NO872275L - Fremgangsmaate for undervannsdypforankring. - Google Patents

Description

Det er i det franske patentskrift 85.09355 beskrevet prinsippet for et legeme innrettet for å forskyves i en ubegrenset fluidumstrøm, av den type hvis fremre og bakre form er bestemt ut fra hensyn som den kjente teknikk tilsier, og hvor legemet kjennetegnes ved at det for å

senke motstanden mot bevegelse, unngå avskalling av det ytterste lag og undertrykke fenomener som vedrører kavitets-dannelser og ustabilitet, er gitt en profil over det parti som forbinder den fremre og den bakre del slik at trykk-koeffisienten holdes konstant over hele dette parti.

Dette franske patentskrift har blant annet, og i likhet med tilsvarende patentskrifter vedrørende slike legemer, hovedsakelig vært rettet på undersøkelser av sjø- eller havbunnen, og da særlig vedrørende bunnens natur og motstand mot inntrengning. Det beskrevne legeme har da hovedsakelig vært tiltenkt en vertikal forskyvning.

Foreliggende oppfinnelse angår en annen anvendelse av et slikt legeme for vertikal forskyvning i et marint miljø og andre legemer med tilsvarende egenskaper, nemlig undervanns-dypforankringer for større konstruksjoner.

Det kan ofte være slik at havbunnen på store dyp

er av relativt bløt beskaffenhet, og dette medfører at det kan være svært vanskelig å sørge for en solid forankring av konstruksjoner såsom oljeboringsplattformer som utsetter forankringene for særdeles store vertikale og horisontale krefter og hvor det følgelig er vanskelig å finne egnede forankringspunkter.

Oppfinnelsen ser det således som sin oppgve å benytte et legeme slik som det omtalt i det nevnte patentskrift eller et lignende legeme i tilknytning til et egentlig forankringsorgan som kan være av tradisjonell konstruksjon eller av en ny type og særlig egnet for å holde en spesiell konstruksjon fast forankret, og den totalkonstruksjon som således dannes og hives ut fra et hjelpefartøy på overflaten eller fra den konstruksjon som skal forankres, støter da ned mot havbunnen med en stor hastighet takket være den spesielle form legemet eller ankeret har, og en forankring sikres ved at selve ankeret trenger dypt ned i havbunnen og sikrer en

god og solid forankring av den ønskede konstruksjon.

Med "tilsvarende legeme" forstår man et anker

som er sammenbygget slik at det oppnås en høy hastighet når det slippes. Et forankringslegeme eller anker i samsvar med oppfinnelsen omfatter gjerne tre deler: Ankerspissen eller selve inntrengningslegemet, forbindelses- eller forankringsorganet som er forbundet med en ankerline, og disse organer skal beskrives nærmere i den etterfølende beskrivelse i forbindelse med ankerhodet som er festet til ankeretshaleparti, og et forbindelsesorgan mellom disse to deler. I et slikt tilfelle kan utkveilingstrommelen for den ledeline som forbinder ankeret med overflatefartøyet under ankerets uthiving, være anordnet i ankerhodet, ellers kan forbindelsesorganet omtalt ovenfor være en stiv stålline eller et injeksjonsrør for betong, og i dette tilfelle vil massen og profilen av sammenstillingen av de tre deler kunne bestemmes på den ene side ut fra ønsket om en dyp inntrengning i havbunnen og på den annen side ut fra den aktuelle bevegelsesenergi under inntrengningen og oppdriften på ankerhodet i kombinasjon for å holde et strekk i forbin-delseslinen eller unngå at et eventuelt forbindelsesrør knekkes.

For å unngå den undergraving som kan oppstå i forbindelse med forbindelses linen, kan det benyttes en annen type forankringsorgan i samsvar med kjent teknikk, men som ikke nødvendigvis behøver å være innrettet for inndriving, idet det da er tilstrekkelig å plassere denne på havbunnen i enden av en ledeline som forbinder ankeret med et hjelpe-fartøy på overflaten, før selve forankringen utføres. I et slikt tilfelle kan det benyttes et forankringsorgan som vir-ker som en sugekopp og som er beskrevet i fransk patent 74.10700.

Ifølge en annen utførelsesvariant av oppfinnelsen er det forankringslegeme som er blitt kalt anker, selve

hovedforankringsenheten og har en glatt profil som ikke for-andres under hele bevegelsen nedover, og hvor ankeret omfatter sideplater som foldes ut når det trekkes i ankeret etter at dette har trengt ned i bunnen på det ønskede sted, idet

disse sideplater for eksempel aktiveres ved hjelp av eksplosive ladninger eller tilsvarende organer slik at det dannes en permanent dregg nede i bunnen. Denne vil motsette seg enhver opprykking og vil følgelig tjene som en solid og pålitelig forankring.

For ytterligere å komplettere denne forankring kan flere ankere av denne type sammenkoples i et knippe eller en gruppe.

Man kan på denne måte tilveiebringe en forankring som vil kunne motstå flere millioner eller titalls millioner Newton trekkraft i vertikal retning.

Imidlertid vil det kunne forekomme periodiske horisontale krefter som trekker i ankeret og som kan bevirke at det graves vekk masse slik at den effektive overdekking reduseres. Av denne grunn er det i samsvar med oppfinnelsen anordnet et forankringssystem som det omtalte forankringslegeme tilknyttes, og et slikt system kan f.eks. omfatte ballaster som hviler på havbunnens overflate og hjelper til å holde ankeret på plass. I et slikt tilfelle vil dypforankring av ankeret til en stor inntrengningsdybde i tilknytning til et ytterligere forankringsorgan basert på suge-koppvirkning være tilstrekkelig for en pålitelig totalfor-ankring. Tilknytningen av ankerlinen skjer ved hjelp av en ledeline som forbinder overflatefartøyet med en forankrings-ring på ankeret.

Festet av ankerlinen til ankerhodet kan utføres på forskjellig måte, enten på samme måte som ankerlinen er festet til ankeret når dette skal forankres dypt ned i havbunnen, ved hjelp av stiv forbindelsesline, eller ved hjelp av et rør som er innrettet for betonginjeksjon.

I samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er det anordnet en tilknytning til markørorganer såsom en ultralydsender som sørger for pilotstyring av ankerlinen ved dennes montasje.

Oppfinnelsen tar således i første rekke sikte på en

fremgangsmåte for undervanns -dypforangkring av flytende konstruksjoner, kjennetegnet ved at

det benyttes en sammenstilling som omfatter et inntreng-ningsanker med høy, men begrenset hastighet, forankringsorganer og permanente markørorganer for ankeret og forbin-delsesliner mellom dette og forankringsorganene og markør-organene, idet sammenstillingen er slik konstruert at inntrengningsankeret trenger en bestemt beregnet dybde ned i havbunnen når sammenstillingen slippes ned fra den flytende konstruksjon, hvorved forankring av denne sikres, mens markørorganene permanent forblir over bunnen, og at sammenstillingen slippes eller hives helt fra overflaten hvor signaler fra markørorganene mottas, hvorved det kan festes en ankerline på forankringsorganene.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives med henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser en første utfø-relsesform av et forankringslegeme eller anker ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser en andre utførelsesform av dette anker, fig. 3 indikerer en måte å redusere de sykliske horisontale forskyvninger for en forankring, og fig. 4 viser skjematisk anvendelsen av oppfinnelsen ved forankring av en boreplatt-form for olje.

Det anker som er vist på fig. 1, har form av et aksesymmetrisk legeme, her kalt et anker 1 og innrettet for vertikal forskyvning og eventuelt utstyrt med styrefinner 2. Ankeret 1 er forbundet med en ankerline (ikke vist) til en konstruksjon som skal holdes i posisjon på overflaten.

Ifølge denne utførelsesform har ankeret 1 fire fordypninger med form av radiale spalter 3 i hvilke det er innfelt smale plater eller skinner 4 som er svingbart montert på horisontale aksler 5 ved ankerets spiss.

Ankeret som hives ut fra hjelpefartøyet på overflaten når havbunnen med stor hastighet, i størrelsesorden 40 til 80 m/s takket være sin profil som er beskrevet i det først omtalte patentskrift, og ankeret trenger så ned i bunnen til en betydelig dybde som kan være av størrelsesorden 20 til 50 meter. Såsnart ankeret stanser etter denne inntrengning, svinger skinnene 4 ut som vist ved 4', og i til- legg vil skinnene svinge 90° i forhold til akselen under virkningen av den ikke sentrale friksjon som dannes såsnart ankeret påvirkes av et strekk, slik at skinnene sperrer flatt ut i den bløte havbunnen. Den resulterende friksjons-kraft har en retning som går gjennom tyngdepunktet av hver skinne 4, og denne retning er således forskjøvet i forhold til skinnens dreieakse. Forankringen må således anses å

være særdeles solid og vil kunne motstå store krefter.

Det anker som er vist på fig. 2 adskiller seg fra det foregående ved at det ikke har noen spalter, men skinnene 6 er her buet slik at de kan ligge plant inntil ytterflaten av ankeret 1. Utfoldingen som en paraply av skinnene 6 bevirkes for eksempel av sprengladninger som er anordnet ved skinnens øverste parti 7 og som starter en utfolding som fortsetter til skinnene blir liggende flatt an mot det bløte underlag på havbunnen som tidligere beskrevet.

Hvis man nå betrakter fig. 3 er det der vist et hjelpefartøy S på sjøens N overflate og forbundet med en ankerline 10 til et anker 11 i samsvar med oppfinnelsen og som er inndrevet i havbunnen og hvis plater er utfoldet som oppfinnelsen tilsier for å unngå utgraving av bunnmasse 12, hvilket ellers kunne resultere i horisontale periodiske forskyvninger av linen. Et fortøyningssystem såsom en ballast 13 befinner seg på havbunnens overflate 14 trædd rundt linen eller rundt et forbindelsesrør 10'. Festet mellom ankerlinen 10 og sammenstillingen av ankeret og ballasten utføres ved hjelp av et ankerhode 15 og kan omfatte en sikring i et automatisk tilkoplingssystem.

Styringen av ballasten for dennes medvirkning til sammenstillingen med ankeret ved dypforankring av ankerhodet, såvel som "fastklampingen" av ankerlinen kan utføres ved hjelp av forskjellige egnede hjelpemidler i avhengighet av typen forbindelse mellom ankerhodet og inntrengningsankeret, f.eks. ved hjelp av en ledeline som utkveiles fra ankerhodet under trekkingen eller av et oljeletingsutstyr som bygger på hydrojet-prinsippet og som styres av ultralydsendere (pingers) og et videokamera for den avsluttende fase.

Til sist viser fig. 4 en oljeboringsplattform P

som hviler på en flytende bærekonstruksjon F som er forbundet via ankerliner 10 til ballaster 13 som hviler på havbunnen 14 og som er tilkoplet ankeret 11 i samsvar med oppfinnelsen via stive stålkabler 10' som er festet til ringer 15. Dette

system sikrer en plattformforankring som kan motstå strekk i størrelsen 50 MN.

Innenfor samme anvendelsesramme er oppfinnelsen likeledes rettet mot et visst antall forholdsregler som har med fullføreslen av en slik forankring og installasjon og immobilisering av rørledninger.

I første rekke vil det i samsvar med oppfinnelsen være mulig fra overflaten å injisere en betongladning i forankringslegemet ved hjelp av rør som ender i et anker med porøs vegg eller åpnet ved eksplosjon etter inndrivingen. Selv om dette prinsipp er kjent vil anvendelsen i samsvar med oppfinnelsen gi fordelen av en endelig plassering som er mye raskere enn ved hjelp av andre aktuelle hjelpemidler.

Dette prinsipp kan erstatte mekaniske forankringsorganer såsom skinnene 4 og 6 på fig. 1 og 2.

I annen omgang vil det i samsvar med den kjente leggeteknikk for rørledninger kunne vise seg nyttig å immo-bilisere en rørledningsseksjon, særlig i det tilfelle hvor denne seksjon påvirkes av sterke strømmer eller videre når den grunn på hvilken rørledningsseksjonen hviler, er av dårlig kvalitet. I dette tilfelle vil det være mulig å forankre denne seksjon innenfor rammen av oppfinnelsen ved hjelp av etteller to ankere som er drevet ned slik som beskrevet ovenfor.

Endelig vil det i samsvar med denne teknikk og i det tilfelle hvor rørledningen kan ha sklidd fra et bestemt plasseringspunkt og til et nytt fastlagt punkt, være mulig å benytte de organer som oppfinnelsen lanserer for å definere faste og stabile punkter for benyttelse av stålkabler som er oppkveilet på tromler som nettopp må være anordnet på slike faste og stabile punkter.

Man vil bemerke at man selv uten noe pilotsystem vil kunne plassere ankrene i samsvar med oppfinnelsen med en nøyaktighet av størrelsesorden 20 meter i forhold til et bestemt mål, men dersom det benyttes en passende pilot-innretning, vil denne nøyaktighet kunne bedres til størrel-sesorden 1 meter, hvilket spesielt åpner muligheten for de sistnevnte anvendelser.

En av hovedfordelene med den foreliggende oppfinnelse er at det anker som har en høy, men begrenset hastighet fraskilles under ankerkastingen fra ankelinen hvis friksjon i vesentlig grad vil begrense ankerets hastighet dersom linen hadde vært festet til halepartiet under bevegelsen.

Den begrensede hastighet som oppnås er hastigheten av ankeret selv og organene for feste og forbindelse som er tilknyttet markørorganer fra bunnen såsom ultralydsendere. I det tilfelle hvor disse markørorganer består av en ledeline som er oppkveilet fra ankeret eller ankerhodet tilknyttet dette,

vil denne ledeline som har lite tverrsnitt være ubevegelig i sjøen og vil ikke innføre annet enn en svært liten bremsing av ankeret, hvilket bare i tilsvarende liten grad begrenser den oppnåelige hastighet.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for undervanns-dypforankring av flytende konstruksjoner, karakterisert ved at det benyttes en sammenstilling som omfatter et inntreng-ningsanker med høy, men begrenset hastighet, forankringsorganer og permanente markørorganer for ankeret og forbin-delsesliner mellom dette og forankringsorganene og markør-organene, idet sammenstillingen er slik konstruert at inntrengningsankeret trenger en bestemt beregnet dybde ned i havbunnen når sammenstillingen slippes ned fra den flytende konstruksjon, hvorved forankring av denne sikres, mens markørorganene permanent forblir over bunnen, og at sammenstillingen slippes eller hives helt fra overflaten hvor signaler fra markørorganene mottas, hvorved det kan festes en ankerline på forankringsorganene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at selve ankeret danner forankringsorganet, idet dets profil er glatt og holdes ufor-andret under hele bevegelsen nedover, og at ankeret omfatter sideliggende skinner (4, 6) som foldes ut etter inndrivingen for eksempel som følge av virkningen av eksplosive ladninger slik at det dannes en dregg som motsetter seg oppriving og bidrar til forankringens soliditet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at skinnene (4, 6) er svingbart festet i spalter som er fordelt i radialplan over ankerets omkrets og etter inndrivingen svinger ut om aksler (5) anordnet nederst på skinnene slik at disse svinger ut 90° for å danne en flat krone for anlegg mot havbunnen under virkningen av desentrert friksjon som følge av trekkrefter.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at skinnene (4, 6) ligger presset mot yttersiden av ankeret og deres utsvingning om akslene (5) anordnet nederst først skjer etter inndrivingen for eksempel ved hjelp av eksplosive ladninger som befinner seg ved deres øvre parti (7), idet denne utsvingbevegelse umiddelbart fortsettes under virkningen av de desentrerte friksjonskrefter som skyldes trekkreftene.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at ankeret er forbundet med overflaten via et rør innrettet for injeksjon av betong i ankeret og/eller rundt dette for å øke styrken av forankringen .

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at forankringsorganet bygger på sugekoppprinsippet.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6, karakterisert ved at markørorganene består av en ledeline som ut^veiles fra ankeret.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av krvene 1-6, karakterisert ved at markørorganene er i permanent funksjon og i ankeret består av en ultralydsender.

9. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge ett av krvene 1-8 for å hindre bevegelse av rørledninger i soner med sterke strømmer og på en havbunn med dårlig kvalitet.

10. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-8 for etablering av faste punkter for installasjon av rørledninger som trekkes på plass.