NO974496L - Dreietårnanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning til fortøyning av et offshore-fartøy, nærmere bestemt en såkalt dreietårnanordning til fortøyning av et offshore-fartøy for olje-/gassutvinning. Dreietårnanordningen omfatter en hul sylinderdel opplagret i en sylindrisk brønn som rager vertikalt gjennom fartøyets skrog. På denne måte blir fartøyet fortøyd over et fastpunkt på sjøbunnen ved hjelp av ankerliner som går fra sylinderdelen av dreietårn anordningen, hvorved fartøyets skrog kan dreie omkring denne. Den hule sylindriske del utgjør også en inngang for rørledninger (såkalte stigerør) mellom f.eks. et brønnhode på sjøbunnen og et behandlingsanlegg ombord i fartøyet.

Det underliggende prinsipp for en dreietårnanordning av den ovenfor nevnte type er tidligere kjent fra US-3191201 (Richardson). Ved hjelp av denne løsning kan et offshore-fartøy som har et behandlingsanlegg ombord bli fortøyd over et fastpunkt på sjøbunnen samtidig som fartøyets skrog kan dreie fritt omkring dreietårnanordningen med hjelp av truster-enheter slik at fartøyet kan bli orientert på ønsket måte i forhold til de rådende vindforhold, etc. I sin enkleste form er nevnte truster-enhet en alminnelig baugpropell.

Et betraktelig problem med kjente dreietårnanordninger er imidlertid at dreiningen av fartøyet omkring det sylindriske legemet blir hemmet eller fullstendig forhindret av de deformasjoner som opptrer i skrogkonstruksjonen som et resultat av bevegelsen av fartøyet i sjøen. Et eksempel på slik deformasjon er urundhet av den sylindriske brønn som fremkommer med "stampende" og "kjølsprengende" bevegelser av fartøyets skrog. Deformasjonene medfører at lagrene i de kjente dreietårnanordninger kniper og dette hindrer dreining, noe som kan ha store konsekvenser under alvorlige værforhold ute på havet. Disse deformasjoner skyldes bevegelser i fartøyet, sammen med statiske og dynamiske belastninger som opptrer når det er fortøyd, setter dermed høye krav til utformingen av lagrene og dreietårnanordningen i den sylindriske vegg i fartøyet. Lagrene er dermed et svakt punkt i tidligere kjente dreietårnanordninger.

Dreietårnanordningen i US-3191201 er kun opplagret under en radielt utad ragende kraveflens ved den øvre ende av dreietårnanordningen. Dette lager forløper tradisjonelt i sin helhet kontinuerlig rundt det sylindriske legemet som danner dreietårnanordningen. Dette gjelder også for den del av lageret som er fast innfestet til fartøyets skrog. I praksis har denne løsning vist seg å være følsom for deformasjoner i skroget, som har skapt vanskeligheter for rotasjon av fartøyet omkring dreietårn. Ettersom tårnanordningen kun er opplagret i sin øvre kant (omkring kraveflensen), blir skråbelastningen tildelt som ytterligere hindrer dreining.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er således å overvinne de ovenfor nevnte problemer ved å tilveiebringe en tårnanordning som med enkle innretninger tillater dreining selv under store deformasjoner av fartøyets skrog.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en dreietårnanordning til fortøyning av et offshore-fartøy og for olje/gassutvinning, omfattende et hult, sylindrisk legeme opplagret i en sylindrisk brønn som går vertikalt gjennom fartøyets skrog, der skroget er tilpasset for dreining omkring en vertikal akse gjennom brønnen, og det sylindriske legemet er i sin øvre ende utstyrt med en radielt utad ragende kraveflens. Det sylindriske legeme er opplagret både av et enkelt lager under kraveflensen, hvilket enkle lager omfatter en ringformet glideflate som går kontinuerlig rundt kraveflensens periferi, og et antall motstående individuelle glideflater plassert i en forutbestemt avstand fra hverandre langs adskilte seksjoner av periferien, den kontinuerlige ringformede glideflate er enten testet til undersiden av kraveflensen mens de motstående individuelle glideflater er festet til fartøyets skrog, eller omvendt, og omkring et midtparti av det sylindriske legemet plassert i en høyde som tilsvarer nøytralaksen til fartøyskroget.

Spesielt for oppfinnelsen er at de enkelte nedre glideflater er i form av lagerblokker tilvirket av et elastisk materiale og orientert diagonalt omkring omkretsen av kraveflensen. Lagerblokkene er fortrinnsvis rektangulære, skjønt de kan også være formet som segmenter av en sirkel.

Lagerblokkene, i en fordelaktig utførelse, består videre stort sett av et elastisk materiale, slik som gummi eller elastomer, for å oppta deformasjoner.

En utførelse av oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor med henvisninger til de vedlagte tegninger: Fig. 1 viser skjematisk et snittriss gjennom et offshorefartøy utstyr med dreietårnanordning i samsvar med oppfinnelsen og hvor "kjølløfting" deformasjon av fartøyet har blitt sterkt overdrevet;

Fig. 2 viser et planriss av fartøy ifølge fig. 1, og

Fig. 3 viser et forstørret snittriss gjennom fartøyet tatt langs linjene III-III i fig. 2.

I fig. 1 angir henvisningstallet 1 et skrog til et offshorefartøy for olje/gassutvinning. Fartøyet er vist skjematisk med en svært overdreven såkalt "kjølløfting" deformasjon. Fartøyet er utstyrt med en såkalt dreietårnanordning 2 som omfatter et hult sylindrisk legeme 3 opplagret i en sylindrisk brønn som går vertikalt gjennom fartøyets skrog 1. Brønnen 4 har en nedre divergerende traktformet del 5 tilpasset for utad vinklede ankerliner (ikke vist).

Fartøyets skrog 1 er tilpasset for dreining omkring en vertikal akse 7 gjennom den sylindriske brønn 4 på en slik måte at det sylindriske legeme 3 er fortøyd over et fastpunkt på sjøbunnen og skroget i fartøyet kan fritt dreie omkring det sylindriske legeme 3 til en ønsket stilling i forhold til de rådende værforhold. Det sylindriske legemet 3 er videre utstyrt i sin ende med en radielt utad ragende kraveflens 9.

For å oppta statiske og dynamiske belastninger under fortøyning og høy sjø er det sylindriske legeme 3 opplagret både langs undersiden 10 av kraveflensen 9 og omkring en midtseksjon 12 av det sylindriske legemet. Mitdseksjonen 12 hvor det sylindriske legemet er opplagret er plassert ved en høyde som tilsvarer nøytralaksen 14 til skroget, hvilken akse er indikert med en kjedelinje i fig. 1 og 3. Som et resultat av denne anbringelse av midtlageret, er lageret eksponert for den minst mulige deformasjon under bevegelser i skroget 1. Dette fører til et lager uten tendens til å knipe og til å motstå dreining under deformasjoner i skroget 1. Lageret er omkring midtseksjonen 12, i den viste utførelse, i form av et enkelt eller glatt lager. Andre lagertyper kan imidlertid også bli brukt, selv om glatte lågere er foretrukket.

Lageret rundt undersiden 10 av kraveflensen 9 er i form av et glatt lager 16.

Det glatte lager 16 omfatter en ringformet glideflate 17 som i den viste utførelse er festet til undersiden 10 av kraveflensen 9 som vist i fig. 2. Det fremgår av tegningene at den ringformede glideflate 17 går kontinuerlig omkring undersiden 10 av kraveflensen 9. Det glatte lager 16 omfatter videre et antall individuelle glideflater 18 som er motsatte til den ringformede glideflate 17 og ment for glidekontakt med den.

I den viste utførelse er de enkelte glideflater 18 i form av fire lagerblokker 21,22,23 og 24 som er diagonalt orientert i forhold til lengderetningen av fartøyskroget 1 for å sikre lagerfunksjonen selv under store deformasjoner som opptrer under strekk i skroget 1 under feks. såkalt "kjølløftende" og "kjølsprengende" bevegelser. Denne diagonale forskyvning av fire lagerblokker 21,22,23 og 24 har vist seg å være effektive for å eliminere de hindrende virkninger av nevnte deformasjoner på lagerets funksjonering. Det skal bemerkes at den kontinuerlige ringformede glideflate 17 kan enten festes til undersiden 10 av kraveflensen 9 mens de motstående enkelte glideflater 18 er festet til skroget 1, som tilfellet er i den viste utførelse, eller omvendt.

Lagerblokkene 21,22, 23 og 24 er fortrinnsvis stort sett rektangulært formet som vist i fig. 2. Den rektangulære form medfører økonomisk lave produksjonskostnader og forenkler håndteringen under vedlikeholdsarbeidet og utskiftning av lagerblokker. Det faller imidlertid innenfor omfanget av oppfinnelsen at lagerblokkene utformes som segmenter av en sirkel, selv om dette naturligvis medfører høyere produksjonskostnader. Det skal også bemerkes at den foretrukne utførelse gjør bruk av fire lagerblokker, skjønt antallet lagerblokker kan også være større. Med fordel blir dog lagerblokkene montert i et forholdsvis lavt liketall av diamentralt motstående par omkring den sylindriske brønn 4.

I den foretrukne utførelse tilsvarer det totale areal av de enkelte glideflater 18 omlag 40% av den kontinuerlige ringformede glideflate 17.

Horisontale forskyvninger av det sylindriske legemet 3 blir opptatt av lageret omkring midtpartiet 12, skjønt dette også kan komplementeres med en buffer (ikke vist) omkring omkretsen av kraveflensen 9.1 et slikt tilfelle kan bufferen også bestå av et antall enkelte lagerblokker som er diagonalt orientert på måten beskrevet ovenfor.

I fig. 3 er det vist et snittriss i forstørret målestokk langs linjen III-III i fig. 2 og hvorfra oppbygningen av tårnanordningen 2 er tydelig tilstede. Ankerlinene som kan bestå av både kjettinger og vaier er indikert delvis med kjedelinjer 20.

Den ringformede glideflate 17 av lageret under kraveflensen 9 består av rustfritt stål som, takket være lavt overflatetrykk som et resultat av forholdsvis store lagerflater, kan ha forholdsvis lav hardhet. Lagerblokkene 21,22,23 og 24 er tilvirket av en gummi eller et elastomert materiale, og dimensjonert for lavt overflatetrykk. Lagerblokkene kan videre oppvise forholdsvis stive karakteristikker eller egenskaper. Ved deling i individuelle blokker kan en optimal geometri for en tilfredsstillende fjærkonstant i blokkene velges. Glideflaten 18 kan tilvirkes med lag av et materiale med en lavere friksjonskoeffisient enn resten av blokkene, f.eks. dopet polyetylen. Det elastiske materiale i lagerblokkene tjener til å oppta små deformasjoner i skroget 1 og eventuelle uregelmessigheter eller deformasjoner i de kontinuerlige ringformede glideflater 17 som, som nevnt ovenfor, er i form av en forholdsvis tynn ring av rustfritt stål i det viste eksempel. Andre materialer, slik som bronsje, er imidlertid også tenkelige selv om kombinasjonen av rustfritt stål og elastomert materiale har vist seg å være spesielt egnet. Anbringelsen av lagerblokkene tillater enkel tilgjengelighet og kontroll selv under drift.

For å lette service, inspeksjon eller utskifting av lagerblokkene, er det en mulighet for å løfte hele det sylindriske legemet ved hjelp av (ikke vist) hydrauliske innretninger plassert i fartøyets skrog 1. Under løfting dreies det sylindriske legemet 3 slik at løfteflatene på kraveflensen 9 korresponderer med de hydrauliske innretninger.

Claims (5)

1. Dreietårnanordning (2) til fortøyning av et offshore-fartøy for olje-/gassutvinning, omfattende et hult sylindrisk legeme (3) opplagret i en sylindrisk brønn (4) som går vertikalt gjennom fartøyets skrog (1), der skroget (1) er tilpasset for dreining omkring en vertikal akse gjennom brønnen (4), og det sylindriske legemet (3) i sin øvre ende er utstyrt med en radielt gående kraveflens (9), hvorved det sylindriske legemet (3) er opplagret både av et glatt lager (16) under kraveflensen (9), hvilket glatte lager (16) omfatter en ringformet glideflate (17) som går kontinuerlig rundt flensens (9) periferi, og et antall motstående individuelle glideflater (18) plassert i en forutbestemt avstand fra hverandre langs adskilte seksjoner av periferien, hvilken kontinuerlige ringformede glideflate (17) er enten festet til undersiden (10) av kraveflensen (9) mens de motstående enkelte glideflater (18) er festet til skroget (1), eller omvendt, og omkring en midtseksjon (12) av det sylindriske legemet plassert ved en høyde som tilsvarer nøytralaksen (14) for fartøyets skrog (1), karakterisert ved at de enkelte nedre glideflater (18) er i form av et like antall lagerblokker (21,22,23,24) plassert i diamentralt motsatte par omkring omkretsen av kraveflensen, hvilke lagerblokker (21,22,23,24) består stort sett av gummi eller elastomer for dermed å oppta deformasjoner.

2. Dreietårnanordning (2) ifølge krav 1, karakterisert ved at lagerblokkene (21, 22,23,24) er stort sett rektangulære.

3. Dreietårnanordning (2) ifølge krav 2, karakterisert ved at lagerblokkene (21,22,23,24) er utformet som segmenter av en sirkel.

4. Dreietårnanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at lagerblokkene (21,22,23,24) er fire i antall.

5. Dreietårnanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at glideflaten (18) på lagerblokkene (21,22,23,24) er et lag med en lavere friksjonskoeffisient enn det elastiske materialet, feks. dopet polyetylen.