NO152180B - Undervannsmal - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en undervannsmal forsynt med gjennomgående vertikale styreåpninger for bruk ved boring av brønner eller installasjon av pæler i sjøbunnen.

I de senere år har det vært stor interesse for boring og produksjon av brønner plassert under vann. Brønner kan bores i sjøbunnen fra faste plattformer på relativt grunt vann eller fra flytende konstruksjoner og fartøyer på dypt vann. De mest vanlige midler for forankring av faste plattformer omfatter inndriving eller andre forankringsmåter for lange pæler i sjøbunnen. Slike pæler strekker seg vanligvis opp over vannflaten og understøtter en plattform som er festet til toppen av pælene. Dette virker nogenlunde bra på grunt vann, men når vanndybden blir større forbyr denne metoden seg på grunn av de store konstruksjons-problemer og tilhørende omkostninger. På dypere vann vil det derfor komme til å bli vanlig praksis å bore og produsere fra en flytende konstruksjon.

I de senere år har det vært stor interesse for forskjellige

typer flytende konstruksjoner. Et system som har tiltrukket seg oppmerksomhet er den såkalte vertikalt fortøyede plattform.

En slik plattform er beskrevet i US patent nr. 3 648 638. Et viktig trekk ved den plattform som er vist i dette patent,

er at den flytende plattform er forbundet med et anker ved hjelp av langstrakte parallelle elementer og at den flytende konstruksjon har oppdriftsmidler som er spesielt konstruert i forhold til bølgedalen av en forutbestemt utgangsbølge for å minimalisere variasjoner i de vertikale krefter som de vertikale langstrakte elementer utsettes for på grunn av passerende bølger. Der er andre typer av flytende borekonstruksjoner, så som delvis nedsenkbare og flytende borefartøy med en vertikal åpning gjennom midtpartiet som boreoperasjoner kan utføres gjennom. Boreingeniøren velger et flytende fartøy som han tror best

vil kunne tilpasses de miljøforhold som kan forventes å bli påtruffet. Et typisk undervanns brønnmønster for en vertikalt fortøyet plattform er en gruppe på åtte brønner anordnet i et sirkulært mønster ved hvert hjørne av et kvadrat. Malen ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes til å etablere

et slikt mønster.

Den tidligere kjente teknikk som faller nærmest oppfinnelsen, vedrører maler eller rammer på sjøbunnen, hvilke rammer har en vertikal passasje som en brønn kan bores igjennom. Den tidligere kjente mal vil måtte fremstilles i et verft som en fast konstruksjon. Den vil måtte transporteres til brønnstedet og senkes ned på sjøbunnen. Som en variant av dette er det fra US patent nr. 3 934 658 kjent et malsystem med et første mal-element som er forbundet med en styresokkel for en brønn. Yt-terligere malelementer kan forbindes med det første for å utvide systemet i forønsket retning.

Foreliggende oppfinnelse er nærmere definert i kravene og til-veiebringer en sakslignende utformet undervannsmal for bruk som styring ved boring av borehull eller installasjon av pæler i sjøbunnen, spesielt under en flytende boreplattform. I en foretrukket utførelse har malen to lange armrammer forbundet ved hjelp av et saksledd omtrent midt på hver slik arm. Ved enden av hver arm er det et med oppdriftsmidler forsynt malele-ment som har flere vertikale gjennomgående brønn- eller pæle-styreåpninger som når malen er satt på plass, tjener som brønn-eller pælestyringer. Som nevnt, har malen et oppdrifts- eller flytelegeme, og oppdriften av dette er tilstrekkelig til å understøtte og holde hele malen flytende. Når anordningen først bygges, er armrammene roterbare om saksleddet slik at de danner en kompakt enhet i lukket stilling. Låsemidler er anordnet for å låse armene i lukket stilling. Anordningen taues så til det forønskede brønnsted. På dette punkt frigjøres armene fra hverandre, og lektere eller båter fester liner til de forskjellige malelementene og åpner armene. Armene låses så i åpnet eller utragende stilling. Deretter fylles malelementene med sjøvann, og malen senkes ned på sjøbunnen.

Når malen er i stilling på sjøbunnen, kan den benyttes

på enhver ønsket måte til å bore borehull gjennom styreåpninger eller brønnåpninger i malelementene. Malen som helhet sikrer da at plasseringen av de borede hull befinner seg i riktig stilling i forhold til hverandre.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nærmere under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på tegningene. Fig. 1 viser i perspektiv malen ifølge foreliggende oppfinnelse i lukket stilling. Fig. 2 viser malen på fig. 1 i mindre målestokk sett fra siden.

Fig. 3 viser et grunnriss av malen på fig. 2.

Fig. 4 viser malen på fig. 1 i åpnet eller utvidet stilling.

Fig. 5 viser et grunnriss av malen på fig. 4 i noe mindre målestokk . Fig. 6 viser et grunnriss av en modifikasjon av malen ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 7 viser perspektivisk malen på fig. 6 i noe større målestokk.

Fig. 0 viser malen på fig. 7 i åpen stilling.

Fig. 9 viser i perspektiv en modifikasjon av malen på fig. 3. Fig. 10 er et grunnriss av malen på fig. 9 i noe mindre målestokk.

Fig. 1, 2 og 3 viser et første eksempel på en saksbrønnmal.

Her er det vist en første arm 10 og en andre arm 12 som er forbundet ved hjelp av dreieledd 14. En pontongmal 16 er anordnet ved en ende av armen 10, og en pontongmal 18 er anordnet ved armens andre ende. Likeledes er armen 12 forsynt med pontong-maler 2 0 og 22 i sine ender. Hver pontongmal er forsynt med flere brønnåpninger 24, som kan være anordnet i ethvert ønskelig mønster. Vanligvis er dette mønster sirkulært. Brønn-åpningene 24 kan eksempelvis være grove rør som er utvidet i toppen. Åpningene 24 kan benyttes til å styre eller posisjo-nere boreutstyr, foringer eller pæler. Hver pontong har en fylleventil 26 som om nødvendig kan fjernstyres. Pontongene 16, 18, 20 og 22 kan være laget av stål eller armert betong slik at de danner et lukket rom. Armene 10 og 12 kan være utført av stål og kan være hule rør eller andre strukturelle elementer kjent for bygningsingeniøren. Når armene 10 og 12 befinner seg i lukket stilling som vist på fig. 1, kan de være låst sammen ved hjelp av låsemidler eller bolter 28 og 30 på pontongene 16

og 20, hhv. 18 og 22.

Som det vil ses av fig. 2, flyter pontongene på vannets 32 over-flate 34. Det vil også ses av fig. 1 og 2 at armen 10 er forbundet med pontongmalene 16 og 18 på disses toppflate 36 og 38. Den nedre arm 12 er forbundet med endene 4 0 og 42 av pontongmalene 20 og 22. Dette er gjort slik for å tillate saksarmene 10 og 12

å dreie seg i forhold til hverandre.

Saksmalen taues til borestedet i lukket stilling som vist på

fig. 1, 2 og 3. Den vil kunne transporteres på en lekter i lukket stilling, men man vil herved miste en del av fordelene som oppnås ved at den er flytende. Når malen ankommer borestedet, fjernes låsemidlene 28 og 30. På dette tidspunkt blir liner, som kan være sterke kabler, 44 og 46 forbundet med pontongmalene 16 og 18, og'liner 48 og 50 forbindes med pontongmalene 20 og 22. Taubåter trekker så i disse linene inntil saksrammen eller saksbrønnmalen befinner seg i den stilling som er vist på fig. 4 og 5. På dette tidspunkt settes låsetapper 60 gjennom armene 10 og 12 for å låse anordningen i åpen stilling. Alternativt kan saksarmene åpnes ved hjelp av andre midler enn taubåter. Eksempelvis kan hydrauliske jekker forbundet mellom armene 10 og 12 benyttes til å tvinge armene til åpen stilling. Videre kan en kraftforsynt girinnretning eksempelvis benyttes

i forbindelse med dreieleddet. Det kan ses av fig. 5 at sentrene av pontongmalene tilnærmet danner hjørner i et kvadrat. Man kan oppnå hvilken som helst forønsket konfigurasjon. Når anordningen befinner seg i den stilling som er vist på fig. 4,

er den klar for nedsenkning på havbunnen. En skive 62 er festet

til toppen av hver pontongmal. En nedsenkningsline 64 er ført over skiven 62 og er forbundet med en vinsj på en lekter. Fylling med vann oppnås ved å åpne ventilene 26 som hver pontongmal er forsynt med. Malen begynner da å synke. Linene 64 gis ut inntil saksbrønnmalen er plassert på sjøbunnen.

På dette tidspunkt kan det foretas en undersøkelse for å fastslå at malen befinner seg i riktig stilling. Når anordningen befinner seg på bunnen og det er bekreftet at den er i riktig stilling, fjernes linene 64. På dette tidspunkt befinner saks-brønnmalen seg i stilling og er klar for bruk. Et borerør kan styres inn i brønnåpningene 24 på en hvilken som helst velkjent måte, f.eks. ved bruk av undervanns-tv-kameraer, dykkere etc.

Fig. 6, 7 og 8 viser en forskjellig utførelse av oppfinnelsen. På fig. 6 er det vist fire armelementer 70, 72, 74 og 76 som er utsvingbare til den stilling som er vist på fig. 8 for dannelse av en sjøbunnsmal for innbyrdes riktig plassering av brønner på sjøbunnen. Den ytre ende av hver arm er forsynt med en brønnmal som utgjøres av brønnåpninger 94 som er anordnet i en sirkel eller et annet forønsket mønster. Armene 70, 72, 74

og 7 6 er laget av rammeelementer som kan være grove rør som har tilstrekkelig oppdrift til å understøtte konstruksjonen.

Den indre ende av armen 72 har et slissforsynt hengsel 78 med en sliss 80. Armen 70 er forsynt med en tapp 82 som passer inn i slissen 80. Den midtre ende av armen 74 er likeledes forsynt med et slissforsynt hengsel 88 som har en sliss 90. Den midtre ende av armen 7 6 er forsynt med en tapp 92 som passer inn i slissen 90. De midtre innvendige hjørner av armene 70 og 74

er hengslet ved hjelp av et hengselelement 84 på armen 7 0 og en hengseltapp 86 på armen 74. Et lignende hengselarrangement er anordnet på de innvendige midlere ender eller hjørnene av armene 72 og 76.

Armene 70, 72, 74 og 76 kan låses i den stilling som er vist på fig, 6 og 7 for transport. Malen kan fløtes og taues under transport, eller den sammenfoldede mal kan plasseres på en lekter og transporteres på den måte.

Når den sammenfoldede sjøbunnsmal (fig. 6 og 7) har nådd sitt bestemmelsessted, åpnes den til den stilling som er vist på fig. 8. Dette kan med fordel skje ved å utøve krefter på de ytre ender av hver arm 70, 72, 74 og 7 6 i passende retning.

En egnet måte å gjøre dette på er å feste en line til hver slik ende og åpne armen med en kraft i hver line så som ved trekking ved hjelp av en taubåt. Når malen er åpnet til ønskelig stilling, f.eks. når malene 95 på den ytre ende av hver arm danner et kvadrat, kan låsestenger 81 benyttes til å låse anordningen i stilling. Når anordningen er låst i stilling, senkes den ned på sjøbunnen ved bruk av kabler på kjent måte. Dersom hule rør er benyttet som oppdriftsmidler, kan slike rør fylles med vann via fjernstyrte ventiler (ikke vist) for å bringe malen til å synke. Når malen er kommet ned på sjøbunnen, benyttes den på kjent måte til å gi riktig posisjonering av brønner som skal bores i sjøbunnen gjennom brønnåpningene 94.

Fig. 9 og 10 viser en mal som er ganske lik sjøbunnmalen som er beskrevet i det umiddelbart foregående, bortsett fra at hver arm 70a, 72a, 74a og 76a er innelukket slik at de danner rom som således danner oppdriftslegemer for enheten. Disse armer er hengslet på en måte som kan være identisk med den som er beskrevet i forbindelse med fig. 6 og 7. Den har også brønnåpninger 94 i de ytre ender av hver arm. På fig. 9 er det dertil vist fylleventiler 97 som kan være fjernstyrte.

Når anordningen ifølge fig. 9 transporteres, kan det skje på lukket måte som i fig. 7. Når den når sitt bestemmelsessted, åpnes eller utvides den til den stilling som er vist på fig. 9 og 10. Fig. 10 er kun et grunnriss av anordningen på fig. 9.

Claims (3)

1. Undervannsmal forsynt med gjennomgående vertikale styreåpninger for bruk ved boring av brønner eller installasjon av pæler i sjøbunnen, karakterisert ved at den omfatter en flerhet, f.eks. fire, malelementer (16,18,

20,22) som er festet til hver sin frie ende av en flerhet, f.eks. to eller fire, langstrakte armelementer (10,12; 70,72, 74,76; 70A,72A,74A,76A), idet armelementene er innbyrdes forbundet ved hjelp av dreieledd (14; 78,86) slik at de er hori-sontalt svingbare mellom en stilling hvor armelementene ligger nær eller hovedsakelig parallelt med hverandre, og en stilling hvor armelementene danner en betydelig innbyrdes vinkel, f.eks. 90°, med hverandre, og at hvert mal- eller armelement er forsynt med regulerbare oppdriftsmidler (16,20,18,22).

2. Undervannsmal ifølge krav 1, karakterisert ved at den har låsemidler (28,30) for å låse armelementene i den stilling hvor de ligger nær eller hovedsakelig parallelt med hverandre.

3. Undervannsmal ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den har låsemidler (60) for å låse armelementene i den stilling hvor de danner en betydelig innbyrdes vinkel med hverandre.