NL8200487A - Verschuifbare toren met gespannen benen. - Google Patents

Description

it .

N.0. 30802 1

Verschuifbare toren met gespannen benen

De uitvinding heeft betrekking op buitengaatse constructies voor boor- en produktiewerkzaamheden. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een meegaande constructie die geschikt is voor de toepassing bij waterdiepten van meer dan 304,8 m.

5 De toepassing van buitengaatse constructies voor boor- en produk tiewerkzaamheden is in recente jaren betrekkelijk gemeengoed geworden· Aangezien meer olievelden in dieper water worden ontgonnen, wordt echter voortdurend gezocht naar constructies die de ondervonden vijandige wind- en golfkrachten kunnen weerstaan zonder veel te hoge kosten.

10 Drie constructies die in de stand van de techniek zijn voorgesteld voor werkzaamheden in waterdiepten van meer dan 304,8 m zijn de door tuitouwen vastgemaakte toren, het platform met gespannen benen en de drijvende scharnierende toren. De met tuitouwen vastgemaakte toren is een vakwerkconstructie die op de oceaanbodem wordt ondersteund met een 15 ankerton of met palen. De tuilijnen verlopen van het dek af naar draad-leiders onder het wateroppervlak en naar gewichtblokken op de oceaanbodem. Aangezien de toren enige graden zal overhellen tijdens het passeren van grote golven, moeten de boorleidingen buigen bij de torenbasis. Bij voorkeur worden de draadleiders op ongeveer hetzelfde niveau als 20 het drukcentrum van de uitgeoefende ontwerpbelastingen van golven en wind geplaatst. De omgevingskrachten zijn derhalve min of meer colineair met het afmeersysteem en het op de basis van de toren overgebrachte moment wordt verkleind. Voorbij de gewichtblokken zijn de tuilijnen bevestigd aan geschikte vaste ankers. Aldus kunnen de gewicht-25 blokken door golven bij zware storm van de bodem af worden gelicht waardoor een verdere verplaatsing van de toren mogelijk is.

Een scharnierende drijvende toren verschilt van de hierboven genoemde vaste constructie in diverse belangrijke aspecten. Een scharnierende verbinding, zoals een universele of kogelverhinding bevestigt 30 de toren aan een paalbasis, waardoor de toren in responsie op omgevingskrachten kan kantelen. Een stel drijfkamers voorzien in het benodigde oprichtmoment en de bovenwaartse kracht wordt op doelmatige wijze teniet gedaan door een ballastkamer die nabij de benedenzijde van de toren is geplaatst. Het primaire bezwaar van zulke scharnierende syste-35 men ontstaat als gevolg van het gebrek aan overtolligheid van de toren en het moeilijk inspecteren en/of vervangen van de scharnierende verbinding.

Een gespannen beenplatform is een drijvende constructie die op z’n 8200487 2 plaats wordt gehouden door verticale spankabels die aan de zeebodem zijn verankerd. De drijfkamers zijn ontworpen om de responsie van het platform op weers- en golfomstandigheden zo klein mogelijk te maken.

De uitvinding combineert de betere eigenschappen van de hierboven 5 genoemde systemen op een nieuwe en ingenieuze wijze, teneinde te voorzien in een superieure constructie voor buitengaatse boor- en produk-tiewerkzaamheden.

De uitvinding heeft betrekking op een meegaande buitengaatse boor-en produktieconstructie. Volgens de uitvinding strekken een aantal axi-10 ale draagpalen die in de zeebodem zijn geïnstalleerd, daarvan af in bovenwaartse richting uit naar een punt voorbij het bovenoppervlak van het water. Een stijf platform is aangebracht met een aantal kokers met open einden, die daaraan zijn bevestigd en zich daarvan af naar beneden uitstrekken in een hoofdzakelijk verticale richting over elk van de 15 axiale palen. Drijfmiddelen die aan de kokers onder de waterleiding zijn bevestigd, worden toegepast om een bovenwaartse drijfkracht te verkrijgen die groter is dan het gewicht van het platform, de uitrusting en de kokers. Er zijn ook middelen aanwezig voor het in balans brengen van de drijfkrachten die groter zijn dan het platformgewicht, 20 vanuit het aantal axiale draagpalen. Bij voorkeur omvatten deze laatstgenoemde middelen zuigers die aan de einden van de axiale palen zijn bevestigd en die zich in benedenwaartse richting in hydraulische cilinders uitstrekken, die aan het platform zijn bevestigd. Er zijn middelen aanwezig voor het injecteren van een hydraulisch fluïdum in elk van de 25 cilinders en bij voorkeur zijn groepen cilinders verbonden met een enkele hydraulische keten.

Lagers zijn tussen de axiale palen en de kokers aangebracht om de verticale beweging van de kokers en het platform ten opzichte van de vaste axiale palen te vergemakkelijken. De drijvende kamers moeten in 30 compartimenten worden verdeeld om te verhinderen dat een drukbelasting wordt uitgeoefend op de axiale palen in het geval dat een scheur in de kamers optreedt. Indien gewenst kunnen randpalen ook nabij de basis van de constructie worden aangebracht om te voorzien in een extra laterale ondersteuning.

35 De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

In de tekening is een constructie volgens de uitvinding getoond, die als geheel met het verwijzingsnummer 10 is aangegeven. Een aantal axiale draagpalen 12, bij voorkeur ten minste 3 zijn in de zeebodem 14 40 gedreven tot een geschikte diepte om een goede weerstand tegen omge- 8200487 3 vingskrachten te leveren, primair wind en golven die kunnen optreden. Zoals geïllustreerd is strekken de palen zich van de zeebodem af naar boven uit tot voorbij het oppervlak 16 van het water.

Een platform 18 dat de benodigde werkruimte voor de boor- en pro-5 duktiewerkzaamheden levert en dat voorziet in de behuizing en kantoorruimte voor de bemanning, is boven de waterlijn tot voorbij de hoogte van de maximaal te verwachten stormzee geplaatst.

Een aantal kokers 20 zijn op een bekende wijze stijf bevestigd aan het platform 18 en strekken zich verticaal naar beneden uit over elk 10 van de axiale palen. Bij voorkeur zullen de kokers zich onder water uitstrekken over ten minste 75% van de afstand tot de zeebodem. De kokers zijn ook bij voorkeur dwars versterkt met behulp van versterkings-vakwerken 22 hoofdzakelijk over hun lengten onder water.

De lagers 24 zijn aangebracht tussen de kokers 20 en de palen 12 15 om een relatieve axiale beweging daartussen te vergemakkelijken. De lagers kunnen van elk geschikt en bekend ontwerp zijn om de wrijvings-krachten te verlagen, die anders zouden worden ontwikkeld, en leveren een laterale ondersteuning op de axiale palen. Onder de bedrijfsomstandigheden moeten de lagers bij voorkeur zijn ontworpen als een permanent 20 systeem dat gedurende de levensduur van de constructie geen vervanging zal vereisen. Waar het niet mogelijk is moeten de componenten van het lagersysteem voldoende toegakelijk zijn, zodat het mogelijk is om kritische elementen te vervangen met een minimaal ontmantelen van aangrenzende componenten.

25 Bij voorkeur zal 101-105% van het gewicht van de gehele construc tie met inbegrip van het platform en de daarbij behorende inrichtingen maar met uitzondering van de schuifpalen, door de drijfkamers 26 worden ondersteund, die op bekende wijze aan de kokers onder de waterlijn zijn bevestigd. De drijfkamers 26 voorzien in een oprichtelement voor de to-30 ren wanneer deze als gevolg van omgevingskrachten overhelt uit een werkelijk verticale richting. Deze kamers moeten in compartimenten worden verdeeld, zodat onverwachte afdichtfouten niet de fundatiepalen te zeer zullen belasten.

Gewoonlijk zullen twee stellen drijfkamers worden gebruikt voor de 35 toren en installatie van de constructie op de hoorplaats. De kamers die zijn aangebracht voor het ondersteunen van het lagere gedeelte van de kokers tijdens transport, kunnen onder water worden gezet om de constructie te doen zinken, die verwijderd is van of verschoven is naar het boveneinde van de eenheid.

40 Het boveneinde van elke axiale paal strekt zich uit door zijn bij- 8200487 4 behorende koker zoals in de tekening is getoond en is door dwarsarmen 28 verbonden met zuigers 30. Elke zuiger is ondergebracht in een hydraulische cilinder 32 die aan het platform is bevestigd volgens een last-dragende betrekking. Bij voorkeur wordt ten minste éën cilinder 5 die aan een axiale paal is bevestigd, bediend met een hydraulisch fluïdum via leidingen afkomstig van een enkelvoudig fluïdumreservoir ondergebracht in het platform. Zoals in de tekening is getoond vormt de leiding 24 een stroomweg voor hydraulisch fluïdum uit het reservoir 36 naar de buitenste cilinders en de leiding 38 levert een stroomweg voor 10 hydraulisch fluïdum uit het reservoir 40 naar de binnenste cilinders.

De overmaat aan drijfkracht boven het gewicht van het platform en de kokers wordt gecompenseerd door de spanning van de axiale’ palen door de hydraulische cilinders, fluïdum en zuigers. Dit systeem geeft de gehele constructie de gewenste mate van meegeven aan rotatie ten op-, 15 zichte van de zeebodem, maar werkt het deinen of de verticale beweging van het platform tegen.

Om een extra laterale ondersteuning te verkrijgen kunnen randpalen 42 in de zeebodem nabij de basis van het platform worden geïnstalleerd. Verticaal verschuifbare kokers 44 brengen laterale belastingen over van 20 de randpalen af door een vakwerk 46, dat stijf aan de kokers 20 is bevestigd. De lagers 48 kunnen tussen de randpalen 42 en kokers 44 worden aangebracht om de relatieve axiale beweging te vergemakkelijken.

Hoewel de toepassing van de hierboven genoemde hydraulische middelen de voorkeur verdient voor het koppelen van de constructiekokers en 25 het platform met de axiale draagpalen, ligt het binnen het kader en de , kennis van de uitvinding om conventionele mechanische systemen te gebruiken om dezelfde doelstelling te bereiken.

8200487

Claims (7)

1. Buitengaatse boor- en produktieconstructie omvattende een stijf platform en een aantal axiale palen dat aan de zeebodem is bevestigd en dat zich in een hoofdzakelijk verticale richting naar boven uitstrekt, 5 met het kenmerk, dat een aantal kokers met open einden, dat overeenkomt met het aantal palen, aan het platform is bevestigd, waarbij elke paal zich uitstrekt door elke koker, dat drijvende middelen aan de kokers onder de waterlijn zijn bevestigd om een bovenwaartse drijfkracht op te wekken die groter is dan het gewicht van de gehele constructie zonder 10 de palen, en dat middelen aanwezig zijn voor het in balans brengen van de overmaat aan drijfkracht vanuit het aantal axiale palen.

2. Constructie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat lagers tussen de axiale palen en de kokers zijn aangebracht om de verticale beweging van de kokers ten opzichte van de palen te vergemakkelijken.

3. Constructie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat ten minste 101% van het totale gewicht van de constructie zonder de palen wordt ondersteund door de drijvende middelen.

4. Constructie volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat ten minste drie axiale palen zijn toegepast.

5. Constructie volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de lengte van de kokers onder het wateroppervlak zich uitstrekt over ten minste 75% van de waterdiepte.

6. Constructie volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de middelen voor het in balans brengen van de overmaat aan 25 drijfkracht bestaat uit ten minste één zuiger die aan het boveneinde van een axiale paal is bevestigd en die hoofdzakelijk verticaal naar beneden is gericht ten opzichte van de hartlijn van de zuiger, dat een cilinder voor elke zuiger aan het platform is bevestigd, en dat middelen aanwezig zijn voor het injecteren van hydraulisch fluïdum in de ci- 30 linders.

7. Constructie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat ten minste één met een axiale paal verbonden cilinder is aangesloten op een enkelvoudige hydraulische keten. 8200487