SE462086B - Foerankringssystem foer en havsbaserad arbetsplattform - Google Patents

Description

462 086 2 Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förank- ringssystem, som möjliggör en enklare hantering av de båda ändarna av en dragstång, och således reducerar de ovan beskrivna nackdelarna. ' För detta ändamål kännetecknas uppfinningen av att fästena i bottenfundamentet är placerade längs en ringformad bana, att en vagn med brytorgan för en eller flera hanteringslinor för en med en löphylsa försedd dragstång är förflyttbar längs nämnda ring- formiga bana, och att fästorganen för dragstängernas övre ändar är placerade vid hörnpelarnas utsidor. Genom denna utformning av förankringssystemet förenklas styrningen av dragstängernas övre och nedre ändar väsentligt.

Enligt ett fördelaktigt utföringsexempel av uppfinningen är dragstängernas övre ändar vinkelelastiskt förbundna med ballast- bara flytelement. Eftersom dragstängerna således når upp längs plattformens hörnpelare, kan flytelementet under installations- förloppet bilda en vid vattenytan åtkomlig boj, i form av en stående cylinder, vilket är en gynnsam utformning för att uppnå minimal påverkan av vågalstrade hävrörelser.

Fästorganen för dragstängernas övre ändar omfattar lämpligen dels nedre organ för upptagande av vinkeländringar i dragstäng- ernas längdriktning, som är placerade invid hörnpelarnas nedre ändar, och dels övre organ för upptagande av vertikallaster, som är placerade ovanför plattformens operationsvattenlinje. På detta sätt undviks brytning mellan hörnpelarnas nedre kant och respektive dragstång. Vidare fördelas lasterna längs hörnpelarna och bästa möjliga åtkomlighet erhålles.

De övre och nedre fästorganen är företrädesvis försedda med slitsformade öppningar, vilka möjliggör radiell införing av flytelementet i det övre fästorganet och axiell införing av flyt- elementet i det nedre fästorganet.

De övre organen är lämpligen försedda med hydrauliska pressorgan, vilka är ansättbara mot dragstängerna, möjliggörande en temporär låsning av plattformen gentemot stängerna, under något av de nedre vändlägena för plattformens hävamplitud. Dessa hydrauliska organ kan med fördel användas ovanför vattenlinjen. 462 086 3 De hydrauliska pressorganen är lämpligen kombinerade med skruvdon, vilka är inrättade att permanent låsa plattformen i önskat nivàläge längs dragstängerna, så att de hydrauliska pressorganen normalt kan vara avlastade.

Enligt ytterligare ett fördelaktigt utföringsexempel av uppfinningen sträcker sig en genom brytorganen i vagnen löpande hanteringslina, från ett första dragorgan vid havsytan ned till nämnda brytorgan och tillbaka uppåt till en längs huvudsakligen hela dragstångens längd förskjut- och delbar löphylsa, från vilken en andra linpart sträcker sig till ett andra dragorgan vid havsytan. Genom denna utföringsform av uppfinningen, kan man hantera den nedre änden av en dragstång med hjälp av endast en eller ett par hanteringslinor.

Fästena i bottenfundamentet uppvisar lämpligen tangentiellt mot den tänkta cirkeln av dragstångsfästen anordnade öppningar för dragstängernas nedre ändar, vilka möjliggör tangentiell införing av vardera dragstångens nedre ände medelst en runt dragstångens nedre ände gripande löphylsa och den via hanter- ingslinan med hylsan förbundna vagnen.

Vagnen löper lämpligen på skenorgan, vilka bildar den längs dragstångsfästena löpande ringformade banan.

Enligt ytterligare variant av uppfinningen används en fjärrstyrd undervattensfarkost för att förflytta vagnen längs skenorganen. Genom användningen av en fjärrstyrd undervattens- farkost erhålles på ett enkelt sätt framdrivningskraft för förflyttning av vagnen längs skenorganen.

De ovan nämnda och ytterligare egenskaper hos uppfinningen kommer att beskrivas mer detaljerat i det följande, med hänvis- ning till de bifogade ritningarna, på vilka Fig. 1 är en schematisk perspektivvy visande ett förankrings- system enligt uppfinningen i sin helhet, Fig. 2-6 visar en av förankringssystemets dragstänger under installering, Fig. 7 visar schematiskt anordningen av fästen för dragstänger i bottenfundamentet, Fig. 8 är ett snitt längs linjen VIII-VIII i Fig. 10, Fig. 9 är ett snitt längs linjen IX-IX i Fig. 10, 462 086 4 Fig. 10 är en vy ovanifrån av en vagn för montering av drag- stängernas nedre ändar i bottenfundamentet, Fig. 11 är en bruten vy av en dragstång med en på denna monterad löphylsa, Fig. 12 visar löphylsan i delat tillstånd, Fig. 13 och 14 visar plattformen i sin helhet, under montering av en dragstång, Fig. 15 visar den övre infästningen av en dragstång i ett flyt- element, som i sin tur är fasthållet vid plattformsbenet, Fig. 16 visar infästningen av flytelementets övre ände vid platt- formsbenet, och Fig. 17 visar organ för justering av dragspänningen i stängerna.

Den i figurerna visade plattformen 10 kan exempelvis användas för offshore-baserad produktion av olja och gas samt omfattar ett arbetsdäck 11, fyra i ramform placerade ponton- element 12 och fyra uppåtriktade hörnpelare 13, på vilka arbets- däcket vilar. Plattformen 10 är förbunden via dragstänger 14 med ett på havsbottnen 15 vilande fundament 16 med i det visade utföringsexemplet huvudsakligen cirkulär form (se Fig. 1).

Förankringssystem med dragstänger kan med fördel användas på stora djup, t.ex. ända ner till cirka 3000 meters djup, och innebär att man använder plattformens flytkraft till att förspänna dragstängerna. Detta gör att arbetet på plattformen kan fortgå relativt ostört, oberoende av väder- och vågför- hållanden. Dessutom kan stela stigarledningar 17 med produktionsventílerna placerade på däck användas, vilket är en stor fördel ur kostnads-, tillgänglighets och säkerhetssynpunkt.

Vid förankríngssystemet enligt denna uppfinning är drag- stängerna anordnade längs omkretsen av det cirkulära botten- fundamentet 16 och sträcker sig upp till utsidan av plattformens hörnpelare 13. Detta arrangemang ger fördelar både under platt- formens installering, dess operation och vid byte av någon av de enskilda dragstängerna.

I det följande kommer ett förfarande för installering av plattformen att beskrivas närmare.

Dragstängerna 14 kan bogseras färdigtillverkade i sin fulla längd till installationsplatsen. Vid långa dragstänger eller vid stora avstånd kan det emellertid vara lämpligt att transportera 462 086 5 dragst?1gerna på en flotte i, exempelvis, 200 meter långa sektioner, vilka sjösätts huvudsakligen horisontellt från flotten under successiv sammansättning till sin fulla längd, antingen genom skruvning, svetsning eller någon annan jämförbar metod.

Fig. 2 visar hur en sådan sammansatt dragstång 14 hanteras dels vid ena änden av den flotte 18, på vilken sammansättningen har skett, och dels vid andra änden av ett supplyfartyg 19.

Härvid används ett par hanteringslinor 20a, vilka sträcker sig från winchorgan på flotten 18 och är förbundna med en i Fig. 2 vid dragstångens bottenände 14a befintlig löphylsa 21, ett andra par linor 20b sträcker sig vidare nedåt från denna hylsa 21 till linbrytblock 22 vid en längs bottenfundamentet förflyttbar vagn 23, som senare kommer att beskrivas mer detaljerat.

Hanteringslinorna 20b passerar genom dessa block 22 och sträcker sig vidare uppåt till winchorgan på supplyfartyget 19, vars winchorgan dessutom är försedda med en lyftlina 24, som sträcker sig till dragstångens toppände 14b. Med hjälp av dessa linor kan dragstången 14 sänkas ned till cirka halva vattendjupet.

Därefter dras stångens toppände upp till ytan, med hjälp av den från winchorganen på supplyfartyget 19 utgående lyftlinan 24.

Stångens bottenände sänks samtidigt ned mot botten med hjälp av lyftlinorna 20a, som är kopplade till flottens 18 winchorgan.

Supplyfartygets winchorgan tar samtidigt hem slacket i linändarna 20b. Till slut kommer dragstången att inta det i Fig. 3 visade vertikalläget med bottenänden 14a belägen strax ovanför funda- mentet 16 och toppänden 14b flytande invid vattenytan. För att stabilisera nämnda övre ände, är denna försedd med en rörformad flytkropp 25, som sticker upp ovanför vattenytan. Därefter kopplas en slang från supplybâten till flytkroppen 25 och allt vatten pumpas ur denna, varvid flytkroppen fylls med luft, så att stångens toppände 14b erhåller tillräcklig flytkraft för att hälla sig vid ytan.

Nu kan stångens bottenände 14a dras nedåt och in mot ett säte 23a i den längs bottenfundamentet 16 förflyttbara vagnen 23 (se Fig. 7-10), genom hanteringslinornas 20 dragning av löphylsan 21 mot vagnen 23 och under anliggning mot en fläns 2la på drag- stängen 14. 462 086 6 Bottenfundamentet 16 har fyra grupper, som i detta utförande vardera omfattar tre fästen 26 för dragstångens nedre ände 14a.

Dessa fästen är försedda med tangentiellt riktade öppningar 27.

Vagnen 23 är monterad via lagrade rullar på en skena 28 med kors- format tvärsnitt, som möjliggör en exakt gejdstyrning av vagnen längs skenans längdriktning. Framdrivning av vagnen 23 åstad- kommes med hjälp av de på en fjärrstyrd undervattensfarkost 29 anordnade trustrarna 30a. Denna farkost 29 kan via styrhylsor 29a förflytta sig upp och ned längs hanteringslinorna 20, till och från sitt arbetsläge mellan de båda skänklarna 23b till ett ok.

Undervattensfarkosten är enligt konventionell teknik försedd med TV-kameror för övervakning av arbetsförloppet och dess horison- taltruster 30 kan leverera en konstant tryckkraft av cirka tre ton, vid förflyttning av vagnen 23 i skenans 28 längdriktning. En motsvarande vertikaltruster 30b används vid behov, för att motverka ett medurs vridmoment i Fig. 8 och 9, kring skenan 28.

Vid inledningen av monteringsförloppet, då stångens nedre ände 14a placeras i sätet 23a, intar vagnen 23 den i Fig. 10 visade positionen. Därefter aktiveras horisontaltrustern 30a, så att dess reaktionskraft för vagnen 23 i riktning uppåt i figuren, och vertikaltrustern 30b, som motverkar den av flytkroppen 25 alstrade lyftkraften i dragstången 14. Härvid förflyttas drag- stångens bottenände 14a in i öppningen 27 i fästet 26, så att en elastiskt monterad flänskrage 31 vid nämnda ände befinner sig rakt under ett säte 32 i fästet 26. Därefter slackas de med supplyfarkosten 19 förbundna hanteringslinorna 20b, varvid dragstången kan flyta axiellt uppåt, tills den flexibla ändflänsen 31 bottnar i sätet 32. Härvid kan löphylsan 21 dras uppåt längs dragstången 14 medelst de till flotten 18 löpande hanteringslinorna 20a, samtidigt som hanteringslinorna 20b slackas ytterligare.

Löphylsan visas närmare i Fig. 11 och 12, varvid framgår att hylsan är försedd med inre, fjädrande stödrullar 33, vilka möjliggör för hylsan att obehindrat passera förbi skarvkopplingar 34 till en medelst skruvförband skarvad dragstång. Hylsan 21 är dessutom försedd med utlösningsstift 35, vilka är inrättade att utlösas, när hylsan når undersidan av flytkroppen. Härvid delas löphylsan 21 axiellt i två halvor, som Fig. 6 visar. Dessa båda 462 086 7 halvor kan dras undan vid sidan av den nyss installerade drag- stången och appliceras på den nästföljande dragstángen, som nu kan börja sjösättas från flotten 18.

Detta förfarande upprepas för installation av samtliga tolv dragstänger, under användning av samma löphylsa 21, samma han- teringslinor 20 och samma vagn 23. _ Fig. 13-17 illustrerar sammankopplingen mellan plattformen 10 och dragstängernas övre ändar 14b. Härvid ballastas platt- formen 10 ned till cirka sex meter större djupgående än normalt och dras in mitt emellan de fyra grupperna av flytelement 25, som flyter vid vattenytan. De övre ändarna av hörnpelarna 13 är vardera försedda med tre teleskopiskt, horisontellt utskjutbara kranarmar 36, för hantering av vardera dragstángen. Den från resp. kranarm utgående lyftlinan 36a anbringas vid den övre änden 37 av flytelementet 25. Därefter spänns samtliga lyftlinor 36a med en kraft av vardera cirka 30 ton. Plattformen intar nu det i Fig. 13 visade läget, varvid emellertid endast en dragstång är visad. De teleskopiska kranarmarna 36 börjar nu dras in mot respektive hörnpelare 13.

Hörnpelarnas 13 utsidor är försedda med övre och nedre fäst- organ 38 resp. 39 för flytelementet 25. Dessa visas närmare i Fig. 15 och 16, varav även framgår att dragstángen 14 är inskruvad i en fläns 40, som via elastiska gummielement 41 bildar en elastiskt snedställbar förbindelse med flytelementet 25. Det nedre fästorganet 39 omfattar en hållare med en öppning 42, som är bred nog att möjliggöra radiell införing av dragstángen 14, och en hylsa 43 med motsvarande öppning. Det övre fästorganet 38 omfattar en hållare med en öppning 44, som är bred nog att möjliggöra radiell införing av flytelementet 25.

Från det i Fig. 13 visade läget kan kranarmarna 36 således dra in flytelementet med dragstángen i de övre och nedre hållarna. Härvid lyfts hylsan 43 något medelst en draglina 45.

Dessa hylsor 43 hjälper till att axiellt äntra flytelementen 25 i de nedre fästorganen 39, vilket sker genom att ballast successivt pumpas ut från plattformen 10, så att den stiger vertikalt tills den befinner sig cirka 1,5 meter nedanför den i Fig. 14 visade normala operatíonsvattenlinjen 46. Under detta skede följer plattformen fortfarande vågornas hävrörelser, och eftersom 462 086 8 kranarmarnas draglinewinchar, enligt konventionell teknik, är försedda med passiv hävkompensering, medför detta att drag- linorna 36a kan hållas spända med konstant kraft under denna relativrörelse mellan plattform och dragstänger. Nu kan övergången ske från detta i stort sett fritt hävande tillstånd till det dragstångsförankrade tillståndet.

Härvid används hydrauliska kolvcylindrar 47 (se Fig. 16 och 17), vilka är anordnade att verka mot ett huvud 48 på flyt- elementet 25. Fyra sådana kolvcylindrar 47 är anordnade i varje övre hållare 38 och befinner sig vid normalt vattenstånd på cirka sju meters höjd ovanför operationsvattenlinjen 46. Cylindrarnas kolvar har en slaglängd av cirka 1,5 meter och påföres ett lämpligt tryck och en successivt ökande strypning, som gör det möjligt för kolvarna att följa med plattformens statiska och dynamiska hävrörelse under fortsatt successiv reducering av plattformens ballast, till plattformen befinner sig i närheten av sin operationsnivå. Under det att kolvarna 47a således pressas upp och ned i deras cylindrar 47 reduceras slaglängden succes- sivt. Man övervakar samtidigt plattformens amplitudrörelser och väljer ett ögonblick när ett av plattformens hörn befinner sig i botten av en vågdal, för att låsa kolvarna 47a i detta hörn under vändningsögonblicket, då accelerationen är lägst. Låsningsför- farandet upprepas för övriga tre hörn och plattformen har då upphört att följa vågrörelserna. Genom övervakning av det mot varje flytelementhuvud verkande hydraultrycket, kan kolvarna justeras så att dragningen är lika stor i samtliga dragstänger. I detta läge kan vid cylindrarna 47 koaxiellt anordnade skruvorgan 49 skruvas uppåt medelst vridmotorer tills de stöder mot huvudet 48, varvid kolvarna 47a kan förskjutas tillbaka in i cylindrarna 47. Plattformen är i detta läge fixerad vid dragstängerna och installationen är avslutad. Skruvorganen 49 är försedda med last- avkännande celler 50, vilka används för fortlöpande övervakning av dragspänningen i dragstängerna. Om någon efterjustering skulle vara nödvändig på en dragstång kan dess hydraulkolvar åter appliceras mot huvudet 48, varefter skruvorganets axiella höjd- läge kan justeras friktionsfritt. 462 086 9 Det ovan beskrivna installationsförfarandet kan genomföras helt utan dykarassistans, tack vare att dragstängerna sträcker sig upp till vattenytan och inga anslutningsarbeten behöver utföras på plattformens undersida. Likaledes förenklas utbyte av en dragstång. De verksamma hydraul- och skruvorganen är belägna ovanför vattenytan och kan lätt underhållas eller, om så erfordras, bytas.

Uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet, utan flera varianter är tänkbara inom ramen för efterföljande krav. Exempelvis kan organen för låsning av plattformen vid dragstängerna utformas annorlunda än visat.

Bottenfundamentet kan göras kvadratiskt, i stället för cirkulärt som visat. Antalet dragstänger 14 kan varieras inom ramen för uppfinningen.

Claims (9)

462 086 10 PATENTKRAV

1. Förankringssystem för en ovanför ett stort havsdjup baserad, ytflytande arbetsplattform med i ramform placerade pontonelement (12), uppâtriktade hörnpelare (13) och ett arbetsdäck (11) för exploatering av olja- eller gasfyndigheter under havsbottnen, vilket system omfattar ett på havsbottnen placerat bottenfundament (16), vilket är försett med fästen (26) för dragstänger (14), som sträcker sig upp till fästorgan (38, 39) vid arbetsplattformen (10), vilka fästorgan (38, 39) för dragstängernas övre ändar (14b) är placerade vid hörnpelar- nas (13) utsidor, k ä n n e t e c k n a t därav, att fästena (26) i bottenfundamentet (16) är placerade längs en ringformad bana, och att en vagn (23) med brytorgan (22) för en eller flera hanteringslinor (20b) för en med en löphylsa (21) försedd dragstàng (14) år förflyttbar längs nämnda ringformiga bana.

2. Förankringssystem enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att dragstängernas (14) övre ändar (14b) är vinkelelastiskt förbundna med ballastbara flytelement (25).

3. Förankringssystem enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att fâstorganen (38, 39) för dragstängernas (14) övre ändar (14b) omfattar dels nedre organ (39), för upptagande av vinkeländringar i dragstängernas längdriktning, som är placerade invid hörnpelarnas nedre ändar, och dels övre organ (38) för upptagande av vertikallaster, som är placerade ovanför plattformens operationsvattenlinje (46), och att de övre och nedre fâstorganen är försedda med slitsfor- made öppningar (42, 44), vilka möjliggör radiell införing av flytelementet (25) i de övre fâstorganen (38) och axiell införing av nämnda flytelement i de nedre fâstorganen (39).

4. Förankringssystem enligt kravet 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att de övre organen (38) är försedda med hydrauliska pressorgan (47, 47a), vilka är ansättbara, mot dragstängernas (14) flytelement (25), möjliggörande en temporär låsning av plattformen gentemot stängerna, under något av de nedre vändlâgena för plattformens hävamplitud. 11 462 086

5. Förankringssystem enligt kravet 4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att de hydrauliska pressorganen (47, 47a) är kombinerade med skruvdon (49), vilka är inrättade att perma- nent låsa plattformen (10) i önskat nivåläge längs dragstänger- na (14), sä att de hydrauliska pressorganen normalt kan vara avlastade.

6. Förankringssystem enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t därav, att en genom brytorganen (22) i vagnen (23) löpande hanteringslina (20b) sträcker sig från ett första dragorgan vid havsytan (46) ned till nämnda brytor- gan och tillbaka uppåt till en längs huvudsakligen hela drag- stångens (14) längd förskjut- och delbar löphylsa (21), från vilken en andra linpart (20a) sträcker sig till ett andra dragorgan vid havsytan.

7. Förankringssystem enligt kravet 6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att fästena (26) i bottenfundamentet (16) uppvisar tangentiellt mot den tänkta cirkeln av dragstàngs- fästen (26) anordnade öppningar (27) för dragstängernas (14) nedre ändar (14a), vilka möjliggör tangentiell införing av vardera dragstångens nedre ände medelst en runt dragstångens nedre ände gripande löphylsa (21) och den via hanteringslinan (20b) med hylsan förbundna vagnen (23).

8. Förankringssystem enligt kravet 7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att vagnen (23) löper på skenorgan (28), vilka bildar den längs dragstàngsfästena (26) löpande ringfor- made banan.

9. Förankringssystem enligt kravet 8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att en fjärrstyrd undervattensfarkost (29) används för att förflytta vagnen (23) längs skenorganen (za) .