DE2640869A1 - Hochseeplattform - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD Λ GRÄMKOW

München, den 10. Sept. 1976 P/3/b - J 2027

INSITUFOBM (PIPES & STRUCTURES) LIMITED 12 B Station Eoad, Ince. Hr. Chester, Cheshire, England

Hochseeplattform

Die Erfindung "betrifft einen Trageaufbau für eine Hochseeplattform, wie eine Bohrplattform·, besonders betrifft sie einen Trageaufbau für eine in relativ tiefem Wasser, z.B. 180 m oder tiefer, verwendbare Hochseeplattform.

Die Erfindung betrifft auch Hochseebauten, die eine Plattform und einen Trageaufbau nach der Erfindung enthalten.

Mit der Entdeckung von öl unter dem Grund der Nordsee· wurde dem Entwurf von Hochsee-Bohr- und anderen Plattformen und den zugehörigen Tragaufbauten viel Zeit gewidmet, die in diesem besonderen Seegebiet verwendet werden können, das für seine in weiten Grenzen sich ändernden Bedingungen bekannt ist.

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DR. G. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE ! 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270 TEL. (089) 22 42 II. TELEX OS - 29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77062-805

ELne Art der benutzten Hochseeaufbauten umschließt einen Schwimmunterbau, der dadurch unter Wasser gehalten wird, daß er mit dem Meeresgrund durch Halteseile, Drahtseile oder ähnlichem verbunden ist. Die Plattform wird so mit Beinen auf dem Unterbau befestigt, daß sie sich oberhalb der Wasseroberfläche befindet. Dieser Aufbau hat den Nachteil, daß er sich losreißen und unstabil werden kann, wenn die Halteseile reißen, und daß weiterhin seine Stabilität auf einem schwimmenden Unterbau beruht und durch Strömungen und Wellenbewegungen bei hohem Seegang ernsthaft beeinflußt werden kann.

Die Erfindung schafft eine Trägstruktur für eine Hochseeplattform, die auf dem Meeresgrund steht, aber unter der Einwirkung von Wellenbewegungen ein vorherbestimmtes Maß nachgeben kann, um zu verhüten, daß bei hohem Seegang Schaden angerichtet wird.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Tragaufbau für eine Hochseeplattform einen zum Aufstellen auf dem Meeresgrund bestimmten Säulenaufbau, der zumindest zwei Abschnitte umfaßt, die gegeneinander in einer Ebene oder in Ebenen des-wegen kippen könne,n<äie senkrecht zur Säulenachse steht bzw. stehen, weil die Abschnitte durch Einrichtungen aneinander angebracht sind, die in Umfangsrichtung angeordnete Kippachsen bilden, um die die Abschnitte gegeneinander kippbar sind, und daß sie nachgiebige Spanneinrichtungen umfassen, die die Abschnitte in axialer Richtung zusammenspannen und dem Kippvorgang widerstehen.

Vorzugsweise umfassen die Einrichtungen in Umfangsrichtung angeordnete Gelenkverbindungen.

Vorzugsweise bildet jedes Paar in Umfangsrichtung benachbarter Verbindungen eine Achse, um die die Abschnitte gegeneinander gekippt werden können.

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Vorzugsweise sind drei Säulenabschnitte vorhanden, ein unterer, ein mittlerer und ein oberer Abschnitt, wobei der untere Abschnitt und der Mittelabschnitt mittels Einrichtungen so aneinander angebracht sind, daß sie sich, wie oben angedeutet, gegeneinander kippen lassen, und der Mittelabschnitt und der obere Abschnitt, wie oben angedeutet, zueinander gekippt werden können, und die Kippachsen zwischen dem unteren und dem Mittelabschnitt in ihrer Winkellage gegenüber den Kippachsen zwischen dem mittleren und dem oberen Abschnitt versetzt sind.

Vorzugsweise sind drei Kugelgelenklager vorhanden, die die Gelenkverbindungen zwischen dem unteren Abschnitt und dem Mittelabschnitt bilden, und es sind drei gleichartige Lager zwischen dem Mittelabschnitt und dem oberen Abschnitt vorhanden.

Alternativ dazu können die Verbindungen durch in Stabpfannen ruhende gerade Hippen gebildet werden, die bei dem Gegeneinanderkippen sich darin gelenkig bewegen können.

Die Erfindung schafft auch einen Hochseeaufbau, der einen Tragaufbau und eine darauf angebrachte Hochseeplattform umfaßt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht, auf der die geometrischen Verhältnisse der Tragestruktur schematisch dargestellt sind,

!Figur 2 eine Seitenansicht der Plattform und ihrer Tragestruktur, und

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Figur 3, 4, 5 iind 6 jeweils schematische Draufsichten nach den Teillinien 1-1, 2-2, 3-3 bzw. 4-4 in Figur 2. ,

Ein Hochseetragaufbau 10, der eine Bohrplattform oder eine Betriebsplattform sein kann, schließt eine aufrechtstehende Säule/ wenn sie in Betriebsstellung ist. Die Säule besitzt im wesentlichen drei Abschnitte, nämlich einen durch einen Grundlagertank 12 gebildeten Unterabschnitt,einen Mittelabschnitt 14, der aus zwei schweren Dreiecksrahmen 16 und 18 besteht, die durch axial geneigte Hiegel 20 voneinander getrennt sind, und einen oberen Abschnitt 22, der aus einem Dreiecksrahmen 22A, einer zylindrischen Mittelsäule 22B, Seitenstäben220 und Grundstangen 22D besteht. Auf dem Abschnitt 22 ist ein Plattformaufbau 24 angebracht, auf dem die Jeweiligen Krane, Gebäude, Tanks udgl. nach den jeweiligen Erfordernissen angebracht sind. In Figur 2 ist eine Plattform 24 dargestellt, die zum Befallen eines Tankers 23 mit öl dient.

Die Erfindung betrifft die Möglichkeit, daß der obere Abschnitt des Aufbaus sich infolge einer sehr hohen Wellenbelastung bewegen kann, und um dies zu erreichen, sind der untere Abschnitt und der Mittelabschnitt, wie auch der Mittelabschnitt und der obere Abschnitt miteinander durch Gelenkverbindungen verbunden. Diese Verbindungen liegen in Querebenen und sind so ausgeführt, daß sie Kippbewegungen der Abschnitte gegeneinander erlauben, wie es im Folgenden mit Bezug auf Figur 1 erklärt wird. Im wesentlichen ist jede Verbindung nach Art einer Kugelgelenkverbindung ausgebildet, und die zwischen benachbarten Abschnitten liegenden Verbindungen sind um die Säule herum voneinander ge-

angeorcraet.

trennt/ Bei dem beschriebenen Beispiel sind die drei Verbindungen zwischen -jeweils einem Paar benachbarter Abschnitte

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mit 120°-Abständen verteilt, und die eine Verbindungsreihe ist gleichwinklig um 60° gegen die andere Reihe verdreht. Diese Anordnung gibt dem Säulenaufbau die Freiheit, in sechs möglichen Eichtungen zu kippen, wie im Folgenden erklärt wird.

Das Gewicht des Zwischenabschnitts und des oberen Abschnitts bringt es mit sich, daß diese Abschnitte fest auf den Gelenkverbindungen ruhen, und zusätzlich sind die Abschnitte in Axialrichtung -.»zu-s ätz lieh' durch Spanneinrichtungen belastet, in diesem Fall durch Taue oder Drahtseile für höchste Beanspruchung, die zwischen der Unterseite der Plattform 24 und den Grundtanks 12 gespannt sind, wobei die Taue außerhalb der Säule 22B liegen, aber ihr Angriffszentrum in der Mitte dieser Säule besitzen. Diese Taue können aus Parafilmaterial bestehen, so daß sie, wie im folgenden erklärt wird, nachgeben können.

In Figur 1 sind die durch die Hinweiszeichen A, B bzw. G bezeichneten unteren, mittleren und oberen Abschnitte der Einfachheit halber als Zylinder dargestellt. Die drei Gelenkverbindungen zwischen den Abschnitten A und B sind durch mit 26, 28 bzw. 30 bezeichnete Kugeln angedeutet. Gleicherweise sind die drei Gelenkverbindungen zwischen den Abschnitten B und C durch drei mit 32, 34 bzw. 36 bezeichnete Kugeln angedeutet. Die Angriffslinie der Spannungskraft, die durch die Taue aufgebracht wird, ist durch das Zeichen 38 bezeichnet. Jedes Paar in Umfangsrichtung benachbarter Gelenkverbindungen in jeder Ebene bildet eine durch die Mitte der Gelenke gehende Achse, um welche die jeweiligen Abschnitte gegeneinander gekippt werden können. Auf diese Weise bilden die Gelenke 26, 28 und 30 die Kippachsen 40, 42 und 44, während die Gelenke 32, 34· und 36 die Kippachsen 46, 48 und 50 bilden» In Figur 5 sind die Gelenke 26 bis 36 und die Achsen 40 bis 50 deutlich angezeigt.

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Bei normalen Seebedingungen kippen die Abschnitte nicht gegeneinander, wenn jedoch eine außerordentliche Belastung durch die See auf die Säule ausgeübt wird, wie sie durch die Kraft F in Figur 1 dargestellt ist, wird die Säule, statt unter dieser Extrembelastung Schaden zu erleiden, um eine der oben bezeichneten sechs Achsen kippen, je nach der Richtung, die die Kraft F besitzt. Es sei angenommen, daß die in Figur 1 gezeigte Kraftrichtung F zutrifft, so wird die Säule eine Kippbewegung um die Achse 48 gemäß der Gleichung

F χ D = (f + w) χ d

ausführen, wobei f_die durch die Spannung der Taue ausgeübte Kraft und w das zentral auf der Säule lastende Gewicht ist, das der Kippbewegung entgegenwirkt.

Diese Anordnung stellt sicher, daß der Aufbau unter extremer Belastung wie gewünscht nachgibt. In der Praxis wird wegen der Dynamik der Wellenbewegung die Kippung in einer Säule von 330 m Höhe außerordentlich klein sein, und die Säule wird ihre Ruhestellung schnell wieder einnehmen.

Erfindungsgemäß kann die Anzahl der Gelenkverbindungen verändert werden und ebenso kann die Anzahl der Ebenen, in denen die Gelenkverbindungen angeordnet sind, verändert werden. Es muß darauf geachtet werden, daß die Angriffslinie der durch die Spanntaue ausgeübten Kräfte auf die in der Mitte der Säule gelegenen Linie 3Θ ist, die auf alle Fälle innerhalb der durch alle Achsen 40 bis 50 beschriebenen Fläche hindurchgehen soll.

Die Abschnitte des Aufbaus können vorzugsweise aus Metall bestehen, aber zumindest der Mittelabschnitt und der obere Abschnitt können aus Eisenbeton- bzw. Spannbetonträgern hergestellt sein, die so miteinander verbunden werden, daß sich ein Rahmen ergibt.

7 0 9 8 1 27 0 3 A 0 _ Patentansprüche -

Claims (9)

P a t e η t a η s p r ü ehe

1.)Trageaufbau für eine Hochseeplattform, g e k e η η ζ e i c h η e t durch einen auf dem Meeresgrund stehenden Säulenaufbau, und dadurch, daß dieser Aufbau mindestens zwei Abschnitte umfaßt, die dadurch in einer Ebene oder in Ebenen gegeneinander kippbar sind, die sich quer zur Säulenachse erstrecken, daß die Abschnitte aneinander durch Einrichtungen angebracht sind, die in Umfangsrichtung angeordnete Kippachsen bilden, um welche die Abschnitte gegeneinander kippbar sind.

2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen. Gelenkverbindungen umfassen, die in Umfangsrichtung des Säulenaufbaus angeordnet sind.

3. Aufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen Kugelgelenkverbindungen sind, die in Umfausrichtung des Säulenaufbaus voneinander getrennt angeordnet sind, wobei jedes in Umfangsrichtung benachbarte Paar von Verbindungen eine Achse bildet, um welche die Abschnitte gegeneinander kippbar sind.

4-, Aufbau nach Anspruch 2, dadurch g.ek enn ζ ei c h n e t , daß die Verbindungen aus einem geraden Stab und einem entsprechenden Auflager bestehen, daß jede Verbindung in bezug auf die Achse des Aufbaus sehnenartig angeordnet ist, und eine Achse bildet, um die die Abschnitte kippbar sind.

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5. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Säulenabschnitte vorhanden sind, ein unterer Abschnitt, ein mittlerer Abschnitt und ein oberer Abschnitt, daß der untere Abschnitt und der

mit e inand er Mttelabschnitt so durch. Einrichtungen /verbunden sind, daß sie um in Umfang srichtung angeordnete Kippachsen gegeneinander kippbar sind, und daß der Mittelabschnitt und der obere Abschnitt so durch Einrichtungen miteinander verbunden sind, daß sie um in Umfangsrichtung angeordnete Kippachsen gegeneinander kippbar sind, wobei die Kippachsen zwischen dem unteren und dem mittleren Abschnitt in ihrer Winkelrichtung gegenüber den Kippachsen zwischen dem Mittelabschnitt und dem oberen Abschnitt versetzt sind.

6. Aufbau nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß drei Achsen zwischen dem unteren und dem mittleren Abschnitt vorhanden sind, um die diese. Abschnitte gegeneinander kippbar sind, daß diese Achsen nach Art eines ersten gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und daß zwischen dem mittleren und dem oberen Abschnitt drei Achsen vorhanden sind, um die diese Abschnitte gegeneinander kippbar sind, daß diese Achsen in Form eines zweiten gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und daß das zweite gleichseitige Dreieck gegenüber
ist.

über dem ersten gleichseitigen Dreieck um 60° verdreht

7. Aufbau nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Verbindung des unteren und des mittleren Abschnittes und des mittleren und des oberen Abschnittes dienenden Einrichtungen die Einrichtungen nach Anspruch 2, 3 ο des 4 sind.

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8. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Spanneinrichtungen aus einer Vielzahl von Längen aus Parafil-Tauen bestehen, die sich in Längsrichtung des Saulenaufbaus zentral erstrecken.

9. Hochseeplattform-Aufbau, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η e t , daß ein Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Hochseeplattform versehen ist.

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