NO773437L - Forankringssted paa dypt vann og fremgangsmaate til aa anlegge det - Google Patents

Description

"Forankringssted på dypt vann og fremgangsmåte til å anlegge det"

Utforskningen og utnyttelsen av forekomster i strata under havbunnen, særlig innen området hydrokarboner, har ført til at man stadig søker nye produksjonsfelter på stadig større dyp.

Når vanndybden kommer opp i flere hundre meter, for ikke å snakke om størrelsesorden 1 km eller mer, er det av interesse å ha til rådighet på bunnen av vannet forankringssteder med stor kapasitet, hvor man f.eks. kan fortøye diverse konstruksjoner, som boreplattformen eller hvor man kan installere diverse appa-ratur, f.eks. brønnhoder eller svingende tårn.

Hovedhensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe et slikt forankringssted såvel som en fremgangsmåte som gjør det mulig å anlegge forankringsstedet uten at der behøves menneskelig inngrep på bunnen av vannet.

For å anlegge forankringsstedet anbringer man ifølge oppfinnelsen på bunnen et fundament utstyrt med en eller flere stort sett vertikale føringer, hvoretter man utnytter disse føringer for å bringe på plass en eller flere pæler eller bolter som låser fast fundamentet til bunnen, slik at fundamentet blir i stand til å motstå opp- og nedadvirkende vertikale såvel som horisontale krefter.

Pælene eller boltene er fortrinnsvis forsynt med en armatur som er innrettet til å kunne forbindes med en streng av borestenger som ender i et boreverktøy og er forsynt med anordninger som gjør det mulig å sprøyte inn i utboringen en masse på basis av herdbart bindemiddel, idet armaturen er bestemt til å etterlates i grunnen fast forbundet med fundamentet.

For å bringe dem på plass kan man gjøre bruk av teknikker som dem der er beskrevet i norsk patent nr. 125.006 og norsk patentsøknad nr. 74.2508, og som gjør det mulig å etablere en intim forbindelse med fundamentet og skaffe stor motstands-dyktighet overfor vertikale trekkrefter.

Den følgende beskrivelse, hvor der henvises til tegningen, og som anføres som ikke-begrensende.eksempel, gjør det godt forståelig hvordan oppfinnelsen kan bringes til utførelse. Fig. 1 anskueliggjør skjematisk i oppriss og delvis vertikalsnitt de første stadier av oppførelsen av et fikseringssted bestemt for å tjene til forankring. Fig. 2, 3 og 4 anskeueliggjør i partielt og vertikalsnitt ytterligere stadier av oppførelsen av fikseringsstedet. Fig. 5 viser hodet av armaturen for en pæl som binder fik-seringsstedets fundament til havbunnen. Fig. 6 viser et lignende snitt av pælarmaturen og anskue-liggjør skjøten mellom to elementer av denne. Fig. 7 viser i snitt og større målestokk et innsprøytnings-rør for pælen forsynt med tilbakeslagsventil.

For å bygge et fikseringssted med stor kapasitet på dypt vann kan man gå frem på den følgende eller en vilkårlig like-verdig måte: Ved hjelp av en flytende innretning 1, f.eks. et fartøy eller en halvveis neddykkbar arbeidsplass innrettet til å kunne holde seg relativt ubevegelig, blir et fundament 4 som har større tetthet enn vann, og er hektet på en kabel 3, senket ned på havbunnen 2. Fundamentet har en eller flere rørformede føringer 5 med konisk utvidet munning bestemt for gjennom-føring av pæler eller bolter som skal låse fundamentet til havbunnen.

Antall og dimensjon av føringene 5 avhenger av de krefter fikseringsstedet skal kunne utholde, og av havbunnens karakter. Disse rør er forsynt med forlengelser eller skoninger 6 bestemt til å trenge ned i grunnen, og fundamentet er utstyrt med skovler 7 som gir den et godt grep i bunnen. Utførelses-eksempler på disse elementer av anordningen vil bli beskrevet mer detaljert senere.

Når fundamentet 4 er bragt til hvile på bunnen, løser man kabelen 3 og forbinder den med en streng 8 forsynt med et søkke 9 og en bøye 10 (fig. 1).

Med en vilkårlig egnet innretning 11, f.eks. forsynt med en sonar oq et fiernsynkamera, lokaliserer man innqanqen til en førinq 5 og senker ned i denne en armatur for en rørformet pæl 12 som ender i et boreverktøy 13 og er forbundet med en streng av borstenger 14 som manøvrer fra derriken 15 på fartøyet eller annen boreutrustning 1.

Verktøyet 13 har større diameter enn armaturen 12, f.eks.

av størrelsesorden 65 cm for en armatur av størrelsesorden 55 cm, dimensjoner som tilsvarer en vertikal kraft av størrelsesorden 250 tonn pr. pæl. Pælføringen får da en innvendig diameter av størrelsesorden 70 cm.

Pælenes egenskaper bestemmes i avhengighet av grunnens geotekniske egenskaper, og det antall elementer som utgjør armaturen, er særlig avhengig av de manøvreringsanordninger som er disponible ombord på fartøyet 1.

Utboringen utføres i klart vann med innskytning av en slam-propp på hver forbindelseskabel 14, mens de utborede masser unn-viker til fundamentet 4 som vist på fig. 2, via passende åpninger i føringsrørene, som vil bli beskrevet senere.

Så snart hullet 16 er utboret, blir armaturen 12, som oventil ender i et hode 17 av en form motsvarende til den utvidede munning 18 av pælføringen, satt ned i denne, hvor den låses, f.eks. som beskrevet mer detaljert senere under henvisning til fig. 5.

Tilpasningen av hodet 17 i den utvidede munning 18 gjør det mulig å motstå oppadrettede krefter som fikseringsstedet eller fundamentet vil kunne bli utsatt for.

Man går så i gang med å støpe inn et herdbart bindemiddel 19, f.eks. sement i borehullet 16, som vist på fig. 3, for å binde fundamentet 4 til bunnen 2.

Disse operasjoner gjentas for alle pælene 20 som skal anbringes i fikseringsstedet, hvis kabel 3 så vil kunne benyttes for de tilsiktede formål (fig. 4).

Fig. 5 viser skjematisk snitt av et parti av fundamentet 4, som f.eks. kan være utført av metall eller armert betong, og i alle tilfeller tilstrekkelig sterkt til med sikkerhet å kunne utholde de krefter det skal oppta. På passende steder, f.eks. nær omkretsen av fundamentet, sitter pælføringene 5, hvis utvidede munning 18 er omgitt av en oppragende forsterkningsvulst. 21. Vulsten bærer svingbare låsekroker 22 som er lagret i passende bukker og bestemt til å holde armaturens hode 17 på plass i mun-ningen 18 og dermed motstå nedadvirkende krefter som fikseringsstedet eller fundamentet vil kunne bli utsatt for.

Hodet 17 er forlenget nedad med en stuss 23 som slutter seg til det første element av armaturen 12. Dette element har oventil et konisk tyerravstivning 24 som har nedadrettet spiss og tjener til innmontering av et innsprøytningsrør 25 koaksialt med hodet 17 og armaturen 12. I tyerravstivningen 24 er der utformet hull 26, særlig for å tillate gjennomstrømning av borevæske.

Diameteren av stussen 23 er litt større enn diameteren av armaturen 12, men mindre enn diameteren av føringen 5. Denne er forsynt med åpninger 27 til å tillate de utborede masser som stiger opp med væsken rundt armaturen, å unnvike som forklart under henvisning til fig. 2.

Røret 25 er opphengt i hodet 17 ved en konisk tverrvegg 28 som er orientert i likhet med tverrveggen 24 og har åpninger 29. Oventil er røret stengt med en avtagbar propp 30.

Hodet 17 forbindes med den første borstang 14 via en oppragende stuss 31 og en sikringsskjøt 32 koaksialt med røret 25.

På fig. 6 er to elementer 121 og 122 av armaturen 12 vist sam-menføyet ved en skjøt 33, mens de tilsvarende elementer 251 og 252 av røret 25 er forbundet butt i butt ved hjelp av en tetnings-skjøt 34.

På flere steder har røret 25 og ankeret 12 korresponderende hull hvor der munner ut stort sett radiale innsprøytningskahaler 35 som gjør det mulig å innsprøyte utenom ankeret 12 en støpe-masse som drives frem gjennom røret 25.. Hver kanal 35 har en tilbakeslagsventil 36 innrettet til å tillate massen å trenge ut, men å hindre den i å strømme tilbake til røret 25.

Fig. 7 viser et eksempel på en tilbakeslagsventil (allerede beskrevet i norsk patentsøknad 74 2508). I åpningen 37 i armaturen 12 er der fastgjort en boks 38 hvis bunn kanalen 35 er ført av-tettet igjennom. Kanalen 3 5 fortsetter i boksen til området for åpningen 37, hvor den er stengt med en propp 39. Sideåpninger 40 er utformet i veggen av kanalen 35 for å sette denne i forbindelse med det indre av boksen 38, og på den del av kanalen som befinner seg i boksen, er der anbragt en elastisk mansjett 31 av gummi eller lignende elastisk materiale.

Når man driver frem en sementmørtel i kanalen 35, trer den ut gjennom hullene 40, idet den vider ut mansjetten 41, som trykker foringen 4 2 sammen,og trer så ut gjennom åpningen 37. Ikke noe fluidum kan passere den motsatte vei.

Under borearbeidet, som skjer under innsprøytning av vann gjennom rørene 14 i armaturen 12, er innsprøytningsrøret 25 forsynt med proppen 30, og vannet passerer utenom dette gjennom åp-ningene 26.

Når utboringen 16 er ferdig, blir hodet 17 på armaturen låst til fundamentet med krokene 22.

Man går så over til å sprøyte inn støp av sement eller annet bindemiddelj som følger samme vei som borevæsken.

Hvis der under borearbeidet konstateres en anomali, f.eks. hvis man møter grunn med geotekniske egenskaper som synes ringere enn dem man antok etter forutgående undersøkelser eller også under sementeringen, kan man sprøyte inn ytterligere sprøytemasse ved hjelp av røret 25.

Til dette formål fjerner man proppen 30 og fører ned i røret 25 et (ikke vist) innsprøytningsrør med en utgangsåpning plassert mellom to stengeorganer, idet man sørger for at disse to stengeorganer stiller seg på hver sin side av kanalen 35 som støpe-massen skal tre ut igjennom.

Den konvergerende tverrvegg 28 letter innføringen av inn-sprøytningsrøret i:• røret 25.

Man kan dermed sikre større pålitelighet av det oppførte byggverk.

Det sier seg selv at den beskrevne utførelsesform bare er angitt eksempelvis, og at det vil være mulig å modifisere den, særlig ved erstatning med ekvivalente teknikker, uten at man derfor overskrider oppfinnelsens ramme.

Likeledes sier det seg selv at oppfinnelsen kan benyttes for andre anvendelser.

Spesielt vil det være mulig, etter partiell terrassering, ved hjelp av oppfinnelsen å realisere en understøttelse av støpt vegg, idet det sier seg selv at fundamentet 4 i såfall vil ut-gjøres av en delsone av veggen.

Likeledes vil man takket være oppfinnelsen på hensiktsmessig måte kunne skaffe en forbindelse mellom grunnen og fundamenter av byggverk som blir utsatt for varierende undertrykk.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte til å anlegge et fikseringssted på bunnen av en vannmasse, karakterisert ved at man på bunnen av vannmassen stiller et fundament utstyrt med en eller flere stort sett vertikale føringer og benytter denne eller disse føringer til å anbringe i grunnen en eller flere pæler eller bolter som forbinder fundamentet fast med bunnen, og som kan belastes enten på strekk, på trykk eller på bøyning.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man for å anbringe pælen>eller pælene resp. bolten eller boltene fører ned i føringen eller føring-ene en rørformet armatur som ender i et boreverktøy og er forbundet med en boremaskin via en streng av stenger, og deretter, når utboringen har nådd den ønskede dybde, sprøyter inn i den et herdbart bindemiddel og etterlater armaturen fast forbundet med fundamentet.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at man anbringer fundamentet på bunnen under anvendelse av en kabel festet til det, og frigjør kabelen, som man så forbinder med et søkke og en bøye.

4. Fikseringssted på dypt vann, karakterisert ved et fundament bestemt til å anbringes på bunnen av vannet og omfattende minst én føring som gjør det mulig å bringe på plass en eller flere pæler eller bolter bestemt til å forbinde fundamentet fast med bunnen.

5. Fikseringssted som angitt i krav 4, karakterisert ved at anordningene til anbringelse av pælen eller bolten, resp. av hver av pælene eller boltene innbefatter en armatur som er utstyrt med et boreverktøy og bestemt til å senkes ned i føringen for å tilveiebringe en utboring i grunnen, hvor armaturen blir stående fast forbundet med fundamentet og innleiret i en masse på basis av herdbart bindemiddel.

6. Fikseringssted som angitt i krav 5, karakterisert ved at armaturen har et hode som ved slutten av borearbeidet tilpasser seg i føringen i fundamentet, som er utstyrt med organer til låsning av hodet.

7. Fikseringssted som angitt i krav 6, karakterisert ved at hodet og føringen oppviser innbyrdes motsvarende avsmalende anleggsflater.

8. Fikseringssted som angitt i krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at armaturen er rørformet og oppviser anordninger til forbindelse med borstengene, og føring-ene er forsynt med åpninger som gjør det mulig å føre bort utborede masser.

9. Fikseringssted som angitt i krav 8, karakterisert ved at armaturen oventil innbefatter et rørstykke med større diameter, bestemt til å tilpasse seg i føringen.

10. Fikseringssted som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at armaturen inneholder et innsprøytningsrør som kommuniserer med åpninger utformet i armaturen, via kanaler utstyrt med tilbakeslagsventiler som tillater en innført støpemasse å tre ut, men forhindrer enhver inngang av fluidum.

11. Fikseringssted som angitt i krav 10, karakterisert ved at innsprøytningsrøret er forbundet med armaturen ved tverrvegger som er forsynt med åpninger og i det minste for visses vedkommende konvergerer mot undersiden.

12. Fikseringssted som angitt i krav 10 eller 11, karakterisert ved at innsprøytningsrøret oventil har en avtagbar propp og stort sett er koaksialt med borstengene.

13. Fikseringssted som angitt i et av kravene 4 - 12, karakterisert ved at fundamentet er forsynt med skovler bestemt til å trenge ned til grunnen.

14. Fikseringssted som angitt i et av kravene 4-13, karakterisert ved at føringen eller føringene i fundamentet er forlenget nedad med en skoning bestemt til å trenge ned i grunnen.