NO783959L

NO783959L - MOUNTING DEVICE AND CABLE.

Info

Publication number: NO783959L
Application number: NO783959A
Authority: NO
Inventors: Pol Van Herberghen; Pierre Xercavins
Original assignee: Cinematique Lab
Priority date: 1977-11-28
Filing date: 1978-11-23
Publication date: 1979-05-29
Also published as: NL7811666A; BE872251A; DE2850636A1; FR2410078A1

Description

"Fortøyningsanordning og -kabel"."Mooring device and cable".

Oppfinnelsen angår en fortøyningsline som er spesielt egnet for bruk i en anordning for fortøyning eller forankring av en flytende plattform som forankres på sjøen samt en forankringsanordning for en flytende plattform, omfattende en slik line. The invention relates to a mooring line which is particularly suitable for use in a device for mooring or anchoring a floating platform which is anchored at sea as well as an anchoring device for a floating platform, comprising such a line.

En slik line som for eksempel har en lengde som over-stiger 100 meter og skal danne en meget sterk forbindelse, må Such a line which, for example, has a length exceeding 100 meters and is to form a very strong connection, must

ha en meget stor strekkstyrke som kan være av størrelsesordenen 300. tonn ved brudd. I motsetning til undervannskabler som er ned-dykket på sjøbunnen, deltar imidlertid fortøyningsliner i bølge-bevegelsen, slik at utmattingsfastheten blir av fundamental betydning. Den anordning som benyttes for å beskytte linen mot korrosjon på grunn av sjøvannet, må dessuten også være sikker mot disse uopphørlige bevegelser med liten amplityde. Videre inngår at linen må kunne transporteres i oppkveilet form slik at en line som har et tverrsnitt på minst 10 cm 2 , må ovære tilstrekkelig bøyelig til at den kan kveiles eller spoles på en trommel med akseptable dimensjoner (f. eks. en trommeldiameter i størrelses-området fra 2 til 8 meter). Utformingen av linen må dessuten være slik at den må kunne forankres eller festes, til sjøbunnen på en måte som er enkel og pålitelig og slik at det fås god korrosjons-motstand. have a very high tensile strength which can be of the order of 300 tonnes at break. However, in contrast to underwater cables which are submerged on the seabed, mooring lines participate in the wave movement, so that fatigue resistance becomes of fundamental importance. The device used to protect the line against corrosion due to the seawater must also be safe against these incessant movements of small amplitude. Furthermore, it is included that the line must be able to be transported in coiled form so that a line with a cross-section of at least 10 cm 2 must be sufficiently flexible so that it can be coiled or wound on a drum of acceptable dimensions (e.g. a drum diameter of - the range from 2 to 8 metres). The design of the line must also be such that it must be able to be anchored or fixed to the seabed in a way that is simple and reliable and so that good corrosion resistance is obtained.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en line og en forankringsanordning som.så vidt mulig kan oppfylle disse krav, spesielt å tilveiebringe stor nok utmattingsfasthét og kprrosjonsmotstand. The purpose of the present invention is to provide a line and an anchoring device which, as far as possible, can meet these requirements, in particular to provide sufficiently high fatigue strength and corrosion resistance.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fortøynings-line som erkarakterisert vedat den omfatter en bunt av enkeltstrenger omgitt av en mantel som er motstandsdyktig mot sjøvannet, at enkeltstrengene består av ståltråder med høy elastisitetsgrense , omgitt av et bøyelig dekklag, at enkeltstrengene løper hovedsakelig parallell i linen og at det volum av mantelen som ikke opptar enkeltstrengene er fylt med et inert smørefluidum. According to the invention, a mooring line is provided which is characterized by the fact that it comprises a bundle of single strands surrounded by a mantle that is resistant to seawater, that the single strands consist of steel wires with a high elastic limit, surrounded by a flexible covering layer, that the single strands run mainly parallel in the line and that the volume of the mantle that does not occupy the individual strands is filled with an inert lubricating fluid.

Ifølge en foretrukken utførelse av oppfinnelsén består hver enkeltstreng av en sammenstilling av med smørefett innsatte tråder omhyllet av det bøyelige dekklag, slik at strengens ut-matt ingsfasthet blir større og at disse strenger enten er slått eller anordnet hovedsakelig parallelle med hverandre. According to a preferred embodiment of the invention, each individual strand consists of an assembly of strands inserted with lubricating grease, enveloped by the flexible covering layer, so that the strand's fatigue resistance is greater and that these strands are either folded or arranged mainly parallel to each other.

En konvensjonell fortøyningsline som er sammensatt av strenger som berører hverandré er meget følsom overfor utmatting. Dette skyldes at linen alltid vil holdes under en spenning av størrelsesordenen 25 til 40% av bruddstyrken, og friksjonen mellom strengene mot hverandre langs kontaktlinjen under strekk som skyldes bølgebevegelsen, vil føre til en rask ødeleggelse av linen. I linen ifølge oppfinnelsen er ikke strengene snodd sammen og de berører ikke hverandre, slik at et strekk i linen ikke fører til at strengene blir sammensnørt ved trykk mot hverandre. Strengene forløper parallelle, hvilket ikke betyr et totalt paral-lellforhold i geometrisk betydning , men det betyr et parallell-forhold som er slik at sammensnøringskreftene mellom strengene blir ubetydelige sammenlignet med de sammensnøringskrefter som oppstår når strengene er snodd i en vinkel på f.eks. 30° i for-hold til aksen for linen. A conventional mooring line composed of strands touching each other is very sensitive to fatigue. This is because the line will always be kept under a tension of the order of 25 to 40% of the breaking strength, and the friction between the strings against each other along the contact line under tension caused by the wave movement will lead to a rapid destruction of the line. In the line according to the invention, the strings are not twisted together and they do not touch each other, so that a stretch in the line does not cause the strings to become entangled by pressure against each other. The strings run parallel, which does not mean a total parallel-parallel relationship in the geometric sense, but it means a parallel relationship which is such that the tightening forces between the strings become insignificant compared to the tightening forces that occur when the strings are twisted at an angle of e.g. 30° in relation to the axis of the line.

Friksjonen mellom strengene i linen vil også bli redusert på grunn av det inerte smørefluidum. For dette formål kan det fortrinnsvis benyttes en høyviskøs væske, f.eks. på over 5000 centipois, men som likevel kan. sprøytes inn i linen under trykk. Dette betyr at det før innsprøytingen må være mulig f.eks. ved oppvarming opp til 100°C , å bringe fluidet til en lavere viskositet enn omtrent 50 centipois og derpå la fluidet størkne, slik at viskositeten blir minst 5000 centipois. Smøremidler som kommer fra jordolje eller bitumen eller vaselin kan f.eks. benyttes for dette formål. Et produkt som er spesielt egnet som smørefluidum er produktet som er solgt under varemerket "Visconorust" 2090 P4 av Viscosity Oil Company, og som har en viskositet på 30 centipois ved 100°C, som begynner å størkne ved omtrent 60°C og som har en tetthet på omtrent 0,90. The friction between the strings in the line will also be reduced due to the inert lubricating fluid. For this purpose, a highly viscous liquid can preferably be used, e.g. of over 5,000 centipois, but which nevertheless can. is injected into the line under pressure. This means that before the injection it must be possible, e.g. by heating up to 100°C, bringing the fluid to a lower viscosity than approximately 50 centipois and then allowing the fluid to solidify, so that the viscosity becomes at least 5000 centipois. Lubricants that come from petroleum or bitumen or vaseline can e.g. used for this purpose. A product particularly suitable as a lubricating fluid is the product sold under the trade mark "Visconorust" 2090 P4 by the Viscosity Oil Company, which has a viscosity of 30 centipoises at 100°C, which begins to solidify at about 60°C and which has a density of about 0.90.

Som et alternativ er det også mulig å benytte en olje med lav viskositet under 50 centipois ved 0°C, slik at oljen i linen kan sirkuleres ved pumping når den er i bruk, og at utsivet olje kan tjene til å finne lekkasjesteder. Det er også fordel-aktig å benytte en væske som har en spesifikk vekt over den spesifikke vekt for sjøvann, slik det skal forklares senere. Med dette for øye kan en mindre mengde epoxyharpiks blandes med det benytt-ede fluidum, slik at det fås en blanding av disse to substanser. Smørefluidet må imidlertid ikke fastne så mye at det ikke lenger blir mulig å foreta den nødvendige bøyning ved oppkveiling eller oppspoling av linen. As an alternative, it is also possible to use an oil with a low viscosity below 50 centipoises at 0°C, so that the oil in the line can be circulated by pumping when it is in use, and that the strained oil can be used to find leakage points. It is also advantageous to use a liquid which has a specific weight above the specific weight of seawater, as will be explained later. With this in mind, a small amount of epoxy resin can be mixed with the used fluid, so that a mixture of these two substances is obtained. However, the lubricating fluid must not stick so much that it is no longer possible to make the necessary bend when coiling or winding the line.

Når strengene kommer i kontakt med hverandre , berører de bare hverandre på enkelte punkter av dekklaget og disse punkter blir smurt av det ifylte smørefluidum. Dette dekklag kan være fremstilt av en kjent plast, f.eks. polyvinylklorid, polypropylen, polyetylen med stor tetthet, Nylon etc. Linen ifølge oppfinnelsen har derfor en firedobbelt beskyttelse mot friksjon mellom strengene, nemlig parallelliteten mellom strengene, fluidet som smører dekklaget som strengene, de enkelte dekklag på strengene og smør-ingen av strengene eller trådbuntene. When the strings come into contact with each other, they only touch each other at certain points of the cover layer and these points are lubricated by the filled lubricating fluid. This cover layer can be made of a known plastic, e.g. polyvinyl chloride, polypropylene, high-density polyethylene, Nylon etc. The line according to the invention therefore has a fourfold protection against friction between the strands, namely the parallelism between the strands, the fluid that lubricates the covering layer like the strands, the individual covering layers on the strands and the lubrication of the strands or bundles of threads .

Mantelen, smørefluidet og de enkelte dekklag på stengene eller trådbuntene tjener imidlertid alle en annen funksjon, nemlig beskyttelse av stålet mot innsiving av sjøvann. Fyllsubstansen danner en barriere mot vannet som ellers ville kunne sive inn gjennom mantelen. Når imidlertid denne substans har en større tetthet enn tettheten for sjøvannet, dannes det i den i sjøen neddykkede line et hydrostatisk trykk fra innsiden mot utsiden, som motvirker innsiving av vann. However, the mantle, the lubricating fluid and the individual cover layers on the rods or wire bundles all serve a different function, namely protection of the steel against the infiltration of seawater. The filler substance forms a barrier against the water that would otherwise seep in through the mantle. However, when this substance has a greater density than the density of seawater, a hydrostatic pressure is formed in the line immersed in the sea from the inside to the outside, which counteracts the infiltration of water.

Mantelen må selvfølgelig være fremstilt av et bøyelig materiale, slik at den kan tåle bøyning til en radius av ikke mer enn 4 meter, samtidig som den er vanntett og vannfast , f.eks. en plast og/eller polymer slik som polyvinylklorid og den derivater, polyolefin, slik som polyetylen, polypropylen og kopolymerer av denne, polyamider, kopolymerer av butadien-akrylnitril og styren, elastomerer og lagdelte elastomerer, syntetiske harpikser og lagdelte harpikser. Hvis mantelen må kunne motstå store hydro-statiske trykk, kan den armeres med et materiale med stor elastisi-tetskoeffisient, slik som ståltråder eller glassfibre eller en kombinasjon av disse to materialer. Hvis det benyttes ståltråder kan disse være galvaniserte eller omhyllet enkeltvis med plast, f.eks. neopren som er spiralviklet rundt linen. Ved denne konstruksjon kan det fås en meget motstandsdyktig men likevel meget bøyelig mantel. The mantle must of course be made of a flexible material, so that it can withstand bending to a radius of no more than 4 metres, while being waterproof and water-resistant, e.g. a plastic and/or polymer such as polyvinyl chloride and its derivatives, polyolefin, such as polyethylene, polypropylene and copolymers thereof, polyamides, copolymers of butadiene-acrylonitrile and styrene, elastomers and layered elastomers, synthetic resins and layered resins. If the mantle must be able to withstand large hydrostatic pressures, it can be reinforced with a material with a large coefficient of elasticity, such as steel wires or glass fibers or a combination of these two materials. If steel wires are used, these can be galvanized or individually sheathed with plastic, e.g. neoprene which is spirally wound around the line. With this construction, a very resistant but still very flexible mantle can be obtained.

Innsiden.av dekklaget på de enkelte strenger er fylt med smørefett som gir ytterligere beskyttelse mot korrosjon. Smørefett av jordolje eller bitumen eller vaselin kan benyttes, og et foretrukket produkt er det foran nevnte "Visconorust" eller smørefettet "No-Ox-Id-A" fra firmaet W.R. Grace and Company. The inside of the cover layer on the individual strings is filled with lubricating grease which provides additional protection against corrosion. Lubricating grease of petroleum or bitumen or vaseline can be used, and a preferred product is the aforementioned "Visconorust" or the lubricating grease "No-Ox-Id-A" from the company W.R. Grace and Company.

Denne line kan f.eks. forankres eller festes på den This line can e.g. be anchored or attached to it

måte som er beskrevet i fransk patentsøknad nr. 7423819.way that is described in French patent application no. 7423819.

For at oppfinnelsen skal bli lettere å forstå, skal det nå som eksempel beskrives noen foretrukne utførelser, der det henvises til de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 er et snitt gjennom en line ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk en flytende plattform og en innretning for forankring av denne, omfattende en line ifølge oppfinnelsen og In order for the invention to be easier to understand, some preferred embodiments will now be described as examples, where reference is made to the accompanying drawings where: Fig. 1 is a section through a line according to the invention. Fig. 2 schematically shows a floating platform and a device for anchoring it, comprising a line according to the invention and

fig. 3 er et skjematisk snitt av en ekstra kraftig line fig. 3 is a schematic section of an extra strong line

ifølge oppfinnelsen.according to the invention.

Fig. 1 viser som eksempel et snitt gjennom en line Fig. 1 shows, as an example, a section through a line

ifølge oppfinnelsen.according to the invention.

Denne line omfatter en mantel 1 som f.eks. er fremstilt av polypropylen armert med glassfibre. Innenfor mantelen 1 er det anordnet syv enkeltstrenger eller parallelle strenger 2. Hver This line comprises a mantle 1 which e.g. is made of polypropylene reinforced with glass fibres. Seven single strands or parallel strands 2 are arranged within the mantle 1. Each

streng har i seg selv form av en enkeltline med et visst antall sammenslåtte eller parallelle tråder 3 som danner en vanlig line av parallelle strenger. Det følger av seg selv at de parallelle strenger kan være konstruert på enhver annen egnet måte. Alle strengene er omgitt av et dekklag 4 av polyetylen med stor tetthet og rommet mellom strengene og dekklaget 4 er fullstendig fylt med et anti-korrosivt smørefett. Hulrommene 5 mellom strengene er fylt med bek hvori det er innblandet en liten mengde epoksyharpiks. Under fremstillingen blir denne blanding sprøytet inn under trykk etter at strengene i linen er blitt innført i. mantelen. Det er klart at i en line ifølge oppfinnelsen vil det være enklere å skifte ut en streng 2 enn om strengene var tvunnet sammen. strand itself has the form of a single line with a certain number of joined or parallel strands 3 which form a regular line of parallel strands. It follows of course that the parallel strings may be constructed in any other suitable manner. All the strings are surrounded by a cover layer 4 of high density polyethylene and the space between the strings and the cover layer 4 is completely filled with an anti-corrosive lubricating grease. The cavities 5 between the strings are filled with pitch into which a small amount of epoxy resin is mixed. During production, this mixture is injected under pressure after the strings of the line have been introduced into the mantle. It is clear that in a line according to the invention it will be easier to replace a string 2 than if the strings were twisted together.

Linen ifølge oppfinnelsen kan spesielt anvendes ved forankring av en flytende plattform som f.eks. skal brukes for monter-ing av utstyr for utvinning eller lagring av olje. Fig. 2 viser et skjematisk riss av en slik installasjon, omfattende en flytende plattform som f.eks. er trekantformet, der hvert hjørne ved hjelp av en line 7 ifølge oppfinnelsen er fortøyd til en betongblokk 8 som er plassert på sjøbunnen. Bare to av hjørnene på plattformen er vist på fig. 2. Forskjellen mellom flo og fjære opptas ved at linen bøyes under sin egen vekt, det vil si mellom flo og fjære, The line according to the invention can especially be used when anchoring a floating platform such as e.g. must be used for mounting equipment for the extraction or storage of oil. Fig. 2 shows a schematic diagram of such an installation, comprising a floating platform which e.g. is triangular in shape, where each corner is moored by means of a line 7 according to the invention to a concrete block 8 which is placed on the seabed. Only two of the corners of the platform are shown in fig. 2. The difference between high tide and low tide is taken up by the line bending under its own weight, i.e. between high tide and low tide,

og strekket i linen kan variere mellom passende grenser, f.eks. mellom 20 og 50% av linens bryddstykke. and the tension in the line can vary between suitable limits, e.g. between 20 and 50% of the line's broken piece.

Betongblokken 8 kan også være fremstilt av et annet materiale, så lenge dem har stor nok vekt til å hindre at plattformen driver av, det vil si en vekt av samme størrelsesorden som breddstyrken for linen 1, hvilket tilsvarer en verdi på minst The concrete blocks 8 can also be made of another material, as long as they have enough weight to prevent the platform from drifting off, i.e. a weight of the same order of magnitude as the width strength of the line 1, which corresponds to a value of at least

300 tonn.300 tons.

Betongblokken 8 kan ha et hulrom som er tilpasset forThe concrete block 8 may have a cavity which is adapted for

et anker, slik at linen før neddykkingen kan festes ved hjelp av et anker av den type som er beskrevet i den ovennevnte franske patentsøknad og beskyttes omhyggelig mot innsiving av vann, eller denne blokk 8 kan som vist på fig. 2 ha en gjennomgående rørformet kanal 9 med form av en halv sløyfe. De to ender, på linen 7 er festet til plattformen ved hjelp av et hvilket som helst for-ankr ing s sys tem , for1eksempel av den type som benyttes for henge-broer. an anchor, so that the line before the dive can be fixed by means of an anchor of the type described in the above-mentioned French patent application and carefully protected against the seepage of water, or this block 8 can, as shown in fig. 2 have a continuous tubular channel 9 in the shape of a half loop. The two ends of the line 7 are attached to the platform using any anchoring system, for example of the type used for suspension bridges.

Som vist på fig. 2 løper linen med en første del fra forankringssystemet 10 mot.blokken 8, passerer gjennom halvsløyfe-kanalen 9 og løper med en annen del mellom blokken 8 og forankringssystemet 10, idet linen derved løper kontinuerlig over hele lengden. As shown in fig. 2, the line runs with a first part from the anchoring system 10 towards the block 8, passes through the half-loop channel 9 and runs with another part between the block 8 and the anchoring system 10, the line thereby running continuously over the entire length.

For å redusere faren for tretthetsbrudd på de steder hvor linen 7 forlater kanalen 9, kan utløpene fra kanalen 9 gis en utvidet munningsform. To reduce the risk of fatigue failure in the places where the line 7 leaves the channel 9, the outlets from the channel 9 can be given an extended mouth shape.

I en slik forankringsinnretning løper linemantelen kontinuerlig over hele den neddykkede del, slik at den danner et sjøvannstett hylster, uten at det blir behov for spesiell beskyttelse mot korrosjon ved forankringspunktene på sjøbunnen. Da de to ender på linen ligger på plattformen blir det lett å skifte ut linen eller skifte ut en streng med en annen ved å tre en ny streng inn i mantelen ved den ene ende og trekke ut den.streng som skal skiftes ut ved den andre ende. In such an anchoring device, the line sheath runs continuously over the entire submerged part, so that it forms a seawater-tight casing, without the need for special protection against corrosion at the anchoring points on the seabed. As the two ends of the line lie on the platform, it becomes easy to replace the line or replace one string with another by threading a new string into the mantle at one end and pulling out the string to be replaced at the other end.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til den foranThe invention is in no way limited to the foregoing

som eksempel beskrevne utførelse.as an example described embodiment.

Den ytre mantel kan. således fremstilles av metall forThe outer mantle can. thus produced from metal for

å motstå friksjon og lokale skader fra enhver ytre påljenning.to resist friction and local damage from any external application.

En linemodell (fig. 3) som kan benyttes i oljeinstalla-sjonen på fig. 2, kan være sammensatt av syv strenger som hver inneholder 60 ståltråder med en diameter på 5 mm og har en fasthet på 180 kg/mm 2, det vil si 2 900 tonn for linen, for derved å opp-nå den statiske og dynamiske styrke som kreves for denne an-vendelse.Trådene kan være galvaniserte eller ikke og kan enkeltvis være innsatt med fett. Den samme konstruksjon der det benyttes 7 mm tråder, kan også anvendes for det samme formål. A line model (fig. 3) which can be used in the oil installation in fig. 2, can be composed of seven strands, each of which contains 60 steel wires with a diameter of 5 mm and a strength of 180 kg/mm 2 , that is, 2,900 tonnes for the line, thereby achieving the static and dynamic strength which is required for this application. The wires can be galvanized or not and can be individually inserted with grease. The same construction where 7 mm threads are used can also be used for the same purpose.

Claims

1. Mooring line, characterized in that it comprises a bundle of individual strands surrounded by a mantle that is resistant to seawater, that the individual strands consist of steel wires with a high elastic limit, surrounded by a flexible covering layer, that the individual strands run mainly parallel to the line and that the volume of the mantle that does not occupy the individual strands is filled with an inert lubricating fluid.

2. Line according to claim 1, characterized in that each of the individual strands comprises an assembly of grease-inserted threads enveloped by the flexible cover layer and that the threads are folded or arranged mainly parallel to each other.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that the filling fluid is a highly viscous liquid at the operating temperature of the line and that this viscosity can be reduced by heating, so that the fluid can be injected into the jacket under pressure.

4. Line according to claim 3, characterized in that the lubricating fluid at a temperature of 0°C in the line has a viscosity of more than 5000 centipoises and can be brought to a lower viscosity than 50 centipoises by heating to approximately 100°C in order to be able to is carried in the line.

5. Line according to claim 3 or 4, characterized in that the fluid is vaseline or a lubricant extracted from petroleum or bitumen.

6. Line according to claim 1 or 2, characterized in that the lubricating fluid is an oil which has a low viscosity of substantially below 50 centipois at the line's operating temperature.

7. Line according to any one of the preceding claims, characterized in that the lubricating fluid has a specific weight that is above the specific weight of seawater.

8'. Line as stated in claim 7, characterized in that a small amount of epoxy resin is mixed into the lubricating fluid.

9. Line according to any one of the preceding claims, characterized in that the flexible cover layer is made of a plastic, such as polyvinyl chloride, polypropylene, high-density polyethylene, nylon or the like.

10. Line according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheath is made of plastic and/or a polymer such as polyvinyl chloride and derivatives thereof, polyolefins such as polyethylene, a polypropylene and copolymers of these, a copolymer of butadiene-acrylonitrile and styrene, an elastomer which is layered or not, a synthetic resin which is layered or not or the like.

11. Line according to claim 10, characterized in that the sheath is reinforced with a material that has a high coefficient of elasticity, such as steel wires, glass fibers or a mixture of these components.

12. Line according to any one of the preceding claims, characterized in that the flexible covering layer on the individual strands is filled with a viscous substance that is resistant to seawater.

13.F anchoring device for installation at sea, characterized in that it comprises a line according to any of the preceding requirements, an anchoring system arranged on the installation to which the ends of the line are attached and a ballast block arranged on the seabed and designed with a curved channel in which the line forms a loop. '

14. Anchoring device according to claim 13, characterized in that the ballast block has a weight of the same order of magnitude as the breaking strength of the line.

15. Anchoring device according to claim 13 or 14, characterized in that the outlets from the curved channels have widened mouths.