NO880277L - Stabilitetsoekende og bevegelseshemmende utforming av flytende fartoey. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en stabilitetsøkende og bevegelseshemmende anordning ved i anvendelsesstilling halvt nedsenkede, elastisk forankrede fartøy for offshore-arbeide, f.eks. ved olje- og gassutvinning, hvilke er forsynt med minst et undervannslegeme, et på sikkerhetsavstand fra havflaten hevet arbeidsdekk og fra legemet oppadrettede støtte-ben som bærer arbeidsdekket.

Fartøy ifølge ovenstående må konstrueres for god stabilitet under vanskelige vind- og bølgeforhold. Herved vil man ta hensyn til kravene til minimale bevegelser ved forskjellige arbeidsoperasjoner, sikkerhet, tilgjengelighet og gode bostedforhold på denne type av fartøy. En konstruksjon med øket stabilitet og minskede bevegelser innebærer endog minskede påkjenninger på forankringsystemet.

De økonomiske aspekter på denne type konstruksjoner innebærer at man søker å oppnå størst mulig nyttelast på arbeidsdekket, dvs. utstyr, maskiner og forråd innen den gitte prosjekt-ramme. Normalt medfører således en økning av nyttelasten en svekkelse av stabiliteten og en kompensasjon for stabilitets-svekkelsen medfører økede bevegelser. Hvis nyttelasten ved arbeidsdekket økes, må vanligvis også hele stålkonstruksjonen forsterkes.

Disse vanskeligheter møter en konstruktør, enten oppgaven er å konstruere et nytt fartøy eller modernisere et allerede forekommende.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er på en enkel og kostnadseffektiv måte, vesentlig å øke stabiliteten og samtidig minske bevegelsesfølsomheten ved et i anvendelsesstilling halvt nedsenket, elastisk forankret fartøy ifølge innledningen til det etterfølgende selvstendige krav 1.

Dette formål oppnås ifølge den foreliggende oppfinnelse ved at fartøyets horisontale areal er forstørret i området for operasjonsvannlinjen, og at hvert undervannslegeme er stivt forbundet med minst en horisontal plate som er beliggende i vertikal avstand fra undervannslegemets underside.

Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er hver plate utformet som et lukket skall, hvilket er helt eller delvis ballastbart.

Hver plate er hensiktsmessig forbundet med resp. undervannslegeme via vertikale og diagonale bjelker eller stenger. Ifølge et ytterligere utførelseseksempel av oppfinnelsen, er platene konkave i horisontalretning, sett i undervannslegemets lengderetning.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere med hen-visning til et utførelseseksempel som vist i de vedlagte tegninger, på hvilke

figur 1 er et sideriss av et offshore-fartøy som er utformet ifølge oppfinnelsen,

figur 2 er et riss sett forfra av fartøyet, og figur 3 er et vertikalsnitt langs linjen III-III I figur 1.

Det i figur 1 og 2 viste fartøy er forsynt med to parallelle undervannslegemer 10, fire på disse legemer hvilende, vertikalt oppadrettede støtteben 11, og et av disse ben 11 understøttet arbeidsdekk 12 med boligrom 13, prosessanlegg 14 for produksjon av olje og gass, kraner 15 og livbåter 16. Arbeidsdekket 12 danner en kassekonstruksjon med to nedre dekk 12a,12b, hvilke rommer f.eks. verksteder og forråd. Denne betydelige dekkslast bæres av fartøyets undervannslegemer og de deler av støttebenene 11, som befinner seg nedenfor operasjonsvannlinjen 17. Ifølge kjent teknikk er flytelegemene 10 for en stor del ballastet for at fartøyet skal ha god stabilitet. Ankerkjettingene 18 strekker seg ned langs støttebenenes utside og videre til ankere på havbunnen.

For å muliggjøre den store dekkslasten uten å svekke bevegel-sesegenskapene, er to anordninger utført på fartøyet, dels er støttebenene 11 i området for operasjonsvannlinjen 17 utstyrt med fendere 19, hvilke gir økt vannlinjeareal , og dels er undervannslegemene 10 forsynt med hver sin horisontale plate 20 som ligger i vertikal avstand nedenfor undervannslegemenes underside 10a. Platene 20 er stivt forbundet med de respektive undervannslegemer 10 via vertikale og diagonale bjelker 21 resp. 23. Denne opphengning av platene er stiv og for-holdsvis lett samt billig å tilveiebringe. Av figur 3 framgår at platene er utformet som lukkede skall, hvilke under montering hensiktsmessig er slik ballastet at de har en vekt som hovedsakelig tilsvarer vekten av det av den respektive plate fortrengte vannvolum, og etter montering kan de fylles helt med vann slik at de ikke påvirkes av det omgivende vann-trykk.

Det er kjent at arealforstørrende fendere i vannlinjenivå medfører forbedret motstand, dvs. hemming av hiving, rulling og stamping, ved lavere bølgeperioder i uregelmessig sjø. Ulempen med slike fendere er normalt at de gir opphav til minskede egensvingningsperioder og økede bevegelser ved høyere bølgeperioder i uregelmessig sjø. Plater er også kjent i andre sammenheng og er likeledes anvendt for minskning av fartøyers av bølger bevirkede bevegelser. Ved kombinasjonen ifølge oppfinnelsen oppnås imidlertid en tidligere ikke vist teknisk effekt, nemlig at bevegelsen minsker ved lavere perioder, samtidig som dempningen ved høyere perioder økes i alle ledd, ved det at egensvingningsperiodene opprettholdes på et sikkert nivå. På grunn av det store antall faktorer som påvirker en konstruksjon av dette slag, er det vanskelig direkte å peke ut grunnen til de overraskende gode egenskaper som oppnås ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen. På grunn av den vesentlig forbedrede stabilitet kan dekkslasten økes betydelig. Det bør påpekes at vekten av de ifølge anordningen tilførte stålkomponenter, normalt er betydelig lavere enn den på arbeidsdekket tilførte nyttelast. På grunn av utformningen ifølge oppfinnelsen er det således mulig å forflytte tyngdepunktet i konstruksjonen oppad.

Platene 20 er i det viste utførelseseksempel utformet med i retning mot sin lengdemidtakse, hellende over- og underside 20a resp. 20b, hvilket gir øket dempning. På grunn av at fartøyets bevegelser i vannet således blir små, behøver for-ankringssystemet ikke forsterkes på grunn av bevegelsene, hvilket normalt alltid gjøres ifølge kjent teknikk ved økning av nyttelasten. Dessuten behøver ikke stålkonstruksjonen forsterkes, ettersom økt vannlinjeareal og platene 20 hensiktsmessig dimensjoneres slik at de kompenserer hverandre med hensyn til globalkrefter, dvs. de påkjenninger som hovedsakelig dimensjonerer dekk-kassen og støtter.

Ettersom dempningen øker, slik at faseforskyvningen i egen-svingningsperioden minsker, er det mulig å minske arbeids-dekkets høyde over vannflaten.

Videre oppnås en økning av konstruksjonens treghetsradier.

Den etterfølgende tabell viser en sammenligning mellom en konvensjonell halvt neddykkbar plattform 1 og en tilsvarende ifølge oppfinnelsen modifisert plattform 2. Av tabellen framgår at til tross for en mer enn fordoblet dekkslast, er samt-lige bevegelsesresponsverdier forbedret ved den modifiserte utførelse. Anordningen Ifølge oppfinnelsen er anvendbar både ved nykon-struksjon og ved modernisering av eldre fartøy, hvorved man oppnår en kapasitet tilsvarende et betydelig større og dyrere fartøy.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til det ovenfor beskrevne ut-førelseseksempel, idet flere varianter er tenkelige innen rammen for de etterfølgende patentkrav. For eksempel behøver platene ikke strekke seg langs hele undervanns1egemet, men kan bestå av to plateseksjoner, en ved hver av legemets ender. Organene for opphengning av platene til undervannslegemene kan utformes annerledes. Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved fartøy med annerledes utforming enn vist, f.eks. ved flere eller færre støtteben og annerledes utformede undervannslegemer. Således kan fartøyet være forsynt med en rammepongtong, hvorved plater 20 kan være anbragt ved de fire hjørner. Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved alle fartøy av semitypen, f.eks. bolig-, bore- eller produksjonsplattformer. Det økte vannlinjeareal kan oppnås på annet vis enn det utførelseseksempelet viser, f.eks. ved montering av ytterligere støtteben.

Claims (4)

1. Stabilitetsøkende og bevegelseshemmende anordning ved i anvendelsesstllling halvt nedsenkede, elastisk forankrede fartøy for offshore-arbeide, f.eks. ved olje- og gassutvinning, hvilke er forsynt med minst et undervannslegeme (10), et i sikker avstand fra havflaten (17) hevet arbeidsdekk (12) og fra legemet oppadrettede støtteben (11) som bærer arbeidsdekket, karakterisert ved at fartøyets horisontale areal er forstørret i området for operasjonsvannlinjen (17), og at hvert undervannslegeme (10) er stivt forbundet med minst en horisontal plate (20) som ligger i vertikal avstand nedad fra undervannslegemets underside (10a), og slik tilpasset med hensyn til sin overflate og vertikalavstanden i forhold til det økede vannlinjeareal, at hensiktsmessig medsvingende vannmasse oppnås I avstand nedenfor vannflaten (17).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver plate (20) er utformet som et lukket skall, hvilket er helt eller delvis ballastbart.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hver plate (20) er forbundet med resp. undervannslegeme (10) via vertikale, horisontale og diagonale bjelker eller stenger (21,23).

4 . Anordning ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at platene (20) er konkave i horisontalretning sett i undervannslegemenes (10) lengderetning.