NO338346B1 - Dobbelt-dybdegående fartøy - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fartøy som omfatter et skrog med stort sett lukket flate, som på dekknivå har en løftekran, ballasttanker inne i skroget samt et ballastreguleringssystem for innslipp av vann i ballasttankene for endring av fartøyets dypgående.

Det er kjent å la offshore- konstruksjoner, så som bærende konstruksjoner for halvt nedsenkende plattformer, flyte til deres anvendelsessted med et forholdsvis grunt dypgående nivå, mens den halvt nedsenkbare bærende konstruksjon slepes av én eller flere slepebåter. Den bærende konstruksjon omfatter to parallelle, stort sett horisontale, ballastbare flytelegemer og vertikale bæresøyler som hviler på flytelegemene. På anvendelsesstedet ballastes den bærende konstruksjon til et forholdsvis dypgående nivå, slik at det oppnås et stabilt arrangement med et lavt tyngdepunkt. En overbygning som bærer hydrokarbonbehandlings- og/eller - undersøkelsesutstyr og mannskapskvarterer festes til den bærende konstruksjons søyler ved hjelp av en kran i en sikker avstand over vann-nivå.

NL 8403467 A beskriver et fartøy utstyrt med to pongtonger og en kran, der pongtongene omfatter et arrangement for å modifisere fartøyets løft avhengig av kranoperasjon. Fartøyet har bare ett skrog, der skroget omfatter to seksjoner som hver fremviser to vertikale bjelker, og den nedre seksjonen er smalere enn den øvre seksjonen.

US 5832855 A beskriver et skipsskrog omfattende en første skrogdel og, plassert under den første skrogdelen, en andre skrogdel som strekker seg over i det minste hovedsakelig hele lengden til den første skrogdelen og som er konstruert som en svært slank flyteenhet.

Løftelektere for løfting av olje- eller gassplattformers overbygninger kan ha en løftekapasitet på 1200 tonn eller over og må arbeide i rolig sjø. Løftelekterne er forholdsvis brede for økt stabilitet. Denne økte bredde gjør imidlertid disse lektere utsatt for bølgebevegelser idet den naturlige frekvens for disse brede lektere er nær opptil den gjennomsnittlige bølgeperiode på ca 7- 8 s. Følgelig har de kjente løftefartøyer og - lektere begrenset arbeidsvindu og vil være utsatt for uønskede rullebevegelser under alle forhold.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et løftefartøy med særlig gode seileegenskaper og reduserte rullebevegelser. Det er et videre

formål med oppfinnelsen å frembringe et løftefartøy som kan anvendes til rørlegging eller løfteforberedelse eller generelt konstruksjonsarbeid i forholdsvis høy sjø. Det er igjen et formål med oppfinnelsen å frembringe et flerbruks løftefartøy som har et stort arbeidsvindu og begrenset dødtid.

Til dette er fartøyet ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at skroget har en smalere nedre seksjon som har en første bredde over en høyde fra kjølnivå til et utvidelsesnivå, og en øvre seksjon som har en større bredde enn den nedre seksjonen, ragende fra utvidelsesnivået oppover mot dekknivået, hvori ballastreguleringsenheten er innrettet til å ballaste fartøyet til et forholdsvis grunt dypgående nivå i en forflytningsmodus, slik at den brede øvre seksjon er over vannivået når fartøyet beveger seg, og å ballaste fartøyet til et forholdsvis dypt dypgående nivå i en løftemodus, slik at utvidelsesnivået er under vannivået, i det minste når fartøyet er stort sett stasjonært og kranen er i dens løftestilling.

Når fartøyet er deballastert vil vannlinjen være definert av den smalere nedre seksjon, slik at fartøyet har gunstig bevegelsesbeteende i grunn dypgående modus for høyere forflytningshastighet og driftsforhold (andre enn løfting). Fortrinnsvis vil driftsrulleperioder være høyere enn 12 s, fortrinnsvis høyere enn 14 s. Under forflytning vil kranen være i en stort sett horisontal transportstilling hvor armen rager langs dekknivå. Driftshastigheter på for eksempel 15 knop eller mer oppnås. Også forberedelsesaktiviteter før løfting av tunge gjenstander (inklusive driften av kranen for håndteringen av mindre laster) kan utføres i fartøyets grunne dypgående modus med reduserte rullebevegelser hvor fartøyet kan være stort sett stasjonært, fortøyd, under dynamisk posisjonering eller seiling med forholdsvis lave hastigheter. På denne måte økes arbeidsvinduet sammenlignet med kranfartøyer som bare kan drives med en eneste, forholdsvis stor bredde.

Under løfteoperasjoner er fartøyet stort sett stasjonært og ballastet, slik at den forholdsvis brede seksjon er neddykket, for eksempel mellom 2 meter og 3 meter, under vannivå. Kranens arm er plassert oppover, og laster på for eksempel opptil 500 tonn kan løftes på en stabil måte. I løftemodusen er rulleperioden redusert sammenlignet med forflytningsmodusen til for eksempel ca 10 - 12 s og sammen-lignbar med kjente løftefartøyer og - lektere under løfting.

Fortrinnsvis har skroget et stort sett T- formet tverrsnitt slik at en brå forandring mellom den brede øvre seksjon og den smalere nedre seksjon oppnås og en forandring mellom den grunne dypgående modus og løftemodusen krever en forholdsvis liten forandring av dypgående nivå. Det T- formede tverrsnitt resulterer også i to klart definerte driftsmoduser, som ikke er avhengig av dypgående nivåer, slik tilfellet er for et skrog som for eksempel har en gradvis forandring av bredde når man går fra den nedre seksjon til den øvre seksjon av fartøyet. De tverrgående partier av det T- formede skrog kan for eksempel utformes ved hjelp av sideutvidelser i lengderetningen.

Fartøyet ifølge oppfinnelsen kan ha en bredde i den nedre seksjon på mellom 0,6 og 0,9 ganger bredden av den øvre seksjon, fortrinnsvis mellom 0,6 ganger og 0,8 ganger, mest foretrukket mellom 0,7 og 0,8 ganger, bredden av den øvre seksjon. Den øvre seksjons høyde Hu kan være mellom 0,2 og 0,5 ganger høyden H0fra kjølnivå til dekknivå, fortrinnsvis mellom 0,2 og 0,4 ganger høyden H0, mest foretrukket mellom 0,3 og 0,4 ganger høyden H0. Den øvre seksjon med forholdsvis stor bredde omfatter to langsgående sideutvidelser som rager fra kranens plassering på fartøyet, fortrinnsvis mellom 0,5 og 0,9 ganger fartøyets lengde L0, mer foretrukket mellom 0,6 og 0,8 ganger, mest foretrukket mellom 0,7 og 0,8 ganger lengden L0. Et eksempel på et fartøy ifølge oppfinnelsen har en total lengde på for eksempel 180 meter, en bredde av den nedre seksjon på 36 meter, en bredde av den øvre seksjon på 47 meter og en høyde fra dekknivå til kjølnivå på 18 meter.

Kranen kan være plassert nær fartøyets akterstavn, slik at i forflytningsmodusen bæres armen på fartøyets dekk. I en foretrukket utførelsesform er fartøyet ved siden av å ha løftekapasiteter utformet som et rørleggingsfartøy, hvorved en rørtransport-bane rager i fartøyets lengderetning under kranen. I den grunne dypgående modus kan rørsegmenter sammenkoples, og røret kan mates langs ledelinen ("firing line") til sjøbunnen. Idet den grunne dypgående modus resulterer i reduserte rullebevegelser kan rørleggingsoperasjonene fortsettes under tilstander med høy sjø uten behov for å oppgi røret. I en utførelsesform er rørutgangspunktet plassert ved akterstavnen mens rørtransportbanen i løftemodusen er plassert under vannivå mens utgangspunktet er lukket av vanntette dører. Ledelinen for røret er plassert under dekknivå og etterlater fritt areal for voluminøse dekklaster på dekket. Under løfteoperasjoner er rørutgangspunktet avtettet, for eksempel ved hjelp av en dobbel vanntett dør.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er nedre ballasttanker plassert i den nedre seksjon, og øvre ballasttanker er plassert i den øvre seksjon, hvorved de øvre og nedre ballasttanker fylles og tømmes ved hjelp av ballastreguleringssystemet, hvorved de øvre ballasttanker sørger for en antikrengingsbevegelse under løfting, mens de nedre ballasttanker anvendes til regulering av dypgående. De separate ballasttanker plassert på forskjellige nivåer muliggjør optimal plassering av fartøyets tyngdepunkt og oppdrift ved hjelp av ballastreguleringssystemet, å være optimalt tilpasset til den spesifikke operasjon, om denne er forflytning, rørlegging eller løfting.

Et dobbeltdekk er fortrinnsvis understøttet på toppen av stort sett flate ballasttanker med det øvre (arbeids) dekk i en avstand fra toppen av tankene. Eksterne forsterkningsstrukturer på tanktoppen sørger for stivhet og stabilitet. Idet ingen støttestrukturer må anbringes inne i ballasttankene fanges ingen luft i luftlommer inne i ballasttankene under ballasting, som resulter i at vannbevegelse i tankene utelukkes, hvorved forbedret stabilitet oppnås. Dobbeldekkutformingen muliggjør også sveising av det øvre dekk uten å skade korrosjonshindrende belegg på tanktoppen.

I en utførelsesform er motvektsorganer anordnet på kranen for å plassere kranens tyngepunkt og en forholdsvis liten last på en vertikal rotasjonsakse for kranen. På denne måte kan kranen løfte små laster, for eksempel opptil 100 tonn, uten krenging når fartøyet er i forflytningsmodusen, mens den har en rotasjonsfrihet på 360°.

Fartøyet kan videre ha lave motstandsegenskaper på grunne dypgående nivåer, noe som resulterer i høy forflytningshastighet eller lavt drivstofforbruk under forflytning.

Noen utførelsesform er av et flerbruks, dobbelt- dypgående løfte- og rørleggings-fartøy ifølge oppfinnelsen vil bli forklart i detalj under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig 1 viser et sideriss av et dobbel- dypgående rørleggings- og løftefartøy ifølge oppfinnelsen. Fig 2 og 3 viser planriss ovenfra av henholdsvis det øvre dekk og av rørleggingsdekket i fartøyet i fig 1.

Fig 4 viser et oppriss bakfra av fartøyet i fig 1.

Fig 5 viser et perspektivriss nedenfra av et fartøy ifølge oppfinnelsen.

Fig 6 viser et skjematisk tverrsnitt, og

fig 7 og 8 viser perspektivriss av et fartøy ifølge oppfinnelsen henholdsvis i en løftemodus og i en grunn dypgående modus.

Fig 1 viser et flerbruks løfte- og rørleggingsfartøy 1 som har en kran 2 på dekk og en ledeline 3 for legging av et rør eller en kabel 4 på sjøbunnen 5. Kranens 2 arm kan være i en løftestilling 8, hvor den er rettet oppover, eller kan være i en transportstilling 9 hvor den rager stort sett parallelt med fartøyets dekk 10.

Fartøyets skrog 12 har stort sett lukket flate. Med "lukket flate" er ment at skroget ikke har en søyleformet konstruksjon som gjennomborer vannlinjen, men har som en vannlinje en lukket kontur. Skroget 2 har en forholdsvis smal nedre seksjon 12 med høyde HLog en forholdsvis bred øvre seksjon 27 med høyde Hu. Den brede øvre seksjon er dannet av sideutvidelser 25 som rager fra et utvidelsesnivå 28 opp til dekknivå 16. Fartøyets 1 totale høyde mellom kjølnivå 15 og dekknivå 16 er angitt som H0.

På kjølnivå 15 er fartøyet ved akterstavnen 20 utstyrt med rorpropeller 17 for fremdrift og med rorpropeller 18 og 19 for dynamisk posisjonering og stasjonær holding. Fenderer 18 ' og 18 " er plassert på forskjellige dypgående nivåer D1, D2 for avstandsholdig både i forflytningsmodusen og i løftemodusen.

Skjematisk vist er et dypgående- reguleringssystem 30, som omfatter datamaskin(er) og en datainngangsanordning, som regulerer pumper som tilfører vann til øvre og nedre ballasttanker 31, 32, slik som vist skjematisk med en ledning 33 som angir en elektrisk eller elektro- optisk styreledning. Ved hjelp av dypgående- regulerings- systemet 30 kan ballasttankene 31, 32 fylles selektivt for å oppnå et grunt dypgående nivå D1, hvor den brede øvre seksjon 27 er over vannivå. På dypgående nivået D1 er ledelinen 35 for legging av rør 4 over vannivå. Under forflytning på dypgående-nivået D1 er kranen 2 i en låst stilling hvor armen 6 hviler på en understøttelse 36.1 driftssituasjoner ved dypgående D1 kan kranen 2 være i bruk med armen 6 løftet. Tankene 31, 32 inneholder ballast på en slik måte at optimalt rulleoppførsel under rørlegging oppnås. Ballasttankene 3 rager henover hele lengden av sideutvidelsene 25.

Ved fylling av ballast i tankene 32 ved hjelp av ballastreguleringssystemet 30 til et dypgående nivå D2 er den brede øvre seksjons 27 sideutvidelser 25 delvis neddykket, for eksempel over en dybde på 2 meter. Ledelinen 35 er nå plassert under vannivå mens akterstavnsutgangsåpningen 45 for ledelinen er lukket med en vanntett dør 40. Nå kan kranens 2 arm reises, og laster kan løftes. Dynamiske ballastkamre 31 er tilstede inne i skroget 2 for å danne en motvekt til lasten og hindre krenging, hvorved kamrene fylles under kontroll av ballastreguleringssystemet 30 avhengig av kranens 2 vinkelstilling.

Fig 2 viser krandekket 2 med kranen litt dreid rundt dens vertikale rotasjonsakse 41. Dynamiske ballasttanker 31, 31', som rager i den bakre seksjon 45, fylles eller tømmes under kontroll av ballastreguleringssystemet 30 for å hindre krenging av fartøyet ved løfting av en last.

I fig 3 er ledelinen 35 for rørleggingsoperasjoner vist. Røret forlater fartøyet 1 ved akterstavnen 20 via utgangsåpningen 45 (via en stinger konstruksjon som ikke er vist på tegningen). Sideutvidelsene 25, 25' omfatter ballasttanker 31, 31' og rager henover en lengde Lspå for eksempel 134 meter ved en total lengde L0for fartøyet 1 fra baug 47 til akterstavn 20 på 183 meter.

Som det kan sees av fig 4 omfatter kranen 2 en ballastenhet 50, som anvendes til å bibeholde tyngepunktet for kranen og små laster, for eksempel opp til 100 tonn, på den vertikale rotasjonsakse 41, slik at en 360 ° rotasjon under håndtering av liten last med null krenging er mulig for det grunnere dypgående nivå D1. Som vist i fig 4 er utgangsåpningen 45 under vannivå på løftedypgående nivået D2 og er i det tilfelle lukket ved hjelp av en vanntett dør 40. Høyden på dekknivået H0er for eksempel 18 meter, sideutvidelsenes 25 høyde Hu midtskips for eksempel 6 meter. Den nedre del av sideutvidelsene er plassert i en høyde H1 på for eksempel 9 meter, og sideut-videlsens bredde Ws er for eksempel 5 meter.

Fig 5 gir en generell oversikt over skrogformen til fartøyet ifølge oppfinnelsen. Som det kan sees av fig 6 blir hovedarbeidsdekket 10 understøttet i en avstand fra tankenes 31 flate topp via bjelker 51.1 mellomrommet mellom dekket 10 og tankenes topp 50', som kan ha en høyde på for eksempel 2,1 meter, er det plassert ventilasjonsrør 52, 53. Idet bjelkene 51 er utenfor ballasttankene 51 frembringer de forsterkning av tankene uten å forårsake luftlommer ved toppen av tankene, luftlommer som kan føre til ustabiliteter. Dessuten er sveising på det øvre (arbeids) dekk mulig uten å skade det korrosjonshemmende belegg på toppen av tankene. Det kan sees at den nedre seksjon 26 har en bredde WLpå for eksempel 35 meter, mens den øvre seksjon 27 har en bredde WVpå 46 meter, mens hver sideutvidelse 25, 25' har en bredde Wspå 5,5 meter.

Endelig viser fig 7 og 8 skjematisk fartøyet 1 i forflytningsmodusen, ved grunt dypgående nivå D1, og i løftemodusen, ved dypt dypgående nivå D2. Det skal bemerkes at selv om eksemplene henviser til arbeid i grunn dypgående modus ved rørlegging kan andre operasjoner komme i betraktning, så som løfteforberedelse, generelle bygge- og tilpasningstjenester.

Claims (12)

1. Fartøy (1) som omfatter et skrog (2) med stort sett lukket flate, som på dekknivå (16) har en løftekran (2), ballasttanker (31, 32) inne i skroget (12) samt en ballastreguleringsenhet (30) for tilførsel av vann til ballasttankene for endring av fartøyets dypgående,karakterisert vedat skroget (12) har en smalere nedre seksjon (26) som har en første bredde (WL) over en høyde (HL) fra kjølnivå (15) til et utvidelsesnivå (28), og en øvre seksjon (27) som har en større bredde (WT) enn den nedre seksjon (26), ragende fra utvidelsesnivået (28) oppover mot dekknivået (16), hvori ballastreguleringsenheten (30) er innrettet til å ballaste fartøyet til et forholdsvis grunt dypgående nivå (D1) i en forflytningsmodus, slik at den brede øvre seksjon (27) er over vannivået når fartøyet beveger seg, og å ballaste fartøyet til et forholdsvis dypt dypgående nivå (D2) i en løftemodus, slik at utvidelsesnivået (28) er under vannivået, i det minste når fartøyet er stort sett stasjonært og kranen (2) er i dens løftestilling.

2. Fartøy (1) i samsvar med krav 1,karakterisert vedat skrogets (12) tverrsnitt har stort sett T- form.

3. Fartøy (1) i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat den nedre seksjons (26) bredde (WL) er mellom 0,6 og 0,9 ganger den øvre seksjons bredde (WT), fortrinnsvis mellom 0,6 ganger og 0,8 ganger, mest foretrukket mellom 0,7 og 0,8 ganger, den øvre seksjons bredde.

4. Fartøy (1) i samsvar med krav 3,karakterisert vedat den øvre seksjons (27) høyde (Hu) er mellom 0,2 og 0,5 ganger høyden (H0) fra kjølnivå (15) til dekknivå (16), fortrinnsvis mellom 0,2 og 0,4 ganger høyden (H0), mest foretrukket mellom 0,3 og 0,4 ganger høyden (H0).

5. Fartøy (1) i samsvar med krav 1, 2, 3 eller 4,karakterisert vedat den øvre seksjon (27) omfatter to langsgående sideutvidelser (25, 25') som rager fra plasseringen av kranen på fartøyet, fortrinnsvis mellom 0,5 og 0,9 ganger fartøyets lengde (L0), mer foretrukket mellom 0,6 og 0,8 ganger, mest foretrukket mellom 0,7 og 0,8 ganger lengden (LQ).

6. Fartøy (1) i samsvar med et av kravene 1-5,karakterisert vedat plasseringen av sideutvidelsene (25) er knyttet til plasseringen av kranen (2) for å frembringe oppdrift på stedet for kranen (2).

7. Fartøy (1) i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at en rørtransportbane (35) rager i fartøyets lengderetning under kranen (2).

8. Fartøy (1) i samsvar med krav 7,karakterisert vedat et rørutgangspunkt (25) er plassert ved akterstavnen (20) idet rørtransportbanen (35) i løftemodusen er plassert under vannivå, og at utgangspunktet er lukket ved hjelp av en tetningsanordning (40) som kan lukkes.

9. Fartøy (1) i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at nedre ballasttanker (32) er plassert i den nedre seksjon (26) og øvre ballasttanker (31) er plassert i den øvre seksjon (27), og at de øvre og nedre ballasttanker (31, 32) fylles og tømmes under kontroll av ballastreguleringsenheten (30), hvorved de øvre ballasttanker (31) frembringer et antikrengingsmoment under løfting, mens de nedre ballasttanker (32) regulerer fartøyets dypgående.

10. Fartøy (1) i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at det omfatter et dekk (10) som i en avstand er understøttet på stort sett flate ballasttanker (31).

11. Fartøy (1) i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at motvektsorganer (50) er anordnet på kranen for plassering av tyngdepunktet for kranen og en forholdsvis liten last på en vertikal rotasjonsakse (41) for kranen.

12. Fartøy (1) i samsvar med krav 1,karakterisert vedat det har lave motstandsegenskaper på grunne dypgående nivåer, noe som resulterer i høy forflytningshastighet eller lavt drivstofforbruk under forflytning.