SE464807B - Delvis nedsaenkbar farkost, saasom en borrigg, med stabiliserande flottoerer samt foerfarande foer att stabilisera en saadan farkost - Google Patents

Description

464 807 2 Därav följer att en betydande förbättring i konstruktionen av delvis nedsänkbara skrov kan uppnås om: (a) VDL ökas utan negativa effekter på WW, (b) nödvändigheten av att bortföra ballast och förbruknings- varor för att ändra driftsformen mellan borrnings- och nöd- djupgående minskas eller elimineras.

För att öka VDL-kapaciteten hos delvis nedsänkbara borriggar införes normalt sett en eller flera av följande modifieringar: ytterligare pelare, gasblåsor på pelaren fram till ponton- anslutningar för att förbättra transportstabiliteten, gas- blåsor på pelarna vid driftsdjupgåendet och ökning av ponton- deplacementet.

Ytterligare pelare och/eller gasblåsor på pelarna vid drifts- djupgående påverkar negativt krafterna, som utövas på fartyget genom vågor och strömmar under drift och kan inbegripa en betydande ökning av konstruktionskostnaderna.

En ökning av pontondeplacementet påverkar totalt sett inte stabiliteten om det inte inbegriper en motsvarande ökning av ballastmängden och denna åtgärd åstadkommer således inte effektiva medel för att förbättra stabiliteten. Dessutom kan denna åtgärd också vara dyrbar. Gasblåsor på pelaren till pontonanslutningar påverkar inte stabiliteten vid borr- nings- och nöddjupgående även om de är viktiga för transport- tillståndet.

Föreliggande uppfinning söker förbättra nödkapaciteten hos en delvis nedsänkbar farkost, såsom en borrrigg, genom att åstad- komma en varibel geometri hos bärighetsvolymen och i enlighet därmed åstadkommes en delvis nedsänkbar borrigg eller farkost med de i patentkravet 1 angivna särdragen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har de bäringhetskofigurationsändrande elementen, vilka är anordnade omkring åtminstone vissa av pelarna, hylsliknande form med 3 464 807' huvudsakligen ringformigt tvärsnitt och är i sina nedre ändar avslutade av manschetter med avtagande ytterdiameter för att åstadkomma en inåt avfasad eller inåtkrökt hylsände.

Tjockleken hos de hylsliknande elementen med ringformigt tvär- snitt och deras höjd ovanför deras manschetter är lämpligen enhetlig och vald för att åstadkomma en optimal ökning av bärighetsvolymen i nödvattenlinjeplansläget och för att medge ett tillräckligt område för förflyttning relativt vattenytan, vilken förflyttning härrör från rörelse hos farkosten och/eller vågor.

Transportbetíngelserna för borriggen förbättras genom att de hylsliknande elementen placeras omedelbart ovanför pontonerna, där de kan samarbeta med dessa för att öka bärighetsvolymen vid transportvattenlinjeplanet.

Inâtfasningen eller krökningen av manschetterna vid hylsändar- na tjänar till att minska stötkrafterna vid införandet av det hylsliknande elementet in i vattnet vid endera riggens trans- portvattenlinjeplan eller vid riggens nödvattenlinjeplan.

Manschetterna kan också tjäna till att gradera den hydrosta- tiska styvheten hos riggen.

I ett annat avseende åstadkommer uppfinningen en farkost med de i patentkravet 11 angivna särdragen. I patentkraven 11 och 12 anges förfaranden för att stabilisera en farkost av i patentkravet 1 resp ll angivet slag.

I det följande beskrives, såsom åskådningsexempel, en ut- föringsform av uppfinningen, såsom denna tillämpas för bor- riggar. varvid hänvisning göres till bifogade ritningar, av vilka: fig. 1 är en schematisk vy av en delvis nedsänkbar borrenhet, varvid dess förmåga att variera geometrin hos sin bärighets- volym indikeras; fig. 1A är en detaljvy av en del av den i fig. 1 till höger visade ändpelaren, vid drift i upprört vatten; 464 807 4 fig. 2 är en detaljvy av ett hylsliknande element, som är monterat på en pelare; fig. 3 är en detaljvy ovanifrån, som schematiskt visar organ för att förflytta hylselementet på pelaren; fig. 4 är en detaliVY, vilken är likadan som fig. 3 men visar en annan form av bärighetskonfigurationsändrande element; och fig. 5 är en schematisk vy av en enda cylíndrisk boj, som har ett hylselement monterat på sig.

Med hänvisning till ritningarna anger 10 generellt en delvis nedsänkbar borriqq. som har en borrdäckstruktur 12, från vilken ett flertal pelare 14 hänger ned. Pelarna kan lämpligen ha cirkulärt tvärsnitt, även om det skall underförstås att de även kan ha andra former, exempelvis rektangulärt tvärsnitt.

Pontoner 16 av konventionell form är fästa till bottnen av pelarna 14 med konventionell form och hittills är detta en standardstruktur. 18 visar transportvattenlinjeplanet, dvs. det plan som vattnet befinner sig i när borriggen bogseras eller framdrives till läge och befinner sig vid sitt trans- portdjupgående med överdelarna av pontonskrovet just ovanför vattnet, och 20 betecknar borrningsvattenlinjeplanet, vilket för praktiska ändamål även kan betraktas som nödvattenlinje- planet även om detta kan vara olika. Avståndet hos däcket 12 ovanför vattenytan i nödtillstånd skall inte minskas under vissa gränser på grund av relativa rörelser mellan farkost och vågor om farkosten skall överleva en storm eller undgå skador.

Bäríghetskonfigurationsändrande element 22 med hylsliknande uppbyggnad är monterade omkring änden av pelarna 14 på styr- lister 24 (se fig. 3). De hylsliknande elementen 22 är huvud- sakligen ringformiga i tvärsnitt och har huvudsakligen cylind- risk form. Tjockleken Ar hos elementets 22 ringformiga tvär- snitt och höjden H hos den cylindriska delen av elementet 22 är utvalda för att åstadkomma den önskade ökningen i volymen eller bärigheten hos borriggen 10 vid nödvattenlinjeplanet 20 när elementen 22 är fasthållna i läge vid nödvattenlinjeplanet . såsom visas i fig. l. Höjden H är vald för att medge en tillräcklig räckvidd för förflyttning relativt vattenytan, 464 8072 vilken förflyttning härrör från rörelse hos farkosten och/eller vågrörelse, såsom indikeras med 30. Elementen 22 avslutas i sina nedre ändar av manschetter 32, vilka har minskande ytterdiameter för att åstadkomma en inåt fasad yta 31. dvs., såsom visas, en konfiguration i form av en upp- och nedvänd stympad kon, eller möjligen en inåtriktad krökt kon- figuration. Denna inåt fasade eller krökta ände hos hylsorna minskar stötkrafterna vid inträde av det hylsliknande elementet i vattnet.

Såsom bäst framgår av fig. 3 är de längsgående styrlisterna 24 på pelarna 14 í ingrepp med samverkande styrlistingripande organ i form av rullar 38, som är belägna i rännor 40. som är anordnade mellan segment 42 hos elementets 22 ringformiga vägg. Lämpliga förflyttningsorgan, vilka här schematiskt visas som ett lin- och linrullesystem 44, är också anordnade i rännan 40 och manövreras medelst vinschar (icke visade) på däcket l2 för att förflytta elementet 22 i längsled av pelaren 14 mellan det lägre eller transportläget, såsom visas i fig. l, och det övre eller nödvattenlinjeplanläget. Det inses att elementet 22 skall låsas till pelaren i endera av dessa två lägen och under vissa omständigheter kan det till och med göras möjligt att låsa elementet till pelaren i andra lägen än vad som visas i fig. 1 för att sörja för varierande drifts- betingelser.

I början när borrningsriggen bogseras eller framdrives till borrplatsen är elementet 22 låst till pelaren vid pontonnivån och elementet 22 tjänar här till att om en kraftigare sjögång inträffar under bogseringen öka bärighetsvolymen hos struk- turen genom tillägg till bärigheten vid pontonnivån. Kon- figurationen hos manschetten 32 absorberar vågchockerna och/eller rörelser, som tenderar att nedsänka pontonen, och höjden H hos elementet 22 tjänar till att åstadkomma ett ökat stabilitetsområde under bogseringsförhållanden.

När borrplatsen nås fylls pontonerna till den grad som är nöd- vändig för att nedsänka borriggen till borrningsvattenlinje- 464 807 6 planet 20, där riggen förankras. Under denna operation förblir elementet 22 fastlåst till pelaren i sitt nedre läge, och befinner sig således under vatten. Under borrning ger de rela- tivt tunna pelarna 14 med radien r (fig. 2) minimal vatten- linjeplanyta för borriggen och ger därför upphov till minimala våginducerade rörelser under acceptabla borrningsväderförhål- landen. När en stormvarning mottages frigöres emellertid elementet 22 från sitt lägre läge på pelaren och förflyttas upp till nödvattenlinjeplanet, där det återigen fastlåses. I detta läge ökar det pelarens vattenlinjeplanarea och ändrar den vertikala fördelningen av bärighetsvolymen. Eftersom elementens 22 ringtjocklek Ar och höjd H har konstruerats för att åstadkomma den nödvändiga ökningen i volym och den nödvändiga höjden för att upptaga större relativa rörelser och eftersom farkoströrelserna inte längre är en begränsande faktor kan borriggen tillåtas rida ut vågorna, stampande och rullande med vågorna, för att bibehålla borrdäcksstrukturen 12 på ett säkert avstånd ovanför vågtoppen 28. Efter stormens avtagande kan lin- och lintrisseelementen 44 manövreras för att föra ned elementen 22 längs styrlisterna 24 tillbaka till ett undervattensläge. troligtvis det lägre läget. som visas i fig. 1. _Elementet 22 låses sedan i detta läge och borrningen kan börja igen. varvid pelaren 24 åter antar sitt lilla tvärsnitt, som är lämpligt vid vattenlinjeplanet för att åstadkomma den minskning av våginducerad rörelse, som är nödvändig för borr- ning. Även om elementen 22 här har visats anordnade på var och en av de pontonbärande pelarna är det underförstått att under vissa förhållanden behöver elementen 22 inte anordnas på alla pelare eller även att speciella pelare kan vara anordnade för att uppbära elementen 22. Det är också underförstått att elementen 22, som har visats såsom varande huvudsakligen cylindriska. kan ha andra konfigurationer, exempelvis kan de vara av toroidform, eller de kan ha segmentform. så att de endast sträcker sig över en del av omkretsen hos pelaren. såsom visas 7 464 8070 vid 22a i fig. 4. Dessa segment 22a kan lämpligen monteras på en cirkulär vagn 46, vilken är i ingrepp med styrlisterna 24 (pâ samma sätt som den i fíg. 3 beskrivna konfigurationen) för att på ett säkert sätt hålla segmenten 22a på plats. De skall emellertid vara konstruerade för att ha en god säkerhet mot punktering och i själva verket kan elementen 22 företrädesvis för att undvika punktering och vattenfyllning vara fyllda med betong eller någon annan lämplig substans så att i händelse av bristning hos skalet till elementet 22 vatten inte kan komma in till ett tomt inre hos detta och fritt kunna strömma in i och ut ur elementet.

Man kan även tänka sig att de flertaliga elementen 22 kan utbytas mot ett enda element på en mittpelare, genom vilken borrstången går, och naturligtvis kan vilken som helst lämplig form på elementförflyttande organ, styrorgan eller låsorgan användas.

I fig. 5 visas en något annan tillämpning av uppfinningen. Här har en cylindrísk flottör 47 ett enda pelarorgan 14. I detta fall är ingen ponton fäst till pelarorganet. Ett bärighetskon- fígurationsändrande element, såsom det hylsliknande elementet 22, är förflyttbart monterat på pelaren 14 och rörligt för att kunna placeras vid ett första eller farkostvattenlinjeplan- läge, vilket visas till höger i fíg. 5, och ett andra läge, vid botten av pelaren 14, såsom visas till vänster i fig. 5. Återigen kommer elementet 22 att låsas vid den nedre änden hos flottören, när minimal våginducerad rörelse hos flottören är önskvärd. När maximalt frigående för toppänden av flottören ovanför vattenytan kräves låses elementet 22 i vattenlinje- planet.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 464 807 Patentkrav

1. Delvis nedsänkbar farkost, såsom en borrigg av den tYP. som förblir flytande under borrningsoperationer, vilken innefattar en däckstruktur (12), åtminstone en pelare (14) för att upp- bära däckstrukturen och pontonorgan (16), k ä n n e t e c k - n a d av ett bärighetskonfigurationsändrande element (22) på pelaren eller åtminstone en av pelarna (14) och av organ (24,38.40,44) för att förflytta detta element (22) längs den pelare (14), som elementet är förbundet med. vid hård sjö till ett första läge, i ett nödvattenlinjeplan (20), nära pelarens (14) övre ände, i vilket läge farkosten rider på vågorna. och vid lugn sjö till ett andra läge. i vilket elementet (22) är placerat under vattenlinjen och under sitt första läge och i vilket läge farkostens benägenhet att följa vågrörelser är mindre än i elementets (22) första läge, samt vid transport av farkosten till ett tredje läge. i ett transportvattenlinjeplan (18), varvid elementets (22) andra läge kan sammanfalla med det tredje läget.

2. Farkost enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att bärighetskonfigurationsändrande element (22) är anordnade på ett flertal pelare (14).

3. Farkost enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att åt- minstone ett av de bärighetskonfigurationsändrande elementen (22) har huvudsakligen cylindrisk form med ett huvudsakligen ringformigt tvärsnitt och är anordnat att omge den med elemen- tet förbundna pelaren.

4. Farkost enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de bârighetskonfigurationsändrande elementen (22). vilka är an- ordnade omkring åtminstaone vissa av pelarna (14). har hyls- liknande form, huvudsakligen ringformigt tvärsnitt och är i sina nedre ändar avslutade av manschetter (32) med avtagande ytterdiametrar för att åstadkomma en inåt avfasad eller inåt- krökt hylsände. \.'7 10 15 20 25 30 35 9 464 807)

5. Farkost enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a d av att de hysliknande elementen (22) med ringformigt tvärsnitt har en- hetlig tjocklek (Ar) och höjd (H) ovanför manschetterna. av att

6. Farkost enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d manschetterna (32) huvudsakligen har formen av upp- och ned- vända. stympade koner.

7. Farkost enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att alla pelare (14) avslutas i pontoner (16) och att hylsliknande element (22) är anordnade på alla pelare.

8. Farkost enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att de hylsliknande elementen (22) i läget nära transportvattenlinje- planet (18) är placerade omedelbart ovanför pontonen.

9. Farkost enligt något av föregående krav. k ä n n e - t e c k n a d av att varje pelare, som är förbunden med ett bârighetskonfigurationsändrande element (22). är försedd med ett flertal längsgående styrlister (24) och de bärighetskon- fígurationsändrande elementen (22) är försedda med samverkan- de. styrlistingripande organ (38,40).

10. Farkost enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone ett av de bärighetskonfigurationsändrande elementen (22) har delvis cylindrisk form med ett tvärsnitt av ringseg- mentform och är monterat så att det delvis omger den med ele- mentet förbundna pelaren.

11. ll. Delvis nedsänkbar farkost av den tYP. som förblir flytande under på stället utförda arbeten, vilken innefattar ett i vattnet nedsänkbart pelarorgan (14), k ä n n e t e c k - n a d av ett på pelarorganet (14) anordnat bärighetskonfigu- rationsändrande element (22) och av organ för att förflytta detta element längs pelarorganet vid hård sjö till ett första läge. i ett nödvattenlinjeplan, nära pelarorganets övre ände, i vilket läge farkosten rider på vågorna, och vid lugn sjö till ett andra läge, i vilket elementet (22) är placerat under 10 15 20 25 30 464 sn? 1° vattenlinjen och under sitt första läge och i vilket farkos- tens benägenhet att följa vågrörelser är mindre än i elemen- tets (22) första läge.

12. Förfarande för att stabilisera en delvis nedsânkbar borr- rigg av den typ. som förblir flytande under borrningsoperatio- ner och som för sin stabilitet är beroende av förändringar av sin vattenlinjeplanyta, vilken farkost innefattar en däck- struktur. ett flertal pelare (14) för att uppbära däckstruktu- ren, pontonorgan. bärighetskonfigurationsändrande element (22) på åtminstone en av pelarna och organ för att förflytta varje bärighetskonfigurationsändrande element längs tillhörande pe- lare relativt vattenlinjen när fartyget flyter, vilket förfa- rande k ä n n e t e c k n a s av stegen att placera elemen- tet (22) på sin förbundna pelare under transport av farkosten ovanför pontonorganen nära far- kostens transportvattenlinjeplan (18): vid borrningsarbeten í närheten av pontonorganen och under vattenplanetz och vid hård sjö i ett nödvattenlinjeplan för att öka farkostens stampande och rullande med vågorna.

13. Förfarande för att stabilisera en farkost av den typ, som är flytande under på stället utförda arbeten och som för sin stabilitet är beroende av förändringar av sin vattenlinjeplan- yta. vilken farkost innefattar ett i vattnet nedsänkbart pe- larorgan, ett bärighetskonfigurationsändrande element (22) på pelarorganet (14) och organ för att förflytta det bärighets- konfigurationsändrande elementet längs pelarorganet. vilket förfarande k ä n n e t e c k n a s av att vid hård sjö pla- ceras elementet (22) i ett nödvattenlinjeplan (20) nära pelar- organets övre ände för att öka stampande och rullande med vågorna hos farkosten och vid lugn sjö placeras elementet under vattenlinjen och under nämnda första placering. n-