SE467156B - Saett att installera oeverbyggnaden av en offshore-plattform - Google Patents

Description

467 156 2 ändar, oberoende av havets vågrörelse, använder man en ram med stora dimensioner och stor höjd på flotten för uppbärande av däcket, vilket medför behovet av stora och dyra transportflottar och manövreringssvårigheter.

Dessa manövreringssvårigheter och de ovan nämnda nackdelarna innefattar den ytterligare nackdelen att både själva däcket, dvs. konstruktio- nen som utgör plattformsdäckets bärande balkar, och andra delar som bildar hela offshore-plattformens överbyggnad måste transporteras och installeras som moduler, vilket medför ökade installationskostnader och erfordrar mer utrustningsdetaljer liksom ett ökat behov av ytterligare sjötransport- och lyftorgan. Ändamålet med föreliggande uppfinning är närmare bestämt att undvika nämnda nackdelar och åstadkomma ett sätt att installera en off- shore-plattforms överbyggnad, vilket möjliggör kostnads- och tidsbespa- ringar, inte erfordrar stora transportflottar eller -pråmar som är praktiskt taget opåverkade av havets vågrörelser och därför möjliggör en märkbar precision och mjukhet vid däckets sammankoppling med den underliggande mantelns ben samt framförallt möjliggör att offshore-plattformens hela överbyggnad transporteras i sin helhet. Fördelarna med denna senare möjlig- het är uppenbarliga och kan summeras som följer.

- Avsevärd nedbringning av offshore-plattformens installationstid.

- Märkbar reducering av vikten av det stål som bildar konstruktionens helhet, genom att konstruktionen inte längre behöver förstärkas för att kunna lyftas.

- Nästan fullständig eliminering av sammankopplingsoperationer eller för- bindningsoperationer av överbyggnadens olika moduler med varandra, dvs. hopsättningsarbete.

- Reducering av kostnaderna för rörmaterial och material som erfordras för uppläggning av elenergikablar och instrumenteringskablar.

- Förbättring av anläggningens lay out, dvs. placeringen av anläggningens olika komponenter som, när anläggningen är utformad som en enhet, skall ha en optimal placering.

- Möjlighet att åstadkomma de flesta utrustningsoperationer direkt på land innan offshore-plattformens transport, vilket medför avsevärd reducering av den erfordrade tiden för avslutning av projektet.

Ett sådant resultat uppnås genom att man utnyttjar en halvt, eller mer eller mindre sänkbar flotte eller pråm som hålls stabil under nedsänk- ningen med vertikala flyttankar som är installerade på däcket på vilket även en "rörlig plattform" är installerad, vilken bildas av en rektangulär platta med stora dimensioner, vilken därefter måste bära hela Offshore-plattfor- 467 156 3 mens monoblocksöverbyggnad med mellanliggande stötdämpare som är an- ordnade för att absorbera oundvikliga stötar pa grund av flottens rörelser i horisontalplanet när den utsätts för vagrörelser under sammankopplingsste- get. Stötdämparna, som kan vara tillverkade av packade elastomerer av den typ som används vid fartygs tilläggsplatser eller bildade av buffertar av elastiskt material som är fyllda med vatten eller med komprimerad luft, görs overksamma under manövreringen. Plattan eller den "rörliga plattformen" kan vidare glida i vertikalled med hjälp av ett betydande antal hydrauliska cylindrar som är vertikalt installerade i flottens skrov, vilkas kolvar företrä- desvis skall ha en slaglängd pa 4-5 meter och en total kraft som är lika med åtminstone 1,5 ganger den last som skall bäras, och styrs ocksa vertikalt under lyftningen och nedsänkningsstegen med en uppsättning vertikala balkar som är fastsatta pa samma platta i positioner pa avstand i förhallande till de hydrauliska cylindrarna, vilka balkar glider i vertikala precisionsstyrningar som ocksa är inbyggda i flottens eller pramens skrov.

Pa andra sidan i offshore-plattformens däck eller överbyggnad är vertikala rörformiga kolonner anordnade och inbyggda i överensstämmelse med axlarna av den underliggande mantelns uppstickande ben. I dessa rörformiga kolonner glider cylindriska pelare som, vid insättning av deras änddelar med konisk form för underlättande av självcentreringen i motsva- rande säten som är anordnade i förväg i mantelbenen, kommer att utgöra de lasten bärande pelarna av överbyggnaden i sin helhet. Dessa glidande pelare stöder sig fran den övre sektionen av kolonnerna nedat med en uppsättning hydropneumatiska domkrafter som är insatta inuti kolonnerna och förbundna med tva över lagrade klämringar som, genom pneumatisk expansion, är. alternativt fastklämda mot kolonnens vägg.

De dubbelverkande domkrafternas kolvar skall ha en slaglängd pa 1-2 meter. Det är klart att när de glidande pelarna vilar mot mantelbenen, med fortsatt verkan pa domkrafterna, astadkoms en lyftning av hela över- byggnaden som saledes kan fas att na den önskade höjden.

Med det kombinerade ingripandet av sadan utrustning är det möjligt att uppna en enkel transport liksom en snabb överföring av en offshore-plattforms monoblocksöverbyggnad fran flottens eller pramens däck till mantelbenen.

Den "rörliga plattformen" möjliggör att konstruktionen som upp- bär den lyfts när det behövs upp till en höjd som är större än höjden av mantelns uppstickande ben bara när flotten har anlänt till i närheten av platsen och möjliggör därför transport av konstruktionen pa havet praktiskt 467 156 4 taget vilande mot flottens däck och därför med en mycket lag tyngdpunkt, vilket underlättar manövreringen av denna, möjliggör transport av en off- shore-plattforms hela överbyggnad i sin helhet, en plattform som är tillver- kad och hopsatt tidigare pa land och därefter lastad pa flotten. Å andra sidan medger möjligheten att sätta samman överbyggnadn pa land astadkommandet av en överbyggnads hela enhet pa ett mycket kompakt sätt och därför med en mycket lag tyngdpunkt, vilket ger ytterligare fördelar, förutom underlättan- det av sjötransporten, genom att det ocksa är enklare att bygga pa land, genom att konstruktionen som sätts samman blir lättare tillgänglig för varvspersonal och byggnadsmedel (kranar) liksom att underlätta lastningen av denna pa flotten.

Möjligheten att sänka ned flotten eller pramen som stabiliseras med vertikala flyttankar, alltid i närheten av placeringsstället, och således göra den praktiskt taget okänslig för havets vagrörelse, möjliggör ett avsevärt underlättande inte bara vid närmandet och det därpå följande införandet av flotten mitt pa mantelbenen utan ocksa vid slutjusteringen av flotten sa att mantelbenens axlar bringas i linje med axlarna av den motsvarande konstruktionens glidande pelare och därför underlättas hela sammankopplingsoperationen.

Denna senare operation är vidare alltid möjlig och fortfarande mer förenklad och hanterlig medelst överbyggnadens glidande cylindriska pelare som, genom att sättas in inuti motsvarande säten som är anordnade i förväg pa mantelbenen, möjliggör att överbyggnaden alltid centreras i förhållande till manteln. I fall av kraftig vagrörelse lämnas dessa pelare glidande inuti deras vertikala kolonner, med domkrafternas pneumatiska klämringar frigjorda tills, fördelen av lugn sjö utnyttjas, överföringen av överbyggnadens last skall startas fran flotten till manteln, varvid alla domkrafter verkar samtidigt.

Sammanfattningsvis avser föreliggande uppfinning ett sätt att installera överbyggnaden av en offshore-plattform pa de fasta ben som sticker upp ur vattnet fran plattformens nedre konstruktion eller mantel som vilar pa sjöbotten, vilket sätt bland annat innefattar steget att transportera byggnaden som skall installeras till i närheten av placeringsstället medelst en flotte eller pram, steget att styra och astadkomma att flotten eller pramen kommer in mitt emellan mantelbenen med hjälp av bogserbatar och kablar eller linor av polypropen, vilka är fästa pa pollare som är anordnade pa mantelns uppstickande delar, efter det att lämpliga elastiska fenderstänger har anordnats i förväg, och steget att. slutjustera flottens position, för att rf, 467 156 5 göra det möjligt att koppla samman byggnaden som skall installeras med mantelbenen, medelst ankarspel och förhalning av polypropenkablarna eller -linorna, kännetecknat av att sättet dessutom innefattar det inledande steget att lasta hela monoblocksöverbyggnaden av offshore-plattformen, som tidiga- re har anordnats och satts ihop på land, på en vertikalt rörlig stödplattform som är anordnad pä flottens däck, stegen att helt sänka ned flotten, när den har kommit i närheten av placeringsstället, vilken flotte stabiliseras med vertikala flyttankar som är installerade på däck, och att lyfta den rörliga stödplattformen och följaktligen överbyggnaden till en höjd som är högre än mantelbenens uppstickande ändar oberoende av vattnets vågrörelse, medelst lyftande hydraulcylindrar, och vidare, efter slutjustering av flottens position, de följande stegen att aktivera stötdämpare som är placerade mellan stödplattformen och överbyggnaden, åstadkomma att lyftcylinderpelarna gli- der inuti respektive rörformiga kolonn, som är inbyggd i monoblocksöver- byggnadens däckskonstruktion i överensstämmelse med de underliggande, uppstickande mantelbenens axlar, för införande av pelarnas koniska änddelar i och till att vila inuti motsvarande säten som är anordnade i de underliggande mantelbenen, medelst verkan av var sin hydropneumatisk domkraft som är införd inuti kolonnerna och förbunden med två överlagrade klämringar som, genom pneumatisk expansion, är alternativt fastklämda mot kolonnens inner- vägg, och, vid lugnt vatten de samtidiga stegen att lyfta överbyggnaden upp till den önskade höjden i förhållande till mantelbenen medelst fortsatt verkan av pelarnas hydropneumatiska domkrafter, att snabbt sänka ned den rörliga stödplattformen medelst ständig verkan av de lyftande hydraulcylindrarna och att snabbt fylla flottens eller pråmens ballasttankar för kompensation av överbyggnadens vikt som överförs från flotten till manteln och slutligen stegen att svetsa pelarna vid mantelbenen och vid respektive rörformiga kolonner, att föra ut de hydropneumatiska domkrafterna fran pelarna, genom att de pneumatiska klämringarna kopplas ifrån, att avlägsna domkrafterna från överbyggnaden och att flytta ut flotten fràn mantelbenen.

I enlighet med en föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar den vertikalt rörliga stödplattformen en rektangulär platta som är horisontellt fastsatt på änden av kolvarna till ett flertal hydraul- cylindrar som är placerade parallellt med varandra och vertikalt fastsatta i flottens eller pråmens skrov, varvid plattan dessutom är försedd med en uppsättning vertikala balkar som är fästa på plattans nederyta i positioner som är åtskilda i förhållande till kolvarna och som är införda inuti vertikala precisionsstyrbanor vilka också är fästa i flottens eller pråmens skrov. 467 156 6 Slutligen i syfte att underlätta självcentreringen av de glidande pelarna för lyftandet av stödplattformen inuti motsvarande säten i mantel- benen och framförallt för att kunna absorbera, när det är nödvändigt för sättets genomförande, flottens eller pramens rörelser under sammankopp- lingssteget, enligt andra kännetecken av föreliggande uppfinning, glider varje cylindrisk lyftpelare inuti var sin kolonn med ett radiellt spel som kompense- ras för med inre elastiska styrringar liksom vid den nedre änden med en metallhylsa som är radiellt rörlig inuti ett perifert styrspar som är anordnat i kolonnen, varvid hylsan är avsedd att svetsas vid den i läge placerade pelaren som dessutom är försedd med en perifer stoppavsats som skall svetsas vid den övre kanten av mantelbenets säte, vilket mantelben i sin tur är försett med ett konformat självcentrerande element som lämpligen öppnas och avlägsnas med hjälp av fjärrstyrda domkrafter.

Uppfinningen förklaras närmare med hänvisning till bifogade rit- ningar som visar en föredragen utföringsform som exemplifierar uppfinningen utan att begränsa densamma. Det är alltid möjligt att införa tekniska och konstruktiva modifieringar utan att man gar utanför uppfinningstanken.

Figurerna 1 till lll visar i olika skala olika steg av installeringen av en uppfinningsenlig offshore-plattforms överbyggnad.

Figur 15 visar en delvis snittad vy i förstorad skala av en cylindrisk lyftpelare och av hithörande säte i mantelbenet i enlighet med uppfinningen.

Figur 16 visar en delvis snittad vy i förstorad skala av en cylindrisk lyftpelare som pâverkas av domkrafterna inuti dess egna vertikala rörformiga kolonn.

Pa ritningarna betecknar l överbyggnaden i sin helhet av en offshore-plattform som skall installeras, som i huvudsak bestar av ett däck, vilket är påsatt pa land och pa vilket, ocksa pa land, en helikopterflygplats 3, borrtorn 4 och bostadskvarter 5 är anordnade och ocksa alla nödvändiga anslutningar är genomförda. Överbyggnaden i sin helhet l är byggd pa en tvavägs- eller fyrvägsglidbana 6 (tvavägs-typen visas i figur 2), vilken fungerar för lastning av överbyggnaden pa en stödplattform 7 som i sin tur bärs av en stöd- konstruktion 8 som är fast förbunden med däcket hos en halvt, eller mer eller mindre nedsänkbar flotte eller pram 9 som är försedd med vertikala flyt- tankar 10 som är installerade pa däcket.

Stödplattformen 7 är vertikalt rörlig och bestar i huvudsak av en rektangulär platta som är horisontellt fastsatt pa ändarna av kolvar ll till ett 467 156 7 flertal hydrauliska lyftcylindrar 12 (se speciellt figurerna 8-11) som är placerade parallellt med varandra och vertikalt fastsatta inuti flottens 9 skrov. Plattan 7 styrs vidare under sin vertikala rörelse medelst en uppsätt- ning vertikala balkar 13 som är fastsatta pa plattans undre yta i lägen skilda från cylindrarna 12 och som är införda inuti vertikala precisionsstyrbanor som ocksa är inbyggda och fastsatta i flottens 9 skrov.

När överbyggnaden l i sin helhet, efter det att de tva bakre vertikala flyttankarna 10 först har avlägsnats (se figurerna 1 och 2), har lastats pa flotten 9 och fästs vid denna med hjälp av vanliga sjöfastsättnings- organ fraktas den pà vattnet till i närheten av plattformens nedre konstruk- tion eller mantel 15, vilkens ben 16 sticker upp ur vattnet. När flotten har ankommit dit skall den förankras vid sjöbotten med hjälp av linor 17 (se figur 3), förbindas, med hjälp av polypropenlinor 18 vid pollare som är anordnade i förväg pa mantelns 15 ben 16, nedsänkas fullständigt (se figur 4) och slutligen, efter det att den har stabiliserats med sina vertikala flyttankar 10, införas mitt mellan mantelns 15 ben 16, bogseras med bogserbatar 19 med hjälp av linor 20 medan den bärande rörliga plattformen 7 och följaktligen överbyggnaden i sin helhet lyfts till en höjd som ligger högre än de uppstickande ändarna av mantelns 15 ben 16 medelst verkan av de hydrauliska lyftcylindrarna 12.

Efter det att flotten 9 har förts in mitt mellan mantelns 15 ben 16, mellan vilka lämpliga elastiska fenderstänger 21 är anordnade (se figur 5), genomförs slutpositionsjusteringen av flotten med hjälp av förankringslinor- nas 17 ankarspel och framförallt med förhalning av polypropenlinorna 18 (se figur 7) tills dess att axlarna av mantelns 15 ben 16 som ligger i linje med axlarna av en motsvarande uppsättning cylindriska pelare 22 (se speciellt figurerna 10 och 16) glider inuti vertikala rörformiga kolonner 23 som är fästa på överbyggnadens 1 däck 2. Varje lyftpelare 22 drivs inuti respektive kolonn 23 med en uppsättning hydropneumatiska domkrafter 24 (tre stycken i figur 16) vilka är införda inuti kolonnen 23 och förbundna med tva överlagra- de klämringar 25 och 25' som, medelst pneumatiska expansion, är alternativt klämda mot kolonnens 23 innervägg. Mellan pelaren 22 och klämringen 25' som är vänd mot pelaren är en dämpkudde 40 införd.

Efter nämnda justering lösgöres sjöfästorganen, aktiveras stöt- dämparna 26' som är införda mellan stödplattformen 7 och överbyggnaden 1 (se figurerna 6, 8, 10 och ll) och själva sammankopplingsoperationen genom- förs. Sammankopplingsoperationen innefattar nedsänkning av lyftpelarna 22, med hjälp av de hydropneumatiska domkrafterna 24 till införande av deras 467 156 8 koniska änddelar 26 i mantelns 15 motsvarande underliggande ben 16 (se figur 10) och pelarna 22 fas att vila mot var sitt säte 27 (se figur 15) som är anordnat i benen.

För att man skall kunna absorbera flottens 9 och följaktligen pelarnas 22 oundvikliga rörelser och därmed underlätta sammankopplings- operationen har varje cylindrisk lyftpelare 22 (se speciellt figur 15) i enlighet med uppfinningen, i förhållande till respektive kolonn 23, ett radiellt glapp 28 för vilket kompenseras med inre elastiska styrringar 29 liksom vid den nedre änden med en metallhylsa 30 som är radiellt rörlig inuti en inre perifer styrbana 31 som är anordnad i nämnda kolonn och som sedan måste svetsas vid pelaren 22 för att lasa den i det önskade läget. Pelaren 22 är vidare försedd med en perifer stoppansats 32 som maste svetsas vid den övre kanten 33 av tillhörande ben 16 (se figur 15) som i sin tur är försett med ett trattformigt självcentrerande element 34 som vilar mot nämnda övre kant 33 och kan öppnas fran en avsides belägen position med hjälp av domkrafter 35 för att lossa dess perifera kugge 36 fran nämnda kant 33 och således göra det möjligt att flytta det ner till ansatsen 37 för att göra kanten 33 tillgänglig för svetsning. Slutligen bärs pelarens 22 koniska änddel 26 axiellt rörligt med hjälp av en hopsättning med glapp 38 för samverkan med en lastcell 39.

När man sedan har kunnat konstatera att alla pelarna 22 pa ett riktigt sätt vilar inuti respektive säten 27 och därför givit samma signal till respektive lastcell 39, under ett tillfälle av lugnt vatten, skall de hydropneu- matiska domkrafterna 24 aktiveras för att snabbt lyfta överbyggnaden 1.

Samtidigt skall ventilerna för att snabbt fylla den halvt nedsänkbara flottens 9 ballasttankar öppnas och kommando skall ges för nedsänkning av den rörliga stödplattformen 7 (se figur ll) med verkan av hydraulcylindrarna 12. Dessa tre samtidiga atgärder gör att överbyggnadens 1 vikt snabbt överflyttas fran flotten 9 till manteln 15 och saledes frankopplas flotten 9 vilket gör det möjligt att flytta ut den fran omradet mitt mellan mantelns 15 ben 16 med en manövrering som är motsatt den som genomförs för flottens införande (se figur 13).

Genom fortsatt verkan av pelarnas 22 domkrafter 24 skall över- byggnaden bringas till den avsedda slutnivan.

Efter det att fastsvetsningarna av kolonnernas 23 ringar 30 pa respektive pelare 22 och av samma pelares stoppansatser 32 pa de övre kanterna 33 av mantelns' 15 tillhörande underliggande ben 16 har genomförts efter det att de trattformiga självcentrerande elementen 34 först har flyttats ned är det möjligt att avlägsna de hydropneumatiska domkrafterna 24 (figur 14).

Claims (1)

1. “f 467 156 PATENTKRAV l. Sätt att installera en på land färdigställd och ihopmonterad överbyggnad av en Offshore-plattform på de fasta benen som sticker upp ur vattnet från plattformens nedre konstruktion eller mantel som vilar på sjöbotten, vilket sätt innefattar steget att transportera byggnaden som skall installeras till i närheten av placeringsstället medelst en flotte eller pråm, steget att styra och åstadkomma att flotten eller pråmen kommer in mitt emellan mantelbenen med hjälp av bogserbåtar och kablar eller linor av polypropen, vilka är fästa på pollare som är anordnade på mantelns upp- stickande delar, efter det att lämpliga elastiska fenderstänger har anordnats i förväg, och steget att slutjustera flottens position, för att göra det möjligt att koppla samman byggnaden som skall installeras med mantelbenen, medelst ankarspel och förhalning av polypropenkablarna eller -linorna, k ä n n e t e c k n a t av att sättet dessutom innefattar det inledande steget att lasta hela offshore-plattformens monoblocköverbyggnad på en medelst hydrauliska lyftcylindrar vertikalt rörlig stödplattform som är anordnad på flottens däck, stegen att helt sänka ned flotten, när den har kommit i närheten av placeringsstället, vilken flotte stabiliseras med vertikala flyt- tankar som är installerade på däck, och att lyfta den rörliga stödplattformen och följaktligen överbyggnaden till en höjd som är högre än mantelbenens uppstickande ändar oberoende av vattnets vågrörelse, medelst lyftande hydraulcylindrar, och vidare, efter slutjusteringen av flottens position, de följande stegen att aktivera stötdämpare som är placerade mellan stödplatt- formen och överbyggnaden, åstadkomma att lyftcylinderpelarna glider inuti var sin rörformiga klonn, som är inbyggd i monoblocköverbyggnadens däcks- konstruktion i överensstämmelse med de underliggande, uppstickande mantel- benens axlar, för införande av pelarnas koniska änddelar i och till att vila inuti motsvarande säten som är anordnade i de underliggande mantelbenen, medelst verkan av respektive hydropneumatiska domkrafter som är införda inuti kolonnerna och förbundna med två överlagrade klämringar som, genom pneumatisk expansion, är alternativt fastklämda mot kolonnens innervägg, och, vid lugnt vatten, de samtidiga stegen att lyfta överbyggnaden upp till 467 156 /0 den önskade höjden i förhållande till mantelbenen medelst fortsatt verkan av pelarnas hydropneumatiska domkrafter, att snabbt sänka ned den rörliga stödplattformen medelst ständig verkan av de lyftande hydraulcylindrarna och att snabbt fylla flottens eller prämens ballasttankar för kompensation av överbyggnadens vikt som överförs från flotten till manteln och slutligen stegen att svetsa pelarna vid mantelbenen och vid respektive rörformiga kolonner, att föra ut de hydropneumatiska domkrafterna från pelarna, genom att de pneumatiska klämringarna kopplas ifrån, att avlägsna domkrafterna från överbyggnaden och att flytta ut flotten från mantelbenen.