NO175220B - - Google Patents

Abstract

Fundament for offshore-plattform (1) ,. særlig for en plattform som egner seg for gjenbruk eller for en oppjekkbar plattform. Fundamentet er bygget opp av flere moduler (5) som er utformet slik at de kan stables på hverandre. Modulene er fortrinnsvis hule med åpen bunn og kan helt eller delvis fylles med masse (6). etter at de er plassert på bunnen. Modulene (5) kan være utstyrt med et over-gangsstyre (8) som er tilpasset den til-støtende modul i form, slik at flere moduler stablet på hverandre utgjor en sta-bil fundamentenhet.Fundamentet kan bygges opp til ulike hoyder, noe som farer til at plattformene og også fundamentene kan gjenbrukes på steder med ulike dybdeforhold.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et fundament for offshore-plattformer, og da særlig et fundament for plattformer som egner seg for gjenbruk, men oppfinnelsen kan også an-vendes som fundament for oppjekkbare plattformer. Fundamentet ifølge oppfinnelsen er også i seg selv egnet for gjenbruk og kan også påbygges eller flyttes, delvis eller i sin helhet.

For å oppnå en god utnyttelse av små, undersjøiske olje-og/eller gassforekomster, er det etterhvert oppstått et behov for gjenbrukbare plattformer. Dette skyldes at korte produk-sjonsperioder fører til at investeringene må forrentes over kort tid. Plattformer som er installert må imidlertid fjernes etter bruk. Dette gjelder både når plattformene skal skrotes og når de skal benyttes om igjen.

Fjerning av plattformer er særlig kostbart for den type pælede stålplattformer som tradisjonelt er blitt benyttet, og hvor pælene må skytes av før plattformene kan løftes bort og fjernes. Dersom slike plattformer med dagens teknikk skal være aktuelle for gjenbruk, må de føres til land og utstyres med nye pæleføringer. Det er derfor svært kostbart å foreta gjenbruk av tradisjonelle, pælede stålplattformer.

Dertil kommer at enhver plattform hittil har vært prosjektert for et bestemt vanndyp, og den må derfor vanligvis ombygges betydelig når den skal benyttes på et nytt felt. Ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse kan derfor en gjen-brukbar plattform for første gang prosjekteres for varierende vanndyp.

Lignende forhold gjelder også for tradisjonelle oppjekkbare plattformer. Selv om vanndypene hvor oppjekkbare plattformer kan benyttes, stadig utvides på grunn av bedret teknologi, ville det være svært økonomisk å kunne tilveiebringe en mer fleksibel fundamentering hvorved man vil kunne oppnå at én og samme oppjekkbare plattform kan benyttes ved flere lokasjoner med betydelig ulike vanndyp og endog på vanndyp som den oppjekkbare plattform opprinnelig ikke var prosjektert for.

Som et eksempel på tidligere kjente, flyttbare plattformer kan nevnes den løsning som er vist i norsk patent-søknad nr. 91.2449. Her utgjøres plattformens nedre del av en tett søyle som rager fra fundamentet og opp over middelvann-standen. Denne søylen bærer en lett utskiftbar øvre del som igjen understøtter en plattform-modul. Det blir dermed den øvre del av konstruksjonen som må tilpasses de ulike lokasjoner representert ved forskjellige vanndyp mens den nedre del beholdes uendret.

Likeledes er det fra norsk patent nr. 164.997 kjent å fundamentere en oppjekkbar plattform ved at hvert plattform-ben anbringes inne i ett rørlegeme som presses ned i sjø-bunnen og fylles med grus til ønsket høyde. Plattformbenene anbringes på denne grusfyIlingen før oppjekking skjer.

Den tidligere kjente løsningen for understøttelse av oppjekkbare plattformer gir svært begrenset variasjonsmulig-het når det gjelder høyden på fundamentet. Den tar heller ikke sikte på å løse nettopp dette problemet. Det som oppnås ved den tidligere kjente løsningen, er at den oppjekkbare plattformen kan benyttes for et noe større vanndyp enn den er prosjektert for og at det blir mulig å fjerne fundamentet og flytte det til et annet sted.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et modulariset fundamentsystem for oppjekkbare plattformer som gjør at såvel fundament som selve plattformen kan benyttes på ny, selv på steder med betydelig forskjell på dybdeforhold og med andre bunnformasjoner enn ved opprinnelig brukssted.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å modularisere fundament-understøttelsen i standard moduler som gjør det mulig å bygge opp fundamentet for plattformen til ønsket høyde.

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et modularisert fundamentsystem som egner seg i forbindelse med gjenbruk av brønnhodeplattformer, og endelig kan nevnes at man ved bruk av et fundament i henhold til foreliggende oppfinnelse oppnår å kunne gjennomføre gjenbruk av både plattformene og fundamentene uten mellomliggende ilandføring for kontroll, reparasjon og/eller oppretting.

Dette oppnås ved å utforme fundamentet i overensstem-melse med de nedenfor fremsatte patentkrav.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av utførelseseksempler med henvisning til de ledsagende teg-ninger hvor: Fig. 1 viser et eksempel på tidligere kjent teknikk med

bruk av bare én fundamentmodul

fig. 2 viser en fundamentmodul i henhold til foreliggende

oppfinnelse i typisk utførelse,

fig. 3 viser hvordan flere fundamentmoduler i henhold til fig. 2, kan bygges sammen til et komplett fundament,

fig. 4 viser en annen utførelse av fundamentmodulene, og fig. 5 viser ytterligere en annen variant av modulene.

På figurene er elementer med samme funksjon gitt samme henvisningstall når dette finnes praktisk. Dessuten kan nevnes at alle figurene viser snitt gjennom én eller flere moduler, langs deres lengdeakser. Modulenes utforming sett vinkelrett på de viste snitt er vilkårlig da dette ikke virker inn på prinsippet. Det er således ikke noe krav at utformingen skal være symmetrisk. Det eneste krav er at moduler som skal stables på hverandre har endeflater som passer mot hverandre og gir god vektfordeling.

På fig 1 er det vist en fagverksplattform 1 av kjent type. Hvert ben 3 kan være utstyrt med en liten kasse 21 med nedadragende skjørt 2. Disse skjørtene 2 kan presses, veksel-vis suges, ned i massen 6 som er fylt ned i enkeltstående fundamentrørseksjoner A, som på fig. 1 er vist anbragt under hver hovedlegg 3. Rørseksjonene A kan også være forsynt med ett eller to nedadrettede skjørt 2', 2". Disse skjørtene trenger ned i havbunnen og sikrer stabilitet. De sikrer også at masse ikke vaskes bort under fundamentet på grunn av bølgevirkninger.

På figuren er havbunnen vist som en plan flate og det er videre vist at rørseksjonene A er fylt helt opp med masse 6. Ved ujevn havbunn kan forholdene rettes noe opp ved at de enkelte seksjoner A fylles i ulik grad med masse 6, men slik at massen 6 i alle seksjonene A når opp til samme nivå dx under havflaten.

På fig. l er seksjonene A vist med åpen bunn og åpen topp, mens kassene 21 er vist med åpen topp, men med lukket bunn. Både A og 21 er imidlertid utstyrt med skjørt 2 og 2', 2". Bunnplaten 23 i kassene 21 hjelper til med å fordele vektbelastningen over et større areal av massen 6.

Med den viste konstruksjon vil ikke belastningen på sideveggene til rørseksjonene A bli særlig høy, da modulveggene bare utsettes for de horisontale trykk-komponenter som opptrer i massen 6. Den største av påkjenningen vil fore-ligge som vertikale trykk-komponenter som angriper sjøbunnen under hver modul.

I fig. 2 er det vist en stablebar fundamentmodul 5 i henhold til foreliggende oppfinnelse og med en noe avvikende konstruksjon. For det første består modulen 5 her prinsipielt sett av to komponenter, nemlig selve den rørformede moduldel 15 og et overgangsstykke 8. Overgangsstykket 8 er utført slik at dets underside 13 passer nøyaktig sammen med neste modul-dels overside 14. Overgangsstykket 8 kan sies å utgjøre en del av modulen 5, da det hører minst ett slikt overgangsstykke 8 med til hver moduldel 15. Dog kan fundamentmodul ene 5 også være utformet uten slike overgangs stykker 8, men da slik at over/under-sidene er utformet komplementært slik at de passer direkte på hverandre.

Ved utførelsen som er vist i fig. 2 er fundamentmodulen 5 dessuten forsynt med en tett plate 4 som deler det indre av modulen 5 i to deler. Denne platen behøver ikke være plan, men kan være formet som en dom eller kan være forsynt med forsterkende ribber. Dermed kan det, over platen 4, fylles inn masse 6 som hjelper til med å fordele trykk-kreftene fra moduler og plattform som er anbragt høyere opp. Dette er også årsaken til at overgangs stykket 8 kan være forsynt med et flatt, men noe nedstikkende midparti 10. Dette midtparti 10 vil, når flere moduler monteres på hverandre, føre til en jevn trykkfordeling. Dette fremgår tydeligere av fig. 3, hvor to moduler er vist i sammenmontert tilstand. Under fortsatt henvisning til fig. 2 skal dessuten nevnes at overgangsstykket 8 er forsynt med nedadragende skjørt 2 som virker på samme måte som skjørtene 2' og 2" i fig. 1, hvorved den fundamentmodulen som er plassert på havbunnen presses ned i bunnen. Dessuten er modulen 5, om den lages av stålplater, forsynt med innvendige og/eller eventuelt utvendige (ikke vist) forsterkninger 7 i form av ribber eller lignende for å øke modulens evne til å motstå ytre mekaniske påkjenninger langs flere akser. Det bemerkes her at modulen 5 vist i fig. 1 er en forenklet versjon av fundamentmodulen vist i fig. 2 og at modulene vist i fig. 2 alternativt kan lages som åpne rør som kan fylles med masse eller sand som vist i fig. 1, men slik at de kan stables på hverandre og monteres sammen, se fig. 3 og fig. 5.

Det skal bemerkes at hver enkelt modul 5, kan være forsynt med oppdriftskamre 9 eller kan ha hule vegger eller veggpartier, som kan fylles/tømmes via ventiler 11. Dette forenkler i betydelig grad såvel installering som fjerning av fundamentmodulene 5. Størrelsen på oppdriftskamrene 9 kan avpasses etter modulenes egen vekt og eventuelt etter vekten av sandlaget som plasseres på modulen. (Det siste er spesielt aktuelt når modulen er lukket nedentil som i fig. 2). Oppdriftskamrene 9 kan være utformet separat, kan være integrert i modulens vegger og/eller kan bestå av selve hulrommet i modulens senter.

I fig. 3 er det vist hvordan to moduler av den type som er blitt detaljert omtalt i forbindelse med fig. 2 er montert sammen. Figuren taler stort sett for seg selv, men det kan nevnes at samme tallhenvisninger er benyttet for begge moduler, dog slik at tallhenvisninger for den øverste modul er angitt med '. Videre kan det nevnes at skjørtet 2' til overgangsstykket 8' passer nøyaktig sammen med den øvre del 14 av modulen 5. Det skal også bemerkes at plattformen eller platt-formleggene 3 enten kan anbringes direkte på toppen av fyll-massen 6' eller i en tilsvarende kasse som allerede omtalt i forbindelse med fig. 1.

Til slutt skal det, i forbindelse med fig. 3, antydes at modulene 5 og 5' ikke nødvendigvis behøver å være like høye. Det kan i praksis tenkes at man lagerfører moduler med lengder som innbyrdes er avstemt slik at man ved kombinasjon av to eller flere forskjellige moduler kan oppnå en rekke ulike høyder på det ferdige fundament.

Ved løsningen vist i fig. 3 kan hele de åpne rom 9, 9' benyttes som oppdriftskamre uten ytterligere foranstaltninger enn eventuelt en ventil 11 i modulveggen.

På fig. 4 er det vist enda en type av stabelbare modu-lar iserte fundamentmoduler. Samme henvisningstall er her benyttet for komponenter med samme funksjon som i de tidligere figurene. Den største forskjellen er her at modulene ikke er identiske, idet de nederste også er de største, og at de er formet som rett avkortede kjegler eller pyramider. Forøvrig blir virkningen og oppbyggingen i prinsippet som allerede forklart i tilknytning til de tidligere figurene. Lengden av skjørtene 2' kan enten være kortere enn lengden av skjørtene 2, de kan være fleksible slik at de kan bøyes til side, avbrytbare slik at de kan kuttes eller det kan være utsparet plass til skjørtene 2' ved toppen av alle moduler 5. Som en eventualitet kan bare den nederste modul være forsynt med skjørt.

Endelig skal det vises til fig. 5 hvor det er antydet enda en variant som ligger innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. Her består den enkelte modul ganske enkelt av rørformede moduler 5, 5', 5" som alle har like diametre slik at alle moduler kan monteres på hverandre. Skjørtene 2, 2', 2" er her fortrinnsvis tenkt anbragt som en forlengelse av den enkelte moduls innvendige flate. Ved montasje kan først den nederste modul 5 presses ned i sjøbunnen med sine skjørt 2, hvorpå masse 6 påfylles inntil nivået h er nådd. Deretter anbringes modul 5', idet dens skjørt 2' presses ned i den allerede plasserte masse 6, samtidig som masse i noen grader vil fylle opp i kontaktflaten mellom modulene og utjevne vektbelastningen. Deretter fylles masse 6 videre inn i fundamentet til nivået H, og slik fullføres montasjen til platt-formleggen 3 med sin eventuelle kasse 21 anbringes ned i løsmassen i den øverste modul 5". Også ved denne utførelse kan det tenkes benyttet overganger mellom seksjonene, slik som i fig. 3. Disse overganger kan da ha form av åpne ringer med bremmer tilpasset øvre/nedre modul.

Ved fjerning av en slik plattform i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan først eventuell sand i kassen 21 spyles bort. Deretter løftes plattformen 1 bort, hvoretter den enkelte modul 5, 5', 5" tettes igjen ved tilsvarende ventil 11, 11', 11" og oppdriftskammeret 9, 9', 9" tømmes for vann eller rettere, fylles med luft. Deretter kan modulene i tur og orden løftes opp til overflaten.

Dersom modulene er åpne i bunnen som vist i fig. 5, vil massen eller sanden 6 som befinner seg inne i modulene, renne ut av seg selv når modulene løftes opp fra havbunnen. Ved skjørtespissene 2 kan det, når kassene konstrueres, legges inn dyser (ikke vist) for spyling/suging. Det skal ellers bemerkes at enhver fagverksplattform eller annen plattform-type må inspiseres og eventuelt repareres mellom hver gang den gjenbrukes.

Fundamentmodulene kan utføres på mange ulike måter uten at man kommer utenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. Således kan materialet i modulene velges fritt, så lenge det tåler de påkjenninger modulene konstrueres for. Det kan også benyttes ulike materialer i de ulike deler av modulene. En løsning er således å lage overgangsstykkene 8 av armert be-tong, mens selve modulveggene lages av rørseksjoner i stål. Likeledes kan tverrsnittet av modulene varieres innen vide grenser og modulene behøver ikke nødvendigvis være symme-triske. Såvel sirkulærsylindrisk tverrsnitt som konisk, fir-kantet eller trekantet tverrsnitt kan benyttes. Det må også nevnes at selve fundamentet i henhold til foreliggende oppfinnelse er egnet for gjenbruk. I denne forbindelse kan hele eller deler av et slikt fundament fjernes og flyttes til en ny lokalitet. Likeledes kan hele fundamentet eller deler av dette påbygges for bruk av en annen plattform.

Claims (9)

1. Fundament for offshore-plattform hvor plattformens legger (3), eller en fortsettelse av disse, er understøttet av stabelbare fundamentmoduler (5) som er plassert på havbunnen, hvor hver modul har en underside (13) som er komple-mentær til en annen moduls overside (14), slik at modulene kan stables på hverandre og danne et stabilt fundament av forutbestemt høyde, karakterisert ved at kontaktflaten mellom to på hverandre følgende moduler i det minste delvis består av påfylt masse (6) som sørger for utjevning av belastningene, og at plattformens legger hviler i den påfylte masse i den øverste modul.

2. Fundament ifølge krav 1, karakterisert ved at hver modul (5) i sin lengderetning er avdelt i to deler ved hjelp av en solid bæreplate (4), eventuelt formet som en hvelvet dom, anbragt inne i modulen (5) og et stykke fra dens øvre kant (14).

3. Fundament ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at i det minste noen av modulene (5) ved sin ene ende er avsluttet av et overgangsstykke (8) som er utformet med en trykkfordelende plate (10) som er tilpasset den tilstøtende modul.

4. Fundament ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at de enkelte moduler (5) har ulike lengder.

5. Fundament ifølge et av kravene 2-4, fremstilt av minst to på hverandre stående moduler, karakterisert ved at rommet over platen (4) er fylt med masse (6) som danner en kraftfordelende pute.

6. Fundament som ifølge et hvilket som helst av de oven-stående krav, karakterisert ved at hver modul er utstyrt med minst ett oppdriftskammer (9) som kan fylles/tømmes via en ventil (11) eller lignende.

7. Fundament ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at det nederst ved hver modul er anbragt en eller flere spyleanordninger.

8. Fundament ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at flere, eventuelt alle plattformlegger (3) hviler innenfor samme fundament-element.

9. Fundament ifølge et av kravene 1, 3, 4, 6, 7 eller 8, karakterisert ved at hver av modulene er åpne både i bunn og topp slik at den påfylte masse (6) fylles opp fra havbunnen til ønsket høyde.