SE536927C2

SE536927C2 - Device on ships equipped with thrusters for ice removal

Info

Publication number: SE536927C2
Application number: SE1350160A
Authority: SE
Inventors: Bengt M Johansson
Original assignee: Stena Rederi Ab
Priority date: 2013-02-11
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2014-11-04
Also published as: CA2894265A1; SE1350160A1; WO2014123464A1; RU2015128284A; DK201570528A1

Abstract

Den föreliggande uppfinningen avser en anordning (1) vid fartyg (2) som är anordnat att nyttjasvid arbete vid borrning till havs och vilket fartyg (2)uppvisar åtminstone isbrytande funktion, och att fartyget(2) är försett med ett flertal roterbara thrustrar (3).Enligt uppfinningen är sagda thrustrar(3), vilka är anordnade för att dels kunna driva ivägeventuell is (4) vid dynamisk positionering av fartyget(2) respektive att vid isbrytande funktion i önskade(7) i riktningar (5, 6) kunna driva iväg lossbruten is riktning bort från fartyget (2), lagrade vridbara och anläggbara mot ett stoppanslag (8). (rig. s) The present invention relates to a device (1) for ships (2) which is arranged for use in work when drilling at sea and which ship (2) has at least an ice-breaking function, and that the ship (2) is provided with a plurality of rotatable thrusters (3). According to the invention, said thrusters (3), which are arranged in order to be able to drive away ice (4) during dynamic positioning of the vessel (2) and in the event of ice-breaking operation in desired (7) directions (5, 6) drive away broken ice in the direction away from the vessel (2), stored rotatably and abutable against a stop stop (8). (rig. s)

Description

25 30 536 927 Fig. 1 visar tvärsnitt av föredragen skrovform, Fig. 2 visar schematiskt en föredragen form på fören på farkosten, Fig. 3-4 visar tvärsnitt respektive planvy av farkost försedd med moon pool (öppning i fartygets bot- ten med tillhörande schakt), Fig. 5-6 visar tvärsnitt respektive planvy av farkost försedd med vingformade skydd framför thrus- tarna, Fig. 7 visar tvärsnitt av farkost med lag- rade thrustar på lutande del av skrovet, Fig. 8 visar planvy av farkostens ena ände med därvid lagrade thrustar, Fig. 9-10 visar frontvy respektive planvy av farkosten med därvid lagrade thrustar vridna i förhål- lande till stoppanslag, Fig. 11-12 visar planvyer av farkosten med thrustarna vridna för isbrytning av tunn is i hög hastig- het respektive för isbrytning av tjockare is med lägre hastighet, Fig. 13-14 visar planvyer av farkost med thrustarna vridna i olika lägen, Fig. 15-16 visar frontvy respektive sidovy av en thruster, Fig. 17-18 visar stoppanslag i samverkan med vriden thruster och Fig. 19 visar snittvy av stoppanslag och thruster i ett làsläge. Fig. 1 shows a cross-section of the preferred hull shape, Fig. 2 schematically shows a preferred shape of the bow of the vessel, Figs. 3-4 show a cross-section and a plan view, respectively, of the vessel provided with a moon pool shaft), Fig. 5-6 shows a cross-section and a plan view of the vessel provided with wing-shaped protection in front of the thrusters, Fig. 7 shows a cross-section of a vessel with stored thrusts on the inclined part of the hull, Fig. 8 shows a plan view of one end of the vessel with thrusts stored, Figs. 9-10 show front view and plan view, respectively, of the vessel with thrusts stored therewith rotated in relation to stop stops, Figs. respectively for icebreaking thicker ice at a lower speed, Fig. 13-14 shows plan views of the vessel with the thrusters turned in different positions, Figs. th ruster and Fig. 19 shows a sectional view of the stop stop and thruster in a locking position.

Bakgrund Borrning har utförts av flytenheter i dri- vis åtminstone sedan 1970-talet, då Dome Petroleum star- 10 15 20 25 30 536 927 tade omfattande forskningsoperationer i kanadensiska Beau- forthavet. Under tidiga 1980-talet bestod flottan av fyra isförstärkta borrfartyg, två isbrytare med en kapacitet att bryta ca 1,5 m tjock is och fyra mindre isbrytare kapabla att bryta ca 0,6 m tjock is under kontinuerlig drift. Borrfartygen hade en skrovform avsedd för drift i öppet vatten, men de kunde ändå stanna på plats till tidigt i december, då isen nådde en tjocklek på ca 0,6 m, när de assisterades av flera isbrytare som kunde hantera den inkommande isen. Beroende på det ringa vattendjupet var borrfartygen förankrade i havsbottnen och vid vissa tillfällen exponerades således deras maximala längd mot isens rörelser.Background Drilling has been carried out by floating units in operations at least since the 1970s, when Dome Petroleum started extensive research operations in the Canadian Beaufort Sea, 10 15 20 25 30 536 927. During the early 1980s, the fleet consisted of four ice-reinforced drilling vessels, two icebreakers with a capacity to break about 1.5 m thick ice and four smaller icebreakers capable of breaking about 0.6 m thick ice during continuous operation. The drilling vessels had a hull shape intended for operation in open water, but they could still stay in place until early December, when the ice reached a thickness of about 0.6 m, when they were assisted by several icebreakers who could handle the incoming ice. Due to the shallow water depth, the drilling vessels were anchored in the seabed and at certain times their maximum length was thus exposed to the movements of the ice.

Vid denna tidpunkt introducerade Gulf Canada en konkurrerande borrflotta konstruerad att stanna på plats till slutet av januari, då isen når en tjocklek på 1,2 m i Beauforthavet. Borrenheten var ett runt borr- fartyg med lutande sidor avsett att bryta isen i nedåtgå- ende riktning. Borrfartyget assisterades av fyra isbrytare med kapacitet att bryta ca 1,5 m tjock is under kontinuer- lig drift. Den runda skrovformen visade sig vara ogynnsam i förhållanden med öppet vatten, vilket ökade stille- ståndstiden till havs jämfört med vanliga borrfartyg. Det runda borrfartyget förankrades i havsbottnen och borrade framgångsrikt i drivis med en tjocklek av ca 1 m.At this time, Gulf Canada introduced a competing drilling fleet designed to stay in place until the end of January, when the ice reaches a thickness of 1.2 m in the Beaufort Sea. The drilling unit was a round drilling vessel with sloping sides intended to break the ice in a downward direction. The drilling vessel was assisted by four icebreakers with the capacity to break approximately 1.5 m thick ice during continuous operation. The round hull shape proved to be unfavorable in conditions with open water, which increased the standstill time at sea compared with ordinary drilling vessels. The round drilling vessel was anchored in the seabed and successfully drilled in drift ice with a thickness of about 1 m.

Ett av Dome's borrfartyg var utrustat med ett kraftigt luftbubblingssystem längs fartygets sidor, vilket alstrade en stark ytström riktad bort från det pa- rallella mittskrovet och således gjorde det lättare för den brutna isen att komma runt enheten. Sedan 1990-talet har en effektivare metod att uppnå samma resultat i form av roterbara thrustrar, som alstrar en stark ytström, 10 15 20 25 30 536 927 testats framgångsrikt på flera isbrytare avsedda för drift under de vid årets början rådande isförhållandena.One of the Dome's drilling vessels was equipped with a powerful air bubbling system along the sides of the vessel, which produced a strong surface current directed away from the parallel center hull and thus made it easier for the broken ice to get around the unit. Since the 1990s, a more efficient method of achieving the same results in the form of rotatable thrusters, which generate a strong surface current, has been successfully tested on several icebreakers intended for operation under the ice conditions prevailing at the beginning of the year.

Vid borrning av en 400 m kärna nära Nord- polen i ett vattendjup av ca ettusen meter visade det sig att med tillräckligt isbrytarstöd är det möjligt att hålla positionen till och med i flerårig drivis med avsevärd tjocklek.When drilling a 400 m core near the North Pole at a water depth of about one thousand meters, it turned out that with sufficient icebreaker support, it is possible to maintain the position even in perennial drift ice of considerable thickness.

Flera dynamiskt positionerade borrfartyg för drift i djupt vatten är kända, vilka vart och ett är utrustat med sex roterbara thrustrar monterade under far- tygets botten för att optimera dessa enheters kapacitet att bibehålla positionen. Ett av dessa borrfartyg är för- sett med ett skrov och isförstärkt framdrivning, som gör att det kan drivas under så gott som vilka isförhållanden som helst när det assisteras av isbrytare. Om en assiste- rande isbrytare kan åstadkomma en isfri omgivning runt denna isbrytare kommer de att kunna arbeta under mycket svåra isförhållanden när de emellanåt assisteras av ytter- ligare isbrytare.Several dynamically positioned drilling vessels for operation in deep water are known, each of which is equipped with six rotatable thrusters mounted under the bottom of the vessel to optimize the capacity of these units to maintain their position. One of these drilling vessels is equipped with a hull and ice-reinforced propulsion, which means that it can be propelled under virtually any ice conditions when assisted by icebreakers. If an assistant icebreaker can create an ice-free environment around this icebreaker, they will be able to work under very difficult ice conditions when they are occasionally assisted by additional icebreakers.

WO 2008/140654 A1 visar azimutning propul- sion devices, och i exempel innefattar thrustrar (2l6a), t.ex. i Fig 2A-2E på ritningarna. ”Azimuth thruster” bety- der en samling propellrar uppburna av hållare vilka är roterbara i önskad horisontell riktning och som gör roder onödigt. Således inget som riktar en vattenstråle snett upp för att driva undan isen.WO 2008/140654 A1 discloses azimuth propulsion devices, and in examples includes thrusters (216a), e.g. in Figs. 2A-2E of the drawings. “Azimuth thruster” means a collection of propellers supported by holders which are rotatable in the desired horizontal direction and which make rudders unnecessary. Thus nothing that directs a jet of water obliquely up to drive away the ice.

US 4860679 A 15b) (SE 465 421) innefattar far- tyg med roder (15, 15a, som är lagrade vridbar kring en vertikal axel (19) och som är anordnade att i ändläget för dess vridning samverka med ändstopp för att (13) (20, 22) hindra is att nå propellrar innanför desamma.US 4860679 A 15b) (SE 465 421) comprises vessels with rudders (15, 15a, which are mounted rotatably about a vertical axis (19) and which are arranged to cooperate in the end position for its rotation with end stops to (13) (20, 22) prevent ice from reaching propellers inside them.

Inget angives dock i sagda dokument att man skulle kunna nyttja ändstopp som stopp även för propellrar. 10 15 20 25 30 536 927 US 5036781 A avser en anläggning som är anordnad för att avlägsna is från ett fartygs undersida och/eller sidor genom att låta blåsa luft från en fläktan- läggning (7) ombord, varvid man låter propellerströmmen avledas av ett roder (10) enligt Fig 2, eller att man kan vrida propellrar (3) kring lutande axlar och rikta pro- pellrarna snett uppåt enligt Fig 3. Det är i sagda kända fall fartygets ordinarie propellrar (3) som snedställes.However, nothing is stated in the said document that it would be possible to use end stops as stops for propellers as well. U.S. Pat. No. 3,366,927 to U.S. Pat. rudder (10) according to Fig. 2, or that propellers (3) can be rotated about inclined axes and the propellers directed obliquely upwards according to Fig. 3. In said known cases, it is the ship's ordinary propellers (3) which are inclined.

Uppfinningen En ny skrovform i kombination med thrust- rar under fartygets botten, vilka riktar sin propeller- ström mot havsytan för att hindra is från att komma i nära kontakt med fartygets sidor, utgör denna uppfinnings huvudsakliga kännetecken.The invention A new hull shape in combination with thrusters under the bottom of the ship, which direct their propeller current towards the sea surface to prevent ice from coming into close contact with the sides of the ship, constitute the main features of this invention.

Skrovets spantruta visas i Fig. 1, varav framgår att fören och aktern är i huvudsak identiska för att verka i motsatta riktningar under borrning vid dyna- misk positionering. Detta är viktigt när isrörelsen upphör under en viss tid och, såsom ofta är fallet, startar igen i motsatt riktning.The frame window of the hull is shown in Fig. 1, from which it appears that the bow and stern are substantially identical to act in opposite directions during drilling during dynamic positioning. This is important when the ice movement stops for a certain time and, as is often the case, starts again in the opposite direction.

Fig. 1 visar ett lutande bottenparti utmed denna sektions hela längd, under vilket roterbara thrust- rar kan monteras på ett sådant sätt, att deras propeller- ström möter havsytan runt hela fartyget. Mellan den lu- tande bottnen och ett visst stycke ovanför den djupast verkande vattenlinjen lutar fartygets sida utåt utmed hela dess längd med en stor vinkel, i Fig. 1 visad som 45 gra- der, för att underlätta vändning av fartyget under svåra isförhållanden.Fig. 1 shows a sloping bottom portion along the entire length of this section, under which rotatable thrusters can be mounted in such a way that their propeller current meets the sea surface around the entire vessel. Between the sloping bottom and a certain distance above the deepest acting waterline, the side of the ship slopes outwards along its entire length at a large angle, shown in Fig. 1 as 45 degrees, to facilitate turning of the ship under severe ice conditions.

Fig. 2 visar ett tämligen konventionellt kilformigt och spetsigt för- och akterparti. Denna skrov- lO l5 20 25 30 536 927 form är inte optimal för isbrytning, men beroende på de bottenmonterade thrustrarnas effektivitet när det gäller att transportera bruten is längs skrovet, kommer enhetens prestanda i hård is ändå att vara exceptionell. Det kil- formiga för- och akterpartiet är väsentligt när det galler att bibehålla positionen, eftersom det får den brutna isen att röra sig i sidled och inte nedåt och under fartygets botten.Fig. 2 shows a rather conventional wedge-shaped and pointed front and aft portion. This hull shape is not optimal for icebreaking, but due to the efficiency of the bottom-mounted thrusters in transporting broken ice along the hull, the unit's performance in hard ice will still be exceptional. The wedge-shaped fore and aft section is essential when it comes to maintaining the position, as it causes the broken ice to move sideways and not downwards and below the bottom of the ship.

Eftersom thrustrarna skjuter ut under huvudskrovets botten är det möjligt att föra in en central vingformig isavledare nära midskeppsdelen för att leda bort bruten is från moon pool området, såsom visas i Fig. 3 och 4, utan att öka det minsta möjliga vattendjupet, i vilket enheten kan fungera. Detta gör det också möjligt att föra in två ytterligare vingformiga avledare vid fartygets båda ändar för att skydda thrustrarna genom att stoppa gången innan man går för högt upp på tjock flerårig is, såsom visas i Fig. 5 och 6. Genom att de tre isavle- darna skjuter väl ut under skrovets botten kan de också fungera som mycket effektiva dämpare av rullningsrörelser vid sjögång. Om det finns en dockningsanläggning, som kan rymma fartyget inklusive isavledarnas totala vertikala om- fång, då kan dessa vara permanent förbundna med huvudskro- vets botten, i annat fall måste isavledarna förbindas med skrovet i flytande tillstånd på samma sätt som thrust~ rarna.As the thrusters protrude below the bottom of the main hull, it is possible to insert a central wing-shaped ice diverter near the midships part to divert broken ice from the moon pool area, as shown in Figs. 3 and 4, without increasing the minimum water depth in which the unit can work. This also makes it possible to insert two additional wing-shaped deflectors at both ends of the vessel to protect the thrusters by stopping the passage before going too high on thick perennial ice, as shown in Figs. 5 and 6. If they protrude well below the bottom of the hull, they can also act as very effective dampers of rolling movements at sea. If there is a docking facility that can accommodate the vessel, including the total vertical circumference of the ice catchers, then these can be permanently connected to the bottom of the main hull, otherwise the ice catchers must be connected to the hull in a floating state in the same way as the thrusters.

För att thrustrarna skall vara lika anord- nade på skrovet och omgivningarna såväl vid fartygets båda sidor som vid dess ändar, är det uppenbart att de måste anordnas parvis både i tvärriktningen och i längdrikt- ningen, vilket innebär att antalet thrustrar måste vara delbart med fyra eller, med andra ord, att deras antal l0 15 20 25 30 536 927 måste följa serien 4, 8, 12 o.s.v. Vid de här valda exemp- len hålls antalet thrustrar konstant på åtta.In order for the thrusters to be equally arranged on the hull and surroundings both at both sides of the ship and at its ends, it is obvious that they must be arranged in pairs both in the transverse direction and in the longitudinal direction, which means that the number of thrusters must be divisible by four or, in other words, that their number l0 15 20 25 30 536 927 must follow the series 4, 8, 12, and so on In these selected examples, the number of thrusters is kept constant at eight.

Spantrutan med thrustrarna i isbrytnings- läget visas i Fig. 7 och linjeritningen med thrustrarna i isbrytningsläget visas i Fig. 8. De närmast fören belägna thrustrarna är riktade i eller nära längdriktningen för att inte hindra de närmare midskeppsdelen belägna thrust- rarna. Den centrala isavledaren kommer att rikta propel- lerströmmen mot fartygets sida, såsom visas i Fig. 8, och således kommer denna propellerström också att öka trans- porten av bruten is i sidled.The frame window with the thrusters in the icebreaking position is shown in Fig. 7 and the line drawing with the thrusters in the icebreaking position is shown in Fig. 8. The nearest bow thrusters are directed in or near the longitudinal direction so as not to obstruct the closer midship part thrusters. The central ice diverter will direct the propeller stream towards the side of the ship, as shown in Fig. 8, and thus this propeller stream will also increase the transport of broken ice laterally.

Spantrutan med thrustrarna i positions- hållningsläget visas i Fig. 9 och linjeritningen med thrustrarna i positionshållningsläget visas i Fig. 10. Ef- tersom thrustrarna är fastsatta på skrovets lutande bot- tenparti kommer propellerströmmen att möta havsytan på nå- got avstånd från skrovet och således kommer den på så sätt alstrade utåtriktade ytströmmen att transportera bort bru- ten is från skrovet, vilket ger en lägre koncentration bruten is på detta ställe, vilket minskar isbelastningen på enheten och samtidigt gör det lätt att vända fartyget i den inkommande isens riktning.The frame with the thrusters in the position holding position is shown in Fig. 9 and the line drawing with the thrusters in the position holding position is shown in Fig. 10. Since the thrusters are attached to the sloping bottom portion of the hull, the propeller stream will meet the sea surface at some distance from the hull. the outward surface current thus generated will transport broken ice away from the hull, which gives a lower concentration of broken ice at this point, which reduces the ice load on the unit and at the same time makes it easy to turn the vessel in the direction of the incoming ice.

Fig. ll visar undervattensskrovet under brytning av tunnare is vid hög hastighet. Det år inte nöd- vändigt att åstadkomma extra utrymme för bruten is vid ak- tern vid drift med hög hastighet och således vrids akter- propellrarna för att maximera dragkraften framåt utan att deras propellerströmmar påverkar andra propellrars funk- tion.Fig. 11 shows the underwater hull during the breaking of thinner ice at high speed. It is not necessary to provide extra space for broken ice at the stern during high-speed operation and thus the stern propellers are rotated to maximize traction forward without their propeller currents affecting the function of other propellers.

Vid drift med låg hastighet i tyngre is blir det viktigt att åstadkomma extra utrymme för bruten is vid aktern genom att propellrarnas propellerströmmar nära aktern riktas bort från fartyget, såsom visas i Fig. 10 15 20 25 30 536 927 12. Så länge som thrustrarna skapar en fri väg för den brutna isen att röra sig bakom fartyget fortsätter framåt- rörelsen och kan ökas genom att akterthrustrarna också an- vänds för att generera en svängande sidorörelse för aktern för att ytterligare lossa isens grepp. Den islossningsef- fekt som åstadkommes av thrustrarna gör det omöjligt för fartyget att fastna i isen även om isen står under högt tryck.During low speed operation in heavier ice, it becomes important to provide extra space for broken ice at the stern by directing the propeller currents of the propellers near the stern away from the vessel, as shown in Fig. 10 15 20 25 30 536 927 12. As long as the thrusters create a free path for the broken ice to move behind the ship continues the forward movement and can be increased by the stern thrusters also being used to generate a pivoting lateral movement for the stern to further loosen the grip of the ice. The ice-loosening effect achieved by the thrusters makes it impossible for the ship to get stuck in the ice even if the ice is under high pressure.

Fig. 13 visar fartyget när det minskar is- mängden i en redan bruten ränna för att göra det möjligt för ett bredare eller på annat sätt mindre kapabelt fartyg att navigera i tung is. Samma procedur kan användas när ett annat borrfartyg assisteras för att bibehålla positio- nen i tung is. Denna förmåga kan visa sig avgörande vid den osannolika händelsen att en avlastningsbrunn måste borras under svåra isförhållanden.Fig. 13 shows the vessel when it reduces the amount of ice in an already broken channel to enable a wider or otherwise less capable vessel to navigate in heavy ice. The same procedure can be used when another drilling vessel is assisted to maintain the position in heavy ice. This capability can prove crucial in the unlikely event that a relief well has to be drilled under severe ice conditions.

Thrustrarnas huvudsakliga funktion vid dynamisk positionering visas i Fig. 14. Att använda åtta thrustrar gör det möjligt att generera de nödvändiga tvär- och längskrafterna utan att behöva rikta propellerström- marna mot fartygets mitt, vilket således gör det möjligt att alltid hålla en ytström riktad bort från enheten.The main function of the thrusters in dynamic positioning is shown in Fig. 14. Using eight thrusters makes it possible to generate the necessary transverse and longitudinal forces without having to direct the propeller currents towards the center of the ship, thus making it possible to always keep a surface current directed away from the device.

När de vid enhetens främre ände belägna thrustrarna förs framåt i tung is kommer de i kontakt med kraftiga isstycken och måste således kunna ta itu med avsevärt mycket större krafter än de som uppträder vid drift i öppet vatten. Munstycket gör det omöjligt för stora isstycken att komma i kontakt med propellerbladen och således behöver propellern och drevet som driver pro- pellern endast förstärkas för att kunna ta itu med det största isstycke, som kan komma in i munstycket. För att minska storleken på isstycket och samtidigt göra det svå- rare för ett stort isstycke att blockera vattenströmmen in 10 15 20 25 30 536 927 i munstycket har en stödstruktur framför munstycket ut- vecklats, såsom visas i Fig. 15 och 16. Fyra vingformade strukturer placerade med en vinkel av 90 grader framför munstycket minskar storleken på isstycken som kan strömma in i munstycket och ger samtidigt munstycket avsevärd styrka. Den nästan vertikala stödstrukturen är den bre- daste, den lämnar passage för drivaxeln och eventuella rör och kablar som krävs vid propellernavet, och den är för- sedd med en så gott som vertikal framkant för att vända stora isstycken åt sidorna. De tre återstående stödstruk- turerna är försedda med en bakåtlutande framkant för att stöta bort stora isstycken från propellerns mitt. Den yt- tersta delen av dessa tre strukturer skjuter ut ett bra stycke framför munstycket för att minska isstyckets ten- dens att stanna kvar framför munstycket och således hindra fri vattenströmning in i propellern.When the thrusters located at the front end of the unit are advanced in heavy ice, they come into contact with heavy pieces of ice and must thus be able to deal with considerably much greater forces than those which occur during operation in open water. The nozzle makes it impossible for large pieces of ice to come into contact with the propeller blades and thus the propeller and the gear that drives the propeller only need to be reinforced to be able to deal with the largest piece of ice that can enter the nozzle. To reduce the size of the ice piece and at the same time make it more difficult for a large piece of ice to block the flow of water into the nozzle, a support structure in front of the nozzle has been developed, as shown in Figs. 15 and 16. Four wing-shaped structures placed at an angle of 90 degrees in front of the nozzle reduce the size of ice pieces that can flow into the nozzle and at the same time give the nozzle considerable strength. The almost vertical support structure is the widest, it leaves passage for the drive shaft and any pipes and cables required at the propeller hub, and it is provided with a virtually vertical leading edge to turn large pieces of ice to the sides. The three remaining support structures are provided with a rear-sloping front edge to repel large pieces of ice from the center of the propeller. The outermost part of these three structures protrudes a good distance in front of the nozzle to reduce the tendency of the ice piece to remain in front of the nozzle and thus prevent free water flow into the propeller.

De belastningar på thrusterns huvudlagring och vridväxel, som orsakas av att munstycket kommer i kon- takt med stora isstycken, kommer att vara avsevärt mycket större än de som orsakas av drift i vatten där det inte förekommer någon is. För att avlasta vridväxeln är mun- styckets överdel försedd med en vingformad struktur, som sträcker sig ett avsevärt stycke bakom munstycket, såsom visas från sidan i Fig. 16. Den vingformade strukturens bakkant kommer att komma i kontakt med ett stoppanslag när munstycket vrids i den för isbrytning optimala riktningen, se Fig. 8. Dessa utformningar av munstycket visas mer de- taljerat i Fig. 17 och 18. Vridväxeln trycker den vingfor- made strukturen mot stoppanslaget med den kraft, för vil- ken vridväxeln är konstruerad, och stoppanslaget placeras i ett läge, som gör att belastningen på stoppanslaget ökar när stora isstycken kommer i kontakt med thrusterkonfigu- rationen. Stoppanslaget står emot hela det ytterligare lO l5 25 30 536 927 vridmoment som förorsakas genom kontakt med is och således belastas vridväxeln inte utöver det moment, för vilket den är konstruerad. Såsom visas i Fig. 17 och l8 kan stoppan- slaget också bära den ytterligare belastningen i längd- och således riktningen, som förorsakas av isens krafter, överbelastas inte huvudlagringen, som står emot längskraf- ter, av is som kommer i kontakt med thrusterkonfiguratio- nen. Avståndet mellan stoppanslag och huvudlagring kan inte göras med så liten tolerans som huvudlagringen, och således är det viktigt att kontakt mellan stoppanslag och vingformad struktur beror på thrusterenhetens rotation, vilket kommer att korrigera eventuella toleransskillnader.The loads on the thruster's main bearing and rotary gear, which are caused by the nozzle coming into contact with large pieces of ice, will be considerably greater than those caused by operation in water where there is no ice. To relieve the rotary gear, the upper part of the nozzle is provided with a wing-shaped structure, which extends a considerable distance behind the nozzle, as shown from the side in Fig. 16. The rear edge of the wing-shaped structure will come into contact with a stop when the nozzle is rotated in the for icebreaking optimal direction, see Fig. 8. These designs of the nozzle are shown in more detail in Figs. 17 and 18. The rotary gear presses the wing-shaped structure against the stop stop with the force for which the rotary gear is designed, and the stop stop is placed in a position which causes the load on the stop stop to increase when large pieces of ice come into contact with the thruster configuration. The stop abuts withstands the entire additional torque caused by contact with ice and thus the torque is not loaded beyond the torque for which it is designed. As shown in Figs. 17 and 18, the stop stop can also carry the additional load in the longitudinal direction and thus the direction caused by the forces of the ice is not overloaded by the main bearing, which resists longitudinal forces, of ice which comes into contact with the thruster configurations. nen. The distance between the stop stop and the main bearing cannot be made with as little tolerance as the main bearing, and thus it is important that contact between the stop stop and the wing-shaped structure depends on the rotation of the thruster unit, which will correct any tolerance differences.

Iskontakt med thrusterkonfigurationen kommer också att öka det böjmoment som huvudlagringen såsom måste bära, såvida inte lindrande åtgärder vidtages, visas i Fig. l9. Huvudlagringen skulle vara tvungen att ensam bära hela det ytterligare moment, som orsakas av is som kommer i kontakt med thrusterenheten. Genom att lägga till en kontaktpunkt ovanpå den vingformade strukturen ovanför munstycket, visat som en gängad bult i Fig. 20, bärs huvuddelen av det ytterligare böjmomentet av stödbul- ten, medan huvudlagringen huvudsakligen belastas av en nerdragande och mycket litet böjande kraft. Beroende på konstruktionens detaljer kan lagringen bära en isbelast- ning, som är ungefär 10 gånger större än den dragkraft, som åstadkommes av propellern när stödbulten är funktions- duglig. Det är lyckosamt att propellerns dragkraft alltid verkar i den i förhållande till isbelastningen motsatta riktningen.Ice contact with the thruster configuration will also increase the bending moment that the main bearing must carry, unless mitigation measures are taken, shown in Fig. 19. The main bearing would have to carry the entire additional torque alone, which is caused by ice coming into contact with the thruster unit. By adding a contact point on top of the wing-shaped structure above the nozzle, shown as a threaded bolt in Fig. 20, the main part of the additional bending moment is carried by the support bolt, while the main bearing is mainly loaded by a pulling down and very little bending force. Depending on the details of the construction, the bearing can carry an ice load which is approximately 10 times greater than the traction provided by the propeller when the support bolt is functional. It is fortunate that the traction of the propeller always acts in the opposite direction in relation to the ice load.

Närmare bestämt innefattar den föreliggan- de uppfinningen en anordning l vid fartyg 2 som är anord- nat att nyttjas vid arbete vid borrning till havs och vil- ket fartyg 2 uppvisar åtminstone viss isbrytande funktion. 10 10 15 20 25 30 536927 Det sagda fartyget 2 är försett med ett flertal roterbara thrustar 3. Sagda thrustar 3 är anordnade att dels kunna driva iväg eventuell förekommande lös is 4 vid dynamisk positionering av fartyget 2 respektive att vid isbrytande funktion i önskade riktningar 5, 6 kunna driva iväg loss- bruten is 7 i riktning bort från fartyget 2. Därvid är sagda thrustar 3 lagrade vridbara och anläggbara mot ett stoppanslag 8.More particularly, the present invention comprises a device 1 at vessel 2 which is arranged to be used in work when drilling at sea and which vessel 2 has at least some ice-breaking function. 10 10 15 20 25 30 536927 The said vessel 2 is provided with a plurality of rotatable thrusts 3. Said thrusts 3 are arranged to be able to drive away any loose ice 4 which may occur during dynamic positioning of the vessel 2 and in the event of ice-breaking operation in desired directions. , 6 be able to drive away broken ice 7 in the direction away from the vessel 2. In this case, said thrusts 3 are mounted rotatable and can be mounted against a stop stop 8.

De sagda thrustarna 3 är lagrade direkt eller indirekt på skrovet 11 och riktade så att de verkar snett uppåt 12 och ut från skrovets längsgående mittlinje 13. Thrustarna 3 är därvid lagrade på ett lutande botten- skrovparti 14 vilket lutar i en vinkel X mellan 15° 20°, och sett mot fartygets vattenlinje 15. Thrustarna 3 kan alternativt vara anordnade lagrade på stativ eller direkt mot det lutande fartygsskrovet, men att de är anordnade att verka i riktning snett upp mot vattenytan.The said thrusters 3 are mounted directly or indirectly on the hull 11 and directed so that they act obliquely upwards 12 and out from the longitudinal center line 13 of the hull. 20 °, and seen towards the vessel's waterline 15. The thrusters 3 may alternatively be arranged mounted on a stand or directly against the inclined vessel hull, but that they are arranged to act in a direction obliquely up to the water surface.

De sagda thrustarna 3 uppvisar var sin vä- sentligen i horisontell riktning utskjutande bakre del 16 som är anordnade att vid ifrågavarande thrusters ändläge komma till anslag mot sagda stoppanslag 8. Den sagda bakre delens 16 anslagsdel 17 och stoppanslaget 8 uppvisar kon- gruent form, företrädesvis rak lutande yta 18, 19. Sagda stoppanslag 8 fungerar så att det även hindrar horisontell överbelastning av det lager som tillhörande thrust 3 upp- bäres lagrad utav. För att kunna ta upp moment och hindra att vertikal överbelastning av sagda thrustlager uppkommer för thrustarna 3 i avsett isbrytarläge finnes fjärrstyr- bara organ 10 för sagda thrustar 3 för fasthållning av desamma i önskat ändläge. Sagda organen 10 bildas företrä- desvis av en gängad påverkbar stång i sagda bakre utskju- tande del 16 på thrustern 3. För att åstadkomma distinkt ändläge för respektive thrust kan spetsen på sagda organ 11 10 15 20 25 30 536 927 10 mottagas i en passande grund urtagning på ovansidan av den bakre delens 16 ovanyta.The said thrusters 3 each have their substantially horizontally projecting rear part 16 which are arranged to abut against said stop stop 8 in the end position of the said thruster in question. straight inclined surface 18, 19. Said stop stop 8 functions so that it also prevents horizontal overload of the bearing from which the associated thrust 3 is supported. In order to be able to absorb torques and prevent vertical overload of said thrust bearings from occurring for the thrusters 3 in the intended icebreaker position, there are remotely controllable means 10 for said thrusts 3 for holding them in the desired end position. Said means 10 are preferably formed by a threaded actuable rod in said rear projecting part 16 of the thruster 3. In order to provide a distinct end position for each thrust, the tip of said means 11 10 15 20 25 30 536 927 10 can be received in a suitable shallow recess on the upper side of the upper surface 16 of the rear part 16.

Anordnandet och fördelandet av thrustar 3 på fartyget 2 är valt så att resultatet skall bli ett jämnt drivande och en jämn påverkan därav. Därför är ett jämnt antal thrustar 3 fördelade på bottenskrovet ll, sett från fartygets mitt tvärs fartyget 2, längs en tänkt tvär- gående linje 20. Nämligen att i serien 4, 8, 12 W osv är thrustarna 3 fördelade symmetriskt, både i längdled 5, 6 och i sidled 27 under ett bottenskrovparti 11 hos fartyget 2.The arrangement and distribution of thrusts 3 on the vessel 2 is chosen so that the result will be an even drift and an even effect thereof. Therefore, an even number of thrusts 3 are distributed on the bottom hull 11, seen from the center of the vessel across the vessel 2, along an imaginary transverse line 20. Namely that in the series 4, 8, 12 W etc. the thrusters 3 are distributed symmetrically, both in longitudinal direction 5 , 6 and laterally 27 below a bottom hull portion 11 of the vessel 2.

I visat utföringsexempel är ett jämnt antal thrustar 3 lagrade på var sin sida A, B om en i riktning vertikalt nedåt 21 utskjutande, mittbelägen un- derliggande längsgående förtjockning 22, liknande en köl, på fartygets skrov ll.In the exemplary embodiment shown, an even number of thrusts 3 are stored on each side A, B of a longitudinally projecting, centrally located underlying longitudinal thickening 22, similar to a keel, projecting in the direction vertically downwards 21, on the hull 11 of the ship.

För att möjliggöra isbrytning med fartyget 2 i dess båda färdriktningar 5, 6 uppvisar fartyget 2 spetsig kilformad för 23 och akter 24.To enable icebreaking with the vessel 2 in its two directions of travel 5, 6, the vessel 2 has a pointed wedge-shaped 23 and stern 24.

I syfte att åstadkomma effektivt skydd för thrustarna 3 är ett skydd 25 mot is anordnat framför thrustarna 3 sett i fartygets färdriktning, och vilket skydd 25 tar första stöten mot isblock mm.In order to provide effective protection for the thrusters 3, a protection 25 against ice is arranged in front of the thrusters 3 seen in the direction of travel of the ship, and which protection 25 takes the first blow against ice blocks etc.

Beskaffenhet och funktion av den förelig- gande uppfinningen torde ha förståtts av det ovan angivna och med hjälp av det på ritningarna visade. Med thrust skall i första hand förstås av en motor driven propeller som med eller utan vinkelväxel är förbundna med fartyget 2 och dess skrov ll. Även andra drivkraftsalstrare än thrus- tar 3 som visas och beskrives enligt ovan kan nyttjas, så- som t.ex. vattenjetstrålar etc. Thrustarna 3 är lagrade vridbara kring var sin axel 26 som sträcker sig vinkelrätt från det lutande bottenpartiet 14 av skrovet 11 eller att 12 10 15 536 927 de är uppburna av en konsol som är så anordnad att den ger den önskade sagda strömningsriktningen snett uppåt mot vattenytan för thrustarna 3. Företradesvis är thrustarna 3 vridbara cirka 360° innan stoppläge 9 uppnås mellan stoppanslaget 8 och dess anslagsdel 17 och anslagsdelen 16A på bakre delen 16 av respektive thruster 3.The nature and function of the present invention should have been understood from the foregoing and with the aid of what is shown in the drawings. By thrust is meant primarily a motor-driven propeller which, with or without angular gear, is connected to the vessel 2 and its hull 11. Propulsion generators other than thrusters 3 shown and described as above can also be used, such as e.g. water jet jets, etc. The thrusters 3 are mounted rotatably about each axis 26 extending perpendicularly from the inclined bottom portion 14 of the hull 11 or that they are supported by a bracket which is arranged so as to give the desired said direction of flow obliquely. upwards towards the water surface of the thrusters 3. Preferably, the thrusters 3 are rotatable about 360 ° before the stop position 9 is reached between the stop stop 8 and its stop part 17 and the stop part 16A on the rear part 16 of the respective thruster 3.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och på de bifogade rit- ningarna visade utforandena. Modifieringar är möjliga, särskilt när det gäller de olika delarnas beskaffenhet, eller genom användande av likvärdig teknik, utan att man frångàr skyddsomràdet för uppfinningen, såsom den definie- ras i patentkraven. 13The invention is of course not limited to the embodiments described above and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, in particular as regards the nature of the various parts, or by the use of equivalent technology, without departing from the scope of the invention as defined in the claims. 13

Claims

10 15 20 25 30 536 927 PATENT REQUIREMENTS

A device (1) for a vessel (2) which is arranged to be used for work when drilling at sea and which vessel (2) has at least an ice-breaking function, and that the vessel (2) (3) is designed to be able to drive away any ice (4) (2), ice-breaking function in desired directions (5, 6) is provided with a plurality of rotatable thrusters, said thrusters (3), which are arranged in dynamic positioning of the ship and that in case of drive away broken ice (7) (2), the tubes (3) in the direction away from the vessel are mounted rotatably, characterized in that thrusts are stored directly or indirectly via a stand on a sloping bottom hull portion (14) 15-20 °, inclined between seen towards the waterline (15) of the ship, the thrusters (3) being arranged to act in a direction obliquely up to the water surface, that the thrusters (3) each have a substantially rearwardly projecting rear part (16) which is arranged to the end position of the thrust in question to be stopped against a stop stop (8) ( 10) and that remote controllable locking means for said thrusters (3) for locking them in the desired locked end position are provided.

Device according to claim 1, characterized in that the thrusters (3) are mounted on the hull (11) directed to act obliquely upwards (12) and out from the center line (13) of the hull.

Device according to claim 1, (16) characterized in that said rear part and (17) abutment part (16A) the stop stop have a congruent shape, preferably a straight inclined surface (18, 19). 14 10 15 20 25 30 536 927

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said locking means (10) are formed by a slidably actuatable rod which cooperates with said projecting part (16), on the thruster (3) and with the stop stop (17) to prevent overload. of associated thrusts oscillating bearings.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the thrusters (3), which are rotatable about an axis, preferably about 360 °, are located along the length of the vessel on each side of the center (13) of the vessel, wherein they are placed evenly, for example in the series 4,6,8, 10, l2 and so on or in the series 4,8, l2 and so on and forward, in pairs on each side of the ship's center (13) stepwise in front of each other.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the thrusters (3) are distributed symmetrically both in the longitudinal direction (5) and in the lateral direction (6) under a bottom hull portion (11).

Device according to claim 1, characterized in that the vessel (2) has a pointed wedge-shaped bow and stern (24).

Device according to Claim 1, characterized in that the thrusters (3) are mounted on each side (A, B) of a centrally projecting downwardly (21) projecting underlying underlying, at the ends, pointed wedge-shaped thickening (22) on the ship's hull ( ll). 15 536 927

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a protection (25) against ice is arranged in front of the thrusters (3). 16