NO812435L

NO812435L - Fortoeyningskobling for forankring av en strekkstagplattform

Info

Publication number: NO812435L
Application number: NO812435A
Authority: NO
Inventors: Andrew F Hunter
Original assignee: Conoco Inc
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1982-01-29
Also published as: CA1144380A; JPS5751594A; US4320993A; EP0045613A1

Description

Oppfinnelsen angår en kobling for tilkobling av en

strekkstagplattforms fortøyning til et undervannsfundament.

På bakgrunn av de senere publikasjoner omkring mang-elen på petroleumsprodukter over hele verden, noe som resul-terer i forhøyede priser for petroleum, utføres kontinuerlig tiltak for å oppdage og produsere petroleum fra stadig mer ugunstige omgivelser. Slike ugunstige omgivelser omfatter arktiske regioner, underjordiske formasjoner under dypere hav-dyp som tidligere ble betraktet uegnet for produksjon av petroleum etc. I det seneste er forsøk gjort for å produsere petroleum fra slike underjordiske formasjoner blitt rettet mot bruken av strekkstagplattformer. Slike plattformer omfatter en flytende plattform som holdes i posisjon ved hjelp av fortøyninger, også kalt strekkelementer, etc., som er forbundet med plattformen ved deres øvre ende og til et fundament anordnet på havbunnen ved deres nedre ende for å holde plattformen i en ønsket posisjon. Fortøyningene holdes i strekk for å holde strekkstagplattformen i en relativt kon-stant posisjon i forhold til havbunnen. Med andre ord holdes fortøyningene under strekk ved oppdriften av plattformen slik at plattformen ikke hever og senker seg med bølge, tidevann og lignende.

Under utarbeidelsen av den foreliggende søknad ble følgende US patentskrifter tatt i betraktning: 3 887 222, 3 773 360, 3 731 955, 4 138 148, 4 093 279, 3 695 633.

Ved bruk av slike plattformer er fortrinnsvis for-tøyningene som benyttes for å forankre strekkstagplattformen i posisjon sammenkoblbar med fundamenteringen på havbunnen med minimale vanskeligheter. Det er også ønskelig at fortøy-ningene kan fjernes med få vanskeligheter for periodiske ru-tineinspeksjoner av sikkerhetsgrunner eller i sammenheng' med ulike reguleringer e.l.

Det er nå funnet at fortøyninger enkelt kan sammen-kobles med et fundament på havbunnen med minimale vanskeligheter og enkelt kan fjernes fra fundamentet på havbunnen ved bruk av en kobling bestående av: (a) en spunsanordning anordnet på den nedre ende av fortøyningen, (b) en mottaksanordning anordnet i fundamentet, idet mottaksanordningen har en første indre diameter som er større en spunsens ytre dia meter og som er innrettet til å motta spunsen, (c) en første skulderanordning anordnet i mottaksanordningen, (d) en annen skulderanordning anordnet i mottaksanordningen under den første skulderanordning, (e) et parti med en annen indre.diameter i mottaksanordningen, idet partiet med den annen indre diameter er større enn partiet med den første indre diameter og anordnet under den første skulderanordning og over den annen skulderanordning, (f) en sammentrykkbar belastningsring anordnet i et spor i spunsen, idet den sammentrykkbare belastningsring har en ytre diameter som er større enn den første indre diameter i.mottaksanordningen og omfatter ved sin nedre side sammentrykningsanordninger for sammentrykning av belastningsringen inn i sporet når belastningsringen føres inn i den første indre diameter i mottaksanordningen, til en diameter som ikke er større enn den første indre diameter i mottaksanordningen, idet belastningsringen er innrettet til å

gå i inngrep i sporet og den første skulderanordning etter å ha passert gjennom partiet med den første indre diameter, (g) en trykkringanordning med en ytre diameter som er mindre enn partiet med den annen indre diameter og en indre diameter som i det vesentlige er lik den første indre diameter i mottaksanordningen, idet trykkringanordningen glidbart kan plasseres i partiet med den annen indre diameter mellom den første skulderanordning og den annen skulderanordning og er innrettet til å sammentrykke belastningsringen når spunsanordningen senkes ned i mottaksanordningen slik at, når spunsanordningen beveges inn i mottaksanordningen, belastningsringen kompri-meres inntil belastningsringen har passert gjennom partiet med den første indre diameter i mottaksanordningen, idet belastningsringen derved går tilbake til sin ikke sammenpressede diameter og går i inngrep med den første skulderanordning og sporanordningen og holder spunsanordningen i mottaksanordningen med belastningsringen sammentrykkbar av trykkringen etter ytterligere senkning av spunsanordningen i den annen indre diameter i mottaksanordningen slik at belastningsringen derved bringes til trykkanlegg mot trykk-ringanordningen som tvinges til trykkanlegg mot belastningsringen ved kontakt med den annen skulderanordning.

På tegningene viser figur 1 skjematisk en strekk-stagplattf orm , figur 2 viser et snitt gjennom en fortøyning benyttet for plassering av strekkstagplattformen på figur 1 og figur 3 viser et vertikalsnitt av koblingen ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Henvisningstallene på alle figurer referer til samme eller tilsvarende komponenter.

Figur 1 viser en strekkstagplattform 10 i posisjon over et fundament 16 på havbunnen. Plattformen 10 holdes i posisjon over fundamentet 16 av flere fortøyninger 14. Fundamentet 16 er forankret med peler 18 til havbunnen. Bruken av peler og lignende for å feste fundamentet 16 til havbunnen er naturligvis kjent og fremgangsmåten for å plassere fundamentet på havbunnen danner ingen del av den foreliggende oppfinnelse. Forankringer 14 er forbundet med fundamentet 16

og deretter anordnet i strekk ved å avballastere plattformen 10, ved bruk av strekkstag 20 som skjematisk er vist i plattformen 10, e.l. Bruken av strekkstag betraktes å være kjent og danner ikke del av den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser bruken av en kobling 24 i henhold til den foreliggende oppfinnelse under bruk for å forbinde en for-tøyning 14 til et fundament 16 på havbunnen. Strekkstaget 20 er vist mer detaljert slik den er anordnet i en del 22 av plattformen 10. Figur 3 viser koblingen 24 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Koblingen 24 omfatter en innsatshylse 30 anordnet i en åpning 23 i fundamentet 16. Den øvre ende av hylsen 30 omfatter fortrinnsvis en kon flate 80 med den kone flate hellende mot hylsens 30 indre diameter. Hylsen 30 omfatter videre en kon flate 34 på sin nedre ytre diameter for å forenkle plasseringen av hylsen 30 i åpningen 32. Hylsen 30 holdes i stilling i åpningen 32 av et par sneppringer 42 som er plassert for å gå i inngrep med spor 38 i fundamentet 16 og spor 40 i den ytre diameter av hylsen 30. Sneppringene 42 har fortrinnsvis en kon flate 44 på deres nedre ytre diameter for å forenkle plasseringen av hylsen 30 i fundamentet 16. Ved en foretrukket utførelse er sneppringene 42 plassert i spor 40 slik at hylsen 30 derved presses ned inn i åpningen 32 med sneppringene 42 presset inn i sporene 40 slik at hylsen 30 glir nedover inn i åpningen 32 idet sneppringene 42 fjærende ekspanderer for å gå i inngrep i sporene 38 og 40 når hylsen befinner seg i en valgt dybde. Hydrauliske frigjørings-anordninger 46 av kjent type kan om ønsket anordnes for å fri-gjøre sneppringene 42 etter behov. Den hydrauliske styring for slike hydrauliske frigjøringsanordninger er fortrinnsvis plassert på plattformen 10 slik at hylsen 30 om nødvendig kan fjernes fra fundamentet 16. Hylsen 30 omfatter en første indre diameter 90 som strekker seg fra hylsens 30 øvre ende til en første skulder 48 under hvilken hylsens 30 indre diameter er forstørret til en annen indre diameter 92 over en avstand i lengderetningen til en annen skulder 50. Den annen skulder 50 er vist som en støttering 54 anordnet i et spor 52 langs hylsens 30 indre diameter. En trykkring 68 er glidbart anordnet mellom den første skulder 48 og den annen skulder 50. Trykkringen 68 har en ytre diameter som er egnet for glidbar montering av trykkringen 68 i den annen indre diameter 92 i hylsen 30, mellom den første skulder 48 og den annen skulder 50. Trykkringen 68 har en indre diameter som er i det vesentlige lik hylsens 30 første indre diameter 90 over den første skulder 48. Trykkringen 6 8 omfatter fortrinnsvis også ved sin øvre ende en innad kon flate 70. En spuns' 60 er vist i stilling i hylsen 30. Spunsen 60 omfatter et spor 62 som mottar en fjærende sammentrykkbar belastningsring 64. Belastningsringen 64 har fortrinnsvis en kon flate 66 på sin nedre ytre diameter for å forenkle sammentrykningen av belastningsringen 64 når spunsen 60 passerer nedad inn i hylsen 30. Som vist,

går belastningsringen 64 i inngrep både med sporet 62 i spunsen 60 og den første skulder 48 i hylsen 30 når den er i stilling og holder derved spunsen 60 på plass. Spunsen 60 omfatter også et kurvet støtteelement 7 2 som formoverensstemmende ligger an i et kuvet element 74 som er anordnet på fortøyningens 14 nedre ende. Det kuvede element 74 og den kuvede støtte

72 holdes i overensstemmende anlegg av en skulder 76 som er

anordnet på spunsen 60 og som holder et fjærende sammentrykkbart avstandsstykke 78 i anlegg mot skulderen 76 og det kuvede element 74 idet dreiebevegelse mellom den kuvede støtte 72 og det kuvede element 74 tillates når plattformen 10 beveges og lignende. Videre gir avstandsstykket 78 som fortrinns-

vis er et fjærende sammentrykkbart avstandsstykke av kjente materialer som eksempelvis gummi, stål, kombinasjoner og lignende, noe fjærende virkning til fortøyningen 14. Videre kan en forlengelse 82 av den k-one flate 80 på hylsens 30 øvre ende være anordnet for å forenkle plasseringen av spunsen 6 0

i hylsen 30. Fundamentet 16 kan på sin overflate 36 være utformet for tilpasning til forlengelsen 82.

De bygningsmaterialer som benyttes ved fremstillingen av fundamentet 16, hylsen 30, spunsen 60 og fortøyningen 14

er kjente og danner ingen del av den foreliggende oppfinnelse.

Ved bruk av spunsen 6 0 for å forbinde fortøyningen

14 med fundamentet 16, beveges spunsen 60 nedad fra plattformen 10 for å gå i inngrep med hylsens 30 øvre ende. Spunsen 60 presses deretter nedover inn i hylsen 30 med belastningsringen 64 sammentrykket inn i sporet 62 slik at belastnings-ringens 64 ytre diameter er forminsket til en ytre diameter

som ikke er større enn hylsens 30 første indre diameter 90.

Med belastningsringen 64 sammentrykket på denne måte, kan spunsen 60 enkelt beveges nedover inn i hylsen 30 inntil belastningsringen 64 passerer den første skulder 48 hvor belastningsringen 64 fjærende ekspanderer til i det vesentlige sin opp-rinnelige ytre diameter slik at belastningsringen 64, når oppadgående trykk påføres spunsen 60, går i inngrep med sporet 62 i spunsen 60 og den første skulder 48 i hylsen 30 og holder derved spunsen 60 i stilling for å holde plattformen 10 ved bruk av fortøyningen 14.

Når det er ønsket å fjerne spunsen 60 for å inspi-sere fortøyningen 14, spunsen 60 e.l., beveges spunsen 60 nedad

i hylsen 30 slik at den kone flate 66 på belastningsringen 64 ligger an mot den kone flate 70 på trykkringen 68 slik at be-latsningsringen 64 trykkes sammen inn i trykkringen 68 således at når spunsen 60 deretter heves, vil trykkringen 68 som nå

er anordnet omkring den ytre diameter på belastningsringen 64,

beveges oppad på innsiden av den annen indre diameter 92 i hylsen 30 inntil trykkringen 68 kommer til anlegg mot den første skulder 48 hvor dens oppadgående bevegelse stopper idet belastningsringen 64 derved glir oppad på innsiden av den før-ste indre diameter 90 i hylsen 30 i sammentrykket tilstand. Det fremgår således tydelig at spunsen 60 enkelt kan fjernes

og inspiseres for etterfølgende innsetting og bruk. Spunsens 60 størrelse kan enkelt bestemmes av fagfolk på grunnlag av forventet bruk. Eksempelvis kan meget stor fortøyning benyttes eller flere mindre.

Videre skal bemerkes at det foreligger store vari-asjoner i lengden av rommet i hylsen 30 mellom den første skulder 48 og den annen skulder 50. Den vesentlige begrensning for størrelsen av dette rom er at det må foreligge tilstrekke-lig rom til at belastningsringen 64 tillates å ekspandere for å gå i inngrep med sporet 62 og den første skulder 48. Det skal videre bemerkes at den annen skulder 50. kan være utformet som en maskinert skulder anordnet i hylsen 30 heller enn en ring anordnet i et spor slik det er vist.

I tilfelle fjerningen av spunsen 60 ved den oven-

for beskrevne metode av en eller annen grunn skulle mislykkes, eksempelvis på grunn av tilsmussing av koblingen eller lignende, kan hylsen 30 fjernes ved aktivering av hydrauliske frigjørings-anordninger 46 fra overflaten slik at hylsen 30 kan trekkes ut sammen med spunsen 60. På denne måte fremgår det tydelig at fortøyninger ved bruken av koblingsanordninger som ovenfor beskrevet, enkelt kan tilkobles og frakobles fundamentet på havbunnen, slik at bruken av strekkstagplattformer forenkles.

O-ringer 53 er fortrinnsvis anordnet som vist

for å hindre inntrengning av smuss etc. i rommet mellom hylsens 30 ytre diameter og åpningens 32 indre diameter. En

O-ring 55 er også fortrinnsvis plassert for å hindre inntrengning av smuss og lignende i rommet mellom spunsens 60

ytre diameter 96 og hylsens 30 første indre diameter 90. O-ringene kan tydelig plasseres på ethvert egnet sted og det kan benyttes flere O-ringer.

Claims

1. En koblingsinnretning for tilkobling av fortøyninger fra en strekkstagplattform til et fundament på havbunnen, karakterisert ved (a) en spunsanordning anordnet på den nedre ende av fortøyningen, (b) en mottaksanordning anordnet i fundamentet, idet mottaksanordningen har en første indre diameter som er større en spunsens ytre diameter og som ér innrettet til å motta spunsen, (c) en første skulderanordning anordnet i mottaksanordningen, (d) en annen skulderanordning anordnet i mottaksanordningen under den før-ste skulderanordning, (e) et parti med en annen indre diameter i mottaksanordningen, idet partiet.med den annen indre diameter er større enn partiet med den første indre diameter og anordnet under den første skulderanordning og over den annen skulderanordning, (f) en sammentrykkbar belastningsring anordnet i et spor i spunsen, idet den sammentrykkbare belastningsring har en ytre diameter som er større enn den første indre diameter i mottaksanordningen og omfatter ved sin nedre side sammentrykningsanordninger for sammentrykning av belastningsringen inn i sporet når belastningsringen føres inn i den før-ste indre diameter i mottaksanordningen, til en diameter som ikke er større enn den første indre diameter i mottaksanordningen, idet belastningsringen er innrettet til å gå i inngrep i sporet og den første skulderanordning etter å ha passert gjennom partiet med den første indre diameter, (g) en trykkringanordning med en ytre diameter som er mindre enn partiet med den annen indre diameter og en indre diameter som i det vesentlige er lik den første indre diameter i mottaksanordningen, idet trykkringanordningen glidbart kan plasseres i partiet med den annen indre diameter mellom den første skulderanordning og den annen skulderanordning og er innrettet til å sammentrykke belastningsringen når spunsanordningen senkes ned i mottaksanordningen slik at, når spunsanordningen beveges inn i mottaksanordningen, belastningsringen kompri-meres inntil belastningsringen har passert gjennom partiet med den første indre diameter i mottaksanordningen, idet belastningsringen derved går tilbake til sin ikke sammenpressede diameter og går i inngrep med den første skulderanordning og sporanordningen og holder spunsanordningen i mottaksanordningen med belastningsringen sammentrykkbar av trykkringen etter ytterligere senkning av spunsanordningen i den annen indre diameter i mottaksanordningen slik at belastningsringen derved bringes til trykkanlegg mot trykkringanordningen som tvinges til trykkanlegg mot belastningsringen ved kontakt med den annen skulderanordning.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den annen skulderanordning omfatter en støttering-anordning i et spor i mottaksanordningen.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at mottaksanordningen omfatter en hylseanordning som er glidbart anordnet i fundamentet, idet hylsenanordningen holdes i fundamentet av minst én innsatt ring som er anordnet for å ligge an i et spor i hylsenanordningens ytre diameter og et spor rundt den indre diameter i fundamentets åpning i hvilket hylsenanordningen er plassert.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at den innsatte ring kan frigjøres for å tillate fjer-ning av hylseanordningen fra fundamentet.

5. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at den øvre ende av hylseanordningen er kon for å forenkle innsetningen av spunsen i mottaksanordningen.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at fortøyningen er dreibart og fjærende forbundet med spunsen.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at spunsen omfatter en kuvet støtteanordning, plassert i roterbart inngrep i et tilsvarende kuvet element som er plassert ved den nedre ende av fortøyningen, hvor den kuvede støt-teanordning og det kuvede støtteelement holdes i anlegg mot hverandre av en skulderanordning som er plassert på spunsen for å holde en fjærende sammentrykkbar avstandsanordning i stilling mellom skulderanordningen på spunsen og det kuvede element.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkanordninger for sammentrykning av belastningsringen omfatter en kon nedre flate på belastningsringen for å forenkle sammentrykningen av belastningsringen når den passerer inn i mottaksanordningen.

9. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkringen omfatter en kon flate på sin øvre ende for a forenkle trykkanlegg mot belastningsringen.