NO20092237L - Understottelse for vindturbin eller lignende - Google Patents
Understottelse for vindturbin eller lignendeInfo
- Publication number
- NO20092237L NO20092237L NO20092237A NO20092237A NO20092237L NO 20092237 L NO20092237 L NO 20092237L NO 20092237 A NO20092237 A NO 20092237A NO 20092237 A NO20092237 A NO 20092237A NO 20092237 L NO20092237 L NO 20092237L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- seabed
- water
- foundation
- ballast
- column
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 47
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 10
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
- E02B17/027—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto steel structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B2017/0039—Methods for placing the offshore structure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
- E02B2017/0065—Monopile structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B2017/0056—Platforms with supporting legs
- E02B2017/0073—Details of sea bottom engaging footing
- E02B2017/0082—Spudcans, skirts or extended feet
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
- E02B2017/0091—Offshore structures for wind turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Foundations (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører en understøttelse for en vindturbin eller lignende, for plassering på en havbunn, som angitt i innledningen til de medfølgende selvstendige krav.
Bakgrunnen for oppfinnelsen
Oppfinnelsen angår en understøttelseskonstruksjon for vindmøller til havs. Konstruksjonen av denne typen som finnes i industrien er tiltenkt bare for bruk som den nederste delen av understøttelsen hvor den øvre delen er separat konstruksjon som monteres på den nedre delen på feltet, det vil si på åpent hav. Foruten denne begrensningen disse kjente konstruksjoner er belemret med flere ulemper som knytter seg til to vesentlige forhold: 1. Fundamentering ved hjelp av peler som installeres i en særskilt operasjon, med små posisjonstoleranser; 2. Fabrikasjon, transport og installasjon hvor konstruksjoner uten fundamenter monteres og lagres på land, løftes og lastes på fartøy (lekter), og på feltet løftes av lekter og settes på forhånd installerte fundamenter som typisk er rammede peler og til slutt fastgjøres til disse pelene.
Ulempene ved denne kjente løsningen er flere værsensitive operasjoner offshore, bruk av tunge og dyre kranfartøy for både lasting og utlasting, vanskelig måte å oppnå vertikalitet av den installerte konstruksjonen på , og behov for meget store landarealer i havneområder for lagring av ferdige konstruksjoner i tidsperioder når transport og installasjon er ikke mulig å utføre med en rimelig sannsynlighet for akseptable værvindu, dvs. vinter og deler av høst og vår.
Sammendrag av oppfinnelsen
Oppfinnelsen søker å eliminere eller redusere alle de ovenfor nevnte ulemper ved en anordning for plassering på en havbunn under en vannmasse, for understøttelse av en innretning for produksjon av elektrisk kraft fra vind, omfattende en søyle med en første ende med tilkoplingsmidler som rager over vannmassen når anordningen er installert på havbunnen, kjennetegnet ved at søylen ved et parti som befinner seg under vannmassens overflate når anordningen er installert på havbunnen er tilknyttet tre ben, der bena ved en andre ende er tilknyttet respektive fundamenter utformet for installasjon på og overføring av krefter til havbunnen.
I en utførelsesform er respektive forbindelsesstykker tilknyttet det respektive fundament ved en første ende og et nedre parti av søylen ved en andre ende.
I en utførelsesform er det respektive forbindelsesstykker mellom hvert av fundamentene, slik at fundamentene og forbindelsesstykkene danner en trekant der forbindelsesstykkene utgjør trekantens sider.
Hvert fundament omfatter fortrinnsvis et kammer definert av et plateelement som ved sin omkrets er tilknyttet et skjørt som strekker seg nedover fra plate elementet når fundamentet er installert på havbunnen, slik at det dannes et hovedsakelig lukket rom i kammeret.
I en utførelsesform omfatter hvert fundament minst én dempningsanordning, som er be vegbar fra en posisjon der den er på nivå med fundamentet, til en posisjon der dempningsanordningen rager nedenfor fundamentets nedre kant, når konstruksjonen befinner seg i en normaltilstand i vannmassen eller på havbunnen.
Hvert fundament omfatter fortrinnsvis et ballasteringskammer definert av et nedre plateelement som ved sin omkrets er tilknyttet et parti av det respektive benet og et øvre skott i det respektive benet, og forsynt med midler for tilførsel av ballastvæske.
Et parti av søylen omfatter i en utførelsesform et ballastrom som har et større volum enn de respektive ballasteringskamrene og er forsynt med midler for tilførsel av ballastvæske, og at hvert ben er forsynt med øvre ballastrom.
Anordningen er utstyrt med midler for tilførsel av ballastvæske til det øvre ballastrom fra nevnte ballastrom i søylen.
I en utførelsesform er bena skråstilte i forhold til søylen, og tilknyttet søylen med likt vinkelmessig mellomrom om søylens lengdeakse, fortrinnsvis 120°.
Det er også frembrakt en fremgangsmåte for installasjon på en havbunn av en anordning ifølge oppfinnelsen, kjennetegnet ved følgende trinn: a) fylle ballastvann i ballasteringskammeret og i ballastrommet i søylen, for å senke anordningen mot havbunnen; b) bevirke penetrasjon av skjørtet på hvert av fundamentene i det minste delvis inn i havbunnen, hvorved rommet i kammeret i det minste delvis er fylt med vann; c) selektivt og individuelt påføre en nedadrettet kraft på hvert av fundamentene for å drive fundamentenes respektive skjørt ytterligere ned i havbunnen;
inntil ønsket penetrasjonsdybde og/eller helning er oppnådd.
I en utførelsesform utføres trinn c) ved en selektiv utpumping eller selektiv utslipp av vann fra de respektive rommene.
Dempningsanordninger kan senkes til et nivå under fundamentenes nedre ende, før eller samtidig med trinn a).
I en utførelsesform fylles det ballastvann i de respektive øvre ballastrom etter trinn
a) og før trinn b).
Understøttelsen er utformet som en konstruksjon med tre ben, hvor hvert av bena er
avsluttet med et fundament som overfører laster fra konstruksjonen og inn i havbunnen.
Oppfinnelsen oppviser en rekke fordeler overfor den kjente teknikk, f.eks.:
• Hele konstruksjonen kan bygges og utrustes (også med turbiner, rotorblader, kabler) ved et innenskjærs sammenstillingssted, hvorpå utenskjærs arbeid med tunge kranfartøy kan reduseres vesentlig eller endog elimineres; • Konstruksjonen sammenstilles av prefabrikerte segmenter mens den flyter fortøyd til kai og kan utføres av vesentlig mindre kraner enn det de kjente konstruksjonene krever for utlasting av på land sammenstilte konstruksjoner; • Fundamentene er integrert til den øvrige konstruksjonen som eliminerer behov for stabiliseringssikring under utenskjærs ramming av peler, ramming av peler og fastgjøring av konstruksjonen til disse; • Konstruksjonen slepes til installasjonsfeltet og senkes til havbunnen ved hjelp av sjøvann som slippes inn i ballastkamre som eliminer behov for kranskip og vesentlig reduserer værrisiko og venting på vær.
Figuroversikt
Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil bli klare fra den etterfølgende beskrivelse av foretrukne utførelsesformer, gitt som ikke-begrensede eksempler og med henvisning til de medfølgende figurene der like henvisningstall angir like deler, og der: Fig. 1 er et sideriss av en første utførelsesform av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen, plassert på en havbunn; Fig. 2 viser konstruksjonen i fig. 1, sett ovenfra; Fig. 3 er et snittriss av et nedre parti av konstruksjonen i følge oppfinnelsen, langs linjen A-A angitt i fig. 2; Fig. 4 er et sideriss av en andre utførelsesform av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen, plassert på en havbunn; Fig. 5 viser konstruksjonen i fig. 4, sett ovenfra; Fig. 6 - 9 er sideriss som viser en sammenstillingssekvens for konstruksjonen ifølge oppfinnelsen; Fig. 10 et er sideriss som viser en midlertidig oppankringskonfigurasjon for et flertall konstruksjoner; Fig. 11 og fig. 12 er sideriss som viser to trinn i installasjonen av konstruksjonen på en havbunn; Fig. 13 - 15 er snittriss gjennom en nedre del av en utførelsesform av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen; og Fig. 16 er et sideriss som viser den andre utførelsesformen av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen, plassert på en havbunn.
Detaljert beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen Anordningen ifølge oppfinnelsen beskrives først for en konstruksjonsutforming som tilfredsstiller dagens behov og kontraktsdeling av arbeid mellom leverandørene (dvs. den nedre delen av konstruksjonen som omfatter fundamentene, den avstivende konstruksjon og nedre del av selve tårnet som i installert tilstand rager over vannflaten.) Deretter beskrives utformingen av den hele understøttelsen samt tilhørende transport- og installasjonshjelpemidler.
Fig. 1 viser oppriss av en utførelsesform av konstruksjonen 1 ifølge oppfinnelsen installert i vann 2 og hvilende på en havbunn 3. Konstruksjonen omfatter i denne utførelsesformen tre fundamenter 4a-c og tre skrånende ben 5a-c som knytter de respektive fundamentene 4a-c til respektive partier på en søyle 6. Fundamentene 4a-c er i horisontalplanet forbundet med søylen 6 via respektive stag 7a-c, for eksempel rørstag. Søylen 6, som rager oppover fra fundamentene og strekker seg over vannflaten når konstruksjonen er installert på havbunnen, er på toppen forsynt med en anordning 8 til montasje av resten av tårnet (ikke vist), f.eks. en flens. Når konstruksjonen 1 er installert på feltet kan selve tårnet monteres til flensen, og deretter monteres generator med nacelle og rotor.
For å retardere og hovedsakelig stoppe bølgeinduserte bevegelser under nedsettingen på havbunnen 3, er hvert fundament 4a-c utstyrt med respektive dybler 25. Ved installasjon vil dyblene være de elementene på konstruksjonen som treffer havbunnen først og vil utøve motstand mot fundamentets horisontale og vertikale bevegelser. Dyblene dimensjoneres på en hensiktsmessig for den aktuelle konstruksjonen, slik at dennes bevegelser er dempet til et akseptabelt nivå når fundamentenes respektive skjørt 9 (beskrevet under) treffer havbunnen. I fig. 1 er dyblene 25 vist i en installasjonsposisjon, der dyblene rager vesentlig nedenfor skjørtet 9. For slep i grunne farvann kan det være ønskelig eller påkrevet at dyblene kan innta en posisjon hvor de ikke rager dypere enn selve skjørtet 9, f.eks. som vist i fig. 10. Fig. 2 viser konstruksjonen 1 illustrert i fig. 1, sett ovenfra, og illustrerer bl.a. at bena 5a-c og fundamentene 4a-c i denne utførelsesformen er symmetrisk fordelt rundt søylen 6. Fig. 3 viser vertikalsnitt gjennom nedre delen av hele konstruksjonen langs et plan A-A definert i fig. 2. Konstruksjonen er vist installert på en havbunn 3. Her vises ett av fundamentene 4a og det tilhørende rørstaget 7a festet til en nedre del av søylen 6, samt en del av det tilhørende benet 5a.
Hvert av fundamentene 4a-c er utformet med et kammer 11 som er åpent mot havbunnen og omsluttet av en vertikal plate (også kalt "skjørt") 9, og i toppen lukket med fundamentplate 10. Denne delen av fundamentet er altså prinsipielt utformet som en omvendt kopp - en konstruksjon som bl.a. benyttes i sugeankre. Det kan være fordelaktig å bruke betong i fundamentplaten 10, som ballast og også som bærende konstruksjonselement. Vekten av betongen senker konstruksjonens tyngdepunkt, noe som er viktig for å oppnå ønsket flytestabilitet under nedsettingen til havbunnen, som er forklart nærmere under med henvisning til fig. 6.
Som vist i fig. 3, vil en del av kammeret 11 som dannes av skjørtet 9 og fundamentplaten 10, i en installasjonstilstand befinne seg delvis penetrert i havbunnen 3. Over havbunnen dannes i denne tilstanden et rom 11' som i løpet av installasjonsprosessen fylles med et fyllmateriale, så som en betongblanding omtalt som "grout". Ved å injisere grout i rommet 11' oppnås fullgod kontakt mellom undersiden av fundamentplaten 10 og den (ofte ujevne) havbunnen 3, og det skapes en god fundamentering av fundamentet 4a-c når grout-en har herdet. Det er derfor ikke påkrevet å planere havbunnen før selve installasjonen.
Over fundamentplaten 10 er det anordnet et ballasteringskammer 12; som vist i fig. 3 avgrenset på siden av en sirkulær vegg 12' og i toppen av selve benet 5a med dets nedre utvidelse 13. Størrelsen på ballasteringskammeret 12, og dets utstrekning oppover i benet 5a-c, er en viktig konstruksjonsparameter som styrer flytestabiliteten av konstruksjonen. Dette beskrives nærmere under med henvisning til fig. 13.
For å øke den geotekniske bæreevne av konstruksjonen kan stagene 7a-c utrustes med langsgående skjørt 14, som vist i fig. 3.
Fig. 4 viser en annen utførelse av konstruksjonen 1' hvor en søyle 6' avsluttes i området hvor bena 5a-c er festet til selve søylen 6'. I denne utførelsesformen binder rørstag 7'a-c fundamentene 4a-c sammen. Også i denne utførelsen kan stagene 7'a-c utrustes med langsgående skjørt 14.
Hvert fundament 4a-c kan med fordel - i begge utførelsesformene - være utstyrt med styrerør 40 for gjennomføring av en respektiv pel 42 som drives ned i havbunnen (vist i fig. 17). Slike peler 42 som er ført gjennom og deretter festet til styrerørene 40 kan være nødvendige i svake bunnmasser for å forsterke bæreevnen av konstruksjonen i både denne og den foregående utførelsen beskrevet med henvisning til fig. 1 og 2. Dersom dybden langs sleperuten tillater det, kan fundamentene 4a-c også utstyres med forlengede styrerør 41, som rager nedenfor skjørtet 9 og dermed tjener til stabilisering av konstruksjonen under nedsetting på havbunnen, tilsvarende som dyblene 25 beskrevet over med henvisning til fig. 1 og 2.
Utførelsesformen beskrevet med henvisning til fig. 4 er videre belyst i fig. 5 som viser konstruksjonen sett ovenfra. Rørstagene 7'a-c knytter fundamentene 4a-c sammen. Bena 5a-c avsluttes i toppen mot søylen 6'. Foretrukne plasseringer av styrerørene 40 og de forlengede styrerørene 41 er vist. Selv om det ikke er vist i fig.
4 eller 5, vil fagpersonen forstå at også denne utførelsesformen kan forsynes med dybler 25 av den typen som er beskrevet over. Fig. 6 til fig. 13 viser hovedfaser i sammenstilling, slep og installasjon av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Sammenstillingen foregår med utgangspunkt i konstruksjonselementer, eller større konstruksjonssegmenter prefabrikert i et spesialisert verksted ved sammenstillingsområdet eller et annet sted. Oppdelingen i elementer og segmentet bestemmes ved optimaliseringen av prosessen med mål å oppnå laveste kostnad ved ønsket produksjonsrate. Sammenstillingsområdet kan med fordel befinne seg i nærheten av installasjonsstedet til havs og skal tilfredsstille krav til infrastruktur, utrustning (kraner, blandeverk for betong), størrelse (vesentlig mindre areal kreves enn ved bruk av eksisterende løsninger), og til marine forhold så som vanndybde for slep til åpent hav og miljøforhold. Tilgjengelig kapasitet for kraner og utlastningsmetode bestemmer størrelsen på seksjonene som anvendes for selve sammenstillingen. Fig. 6 viser første seksjon 43 av konstruksjonen som ble sammenstilt på land eller på en lekter, flottør eller lignende før den ble sjøsatt i en vannmasse 2. Den første seksjonen 43 er forankret ved en kai 15, f.eks. ved hjelp av en fortøyning 16. Fundamentet 4a er vist i snitt, utgangspunktet for fundamentplaten 10 er vist. I denne utførelsen er platen 10 av stål og er dimensjonert til å tåle trykket fra vannet som holder seksjonene flytende ved sammenstillingen, hvilket er vesentlig mindre enn laster som påføres i andre tilstander, f.eks. ved installasjon. Selve styrken av fundamentplaten for å ta andre laster gjennom resten av sammenstillingen, transport, installasjon og operasjon oppnås ved hjelp av betong som skal støpes etter at prefabrikerte armeringsnett 17 er blitt installert. Fig. 7 viser en andre seksjon 19 som senkes ned på konstruksjonen for sammenkopling til den første seksjonen 14. Fig. 8 viser en tredje seksjon 20 som senkes ned på konstruksjonen for sammenkopling med den andre seksjonen 19. Fig. 9 viser en fjerde seksjon 18 som løftes og i neste fase senkes ned på konstruksjonen for sammenkopling med den tredje seksjonen 20.
Etter at denne sammenstillingen er utført kan hele fundamentet 1 flyttes til et lagringssted eller direkte til installasjonsstedet. Fig. 10 viser flere fundamenter 1 som er koplet ved hjelp av slepeliner 22 til fortøyningsbøyer 21. Disse er forankret til havbunnen ved hjelp av ankerliner 23 og ankere 24.
Fig. 11 viser fundament 1 etter at det har blitt slept til installasjonsstedet ved hjelp av slepebåter (ikke vist). Dyblene 25 er frigjort fra transportposisjon til å innta en stilling hvor de rager under skjørtene 9. Ballastvanninntakene er blitt åpnet (beskrives under med henvisning til fig. 13) og fundamentet synker ned mot havbunnen. I en avstand på om lag 1 - 3 m over havbunnen, målt fra dyblenes nedre ende, avbrytes ballasteringen og fundamentet manøvreres til installasjonsposisjon hvoretter det igjen åpnes for inntak av ballastvann. Vekten av ballastvannet senker fundamentet inntil dyblene 25 treffer havbunnen (hvorpå bevegelsene bremses, som beskrevet over), deretter kommer skjørtene 9 i kontakt med havbunnen og disse penetrerer til en dybde hvor penetrasjonen stopper opp fordi den neddykkede vekten av fundamentet er lik motstanden fra havbunnen mot videre penetrasjon av skjørtet 9.
Fig. 12 viser fundamentet etter at den ovenfor omtalte likevektssituasjonen er nådd. Videre penetrasjon oppnås ved hjelp av pumping av vann ut fra skjørtekamre som forklares nærmere i beskrivelsen av fig. 13. Fig. 13 viser skjematisk en utrustning for nedsetting ved hjelp av ballastering med sjøvann. Figuren indikerer snitt gjennom fundamentet 4a, benet 5a and søylen 6, etter at konstruksjonen er blitt senket ved hjelp av ballastvann i ballasteringskammeret 12 og inn i kammer i et nedre parti av søylen 6 hvor vannspeilet er vist med henvisningstall 26. Den relative høyden mellom vannspeilet 26 and havets 2 vannflate W gir en trykkgradient som driver ballastvann inn i konstruksjonen gjennom rør med ventiler 27. Ved å regulere den respektive ventilen 27 for hvert av fundamentene 4a-c, kan det på en styrt måte føres en vannstrøm i de respektive ballasteringskamrene 12 i hvert fundament 4a-c.
Videre omfatter ballasteringsutstyret et rør med ventil 28 som fører vann inn i søylen 6. Ventilene kan med fordel være samlet på et panel og styres av et fjernstyrt undervannsfartøy, eller av en spesialbygget betjeningsmodul. Helningen av konstruksjonen måles under hele installasjonen og i nedsenkningsfasen og korrigeres etter behov ved styring av vannstrømmene til det respektive ballasteringskammeret 12 i hvert av fundamentene 4a-c.
Ballasteringskammerets 12 størrelse kan være en parameter som bestemmer beliggenhet av tyngdepunktet i fremskredne faser av nedsettingen når konstruksjonen kan bli "altfor stabil" med den konsekvens av egensvingningsperiode i rull kan reduseres og kan nærme seg til bølgeperioder. Konsekvensen av dette er en uønsket økning av bevegelser av fundamentet. For å unngå dette kan det være fordelaktig å begrense størrelse av de respektive kamrene 12 med respektive skott 29, som vist på fig. 13. Et ventilasjonsrør 30 sørger for at luften kan slippe fra kamrene 12 etter hvert som de fylles med vann.
Etter at kamrene 12, avgrenset av skottene 26, blir vannfylte, kan ballasteringsvannet kun strømme inn i søylen 6. Vannmengde i søylen stiger og tyngdepunktet hever seg raskere enn om ballasteringen i bena fortsatte uhindret. Når vannstanden i søylen når et høyt nivå 31, fylles også et ballastrom 33 i hvert av bena 5a-c med ballastvann gjennom et rør 32 mens luften unnslipper gjennom rør 34. Skulle det være nødvendig av stabilitetshensyn under operasjon å øke vekten av hele konstruksjonen ytterliggere, kan vannet i deler av konstruksjonen kan - etter at installasjonen er fullført - erstattes med sand og liknende ved å pumpe sand over toppen av konstruksjonen inn i søylen.
Fig. 14 viser skjematisk utrustning for penetrasjon for korrigering av horisontalitet under penetrasjon av skjørtene inn i havbunnen, økning av vertikale laster for å oppnå full penetrasjon og for erstatning av innestengt vann i skjørtekamrene 11' med en flytende masse som stivner etter en tid. Det er vist snitt gjennom søyle 6, fundamentet 4a med sirkulært skjørt 9 og gjennom rørstag 7a med et plant skjørt 14 penetrert på grunn av konstruksjonens neddykket vekt i havbunnen 3. Skjørtekamrene 11 'dannes av de sirkulære skjørt 9, havbunn 3 og fundamentplaten 10, som beskrevet over. Vannet som er innestengt i skjørtekamrene 11' kan unnslippe gjennom en ventil 36, for eksempel en selvstyrt ventil, på grunn av en trykkdifferanse som dannes under penetrasjonen.
For å penetrere skjørtene videre påføres konstruksjonen en vertikal nedadrettet hydrostatisk kraft som oppstår ved at vannet innestengt i skjørtekamrene 11'
pumpes ut gjennom rør 37a-c utstyrt med ventiler 38a-c. Ved individuell styring av vanntrykket i skjørtekamrene 11' i hvert av fundamentene 4a-c kan konstruksjonen påføres et moment som tvinger konstruksjonen i en ønsket helning eller vertikalitet med en stor presisjon.
Fig. 15 viser situasjon etter at ønsket penetrasjonsdybde av skjørtene 9, 14 og ønsket helning/vertikalitet er blitt oppnådd. Dermed har skjørtekamrene 11' fått en høyde som egner seg for injisering av den ovennevnte grout og fortrengning av innestengt vann. Grout 39 pumpes inn i kamrene 11' i hvert fundament 4a-c gjennom rør 37a-c og vannet unnslipper gjennom selvstyrte ventiler 36. Etter at vannet er blitt presset ut, stenger ventilene 38a-c for utslipp av grout. Stengningen er basert på at grout har større tetthet enn sjøvann. Injisering av grout kan foretas som en egen operasjon på et annet værvindu.
Arbeidet beskrevet med henvisning til fig. 15 avslutter installasjonen. Avhengig av lokale forhold kan det, som nevnt ovenfor, være påkrevet å erstatte ballastvannet i konstruksjonen med tyngre fast ballast (sand) og/eller installere erosjonsbeskyttelse rundt fundamentene 4a-c.
Metoden for penetrasjon og helningskorrigering og injisering av grout i en egen operasjon beskrevet med henvisning til fig. 14 egner seg for konstruksjoner installert på havbunn med lite permeable masser så som leire, silt, tette morenemasser ol. I masser med stor permeabilitet må en forutbestemt mengde av grout injiseres i skjørtekamrene 11' før pumpingen gjennom rør 37a-c initieres.
Fig. 16 illustrerer konstruksjonen 1 satt ned på en havbunn 3, penetrert til ønsket dybde og nivellert. En pel 42 satt inn i et styrerør 41 er klargjort for å drives ned i havbunnen. Etter at inndrivingen er utført kan pelen 42 fastgjøres til styrerøret 41 på en kjent måte, for eksempel ved bruk av gysing eller plastisk de formering.
Claims (1)
1. Anordning (1) for plassering på en havbunn (3) under en vannmasse (2), for understøttelse av en innretning for produksjon av elektrisk kraft fra vind, omfattende en søyle (6; 6') med en første ende med tilkoplingsmidler (8) som rager over vannmassen når anordningen er installert på havbunnen, karakterisert ved at søylen (6; 6') ved et parti som befinner seg under vannmassens overflate når anordningen er installert på havbunnen er tilknyttet tre ben (5a-c), der bena ved en andre ende er tilknyttet respektive fundamenter (4a-c) utformet for installasjon på og overføring av krefter til havbunnen.
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved respektive forbindelsesstykker (7a-c) tilknyttet det respektive fundament (4a-c) ved en første ende og et nedre parti av søylen (6) ved en andre ende.
3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved respektive forbindelsesstykker (7a'-c') mellom hvert av fundamentene (4a-c), slik at fundamentene og forbindelsesstykkene danner en trekant der forbindelsesstykkene utgjør trekantens sider.
4. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hvert fundament (4a-c) omfatter et kammer (11) definert av et plateelement (10) som ved sin omkrets er tilknyttet et skjørt (9) som strekker seg nedover fra plateelementet når fundamentet er installert på havbunnen, slik at det dannes et hovedsakelig lukket rom (11') i kammeret.
5. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hvert fundament (4a-c) omfatter minst én dempningsanordning (25), som er be vegbar fra en posisjon der den er på nivå med fundamentet, til en posisjon der dempningsanordningen (25) rager nedenfor fundamentets nedre kant, når konstruksjonen befinner seg i en normaltilstand i vannmassen eller på havbunnen.
6. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at hvert fundament (4a-c) omfatter et ballasteringskammer (12) definert av et nedre plateelement (10) som ved sin omkrets er tilknyttet et parti (13) av det respektive benet (5a-c) og et øvre skott (29) i det respektive benet, og forsynt med midler (27) for tilførsel av ballastvæske.
7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at et parti av søylen (6) omfatter et ballastrom som har et større volum enn de respektive ballasteringskamrene og er forsynt med midler (28) for tilførsel av ballastvæske, og at hvert ben (5a-c) er forsynt med øvre ballastrom (33).
8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved midler (32) for tilførsel av ballastvæske til det øvre ballastrom (33) fra nevnte ballastrom i søylen (6).
10. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at bena (5a-c) er skråstilte i forhold til søylen (6; 6'), og tilknyttet søylen med likt vinkelmessig mellomrom om søylens lengdeakse, fortrinnsvis 120°.
11. Fremgangsmåte for installasjon på en havbunn av en anordning som angitt i kravene 1-10, karakterisert ved følgende trinn:
a) fylle ballastvann i ballasteringskammeret (12) og i ballastrommet i søylen (6), for å senke anordningen mot havbunnen;
b) bevirke penetrasjon av skjørtet (9) på hvert av fundamentene (4a-c) i det minste delvis inn i havbunnen, hvorved rommet (11') i kammeret (11) i det minste delvis er fylt med vann;
c) selektivt og individuelt påføre en nedadrettet kraft på hvert av fundamentene for å drive fundamentenes respektive skjørt ytterligere ned i havbunnen;
inntil ønsket penetrasjonsdybde og/eller helning er oppnådd.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at trinn c) utføres ved en selektiv utpumping eller selektiv utslipp av vann fra de respektive rommene (11').
13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at dempningsanordninger (25) senkes til et nivå under fundamentenes nedre ende, før eller samtidig med trinn a).
14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 11 - 13, karakterisert ved at det fylles ballastvann i de respektive øvre ballastrom (33) etter trinn a) og før trinn b).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092237A NO330530B1 (no) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Anordning og fremgangsmate for understottelse av en vindturbin eller lignende |
| PCT/NO2010/000212 WO2010143967A2 (en) | 2009-06-10 | 2010-06-08 | Tripod foundation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092237A NO330530B1 (no) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Anordning og fremgangsmate for understottelse av en vindturbin eller lignende |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20092237L true NO20092237L (no) | 2010-12-13 |
| NO330530B1 NO330530B1 (no) | 2011-05-09 |
Family
ID=43085683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20092237A NO330530B1 (no) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Anordning og fremgangsmate for understottelse av en vindturbin eller lignende |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO330530B1 (no) |
| WO (1) | WO2010143967A2 (no) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115230893A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-10-25 | 重庆大学 | 一种钢管支撑-预应力混凝土的浮式基础结构 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2970694B1 (fr) * | 2011-01-25 | 2015-07-03 | Dcns | Support flottant pour structure de type eolienne |
| CA2767441C (en) * | 2011-02-09 | 2014-07-08 | Ausenco Canada Inc. | Gravity base structure |
| ES2452933B1 (es) * | 2012-10-03 | 2015-03-09 | Tecnica Y Proyectos S A | Sistema de cimentación por gravedad para la instalación de aerogeneradores offshore |
| FI20126086L (fi) | 2012-10-18 | 2014-04-19 | Stx Finland Oy | Offshore-rakenne |
| WO2015126237A1 (en) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | Otm Solution Sdn Bhd | Offshore support structure and methods of installation |
| GB201507917D0 (en) * | 2015-05-08 | 2015-06-24 | Baird Subsea Ltd | Apparatus and method |
| CN105178347B (zh) * | 2015-08-13 | 2017-09-15 | 三一重型能源装备有限公司 | 一种海上测风塔基础、海上测风平台及其使用方法 |
| CN111664060A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-15 | 南方科技大学 | 一种海上风机基础防冲刷结构 |
| GB2612138B (en) * | 2021-10-25 | 2023-11-22 | Subsea 7 Norway As | Marine foundations comprising suction piles |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2964640B2 (ja) * | 1993-12-17 | 1999-10-18 | 鹿島建設株式会社 | 重力式海洋構造物の施工方法およびその構造物 |
| AU757367B2 (en) * | 1998-04-02 | 2003-02-20 | Suction Pile Technology B.V. | Marine structure |
| DE10101405A1 (de) * | 2001-01-13 | 2002-07-18 | Remmer Briese | Off-Shore-Windkraftanlage |
| FR2849877B1 (fr) * | 2003-01-09 | 2005-12-16 | Saipem Sa | Procede d'installation en mer d'une eolienne |
-
2009
- 2009-06-10 NO NO20092237A patent/NO330530B1/no not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-06-08 WO PCT/NO2010/000212 patent/WO2010143967A2/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115230893A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-10-25 | 重庆大学 | 一种钢管支撑-预应力混凝土的浮式基础结构 |
| CN115230893B (zh) * | 2022-05-13 | 2024-02-02 | 重庆大学 | 一种钢管支撑-预应力混凝土的浮式基础结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010143967A3 (en) | 2011-03-03 |
| WO2010143967A2 (en) | 2010-12-16 |
| NO330530B1 (no) | 2011-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO20092237L (no) | Understottelse for vindturbin eller lignende | |
| CA2728430C (en) | Support structure for use in the offshore wind farm industry | |
| EP2171159B1 (en) | Device and method for marine tower structure | |
| AU2009289381B2 (en) | Offshore station, foundation for an offshore station, and method for building an offshore station | |
| EP3584373A1 (en) | Maritime structure for laying the foundations of buildings, installations and wind turbines by means of gravity in a marine environment | |
| US20110107953A1 (en) | Floating Platform with Improved Anchoring | |
| MX2013004327A (es) | Torre maritima para perforacion y/o produccion. | |
| NO170947B (no) | Fremgangsmaate for aa installere en floetbar taarnkonstruksjon paa en sjoebunn | |
| CN102762447A (zh) | 通用的再浮起和下水系统及其运行方法 | |
| WO1995016829A1 (en) | Method for executing gravity offshore structure and the structure | |
| WO2014121684A1 (zh) | 预制式海上固定平台及安装方法 | |
| KR20230162941A (ko) | 해상 풍력 터빈용 기초 | |
| NO20092241L (no) | Havbunnsfundament,samt fremgangsmate for installering av fundamentet | |
| US20220162825A1 (en) | Method for the installation of an offshore maritime structure and offshore maritime structure | |
| JP6890178B2 (ja) | 港湾プラント、及び港湾プラントに浮体を係留するための方法 | |
| US2675680A (en) | Construction of submerged | |
| CN118775160A (zh) | 一种低位置陆上风电设备及施工方法 | |
| JP2822873B2 (ja) | 大水深基礎構造物の施工方法およびその構造物 | |
| NO169530B (no) | Anordning for enkeltvis transport og installasjon av elementer paa havbunnen | |
| DK2860314T3 (en) | Gravity fundering | |
| WO2011071385A1 (en) | Floating marine structure with suction piles and vessela | |
| RU161714U1 (ru) | Морская погружная ледостойкая нефтегазовая платформа | |
| TW202542390A (zh) | 離岸風力渦輪機之支撐結構 | |
| CN118757324A (zh) | 一种水上风电设备安装方法 | |
| CN118441705A (zh) | 库区深水无覆盖层先堰后桩施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: SEATOWER AS Free format text: NEW ADDRESS: SORKEDALSVEIEN 10 B, 0369 OSLO, NO |
|
| CREP | Change of representative |
Representative=s name: PROTECTOR INTELLECTUAL PROPERTY |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |