NO782854L - Anordning for anbringelse av en konstruksjon paa en enhet paa sjoebunnen - Google Patents

Description

Anordning for anbringelse av en konstruksjon

på en enhet på sjøbunnen.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for anbringelse av en konstruksjon på en enhet som på forhånd er anbragt på sjø-_ bunnen. Den mest aktuelle type av enhet på sjøbunnen er et - brønnhode, og anbringelsen av en tung konstruksjon på brønn-hodet må skje tilstrekkelig nøyaktig til at det kan utføres en enkel sammenkobling av rør mellom brønnhodet og lagringstanker eller rør tilknyttet konstruksjonen.

Utforskning av undersjøiske oljeforekomster ved hjelp av en bore-platform eller produksjonsplatform har vært utført ved at en bruksklar platform plasseres på borestedet før brønnene bores. Imidlertid krever dette store kapitalinvesteringer, og det er ønskelig å oppnå raskest mulig inntjening av investeringene.:. Dette kan oppnås ved at i det minste noen av brønnene bores mens produksjonsplatformen er under bygging. Vanskeligheten ligger i anbringelsen av den tunge konstruksjon på de eksisterende brønnhoder uten å skade disse.

Tunge konstruksjoner senkes vanligvis på borestedet ved at de progressivt tilføres ballast mens de holdes i stilling av tau-båter. Plasseringen av konstruksjonene styres ved hjelp av forskjellige styresystemer som muliggjør en senkning av konstruksjonen med økende nøyaktighet etter hvert som den senkes. Imidlertid muliggjør de hittil anvendte metoder ikke at konstruksjonen kan anbringes tilstrekkelig nøyaktig for tilkobling til brønnhodene, idet dette krever en nøyaktighet på noen få cm.

Det vil dessuten innses,at, på grunn av den enorme vekt av konstruksjonen, vil selv en meget liten horisontal bevegelse kunne gjøre stor skade på enheten på sjøbunnen. Det mest nøyaktige system som hittil har vært i bruk omfatter vinsjeanordninger som forbinder konstruksjonen og enheten på sjøbunnen. Disse anordninger brukes til å trekke konstruksjonen i riktig stilling i forhold til enheten, men har den ulempe at det utøves like store krefter på selve enheten. Særlig vil enheten utsettes for store mekaniske sjokk på grunn av dynamiske krefter fra konstruksjonen.

Den foreliggende oppfinnelse muliggjør nøyaktig anbringelse av en tung konstruksjon på en enhet som på forhånd er anbragt på sjøbunnen, under utøvelse av meget små krefter på enheten.

Den foreliggende oppfinnelse angår således en anordning for anbringelse av en konstruksjon på en enhet på sjøbunnen, ved senking av konstruksjonen, idet konstruksjonen omfatter et fundament av armert betong og i det minste et hult, armert betongtårn som rager oppover fra fundamentet, for understøttelse av en arbeidsplatform over vannflaten, og anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter samvirkende styreanordninger anordnet på enheten på sjøbunnen og i en utsparing i den undre flate av fundamentet på konstruksjonen, hvilken anordning er innrettet til innbyrdes styring under det siste stadium av senkningen, flere ankere for anbringelse på sjøbunnen, rundt enheten, innrettet til å forankres til sjøbunnen uavhengig av enheten, samt vinsjanordninger som forbinder konstruksjonen med ankrene på en slik måte at konstruksjonen under senkningen styres slik at styreanordningene på henholdsvis enheten og konstruksjonen kommer i innbyrdes inngrep og styrer konstruksjonen under det siste stadium av senkningen. I henhold til en foretrukket utførelses-form omfatter anordningen i henhold til oppfinnelsen i det minste et av de følgende trekk: At styreanordningene omfatter støtabsorberende innretninger som

utgjør foring på i det minste en del av kanten av utsparingen'samt en samvirkende styreanordning som utgjør en del av enheten,

og de støtabsorberende innretninger omfatter fortrinnsvis flere innretninger som kan deformeres uavhengig av hverandre når de

utsettes for innvendig trykk, slik at konstruksjonen kan plasseres nøyaktig i forhold til enheten, og disse innretninger kan f.eks. være oppumpbare,,sylindriske fendere som er slik anordnet at de ligger hovedsakelig i samme horisontal plan,

at enheten utgjør et brønnhode som er omgitt av en styreanordning i form av en firkantet ramme av stålrør med fendere i hjørnene,

for anlegg mot de støtabsorberende innretninger i utsparingen,

idet styreanordningen fortrinnsvis er midlertidig festet til brønnhodet, slik at styreanordningen anbringes nøyaktig og korrekt i forhold til brønnhodet ved montering av brønnhodet på sjøbunnen, og slik at konstruksjonen også blir korrekt anbragt i forhold til brønnhodet, men slik at det unngås direkte kontakt mellom styreanordningen og brønnhodet ved anbringelse av konstruksjonen, slik at støt mot styreanordningen ikke overføres til brønnhodet,

at de samvirkende styreanordninger omfatter styrestaver,(fortrinnsvis bare på brønnhodet) samt motsvarende hylser som rager nedover fra den øvre flate i utsparingen i konstruksjonen. Hylsene kan utgjøres av endene av vertikale rør som tjener som styringer for styreliner fra styrestavene og opp gjennom tårnet i konstruksjonen, til vinsjer på arbeidsplatformen, idet styrelinene brukes sammen med slike innretninger som muliggjør måling av den i. innbyrdes stilling av konstruksjonen og enheten på sjøbunnen, f.eks. helningsmålere,

at det dessuten anvendes andre måleinnretninger, f.eks. akustiske systemer eller TV-systemer på platformen, for måling i forhold til referansemerker på enheten, slik at stillingen av platformen kan ...kontrolleres med økende nøyaktighet etter som den senkes.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvis-ning til de vedføyde tegninger, som viser foretrukne utførelses-former av oppfinnelsen. Fig. 1 viser bruken av en første utførelsesform av en anordning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 til 4 viser vertikale snitt gjennom en annen utførelses-form av oppfinnelsen, under forskjellige trinn av senkningen av konstruksjonen.

Fig. 5 viser et snitt etter linjen V-V i fig. 2.

Iifig. 1 er vist en tung konstruksjon eller platform som omfatter et fundament 1 med flere rom, laget av forspent betong, samt i det minste et hult betong.tårn 2 (to-iicdette tilfellet)

som bærer en arbeidsplatform 3 over vannoverflaten. Platformen skal anbringes og sentreres over en enhet 4 som på forhånd er forankret på sjøbunnen.

Enheten 4 (se fig. 2 til 5) omfatter en borejigg 13 festet til sjøbunnen ved hjelp av peler og omgitt av en styreanordning 15, 17, som også er festet med peler. Et antall oljebrønner er allerede boret ved hjelp av en halvt nedsenkbar boreplattform (ikke vist) når platformen skal anbringes over enheten 4 for produksjon av olje.

Platformen slepes først til bruksstedet på vanlig måte. Platformen er utstyrt med flere innbyrdes uavhengige ankere 5 som er tilkoblet kabler 6 drevet av vinsjer 7. På borestedet plasseres ankrene rundt enheten 4 i tilstrekkelig avstand til å unngå kollisjonsfare. Kablene 6 strammes deretter progressivt, og forbindelsene mellom platformen og taubåtene oppheves, og situasjonen er derved slik som vist i fig. 1.

Det er anordnet flere styreanordninger for å gi stadig økende nøyaktighet ved anbringelse av platformen mens den senkes, inntil den blir stående på sjøbunnen.

Det er vesentlig at anordningen i henhold til oppfinnelsen at det muliggj.øres en meget nøyaktig føring av platformen, slik at det oppnås sammenkobling med enheten 4. Styringen av platformen skjer med stadig økende nøyaktighet etter hvert som den senkes, og senkehastigheten avtar gradvis.

Et første styresystem utgjøres av vinsjanordninger, nemlig vinsjene 7 med de respektive kabler 6 som er festet til ankrene 5. Vinsjanordningene brukes til å senke platformen mens den holdes riktig innrettet, ned på enheten 4 inntil det er kontakt mellom platformen og enheten. Naturligvis er driften av vinsjene kombinert med ballastforandringer, for å oppnå en kontrollert senkning av platformen. Dette første styresystem gjør at det unngås overføring av dynamiske krefter til enheten, og dette betyr en betydelig forbedring i forhold til kjent teknikk, ved at det ikke opprettes noen kraftoverførende forbindelse mellom platformen og enheten før platformen nesten er bragt på plass, hvorved det unngås kontakt inntil bevegelsen av platformen er under fast styring.

Når platformen kommer i kontakt med enheten, trer et annet styresystem i virksomhet. Dette annet system er mer nøyaktig enn det første, og omfatter samvirkende styreanordninger, hvilke skal beskrives i det følgende.

Det kan være anordnet styreliner 9, som forløper fra vinsjer 10 på arbeidsplatformen, gjennom det hule tårn 2 og til enheten 4. Disse liner, kan holdes stramme ved at de gradvis spoles på vinsjene 10 ettersom platformen senkes, men kraften fra vinsjene 10 bør være så lav at det ikke utøves noen vesentlig kraft på enheten 4. Den nødvendige kraft som utøves på platformen oppnås ved hjelp av kablene 6 og ankrene 5.

Senkehastigheten for platformen reduseres gradvis til en maksimal tillatelig hastighet i kontaktøyeblikket. Når det er opprettet kontakt, mottas enheten gradvis i en utsparing 8 utformet i den undre flate av fundamentet 1, hvilken utsparing er slik dimen-sjonert at når platformen står på sjøbunnen over enheten 4, hviler ikke platformen direkte på enheten, slik at enheten ikke utsettes for påkj.enninger under senkingen av platformen eller når platformen er bragt på plass.

Fig. 2 viser situasjonen like etter at platformen har kommet i kontakt med enheten på sjøbunnen. De samvirkende styreanordninger omfatter støtabsorberende innretninger festet til platformen som en innvendig foring over i det minste en del av kanten av utsparingen, hvilken foring samvirker med styreanordningen som omgir enheten på sjøbunnen.

De støtabsorberende innretninger er sylindriske fendere 11 anordnet rundt kanten av utsparingen, slik at de ligger hovedsakelig i det samme horisontalplan (se også fig. 5). Fenderne er fortrinnsvis oppumpbare, for nøyaktig sentrering av platformen over enheten. Det kan også anvendes andre typer innretninger som kan deformeres under påvirkning av innvendig trykk, f.eks. visse typer jekker. Fenderne 11 er utstyrt med beskyttende plater 12, for å unngå skader ved kontakt med skoene 17 på styreanordningen 15 på enheten. I fig. 2 er platformen vist i en stilling der den er noe usentrert i forhold til enheten, for å illustrere hvordan det oppnås sentrering. Fenderen 11 på venstre side i figuren er mer komprimert enn fenderen på høyre side, og det utøves derfor en overvekt av skyvekraft på platformen mot venstre, for å bringe den i sentrert stilling. Denne automatiske virkning kan økes ved bruk av midler for å regulere graden av oppumpning av fenderne 11.

Borejiggen 13 og styreanordningen 15, 17 er utstyrt med hylser 16 for de peler som de er festet til sjøbunnen med. Styreanordningen omfatter en firkantet ramme 15 av stålrør, med en pelehylse 16

i hvert hjørne.På; utsiden av hvert hjørne har rammen fendere i form av treplater 17 som er i kontakt med fenderne 11. De øvre kanter av platene 17 er avskrådd for å gi entring mot fenderne 11, slik at toleransene for anbringelse av platformen ved hjelp av vinsjene før det er oppnådd kontakt med enheten på sjøbunnen kan økes.

Borejiggen 13 og styreanordningen er laget av rammer av stålrør som er festet til hverandre ved hjelp av rørformede forbindelses-elementer 18, slik at det er dannet en sammenhengende enhet for forankring på sjøbunnen. Imidlertid er det, når platformen kommer i kontakt med styreanordningen, en fare for at borejiggen kan utsettes for store krefter på grunn av den direkte forbindelse mellom styreanordningen og borejiggen. For å unngå dette kan forbindelseselementene 18 være beregnet til å kappes, slik at den direkte kontakt mellom styreanordningen og borejiggen opphører, idet hver av disse holdes på plass av pelene. Dette er vist skjematisk i fig. 5 for noen av forbindelseselementene 18. Kappingen kan utføres manuelt av en dykker, ved bruk av dykker-klokke eller automatisk, f.eks. ved bruk av eksplosiver.

De samvirkende styreanordninger omfatter videre midler for ytter-ligere nøyaktig sentrering under det siste stadium av senkningen. Disse midler omfatter styrestaver 19 montert på borejiggen, med avrundede øvre ender som kan føres inn i hylsene 20, som kan ha svakt utvidede åpninger, og rager nedover fra den øvre flate i utsparingen 8 i fundamentet 1. Det er vist fire slike styrestaver 19, og de utgjør forlengelser oppover ay_hylsene 14 som'pelene for borejiggen er ført gjennom. Fig. 3 viser den første kontakt mellom styrestavene 19 og hylsene 20. Når styrestavene 19 har kommet inn i hylsene, kan fordelaktig trykket i fenderne 11 minskes, for å nedsette friksjonen. Tilførselen av ballast i fundamentet er på dette tidspunkt fullført, og platformen har kommet til sin endelige stilling, slik som vist i fig. 4, der platformen er vist stående på sjøbunnen.

Hylsene 20 utgjør endene av vertikale rør 21 som utgjør føringer for styrelinene 9 gjennom tårnet 2, idet styrelinene 9 er festet til styrestavene 19. Styrelinene 9 brukes sammen med slike innretninger som f.eks. helningsmålere, for kontinuerlig kontroll av stillingen av platformen i forhold til enheten på sjøbunnen under hele senkeoperasjonen.

Det kan også anvendes måleinnretninger slik som akustiske systemer eller TV-systemer rettet mot referansemerker på enheten, for å oppnå en kontroll av platformens stilling med økende nøyaktighet etter hvert som platformen senkes. Denne kontroll bestemmer nøy-aktig den relative stilling mellom platformen og enheten, for beregning av den horisontale forskyvning av platformen som trengs for å bringe platformen med tilstrekkelig nøyaktighet ned over enheten, for å oppnå det tilsiktede samvirke mellom styreanordningene .

Claims (10)

1. Anordning for anbringelse av en konstruksjon på en tidligere anbragt enhet på sjøbunnen, ved senkning av konstruksjonen til sjøbunnen, hvilken konstruksjon omfatter et fundament av armert betong og i det minste et hult, armert betongtårn som rager oppover fra fundamentet, for understøttelse av en arbeidsplatform over vannflaten, karakterisert ved at samvirkende styreanordninger er anordnet henholdsvis på enheten og i en utsparing for enheten i den undre flate av fundamentet, for innbyrdes styring under det siste stadium av senkningen, at flere ankere er anordnet for å anbringes på sjøbunnen rundt enheten, og for å festes til sjøbunnen uavhengig av enheten, og at vinsjanordninger forbinder konstruksjonen med ankerne på en slik måte at vinsjanordningene under senkning av konstruksjonen utnyttes til å styre konstruksjonen, for å oppnå inngrep mellom de samvirkende styreanordninger på henholdsvis enheten og fundamentet, for å styre konstruksjonen under det siste stadium av senkningen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at styreanordningene omfatter støtabsorberende innretninger som utgjør en innvendig foring i i det minste en del av kanten av utsparingen, og at en samvirkende styreanordning danner en del av enheten på sjø-bunnen.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at de støtabsorberende innretninger omfatter flere innretninger som hver for seg kan deformeres under påvirkning av innvendig trykk, for å oppnå nøyaktig sentrering av konstruksjonen i forhold til enheten på sj øbunnen.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at de støtabsorberende innretninger er oppumpbare, sylindriske fendere anordnet slik at de ligger hovedsakelig i samme horisontal plan.

5. Anordning som angitt i krav 2-4, karakterisert ved at enheten på sjøbunnen omfatter en borejigg omgitt av en styrekonstruksjon i form av en firkantet ramme av stålrør, med fendere på hjørnene, innrettet til å komme i kontakt med de støtabsorberende innretninger.

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at den firkantede ramme er forbundet med borejiggen via brytbare ledd, for å unngå over-føring av krefter direkte til borej iggen på grunn av kontakt :.. mellom fenderne og de støtabsorberende innretninger.

7. Anordning som angitt i krav 2-6, karakterisert ved at styreanordningene omfatter styrestaver på enheten på sjøbunnen samt motsvarende hylser som rager nedover fra den øvre flate i utsparingen for enheten.

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at styrestavene er anordnet bare på selve borej iggen .

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at hylsene utgjør endene av vertikale rør som tjener som føring for styreliner i tårnet, fra styrestavene til vinsjer på arbeidsplatformen, idet styrelinene brukes sammen med innretninger slik som f.eks. helningsmålere, for å kontrollere stillingen av konstruksjonen i forhold til enheten på sjøbunnen.

10. Anordning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at den omfatter måleinnretninger, slik som akustiske systemer eller TV-systemer på platformen, rettet mot referansemerker på enheten på sjøbunnen, for å oppnå en kontroll av stillingen av platformen med stadig økende nøyaktighet ettersom den senkes.