NO853071L

NO853071L - Hydrostatisk koplingsinnretning for i vann nedsenkede gjenstander.

Info

Publication number: NO853071L
Application number: NO853071A
Authority: NO
Inventors: Thorsten Lundberg
Original assignee: Goetaverken Arendal Ab
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1986-02-04
Also published as: GB2162569A; SE8403969D0; SE8403969L; SE444334B; GB8519065D0; CA1242330A; US4662789A

Abstract

En hydrostatisk koplingsinnretning for hurtiglsbar sammenkopling av en første i vann nedsenkbar gjenstand (12) med en andre ved havbunnen (15) forankret gjenstand (16). Koplingsinnretningen (17). omfatter en i et spor (18) i den første gjenstanden (12) innlagt tetningsdel (20) som i bruksstillinc presses mot den andre gjenstanden (16). Sporet (18) er formet som en lukket ring som avgrenser et rom (23) ved den mot den andre gjenstanden (16) vendende flaten (19) av den andre gjenstanden.etningsdelen (20) er formet som en langs sine langsgående kanter innfestet membran som deler sporet (18) i et utover åpent parti (21) og et indre parti (22) som over en ledning (24,28) er forbindbart med et ovenfor vannflaten (27) beliggende reservoar (29) for opprettholdelse av et væsketrykk i det indre partiet (22) som med en forutbestemt verdi overstiger det omgivende vanntrykket. Det er også. anordnet midler (33) for å pumpe ut vann fra det av tetningsdelen (20) og de to gjenstandene (12,16). omsluttede.rommet (23).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hydrostatisk koplingsinnretning for hurtiglåsbar sammenkopling av en første i vannet nedsenkbar gjenstand med en andre ved havbunnen forankret gjenstand, og omfattende en i et spor i den første gjenstanden innlagt tetningsdel, som i bruksstilling presses mot den andre gjenstanden.

En koplingsinnretning ifølge ovenstående skulle for eksempel kunne benyttes for temporært å fiksere en offshorekonstruk-sjon ved et på havbunnen beliggende fundament. Ved oljeproduksjon i området, der man normalt er utsatt for relativt høye bølger, er det ufordelaktig å benytte flytende produk-sjonsplattformer ettersom det er vanskelig å opprettholde en nøyaktig fiksert posisjon med disse, og man må derfor ofte avbryte produksjonen for ikke å skade utstyret på havbunnen eller stigeledningene fra denne.

Dersom man i disse områdene dessuten må regne med forekomst av j store isfjell og/eller orkaner, vil permanent på havbunnen stående anlegg kunne skades. Store isfjell kan ha en høyde på 14 - 46 m over vannflaten og et dyptgående på 30 - 90 m,

og det anses derfor forbundet med for store kostnader å

bygge plattformer som er tilstrekkelig sterke for å motstå relativt sjeldne kollisjoner med slike isfjell.

En ved hjelp av hurtigløsbare koplingsinnretninger til havbunnen temporært festet plattform skulle kunne utføre sine arbeidsoppgaver under rådende, høy sjøgang og raskt flyttes ut av stilling dersom en kraftig orkan eller store isfjell skulle være på vei mot produksjonsplassen.

Hensikten med oppfinnelsen er å fremskaffe en koplingsinnretning ifølge ovenstående, som er enkel og kan fungere på-litelig uten løpende vedlikehold.

Koplingsinnretningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at sporet er formet til en lukket ring, som avgrenser et rom ved den mot den andre gjenstanden vendende flaten av den første gjenstanden, at tetningsdelen er formet som et langs sine lengdekanter innfestet membran som deler sporet i et utover åpent parti og et indre parti som via en ledning er forbindbar med et ovenfor vannflaten beliggende reservoar for opprettholdelse av et væsketrykk i det indre partiet som med en forutbestemt verdi overstiger det omgivende vanntrykket og at midler er anordnet for å pumpe ut vann fra det av tetningsdelen og de to gjenstandene omsluttede rommet. Rommet er hensiktsmessig forbindbart med det omgivende vannet og det indre partiet kan forbindes med atmosfæren på et nivå nedenfor vannflaten via en ventil i ledningen. Dessuten kan det indre partiet være forbindbart med det omgivende vannet nær dets flate via ytterligere en ventil. Tetningsdelen er hensiktsmessig svingbar fra en trykkløs, beskyttet stilling i sporet til en trykkpåvirket stilling i kontakt med sporets radielt indre flankeside og den andre gjenstanden.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform for oppfinnelsen er dessuten tetningsdelen anbragt ved sporets radielt indre flankeside med sin radielt indre ytterside og ved sporets radielt ytre flankeside med sin radielt ytre innerside.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under hen-visning til et utførelseseksempel som er vist på tegningen, der

figur 1 er et perspektivriss av en plattform for utvinning av olje fra havbunnen og med et antall koplingsinnretninger ifølge oppfinnelsen,

figur 2 er en prinsippskisse som viser de i koplingsinnretningen inngående komponentene, og

figur 3 viser i større målestokk en i koplingsinnretningen inngående tetningsdel samt innfestingen av denne.

Plattformen i figur 1 består av et arbeidsdekk 10 som hviler med fire ben 11 på et deplasserende legeme 12, som danner en firesidet rammekonstruksjon med en sentral åpning 13. Benene 11 er forbundet ved hjelp av horisontale stag 14 og er i likhet med legemet 12 forsynt med indre ballasterbare tanker. Ved fylling eller tømming av disse tankene kan fartøyet endre sitt dyptgående fra den i figuren viste flytende stilling til en stilling stående på havbunnen, f.eks. på en dybde :på ca. 100 m.

Med tilstrekkelig ballast skulle plattformen kunne stå stødig på en plan havbunn. Vanligvis synker imidlertid en på havbunnen stående plattform noe ned i bunnslam og det er derfor ikke noen enkel operasjon å få plattformen til å flyte opp fra havbunnen, dersom man behøver å flytte denne raskt.

Den i figuren viste plattformen er beregnet til å hvile på et på havbunnen 15 forankret fundament 16, som er rammeformet på samme måte som legemet 12 og forsynt med plan overside.

Med tilstrekkelig ballast vil plattformen hvile stødig på dette fundamentet 16, og plattformen vil kunne flyte opp og flyttes fra fundamentet relativt enkelt ved tømming av ballast. En slik tømming av ballast skulle imidlertid ta relativt lang tid, hvilket kan være skjebnesvangert i en nødsituasjon.

For å muliggjøre en rask oppstigning fra fundamentet 16 er plattformen på undersiden av legemet 12 forsynt med flere koplingsinnretninger 17. Når plattformen skal stasjoneres på fundamentet 16 forflyttes plattformen inn over denne hensiktsmessig ved hjelp av egne, ikke viste thruster-propeller. Plattformen bringes på linje med fundamentet 16, f.eks. ved hjelp av optiske eller elektroniske indiker-ingsmidler, og ballasttanker fylles inntil plattformen hviler på fundamentet. Deretter frembringer man en sammenkopling via koplingsinnretningen 17 mellom plattformen og fundamentet. Så snart sammenkoplingen er fullført kan en viss del av plattformens ballast tømmes inntil plattformen får hensiktsmessig flyteevne. Ved en nødsituasjon kan således koplingsinnretningen 17 utløses og fartøyet flyte opp til hensiktsmessig nivå over havbunnen 15 samt forflytte seg fra det farlige området.

En av disse koplingsinnretningene 17 er vist nærmere i figur 2, og omfatter en i et spor 18 i plattformens underside 19 innlagt tetningsdel 20, som er utformet som et membran som deler sporet 18 i et oppover åpent parti 21 og et indre parti 22. Sporet 18 danner en lukket ring som kan være rund eller firkantet og omslutter et rom 23 mellom nevnte underside 19 og fundamentets 16 overside.

Når plattformen er senket ned og hviler på fundamentet 17 kan det indre partiet 22 av sporet 18 fylles med vann via en ledning 24, og en toveisventil 25 og en grenledning 26 som munner ut nedenfor vannflaten 27. Ventilen 25 kan deretter stilles om slik at partiet 22 forbindes via ledningen 24 og ytterligere en grenledning 28 med en over vannflaten 27 beliggende beholder eller reservoar 29.

Det i det indre partiet av sporet 18 rådende trykket P^overstiger nå det omgivende vanntrykket Pq med en verdi som mot-svarer væskehøyden h^i figur 2. Tetningsdelen 20 presses således med en viss kraft mot fundamentets 16 overside.

Det av tetningsdelen 20 omsluttede rommet 23 er forbundet med atmosfæren ovenfor vannflaten 27 via en ledning 30, en i denne innsatt toveisventil 31 og et utløp 32. Hoveddelen av den væsken som befinner seg i rommet 23 kan pumpes ut gjennom utløpet 32 ved hjelp av en i ledningen 30 innsatt pumpe 33.

På den måte kan trykket i rommet 23 senkes til nær atmosfære-trykket. Derved kommer den vannsøylen som støter mot legemet 12 ovenfor rommet 23 og med samme diameter som dette til å frembringe en nedoverrettet kraft som presser plattformen mot

fundamentet 16.

Når denne sammenkopling er gjennomført ved samtlige koplingsinnretninger 17 kan en viss del av plattformens ballast tømmes, slik at plattformen får en flytekraft motsvarende en flytestilling, f.eks. 10 m over havbunnen 15.

Tetningsdelen 20 er forsynt med et kileformet parti 20a ved den radielt indre flankesiden 18a av sporet 18. Mens trykket i rommet 23 senkes via pumpen 33 i ledningen 30 kommer dette kileformede partiet 20a til å presses av overtrykket i det indre partiet 22 av sporet 18 inn i spalten mellom fundamentet 16 og legemets 12 underside 19, og således øke sin tettende virkning.

Når plattformen må flyttes fra fundamentet 16 åpnes ved hjelp av ventilen 31 en forbindelse via en grenledning 34 med det omgivende vannet. Derved kommer trykket i rommet 23 til å bli lik det omgivende vannets trykk og den nedover-rettede kraften mot legemet 12 kommer til å opphøre, plattformen kommer raskt til å stige opp til sin "sikkerhetsflyte-stilling" og kan forflytte seg ved hjelp av propeller under eventuelle isfjell. Samtidig som denne sikkerhetsutløsning av koplingsinnretningene 17 skjer, må naturligvis også plattformens stigeledninger fra havbunnen løsgjøres fra plattformen.

For å minske påkjenningene på tetningsdelen 20 åpnes dessuten en evakueringskran 35 ved hjelp av en ventil 36 i ledningen 24 for evakuering av overtrykket i det indre partiet 22 av sporet 18 til det indre av legemet 12. Derved kommer det omgivende væsketrykket til å presse tetningsdelen 20 opp i sporet 18 til anlegg mot bunnflaten 18b. Figur 3 viser med strekpunkterte linjer denne for tetningsdelen uvirksomme stilling der den er beskyttet fra kontakt med fundamentet når plattformen på nytt senkes ned til sin arbeidsstilling. Denne omstilling av tetningsdelen 20 til sin uvirksomme av sporet 18 beskyttede stilling lettes av at tetningsdelen er ; festet ved hjelp av beslag 37 på en slik måte ved sporets begge flankesider at den støter med sin radielt indre ytterside 20b mot sporets radielt indre flankeside 18a og med sin radielt ytre innerside 20c mot sporets radielt ytre flankeside 18c! Ved hjelp av denne innfestingsmetode kan tetningsdelen 20 relativt lett innta den ene eller den andre bruksstilling, selv om dens godstykkelse er relativt stor.

Beslagene 37 er hensiktsmessig avrundet for å definere en minst mulig krumningsradius for tetningsdelen 20, som i høy grad minsker fare for at det skal oppstå en bruddanvisning.

De tre ventilene 25,31 og 36 samt pumpen 33 er hensiktsmessig fjernstyrte via ikke vist elektriske eller hydrauliske ledninger med styresentral ved plattformens dekk 10.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det ovenfor beskrevne ut-førelseseksempelet, men flere varianter er tenkelige innen rammen for de etterfølgende patentkrav. Koplingsinnretningen ifølge oppfinnelsen kan benyttes ved andre marine anordninger enn plattformer for oljeproduksjon. Sporet 18 kan ha en annen form enn sirkulær, og tetningsdelen kan være annerledes utformet.

Claims

1. Hydrostatisk koplingsinnretning for hurtigløsbar sammenkopling av en første i vann nedsenkbar gjenstand (12) og en andre ved havbunnen forankret gjenstand (16), og omfattende en i et spor (18) i den første gjenstanden (12) innlagt tetningsdel (20) som i bruksstilling presses mot den andre gjenstanden (16) , karakterisert ved at sporet (18) er formet til en lukket ring, som avgrenser et rom (23) ved den mot den andre gjenstanden (16) vendende flaten av den første gjenstanden, at tetningsdelen (20) er formet som en langs sine langsgående kanter innfestet membran, som deler sporet (18) i et utover åpent parti (21) og et indre parti (22), som via en ledning (24,28) er forbindbart med et ovenfor vannflaten (27) beliggende reservoar (29) for opprettholding av et væsketrykk i det indre partiet (22) som med en forutbestemt verdi overstiger det omgivende vanntrykket, og at det er anordnet midler (33) for å pumpe ut vann fra det av tetningsdelen (20) og de to gjenstandene (12,16) omsluttede rommet (23).

2. Koplingsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at rommet (23) er forbindbart med det omgivende vannet.

3. Koplingsinnretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det indre partiet (22) via en ventil (36) i ledningen (24) er forbindbar med atmosfæren på et nivå (l^ ) nedenfor vannflaten (27).

4. Koplingsinnretning ifølge krav 3, karakterisert ved at det indre partiet (22) via ytterligere en ventil (25) er forbindbart med det omgivende vannet på et nivå nær vannflaten (27).

5. Koplingsinnretning ifølge ett eller flere av foregående krav, karakterisert ved at tetningsdelen (20) er svingbar fra en trykkløs, beskyttet stilling i sporet (18) til en trykkbelastet stilling i kontakt med sporets (18) radielt indre flankeside (18a) og den andre gjenstanden (16).

6. Koplingsinnretning ifølge krav 5, karakterisert ved at tetningsdelen (20) er anbragt ved sporets (18) radielt indre flankeside (18a) med sin radielt indre ytterside (20b) og ved sporets radielt ytre flankeside (18a) med sin radielt ytre innerside (20c).

7. Koplingsinnretning ifølge krav 6, karakterisert ved at tetningsdelens (20) langsgående kanter er anbragt ved hjelp av beslag (37) som oppviser en mot tetningsdelen vendt, avrundet anleggsflate.