NO783959L - Fortoeyningsanordning og -kabel. - Google Patents

Description

"Fortøyningsanordning og -kabel".

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.

En slik line som for eksempel har en lengde som over-stiger 100 meter og skal danne en meget sterk forbindelse, må

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Denne line kan f.eks. forankres eller festes på den

måte som er beskrevet i fransk patentsøknad nr. 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

fig. 3 er et skjematisk snitt av en ekstra kraftig line

ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser som eksempel et snitt gjennom en line

ifølge oppfinnelsen.

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

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.

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,

og strekket i linen kan variere mellom passende grenser, f.eks. mellom 20 og 50% av linens bryddstykke.

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

300 tonn.

Betongblokken 8 kan ha et hulrom som er tilpasset 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.

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.

For å redusere faren for tretthetsbrudd på de steder hvor linen 7 forlater kanalen 9, kan utløpene fra kanalen 9 gis en utvidet munningsform.

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.

Oppfinnelsen er på ingen måte begrenset til den foran

som eksempel beskrevne utførelse.

Den ytre mantel kan. således fremstilles av metall for

å motstå friksjon og lokale skader fra enhver ytre påljenning.

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.

Claims (15)

1. Fortøyningsline, karakterisert ved at den omfatter en bunt av enkeltstrenger omgitt av en mantel som er motstandsdyktig mot sjøvann, at enkeltstrengene består av ståltråder med høy elastisitetsgrense, omgitt av et bøyelig dekklag, at enkeltstrengene løper hovedsakelig parallelle i.linen og at det volum av mantelen som ikke opptar enkeltstrengene er fylt med et inert smørefluidum.

2. Line ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av enkeltstrengene omfatter en sammenstilling av med smøre-fett innsatte tråder omhyllet av det bøyelige dekklag og at trådene er slått eller anordnet hovedsakelig parallelle med hverandre.

3. Line ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fyllfluidet er en høyviskøs væske ved brukstemperaturen for linen og at denne viskositet kan reduseres ved oppvarming, for at fluidet skal kunne innsprøytes i mantelen under trykk.

4. Line ifølge krav 3, karakterisert ved at smørefluidet ved en temperatur på 0°C i linen har en viskositet på mer enn 5000 centipois og kan bringes til en lavere viskositet enn 50 centipois ved oppvarming til omtrent 100°C for å kunne inn-føres i linen.

5. Line ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at fluidet er vaselin eller et smøremiddel utvunnet av jordolje eller bitumen.

6. Line ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at smørefluidet er en olje som har en lav viskositet på vesentlig under 50 centipois ved linens brukstemperatur.

7. Line ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at smørefluidet har'en spesifikk vekt som ligger over den spesifikke vekt for sjøvann.

8' . Line som angitt i krav 7, karakterisert ved at en liten mengde epoksyharpiks er innblandet i smørefluidet.

9. Line ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at det bøyelige dekklag er fremstilt av en plast, slik som polyvinylklorid, polypropylen, polyetylen med stor tetthet, nylon eller lignende.

10. Line ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at mantelen er fremstilt av plast og/eller en polymer slik som polyvinylklorid og derivater a <y> dette, polyolefiner slik som polyetylen, en polypropylen og kopolymerer av.disse, en kopolymer av butadien-akrylnitril og styren, en elastomer som er lagdelt eller ikke, en syntetisk harpiks som er lagdelt eller ikke eller lignende.

11. Line ifølge krav 10, karakterisert ved at mantelen er armert med et materiale som har høy elastisitets-koeffisient, slik som ståltråder, glassfibre eller en blanding av disse bestanddeler.

12. Line ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, karakterisert ved at det bøyelige dekklag på enkeltstrengene er fylt med en viskøs substans som er sjøvannfast.

13.F orankringsanordning for installasjon på sjøen, karakterisert ved at den omfatter en line'ifølge et hvilket som helst av de foranstående krav, et forankringssystem anordnet på installasjonen hvorpå endene av linen er festet samt en ballastblokk anordnet på sjøbunnen og utformet med en krummet kanal hvori linen danner en sløyfe. '

14. Forankringsanordning ifølge krav 13, karakterisert ved at ballastblokken har en vekt som er av samme størrelsesorden som bruddstyrken for linen.

15. Forankringsanordning ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at utløpene fra de krumme- kanaler har utvidede munninger.