NO774096L - Plattform for montering til sjoes eller i en vannmasse - Google Patents

Description

"Plattform for montering til sjøs eller i en vannmasse".

Oppfinnelsen angår plattformer med en konstruksjon som støtter seg på bunnen av en vannmasse, særlig havbunnen, for over vannflaten å bære industrielle eller vitenskapelige installasjoner, f.eks. utrustning til boring eller produksjon av olje. Nærmere bestemt angår den en plattform av såkalt tynget type, d.v.s. en som hviler på bunnen med sin egen vekt.

I norsk patentsøknad 74 36 42 av 9. oktober 1974 har søkerne beskrevet en tynget plattform som omfatter et tungt fundament bestemt til å hvile på bunnen og forsynt med tette kamre som meddeler det en viss flyteevne, en flerhet av tette hulsøyler som er festet til fundamentet og strekker seg loddrett opp, en bro som består av en flottør i fast forbindelse med et dekk bestemt til å bære installasjonene, anordninger som gjør det mulig å forskyve broen langs søylene, samt anordninger som gjør det mulig suksessivt å neddykke det tette kammer og hulsøylene.

En slik plattform er beregnet på å bygges i betong. Fundamentet med de tette kammere og de tette hulsøyler som er uunnværlige for en plattform som skal monteres på stort dyp (f.eks. 150 meter eller mer), øker betydelig betongvekten og anskaffelsesprisen for plattformen.

Den foreliggende oppfinnelse gjelder forbedringer som spesielt gjør det mulig å oppnå en betydelig besparelse i vekt og anskaffel-sespris for en plattform av betong eller av en blandet konstruksjon av stål og betong og bestemt til å monteres på en bunn i moderat

dybde, f.eks. av størrelsesorden 30 - 40 meter.

Plattformen ifølge oppfinnelsen omfatter et fundament som vesentlig består av en bunnplate forsynt med avstivninger, f.eks.

en sirkelrund vegg og skillevegger nødvendige for den mekaniske

fasthet, samt et sentralt, hult tårn som kan være tett eller ikke, og som er fastgjort til fundamentet og strekker seg loddrett opp fra det, en bro som bærer installasjonene, og hvis nedre del rundt det hule tårn i det minste danner et hult skall som, eventuelt sammen med tårnet hvis dette er tett, danner en flottør,hvis flyteevne er tilstrekkelig til å bære plattformen med installasjonene, samt anordninger som gjør det mulig å forskyve broen langs tårnet.

Broen er særlig velskikket til å utføres som metallisk konstruksjon,mens fundamentet og tårnet lett kan bygges i betong, noe som gjør det mulig å realisere en forholdsvis lett og dermed billig plattform, idet man drar nytte av tyngede plattform-konstruksjoners gode egenskaper når det gjelder stabilitet og mot-standsdyktighet overfor kraftvirkninger og korrosjon. Betongdelene behøver praktisk talt ikke noe vedlikehold, og metallbroen kan vedlikeholdes lettvint siden den befinner seg ovenfor vannflaten når plattformen er i drift.

Plattformen ifølge oppfinnelsen blir fortrinnsvis bygget og bragt på plass ved en metode som består i å bygge plattformen og i det minste hovedparten av installasjonene komplett i et tørrlagt basseng og deretter sjøsette den og slepe den til oppstillingsstedet i flytende tilstand, båret av det hule skall. Man påvirker så forskyvningsanordningene for broen for å la fundamentet synke ved sin egen vekt til bunnen av havet eller vannmassen og derpå heise broen langs tårnet. Denne metode inngår også i oppfinnelsen.

En viktig fordel ved den angitte fremgangsmåte er at det ikke er nødvendig i nærheten av det tørrlagte basseng å ha til rådighet en skjermet lokalitet med anselig dybde for å fullføre byggingen av plattformen og monteringen av installasjonene i flytende tilstand slik det har vært nødvendig ved tidligere kjente fremgangs-måter .

Den følgende beskrivelse i forbindelse med tegningen som anføres som ikke-begrensende eksempel, gjør det mulig å få en god forståelse av hvorledes oppfinnelsen kan bringes til utførelse. Alle"særtrekk som fremgår av tekst og tegning, inngår selvsagt innen oppfinnelsens ramme. Fig. 1 er et oppriss av en plattform ifølge oppfinnelsen, delvis sentralt gjennomskåret.

Fig. 2 er et grunnriss sett fra pilen II på fig. 1.

Fig. 3 viser forskyvningsanordningene for broen skjematisk

i horisontalsnitt og mindre målestokk.

Fig. 4 er et oppriss av en av disse forskyvningsanordninger

i større målestokk..

Fig. 5 viser vertikalsnitt etter linjen V-V på fig. 4.

Fig. 6 viser snitt i større målestokk etter linjen VI-VI

på fig. 4.

Fig. 7 viser vertikalsnitt etter linjen VII-VII på fig. 6. Fig. 8, 8a og 8b anskueliggjør i oppriss og delvis gjennom-.skåret byggingen av plattformen i et tørrlagt basseng i liten målestokk. Fig. 9 er et riss i likhet med fig. 8b og anskueliggjør sjøsettingen. Fig. 10 er et tilsvarende riss som anskueliggjør fløtningen av plattformen. Fig. 11 og lia er lignende riss og anskueliggjør oppsetningen av plattformen.

Den viste plattform er bestemt til å reises på en havbunn på omkring 30 meters dyp for å bære en installasjon til oljeboring ca. 10 meter over vannflaten. Den omfatter et betongfundament 1, hvor-med der er fast forbundet et hult, sentralt tårn 2 av betong,

langs hvilket der kan gli en metallisk bro 3, som bærer installa-sjonen som generelt er betegnet med 4. Broen 3 er forsynt med et metallskall 3a og kan forskyves langs tårnet 2 med en løfte-anordning som er anskueliggjort skjematisk på fig. 5 og figurene 8a-ll og vist i detalj på figurene 3-7.

Fundamentet 1 består av en sirkelrund bunnplate la, som ved omkretsen bærer en lav perforert vegg 6 (fig. 1) til å beskytte plattformen mot utskylling av bunnen 6 ved undersjøiske strømninger, som belyst i norsk patentsøknad 3563/73 av 12. september 1973. Tårnet 2, som er utført tett, er oppført midt på platen la og er solid forbundet med denne og med veggen lb ved en flerhet av skillevegger eller radiale skott lc. På toppen av tårnet 2 er der fastgjort en metallisk fagverkskonstruksjon 2a, hvis formål vil bli forklart senere.

Broen 3 utgjøres av et skjelett av metallbjelker 7 som er bestemt til å bære plattformens utstyr og installasjoner,og skallet 3a danner en tett omhyllning som er festet til bjelkeskjelettet og omfatter et ytre omkretsparti 8, et indre sylindrisk parti 9 som omgir tårnet 2, og en ringformet bunn 10. Broens indre volum er ved tette skott 11 som er fastgjort til bjelkene 7, oppdelt i avdelinger 12, som inneholder diverse utstyr og installasjoner. På broen er der anbragt ytterligere installasjoner, f.eks. en derrik 13, løfteapparatet 14, rørstativet 15, et landingsplan 16 for helikopter etc. Likeledes er broen forsynt med sidevinger 17 og (ikke viste) lastebjelker forsynt med lastekurver 18.

Løfteanordningen 5 omfatter fire like apparater 5a, 5b, 5c, 5d. (fig. 3),hvorav det ene er vist i detalj på fig. 4-7. Hvert av disse apparater omfatter en kjede 19 og fire hydrauliske jekker. Kjeden 19 strekker seg mellom et par parallelt-løpende bjelker 20, 20a hos broen 3 (fig. 4 og 5), dens nedre ende er fastgjort til fundamentet 1 og dens øvre ende til en konsoll 19a, som selv er fastgjort til metallskjelettet 2a (fig. 8b). Sylindrene, f.eks. 21a, 21b, hos to av de fire hydrauliske jekker, er festet til en A-formet bukk 22, som er fastgjort til bjelken 20 med strekkbolter 23a, 23b. Sylindrene, f.eks. 21c, hos de to øvrige jekker .er festet til en bukk 22a, som er maken til bukken 22 og fastgjort til bjelken 20a med ikke viste strekkbolter. Jekkenes stempelstenger, f.eks. 24a, 24b, 24c er via vektbjelker 25a, 25b fastgjort til en kjedestrammer 26. En annen kjedestrammer 27 er anbragt i de korresponderende vinduer 28, 28a i bukkene 22, 22a.

Kjedestrammeren 26 omfatter (jfr. fig. 6 og 7) to plater 26a, 26b, forsynt med to rett overfor hverandre plasserte par av forhøyninger 29a, 29b, som tilsammen danner et par motstående leier 30a, 30b for to ved siden av hverandre liggende parallelle ledd 19b, 19c av kjeden (fig. 4), og to åpninger 31a, 31b. som tilsammen danner et leie for leddet 19d mellom leddene 19b og 19c. De to plater har gjennomgående hull 32a, 32b for gjennomføring av tapper 33a, 33b til fiksering av vektbjelkene 25a, 25b og ytterligere hull 34 for gjennomføring av bolter, som tjener til å stramme platene mot hverandre for å fastspenne feddene 19b, 19c., 19d avskjeden 19. Kjedestrammeren 27 har likeledes to plater 27a, 27b som ligner platene 26a, 26b, men er forsterket med avstivningsplater 35a, 36a, 35b, som oventil og nedentil er fastgjort til såler 37a, 37b, 38a, 38b, 39a, 39b som kan. få anlegg skiftevis mot overkanten og under kanten av vinduene 28, 28a, som det vil bli forklart senere.

Figurene 8, 8a og 8b anskueliggjør bygging og utrustning av plattformen på land i et bekken som er utgravd ved havbredden for å danne et basseng. Etter oppmudring av bekkenet 40 til passende dybde■fører man opp en fjernbar demning 41 og tørrlegger bassenget ved pumping. Man går så i gang med å bygge fundamentet 1 og det hule tårn 2 og påbegynner monteringen av skjelettet 2a (fig. 8). Etterat oppførelsen av betongkonstruksjonen er ferdig, går man over

til under anvendelse av elementer prefabrikert på land å montere skjelettet for broen 3 og underbygningen 3a rundt tårnet 2, montere løfteinnretningen 5 og bringe'i det minste hovedparten av platt-,

formens utrustning og installasjoner på plass (fig. 8a og 8b). Ved den viste utførelsesform blir derriken 13 bare oppført i en del av sin høyde, som vist ved 13a på figurene 8b, 9, 10 og 11, av hensyn til plattformens stabilitet under sjøsetning og fløtning.

Man stenger så åpningene 42 i veggen lb (fig. 1), slik det er beskrevet i søkernes norske patentsøknad 74 13 53 av 10. april 1974, og foretar derpå sjøsetningen ved å fylle bassenget 40 med vann ved pumping og-^.deretter fjerne d^mni<:>ng'en^" 41-.-_(j£^^„9J-... :^ Dermed bæres plattformen på vannet ved hjelp av den flottør som dannes av fundamentet 1 med de lukkede åpninger 42,så det ikke blir nødvendig å mudre opp bekkenet 4 0 særlig dypt. Den flytende konstruksjon slepes så ut av bassenget,og man fører inn -vann ved pumping i fundamentet 1, slik at plattformen med de allerede på-monterte installasjoner blir holdt flytende av skallet 3a, som dermed tjener som flottør (fig. 10). Man fjerner så proppene foran åpningene 42. I denne tilstandJ?lir"plattformen, fløtet:til oppstillingsstedet.

Det bør bemerkes at det hule tårn 2, som er av tett utførelse, likeledes danner en flottør, men på grunn av sitt relativt lille tverrsnitt bare i liten grad (omtrent 10-11%) bidrar til å holde plattformen flytende.

Såsnart plattformen således flyter med underbygningen 3a hos broen 3 som flottør, blir vekten av plattformen med tilhørende installasjoner overført til broen via kjedene 19. Den nedre del av disse (mellom fundamentet 1 og kjedestrammerne) står dermed under strekk,og de nedre såler 37b, 38b, 39b hos organet 27 hviler på underkanten av vinduene 28, 28a, som vist på figurene 4 og 5. På oppstillingsstedet påvirker man heiseanordningen for først å styre senkningen av fundamentet 1 ned på bunnen 6 av havet (fig. 11) og deretter bringe broen 3 til å stige langs tårnet 2 opp til fagverks-konstruksjonen 2a,mens platen la får støtte på bunnen 6 (fig. Ila).

Ut fra situasjonen på fig. 4 og 5 løser man til dette formål

de bolter som holder platene 26a, 26b hos kjedestrammerne 26 i de fire løfteapparater 5a,5b, 5c, 5d sammenpresset, fjerner dem fra hverandre for å løsgjøre kjedene og påvirker samtidig jekkene hos disse fire apparater i sammentrekkende retning (ved hjelp av ikke viste anordninger til styring og matning med hydraulisk fluidum)inntil kjedestrammerne 26 kommer i den stilling som er vist stiplet på

fig. 4. Man setter så boltene tilbake igjen og strammer dem til for påny å klemme fast kjedene 19 mellom platene 26a og 26b i den nye stilling. Deretter løser man på samme måte kjedestrammerne 27

for kjedene 19, påvirker jekkene i forlengende retning og fast-spenner påny kjedene 19 i organene 27 osv.

Fra det tidspunkt av da fundamentet 1 kommer til anlegg på bunnen: 6 (fig ..lia) blir det fundamentet 1 som bærer vekten av broen 3 via kjedene 19, så det blir disses øvre del (mellom kjedestrammerne og konsollene 19a) som blir satt under strekk,og overkanten av vinduene 28, 28a hviler på de øvre såler 37a, 38a, 39a hos stramm-erne 27.

Så fester man broen 3 til fagverket 2a med ikke viste bolter eller sveisesømmer.

Det sier seg selv at den beskrevne utførelsesform bare utgjør

et eksempel,og at det vil være mulig å modifisere den, særlig ved erstatning med ekvivalente teknikker, uten derfor å overskride oppfinnelsens ramme. Spesielt kan den perforerte vegg lb erstattes med en uperforert utskyllingshindrende vegg,som omtalt i søkernes norske patentsøknad 75 43 58 av 22.desember 1975,eller forbindes med det uperforerte tårn 2 ved sin øyre ende ved hjelp av en massiv eller perforert topplate, som beskrevet i den tidligere nevnte norske patentsøknad 74 13 53. Heller ikke ville man overskride oppfinnelsens ramme ved å bruke tre eller flere enn fire løfte-apparater.

Man vil således også uten å overskride oppfinnelsens ramme kunne la plattformen bæres av den flottør som dannes av fundamentet 1,

ikke bare under utsetningen av plattformen, men også under fløtningen,

inntil oppstillingen på bestemmelsesstedet. Heller ikke vil det bety noen avvikelse fra oppfinnelsen å erstatte den utskyllingshindrende vegg med en sirkelrund vegg med mindre diameter enn bunn-platen eller til og med med et enkelt sirkelrundt ribbeverk.

Claims (6)

1. Tynget plattform bestemt til å bære installasjoner ovenfor en vannmasse, omfattende et fundament som er bestemt til å hvile på bunnen av vannmassen, en konstruksjon som er fast forbundet med fundamentet og rager opp loddrett, en bro forsynt med flytemidler samt anordninger som gjør det mulig å forskyve broen langs konstruksjonen, karakterisert ved at fundamentet (1) vesentlig utgjøres av en bunnplate (la) forsynt med avstivnings-vegger, f.eks. en sirkelrund vegg (lb) og skillevegger (lc), som behøves for dets mekaniske fasthet, at konstruksjonen danner et tett eller ikke tett, hult tårn(2); og at flyteanordningene utgjøres av et tett skall (3a) som er tildannet rundt tårnet (2) i det minste i den nedre del av broen (3) og, eventuelt sammen med tårnet hvis dette er tett,- danner en flottør hvis flyteevne er tilstrekkelig til å bære plattformen med installasjonene.

2. Plattform som angitt i krav 1, karakterisert ved at avstivningsveggene omfatter en perforert eller uperforert utskyllingshindrende vegg (lb) opp-ført ved omkretsen av bunnplaten <*> (la).

3. Plattform som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fundamentet (1) og det hule tårn (2) består av en massiv betongkonstruksjon,mens broen (3) omfatter et nettverk av metalliske bjelker (7) bestemt til å bære plattformens fire installas joner, og et skall (3a) dannet av en omhylling (8, 9, 10) som er fastgjort til dette bjelke skjelett.

4. Plattform som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert vedat anordningene til å forskyve broen langs tårnet omfatter minst tre løfteapparater (5a, 5b, 5c, 5d) som hvert utgjøres av en kjede (19) festet til fundamentet (1) og til toppen av tårnet (2), en kjedestrammer (27) som gjør det mulig å forbinde kjeden (19) med broen (3), og et system av jekker (21a, 21b, 21c) fastgjort dels til broen (3) og dels til en annen kjedestrammer (26).

5. Plattform som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det hule tårn (2) i sin øvre del er forsynt med en anordning (2a) som muliggjør definitiv befestigeise av broen.

6. Fremgangsmåte til bygging og anbringelse av en plattform som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at plattformen bygges ferdig og i det minste hovedparten av installasjonene anbringes på den i et tørrlagt basseng (40), hvoretter plattformen sjøsettes og fløtes til bestemmelsesstedet,mens den bæres av skallet (3a) eller fundamentet (1) flytende på vannet.