NO820569L

NO820569L - FENDER DEVICE FOR FOREIGN CONSTRUCTION OR FOR SHIPS

Info

Publication number: NO820569L
Application number: NO820569A
Authority: NO
Inventors: Christian Pierre Bonnat
Original assignee: Bertin & Cie
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1982-08-30
Also published as: JPS57158188A; FR2500867B1; EP0060177A1; FR2500867A1

Description

Fenderanordning for fralandskonstruksjoner eller for skip Fender device for offshore structures or for ships

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fenderanordning for fralandskonstruksjoner eller skip. The present invention relates to a fender device for offshore structures or ships.

Der finnes allerede mange kjente fenderanordninger som har til oppgave å absorbere sjokk når et skip legger til langs en kai eller et annet skip. There are already many known fender devices which have the task of absorbing shocks when a ship docks alongside a quay or another ship.

Spesielt er der tidligere kjent fendere som angitt i britisk patentskrift 1.198.808, idet hver fender utgjøres av en fleksibel rørformet buffer som ved sitt nedre parti er forsynt med en åpning med innsnevret profil, og som under bruk flyter i vannet, idet de bare er delvis fylt med vann og en luftlomme finnes i den øvre del av bufferen. Disse fendere kan også være festet langs de kaier eller skip som skal beskyttes. Når et skip legger til lajigs kaien eller et annet skip, utøver det en kompresjonskraft på fenderen, hvilket bevirker at vannet blir presset ut gjennom den åpning som finnes ved det nedre parti av bufferen. Fordi åpnings-profilen er. innsnevret, vil imidlertid denne utdrivning kreve en viss tid, hvilket innebærer at fenderen "motstår" den kompresjonskraft som utøves av skipet og således absorberer sjokket. Den motstand som fenderen yter, varierer direkte med skipets fart, fordi jo større fart, jo større trykkøkning i den innsnevrede åpning. In particular, there are previously known fenders as indicated in British patent document 1,198,808, in that each fender consists of a flexible tubular buffer which is provided at its lower part with an opening with a narrowed profile, and which during use floats in the water, as they are only partially filled with water and an air pocket is found in the upper part of the buffer. These fenders can also be attached along the quays or ships to be protected. When a ship docks with the lajig dock or another ship, it exerts a compressive force on the fender, which causes the water to be forced out through the opening found at the lower part of the buffer. Because the opening profile is. narrowed, however, this expulsion will require a certain time, which means that the fender "resists" the compression force exerted by the ship and thus absorbs the shock. The resistance that the fender provides varies directly with the ship's speed, because the greater the speed, the greater the pressure increase in the constricted opening.

Disse kjente fendere virker ganske tilfredsstillende med henblikk på å beskytte en hovedsakelig flat overflate, f.eks. en kaivegg eller en skipsside, fordi sjokket i forbindelse med dokkingen kan absorberes ved hjelp av en fler;-het av passende.aystandsorienterte fendere.. Når det er tale om beskyttelse av en overflate som i vesentlig grad skiller seg fra det plane, f.eks. en sylindrisk overflate, Virker de ovennevnte fendere ikke lenger tilfredsstillende, fordi det sjokk som skyldes dokkingen, må absorberes ved hjelp av bare en eller kanskje to fendere,.noe som resul-terer i bruken av fendere av betydelig størrelse dersom de skal være effektive. These known fenders work quite satisfactorily for the purpose of protecting a mainly flat surface, e.g. a quay wall or a ship's side, because the shock in connection with docking can be absorbed with the help of a plurality of suitable, attitude-oriented fenders.. When it comes to protecting a surface that differs significantly from the flat, e.g. e.g. a cylindrical surface, The above-mentioned fenders no longer work satisfactorily, because the shock caused by the docking must be absorbed by means of only one or perhaps two fenders, which results in the use of fenders of considerable size if they are to be effective.

Der eksisterer således et behov for en fenderanordning som egner seg til å beskytte mange forskjellige overflater, spesielt sylindriske sådanne. Dette behov har fått øket be-tydning i de siste fem år som et resultat av økningen i fralandskonstruksjoner("off-shore structures" som de betegnes på engelsk). Disse konstruksjoner hviler vanligvis på flytende, sylindriske.søyler og blir hyppig besøkt av for-syningsskip som legger til ved søylene.. Disse søyler må derfor beskyttes mot risikoen for kollisjon, spesielt når skipene legger til langs dem. There is thus a need for a fender device which is suitable for protecting many different surfaces, especially cylindrical ones. This need has become more important in the last five years as a result of the increase in foreign constructions ("off-shore structures" as they are called in English). These structures usually rest on floating, cylindrical pillars and are frequently visited by supply ships that dock at the pillars. These pillars must therefore be protected against the risk of collision, especially when the ships dock alongside them.

Dersom fenderanordningen skal være nyttig til å beskytte de sylindriske søyler i fralandskonstruksjonene, er det en fordel, at de oppviser følgende egenskaper/: - absorpsjon av skipenes kinetiske energi med betydelig dempningsfaktor, - oppta så lite volum som mulig for derved å minimere de krefter som skyldes bølgepåvirkning, If the fender device is to be useful in protecting the cylindrical columns in offshore structures, it is an advantage that they exhibit the following properties/: - absorption of the ships' kinetic energy with a significant damping factor, - take up as little volume as possible to thereby minimize the forces that due to wave action,

- enkel tilpasning til ikke-flate overflater, og- easy adaptation to non-flat surfaces, and

- god fordeling av kreftene på søylen.- good distribution of the forces on the column.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fender med forbedret ytelse. The object of the present invention is to provide a fender with improved performance.

Hensikten med oppfinnelsen er også å skaffe en fenderanordning som tilfredsstiller de ovennevnte behov. The purpose of the invention is also to provide a fender device that satisfies the above-mentioned needs.

Mer spesielt vedrører den foreliggende oppfinnelse en hydropneumatisk dokkingsfender som utgjøres av en hovedsakelig vertikal, deformerbar, rørformet buffer som ved sitt nedre parti er forsynt med en åpning med en passende avstemt gjennomføringsåpning som er mindre enn det gjennomsnittlige tverrsnitt av hoveddelens indre hulrom, idet bufferen er tenkt å være delvis nedsenket.og delvis fylt med vann,karakterisert vedat bufferen, også ved,sitt øyre parti er forsynt med i det minste en åpning: med en passende avstemt gjennomføringsprofil som er. mindre enn den for åpningen som er anordnet ved det nedre, parti, slik at luften i det øvre parti av bufferen kan unnslippe på en begrenset måte dersom bufferen utsettes.for kompresjon. More particularly, the present invention relates to a hydropneumatic docking fender which consists of a mainly vertical, deformable, tubular buffer which, at its lower part, is provided with an opening with a suitably matched through opening which is smaller than the average cross-section of the inner cavity of the main part, the buffer being intended to be partially submerged and partially filled with water, characterized by the fact that the buffer, also at its outer part, is provided with at least one opening: with a suitably coordinated penetration profile that is. smaller than that of the opening arranged at the lower part, so that the air in the upper part of the buffer can escape in a limited way if the buffer is subjected to compression.

Ved et ikke-begrensende eksempel kan gjennomførings-profilen av den nedre åpning representere 10-30% av det In a non-limiting example, the through-profile of the lower opening may represent 10-30% of the

gjennomsnittlige tverrsnitt av det indre hulrom av bufferens hoveddel mens gjennomstrømningsprofilet for den øvre åpning kan representere ca. 1-5% av gjennomføringsprofilet for den nedre åpning. Imidlertid vil en fagmann på området være i stand til å beregne de mest passende verdier for gjennom-føringsåpningene, avhengig av den enkelte situasjon. average cross-sections of the internal cavity of the main part of the buffer while the flow profile for the upper opening can represent approx. 1-5% of the penetration profile for the lower opening. However, a person skilled in the art will be able to calculate the most suitable values for the feed-through openings, depending on the individual situation.

Den forbedrede fender i henhold til. oppfinnelsen innebærer den fordel at den er i stand til å skaffe en bedre sjokkabsorpsjon. enn fenderen ifølge britisk patentskrift 1.198.808. Den øvre åpning utgjør også .en sikkerhets-faktor når fenderen blir utsatt for høyt trykk. The improved fender according to. the invention has the advantage that it is able to provide better shock absorption. than the fender according to British patent document 1,198,808. The upper opening also constitutes a safety factor when the fender is exposed to high pressure.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en fenderanordning som er sammensatt av en flerhet av fendere i henhold til oppfinnelsen plassert langs den konstruksjon eller det skip som skal beskyttes,karakterisert vedat den også innbefatter en stiv konstruksjon anordnet utenfor bufferne og i berøring med disse over i det minste en større del av deres høyde, samtidig som konstruksjonen er oppbygget for The present invention also relates to a fender device which is composed of a plurality of fenders according to the invention placed along the structure or the ship to be protected, characterized in that it also includes a rigid structure arranged outside the buffers and in contact with them over at least a greater part of their height, at the same time as the construction is built for

å fordele eventuelle krefter som skyldes dokking osvvover flere av bestanddeletenderne. to distribute any forces due to docking etc. over several of the component tenders.

Når et skip legger til,blir den stive konstruksjon for-skjøvet samtidig som der skapes en sammentrykning i noen av bufferne. Det vann og den luft som rommes i hver buffer, blir drevet ut, samtidig som volumet avtar og lufttrykket øker. Bevegelsen blir absorbert i betydelig grad ved strupning ved de nedre og øvre åpninger. Tilbakeføringen av fenderanordningen til sin opprinnelige stilling etter opphør av kompresjonskreftene sikres ved elastisiteten (stivheten) av:selve bufferne, eller ved hjelp av et på-hengt system (f-eks., gummistropper.som strekker ved for-skyvning av konstruksjonen, eller ..fleksible knotter som komprimeres ved.forskyvningen, eller et fjærsystem) dersom bufferburet ikke har nok stivhet i seg sely. When a ship berths, the rigid construction is pushed forward at the same time as compression is created in some of the buffers. The water and air contained in each buffer are driven out, at the same time as the volume decreases and the air pressure increases. The movement is absorbed to a considerable extent by throttling at the lower and upper openings. The return of the fender device to its original position after cessation of the compression forces is ensured by the elasticity (stiffness) of the buffers themselves, or by means of a suspended system (e.g., rubber straps that stretch when the structure is displaced, or . .flexible knobs that are compressed by.the displacement, or a spring system) if the buffer cage does not have enough rigidity in itself sely.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er spesielt nyttig til beskyttelse av sylindriske søyler som fralands konstruksjoner hviler på. Anordningen ifølge oppfinnelsen har den fordel at den beskytter de sylindriske søyler fra bølgeslag, samtidig som den fordeler støtkraften fra et skip som legger til. Den kan imidlertid også brukes til beskyttelse ay kaier, flytende lagre eller selve skipene. The device according to the invention is particularly useful for protecting cylindrical columns on which offshore structures rest. The device according to the invention has the advantage that it protects the cylindrical columns from wave impact, while at the same time it distributes the impact force from a ship docking. However, it can also be used for protection ay quays, floating warehouses or the ships themselves.

I tilfellet av beskyttelse av konstruksjoner som er fast-gjort i vannansamiinger med betydelig.tidevann, må an-anordningen ifølge oppfinnelsen selvsagt monteres slik at den kan følge fluktuasjoner i sjøoyerflaten. In the case of the protection of structures which are fixed in water bodies with significant tides, the device according to the invention must of course be mounted so that it can follow fluctuations in the sea surface.

Formen av den stive konstruksjon må selvsagt til-passes formen for den fralandskonstruksjon eller det skip som skal beskyttes. Den kan f.eks. vær.e sylindrisk når The shape of the rigid structure must of course be adapted to the shape of the offshore structure or the ship to be protected. It can e.g. be.e cylindrical when

den skal beskytte en søyle, flat i tilfellet av en kai, eller kurvet i tilfellet av et skip. it must protect a column, flat in the case of a quay, or curved in the case of a ship.

Fenderanordningen ifølge oppfinnelsen må selvsagt være passende fortøyet eller på annen måte festet til den konstruksjon.eller det skip som skal beskyttes, slik at den er i stand til å utføre sin funksjon. The fender device according to the invention must of course be suitably moored or otherwise attached to the structure or the ship to be protected, so that it is able to perform its function.

Den følgende beskrivelse lest i forbindelse med tegningen vil gi et ikke-begrensende eksempel på hvordan oppfinnelsen kan realiseres i detalj, idet det skal forstås at de særtrekk som fremgår av både teksten og tegningen, utgjør en del av oppfinnelsen. The following description, read in conjunction with the drawing, will give a non-limiting example of how the invention can be realized in detail, it being understood that the special features that appear in both the text and the drawing form part of the invention.

Fig. 1 er et perspektivriss av en "fenderanordningFig. 1 is a perspective view of a fender device

i henhold til oppfinnelsen, anvendt som et vern for den sylindriske søyle av en fralands-boreplattform. according to the invention, used as a protection for the cylindrical column of an offshore drilling platform.

Fig. 2 er et perspektivriss som anskueliggjør enFig. 2 is a perspective drawing which illustrates a

av enkeltfenderne.of the individual fenders.

Fig. 3.er et perspektivriss av en annen utførelses-form for fenderanordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 og 2 viser en plattform 1 som hviler på flytende søyler, f.eks. søylen 2 som skal beskyttes. Fig. 3 is a perspective view of another embodiment of the fender device according to the invention. Fig. 1 and 2 show a platform 1 which rests on floating columns, e.g. pillar 2 to be protected.

Fem buffere eller fendere 3 som er delvis,, nedsenket og delvis fylt med. vann, er fordelt rundt.den halve om- Five buffers or fenders 3 which are partly,, submerged and partly filled with. water, is distributed around

krets av søylen som vender utover fra plattformen. Ved deres øvre og nedre partier er bufferne forsynt med åpninger, henholdsvis 4 og 5 av passende beregnet størrelse. circle of the column facing outwards from the platform. At their upper and lower parts, the buffers are provided with openings, respectively 4 and 5 of suitably calculated size.

Et stivt bur 6 tildannet f.eks. av passende beskyttet og behandlet tre, sammensatt av ringer 7 som er forbundet ved hjelp av vertikale støtter 8, er anordnet rundt bufferne. Buret 6 er opphengt ved hjelp av kjettinger 9 som er festet til toppen av søylen 2. Bufferne 3 er forbundet med støttene 8 yed. hjelp av bolter 10, f.eks. stivt forbundet til bufferburet i et innbyrdes avstandsorientert forhold. Bolthodene er nedsenket i godset av støttene 8 for å unngå ødeleggelse av skipssidene når disse kommer i berøring med buret. I tillegg til opphengningskjedene 9 er der anordnet diagonale kjettinger 10 for å unngå eventuell uønsket dreining eller betydelige utsving avfenderan-ordningen rundt søylen 2. Sluttelig kan der være anordnet knotter, fseks..av cellegummi, for å hjelpe bufferne til å komme tilbake til sin opprinnelige tilstand etter deformasjon som skyldes dokking. A rigid cage 6 formed e.g. of suitably protected and treated wood, composed of rings 7 connected by means of vertical supports 8, are arranged around the buffers. The cage 6 is suspended by means of chains 9 which are attached to the top of the column 2. The buffers 3 are connected to the supports 8 yed. using bolts 10, e.g. rigidly connected to the buffer cage in a mutually distance-oriented relationship. The bolt heads are immersed in the cargo of the supports 8 to avoid damage to the ship's sides when these come into contact with the cage. In addition to the suspension chains 9, diagonal chains 10 are arranged to avoid any unwanted turning or significant fluctuations of the fender arrangement around the column 2. Finally, there can be arranged knobs, e.g. of cellular rubber, to help the buffers to return to their original state after deformation due to docking.

Bufferne kan f.eks. være laget av et lagvis anordnet materiale bestående av en skumgummi som på begge sider er kledd med et neoprenark med høy mekanisk styrke. The buffers can e.g. be made of a layered material consisting of a foam rubber covered on both sides with a neoprene sheet of high mechanical strength.

Som et eksempel er der i forbindelse med dokkingen av en båt på 3000 tonn, hvis støthastighet under dokkings-forløpet kan variere mellom 0,55 og 1,50 m/sek, hvilket svarer til kinetisk energi mellom 44 og 3000 tonn.m som skal fordeles, har man oppnådd tilstrekkelig beskyttelse for en søyle med diameter mellom 6 og 7 m med fem buffere eller fendere med høyde 12 m og innerdiameter 0,75 m fordelt over halve omkretsen av søylen. Hver buffer har en nedre åpning for vann med et gjennomføringstverrsnitt på 0,1 m 2 og en øvre åpning for luft med. et gjennomførings-tverrsnitt på 0, 0025 m 2 og er neddykket: oyer...en høyde som kan variere mellom .ca. 4 og 7 nu Hver. buffer har en stivhet på 500.000 N/m som.er et godt kompromiss mellom kapasiteten til å absorbere energi og bufferens .evne til å gjeninnta sin opprinnelige form etter dempningen. As an example, in connection with the docking of a 3000 ton boat, whose impact speed during the docking process can vary between 0.55 and 1.50 m/sec, which corresponds to kinetic energy between 44 and 3000 ton.m which must is distributed, sufficient protection has been achieved for a column with a diameter between 6 and 7 m with five buffers or fenders with a height of 12 m and an inner diameter of 0.75 m distributed over half the circumference of the column. Each buffer has a lower opening for water with a passage cross-section of 0.1 m 2 and an upper opening for air with. a penetration cross-section of 0.0025 m 2 and is submerged: oyer...a height that can vary between .ca. 4 and 7 now Each. buffer has a stiffness of 500,000 N/m which is a good compromise between the capacity to absorb energy and the buffer's ability to regain its original shape after damping.

Den foreliggende anordning kan absorbere opp til 90% av dokkingsenergién. I tilfellet av ekstrem kraft svarende til kinetiske energier på 400-700 tonn.m, The present device can absorb up to 90% of the docking energy. In the case of extreme force corresponding to kinetic energies of 400-700 ton.m,

er anordningen ifølge oppfinnelsen fremdeles i stand til å is the device according to the invention still able to

beskytte søylen fra betydelig skade, men blir ødelagt under prosessen. Det kan imidlertid unngås ved montering av sikkerhetsventiler på hver av bufferne, f.eks. på en slik måte som allerede er kjent fra ovennevnte britiske patentskrift. protect the column from significant damage, but is destroyed in the process. However, this can be avoided by installing safety valves on each of the buffers, e.g. in such a way as is already known from the above-mentioned British patent document.

Fig. 3 viser .en annen anordning•i .henhold til oppfinnelsen, som. også er konstruert for å beskytte søylene i en fralandsplattform. Ved denne utførelsesform er søylen 2 beskyttet ved hjelp av en flerhet.av buffere eller fendere 13 fordelt over hele omkretsen og omgitt av et stivt bur 16 som f.eks. er tildannet av passende beskyttet og behandlet tre sammensatt av ringer 17 forbundet ved hjelp av vertikale støtter 18. Bufferne 13 har en lignende utforming som den for bufferne 3, idet de er forsynt med nedre og øvre åpninger, henholdsvis 14 og 15, med visse størrelser. Buret 16 er montert for dreining om søylen. For å oppnå det kan man lage buret slik at det ved bunnen hviler på en ring 19 som har en noe mindre diameter enn den for buret. Bufferne 13 er anordnet på avstand fra hverandre ved hjelp av knaster, f.eks. ved 22, tildannet av f.eks. cellegummi som også bidrar til at bufferne gjeninntar sin. opprinnelige form etter deformasjon. Bufferne kan hvile på den omtalte ring 19 eller flyte over ringen. I det første tilfelle kan der benyttes en perforert ring 9 slik.at der ikke skapes for-styrrelser for utstrømningen av det vann som: rommes i bufferne når disse blir deformert, eller den nedre åpning 17 kan være anordnet på siden av det-nedre parti av bufferen, istedenfor å være rettet nedover. Ved den variant hvor der benyttes flytende buffere, kan oppdrift være en iboende egenskap hos bufferne eller skyldes hule legemer som er. festet til disse eller anordnet inne i disse. Fig. 3 shows another device according to the invention, which. is also designed to protect the pillars in an offshore platform. In this embodiment, the column 2 is protected by means of a plurality of buffers or fenders 13 distributed over the entire circumference and surrounded by a rigid cage 16 which e.g. is formed of suitably protected and treated wood composed of rings 17 connected by means of vertical supports 18. The buffers 13 have a similar design to that of the buffers 3, being provided with lower and upper openings, respectively 14 and 15, of certain sizes . The cage 16 is mounted for rotation about the column. To achieve this, the cage can be made so that it rests at the bottom on a ring 19 which has a somewhat smaller diameter than that of the cage. The buffers 13 are arranged at a distance from each other by means of knobs, e.g. at 22, formed by e.g. cell rubber which also contributes to the buffers regaining their original shape after deformation. The buffers can rest on the mentioned ring 19 or float above the ring. In the first case, a perforated ring 9 can be used so that no disturbances are created for the outflow of the water which: is accommodated in the buffers when they are deformed, or the lower opening 17 can be arranged on the side of the lower part of the buffer, instead of being directed downwards. In the variant where liquid buffers are used, buoyancy can be an inherent property of the buffers or be due to hollow bodies that are. attached to these or arranged inside them.

Med. den anordning som er vist på figv 3 vil buret 16 når der finner sted dokking, være i stand til å With. the device shown in figv 3, the cage 16, when docking takes place, will be able to

dreie seg om søylen, idet bufferne virker som "lagre". En fordel med dette arrangement er. at det reduserer revolve around the column, as the buffers act as "stores". An advantage of this arrangement is. that it reduces

friksjonen. Videre foreligger der en ytterligere fordel utifrå det forhold at bufferne under dreiningen samvirker suksessivt i forbindelse med sjokkabsorberingen. the friction. Furthermore, there is a further advantage from the fact that the buffers interact successively during the rotation in connection with the shock absorption.

Det skal forstås at de utførelsesformer som er be-skrevet, bare utgjør eksempler som det er mulig å modifi-sere, spesielt ved bruk av tilsvarende teknikker uten derved å gå utover oppfinnelsens ramme. It should be understood that the embodiments that have been described only constitute examples that it is possible to modify, especially by using corresponding techniques without thereby going beyond the scope of the invention.

Claims

1. Hydropneumatic docking fender, comprising a mainly vertical deformable tubular buffer (3) which is provided at its lower part with an opening (4) with a suitably calculated flow cross-section which. is smaller than the average cross-section of the inner cavity of the main part of the buffer, as the buffer is designed to be partially submerged and partially filled with water, characterized in that, the buffer is also provided with at least one opening (5) in its upper part with a suitably calculated flow cross-section smaller than that of the opening arranged at the lower part, so that air located in the upper part of the buffer will be able to escape in a limited way in the case of compression of the buffer.

2. Fender as stated in claim 1, characterized in that the cross-section of the lower opening represents 10-30% of the average cross-section of the cavity in the buffer main part.

3. Fenders as specified in claim 1 or 2, characterized in that the cross-section and the upper opening make approx. 1-5% of the lower opening cross-section.

4. Fender device comprising a plurality of fenders according to one of claims 1-3, arranged along the construction (2). or the ship to be protected, characterized by the fact that it also includes a rigid structure (6) arranged outside the buffers and in contact with them over at least the majority of their height and constructed so that it distributes any forces due to docking etc. over several parts - the fenders.

5. Fender device as stated in claim 4, for. protection of a column of mainly cylindrical shape, characterized in that the rigid structure is formed by a plurality of rings (7) connected by means of vertical supports (8).

6. Fender device as specified in claim 4 or 5, characterized in that the buffers are attached to the rigid construction.

7. Fender device as specified in claim 5 or 6, characterized in that it is mounted so that it can rotate around the column.

8. Fender device as specified in claim 5 or 6, characterized in that it is mounted around the pillar so that it can follow sea surface fluctuations.

9. Fender device as stated in claim 5 or 6, characterized in that the buffers are distributed over only part of the circumference of the rigid construction.

10. Fender device as stated in claim 5, 6 or 9, characterized in that it includes holding means (11) which prevent unwanted turning with significant impacts: aV; the fender device around the pillar.

11. Fender device which. indicated in one of the claims 4-10, characterized in that it includes aystandsknaster. (12) made of elastomeric material which is arranged between the partial fenders and which helps the buffers to return to their original state after deformation.