NO771406L - Fremgangsm}te til forankring av en konstruksjon, spesielt fort¦yning av et fart¦y, og anordning til utf¦relse av fremgangsm}ten - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et fortøyningssystem for

et sjøgående fartøy, f.eks. en stor oljetanker. Den angår et for-tøyningssystem som kan konstrueres for å utføre andre funksjoner enn fortøyning av fartøyet, f.eks. boring eller andre operasjoner på sjøbunnen eller lagring av olje fra en undersjøisk brønn,, og lasting av olje inn i fartøyet.

Der er fremkommet tallrike forslag om systemer som vil gjøre det mulig for en oljetanker å fortøyes og lastes på et sted uten-for kysten for å transportere olje fra brønner som befinner seg der.

De systemer som for tiden brukes for dette formål, er ikke tilfredsstillende, fordi de i stor grad utsettes for vær og vind og ikke er i stand til å funksjonere under stormforhold. Dessuten krever den hastighet som oljen kan lastes med, at tankeren for-blir fortøyet i uønsket lange perioder i betraktning av driftsom-kostningene for store tankere.

Disse mangler ved eksisterende systemer skyldes primært fra det forhold at der for pumping av oljen til tankeren benyttes fleksible rør med begrenset diameter. Bøyeligheten av rørene er nødvendig på grunn av fartøyets bevegelse ved forankringene. Ved bruk av det nye fortøyningssystem ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan olje transporteres til fartøyet gjennom et stivt rør med stor diameter, noe som gir en meget større strømningshastighet.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er der skaffet

en fremgangsmåte til fortøyning av et fartøy, hvor et fartøy plukker opp og haler inn en fortøyningsline som er festet til en fortøyningssøyle som er vertikalt forskyvbar i et holdeorgan som er anordnet under sjøflaten, og fortøyningssøylen løftes ved hjelp av fortøyningslinen til inngrep med et mottagningskammer anordnet i fartøyets skrog.

Til utførelse av denne fremgangsmåte skaffer oppfinnelsen

en fortøyningsanordning som omfatter et holdeorgan og en fortøy-ningssøyle som kan forskyves vertikalt i holdeorganet og har en fortøyningsline festet til sin øvre ende, idet linen er forsynt med organer som tillater lokalisering av linen fra det fartøy som skal fortøyes, og som så kan hale inn linen og løfte den øvre del av fortøyningssøylen inn i et mottagningskammer i fartøyet.

For bruk på dypt vann er den nedre ende av holdeorganet innrettet til å hvile på sjøbunnen på en slik måte at holdeorganet kan svinges i en hvilken som helst retning om den nedre ende,

idet den øvre ende av holdeorganet er utført med organer til å fremskaffe tilbakeføringskrefter som søker å holde holdeorganet i en hovedsakelig vertikal stilling. Lokaliseringsorganene kan om-fatte en føringsline festet til den frie ende av fortøynings-

linen, og en bøye forbundet med føringslinen.

Under bruk hviler den nedre ende av holdeorganet direkte

på sjøbunnen eller er dreibart montert ved hjelp av et universal-ledd, og den øvre ende befinner seg under sjøflaten. Bare bøyen befinner seg ved eller like under overflaten, og denne utgjør ingen fare for sjøtrafikken. Det fartøy som skal fortøyes, kan lokalisere bøyen og trekke fortøyningssøylen inn i mottagningskammer, og herunder haler skipet seg i stilling over holdeorganet. Fortøyningssøylen er festet til og støttes av fartøyet og kan

heves og senkes sammen med fartøyet.. Tilkoblingen av fortøynings-søylen til fartøyet er imidlertid slik at fartøyet kan stampe og rulle i forhold til søylen og også svinge rundt denne. Sammen-koblingen, som på grunn av denne fleksibilitet kan bibeholdes selv i dårlig vær, skaffes først og fremst av fortøyningslinen,

men i tillegg kan en ettergivende, fortrinnsvis oppblåsbar ringformet pakning komme til inngrep rundt fortøyningssøylen. Svinge-bevegelsen av holdeorganet som fortøyningssøylen svinger sammen med rundt den nedre ende av holdeorganet, gjør disse bevegelser av fartøyet lettere.

Oppfinnelsen skaffer også et fartøy som har fortøyningsut-

styr til å samvirke med fortøyningsanordningen når denne befinner seg i stilling under vann, og dette fortøyningsutstyr på fartøyet omfatter et mottagningskammer.i fartøyets skrog, en åpning i bunnen av fartøyet til innføring av fortøyningssøylen i mottag-

ningskammeret, og organer som tjener til å hale inn fortøynings-linen gjennom innføringsåpningen og mottagningskammeret for å trekke fortøyningssøylen inn i mottagningskammeret, idet der rundt innføringsåpningen er anordnet en ettergivende gripering for inngrep med fortøyningssøylen.

Fortøyningsanordningen kan konstrueres for å muliggjøre ut-førelse av en rekke arbeidsoperasjoner etter at fartøyet er for-tøyet. F.eks. kan en borestreng for utførelse av boreoperasjoner på sjøbunnen føres ned gjennom fortøyningssøylen og holdeorganet. Ved en foretrukket utførelsesform for anordningen er holdeorganet utført som et oljereservoir til å motta olje fra en brønn uten-for kysten, og fortøyningssøylen tjener som et transportrør for transport av olje fra reservoiret til det fortøyede fartøy. Ved utnyttelse av det omgivende sjøvann kan oljetransporten finne sted uten pumper og utføres via et stivt rør som utgjør fortøy-ningssøylen, og som kan ha et stort gjennomstrømningstverrsnitt for å skaffe en rask oljetransport.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av et eksempel som er anskueliggjort på tegningen. Fig. 1 er et oppriss, delvis i snitt, av en fortøynings-anordning i henhold til oppfinnelsen og et tverrsnitt av et tankskip som er i ferd med å fortøyes.

Fig. 2 er et skjematisk oppriss av en del av tankskipet.

Fig. 3 er et riss, delvis i snitt, av den øvre ende av fortøy-ningssøylen når denne befinner seg i stilling i tankerens mottagningskammer. Fig. 4 er et skjematisk riss av fortøyningsanordningen når den ikke er i bruk.

Fortøyningsanordningen på tegningen er tenkt brukt ved for-tøyning og lasting av store oljetankere på utsatte steder til sjøs. Fortøyningsanordningen omfatter et holde- eller støtte-organ i form av et høyt, sylindrisk oljereservoir 10 med et konisk nedre parti 11 som ender i en kuppelformet fot som hviler på sjø-bunnen og er forankret i denne med en ankervaier 12. Reservoiret 10 kan være utført i betong og f.eks. ha en diameter på 21 m og en høyde på 110 m. Den øvre ende av reservoiret 10 holdes på plass ved hjelp av flere ankerkjettinger 13 anordnet symmetrisk rundt reservoiret og festet til ankret på sjøbunnen. Ankerkjettingene 13 er forbundet med reservoiret 10 ved strammeinnretninger 13A. Reservoiret 10 kan således svinge en liten vinkel om sin nedre ende, men utsettes for tilbakeførings- eller gjenopprettingskrefter fra ankerkjettingene som søker å holde det vertikalt. Ved en alternativ utførelse skaffes gjenopprettingskref-tene helt eller delvis av et flytekammer bygget inn i den øvre ende av reservoiret.

Reservoiret kan fylles med olje fra en eller flere kilder

ved hjelp av et rør 14.som ender i en ringformet oljemanifold 15 som hviler på sjøbunnen og omringer det koniske nedre parti

11 av reservoiret 10. Ved hjelp av bøyelige rør 16 er oljemanifol-den 15 forbundet med en oljeinnløpsmanifold 17 som strekker seg rundt reservoiret ved overgangspartiet mellom det sylindriske hovedparti og det koniske nedre parti. Den olje som kommer inn i reservoiret 10, stiger opp mot toppen og trenger vekk sjøvann gjennom enveis utløpsåpninger 18 som er forsynt med filtre 19

til å forhindre utslipp av olje i sjøen. Utløpsåpningene 18 er anordnet under innløpsmanifolden 17,, og under utløpsåpningene er der anordnet en ring med enveis innløpsåpninger 20 som sjøvann kan komme inn gjennom mens olje strømmer ut. Ved en alternativ uhfoirelse kan ett eneste sett av åpninger tjene som både innløp og utløp for sjøvannet.

Koaksialt med reservoiret 10 er der anordnet en fortøynings-søyle 21 som styres for vertikal glidebevegelse ved hjelp av ledeorganer 22. Søylen 21 er ved den øvre ende av reservoiret ført gjennom flerdobbelte pakninger 23 konstruert slik at de forhindrer utslipp av olje fra reservoiret. Den øvre ende av fortøyningssøylen 21 er festet til en fortøyningsline 24. Som vist på fig. 1 og 2, er fortøyningslinen ført over en rullebane 25 på dekket av en tanker 26 som skal fortøyes, og hales inn ved hjelp av en gripe- og haleanordning 27 som omfatter en hydraulisk jekk og tjener til å løfte fortøyningssøylen delvis ut av reservoiret og bringe toppartiet av denne i inngrep med et mottagningskammer 28 i skroget av fartøyet 26. Fortøyningssøylen 21 er et stålrør som kan ha en diameter på 7 m, og er ved sin nedre ende forsynt med innløpsåpninger 29 for olje og ved sin øvre ende med utløpsåpninger 30 for olje. Når den øvre ende av fortøynings-søylen er kommet i inngrep med mottagningskammeret 28, kan olje strømme fra reservoiret 10, gjennom fortøyningssøylen 21, inn i mottagningskammeret 28 og deretter inn i lasterommene 31 i tankeren.

Detaljer ved den øvre ende av fortøyningssøylen 21 og mottagningskammeret 28 er vist på fig. 3. Inne i den øvre ende av fortøyningssøylen er der anordnet et stempel 32 med åpninger 33 som er innrettet til å kunne falle sammen med utløpsåpningene 30. Ved hjelp av fjærer 34 er stempelet 32 forspent mot den øvre stilling som er vist strekpunktert på fig. 3, og hvor utløps-åpningene 30 er lukket av stempelets vegg. Ved innsetting av en bøyelig luftslange i åpningen 36 ved den øvre ende av fortøynings-søylen, kan trykkluft blåses inn for å tvinge stempelet 32 nedover, slik at hullene 30 åpnes for utstrømning av olje. Som vist på fig. 1 står den øvre ende av mottagningskammeret 28 i forbindelse med oljemanifolder 37 og 38 som ligger i lengderetningen av dekket og fører olje til tankerens lasterom 31.

Mottagningskammeret 28 har en bunn 39 med en sentral åpning som utgjøres av en rettavkortet kjegleflate 40 som danner et entringsparti for fortøyningssøylen. Rundt åpningens vegg er der anordnet en ringformet oppblåsbar pakning 41 av slangetypen som tjener til å fastholde fortøyningssøylen og skaffe en tetning mot utstrømning av olje. Fortøyningssøylen kan fremdeles fritt svinge en liten vinkel, idet dens øvre ende beskriver en bue, slik det er vist ved linjen 42 på fig. 3. For å tillate denne bevegelse, bør forbindelsen mellom linen 24 og fartøyet innbefatte et støtabsorberingssystem eller en annen ettergivende innretning.

På fig. 4 er det vist at når en tanker ikke er i nærheten,

er fortøyningssøylen 21 trukket tilbake i reservoiret 10, samtidig som fortøyningslinen 24 henger ned langs yttersiden av reservoiret. Hele anordningen befinner seg et godt stykke under vann-flaten og utgjør ingen fare for sjøgående trafikk. Til fortøy-ningslinen 24 er der festet en føringsline 43, og til denne er der festet en bøye 44. En tanker som nærmer seg anordningen, lokaliserer bøyen 44 og plukker opp føringslinen 43 som trekkes gjennom mottagningskammeret 28 og over trekkbanen 25 til en vinsj 45 (fig. 2). Vinsjen spoler inn føringslinen 43 inntil linen 24 tvinges i stilling for å festes til trekkapparatet 27, og deretter trekkes linen inn og stuves i et kammer 46. Mens tankeren haler inn linen og begynner å løfte fortøyningssøylen 21, lar den seg drive fritt og trekker seg i stilling over reservoiret, slik at

åpningen i bunnen av mottagningskammeret automatisk vil rette seg inn for mottagelse av fortøyningssøylen.

Etter innføring av fortøyningssøylen i mottagningskammeret

og fastspenning av fortøyningslinen for fastholdelse av søylen i stilling, blåses pakningen 41 opp, sjøvann fjernes fra kammeret 28, og stempelet 32 tvinges nedover ved trykkluft for å tillate olje å strømme fra reservoiret 10 gjennom fortøyningssøylen 21 under trykk fra det omgivende sjøvann. På grunn av de store dimen-sjoner av fortøyningssøylen skaffes der et stort gjennomstrømnings-areal, og lastehastigheten blir høy. Under lastingen hever og senker fortøyningssøylen seg sammen med tankeren, og dennes vekt skaffer en stabiliserende påvirkning. Søylen kan sammen med reservoiret svinge om den nedre ende av reservoiret, og søylen vil da svinge i forhold til tankeren om den oppblåsbare tetning. Dette tillater horisontale bevegelser av tankeren. Tankeren er fri til å svinge rundt aksen gjennom det sylindriske reservoir. Fortrinnsvis befinner mottagningskammeret seg foran tankerens tyngdepunkt både når denne er fullastet og når den er tom, slik at tankeren har en tendens til å holde baugen mot vinden.

Når tankeren er fullastet, fjernes luftslangen 35, og stempelet 32 heves for å stenge for oljestrømmen. For å evakuere olje fra mottagningskammeret 28, settes der i gang rensepumper, hvorav én er vist ved 4 7 på fig. 3. Deretter vaskes mottagningskammeret med varmt vann og damp, og oljerestene pumpes ut til lensetanker. Når mottagningskammeret er rengjort, blir luften sluppet ut av den oppblåsbare pakning, og fortøyningslinen gis ut, fulgt av føringslinen, inntil tankeren er frigjort for seiling.

Anordningen kan også benyttes for lossing av tankere. Den kan benyttes i beskyttede farvann innunder vann, og i dette til-felle trenger ikke holdeorganet være i stand til å svinge eller svaie om sin nedre ende, men kan være fastholdt, f.eks. ved inn-leiring i sjøbunnen. I grunt farvann vil dette være en fordel for å gi tilstrekkelig lagringskapasitet.

Skjønt anordningen er blitt beskrevet i en form som er egnet for fortøyning og lasting av tankere, skal det forstås at for-tøyningsfunksjonen kan kombineres med andre funksjoner enn oljetransport. F.eks. kan skipet eller fartøyet bære en bore- eller en oljeproduksjonsenhet som kan føres ned til sjøbunnen gjennom

fortøyningssøylen og holdeorganet.

En viktig modifikasjon av den anordning som er beskrevet, er fremskaffelsen av ytterligere oljelagerplass ved bruk av satel-littreservoirer som i oppbygning er maken til hovedreservoiret og anordnet i et symmetrisk sett rundt hovedreservoiret. Hovedanker-kjedene kan være festet til satellittreservoirene, mens disse på sin side er forbundet med hovedreservoiret ved vaiere. De øvre ender av satellittreservoirene er forbundet med den øvre ende av hovedreservoiret ved hjelp av slanger, og satellittreservoirene har ingen egne oljeinnløp, men har dog vanninnløp og -utløp.

Selv om anordningen er blitt beskrevet i forbindelse med lagring og overføring av olje, skal det forstås at den også kan benyttes for fortettet naturgass (L.N.G.) og flytende jordolje-gass (N.P.G.)

Claims (21)

1. Fremgangsmåte til forankring av en konstruksjon, spesielt fortøyning av et fartøy, karakterisert ved at fartøyet fastholdes til en fortøyningssøyle som kan forskyves vertikalt i et holdeorgan anordnet under 'spøflaten, og at fortøy-ningssøylen løftes ved hjelp av fortøyningslinen til inngrep med et mottagningskammer i fartøyets skrog.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at holdeorganet med sin nedre ende hviler på sjøbunnen og kan svinges om den nedre ende, men holdes tilbake av ankerkjettinger som er fastholdt til den øvre ende og søker å holde holdeorganet vertikalt.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fortøyningssøylen inne i mottagningskammeret gripes av en ringformet pakning.

4. Fremgangsmåte til lasting av et tankskip, karakterisert ved at tankskipet fortøyes ved en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, og at væske overføres fra holdeorganet, som er oppbygget som et reservoir,, til tankeren via fortøyningssøylen og mottagningskammeret.

5. Anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et holdeorgan og en fortøyningssøyle som kan forskyves vertikalt i holdeorganet og har en fortøyningsline festet til sin øvre ende, og at linen er forsynt med organer som tillater lokalisering av linen fra et fartøy som skal fortøyes, og som så kan hale inn linen og løfte den øvre del av fortøyningssøylen inn i et mottagningskammer i fartøyet.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at den nedre ende av holdeorganet er innrettet til å hvile på sjøbunnen på en slik måte at det tillates å svinge i en vil-kårlig retning om den nedre ende, og at den øvre ende av holdeorganet omfatter organer til å skaffe gjenopprettingskrefter som søker å holde holdeorganet i en hovedsakelig vertikal stilling.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at den nedre ende av holdeorganet har en nedover konver-gerende konisk form med en avrundet fot som kan trenge ned i sjøbunnen.

8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at organene til å redusere bevegelsen sideveis omfatter festeorganer for ankerkjettinger fordelt rundt den øvre ende av holdeorganet.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at festeorganene innbefatter strammeinnretninger for ankerkjettingene .

10. Anordning som angitt i et av kravene 5-9, karakterisert ved at lokaliseringsorganene omfatter en føringsline fastholdt til den frie ende av fortøyningslinen og en bøye forbundet med føringslinen.

11. Anordning som angitt i et av kravene 5-10, karakterisert ved fortøyningssøylen er rørformet og har åpninger ved sin øvre og nedre ende.

12. Anordning som angitt i et av kravene 5-10, karakterisert ved at holdeorganet er oppbygget som et væskereser-voir med åpninger ved den nedre ende for innstrømning og utstrøm-n ing av sjøvann, organer til å føre væske inn i reservoiret og en pakningsenhet ved den øvre ende av holdeorganet som fortøy-ningssøylen kan føres gjennom.

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at reservoiret er fremstilt i betong.

14. Anordning som angitt i krav 12 eller 13, karakterisert ved at organene til å innføre væske omfatter en ringformet innløpsmanifold som står i forbindelse med det indre av reservoiret via en rekke åpninger, idet innløpsmanifolden er konstruert for forbindelse med en ringformet manifold som ligger på sjøbunnen, ved hjelp av en rekke fleksible slanger.

15. Apparat som angitt i krav 12, 13 eller 14, karakterisert ved at reservoiret har indre lade- eller førings-organer for fortøyningssøylen.

16. Apparat som angitt i et av kravene 12-15, karakterisert ved at fortøyningssøylen er rørformet og har innløpsåpninger ved den nedre ende og utløpsåpninger ved den øvre ende, idet utløpsåpningene kan åpnes og lukkes av en ven-tilmekanisme.

17. Apparat som angitt i krav 14, karakterisert ved at ventilmekanismen omfatter et stempel som er forspent mot den lukkede stilling, men kan åpnes av trykkfluidum.

18. Fartøy med fortøyningsutstyr som samvirker med fortøynings-anordningen ifølge krav 5, karakterisert ved at fortøyningsutstyret omfatter et mottagningskammer i fartøyets skrog, en åpning i bunnen av fartøyet til innføring av fortøy-ningssøylen i mottagningskammeret og organer til å hale inn for-tøyningslinen gjennom innføringsåpningen og mottagningskammeret for å trekke fortøyningssøylen inn i dette, idet der rundt inn-føringsåpningen er anordnet en ettergivende gripering som kommer til inngrep med fortøyningssøylen.

19. Fartøy som angitt i krav 18, karakterisert ved at griperingen er utført som en pakning for å hindre inn-trengning av sjøvann i mottagningskammeret.

20. Fartøy som angitt i krav 18 eller 19, karakterisert ved at mottagningskammeret er forsynt med organer til spyling og rengjøring.

21. Fartøy som angitt i et av kravene 18-20, karakterisert ved at trekkorganene til innhaling av fortøynings-linen omfatter organer til å spenne fast fortøyningslinen med til- • strekkelig ettergivenhet til å tillate den øvre del av fortøy-ningssøylen å svinge inne i mottagningskammeret om griperingen.