SE433370B - Rorupphengningsapparat for montering pa ett deck pa ett oceangaende fartyg eller en flytande plattform - Google Patents

Description

7715764-4 Bland de många system som har konstruerats för tillvaratagandet av noduler från havsbotten är det hydrauliska systemet, som vanligen g består av en rörsträng som hänger från en flytande plattform eller ett fartyg. Systemet innefattar ett muddringshuvud anordnat att samla och rensa nodulerna från havsbottens sediment och transportera dem genom rörledningen. Systemet innefattar även anordningar för att pumpa vattnet inuti rörledningen uppåt med tillräcklig hastighet för att suga in nodulerna i systemet och transportera dem upp till ytan.

Ett av de större problemen med denna uppfordringsmetod är den böjpå- känning som uppstår i rörsträngen genom bärarfartygets stampning och rullning pâ grund av havets vågrörelser. Ett annat besvärligt problem är att hålla lyftriggen i linje med rörsträngen för till- skarvning och borttagning av skarvrör under sänkning och lyftning av rörsträngen. Ytterligare ett problem är att nedbringa påkän- ningarna vid plötslig acceleration och retardation av rörsträngen under sänkning och lyftning.

Sugrörsträngar med nästan vertikal riktning, utformade för att lyfta malmnoduler från havsbotten till ett transportfartyg, kan bli dynamiskt ostadiga och fungera otillfredsställande inom vissa om- råden av följande parametrar i systemet: rörsträngens dämpning , axialspänning, flödesintensiteten i relation till rörsträngens självsvängningstal, förhållandet mellan rörsträngens massa och den innehållna flytande massan hos blandningen av malm och vatten, stöd- fartygets rörelse i den mån denna påverkar påkänningen i röret och rörelsen av rörets ände, rörsträngens lutningsvinkel och virvelkraf- ter orsakade av fartygets hastighet och havsströmmarna. Axial på- känning i rörledningen påverkas oförmânligt av lyftnings- och sänkningsoperationerna av rörsträngen i havet, då det blir nödvän- digt att retardera rörsträngen till stopp vid riggens däck, så att en ny rörlängd kan skarvas till eller tas bort från strängen.

Plötsligt stopp kan lätt överbelasta rörsträngen och ge för höga pâ- känningar med för tidigt brott som följd. Ett sådant brott på rör- strängen skulle försena uppfordringen för en obestämd tidrymd, och en sådan skada skulle antagligen kräva att strängen byts ut.

Dessa problem har reducerats inom tidigare teknik genom att bygga speciella stödfartyq, som inte nämnvärt följer vind-och vågrörelser,“ och genom att begränsa det vattendjup, vid vilket dessa fartyg ar- 7713764-4 betar. En sådan konstruktion visas i USA-patentet 3 522 670. Men när malmletningen på havsbottnen avancerar till djupare vatten, där ökad vâgaktivitet framkallar större stampnings- och rullnings- rörelser hos stödfartyget, och rörsträngens längd ökas för att nå mycket stora djup, blir det av avgörande betydelse att nedbringa böjningen i rörsträngen till det minsta möjliga och likaså de axiella pâkänningarna i rörsträngen som orsakas av sänkning, lyft- ning och annan hantering.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lyftrigg placerad i linje med en rörsträng som är pendelupphängd från ett flytande fartyg i syfte att möjliggöra tillfogande och borttagande av skarvrör på rörsträngen och att reducera de böjpâkänningar, som uppstår i rörsträngen genom fartygets stampning och rullning.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att konstruera en last- bärande fjädrande stödanordning för att reducera de axiella pâ- känningar som framkallas i rörsträngen genom de accelerationer och retardationer, som är förenade med tillfogandet och borttagande av rör i samband med utmatning och uppdragning av rörsträngen.

Enligt uppfinningen âstadkommes en rörupphängningsapparat, som uppvisar de i patentkrav 1 angivna kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen anges i patentkrav 4.

Axiell pâkänning orsakad av vertikal acceleration eller retardation av rörsträngen nedbringas till ett minimum genom fjädringen i lager- delarna som harren lämplig axiell fjäderkonstant för att tjäna som stötdämpare för att bromsa upp stötverkan av plötsliga accelera- tioner och retardationer.

Vinkelrörelse och dynamisk lägesdirigering av basplattan och masten âstadkommes på ett fördelaktigt sätt med de i patentkrav 8 angivna kännetecknen. Noggrann linearitet mellan lyftriggen och rörsträngen är nödvändig vid hanterandet av skarvrören för att hindra sned- gängning av rörskarvarna.

De nämnda jämte andra syften samt fördelar och egenskaper hos före- liggande uppfinning beskrivs i det följande, och i illustrativt men icke begränsande syfte visas en exemplifierande utföringsform av uppfinningen i de bifogade ritningsfigurerna, visande: 0771307 64-4 fig. l en schematisk vy visande ett allmänt arrangemang av ett malm- uppfordringsfartyg för djuphav och de tillhörande uppfordringsanord- ningarna, fig. 2 en vy i perspektiv av en stabiliserad lyftrigg anbragt på fartyget i fig. l, 7 ' fig. 3 en vy delvis i sektion av en bärande anordning, som uppbär den i fig. 2 visade lyftriggen, fig. 4 en vy liknande den i fig. 3, som illustrerar den maximala förskjutningen av den bärande konstruktionen i det dynamiska läges- givande funktionssättet, fig. 5 är en vy liknande fig. 3, som illustrerar den maximala för- skjutningen av den bärande konstruktionen i det passiva lägesgivande stödsättet, och fig. 6 är ett kombinerat elektriskt och hydrauliskt diagram i sche- matisk form, som illustrerar en föredragen utföringsform av ett driftkontrollsystem för dynamisk läqesinställning av lyftriqgen enligt fig. 2.

I den följande beskrivningen beskrives en föredragen utföringsform av uppfinningen i kombination med ett sjögâende fartyg eller lik- nande med egen maskin och av en typ som lämpar sig för borrning till havs; i sina vidaste aspekter kan emellertid uppfinningen utövas i kombination med vilken som helst flytande plattform."' 7 I fig. l visas ett fartyg 10 för malmuppfordring till havs i ett manöverläge på djupt vatten 12, som t.ex. kan vara Stilla Oceanen.

En rörsträng 14 är upphängd från det havsgâende malmuppfordrings- fartyget ned i havet 12 för transport av mineralnoduler 16 från havsbotten 18 till lastrummet i fartyget 10. En kopplingsdel 20 är fästad vid den nedre änden av rörsträngen 14 för att hålla denna i väsentligen vertikalt läge, när fartyget 10 manövrerar längs fyndighetsomrâdet. Rörsträngen 14 är ansluten till ett muddrings- huvud 22 medelst en arm 24, vars ena ände är ansluten till kopp- lingsdelen 20. Nodulerna 16 samlas av muddringshuvudet 22 och transporteras i en uppslamning av havsvatten och sediment genom rör- strängen 14 medelst en sugkraft, som framkallas i rörledningen 16' genom att blåsa in luft vid en förutbestämd nivå på övre änden av rörsträngen. Nodulerna 16 som samlas av rörsträngen 14 transporte- ras vidare från malmuppfordringsfartyget 10 till ett havsgâende transportfartyg 26 medelst vilka som helst lämpliga anordningar så- 7713764-4 som en flytande transportledning 28.

Malmupnfordringsfartyget 10 är med fördel utrustad med ett buffert- förrâd för de hopsamlade nodulerna. Uppslamningen som transporte- ras av rörsträngen 14 och innehåller nodulerna 16 pumpas genom rör- strängen och kommer upp till ytan med en koncentration av noduler pâ normalt ca 15 vikt-%. Även om noduluppslamningen vanligen pum- oas direkt in i det sjögâende transportfartyget 26, kan ett buffert- förråd ibland behövas för att hålla igång kontinuerlig gruvbrytning sedan ett fullastat transportfartyg 26 avgâtt medan man väntar på ankomsten av ett tomt transportfartyg.

Det havsgående malmuppfordringsfartyget 10 kan normalt ha följande data: totallängd ca 180 m, bredd ca 30 m och ett deplacement vid full last pâ ca 47 000 ton. Rullningsperioden är normalt 13 - 15 sekunder. Malmuppfordringsfartyget 10 är försett med inre ballast för att begränsa rullning tvärskepps till plus eller minus 230 och stampningen till plus eller minus l3° lângskepps.

Fig. l och 2 visar en lyftrigg 30 för hanterande av rören. Denna är förlagd ovanför en brunn 32, som sträcker sig vertikalt genom däcket 34 och skrovet 36 på malmuppfordringsfartyget 10 för att ge till- träde till havet under fartyget. Rörsträngen l4 är visad nedskju- tande vertikalt genom brunnen 32 och pendlande upphängd från lyft- riggen 30 i huvudsak längs den streckade linjen 38, som visar läget av rörsträngens axel i frånvaron av en sidobelastning. När mudder- huvudet 22 förflyttas längs havsbotten 18 under samlandet av nodu- ler 16, uppstår ett böjande moment i rörsträngen l4, som böjer denna något från dess viloläge.

Konstruktionen av lyftriggen 30 visas närmare i detalj i fig. 2.

Lyftriggen 30 omfattar en fackverksunderbyggnad 40 fästad vid ett par balkar 42, 44 placerade på var sin sida om brunnen 32 för att kunna placera lyftriggen 30 noggrant ovanför brunnen. Underbygg- naden 40 är förskjutbart anbragt på balkarna 42, 44, så att den kan dragas bort från omrâdet ovanför brunnen för att möjliggöra ned- sänkande eller upptagning av mudderhuvudet 22.

Lyftriggen 30 innefattar också en mastöverbyggnad 46 fästad vid en basdel 48. Mastkonstruktionen 46 består av fyra rörformade upprätt- stående delar 50, som är i huvudsak anordnade i hörnen av en kvadrat 7713764-4 och är anbragta vid basdelen 48. En väsentligen identisk mast- sektion 52 är också fästad vid basdelen 48 och är belägen på avstånd från mastsektionen 46, varvid mellanrummet mellan mastsektionerna bildar en zon 53 för hantering av rör. Varje mast 46, 52 är ut- rustad med tillräckliga korssträvor 54 för att ge konstruktionen styvhet. För att öka konstruktionens hållfasthet kan de rörformade .elementen 50 i mastkonstruktionerna 46, 52 tryckbehandlas med hydraulisk vätska på det sätt, som visas i USA-patentet 3 960 360 och definieras i kraven till dessa.

Ett rörligt block 56 är styrt längs zonen för hantering av rör 53 belägen mellan de tvâ mastkonstruktionerna 46, 52. Det rörliga blocket 56 skjutes fram och åter längs de främre benen på mast- konstruktionerna, vilka tjänar som gejder. Ett vridbart bord 58 uppbäres av det rörliga blocket 56 för att underlätta skarvning och lossning av rör. Kraften för höjning och sänkning av det rörliga blocket 56 levereras av en hydraulisk cylinder och överföras till blocket av en kabelanordning allmänt antydd vid 60. Det vridbara bordet 58 inneiattar en konventionell glidskål och gripbackar för hanterande av ett skarvrör för att tillfoga detta till rörsträngen l4, när denna sänkes ned eller för att ta bort ett skarvrör från rörsträngen, när denna lyftes upp.

Enligt ett viktigt drag hos föreliggande uppfinning är lyftriggen 30 dynamiskt understödd relativt fartyget 10 medelst hydrauliskt drivna organ 62, 64, 66 och 68, vilka företrädesvis utgöres av hydraulcylindrar, var och en innefattande en kolvstâng 62A, 64A, 66A resp. 68A. Var och en av kolvstängerna rör sig och utövar en vertikal lägesändrande kraft mot basdelen 48 i beroende av ändringar i trycket hos hydraulvätskan i cylindrarna.

Mastkonstruktionen 46, 52 ger utrymme för en förflyttning på 14,6 m (48 fot) av det rörliga blocket, vilket ger tillräckligt spelrum för ett skarvrör på l3,7 m (45 fot). Masten är beräknad på säkra sidan för en maximal rörbelastning av 725_000 kg (1,6 miljoner pound).

I fig. 3 visas konstruktionen av ett stödlager för att hålla rör- strängen i pendelupphängning från lyftriggen. Lagerkonstruktionen omfattar vanligen en fjädrande lagerdel 70 anbragt i lastbärande relation mellan fackverksunderbyggnaden 40 och basdelen 48. bager- 7713764-4 delen är en ringformad sektor av en väsentligen sfärisk laminerad kropp av på varandra lagda skikt av ett elastiskt material 72 och ett relativt oelastiskt material 74. Ändamålet med lagerdelen 70 är att tillåta vinkelförskjutning av basdelen 48 och av lyftriggen 30 med avseende på fartygets 10 däck 34 för att upprätthålla paral- lellitet mellan mastkonstruktionen 46, 52 och rörsträngens vertikala axel 38, när fartyget rullar och stampar på grund av havets 12 våg- rörelser. Det elastiska skiktet 72 göres företrädesvis av en elastomer såsom exempelvis gummi och det relativt oelastiska skik- tet 74 göres företrädesvis av en metall såsom stål, vilka i kom- bination har kapacitet att upptaga en nyttig tryckbelastning utöver vikten av rörsträngen. Sådana lager har konstruerats och använts för att bära laster upp till 7000 ton (16 miljoner pound). Den fjädrande lagerdelen 70 är begränsad till utrymmet mellan en första och en andra ringformad kragdel 76, 78, vilka lämpligen är fästade vid basdelen 48 respektive underbyggnaden 40.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen är en andra lagerdel 80 förlagd mellan basdelen 48 och en flytande glidskâl 81. Den andra elastiska lagerdelen 80 är konstruktivt i huvudsak identisk med den första lagerdelen 70 och är bildad av på varandra lagda lager 82 av ett elastiskt material såsom gummi och ett lager 84 av ett relativt oelastiskt material såsom stål. En viktig funktion hos den andra fjädrande lagerdelen 80 är att bilda en passiv lager- del tjänande som stötdämpare under den dynamiska delen av rörhante- ringen. Denna funktion är viktig för att nedbringa den axiella dragpâkänning, som uppstår i rörsträngen genom accelerationen och retardationen av rörsträngen, när denna sänkes ned i havet, såsom _när en ny skarvrörslängd skarvas till rörsträngen 14, eller lyftes um» ur havet :mh s;tupg»as, så att en skarvrtàrslängd kantas Jons från rörsträngen. Plötsliga tvärstopp kan lätt överbelasta rör- strängen 14 med för tidigt brott som följd. Även om lyftriggen är anordnad att ge en mjuk retardation, när rörsträngen kontaktar riggens däck är som ytterligare säkerhet den andra fjädrande lager- delen 80 inlagd i lagerkonstruktionen för att bilda en ytterligare stötdämpande anordning i händelse riggen inte fungerar på avsett sätt. En andra viktig funktion hos den passiva lagerdelen 80 är att fungera som en fjädrande kardanupphängning i ett icke kraft- styrt arbetsförlopp efter det att rörsträngen har sänkts till sitt rätta djup för upphämtning av mineral. Under denna tid kan rör- strängen uppbäras enbart av den fjädrande lagerdelen 80 med basdelen 77137964-4 48 låst i fixerat läge, exempelvis horisontellt relativt däcket 34, genom att låsa hydraulcylindrarna 62 - 68.

Det fjädrande lagret 80 sträcker sig mellan en första och en andra kragdel 86, 88, som är fästa vid en avsats 90 på glidskålen 81 respektive basdelen 48. Ett rör 92 är anbragt koncentriskt i linje med glidskàlen 81 och rörsträngens 14 axel 38 och tjänar som styr- ning för strängen för att hindra icke avsedd beröring med de fjäd- rande lagerdelarna 70, 80 under pâmontering och avmontering av rör.

Glidskâlen 81 uppbär rörsträngen i förening med en valfritt använd- bar rörhiss och lyftverktyg (ej visade) uppburna av det rörliga blocket 56, som griper om ett lämpligt parti av rörsträngen, t.ex. ett skarvparti mellan två skarvrör.

Lagerdelarna 70, 80 är ringformade sektorer av väsentligen sfärisk form, varvid de på varandra anbragta lagren av gummi och stål har en krökningsradie 94 resp. 96. Lagerdelarna 70, 80 är företrädes- vis ordnade i linje koncentriskt med den gemensamma axeln 38 och har vardera ett krökningscentrum, som ligger i huvudsak längs den gemensamma axeln 38. I en föredragen utföringsform sammanfaller krökningscentrum till den första sfäriska lagerdelen 70 väsentligen med krökningscentrum till den andra sfäriska lagerdelen vid punkten 98. Punkten 98 sammanfaller med rörsträngens 14 vridningsaxel i dess upphängning i de två fjädrande lagren. Detta arrangemang är önskvärt för att få största möjliga vinkelförskjutning av rör- strängen genom rotationscentrum 98 vid rullning och hävning.

Det har slagits fast att ett antal parametrar för de sfäriska skik- tade lagerdelarna 70, 80 kan modifieras så att de ger olika kombi- nationer av fjäderkonstanter för axiell och radiell rörelse och vridning. Parametrarna innefattar lagrets geometriska form, tjock-- leken av de elastiska och oelastiska skikten, det elastiska mate- rialets fysikaliska egenskaper och krökningsradien för skikten.

Generellt har det dynamiska lägesbestämmande lagret 70 relativt höga fjäderkonstanter jämfört med det passiva lagret 80. Som exem- pel är i ett utförande den axiella fjädermodulen i lagret l5 :_1105 kg/mm (15-106 pund/tum) jämfört med mas-ins kg/mm (2-106 pund/tum) för lagret 80. Det lägre dynamiska lagret 70 bör vara tämligen styvt för att dämpa lyftriggens 30 rörelse, när bas- delen 48 vridförskjutes av de hydrauliska cylindrarna 62 - 68 i , motsvarighet till fartygets 10 rullning och hävning. Den övre 7713764-4 fjädrande lagerdelen 80 bör vara relativt böjlig i den passiva stödfunktionen, så att den fungerar huvudsakligen som en kulled och fartyget och lyftriggen tillåts röra sig fritt kring glid- skâlen 81 när basdelen 48 låses i sitt läge t.ex. under malmupp- fordring.

Det kan framhållas, att den passiva lagerdelen 80 inte är avgörande för att lyftriggen skall fungera riktigt, därför att det är möjligt att dynamiskt lâgesdirigera lyftriggen med avseende på rörsträngen hela tiden inklusive under malmuppfordring, när rörsträngen släpar under en liten vinkel i förhållande till vertikalaxeln 38. När rörsträngen 14 har matats ut till vederbörligt djup, är det emel- lertid ekonomiskt att stänga av de hydrauliska cylindrarna och låsa dem i ett fixt läge och låta rörsträngen hänga fritt från glid- skålen 81 med endast det passiva lagret 80 som stöd.

I fig. 4 visas förskjutningen av lyftriggen 30 med en vinkel alfa (OK) i förhållande till rörsträngen 38. Vid det dynamiska sättet för lägesbestämningen är det endast den lägre lagerdelen 70, som sträcker sig mellan fackverksunderbyggnaden 40 och basdelen 48, som vinkeldeformeras när hydraulcylindrarna 62 - 68 rör sig i beroende av lägesgivande signaler såsom beskrives i detalj i det följande.

I fig. 5 visas förflyttning av lyftriggen 30 och fackverksunder- byggnaden 40 relativt rörsträngens 14 axel 38 en vinkel theta (9).

Vid detta passiva sätt för lägesbestämningen förmedlas belastningen från rörsträngen genom den övre lagerdelen 80 och fördelas jämnt genom lagerdelen 70, eftersom de hydrauliska cylindrarna 62 - 68 är låsta, så att basdelen 48 är orienterad i ett bestämt läge med avseende på fartygets 10 däck. Vid det passiva sättet för läges- bestämning deformeras alltså endast det övre fjädrande lagret, när fartyget rullar och stampar. Under den tid som rörsträngen hänger från lyftriggen 30 vid malmuppfordring är den passiva lägesbestäm- mande anordningen fördelaktig därför att inget kraftsystem behövs för att hålla strängen 14 i ett sådant läge, att böjande moment undviks.

Som framgår av fig. 6 är en dynamisk lägesbestämning av basdelen 48 möjlig med hjälp av en elektromekanisk servomekanism med ett kon- trollsystem, som är operativt förbundet med basdelen 48 och vinkel- vrider denna, runt dess rullningsaxel 100 och stampningsaxel 102 7713764-4 10 för att upprätthålla linearitet mellan mastkonstruktionen 46, 52 och rörsträngens 14 axel 38. Systemet innefattar en rullnings- givare 104 och en stampningsgivare 106 för genererande av första och andra elektriska lägessignaler 108 resp. 110 som är proportio- nella mot vinkelförskjutningen vid rullning och stampning hos bas- delen 48 mätta relativt en förutbestämd referensaxel. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är den förutbestämda referensaxeln rörsträngens 14 axel 38, Enligt en alternativ ut- föringsform är den förutbestämda referensaxeln en linje parallell med den lokala tyngdkraftsvektorn. Kontrollsystemet omfattar också en elektronisk kontrollenhet lll som kan manövreras så att den ger elektriska signaler ll2 - 118 för lägeskorrigering, vilka är pro- portionella mot en förutbestämd funktion av lägessignalerna 108, 110. Lägeskorrigeringssignalerna 112 - 118 är elektriskt kopplade är till kontrollventiler 120 - 126, som reglerar flödet av hydraulisk tryckvätska från en hydraulisk kraftenhet 128 genom ett system av in- och utmatningslinjer l20A, 120B - l26A, l26B förbundna med de lineära cylindrarna 62 - 68.

Rullnings- och stampningsgivarna 104 och 106 kan vara pendelstyrda, tyngdkraftberoende givare för vinkeländring som är fästade vid bas- delen 48 väsentligen längs dennas rullningsaxel 100 respektive stampningsaxel 102. Dessa givare är relativt enkla och består i huvudsak av ett lod, som har en elektrisk utsignal och som kan er- sätta mera komplicerade och dyrare gyroinstrument med samma funk- tioner. Emellertid är de kanske inte helt lämpade för vissa till- lämpningar på grund av sin känslighet för interfererande ingående signaler avseende translatorisk acceleration. Om ett stabilare system för lägesgivning önskas, kan rullnings- och stampningsgivarna helt enkelt utgöras av givare för relativ lägesförändring, vilka är fästade vid basdelen 48 väsentligen längs dennas rullnings- och stampningsaxlar 100 respektive 102 med givarna för relativ läges- ändring orienterade relativt plattformen, så att de ger elektriska utsignaler, som är relaterade till en valfri lägesändring genom rullning och stampning av basdelen relativt fartyget 10. I detta arrangemang subtraheras givarnas relativa rullnings- och stampnings- signaler 108, 110 från gyrostabiliserade rullnings- och stampnings- signaler, som ges av en vertikal gyro-tyngdkraftsgivare 130, som kan anbringas på fartyget 10 med sin spinaxel 132 orienterad paral- lellt med det lokala gravitatíonsfältet 134 för att ge utgående rullnings- och stampningssignaler 136, 138 proportionella mot den 771.37 64- 4 ll av rullning och stampning orsakade vinkeländringen av fartygets 10 läge relativt det lokala gravitationsfältet 134. Kontrollenheten 111 innefattar konventionella kretselement (ej visade) för bildande av differensen mellan lägessignalerna 108, 110 och gyrosignalerna 136, 138 för rullning respektive stampning för att bilda läges- kontrollsignalerna 112 - 118.

I ytterligare ett arrangemang kan den tyngdkraftsrefererade givaren 130 anbringas direkt på den dynamiskt lagrade lyftriggen 30 för att ge utgàngssignaler 136, 138 för rullning och stampning, vilka är proportionella mot rullning och stampning hos mastens överbyggnad 46, 52 relativt det lokala tyngdkraftfältet. För detta arrangemang innefattar kontrollenheten lll konventionella kretsdetaljer (ej visade) för genererande av lägeskorrigerande signaler 112 - 118 i proportion till skillnaden mellan basdelens rullnings- och stamp- ningssignaler 108, 110 och den tyngdkraftsrefererande givarens ut- gående rullnings- respektive stampningssignaler 136, 138. Den tyngdkraftsrefererande givaren 130 är företrädesvis en vertikal gyro anbragt direkt på lyftriggen 30 med sin spinaxel orienterad parallellt med det lokala gravitationsfältet 134. Emellertid kan den tyngdkraftsrefererande givaren 130 omfatta ett par givare av pendeltyp för ändringar i vinkelläge med rörelseplanen för pendel- massan i vardera sensorn orienterade väsentligen i rät vinkel in- bördes och väsentligen i linje med fartygets rullnings- och stamp- ningsaxlar.

I vissa fall är det önskvärt att ge möjlighet till manuell kontroll genom en operatör, som observerar utmatandet eller inhämtandet av rörsträngen. Därför innefattar kontrollsystemet en manuell enhet 140 för påverkningskontroll som genererar artificiella påverk- ningssignaler 142, 144 för rullning och stampning i respons till manuella kontrolldirektiv av operatorn. De artificiella rullnings- och stampningssignalerna 142, 144 är valfritt anslutna som ingång till kontrollenheten 111 medelst en referensväljarenhet 146 för att tillåta manuell överskridningskontroll av plattformens läge genom operatorn. Den valda referensen producerar referenssignaler rho (E) och phi (d) för rullning och stampning.

Föreliggande uppfinning ger sålunda ett anpassbart och robust system för lägesdirigering i syfte att upprätthålla väsentlig parallelli- tet mellan en mastkonstruktion på en lyftrigg och rörsträngens ver- '171-3764* fr 12 tikala axel för att nedbringa böjpâkänningen i rörsträngen pâ grund av fartygets rullning och stampning. Denna fördel vinnes medelst ett sfäriskt fjädrande lager som också tjänstgör som stötdämpande mekanism, vilken samverkar med det rörliga blocket på lyftriggen för att nedbringa de axiella dragspänningarna framkallade i rör- strängen på grund av accelerations- och retardationskrafter i sam- band med hanteringen av rören, när rörsträngen sänkes i havet eller dras upp ur detta och bringas till stillastående. Denna lageranord- ning medger därför malmuppfordring på större havsdjup och i svårare sjö än vad som tidigare varit möjligt med konventionella havsgående fartyg för malmuppfordring.

De speciella konstruktiva detaljer som visas är givetvis endast illustrativa, och andra likvärdiga anordningar kan tillämpas utan att avvika från omfånget av uppfinningen, såsom denna definieras i de följande patentkraven. Likaså är tillämpningen av uppfinningen inte bunden till malmuppfordring såsom i utföringsexemplen utan kan tillämpas för uppfordring av andra fyndigheter från havsbotten.

Claims (14)

10 15 20 25 30 35 7713764-*4 ß gatentkrav

1. Rörupphängningsapparat för montering på ett däck (34) på ett oceangående fartyg (10) eller en flytande plattform, försedd med en brunn (32) för en rörledning (14) ned i havet, varvid apparaten omfattar ett mastfackverk (46) uppburet av en basplatta (48), en första lagerdel (70) mellan basplattan (48) och däcket (34) för att tillåta basplattans (48) vinkelutslag kring fartygets rullnings- och stampnnxßaxlar relativt däcket (34), samt första drivorgan (62-68) anslutna till basplattan (48) för dess för- skjutning relativt den första lagerdelen (70), k,ä n n e t e c k- n a d av en glidskål (81) med ett parti (90) för understöd av ett periferiellt ytparti av rörledningen (41), en andra lagerdel (80) verkande mellan glidskålen (81) och basplattan (48) och tillå~ tande basplattans vinkelrörelse kring dess rullnings- och stamp- nimfiaxlar relativt glidskålen (81), varigenom apparaten är manövrer- bar antingen medelst dynamisk lägesinställning då nämnda första drivorgan (62-68) är anordnade att förflytta basplattan (48) kring rullnings- och stampningsaxlarna för att bibehålla mastfack- verket (46) i huvudsak parallellt med rörledningens (14) vertikala axel, eller medelst passiv lägesinställning då basplattan (48) är låst i förhållande till däcket (34) och nämnda andra lagerdel (80) tillåter basplattan (48) och mastfackverket (40) på denna att rulla och stampa i förhållande till glidskálen (81).

2. Apparat enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av en cylindrisk rörände (92) för upptagande av rörledningens (14) ena ände, vilken rörände är mekaniskt fäst vid glidskâlen (81) och* sträcker sig ned från denna genom den första (70) och andra (80) lagerdelen.

3. Apparat enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den första lagerdelen (70) omfattar en ringformad sektion av en i huvudsak sfärisk laminerad kropp med omväxlande skikt av ett elastiskt material (72) och ett relativt oelastiskt material (74), varvid varje ringformad sektion är placerad i huvudsak koncentriskt kring ett gemensamt rotationscentrum. 171s7e4+4 10 15 20 25 30 35 W

4. Apparat enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a d av att den andra lagerdelen (80) omfattar en ringformad sektion av en i huvudsak sfärisk laminerad kropp med omväxlande skikt av ett elastiskt material (72) och ett relativt oelastiskt material (74), varvid varje ringformad sektion är placerad i huvudsak koncentriskt kring ett gemensamt rotationscentrum.

5. Apparat enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den första lagerdelens (70) fjäderkonstant är avsevärt större än den andra lagerdelens (80) fjäderkonstant.

6. Apparat enligt patentkrav 4 eller 5, k ä-n n e t e c k- n a d av att den första sfäriska lagerdelens (70) ursprungliga kurvatur är i huvudsak koincident med den andra sfäriska lager- »delens (80) ursprungliga kurvatur.

7. Apparat enligt något av patentkrav 4, 5 eller 6, k ä n n e- t e c k n a d av att var och en av lagerdelarnas laminerade kroppar är insatt mellan övre respektive undre ringformade kragar (76, 78, 86, 88), varvid den första lagerdelens (70) undre krage (78) är uppburen av ett fackverk på däcket (34) i fixt läge relativt brunnen (32), medan den första lagerdelens övre krage (78) uppbär basplattan (48) och den andra lagerdelens undre krage (88), och den andra lagerdelens (80) övre krage (86) stöder glidskâlen (81).

8. Apparat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k- n~a d av: __ _ givare (104, 106) för alstring av elektriska lägessignaler proportionella mot fartygets (10) rullnings- och stampnings- rörelser, en elektronisk kretsenhet (111) kopplad till givarna för alstring av lägeskorrektionssignaler med förutbestämd relation till giv- arnas lägessignaler, och» _ hydrauliska kontrollorgan (120, 122, 124, 126), vart och ett an-- slutet till ett servoreglerat drivorgan och pâverkbara av en mot- svarande lägeskorrektionssignal, varvid varje drivorgan är försett med en hydrauliskt påverkbar kolv (62A, 64A, 66A, 68A) ansluten till ett utvalt ställe på basplattan (48) och kolvarnas 10 15 20 25 30 35 s, 7713764--4 lineära förskjutning är bestämd av korrektionssignalen som avges till motsvarande hydrauliska kontrollorgan, varigenom basplattan (48) valbart kan vinkelförskjutas relativt fartyget för att kompen- sera fartygets rullnings- och stampningsrörelser när de dynamiska lägesinställningsorganen är inkopplade.

9. Apparat enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att givarna omfattar första och andra pendelstyrda, tyngdkraftberoende vinkelutslagskänsliga kännare (104, 106) fästa på basplattan (48), varvid den pendlande massans rörelseplan hos var och en av kännarna är orienterade i huvudsak i rät vinkel mot varandra och i huvudsak i linje med fartygets rullnings- respektive stampnings- axlar.

10. Apparat enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att i lägesinställningsorganen ingår rullnings- och stampningsgivare (104, 106) fästa på basplattan (48), varvid givarna är orien- terade att avge elektriska signaler (108, 110) proportionella mot basplattans rullnings- och stampningsrörelser relativt far- tyget, och en vertikal gyro-givare (130) monterad i fartyget med spinaxeln orienterad parallellt med det lokala gravitations- fältet för att alstra elektriska signaler proportionella mot fartygets rullnings- och stampningsvinkelutslag relativt det lokala gravitationsfältet.

11. Apparat enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d av att den elektroniska kretsenheten genererar lägeskorrektions- signaler i enlighet med ett förutbestämt funktionsförhâllande mellan kännarnas och den vertikala gyro-givarens signaler.

12. Apparat enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av ett manuellt påverkbart organ (140) för alstring av artificiella rullnings- och stampningssignaler (142, 144), vilka signaler är selektivt kopplingsbara med den elektroniska kretsenheten (111) för att medge manuell inställning av basplattans (48) och mast- fackverkets (46, 52) lägen relativt fartyget.

13. Apparat enligt något av patentkraven 1-7 och omfattande elektromekaniska regleringsorgan för att åstadkomma en rörelse 10 15 20 7713764-4 ,ø hos basplattan (48) kring den första lagerdelen, k ä n n e- t e c k n a d av att i regleringsorganen ingår elektromekaniska givare (104, 106) för alstring av första och andra elektriska lägessignaler proportionella mot basplattans vinkelförskjutningar vid rullning- respektive stampning i förhållande till en förut- bestämd referensaxel, varvid även ingår en vertikal gyro (130) monterad på fartyget och med sin spinaxel orienterad parallellt med det lokala gravitationsfältet, elektroniska kontrollorgan för generering av första och andra lägeskorrektionssignaler (112-118) proportionella mot en förutbestämd funktion hos givarnas första respektive andra lägessignaler samt hydrauliska drivorgan med en kolvkonstruktion som är operativt anordnad att förskjuta basplattan i vinkel-kring dess rullningsaxel relativt fartyget i beroende av den första korrektionssignalen och kring dess stampnings- -axel relativt fartyget i beroende av den andra korrektionssignalen.

14. Apparat enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a d av att i de elektromekaniska givarna ingår första och andra pendel- styrda, tyngdkraftberoende avkännare av vinkelförskjutning fästa vid basplattan, varvid varje kännares rörelseplan hos pendel- massan är orienterade i huvudsak i.rät vinkel mot varandra och i huvudsak i linje med basplattans rullnings- respektive stampnings- axlar.