bøyeelementet til dokkingsenheten, hvor fortøyningsbøyeelementet er forankret til sjøbunnen og har et flertall passasjer (6) som hver er forberedt for mottak av et stigerør (7), hvor dreiesylinderstrukturen har et flertall rør (22) for tilkobling til stigerør som er installerte i passasjer i bøyeelementet, hvor bøyeelementet trekkes inn i dokkingsenhetens konus og låseelementet aktiveres for å låse fast bøyeelementet i dokkingsenhetens konus,karakterisert vedat når bøyeelementet (2) er låst fast i dokkingsenhetens konus (20), blir rørene (22) innrettet etter de tilsvarende stigerørene (7) ved hjelp av en roterende dreieskive (21) som bærer rørene.

22. Fremgangsmåte ifølge i det minste innledningen til krav 21, hvor rørene (22) blir innrettet til de tilsvarende stigerørene (7) ved å bevege en nedre del (56) av hvert rør i forhold til dets øvre del.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 21 eller 22, hvor en etter å ha innrettet rørene (22) til stigerørene (7), blir stigerørene beveget i forhold til rørene for å koble rørene til tilsvarende stigerør.