NO813337L

NO813337L - BOEYE AND MONEY DEVICE.

Info

Publication number: NO813337L
Application number: NO813337A
Authority: NO
Inventors: Willem Jan Van Heijst
Original assignee: Bluewater Terminal Systems Nv
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1982-04-05
Also published as: NL178304C; JPS5790286A; NL178304B; EP0049549A1; BR8106385A; NL8005473A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en bøye med tilknyttet fortøyningsanordning som flyter på overflaten av en vannmasse, hvor bøyen og ankerkjettinger er forankret ved hjelp av et antall ankre til bunnen under vannmassen, mens det tilhørende fortøynings-anordning er forbundet med bøyen gjennom en stiv arm som fast-holder fortøyningsanordning i avstand fra bøyen. Denne arm er The present invention relates to a buoy with an associated mooring device that floats on the surface of a body of water, where the buoy and anchor chains are anchored by means of a number of anchors to the bottom under the body of water, while the associated mooring device is connected to the buoy through a rigid arm that fastens keeps the mooring device at a distance from the buoy. This arm is

ved den ene ende svingbart lagret på en horisontal dreietapp som er fastgjort til fortøyningsanordning, og i den annen ende koplet til bøyen på slik måte at fortøyningsanordningen fritt kan svinge at one end pivotably supported on a horizontal pivot which is attached to the mooring device, and at the other end connected to the buoy in such a way that the mooring device can swing freely

om bøyens vertikalakse. En slik bøye med tilknyttet fortøynings-anordning er kjent fra de utlagte nederlandske patentsøknader 6600321 og 7207903. about the buoy's vertical axis. Such a buoy with an associated mooring device is known from the published Dutch patent applications 6600321 and 7207903.

I denne kjente versjon av bøyen med tilknyttet fortøynings-anordning er den stive arm svingbart forbundet med førtøynings-anordningen, hvorved forbindelsen er opprettet ved hjelp av en horisontal svingtapp. Bøyen og fortøyningsanordningen, hvorav. In this known version of the buoy with an associated mooring device, the rigid arm is pivotally connected to the mooring device, whereby the connection is created by means of a horizontal pivot pin. The buoy and the mooring device, of which.

. sistnevnte kan være en tanker, utsettes for bølgebevegelser i vannmassen og for vindkrefter. Følgelig må den stive arm ha betydelig egenstyrke og stivhet, for å motstå de krefter som ut-øves av fortøyningsanordning. Disse krefter tilstreber å velte bøyen eller å tvinge denne sidelengs i forhold til fortøynings-anordningen eller tankeren. For å sikre tilstrekkelig styrke og stabilitet i en slik situasjon, må den stive arm ha relativt . the latter can be a tanker, exposed to wave movements in the water body and to wind forces. Consequently, the rigid arm must have considerable inherent strength and stiffness, in order to withstand the forces exerted by the mooring device. These forces tend to overturn the buoy or to force it sideways in relation to the mooring device or the tanker. To ensure sufficient strength and stability in such a situation, the rigid arm must have relatively

stor bredde i den ende som er tilkoplet fortøyningsanordningen, og dette nødvendiggjør en kostbar konstruksjon og/éller kostbare fartøysforandinger. large width at the end which is connected to the mooring device, and this necessitates an expensive construction and/or expensive vessel modifications.

En anordning som vil utsettes for vesentlig reduserte be-lastninger kan oppnås ved at den stive arm blir tilkoplet for-tøyningsanordning/tankeren gjennom et universalledd som tillater svingebevegelse i alle retninger. Det vil følgelig ikke kreves noen torsjonsstivhet hos armen, og armens styrke behøver ikke å overstige de krefter som er nødvendig for å overføre forankrings-krefténe for fortøyningsanordning til ankerkjettingene. A device that will be exposed to substantially reduced loads can be achieved by the rigid arm being connected to the mooring device/tanker through a universal joint that allows swinging movement in all directions. Consequently, no torsional stiffness of the arm will be required, and the strength of the arm need not exceed the forces necessary to transfer the anchoring forces of the mooring device to the anchor chains.

Bøyen er tilkoplet fortøyningsanordning eller tankeren på liknende måte som en campingvogn, er forbundet med en bil, og dette innebærer at bare avstanden mellom bøyen og fortøynings-anordning blir opprettholdt, uten andre bevegelsesbegrensninger. Bøyen og den stive arm vil sammenfoldes som en lommekniv, når fortøyningsanordningen skyves mot bøyen under innvirkning av en strømkantring, eksempelvis ved tidevannsskifte. Den stive arm og bøyen vil skyves mot skipsskrogets side under slike omstendig-■ heter, og universalleddkoplingen mellom den stive arm og koplingsdelen vil derved påføres høye toppbelastninger på grunn av dønr-. The buoy is connected to a mooring device or the tanker is connected to a car in a similar way to a caravan, and this means that only the distance between the buoy and the mooring device is maintained, with no other movement restrictions. The buoy and the rigid arm will fold together like a pocketknife, when the mooring device is pushed against the buoy under the influence of a current eddy, for example during a change of tide. The rigid arm and the buoy will be pushed towards the side of the ship's hull under such circumstances, and the universal joint coupling between the rigid arm and the coupling part will thereby be subjected to high peak loads due to the load.

ningsbevegelser. Denne sammenfolding som også vil oppstå dersom fortøyningsanordningen er forbundet med bøyen gjennom en kabel, kan forebygges ved hjelp av en drivkraft som kontinuerlig trekker ning movements. This folding, which will also occur if the mooring device is connected to the buoy through a cable, can be prevented by means of a driving force that continuously pulls

kpplingsdelen bort fra bøyen.the coupling part away from the buoy.

Hovedformålet ved foreliggende oppfinnelse er å frembringe en anordning av ny type til forankring, til bunnen under en Vannmassen, av et fortøyningsanordning som flyter på overflaten av vannmassen, hvor anordningen er av en konstruksjon som tillater sammenfolding av den stive arm og utvikler et opprettende moment av tilstrekkelig størrelse til at sammenfoldingsbevegelsen 1.'.../begrenses, uten at det kreves noen form for drivkraft. For å-oppnå dette, er universalleddet mellom den stive arm og fortøy-ningsanordningen delt i tre uavhengige og innbyrdes perpendikulært dreibare koplingsledd, hvor dreiekoplingen i tilslutning til fortøyningsanordningen er anordnet i helling mot vertikalplanet, og hvor en dreiekopling som er anordnet perpendiklært mot den stive arms midtakse og som er svingbar om en horisontalakse, er beliggende i viss avstand fra den førstnevnte dreiekopling, og hvor en dreibar koplingsforbindelse langs .midtaksen for den stive arm kan være anordnet mellom.de to øvrige dreiekoplinger eller.i selve den stive arm. Alternativt kan den dreibare koplingsforbindelse langs midtaksen utelates i sin helhet. The main purpose of the present invention is to produce a device of a new type for anchoring, to the bottom under a body of water, a mooring device that floats on the surface of the body of water, where the device is of a construction that allows folding of the rigid arm and develops a creating moment of sufficient size so that the folding movement 1.'.../is limited, without any kind of driving force being required. In order to achieve this, the universal joint between the rigid arm and the mooring device is divided into three independent and mutually perpendicularly rotatable coupling links, where the rotary coupling in connection with the mooring device is arranged inclined to the vertical plane, and where a rotary coupling which is arranged perpendicularly to the rigid arm's central axis and which is pivotable about a horizontal axis, is situated at a certain distance from the first-mentioned rotary coupling, and where a rotatable coupling connection along the central axis of the rigid arm can be arranged between the two other rotary couplings or in the rigid arm itself. Alternatively, the rotatable coupling connection along the central axis can be omitted in its entirety.

Da det vertikalt dreibare koplingsledd er montert i skrå-stilling i fortøyningsanordninger..eller tankeren, vil tyngden av den stive arm, i samvirkning med tyngden av det horisontalt dreibare koplingsledd som befinner seg i viss avstand fra det først-nevnte dreiekoplingsledd som heller mot vertikalplanet, fremkalle et opprettende moment når bøyen og-den stive arm føres ut av retning med senterlinjen for fortøyningsanordningen eller tankeren. Det opprettende moment er proporsjonalt med summen av tyngdene av den stive arm bg det horisontalt svingbare koplingsledd, sinus til det vertikalt dreibare koplingsledds hellingsvinkel med vertikalplanet og en faktor (1 - cos a) hvor a betegner As the vertically rotatable coupling joint is mounted in an inclined position in mooring devices..or the tanker, the weight of the rigid arm, in cooperation with the weight of the horizontally rotatable coupling joint which is located at a certain distance from the first-mentioned swivel coupling joint, which leans towards the vertical plane , induce a creating moment when the buoy and the rigid arm are moved out of alignment with the centerline of the mooring device or tanker. The generating moment is proportional to the sum of the weights of the rigid arm bg the horizontally pivotable coupling link, the sine of the vertically rotatable coupling link's angle of inclination with the vertical plane and a factor (1 - cos a) where a denotes

knékkvinkelén.the buckling angle.

Det opprettende moment kan forandres, i avhengighet av de .: .. krav som stilles i forbindelse med fortøyningsanordningens dimen-/!.. sjoner, de antatte vær- og vindforhold osv., ved å endre hell-ingen av det "vertikalt" dreibare koplingsledd eller tungden av den stive arm ved anvendelse av ballast. The creating moment can be changed, depending on the .: .. requirements set in connection with the mooring device's dimensions/!.. sions, the assumed weather and wind conditions, etc., by changing the inclination of the "vertically" rotatable connecting link or the weight of the rigid arm when using ballast.

Ifølge en foretrukket versjon av oppfinnelsen er den stive arm utstyrt med et ballastsystem som kan tømmes for at armen skal fungere som en flytende enhet. Bøyen vil derved bevare stabil oppdrift, selv om den løskoples fra fortøyningsanordningen. According to a preferred version of the invention, the rigid arm is equipped with a ballast system that can be emptied so that the arm will function as a floating unit. The buoy will thereby maintain stable buoyancy, even if it is disconnected from the mooring device.

Den utlagte, nederlandske patentsøknad 6414787 beskriver en. The published Dutch patent application 6414787 describes a.

vanlig bøye med en svingskive som er montert på et rammeverk som er forbundet med flottører. Den stive arm er forbundet med bøyens svingskive ved hjelp av koplinger som er dreibare om en vertikalakse. Fortøyningsarmene består således av to deler som er sammen-koplet gjennom et hengselledd som tillater svingebevegelser om en horisontalakse, og fortøyningsarmen eller -armene er montert på ordinary buoy with a turntable mounted on a framework connected by floats. The rigid arm is connected to the buoy's swashplate by means of couplings which can be rotated about a vertical axis. The mooring arms thus consist of two parts that are connected through a hinge joint that allows swinging movements about a horizontal axis, and the mooring arm or arms are mounted on

siden av fartøyet. Denne utførelsesform har ingen elementer som kan utvikle ét opprettende moment, som tidligere omtalt, og er derfor uegnet for anvendelse i områder, hvor havstrømmene, kan skifte etning. side of the vessel. This embodiment does not have any elements that can develop a creating moment, as previously discussed, and is therefore unsuitable for use in areas where ocean currents can change direction.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor like elementer er betegnet med samme henvisningstall, og hvori: The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, where similar elements are designated by the same reference number, and in which:

Fig. 1 viser et planriss av en foretrukket utførelsesformFig. 1 shows a plan view of a preferred embodiment

av fortøyningsbøyen med anordningen ifølgeof the mooring buoy with the device according to

Fig. 2 viser et sideriss av anordningen ifølge fig. 1.Fig. 2 shows a side view of the device according to fig. 1.

Som det fremgår av fig. 1 og 2, er en fortøyningsenhet, i dette tilfelle et tankskip 1, forankret i bunnen 2 under en vannmasse 3, ved hgelp av en bøye 4, 6 med en integrert, stiv arm 5. Bøyen består av en lastopptakeraksel 4 og en dreibar del 6. Ankerkjettingen eller -kjettingene 7 er forbundet med lastopptakerakselen 4 og med forankringspunktet (eller punktene) 8 på bunnen 2 under vannmassen. Den svingbare del 6 er fritt dreibar om lastopptakerakselens 4 vertikalakse. Den stive arm 5 er fast forbundet med den dreibare del 6 og er følgelig også fritt dreibar om lastopptakerakselens 4 vertikalakse. Armen 5 er forbundet med tankskipet 1 gjennom et universalledd 9. Universalleddet i omfatter en horisontal svingtapp 11 som er plassert ved enden av den stive arm 5 (slik at armen 5 kan foreta vertikalbevegelser i forhold til tankeren 1 under innvirkning a<y>bølgebevegelser) og en svingtapp 10 som er anordnet rettvinkelt mot den førstnevnte As can be seen from fig. 1 and 2, is a mooring unit, in this case a tanker 1, anchored in the bottom 2 under a body of water 3, with the help of a buoy 4, 6 with an integral, rigid arm 5. The buoy consists of a load receiver shaft 4 and a rotatable part 6. The anchor chain or chains 7 are connected to the load receiver shaft 4 and to the anchoring point (or points) 8 on the bottom 2 under the body of water. The pivotable part 6 is freely rotatable about the vertical axis of the load receiver shaft 4. The rigid arm 5 is firmly connected to the rotatable part 6 and is consequently also freely rotatable about the vertical axis of the load pick-up shaft 4. The arm 5 is connected to the tanker 1 through a universal joint 9. The universal joint i comprises a horizontal pivot pin 11 which is placed at the end of the rigid arm 5 (so that the arm 5 can make vertical movements in relation to the tanker 1 under the influence of wave movements) and a pivot pin 10 which is arranged at right angles to the former

svingtapp og i tilgrensning til tankskipet 1. Aksen A-A for denne svingtapp 10 danner en vinkel av 20-50° med vertikalplanet, men forløper i plan med senterlinjen for tankskipet 1. En tredje koplingsdel 12 av dreibar type, som er anordnet rettvinklet mot svingtappen 10 som heller mot vertikalplanet, er valgfritt montert mellom vingtappen 10-og den horisontale svingtapp 11. pivot pin and adjacent to the tanker 1. The axis A-A of this pivot pin 10 forms an angle of 20-50° with the vertical plane, but runs in a plane with the center line of the tanker 1. A third coupling part 12 of rotatable type, which is arranged at right angles to the pivot pin 10 which leans towards the vertical plane, is optionally mounted between the wing pin 10 and the horizontal pivot pin 11.

Størrelsen av det opprettende moment som oppstår når den stive arm 5 føres ut av retning med sentrerlinjen for tankskipet The size of the creating moment that occurs when the rigid arm 5 is moved out of alignment with the centerline of the tanker

1, bestemmes av tyngen av den stive arm 5, tyngden som virker mot den horisontale svingtapp 11 og hellingsvinkelen mellom sving-tappens 10 akse A-A og vertikalplanet. Ved innføring av ballast 13 i den stive arms ende mot fartøyet kan størrelsen av det opprettende moment økes. Et ledningsystem som forbinder tankskipet 1 med en rørledning 14 på bunnen 2 av sjøen 3, omfatter en fleksibel slange eller ledning 15 som forbinder rørledningen 14 med lastopptakerakselen 4 og den dreibare del 6. En rørsvivel 16 av en type som vil være kjent for den fagkyndige, er innkoplét i den dreibare del 6 som derved, sammen med den stive arm 5, kan dreies fritt om lastopptakerakselens 4 vertikalakse, uten at væske lekker ut. En rørsvivel 16, for opptakelse av flere, parallelle rør eller slanger, av en type som vil være kjent for den fagkyndige, kan valgfritt innkoples i anordningen ifølge oppfinnelsen. Røret eller slangen 17 utløper i en sone konsentrisk med den dreibare del 6 og er anordnet over den stive arm 5. 1, is determined by the weight of the rigid arm 5, the weight acting against the horizontal pivot pin 11 and the angle of inclination between the pivot pin 10's axis A-A and the vertical plane. By introducing ballast 13 at the end of the rigid arm towards the vessel, the magnitude of the creating moment can be increased. A line system connecting the tanker 1 to a pipeline 14 on the bottom 2 of the sea 3 comprises a flexible hose or line 15 which connects the pipeline 14 to the cargo pickup shaft 4 and the rotatable part 6. A pipe swivel 16 of a type that will be known to the skilled person , is connected to the rotatable part 6 which thereby, together with the rigid arm 5, can be turned freely about the vertical axis of the load pick-up shaft 4, without liquid leaking out. A pipe swivel 16, for accommodating several, parallel pipes or hoses, of a type that will be known to the person skilled in the art, can optionally be connected to the device according to the invention. The tube or hose 17 ends in a zone concentric with the rotatable part 6 and is arranged above the rigid arm 5.

Røret eller slangen 17 forløper videre over universalleddetThe pipe or hose 17 continues over the universal joint

9 og ender i forbindelsespunktet 20 med tankskipet 1.. En fleksibel slange 18 kan om ønskelig benyttes for å omgå en horisontale svingtapp 11, og en annen, fleksibel slange 19 kan eventuelt .benyttes for å omgå svingtappen 10. som heller mot vertikalplanet. 9 and ends at the connection point 20 with the tanker 1.. A flexible hose 18 can, if desired, be used to bypass a horizontal pivot pin 11, and another, flexible hose 19 can optionally be used to bypass the pivot pin 10. which tends towards the vertical plane.

En rørsvivel 21 av kjent type som er egnet for anvendelse ved enkelt- og multippelledninger, kan benyttes for å omgå den dreibare koplingsdel 12. A pipe swivel 21 of a known type, which is suitable for use with single and multiple lines, can be used to bypass the rotatable connecting part 12.

Den stive arm 5 og den dreibare del 6 er utstyrt med rekkverk 2 2. The rigid arm 5 and the rotatable part 6 are equipped with railings 2 2.

Fig. 1 og 2 viser en "CALM-"anordning (Catenary Anchor Leg Mooring). Oppfinnelsen er videre egnet for anvendelse i kom- kombinasjon med alle øvrige SPM-ånordningen (single Point Mooring) såsom SALM (Single Anchor Leg Mooring) d.v.s. enkeltpunkt-fortøyningsbøye som er beskrevet i den utlagte, nederlandske patentsøknad 7600189... Fig. 1 and 2 show a "CALM" device (Catenary Anchor Leg Mooring). The invention is also suitable for use in combination with all other SPM devices (single point mooring) such as SALM (Single Anchor Leg Mooring), i.e. single point mooring buoy described in the laid out Dutch patent application 7600189...

Claims

1. Buoy and mooring device floating on the surface of a body of water, where the buoy is anchored to the bottom under the body of water at one or more anchoring points by means of anchor chains, and where mooring devices are connected to the buoy through a single, rigid arm, characterized in that one of the arm end is fixed or pivotably connected to the buoy and thereby can rotate freely about the vertical axis of the buoy, and that the rigid arm is connected to mooring devices through a universal joint system which comprises a vertically pivotable coupling part whose axis rather towards the vertical plane at the end of the universal coupling towards the vessel,, and a second coupling part which is pivotable about a horizontal axis and which is arranged at a certain distance from the coupling part which leans towards the vertical plane.

2. Buoy with mooring device in accordance with claim 1, characterized by an axial, rotatable coupling part which is placed between the coupling part which leans towards the vertical plane and the horizontally pivotable coupling part. -

3. Buoy with mooring arrangement in accordance with claim 1, characterized by a ballast chamber which is arranged in the rigid arm.