NO770843L - Plattform for installasjon til sj¦s - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en plattformkonstruksjon eller et lignende byggverk bestemt til å hvile på bunnen av havet eller en annen vannmasse for i avstand over vannet å bære installasjoner som f.eks. boreutrustning eller anlegg til fremstilling av petroleum, elektriske kraftstasjoner eller andre industrielle eller vitenskapelige installasjoner. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen forbedringer som letter bygging og bruk av plattformen.

En plattform av den nevnte art omfatter stort sett en konstruksjon som hviler på havbunnen for i anselig høyde over vannet, f.eks. 40 m eller mer, å bære ett eller flere dekk som skal oppta installasjonene. I det minste den nedre del av konstruksjonen kan, fremfor alt når den lages av metall, i alminnelighet danne en flottør som etterat oppførelsen er begynt på land, gjør det mulig å fløte den allerede bygde del av konstruksjonen og så fortsette opp-førelsen i en skjermet lokalitet mens flottøren suksessivt synker ned i vannet. Deretter blir plattformen slepet til sitt definitive bestemmelsessted,hvor den forsynes med ballast for å komme til hvile på bunnen.

Ved byggingen og utrustningen av dekket har man problemer med håndtering av meget tunge laster. Utstyret for plattformer man nå

tar sikte på, setter seg sammen av moduler hvis vekt kan gå opp i 600-800 tonn. Det vil forstås at det er vanskelig å sette disse på plass på toppen av konstruksjonen.

Søkerne har allerede i norsk patentsøknad nr. 74 2661 av

19. juli 1974 foreslått å fullføre byggingen i flytende tilstand på et sted med større dybde enn det definitive bestemmelsessted og å dykke plattformen ned der inntil dekknivået kommer i høyde med vannflaten eller til og med litt under. Det blir da lettvint å bringe dekkets seksjoner og. utrustning på plass. Men dekket må deretter, belastet med utrustningen, heves til godt overfor, vannflaten, og plattformen som således er belastet til topps, må slepes til bestemmelsesstedet, noe som reiser stabilitetsproblemer.

Videre vil man ikke alltid kunne finne en skjermet lokalitet med slik dybde like ved en kyst.

Søkerne har også i norsk patentsøknad nr. 74 3642 av

9. oktober 1974 foreslått å bygge dekket i form av en flottør glid-bart montert på plattformkonstruksjonens. vertikale stolper. Dekket kan dermed lettvint belastes på det skjermede sted hvor byggearbeidet fullføres, og holdes flytende mens plattformen slepes til bestemmelsesstedet. Dekket forsynes med en løfteapparatur som gjør det mulig deretter å heve det opp langs stolpene så snart plattformen er bragt i stilling på bunnen. En slik byggemåte lar seg bare realisere hvis plattformen har en meget spesiell konstruksjon som i det minste over størstedelen av sin høyde bare omfatter føringsstolper uten noe organ som står i. veien for glidningen av dekket.

Hovedhensikten med den foreliggende oppfinnelse er å mulig-gjøre lettvint anbringelse av meget tunge laster på toppen av plattformkonstruksjonen uansett toppens høyde over vannet.

En annen hensikt er å muliggjøre lettvint bygging og utrustning av. dekket eller dekkene hos plattformen på dennes definitive bestemmelsessted.

Enda en hensikt er å muliggjøre lettvint endring av.plattformens utrustning.

Ifølge oppfinnelsen omfatter plattformkonstruksjonen til dette formål en forskutt stolpe som står opp ovenfor dekkets nivå, og på hvilken der er montert en svingbar kran forsynt med en utligger med en radial rekkevidde minst lik stolpens eksentrisitet og tilstrekkelig til å tillate utliggeren å henge over en lastepram som ligger og flyter langsmed plattformen.

Det blir dermed mulig ved hjelp av krankroken enkeltvis å løfte dekkets eller dekkenes rammeverkseksjoner og utstyrsmoduler etterat disse er bragt nær hen til plattformen med prammer, for å

sette dem på plass og så feste dem på konstruksjonen.

Den stolpe som tjener til å bære kranen, kan bygges fullt ferdig før kranen monteres, noe som nødvendiggjør en omfattende løfteoperasjon og dermed en kraftig flytende kran med lang utligger.

Imidlertid kan løftingen av kranen som skal installeres på byggverket, også lettes, ved at der på byggverkets bunnkonstruk-

sjon installeres en se.lvhévende hjelpeplattform som bæres av master eller tårn og fortrinnsvis kan løftes etter ønske, og som er forsynt med organer, f.eks. jekker, som gjør det mulig å heve eller senke den et stykke lik lengden av disse organer, hvoretter kranen monteres på denne plattform.

Denne montering kan foretas så tidlig som ved begynnelsen

av byggingen av byggverkets toppkonstruksjon, så kranen kan være til hjelp, under byggearbeidet.

Idet plattformen heves etterhvert som overbygningen bygges,

kan stolpen som skal bære kranen, bygges suksessivt samtidig, så hjelpe plattformen med bærekonstruksjonen så snart stolpen er ferdig, kan avmonteres, men kranen blir stående permanent på stolpen.

Ved en foretrukken utførelsesform for oppfinnelsen omfatter rammekonstruksjonen en flerhet av glideføringer som strekker seg radialt fra plattformens akse, noe som gjør det mulig å anbringe modulene midt i rammeverket og bringe dem på plass ved å skyve eller trekke dem på føringene.

Oppfinnelsen går også ut på en fremgangsmåte til bygging av plattformen,bestående i å bringe dekkrammeverkets seksjoner og ut-rustningens moduler på plass ved hjelp av en kran sOm bæres av plattformen og kan svinge om en akse anbragt eksentrisk i forhold til denne.

Den følgende beskrivelse, hvor der henvises til tegningen

som anskuleliggjør ikke-begrensende utførelseseksempler,. vil gjøre det mulig å få en full forståelse av oppfinnelsens fordeler og hvorledes den kan bringes til utførelse.

Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en plattformkonstruksjon ifølge oppfinnelsen under oppførelse. Fig. 2 og 3 er oppriss i likhet med fig. 1 og anskueliggjør henholdsvis påsetning av en seksjon av dekkets rammeverk og anbringelsen av en utrustningsmodul på den ferdige konstruksjon. Fig. 4 er et perspektivriss av en plattform som den der er vist skjematisk på fig. 1, hvilende på havbunnen på sitt bestemmelsessted. Fig. 5 er et skjematisk grunnriss av en annen utførelse av plattformens dekk. Fig. 6, 7 og 9-11 er oppriss som anskueliggjør suksessive faser av anbringelsen av en kran i henhold til en utførelsesform for oppfinnelsen. Fig. 8 er et grunnriss av konstruksjonen på stadiet ifølge

fig. 7.

Den plattform som er. vist på fig. 1-4, er bestemt for undervanns-borerigger. Den omfatter en bunn 1, på hvilken der er oppført en sentral hulsøyle 2 som rager, vertikalt opp til toppen av konstruksjonen, og en sylindrisk vegg 3 som bærer en flerhet av små stolper eller søyler 4 som i sin tur bærer et dekk 5. Den sylindriske vegg 3 er omgitt av en buktet yttervegg 6 som er innfestet i bunnen 1 og strekker seg opp et stykke omtrent lik halve høyden av plattformen. Ytterveggen 6 er oventil forbundet med deri sylindriske vegg 3 ved en likeledes buktet ringformet vegg 7. Det ringformede kammer 8 mellom veggene' 3 og 6 er gjort vanntett og tjener som flottør under bygging og slepning av plattformen og kan så tjene som be-holder for hydrokarbon. Den forskutte, altså eksentrisk plaserte stolpe 9 som bærer kranen 10, bygges på bunnplaten 1 i det ringformede rom 11 mellom den sentrale hulstolpe 2 og den sylindriske vegg 3 og rager opp ovenfor dekket 5. Som det særlig fremgår av fig. 4, er den sylindriske vegg 3 forsynt med en mengde hull 12 i en viss høyde over og under, vannets midlere nivå 13 på det endelige bestemmelsessted for å beskytte konstruksjonen mot virkningen av sjøgang.

Ytterveggen 6 er selv omgitt av en lav perforert vegg 14 bestemt til å beskytte foten av plattformen som hviler på havbunnen 15,mot undergravning forårsaket av strømninger og sjøgang på en måte som beskrevet i de norske patentsøknader nr. 3563/73 og 74 1353. Bunnplaten 1 er avstivet med bjelker, hvorav noen ses ved 16, og som har anlegg mot forsterkningskonstruksjoner dannet av vertikale enheter som omfatter skott 17 og. (ikke viste) skilleplater anbragt i det ringformede kammer 8 og det ringformede rom 11.-

Byggingen av plattformen foretas på lignende måte som beskrevet i den ovennevnte norske patentsøknad 74 3642, dys. at den påbegyn-nes på land i et basseng utgravet i strandbredden og så fortsettes i flytende tilstand av byggverket så snart høyden av ytterveggen 6 er tilstrekkelig til at konstruksjonen kan flyte med det nødvendige fribord til å sikre dens stabilitet. De vertikale elementer (hulstolpe 2, stolpe 9, sylindrisk vegg 3 og yttervegg 6) bygges, ved hjelp av glideforskaling som beskrevet i den nevnte søknad. Så snart den ringformede vegg 7 er bygget, blir stolpen 9 oppført til sin endelige høyde og forsynt med en plattform 18 på toppen,bestemt til å bære kranen 10. Den forskutte stolpe 9 søker å bringe den del av konstruksjonen som er i ferd med å oppføres, til å krenge, og denne blir derfor selvsagt forsynt med ballast etterhvert som stolpen oppføres,for å oppveie denne tendens. I utførelsen på

fig. 1 vil konstruksjonen dermed flyte stabilt med aksen XX<*>vertikalt, og plattformen 18. vil sitte omtrent 90 m over vannflaten.

Man går så over til å montere kranen 10. Denne er en svingekran av en type som er istand til å løfte laster på 600-800 tonn.

Anbringelsen av disse komponenter på plattformen 18 utføres ved hjelp av en havnekran av flytende type som kan løfte laster

på 500 tonn til mere enn 100 m over. vannflaten. Byggingen av konstruksjonen og belastningen av den med ballast fortsetter samtidig med monteringen av kranen 10 frem til det stadium da stolpene 4 er parat til å motta dekket 5 (fig. 2).

Så snart kranen 10 er montert (fig. 2), kan den svinge om aksen YY' for stolpen 9. Den radiale rekkevidde av dens utligger 19 er tilstrekkelig til at den kan stille ned laster.på alle steder avdekket. Kranen 10 kan så ta rammeverk-seksjonene 21 én ad gangen fra prammer 20 og sette dem ned på de steder hvor de må monteres for å danne rammeverket i dekket 5. Dette rammeverk er inntegnet stiplet på fig. 2. Så blir der på dette rammeverk, ved hjelp av kranen 10 plasert gulvseksjoner (ikke vist) og. utrustnings-moduler 22 opptatt fra prammer 23 (fig. 3) for fremstilling av dekk-konstruksjonen med tre enkeltdekk som vist på fig. 4.

Fra det stadium da plattformen er ferdig og parat til å motta rammeverket hos dekket 5 (stadium anskueliggjort på fig. 2), kan den ved velkjente metoder slepes til sitt endelige bestemmelsessted og forsynes med ballast så den kommer til hvile på havbunnen. Anbringelsen av dekkets rammeverk og utrustning kan skje der hvor byggearbeidet fullføres, eller, også på plattformens bestemmelsessted eller dels på det ene sted og dels på det annet. F.eks. viser fig. 4 kranen 10 i ferd itied å løfte en utstyrsmodul 24 som er ført til bestemmelsesstedet, med en kran 25 for å anbringe den på dekket 5 i en stilling markert stilpet ved 24a.

Slepningen kan så foretas på et hvilket som helst stadium fra og med det hvor byggingen av plattformkonstruksjonen er ferdig (fig. 2), så det blir mulig å. velge en periode med godt vær til formålet uten derfor å sinke byggearbeidet. Videre lar det seg gjøre å forandre plattformens utstyr etter ønske ved å løfte modulene med kranen 10, sette dem ned på prammene og erstatte dem med andre moduler tilført med andre prammer. Disse operasjoner gjør det ikke nødvendig å flytte en flytende kran med store omkostninger.

På fig. 5 er de elementer som fyller tilsvarende funksjoner som på de foregående figurer, betegnet med samme henvisningstall med tillegg av 100. Figuren viser i større målestokk en utførelses-form hvor dekkets rammeverk omfatter en flerhet av bjelkepar, f.eks. 26a, 26b, 27a, 27b, som danner glideføringer, f.eks. 26, 27, som strekker seg horisontalt i radial retning fra plattformens akse XX'. De andre elementer av dekkets rammeverk, f.eks. 28, ligger under disse glideføringer, så det er nok etter tur å anbringe i dekkets sentrum de moduler som er vist skjematisk ved 29, 30, 31, deretter gulvet 33, modulen 34 og gulvet 35, og flytte dem en for. en ved hjelp av skiveblokker eller jekker (hvorav én er . vist skjematisk ved 36) på de respektive glideføringer for å føre dem til deres endelige plass.

Takket være denne anordning kan kranen betjene hele dekket uten at dens utligger behøver å nå alle punkter av dette. Det er nok at dens rekkevidde minst er lik avstanden mellom plattformens akse XX' og aksen YY1 for stolpen 109. I den viste utførelsesform dreier denne seg innen et vinkélområde mellom bjelkene 26a og 27a og er anbragt maksimalt forskutt, hvorved det blir mulig for en kran med en utligger av relativt liten radial lengde å ta opp en last fra en pram ved siden av plattformen og plasere den i midten av dekket.

På fig. 6-11 er. henvisnings tallene fra de foregående figurer beholdt for tilsvarende delers vedkommende, og det forutsettes å ■ dreie seg om bygging til sjøss av en plattform eller et lignende byggverk bestemt for undervanns-oljeborerigger.

Byggverkets basiskonstruksjon, som ses på fig. 6, kan oppføres ved en kystlinje og gjøres flytedyktig. ved hjelp av kjente midler som ikke behøver å beskrives i. detalj. Så snart den er ankommet på bruksstedet, førest den ned slik at dens underside eller bunnplate 1 kommer til hvile på havbunnen, og høyden av basi.skonstruksjonen er stor nok til at dens øvre del. vil rage opp over. vannflaten eller i det minste holde seg i liten dybde under, denne.

På bunnplaten står en sentral hulstolpe 2 som strekker seg vertikalt opp til konstruksjonens topp og skal bygges, videre opp til høyden av dekket som skal bygges (betegnet med 5 på fig. 10). Rundt denne stolpe 2 strekker seg ansatsen til en sylindrisk vegg 3 som også må forlenges i høyden for sluttelig å bære dekket 5.

Ved omkretsen hviler den buktede, vegg 6 på bunnplaten, som dei også er forbundet med ved skott 17. Veggen 6 inngrenser vann-tette kamre som kan tjene som flottører under slepning av konstruksjonen til sjøss og deretter som beholdere for hydrokarboner, samtidig som de sammen med bunnplaten og streverne danner en kraftig kropp med stor fasthet egnet til å forankre seg perfekt på havbunnen.

Straks etterat denne basiskonstruksjon er satt på plass, går man, som anskueliggjort på fig. 7 og 8, over til å installere en liten selvhevende stålplattform 40 båret av tre master 41 som an-bringes i hjørnene av en trekant og går gjennom hull i plattformen. Denne utrustes med jekker, eller lignende organer som gjør det mulig å senke eller løfte den svarende til lengden av mastene.

Denne type av selvheisende plattform .finnes forøvrig i markedet; hvor den er kjent under betegnelsen "j.ack-up".

Mastene er fagverkskonstruksjoner med trekantet eller annet tverrsnitt oppbygget av seksjoner som stilles ovenpå hverandre, og kan således lettvint oppføres etterhvert som arbeidet fortsetter oppover, og lar seg også lettvint demontere.

Plattformen 40 har. et gjennomgående sirkelrundt hull 44 plasert i aksen for den stolpe som skal bygges for å bære kranen (stolpe 9 på de foregående figurer) og hvis fot er vist ved 9a

på fig. 7.

Hullet 44 har tilstrekkelig stor diameter til at denne stolpe kan gå gjennom det.

På plattformen bygger man rundt dette hull fundamentet 18 for plattformkranen med en fortsettelse 9b som går gjennom hullet 44 i plattformen, og som siden skal danne toppen av stolpen 9.

Etterat plattformen 40 først er anbragt noen meter over toppen av båsiskonstruksjonen som vist på fig. 7, blir plattformkranen installert på denne plattform ved hjelp av en flytekran 4 3. (fig. 9)/ idet man først anbringer plattformkranens understell 4 2 på fundamentet 18 og deretter suksessivt anbringer og sammenføyer de for-skjellige deler av kranen.

Når man sammenligner fig. 9 og 11/. hvorav den siste, viser kranen 10 ferdig montert, vil. det ses at installasjonen av kranen i stadiet på fig. 9 blir. utført i relativt liten høyde og man dermed bare behøver en flytekran 4 3 med meget kortere utligger enn hva som ville behøves for å anbringe kranen i dens endelige stilling på fig. 11.

Hertil kommer at kranen 10 i og med at den er på plass fra og med den fase av byggearbeidet som er. vist på fig. 9, kan tjene som hjelpemiddel til oppheisning under det fortsatte byggearbeide.

Etterhvert som høyden tiltar, .'økes høyden av mastene 41, og plattformen heises opp langs dem.

Fig. 10 viser det stadium da den sylindriske midtstolpe 2 har nådd sin endelige høyde,og likeledes sylinderveggen 3, og dekket 5 er bygget på disse to sylindre.

Stolpen 9 har også fått sin endelige høyde og slutter flere meter under sitt ferdigbyggede hode 9b.

Det blir da nok å la plattformen 40 gå ned igjen inntil dette hode 9b kommer til hvile på stolpen 9, og utføre skjøteoperasjonen, hvoretter plattformen 40 med bæremaster 41 kan avmonteres.

Det vil være innlysende at de beskrevne utførelsesformer bare utgjør eksempler, og at det vil være mulig å modifisere dem, særlig ved erstatning med ekvivalente teknikker, uten derved å overskride oppfinnelsens ramme.

Claims (10)

1. Plattform som hviler eller er bestemt til å hvile på bunnen

av en vannmasse for ovenfor vannflaten å bære et dekk, utstyrt med industrielle eller andre installasjoner,karakterisertved at plattformkonstruksjonen omfatter en forskutt stolpe som rager opp over dekkets nivå for å bære en svingekran forsynt med en utligger med en radial rekkevidde minst lik stolpens eksentrisitet og tilstrekkelig til å' tillate utliggeren å henge over en flytende pram som ligger langs siden av plattformen.

2. Plattform som angitt i krav 1,karakterisertVed at utliggeren er istand til å løfte laster på minst 600-800 tonn.

3. Plattform som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat utliggerens rekkevidde er tilstrekkelig til å tillate den å stille ned laster på alle punkter av dekket.

4. Plattform som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat dekkets rammeverk omfatter en flerhet av glide-føringer som strekker seg radialt fra plattformens akse, og at plattformen er utstyrt med innretninger til langs disse glide-føringer å forskyve laster som er stillet ned av kranen i midten av rammeverket.

5. Fremgangsmåte til oppførelse av en plattform bestemt til å hvile på bunnen av en vannmasse for ovenfor vannflaten å bære et dekk utstyrt med industrielle eller andre installasjoner, ved hjelp av en kran som bæres av plattformen og svinger om en i forhold til denne forskutt akse,karakterisert vedat kranen utnyttes til å bringe elementer av dekkets rammeverk og elementer eller moduler av utrustningen på plass.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, hvor oppførelsen av plattformen begynner på land og fortsettes i flytende tilstand hvoretter plattformen slepes til sitt definitive bestemmelsessted og forsynes med ballast for å komme til hvile på bunnen av. vannmassen,karakterisert vedat en forskutt stolpe bygges samtidig med plattformen og til en høyde ovenfor dekkets nivå, hvor- etter svingekranens komponenter heises opp og monteres på toppen av stolpen ved hjelp av en håvnekran.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5 eller 6,karakterisert vedat i det minste en del av rammeverkets og/eller utstyrets elementer settes på plass på plattformens perma-nente bestemmelsessted.

8. Fremgangsmåte til oppførelse av et byggverk til sjøss, hvor en kran monteres på en stolpe som rager opp over en overbygning,karakterisert vedat der på byggverkets basisparti monteres en selvdreven heiseplattform med vertikale master til understøttelse og føring, og hodet av en bærestolpe for kranen bygges i et hull i denne plattform og kranen monteres der, hvoretter plattform og kran heves, etterhvert som byggverket og stolpen bygges videre opp.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8,karakterisertv ed' at plattformen etter å. være stanset på et visst nivå ovenfor toppen av stolpen bringes til å synke ned igjen for å stille kranens fundament på stolpen, hvoretter den selvheisende plattform kan avmonteres.

10. Apparatur til bygging av en plattform eller, et lignende byggverk til sjøss, hvor byggverket omfatter en kran anbragt på en stolpe som rager opp over en overbygning,karakterisert veden selvheisende plattform båret på føringsmaster som kan heves og avmonteres, og som hviler på byggverkets basiskon-struksjon, og ved at plattformen dessuten har en åpning plasert i aksen for stolpen som skal oppføres.