NO346408B1 - En sperreanordning, og en fremgangsmåte for montering - Google Patents

Description

En sperreanordning, og en fremgangsmåte for montering

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen vedrører en sperreanordning som angitt i innledningen til krav 1 og en fremgangsmåte for montering av denne, som angitt i innledningen til krav 4.

Oppfinnelsens bakgrunn

Konstruksjoner som er designet for å flyte i vann må ofte fortøyes til sjøbunnen, særlig dersom de skal oppholde seg på samme sted i et lengre tidsrom. Eksempler på slike flytende konstruksjoner er lektere, flytebrygger, pongtonger, flytende oppdrettsanlegg (f.eks. merder), og permanent forankrede skip. Fortøyningen, som kan omfatte én eller flere liner, kjettinger, vaiere, eller lignende, festes fortrinnsvis til respektive forankringer på sjøbunnen, og forankringene kan være løse (f.eks. konvensjonelle ankre eller sugeankre i en løs sjøbunn) eller fast installerte i sjøbunnen. Til sistnevnte kategori, som denne oppfinnelsen er rettet mot, hører forankringsbolter som installeres (festes) til et fast materiale under vannflaten. Materialet kan være f.eks. fast fjell, og forankringsbolten festes (installeres) f.eks. i et på forhånd boret hull, ved at den støpes, limes/gyses og/eller kiles fast i borehullet. Installasjon av bolter og annet utstyr kan utføres av dykkere og/eller en fjernstyrt undervannsfarkost («Remotely Operated Vehicle», ROV). Slike faste forankringer på sjøbunnen benyttes også for forankring av undersjøiske rør og ledninger (for vann, olje, gass, etc.) og kabler.

Det er kjent å benytte en modifisert, konvensjonell, T-bolt. Enden på T-stålet kappes av, slik at man kan tre en endeløkke eller sjakkel med tilhørende kjetting over T-bolten etter at den er installert i det borede hullet. Denne metoden er omdiskutert i bransjen, blant annet fordi man avgrenser stigningsgraden på fortøyningslinen, da dette systemet ikke kan stå imot vertikale krefter i vesentlig grad.

Kjent teknikk inkluderer også norsk patent nr.342296 B1, som beskriver en fremgangsmåte for å installere en forankringsbolt i et borehull under vann. Stammen på en T-bolt føres gjennom en løkke i en fortøyningskjetting, og en stopp-plate settes på boltstammen nedenfor løkken for å hindre at løkken faller av stammen når forankringsbolten og fortøyningskjettingen føres ved til sjøbunnen.

Kjent teknikk inkluderer også norsk patent nr.330317 B1, som beskriver en forankringsbolt der en fortøyningsline festes til boltstammen ved hjelp av et festeøye som tres på stammen.

Systemene i de to ovennevnte publikasjonene har det til felles at fortøyningslinen eller – kjettingen festes til forankringsbolten på overflaten og deretter senkes til sjøbunnen, og at fortøyningslinen eller –kjettingen er festet til forankringsbolten mens den installeres i borehullet. Én ulempe med denne konfigurasjonen og installasjonsmåten er at forankringsbolten kan bli belastet (f.eks. av fortøyningskjettingens vekt) og dermed beveges i borehullet før støpen eller gysemassen er tilstrekkelig herdet. Dette kan føre til at forankringsbolten trekkes helt eller delvis ut av borehullet.

Av annen kjent teknikk kan nevnes FR 517809 A, US 2005/044905 A1, og US 2569528 A, som alle beskriver en sperreanordning for montering på en bolt forsynt med et øye i et endeparti.

Det er derfor behov for en forankringsinnretning som er mer pålitelig, og enklere å installere, og som legger til rette for en hensiktsmessig installasjonsprosedyre.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er angitt og karakterisert i det selvstendige patentkravet, mens de uselvstendige patentkravene angir andre kjennetegn ved oppfinnelsen.

Det er med dette frembrakt en sperreanordning for montering på en bolt, der bolten har en stamme og er forsynt med et øye i et endeparti av stammen, karakterisert ved at sperreanordningen omfatter:

- et sikringselement som omfatter en stamme med en hendel i en ende, et gjenget parti, og et fremre parti; og der i det minste det fremre partiet er innrettet for å føres gjennom øyet;

- et boltinngrepselement som omfatter en åpning som er større enn stammens diameter, en anleggsflate for anlegg mot i det minste et parti av nevnte endeparti, og et mottaksparti med et gjennomgående hull som er forsynt med gjenger;

- og der sikringselementets gjengede parti er utformet for inngrep med gjengene i hullet, og det fremre partiet også er innrettet for å føres gjennom hullet.

I en utførelsesform er åpningen mindre enn endepartiets største dimensjon.

Sperreanordningen kan omfatte et innføringsspor for innføring av stammen inn i åpningen.

Det er også frembrakt en fremgangsmåte for montering av sperreanordningen i henhold til oppfinnelsen, på en bolt som har en stamme og er forsynt med et øye i et endeparti av stammen, karakterisert ved trinnene:

a) plassere boltinngrepselementet på stammen slik at åpningen omslutter stammen; b) føre det fremre partiet gjennom øyet og bringe det gjengede partiet i inngrep med gjengene i hullet;

c) rotere sikringselementet slik at boltinngrepselementet låses i støttende inngrep med boltens hode.

I en utførelsesform monteres en sperreanordning på én eller flere bolter som er montert på en sjøbunn. I en utførelsesform av fremgangsmåten, før trinn a), senkes et koplingselement og i det minste et parti av et langstrakt fortøyningselement ned til det respektive forankringselement og koplingselementet føres ned på forankringselementets stamme. Koplingselementet kan føres fra overflaten til forankringselementet via en line som strekker seg mellom forankringselementet og vannoverflaten.

Fortøyningselementet kan være en kjetting, line, trosse eller vaier, og forankringselementet kan være en fjellbolt med et øye. Fortøyningselementet kan benyttes til for eksempel førtøyning av flytende konstruksjoner eller til forankring av undersjøiske rør, ledninger eller kabler.

Kort beskrivelse av tegningene

De ovennevnte og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil bli ytterligere redegjort for i den etterfølgende beskrivelsen av utførelsesformer av oppfinnelsen, fremsatt som ikkebegrensende eksempler og med henvisning til de medfølgende tegningene der:

Figur 1 er en perspektivtegning som viser en første utførelsesform av sperreanordningen i henhold til oppfinnelsen i en forberedende fase, før montering;

Figur 2 er en perspektivtegning som viser sperreanordningen som er vist i figur 1, i en umontert tilstand;

Figur 3 er en perspektivtegning av utførelsesformen vist i figurene 1 og 2, og viser sperreanordningen i en delvis montert tilstand på en bolt;

Figur 4 er en perspektivtegning av utførelsesformen vist i figurene 1-3, og viser sperreanordningen i en montert tilstand på en bolt;

Figur 5 er en perspektivtegning som viser en andre utførelsesform av sperreanordningen i henhold til oppfinnelsen i en umontert tilstand;

Figur 6 er en perspektivtegning av utførelsesformen vist i figur 5, og viser sperreanordningen i en montert tilstand på en bolt;

Figur 7 er en perspektivtegning av utførelsesformen vist i figurene 5 og 6, og viser sperreanordningen i en delvis montert tilstand på en bolt;

Figur 8 er en perspektivtegning som viser en tredje utførelsesform av sperreanordningen i henhold til oppfinnelsen i en forberedende fase, før montering på en bolt;

Figur 9 viser sperreanordningen som er vist i figur 8, i en montert tilstand på en bolt;

Figur 10 er en perspektivtegning som viser en fjerde utførelsesform av sperreanordningen i henhold til oppfinnelsen i en forberedende fase, før montering på en bolt; og

Figur 11 viser sperreanordningen som er vist i figur 10, i en montert tilstand på en bolt.

Detaljert beskrivelse av utførelsesformer av oppfinnelsen

Den følgende beskrivelse vil bruke begreper som "horisontal", "vertikal", "sideveis", "frem og tilbake", "opp og ned", "øvre", "nedre", "indre", "ytre", "fremover", "bakre", etc. Disse begrepene viser hovedsakelig til de perspektivene og plasseringene som er vist i tegningene og som er forbundet med en normal bruk av oppfinnelsen. Begrepene benyttes kun for å lette lesingen av beskrivelsen og skal ikke være begrensende.

En første utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 1-4. Figur 1 viser en bolt 10 av en i og for seg kjent type. Bolten kan være en forankringsbolt som normalt benyttes ved forankring, kan være installert (festet) til et fast materiale under en vannflate. Dette materialet (ikke vist) kan være f.eks. fast fjell, og forankringsbolten 10 kan være festet i et på forhånd boret hull (ikke vist) ved at den er støpt, limt/gyset og/eller kilt fast i borehullet. Andre innfestingsmetoder kan tenkes, selv om de ikke er beskrevet her. Bolten 10 i den illustrerte utførelsesformen har en stamme 11, hvis lengde dimensjoneres etter det aktuelle behov, et første (øvre) endeparti forsynt med et hode 12 og et andre (nedre) parti 14. Det nedre partiet eller en del av dette føres inn i det på forhånd borede hullet nevnt over. Det skal forstås at boltens lengde kan være lengre eller kortere enn det som er vist i figurene. Hodet 12 er forsynt med en gjennomgående boring, i det etterfølgende omtalt som et øye, 13.

En fortøyningskjetting 20 er festet til stammen 11. Fortøyningskjettingen omfatter flere løkker 21 og en endeløkke 22. Endeløkken 22 er her ført over boltens øvre endeparti (hodet) 12 etter at bolten er installert i det på forhånd borede hullet, for eksempel ved en fremgangsmåte som er beskrevet under. Det skal forstås at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til forankring av slike kjettinger, men skal også omfatte liner, vaiere, eller lignende, festes til stammen ved hjelp av en løkke, sjakkel, eller lignende, som kan benyttes til for eksempel førtøyning av flytende konstruksjoner eller til forankring av undersjøiske rør, ledninger eller kabler.

En sperreanordning 30 omfatter i den illustrerte utførelsesformen et boltinngrepselement 31 og et sikringselement 32, se også figur 2. Boltinngrepselementet 31 omfatter en åpning 37 som er større enn stammens 11 diameter men mindre enn hodets 12 største dimensjon. Et innføringsspor 38 med tilsvarende dimensjon muliggjør innføring av stammen 11 inn i åpningen 37. Boltinngrepselementet 31 omfatter også et mottaksparti 35 med et gjennomgående hull 36 som er forsynt med gjenger.

Boltinngrepselementet 31 er fortrinnsvis (valgfritt) utstyrt med avfasede partier 37a ved åpningen 37, for hensiktsmessig anlegg mot hodet 12. Sikringselementet 32 omfatter en stamme med en hendel 39 i en ende, et gjenget parti 34, og et fremre parti 33.

Sikringselementets 32 gjengede parti 34 er utformet for inngrep med gjengene i hullet En monteringsprosedyre vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 3 og 4. I figur 3 er boltinngrepselementet 31 plassert på stammen 11 via innføringssporet 38 slik at åpningen 37 omslutter stammen 11. Det fremre partiet 33 er ført i gjennom øyet 13 i boltens hode 12 og det gjengede partiet 34 er brakt i inngrep med gjengene i hullet 36. En rotasjon av sikringselement 32, fortrinnsvis ved å rotere hendelen 39, fører til at boltinngrepselement 31 trekkes mot stammen og dermed låser dette i støttende inngrep med boltens hode 12. Ettersom sperreanordningen 30, og boltinngrepselementet 31 og sikringselementer 32 hver for seg, er større enn endeløkken 22, forhindrer sperreanordningen 30 fortøyningskjettingen 20 fra å løsne fra bolten 10.

En andre utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 5-7. Det skal forstås at bolten 10 og fortøyningskjettingen 20 i den etterfølgende beskrivelsen kan være av samme typer som, og festet som, beskrevet over.

En sperreanordning 40 omfatter i den illustrerte utførelsesformen et boltinngrepselement 41 og et sikringselement 42, se spesielt figur 5.

Boltinngrepselementet 41 omfatter et krumt parti som danner en åpning 47 som er større enn stammens 11 diameter men mindre enn hodets 12 største dimensjon. En innføringsåpning 48 i det krumme partiet muliggjør innføring av stammen 11 inn i åpningen 47. Boltinngrepselementet 41 omfatter også et mottaksparti 45 med et gjennomgående hull 46 som er forsynt med gjenger. Boltinngrepselementets 41 avrundede profilparti 47a legger til rette for hensiktsmessig anlegg mot hodet 12.

Sikringselementet 42 omfatter en stamme med en hendel 49 i en ende, et gjenget parti 44, og et fremre parti 43. Sikringselementets 42 gjengede parti 44 er utformet for inngrep med gjengene i hullet 46. Gjengene er i den illustrerte utførelsesformen venstregjenget.

En monteringsprosedyre vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 6 og 7. I figur 6 er boltinngrepselementet 41 plassert på stammen 11 via innføringssporet 48 slik at åpningen 47 omslutter stammen 11. Det fremre partiet 43 er ført i gjennom øyet 13 i boltens hode 12 og det gjengede partiet 44 er brakt i inngrep med gjengene i hullet 46. En rotasjon av sikringselement 42, fortrinnsvis ved å rotere hendelen 49, fører til at boltinngrepselement 41 trekkes mot stammen og dermed låser dette i støttende inngrep med boltens hode 12. Ettersom sperreanordningen 40, og boltinngrepselementet 41 og sikringselementer 42 hver for seg, er større enn endeløkken 22, forhindrer sperreanordningen 40 fortøyningskjettingen 20 fra å løsne fra bolten 10.

En tredje utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 8 og 9. Det skal forstås at bolten 10 i den etterfølgende beskrivelsen kan være av samme typer som, og festet som, beskrevet over. Selv om ikke fortøyningskjettingen (linen, vaier, etc.) 20 er vist i figurene 8 og 9, skal det forstås at den kan festes til stammen 11 på samme måte som beskrevet over.

I denne utførelsesformen omfatter en sperreanordning 50 ett enkelt langstrakt element. Figurene 8 og 9 viser sperreanordningen 50 som en sperrebolt med en rund stamme, men det skal forstås at sperreanordningen kan ha andre stamme-tverrsnittsformer.

Sperreanordningen 50 har et første (fremre) parti 53 med en tverrsnittsdimensjon (her: diameter) som er mindre enn øyets 13 åpning, og et andre (bakre) parti 52 med en tverrsnittsdimensjon (her: diameter) som er større enn øyets 13 åpning. En skulder 55 markerer overgangen mellom de to partiene. Et hode 51, som kan betjenes av en operatør, en ROV, eller lignende, er anordnet ved enden av nevnte bakre parti.

Ved montering føres sperreanordningen 50 inn i øyet 13 inntil skulderen støter mot hodet 12. Ettersom sperreanordningen 50 er større enn endeløkken 22 (ikke vist i figurene 8 og 9), forhindrer sperreanordningen 50 fortøyningskjettingen 20 fra å løsne fra bolten 10. Sperreanordningen 50 festes i øyet 13 på en hensiktsmessig måte. I en utførelsesform kan øyet 13 være forsynt med gjenger 15, og en det av det første (fremre) partiet 53 kan være forsynt med gjenger 54, slik at sperreanordningen 50 kan skrus inn i øyet 13. En låsetråd (ikke vist) kan så føres gjennom et hull 57 i sperreanordningen 60. Det første (fremre) partiet 53 kan alternativt være forsynt med andre festemidler, så som lim, kiler eller lignende, for innfesting i øyet 13. Denne utførelsesformen av sperreanordningen stiller ingen krav til størrelsen på forankringsboltens hode, fordi sperreanordningen 50 ikke har et boltinngrepselement (jf. henvisingstallene 31 og 41, beskrevet over) som bolthodet skal ligge an mot.

En fjerde utførelsesform av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til figurene 10 og 11. Det skal forstås at bolten 10 i den etterfølgende beskrivelsen kan være av samme typer som, og festet som, beskrevet over. Selv om ikke fortøyningskjettingen (linen, vaier, etc.) 20 er vist i figurene 10 og 11, skal det forstås at den kan festes til stammen 11 på samme måte som beskrevet over.

I denne utførelsesformen omfatter en sperreanordning 60 ett enkelt langstrakt element. Figurene 10 og 11 viser sperreanordningen 60 som en sperrebolt med en rund stamme, men det skal forstås at sperreanordningen kan ha andre stamme-tverrsnittsformer.

Sperreanordningen 60 har et første (fremre) parti 63 med en tverrsnittsdimensjon (her: diameter) som er mindre enn øyets 13 åpning, og et andre (bakre) parti 62 med en tverrsnittsdimensjon (her: diameter) som er større enn øyets 13 åpning. En skulder 65 markerer overgangen mellom de to partiene. Et hode 61, som kan betjenes av en operatør, en ROV, eller lignende, er anordnet ved enden av nevnte bakre parti.

Ved montering føres sperreanordningen 60 inn i øyet 13 inntil skulderen støter mot hodet 12. Ettersom sperreanordningen 60 er større enn endeløkken 22 (ikke vist i figurene 10 og 11), forhindrer sperreanordningen 60 fortøyningskjettingen 20 fra å løsne fra bolten 10. Sperreanordningen 60 festes i øyet 13 på en hensiktsmessig måte. I den illustrerte utførelsesformen er en det av det første (fremre) partiet 63 kan være forsynt med gjenger 64 som er tilpasset gjengene på en låsemutter 66. Denne utførelsesformen av sperreanordningen stiller ingen krav til størrelsen på forankringsboltens hode, fordi sperreanordningen 60 ikke har et boltinngrepselement (jf. henvisingstallene 31 og 41, beskrevet over) som bolthodet skal ligge an mot. Ved montering føres sperreanordningen 60 gjennom øyet 13 inntil skulderen 65 støter mot boltens hode. Deretter skrus mutteren 66 på det gjengede partiet 64 slik at sperreanordningen 60 festes til bolten som vist i figur 11. En låsetråd (ikke vist) kan så føres gjennom et hull 67 i sperreanordningen 60.

Felles for alle utførelsesformene som er beskrevet over, er at sperreanordningene 30; 40; 50; 60 er utformet for montering på en standard øyebolt, som f.eks. forankringsbolten 10, og at sperreanordningene er større enn fortøyningskjettingens endeløkke 22 slik at sperreanordningene forhindrer fortøyningskjettingen 20 fra å løsne fra forankringsbolten 10.

Anordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør også en vesentlig mer rasjonell og effektiv installasjon av undervanns forankringsbolter enn det den kjente teknikk tillater, og er særlig hensiktsmessig når det skal installeres et større antall bolter. Dette illustreres ved den følgende beskrivelsen av en fremgangsmåte for installasjon av én eller flere forankringsbolter på en sjøbunn:

- Det ønskede antall hull bores på bunnen.

- Øyebolter installeres i de enkelte borehull, og festes i borehullet på kjent måte. Om ønskelig, kan hver øyebolt forsynes med en line (ikke vist) til overflaten og være tilkoplet en blåse, slik at linen kan plukkes opp av et installasjonsfartøy på overflaten. - Når øyeboltene er festet til borehullet (støpt, herdet, etc,.) kan en fortøyningskjetting 20 installeres på hver enkelt bolt 10, f.eks. ved at en endeløkke 22 eller lignende tres på linen og føres fra overflaten og ned på respektiv boltstamme 11.

- Linen kan deretter kuttes og en sperreanordning 30; 40; 50 kan monteres som beskrevet over.

Fortøyningskjettingene 20 kan naturligvis også installeres uten ved hjelp av slike liner og blåser.

Alle operasjonene på sjøbunnen, inklusive installasjon av sperreanordningene 30; 40; 50 ifølge oppfinnelsen, kan utføres av dykker og/eller ROV.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til undervannsinstallasjon, skal det forsås at anordningen ifølge oppfinnelsen også kan anvendes på land.

Claims (8)

Patentkrav

1. En sperreanordning (30; 40) for montering på en bolt (10), der bolten har en stamme (11) og er forsynt med et øye (13) i et endeparti (12) av stammen, karakterisert ved at sperreanordningen omfatter:

- et sikringselement (32; 42) som omfatter en stamme med en hendel (39; 49) i en ende, et gjenget parti (34; 44), og et fremre parti (33; 43); og der i det minste det fremre partiet er innrettet for å føres gjennom øyet (13);

- et boltinngrepselement (31; 41) som omfatter en åpning (37; 47) som er større enn stammens (11) diameter, en anleggsflate (37a; 47a) for anlegg mot i det minste et parti av nevnte endeparti (12), og et mottaksparti (35; 45) med et gjennomgående hull (36; 46) som er forsynt med gjenger;

- og der sikringselementets gjengede parti (34; 44) er utformet for inngrep med gjengene i hullet (36; 46), og det fremre partiet (33; 43) også er innrettet for å føres gjennom hullet (36; 46).

2. En sperreanordning som angitt i krav 1, der åpningen (37; 47) er mindre enn endepartiets (12) største dimensjon.

3. En sperreanordning som angitt i krav 2, videre omfattende et innføringsspor (38) for innføring av stammen (11) inn i åpningen (37; 47).

4. En fremgangsmåte for montering av sperreanordningen som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-3, på en bolt (10) som har en stamme (11) og er forsynt med et øye (13) i et endeparti (12) av stammen, karakterisert ved trinnene:

a) plassere boltinngrepselementet (31; 41) på stammen (11) slik at åpningen (37; 47) omslutter stammen (11);

b) føre det fremre partiet (33; 43) gjennom øyet (13) og bringe det gjengede partiet (34; 44) i inngrep med gjengene i hullet (36; 46);

c) rotere sikringselementet (32; 42) slik at boltinngrepselementet (31) låses i støttende inngrep med boltens hode (12).

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, der en sperreanordning monteres på én eller flere bolter (10) som er montert på en sjøbunn.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, der det før trinn a) senkes et koplingselement (22) og i det minste et parti av et langstrakt fortøyningselement (20) ned til det respektive forankringselement (10) og koplingselementet (22) føres ned på forankringselementets (10) stamme (11).

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6 der koplingselementet (22) føres fra overflaten til forankringselementet via en line som strekker seg mellom forankringselementet og vannoverflaten.

8. Fremgangsmåte som angitt krav 6 eller 7, der fortøyningselementet (20) er en kjetting, line, trosse eller vaier, og forankringselementet (10) er en fjellbolt med et øye (13).