WO1999011516A2 - Wasserfahrzeug und offshore-plattform in mehrrumpfausführung - Google Patents

Wasserfahrzeug und offshore-plattform in mehrrumpfausführung Download PDF

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Definitions

  • the moving traction part consists of several catamaran-shaped floating bodies in which the drives are installed. Due to the propulsive force on the upstream floating parts of the traction part, they move downwards in the rear part due to their movable arrangement and must be equipped with the corresponding
  • the invention is based on the object of designing a watercraft and an offshore platform of the type shown in such a way that an unrestrictedly high degree of mobility and the greatest possible surfing effect are achieved in the foredeck To prevent the foreship from diving when the sea is rough and to be able to almost decouple the wave movements on the functional body of the watercraft or the offshore platform.
  • the watercraft and the offshore platform in multi-hull design consists of a pushed (driven) head-heavy floatable functional body or offshore platform, which is preceded by several movably arranged floating bodies on which the top load of the functional body comes to rest and thus the floatability of the overall system is manufactured at the same level.
  • the very good sea behavior of the invention is achieved by the lower weight and by the lack of propulsive forces on the upstream, movable floating bodies.
  • the sea behavior is improved in that these floats can also be moved individually and have a stepped surf profile in the bow part. This increases the maneuverability in the bow by the 3-division of the floating mass. All of the above measures taken together enable the best possible sea behavior in the application of the invention, as hydrodynamic model tests in the water tank have shown.
  • Fiq. 1 is a side view of a multi-hulled watercraft, consisting of a pushed, top-heavy, floatable functional body with several floating bodies in front of it, on which the top load of the functional body rests, thereby ensuring that the buoyancy is at the same level.
  • Fiq. 2 is a plan view of a watercraft in a multi-hull design with fixed and movable floating bodies.
  • Fiq. 3 is a side view of a multi-hull watercraft with fixed and movably arranged floating bodies and the division of the displaceable displacement volume on the lever sections Hl and H2 in the forecastle over the upstream, movably arranged floating bodies and the trailing movement on the lever sections H3 and H4.
  • Fiq. 4 a side view of an offshore platform in a multi-hull design with a drilling and / or production tower, comparable to FIG. 1, only in a particularly heavy version.
  • Fiq. 5 is a top view of an offshore platform in a multi-hull design with a drilling and / or production tower, comparable to FIG. 2, only in a particularly heavy version.
  • Fiq. 6 is a side view of an offshore platform in a multi-hull design with a drilling and / or production tower and fixed SWATH floats.
  • Fiq. 7 a front view of an offshore platform in a multi-hull design with a drilling and / or production tower and fixed SWATH floating bodies. From the drawings it can be seen that two application examples are preferred for the invention.
  • FIGS. 1 to 3 are for use as fast multihull watercraft, in which optimal sea-going and maximum driving comfort under sea is possible even with smaller sizes.
  • FIGS. 4 and 5 are for use as a heavy offshore platform, which is rotated in the area of operation by its own drive and rudder systems with its upstream, movable floating bodies, against the sea. Because in this position the wave motion is particularly well decoupled from the work platform.
  • FIGS. 6 and 7 are also used as a heavy offshore platform, in which the wave motion is decoupled via fixed SWATH floats.
  • Another object of the invention is to make do with the improved seaability with a lower swimming mass, which has a favorable effect on the acquisition and operating costs.
  • Another object of the invention is to further improve operational safety and working conditions compared to the prior art.
  • a prerequisite for the function of a multi-hull watercraft with fixed and moveable hulls is its design similar to the principle of the double pendulum.
  • double pendulums are known, which are suspended vertically in air (gases) on their longest lever, and smaller levers are movably arranged on the free-swinging lever end. If you set the double pendulum in motion, it is known that the smaller pendulum performs the most intensive (chaotic) movements. If you apply this principle to floating bodies that are connected to one another and rest horizontally on liquids (water), the longest lever H3 pushes the small pendulum H1 and H2 into an orderly movement sequence, the movement of which is determined by the height of the waves and the speed .
  • the watercraft and the offshore platform in multi-hull design ⁇ consists of a pushed, top-heavy, floatable functional body or a platform 2, to which several floating bodies 3 are movably mounted, on which the head load of the functional body or platform 2 comes to rest and thus the ability to float is produced at a uniform level.
  • the head load of the functional body or the platform 2 comes to rest on the upstream floating bodies 3 where the displacement volume on the lever path HI to H2 is almost the same via movable bearing points 4 with axial locking.
  • the upstream, movable floating bodies 3 are arranged individually or together on the end face
  • the inertia on the lever path H2 is insufficient and is therefore additionally supplemented by damping systems 6 on the lever path HI.
  • this is in anchored drilling and / or conveying position with its aerodynamic, fixed and movably arranged floating bodies 7 and 3 via rotatable holding device 11 as a roller table by 360 degrees in a circle around the drilling - And / or conveyor linkage 9, always aligned at the front against the rolling sea.
  • the horizontal mobility on the spot makes it necessary that the drilling and / or production linkage 9 is also held in a rotatable holding device 10 on the platform 2.
  • the favorable flow conditions designed in this way in the underwater and wave areas of the offshore platform I are also used in the above water area.
  • the structures on the platform 2 are, as far as possible, also designed to be particularly aerodynamic, so as not to offer too large resistance areas during storms. This is particularly advantageous in drilling and / or production areas where cyclones occur regularly.
  • a length / width ratio of 3: 1 with 225 x 75 m can be described as optimal, which also offers good conditions in terms of the strength to be designed.
  • the multihull Off offshore platform can be moved in two axes:
  • the fixedly arranged floating bodies 7 optionally have a larger cross section in their underwater area than in the above water area. All fixed and movable floating bodies 7 and 3 can be flooded in the sections provided, in order to produce an exactly balanced level and, if necessary, to be able to lower the center of gravity.
  • the motor drives are located in the fixedly arranged floating bodies 7 of the platform 2. Thrusters are arranged in the fixed and movable floating bodies 7 and 3.
  • the drilling and / or production tower 13 is installed in the approximate center of gravity of the offshore platform ⁇ .
  • the movable holding devices 10 for the drilling and / or production rod 9 and the rotatable holding device 11 are fastened on / under the offshore platform ⁇ .
  • the offshore platform 1 is anchored to the sea floor in a spread version by means of flexible holding rods or steel cables 12.
  • the driving and operating station 14 is arranged in the front part of the offshore platform 1. In the rear part, the team accommodations 15 and the energy center 16 are spatially separated. The entire material flow takes place at the same level throughout with the aid of several crane systems 17.
  • the decoupling of the wave movement on the offshore platform ⁇ can be carried out in addition to the combination of fixed and movably arranged floating bodies 7 and 3, also with continuously fixed SWATH floating bodies 18.
  • the decoupling of the wave movement on the platform for the purpose of safe working conditions is achieved by a high, partially submerged floating mass.
  • the associated high investment and operating costs are almost not cost-covering with low crude oil prices as they are at the moment. Because offshore oil and gas production is in competition with the cheaper production costs on the mainland.
  • the economic benefit of the invention in offshore application is that it can be used to build offshore platforms that can make do with 1/3 to 1/2 less swimming mass and thus become more economical in the long term.

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Abstract

Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform (1) in Mehrrumpfausführung mit fest und beweglich angeordneten Rümpfen (3), bestehend dazu aus einem geschobenen, kopflastig schwimmfähigen Funktionskörper oder einer Plattform (2), dem/der mehrere Schwimmkörper (3) beweglich vorgelagert sind, auf denen die Kopflast des Funktionskörpers oder der Plattform zur Auflage kommt und damit die Schwimmfähigkeit auf einheitlichem Niveau hergestellt wird. In der Anwendung als Offshore-Plattform wahlweise beweglich in vertikaler und horizontaler Achse oder nur in horizontaler Achse, indem nur fest angeordnete SWATH-Schwimmkörper die Plattform tragen.

Description

"Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung
Aus der Offenlegungsschrift DE 196 34 070 AI ist ein Wasserfahrzeug in Mehrrumpfausführung bekannt, bei dem ein schwimmfähiger Funktionskörper von einem beweglich angeordneten Zugteil durch die See gezogen wird.
Der bewegliche Zugteil besteht aus mehreren, katamaranförmig angeordneten Schwimmkörpern, in denen die Antriebe installiert sind. Durch die Vortriebskraft auf die vorgelagerten Schwimmkörper des Zugteils tauchen diese im Heckteil durch ihre be- wegliche Anordnung stark ab und müssen mit entsprechendem
Kraftaufwand durch geeignete Niederhaltevorrichtungen stabilisiert werden. Dadurch ist im Vorschiff nur eine geringe Beweglichkeit, ein geringer Surf-Effekt möglich, um bei bewegter See das Tauchen im Vorschiff maßgeblich reduzieren zu können, wie hydrodynamische Modellversuche im Wassertank gezeigt haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserfahrzeug und eine Offshore-Plattform der aufgezeigten Gattung so auszu- bilden, daß im Vorschiff eine uneingeschränkt hohe Beweglichkeit, ein größtmöglicher Surf-Effekt erzielt wird, um ein Tauchen des Vorschiffes bei Seegang weitgehend verhindern und die Wellenbewegungen auf dem Funktionskörper des Wasserfahrzeuges oder der Offshore-Plattform nahezu entkoppeln zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche des Wasserfahrzeuges und der Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung, mit fest und beweglich angeordneten Rümpfen gelöst.
Das Wasserfahrzeug und die Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung besteht aus einem geschobenen (angetriebenen) kopflastig schwimmfähigen Funktionskörper oder Offshore-Plattform, dem/ der mehrere beweglich angeordnete Schwimmkörper vorgelagert sind, auf denen die Kopflast des Funktionskörpers zur Auflage kommt und damit die Schwimmf higkeit des Gesamtsystems auf gleichem Niveau hergestellt wird.
Das sehr gute Seeverhalten der Erfindung wird durch das geringere Eigengewicht und durch die nichtvorhandenen Vortriebskräfte auf die vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörper erzielt. Zusätzlich wird das Seeverhalten dadurch verbessert, daß diese Schwimmkörper auch einzeln bewegt werden können und im Bugteil ein gestuftes Surf-Profil besitzen. Damit wird die Beweglichkeit im Vorschiff durch die 3-Teilung der Schwimm-Masse noch erhöht. Alle vorgenannten Maßnahmen zusammengenommen ermöglichen ein bestmögliches Seeverhalten in der Anwendung der Erfindung, wie hydrodynamische Modellversuche im Wassertank gezeigt haben.
Bei schweren Verdrängungssystemen erfolgt die Bewegung der vor- gelagerten, beweglichen Schwimmkörper zwangläufig über die ermittelte Verdrängungsmasse und deren Trägheit unter den Bedingungen der Fahrdynamik, die hinter dem Drehpunkt seiner Lagerung wirksam wird. Bei Gleitersystemen kommen zusätzlich Gasfederoder vollhydraulische Dämpfungssysteme zum Einsatz, da die Verdrängungsmasse und deren wirksame Trägheit bei diesen Baugrößen zu gering sind.
Bei schwimmfähigen und verankerten Offshore-Plattformen erfolgt die Bewegung a u c h gegen die anrollende See. Dazu wird diese motorisch horizontal um 360 Grad im Zirkel um das Bohr- und/oder Fördergestänge über eine an der Plattform angebrachte Dreh- und Haltevorrichtung gegen die See ausgerichtet. In der aufgezeig- ten Alternative dazu kann die Kombination aus fest und beweglich angeordneten Schwimmkörpern auch durch fest angeordnete SWATH-Schwimmkörper (Small Waterplane Area Twin Hüll) ersetzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fiq. 1 als Seitenansicht ein Wasserfahrzeug in Mehrrumpfaus- führung, bestehend aus einem geschobenen kopflastig schwimmfähigen Funktionskörper, dem mehrere Schwimmkörper beweglich vorgelagert sind, auf denen die Kopflast des Funktionskörpers aufliegt und dadurch die Schwimmfähigkeit auf gleichem Niveau hergestellt wird.
Fiq. 2 als Draufsicht ein Wasserfahrzeug in Mehrrumpausführung mit fest und beweglich angeordneten Schwimmkörpern. Fiq. 3 als Seitenansicht ein Wasserfahrzeug in Mehrrumpfaus- führung mit fest und beweglich angeordneten Schwimmkörpern und der Einteilung des verlagerbaren Verdrängungsvolumens auf den Hebelstrecken Hl und H2 im Vorschiff über die vorgelagerten, beweglich angeordneten Schwimmkörper und dem Bewegungsnachlauf auf den Hebelstrecken H3 und H4.
Fiq. 4 als Seitenansicht eine Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung mit Bohr- und/oder Förderturm, vergleichbar wie Fig. 1, nur in besonders schwerer Ausführung.
Fiq. 5 als Draufsicht eine Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung mit Bohr- und/oder Förderturm, vergleichbar wie Fig. 2, nur in besonders schwerer Ausführung.
Fiq. 6 als Seitenansicht eine Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung mit Bohr- und/oder Förderturm und fest angeordneten SWATH-Schwimmkörpern.
Fiq. 7 als Vorderansicht eine Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung mit Bohr- und/oder Förderturm und fest angeordneten SWATH-Schwimmkörpern. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß zwei Anwendungsbeispiele bevorzugt für die Erfindung in Betracht kommen.
Bei den Zeichnungen in Fig. 1 bis 3 handelt es sich um die Anwendung als schnelle Mehrrumpf-Wasserfahrzeuge, bei denen optimale Seegängigkeit und höchster Fahrkomfort unter Seegang schon mit kleineren Baugrößen möglich ist.
Bei den Zeichnungen in Fig. 4 und 5 handelt es sich um die Anwendung als schwere Offshore-Plattform, die im Einsatzgebiet über eigene Antriebs- und Rudersysteme mit seinen vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörpern, stirnseitig gegen die See gedreht wird. Denn in dieser Position werden die Wellenbewegung gegenüber der Arbeitsplattform besonders gut entkoppelt.
Bei den Zeichnungen in Fig. 6 und 7 handelt es sich ebenfalls um die Anwendung als schwere Offshore-Plattform, bei denen die Entkopplung der Wellenbewegung über fest angeordnete SWATH-Schwimm- körper erfolgt.
Bei allen Anwendungen ist es Aufgabe der Erfindung, über die verbesserte Seegängigkeit mit geringerer Schwimm-Masse auszukommen, die sich günstig auf die Anschaffungs- und Betriebskosten auswirkt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit und die Arbeitsbedingungen gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verbessern. Voraussetzung für die Funktion eines Wasserfahrzeuges in Mehrrumpfausführung mit fest und beweglich angeordneten Rümpfen ist dessen Gestaltung ähnlich dem Prinzip des Doppelpendels.
Aus den Grundlagen der Physik sind Doppelpendel bekannt, die vertikal in Luft (Gasen) an ihrem längsten Hebel beweglich aufgehängt und an dessen freischwingenden Hebelende kleinere Hebel beweglich angeordnet sind. Setzt man das Doppelpendel in Bewe- gung, so vollzieht bekanntlich das kleinere Pendel die intensivsten (chaotischen) Bewegungen. Überträgt man dieses Prinzip auf beweglich miteinander verbundene Schwimmkörper, die horizontal auf Flüssigkeiten (Wasser) aufliegen, so schiebt unter Fahrdynamik der längste Hebel H3 das kleine Pendel Hl und H2 in einen geordneten Bewegungsablauf, dessen Bewegung von der Höhe des Wellengangs und der Geschwindigkeit bestimmt wird. Der geordnete Bewegungsablauf bei Wellengang des kleinen Pendels als bewegliches Vorschiff ergibt sich aus der Masseträgheit in der Verlagerung des Verdrängungsvolumens um seinen Drehpunkt. Grundsätz- liehe Voraussetzung für die horizontale Funktion des Doppelpendels mit Schwimmkörpern auf bewegter Wasseroberfläche ist, daß eine ausreichende Last bzw. Gewicht am Drehpunkt des kleinen Pendels aufliegt. Der Nutzeffekt dieser Anwendung ist, daß die Kräfte aus der bewegten See am Wasserfahrzeug oder am verankerten "Stehzeug" als Offshore Plattform nicht auf einem starren Widerstandskörper auftreffen, sondern über die Funktion des Doppelpendels diese Kräfte in entkoppelte Bewegung umgesetzt wird und damit der Wellenzusatzwiderstand stark reduziert werden kann. Mit vorgenannten Ausführungen wird die Wirkungsweise der Erfindung auch physikalisch erklärt. Das Wasserfahrzeug und die Offshore-Plattform in Mehrrumpfausfuhrung ϊ besteht aus einem geschobenen, kopflastig schwimmfähigen Funktionskörper oder einer Plattform 2, dem mehrere Schwimmkörper 3 beweglich vorgelagert sind, auf denen die Kopf- last des Funktionskörpers oder der Plattform 2 zur Auflage kommt und damit die Schwimmfähigkeit auf einheitlichem Niveau hergestellt wird.
Über bewegliche Lagerstellen 4 mit Axialarretierung kommt die Kopflast des Funktionskörpers oder der Plattform 2 gewichtswirksam auf den vorgelagerten Schwimmkörpern 3 dort zur Auflage, wo das Verdrängungsvolumen auf der Hebelstrecke Hl zu H2 nahezu gleich ist. Die vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörper 3 werden einzeln oder zusammen auf stirnseitig angeordneten
Führungen 5 auf dem Funktionskörper oder der Plattform 2 parallel und beweglich geführt. Die Führungen 5 und die dazu erforderlichen Gegenstücke sind so ausgebildet, daß Stöße und kleinere Havarien aufgenommen und in den Funktionskörper oder der Plattform 2 eingeleitet werden können. Die Bewegung der vorgelagerten Schwimmkörper 3 erfolgt auf einer festen Kreisbahn, im Zirkel um die bewegliche Lagerstelle 4. Bei annähernd gleichem Verdrängungsvolumen vor und hinter den beweglichen Lagerstellen 4 der vorgelagerten, beweglich angeordneten Schwimmkörper 3 auf den Hebelstrecken Hl zu H2, verlagert sich bei Seegang damit fortlaufend das Verdrängungsvolumen im Vorschiff und verhindert über den so erzielten Surf-Effekt weitgehend das Tauchen im Vorschiff. Bei hoher Geschwindigkeit in der Gleiteranwendung der Erfindung ist die Masseträgkeit auf der Hebelstrecke H2 nicht ausreichend und wird deshalb zusätzlich durch Dämpfungssysteme 6 auf der Hebelstrecke Hl ergänzt. In der Anwendung der Erfindung als Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung ϊ wird diese in verankerter Bohr- und/oder Förderposition mit ihren strömungsgünstigen, fest und beweglich angeordneten Schwimmkörpern 7 und 3 über drehbare Haltevorrich- tung 11 als Rollgang um 360 Grad im Zirkel um das Bohr- und/oder Fördergestänge 9, stirnseitig immer gegen die anrollende See ausgerichtet. Die horizontale Beweglichkeit auf der Stelle macht es erforderlich, daß auch das Bohr- und/oder Fördergestänge 9 in einer drehbaren Haltevorrichtung 10 auf der Plattform 2 ge- halten wird. Die so gestalteten, günstigen Strömungsverhältnisse im Unterwasser- und Wellenbereich der Offshore-Plattform I kommen im Überwasserbereich ebenfalls zur Anwendung. Die Aufbauten auf der Plattform 2 sind, soweit das möglich ist, ebenfalls besonders strömungsgünstig gestaltet, um bei Sturm keine zu großen Widerstandsflächen zu bieten. Das ist besonders in Bohr- und/ oder Fördergebieten von großem Vorteil, in denen regelmäßig Wirbelstrürme auftreten.
Die Möglichkeit der Ausrichtung einer strömungsgünstigen Off- shore-Plattform gegen die anrollende See bietet den großen Vorteil, diese zukünftig länger als breiter und flacher bauen zu können. Z.B. ist ein Längen/-Breitenverhältnis von 3 : 1 mit 225 x 75 m als optimal zu bezeichnen, das zudem auch gute Voraus- Setzungen in Bezug auf die zu gestaltende Festigkeit bietet.
Bei starren Offshore-Plattformen - in Bauweise und Verankerung - besteht die Möglichkeit der Ausrichtung gegen die See nicht. Die Kräfte, die aus Seegang und Sturm auf starre Offshore-Plattformen auftreffen, können aus allen Richtungen kommen. Deshalb haben starre Offshore-Plattformen überwiegend auch ein Längen/- Breitenverhältnis von 1 : 1, z.B. 90 x 90 m. Die hohen Kräfte aus der bewegten See treffen bei starren Off- shore-Plattformen bekanntlich mit immenser Wucht auf eine große Fläche von mehreren, tragenden Säulen. Um diesen hohen Kräften wirksam standhalten zu können, ist eine hohe Schwimm-Masse und Trägheit erforderlich, die in ihrem Unterwasserbereich große Gegengewichte erforderlich machen, um einen betriebssicheren Schwerpunkt bei den wellenbedingt hochbauenden, starren Offshore- Plattformen zu erhalten. Diese Konstruktionen sind bekanntlich in Anschaffung und Unterhalt besonders kostenintensiv.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung, in der Anwendung als bewegliche Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung ϊ weitgehend vermieden.
Die Beweglichkeit der Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung ϊ erfolgt in zwei Achsen:
a) Vertikal, zur Reduzierung der Kräfte aus der bewegten See über die strömungsgünstige Formgestalt der Schwimmkörper 7 und 3 sowie gewichtswirksam auf die vorgelagerten, beweglich angeordneten Schwimmkörper 3, mit dem Ergebnis der Verbesserung der Seefähigkeit bei weitgehender Entkopplung der Wellenbewegung auf der Plattform 2.
b) Horizontal, im Zirkel von 360 Grad um das Bohr- und/ oder Fördergestänge 9 mit der gesamten Offshore-Plattform 1, um diese stirnseitig immer gegen die anrollende See ausrichten zu können. Die horizontale Beweglichkeit ist Voraussetzung für das in a) genannte Ergebnis. Die fest angeordneten Schwimmkörper 7 haben wahlweise in ihrem Unterwasserbereich einen größeren Querschnitt als im Überwasserbereich. Alle festen und beweglichen Schwimmkörper 7 und 3 sind in dafür vorgesehenen Sektionen flutbar, um ein exakt ausgewogenes Niveau herstellen und wenn erforderlich, den Schwerpunkt tiefer legen zu können.
Die motorischen Antriebe befinden sich in den fest angeordne- ten Schwimmkörpern 7 der Plattform 2. Strahlruder sind in den festen und beweglichen Schwimmkörpern 7 und 3 angeordnet.
Der Bohr- und/oder Förderturm 13 kommt in annähernder Schwer- punktlage der Offshore-Plattform ϊ zur Aufstellung. In der verlängerten ήchse zum Bohr- und/oder Förderturm 13 sind die beweglichen Hal-evorrichtungen 10 für das Bohr- und/oder Fördergestänge 9 und die drehbare Haltevorrichtung 11 auf/unter der Offshore-Plattform ϊ befestigt. Die Verankerung der Offshore- Plattform 1 auf dem Meeresboden erfolgt in gespreizter Ausführung über flexible Haltegestänge oder Stahlseile 12.
Im vorderen Teil der Offshore-Plattform 1 ist der Fahr- und Be- triebsstand 14 angeordnet. Im hinteren Teil befinden sich räumlich getrennt die Mannschaftsunterkünfte 15 und die Energiezentrale 16. Der gesamte Materialfluß erfolgt auf durchgehend gleichem Niveau mit Hilfe von mehreren Krananlagen 17.
Die Entkopplung der Wellenbewegung auf der Offshore-Plattform ϊ kann neben der Kombination aus fest und beweglich angeordneten Schwimmkörpern 7 und 3 auch mit durchgehend fest angeordneten SWATH-Schwimmkörpern 18 erfolgen. Bei starren Offshore-Konstruktionen für den Tiefsee-Einsatz und dessen starren Verankerung auf dem Meeresboden wird die Entkopplung der Wellenbewegung auf der Plattform zum Zweck von betriebssicheren Arbeitsbedingungen durch eine hohe, teilgetauchte Schwimm-Masse erzielt. Die damit verbundenen hohen Investitionsund Betriebskosten sind bei niedrigen Rohölpreisen wie zur Zeit, fast nicht kostendeckend. Denn die Offshore-Förderung bei Öl und Gas steht im Wettbewerb zu den günstigeren Förderkosten auf dem Festland.
Der wirtschaftliche Nutzen der Erfindung in der Offshore-Anwen- dung liegt darin, daß damit Offshore-Plattformen gebaut werden können, die mit 1/3 bis 1/2 weniger Schwimm-Masse auskommen und damit nachhaltig auch preisgünstiger werden.
Die Offshore-Industrie hat sich in der Vergangenheit bereits mit Plattformen befaßt, die im Zirkel um das Bohr- und/oder Förder- gestänge bewegt werden. Die bekannten Denk- und Ausführungsbeispiele haben aber keine Einsparung bei der Schwimm-Masse aufge- zeit und konnten nur vereinzelt Käufer finden. Gefragt sind leichtere, extrem strömungsgünstige Konstruktionen, die weniger hoch, dafür aber länger und flacher bauen. Die projizierte Fläche, die bei den tragenden Teilen der Erfindung stirnseitig im Unterwasserbereich und als Wellenzusatzwiderstand anliegt, hat nur 1/5 bis 1/4 der Fläche, die bei vergleichbaren, starren Offshore- Plattformen den Kräften der bewegten See ausgesetzt sind. Die Notwendigkeit für den Bau von Offshore-Plattformen nach der Er- findung ergibt sich aus den hohen Kosten bei den starren Konstruktionen, die mit der Erfindung nachhaltig reduziert werden können.
- Patentansprüche - Aufstellung der Bezugszeichen:
1 Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung mit fest und beweglich angeordneten Rümpfen
2 geschobener, kopflastig schwimmfähiger Funktionskörper oder Plattform
3 beweglich vorgelagerte Schwimmkörper
4 bewegliche Lagerstellen mit Axialarretierung
5 Führungen
6 Dämpfungssysteme
7 fest angeordnete Schwimmkörper
8 Querverbindungen
9 Bohr- und/oder Fördergestänge
10 drehbare Haltevorrichtung für Bohr- und/oder Fördergestänge
11 drehbare Haltevorrichtung als Rollgang zur Verankerung
12 flexible Haltegestänge oder Stahlseile
13 Bohr- und/oder Förderturm
14 Fahr- und Betriebsstand
15 Mannschaftsunterkünfte mit Helikopterlande- und Startplatz
16 Energiezentrale
17 Dreh- und Brückenkrane
18 fest angeordnete SWATH-Schwimmkörper
WL Wasserlinie
KL Lage der Kopflast beim Funktionskörper oder der Plattform
SP annähernde Schwerpunktlage
HB Hubbewegung
Hl Hebelstrecke zur Reduzierung des Wellenzusatzwiderstandes durch Verlagerung des Verdrängungsvolumens im Vorschiff
H2 Hebelstrecke zur Verlagerung des Verdrängungsgewichtes
H3 Hebelstrecke als Schubstrecke
H4 Hebelstrecke als Führungsstrecke

Claims

Patentansprüche :
1. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserfahrzeug und die Offshore-Plattform (ϊ) aus einem geschob- benen, kopflastig schwimmfähigen Funktionskörper oder einer Plattform (2) besteht, dem mehrere Schwimmkörper (3) beweglich vorgelagert sind, auf denen die Kopflast des Funktionskörpers oder der Plattform (2) zur Auflage kommt und damit die Schwimmfähigkeit auf einheitlichem Niveau hergestellt wird.
2. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopflast des Funktionskörpers oder der Plattform (2) auf den Schwimmkörpern (3) dort zur Auflage kommt, wo das Verdrängungsvolumen auf der Hebelstrecke Hl zu H2 annähernd gleich ist.
3. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopflast des Funktionskörpers oder der Plattform (2) über bewegliche Lagerstellen (4) mit Axialarretierung auf den Schwimmkörpern (3) zur Auflage kommt.
4. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörper (3) einzeln oder zusammen auf stirnseitig angebrachte Führungen (5) des Funktionskörpers oder der Plattform (2) beweglich geführt werden.
Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitig angebrachten Führungen (5) auf dem Funktionskörper oder der Plattform (2) gleichzeitig so ausgebildet sind, daß diese Stöße von den vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörpern (3) aufnehmen und in den Funktionskörper oder der Plattform (2) ableiten können.
6. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beweglichen Lagerstellen (4) und Führungen (5) Gasfeder- oder vollhydraulischen Dämpfungssysteme (6) angeordnet sind.
7. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgelagerten, beweglichen Schwimmkörper (3) im Bug gestufte Gleiter-Profile besitzen.
8. Wasserfahrzeug und Offshore-Plattform in Mehrrumpfaus- führung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionskörper oder die Plattform (2) einen oder mehrere fest angeordnete, tiefertauchende Schwimmkörper- (-7) besitzt, in denen motorische Antriebe installiert sind.
9. Wasserfahrzeug in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubkraft auf dem Funktionskörper (2) in der Ausführung als Wassersportfahrzeug auch durch Windkraft, durch Segel erzeugt wird.
10. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fest angeordneten Schwimmkörper (7) der Plattform (2) und die vorgelagerten, be,weglich angeordneten Schwimmkörper (3) in Sektionen flutbar sind.
11. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren, fest angeordneten Schwimmkörper (7) der Plattform (2) so angeordnet sind, daß diese in der Strömung der vorgelagerten, beweglich angeordneten Schwimmkörper (3) liegen.
12. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die fest angeordneten Schwimmkörper (7) der Plattform (2) in ihrem Unterwasserbereich einen größeren Querschnitt als im Überwasserbereich besitzen.
13. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die fest und beweglich angeordneten Schwimmkörper (7 und 3) im Unterwasserbereich durch strömungsgünstige Querverbindungen (8) untereinander fest verbunden sind.
14. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Offshore-Plattform (1) universial als Bohr- und Fördersystem einsetzbar ist und durch eine Kombination aus motorischem Antrieb und mehreren Strahlrudern, stirnseitig immer gegen die anrollende See ausgerichtet wird.
15. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohr- und/oder Fördergestänge (9) in einer drehbaren Haltevorrichtung (10) auf der Plattform (2) befestigt ist.
16. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Plattform (2) , im Zirkel um das Bohr- und/oder Fördergestänge (9) , eine drehbare Haltevorrichtung (11) als Rollgang befestigt ist, an der flexible Haltegestänge oder Stahlseile (12) angebracht, die auf der Gegenseite im Meeresboden verankert sind.
17. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in annähernder Schwerpunktlage der Offshore-Plattform (1) ein Bohr- und/oder Förderturm (13) zur Aufstellung kommt, in dessen verlänger- ter Mittelachse die bewegliche Haltevorrichtung (10) für das Bohr- und/oder Fördergestänge (9) und die drehbare Haltevorrichtung (11) zur beweglichen Verankerung der Offshore- Plattform (I) auf dem Meeresboden über flexible Haltegestänge oder Stahlseile (12) angeordnet sind.
18. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Teil der Plattform (2) der Fahr- und Betriebsstand (14) und im hin- teren Teil, räumlich getrennt die Mannschaftsunterkünfte (15) mit darüberliegendem Helikopterlande- und Startplatz und die Energiezentrale (16) angeordnet sind.
19. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Plattform (2) der Materialfluß von der Anlieferung, seiner Zwischenlagerung und bis zu seiner Verwendung auf gleichem Plattform-Niveau erfolgt, auf dem mehrere Krane (17) an exponierten Stellen angeordnet sind und die Materialbewegungen vornehmen.
20. Offshore-Plattform in Mehrrumpfausführung nach Anspruch
8, 10 und 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrrumpfsystem unter der Plattform (2) ausschließlich mit fest angeordneten SWATH-Schwimmkörpern (18) versehen ist.
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