NO832666L - Svingende marineplattform - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en offshore-plattform særlig, men ikke utelukkende,for oljeanlegg og spesielt konstruert men heller ikke utelukkende for middels store og store vann-dybder, hvor konvensjonelle plattformer som ganske enkelt er anbragt på havbunnen (såkalt gravitasjonstype) eller som hol-des på havbunnen ved hjelp av peler ført inn i rørformede ben (manteltypen), ikke kan anvendes eller hvis anvendelse ville føre til altfdr store omkostninger.

Under forskning etter nye typer plattformer konstruert for disse dybder var der først en tendens henimot flytende plattformer av den delvis nedsenkbare type, hvor lastekapasiteten for det neddykkede brønnhode ble forbedret, ofte på bekostning av en vesentlig komplisering av de an-vendte forankringsmetoder. For oljeproduksjon ble det imid-lertid deretter generelt overveiet fortrinnsvis å anvende undervannsbrønnhoder som var meget mer komplekse i anvendelsen enn konvensjonelle brønnhoder i luft.

En annen forskningsretning omfattet konstruksjon av svingende plattformer som ville gjøre det mulig spesielt å bibeholde det konvensjonelle system med oljeproduksjon. Den første konstruksjon etter disse linjer var den med et bardunert tårn under anvendelse av et stort antall kabler som hadde gode mekaniske egenskaper og hvis vekt hovedsake-lig øker de vertikale krefter utøvet på plattformen og således førte til anvendelsen av en meget stor samlet vekt av stål. En annen konstruksjon var den med et tårn som var ledd-forbundet. ved sin nedre ende, og hvis øvre del særlig kunne omfatte en permanent oppdriftsreserve som utsatte tårnet for et strekk som søkte å bringe det tilbake til en vertikal posisjon. Leddforbindelsene, som kan bestå av kardangledd, kuleledd eller kokillestøpte skjøter med sammenfletning av syntetiske fibre, utgjør en ømfintlig del av et slikt platt-formutstyr, hvis levetid kan være begrenset og hvis erstat-ning krever duplisering av leddsystemene og anvendelsen av en vanskelig fremgangsmåte med demontering, løfting og etter-følgende ny installering.

Ifølge oppfinnelsen er der skaffet tilveie en svingbar offshore-plattform som ved sin nedre ende omfatter fundamentorganer anordnet på havbunnen, en stiv øvre del som bærer en bro, en oppdriftreserve som hører til den øvre del og en nedre del som omfatter en konstruksjon som har et mindre tverrsnitt enn den øvre del, er fleksibel og ved sin øvre og nedre ende omfatter øvre og nedre overgangspartier for å sikre overføring av krefter henholdsvis mellom den øvre del og den nedre del og mellom den nedre del og fundamentorganene.

Med en fleksibel konstruksjon er ment en konstruksjon som er istand til å tåle under arbeidsbetingelser bøy-ninger med liten bueradius, fortrinnsvis bueradier mellom 0,2 og 1,5 km.

Når således plattformen utsettes for spenning mellom oppdriftreserven og nedgravningsorganene og den nedre del av plattformen er fleksibel, blir de krefter som utøves av omgivelsene, absorbert fordi bøyningen av den nevnte nedre del som en følge av Archimedes lov som virker på oppdriftreserven.

Den relative lengde av nevnte nedre del er bereg-net i samsvar med tilgjengelige data for omgivelsene. En altfor kort lengde av denne nedre del kan kreve enøkning av antallet elementer som danner denne, slik at hvert har en tilstrekkelig liten treghet til å tillate dens bøyning, mens en altfor stor lengde av denne nedre del kunne føre til en kompleks og ugunstig dynamisk oppførsel.

Den fleksible konstruksjon som utgjør nevnte nedre del av plattformen strekker seg fortrinnsvis over minst en tiendedel av den totale høyde av plattformen og mest fordelaktig over minst en tiendedel til minst fem tiendedeler av dens totale høyde.

Den fleksible konstruksjon kan omfatte et antall . vertikale elementer som er forbundet med hverandre ved hjelp av horisontale elementer festet ved buttskjøter og anordnet i horisontale plan fordelt over konstruksjonens høyde.

Fortrinnsvis omfatter i det minste de horisontale elementer av den fleksible konstruksjonen rørformede elementer .

Overgangspartiene omfatter fortrinnsvis enkeltvis et utstyr av divergerende elementer som divergerer fra den fleksible konstruksjon.

Den fleksible konstruksjon ender fortrinnsvis i horisontale endeelementer anordnet i horisontale endeplan og forbundet i disse plan med de vertikale elementer i ende-buttskjøter og hvert overgangsparti omfatter fortrinnsvis flere utstyr av divergerende elementer, idet de divergerende elementer i et av disse utstyr rager frem fra en av de nevnte endebuttskjøter.

De divergerende elementer i det nedre overgangsparti er fortrinnsvis delvis nedsenket i et betongfundament som kan være stivt festet til havbunnen og danner nevnte fundamentorganer.

En utførelse i samsvar med oppfinnelsen skal i

det følgende beskrives som et eksempel under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et oppriss i perspektiv av en utførelse av en offshore-plattform med en fleksibel konstruksjon i samsvar med foreliggende oppfinnelse, fig. 2 er et perspektivisk oppriss i større målestokk av en øvre del av plattformen, fig. 3 er et perspektivisk oppriss i større målestokk av den fleksible konstruksjon i en annen utførelse, idet den fleksible konstruksjon er smalere enn på fig. 1 og med øvre og nedre overgangselementer, sammen med fundamentorganene og bunnen av den øvre del av plattformen og fig. 4 er et perspektivisk oppriss av den fleksible konstruksjon på fig. 1 og viser en alternativ utførelse av fundamentorganene.

Fig. 1 viser en plattform som omfatter en betong-bro 1 båret av en stiv øvre del 2 forbundet med en fleksibel nedre del 3.

Den øvre del 2 som kan bedre ses av fig. 2, er for den største del av sin lengde laget av et metallgitter med den generelle form av et polyeder med vertikale generatriser og konvekse horisontale polygonsider, som vist sekskantet, hvilke er formet ved en sammensetning av vertikale elementer 4, horisontale elementer 5 og skråavstivere 6 som gjør metallgitteret stivt. Ved toppen av den øvre del er satt inn i metallgitteret en oppdriftsreserve 7 som fortrinnsvis på kjent måte omfatter et antall flottører, såsom tanker laget av stål eller betong, for å øke sikkerheten. Over denne opp-drif treserve 7 er der en del 8 til forbindelse med broen 1 som også består av et stivt metallgitter. Dens generelle form er fordelaktigst som en avskåret pyramide omgitt av et polyeder med mindre tverrsnitt enn for metallgitteret som befinner seg under den avskårne pyramide. Elementene 4 og 5 og avstiverne 6 kan være metalliske rørformede elementer eller I-bjelker av metall.

Ned nedre del 3 som bedre ses på 'fig'. 3, har også den generelle form av et polyeder med vertikale generatriser og konvekse horisontale polygonflater som vist sekskantet, men dette polyeder er dannet av et antall vertikale elementer eller ben 9, hvorav der er vist seks stykker og som er forbundet med hverandre ved adskilte grupper av horisontale elementer eller gurtbjelker 10, hvorav der er seks i hver gruppe som vist. Forbindelsene er f.eks. fremstilt ved sveising i buttskjøter 11. Den nedre del 3 har ikke noen avstivere slik at den har en viss fleksibilitet. Elementene 9 og 10 består av rørformede elementer laget av stål. Tverrsnittet av den nedre del 3 er klart mindre enn det for den øvre del 2.

Den nedre del 3 er forbundet med den øvre del 2 ved hjelp av et overgangsparti bestående av et utstyr av divergerende elementer 12 som. f.eks. ved hjelp av sveising forbinder buttskjøtene 11 i den øvre gruppe 13 av horisontale elementer 10 i den nedre del 3 med de nedre buttskjøter 14 for elementene 4 og 5 og avstiverne 6 i den øvre del 2.

Den nedre del 3 ender ved sin nedre ende i en nedre gruppe 15 av horisontale elementer 10. Den er forbundet med et betongfundament 16 med større tverrsnitt som har sekskantet form som vist, ved hjelp av et overgangsparti bestående av et utstyr av divergerende elementer 17 som strekker seg ut fra buttskjøtene 11 i den nedre gruppe 15, som de er forbundet med, f.eks. ved sveising, og ender i betongmassen i fundamentet 16.

Selve fundamentet kan hvile på havbunnen 18 ganske enkelt ved sin egen vekt idet dette er av den type fundament som er vist på fig. 4 eller det kan være festet til havbunnen 18 ved hjelp av fundamentpeler 19 som vist på fig. 1 og 3.

På høyre side av fig. 1, 2 og 3 er en bunt ledere 20 som er festet fra sted til sted langs plattformen ved hjelp av elementer 21 som griper bunten og hindrer denne i å bli forskjøvet i horisontal retning.

I en foretrukket utførelse av plattformen for anvendelse ved en vanndybde på 500 m mellom det øvre vann-nivå 22 og havbunnen 18 kan den nedre fleksible del 3 sammen med overgangspartiene 12, 17 strekke seg f.eks. over 150 - 200 m, idet oppdriftreserven for den stive øvre del 2 er anordnet i en sone som befinner seg mellom 30 m og 100 m under det øvre vann-nivå 22. Den maksimale helning av plattformen over en meget lang tidsperiode vil være 5°. De vertikale elementer 9 kan ha en diameter i størrelsesordenen 5 m og de horisontale elementer 10 kan ha en diameter i størrelses-ordenen 2,5 m. Da oppfinnelsen kan anvendes for plattformer benyttet under høyst forskjellige betingelser, kan selvsagt de relative lengder av den stive øvre del og av den fleksible nedre del varier innenfor vide grenser og særlig kan den stive øvre del reduseres i noen tilfeller til en meget kort sone under broen. På lignende måte kan overgangspartiet 12 forlenges og kan omfatte et helt nettverk av elementer. Elementenes dimensjoner i den nedre del 3 kan selvsagt være meget forskjellige avhengig av omstendighetene ved anvendelsen. Det ville dessuten være mulig å skaffe tilveie en leddforbindelse i den stive øvre del eller ved bunnen av denne, idet denne leddforbindelse fortrinnsvis ville være anordnet i et nivå som er lett tilgjengelig for dykkere for å gjøre det lettere å utføre kontroll og vedlikehold. Videre, selv om oppfinnelsen generelt gjør det mulig helt å gi avkall på anvendelsen av barduner, kan det være fordelaktig i noen spesielle tilfelle å anordne noen barduner for å redusere svingningene av plattformen.

Oppdriftreserven kan omfatte stålflottører instal-lert utenfor gitteret i den stive del 2, idet gitteret eller nettverket kunne være erstattet av et enkelt hult søyle-legeme, toppen av den stive del 2 kunne være laget av betong og utallige andre alternative former og modifikasjoner kan tenkes uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (9)

1. Svingende offshore-plattform, karakterisert ved fundamentorganer ved dens nedre ende anordnet på havbunnen, en stiv øvre del som bærer en bro, en oppdriftreserve i forbindelse med den øvre del og en nedre del som omfatter en konstruksjon som har et mindre tverrsnitt enn den øvre del, er fleksibel og ved sin øvre og nedre ende omfatter øvre og nedre overgangspartier for å sikre overføring av krefter respektive mellom den øvre del og den nedre del og mellom den nedre del og fundamentorganene.

2. Plattform ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte nedre del av plattformen strekker seg over minst en tiendedel av plattformens totale høyde. ♦

3. Plattform ifølge krav 2, karakterisert ved at den nedre del av plattformen strekker seg over minst halvparten av plattformens totale høyde.

4. Plattform ifølge krav 1, karakterisert ved at den nedre del av plattformen omfatter et antall vertikale elementer som er forbundet med hverandre ved horisontale elementer festet med buttskjøter og anordnet i horisontale plan innbyrdes adskilt over høyden av den nedre del.

5. Plattform ifølge krav 4, karakterisert ved at de horisontale elementer i den nedre del omfatter rørformede elementer.

6. Plattform ifølge krav 4, karakterisert ved at overgangspartiene hvert omfatter et utstyr av divergerende elementer som divergerer fra den fleksible konstruksjon i den nedre del.

7. Plattform ifølge krav 4, karakterisert ved at den fleksible konstruksjon av den nedre del ender i horisontale endeelementer anordnet i horisontale endeplan og forbundet i disse plan med vertikale elementer ved endebuttskjøter, og hvert overgangsparti omfatter et antall utstyr av divergerende elementer, hvilke divergerende elementer i hvert respektive utstyr rager ut fra en respektive av de nevnte endebuttskjøter.

8. Plattform ifølge krav 7, karakterisert ved at de divergerende elementer i det nedre overgangsparti er delvis forsenket i et betongfundament som er stivt festet til havbunnen og danner fundamentorganene.

9. Plattform ifølge krav 1, karakterisert ved at oppdriftreserven er anordnet i det øvre parti av den øvre del.