NO841252L - Fremgangsmaate ved bygging, transport og anbringelse av en fagverkskonstruksjon som skal staa paa sjoebunnen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte som på en

enkel og økonomisk gunstig måte, hurtig og uten at det krever kompliserte operasjoner, muliggjør bygging, transport og anbringelse på bruksstedet på dypt vann av en fagverkskontruksjon, slik som et fortøynings- eller lastetårn eller, nærmere bestemt, en stående stålplattform med tre ben innrettet til å understøtte utstyr for boring og produksjon av hydrokarboner.

Forskjellige typer fremgangsmåter for bygging, transport og anbringelse av stålkonstruksjoner på dypt vann er kjent.

En av disse kjente fremgangsmåter angår en plattform med

tre ben, omfattende en midtre søyle og tre rørformede,

skrå ben, men byggingen av en slik plattform medfører alvorlige problemer med monteringen og lang byggetid på grunn av problemer i en tørrdokk og det store antall sveiser som må utføres på sylindriske rørpartier med liten lengde og meget stor tykkelse. Dessuten medfører den store vekten av konstruksjonen, som skyldes store diametre og store tykkelser, betydelige vanskeligheter og stor fare ved transport av de enkelte rørelementer ved fløting, og krever også særskilt kompliserte og kostbare operasjoner i åpen sjø.

En annen kjent fremgangsmåte angår også en plattform med

tre ben samt en fagverkskontruksjon dannet av et tårn i form av ben, omfattende hengslede fundamentdeler. Denne konstruksjon bygges fulstendig i en tørrdokk og transporteres med sine sammenhengslede elementer sammenfoldet slik at de ligger i samme plan, og rager til liten dybde.

En slik fremgangsmåte medfører imidlertid betydelige ulemper, slik som behovet for en stor tørrdokk for å kunne inneholde hele plattformen sammenfoldet til en side, idet fundamentene fobindes med plattformen i rolig farvann. Alternativt kan de enkelte delene fremstilles og deretter monteres i rolig farvann, men denne fremgangsmåte medfører den ulempe at det samtidig må benyttes flere pongtonger, og sjøsettingen og de øvrige operasjoner til sjøs er generellt kompliserte. Andre ulemper ved denne annen fremgangsmåte ligger i at en eller flere store byggeplasser vil bli opptatt i lang tid, at sammenføyningene er geometrisk kompliserte, at det må utføres kontinuerlig kontroll av funksjoneringen til hengslene, og at det må kontrolleres at konstruksjonen kan foldes korrekt ut før den endelige transport til bruksstedet. Dessuten med-fører det faktum at store flater utsettes for virkningen av bølger under slepingen betydlige transportproblemer, og krever bruken av mange store flotører for å gi øket bæreevne, og dessuten oppstår store problemer ved anbringelsen, idet konstruksjonen må foldes tilbake til sin endelige form, dreies og deretter senkes, hvilket medfører et langvarig arbeid og høye omkostninger.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå de oven-for nevnte ulemper, og å komme frem til en fremgangsmåte for -bygging, transport og anbringelse av en fagverkskonstruksjon til sjøs som i stor grad minsker omkostningene, risikoen og den nødvenidge tid for anbringelse av konstruksjonen.

Dette er hovedsakelig oppnådd ved at bare fundamentet bygges

i tørrdokk, idet konstruksjonen fullføres i rolig, dypt farvann ved bruk av monterte modulelementer med små dimensjoner som kan fremstilles på forskjellige byggeplasser, hvilket medfører en minskning både av byggetiden og den nødvendige størrelse til tørrdokken, idet elementene sammenføyes ved bruk av enkle operasjoner i sjøen, ved bruk av flytedokker med et automatisk hevesystem som på en enkel og hurtig måte kan kobles løsbart til de langsgående elementer av benene av fagverkkonstruksjon under bygging, langs hvilke flytedokkene kan forskyves, og benyttes også som flytepongtonger for å gi hele konstruksjonen øket flyteevne og stabilitet under slepingen til bruksstedet i åpen sjø. Bruken av slike flytedokker, som er utstyrt med utstyr for å løfte og sveise de prefabrikerte konstruksjonsdelene som skal sammenføyes og også med systemer for flytende ballast og automatisk heving som muliggjør den progressive, kontrollerte senkning av konstruksjonen som er

under bygging ved slutten av sveiseoperasjon, gjør at operasjonene som trengs for å montere konstruksjonen blir repeterbare og enkle, og setter ingen begrensning for dimensjonene til konstruksjonen som kan bygges, idet konstruksjonen bare beg-renses av dybden i det rolige farvann, og det er også mulig på en effektiv og økonomisk gunstig måte å løse det alvorlige problem med sleping av konstruksjonen til bruksstedet i åpen sjø, ved å eleminere behovet for kostbare og store flåter som er vanskelige å fjerne.

En videre fordel med oppfinnelsen er at det oppnås en sterk, enhetlig konstruksjon uten kompliserte sammenføyninger slik som hengsler, betongsøyler osv.

Fremgangsmåten for bygging, trasport og anbringelse av en fagverkskonstruksjon på dypt vann omfatter således et fundament, fra hvilket flere fagverksben rager opp for å bære et dekk med utstyr på sine ender over vannet, og fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved de følgende trinn utført i nevnte rekkefølge: at fundamentet bygges i en tørrdokk, at de første partier av benene sveises til fundamentet,

at den dannede, nedre fagverkskonstruksjonen,som flyter ved egen hjelp slepes fra tørrdokken til et rolig farvann med dypt vann ved hjelp av en slepebåt,

at en flytedokk tilkoblet hvert av benpartiene til den nedre del av konstruksjonen, på en slik måte at flytedokken kan løsgjøres fra og forskyves langs benpartiet, idet flytedokken er utstyrt med heve- og sveiseutstyr og med systemer for automatisk heving og flytende ballast,

at andre benpartier, et parti for hvert ben, sammenføyes med den dannede del av konstruksjonen, idet de andre benpartier er prefabrikert på forskjellige byggeplasser, og bragt til stedet ved hjelp av pongtonger, og plassert og sveiset til den nedre konstruksjon ved hjelp av kraner og sveiseutstyr i flytedokkene, at konstruksjonen som er dannet etter sammen-føyningen senkes på en kontrollert måte ved hjelp av systemer

flytedokkene for flytende ballast og automatisk heving, for å bringe den tilbake til opprinnelig tilstand innrettet for sammenføyning med andre deler, at ytterligere benpartier festes ved gjentagelse av de to sistnevnte trinn, inntil omtrent halvparten av den endelige høyde av fagverkskonstruksjonen er dannet, at det til kontruksjonen som er montert festes et bjelkesystem f or avstivning av konstruksjonen ved hjelp av belastning-operasjoner som består i å anbringe bjelkesystemet understøttet av en pongtong på.forbindelseskonuser på den underliggende konstruksjon, at konstruksjonen heves ved å fjerne flytende ballast inntil bjelkesystemet er anbragt mot konstruksjonen,

at pongtongen fjernes og at de nødvendige sveiseoperasjoner utføres,

at operasjonene for festing av de øvrige benpartier gjentas,

og at toppen av konstruksjonen fullføres ved hjelp av kranene på flytedokken,

at kranene, maskineriet og utstyret som er benyttet for byg-, gingen fjernes fra flytedokkene, og, ved bruk av systemene for flytende ballast og automatisk heving på flytedokkene, den monterte konstruksjon bringes til å rage opp av vannet med omtrent halve høyden, d.v.s. til den tillatte dybe under tran-sporten, hvilket gir tilstrekkelig flyteevne og stabilitet for konstruksj onen,

at det benyttes slepebåter for sleping av den monterte konstruksjon fra det rolige farvann til bruksstedet i åpen sjø, ved bruk av flytedokkene som pongtonger for å gi øket flyteevne og å muliggjøre midlertidig styring av operasjonene i sjøen,

at konstruksjonen senkes til en dybde der den er stabil uten flytedokkene, ved bruk av systemene for flytende ballast og automatisk heving på flytedokkene,

at alle flytedokkene med unntak av en fjernes sammen med systemene for flytende ballast og automatisk heving, slik at nedsenkningen av konstruksjonen er fullført, og

at den siste flytedokken fjernes og dekket anbringes på konstruksjonen .

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen

er fagverksj&onstruksjonen en stående plattform i form av en fagvérkskonstruksjon med tre ben, for understøttelse av anlegg for boring og produksjon av hydrokarboner på dypt vann, idet fundamentet er dannet av et fagverksystem med grunnflate i form av en likesidet trekant, idet det til topp-punktene av trekanten er festet tre bunnelementer, og opp fra topp-punktene rager tre fagverksben med hovedsakelig trekantet tverrsnitt, på skrå som sidekanter av en rett pyramide som har fagverksystemet som grunnflate, og benene er sammenføyd omtrent i halve høyden av plattformen ved hjelp av et trekantet bjelkesystem for avstivning, og løper sammen øverst over vannet,

for å bære dekket.

Et videre trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at hver flytedokk er tilkoblet et ben på en slik måte at den kan frakobles og forskyves langs benet under byggingen, ved hjelp av ruller som samvirker med de langsgående elementer i benet.

I henhold til en modifikasjon av oppfinnelsen er hver flytedokk tilkoblet et ben i konstruksjonen slik at den er løsbar og kan forskyves langs benet under byggingen ved hjelp av tannhjul drevet av motorer, hvilke tannhjul griper inn i tannstenger anordnet langs de langsgående elementer i benet.

For å hindre frakobling av tannhjulene fra tannstengene, eller generellt å hindre skader på-Vmidlene som bevirker tilkobling og forskyvning av flytedokkene langs benene, utføres det umidel-bart før det trinn der en monterte konstruksjon skal slepes til bruksstedet i åpen sjø et trinn der flytedokkene kobles fast til de langsgående elementer i benene.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under hen-visning til de vedføyde tegninger, som illustrerer en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en plattform med f agvérkskonstruks j-on • med tre ben, bygget ved bruk av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, sett forfra. Fig. 2 viser plattformen i fig. 1 sett ovenfra, idet dekket med utstyr er fjernet for oversiktens skyld.

Fig. 3 viser plattformen i fig. 1 sett fra siden.

Fig. 4 til 16 viser forskjellige trinn utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Fig. 4 viser det nedre parti av plattformen under det første trinn, sett forfra, under bygging i tørrdokken. Fig. 5 viser skjematisk tre flytedokker, sett ovenfra, tilkoblet hvert sitt av tre ben i det nedre parti av plattformen etter sleping til rolig farvann.

Fig. 6 viser flytedokkene og benene i fig. 5 sett forfra.

Fig. 7 viser i perspektiv en flytedokk som er tilkoblet et benparti. Fig. 8 viser det nedre parti av plattformen etter festing av andre tre benpartier, sett forfra. Fig. 9.viser bygging av konstruksjonen vist i fig. 8, etter at konstruksjonen er senket til samme stilling som ved begynnelsen av monteringen vist i fig. 6, d.v.s. før sammenføyningen. Fig. 10 viser det trekantete bjelkesystemet for avstivning som senkes på plass. Fig. 11 viser de siste trinn ved bygging av plattformen, idet flytedokkene føres inntil hverandre. Fig. 12 viser bruken av kraner på flytedokkene for fullførelse av plattformen. Fig. 13 viser en isometrisk projeksjon av kontruksjonen, med de tre flytedokkene i slepestilling. Fig. 14 viser konstruksjonen sett forfra, etter at den er hevet ved hjelp av flytedokkene til en høyde der den rager med omtrent halve høyden over vannet, under sleping ved hjelp av slepebåter fra det rolige farvann, for å anbringes på bruksstedet i åpen sjø. Fig. 15 viser konstruksjonen delvis nedsenket på bruksstedet, idet to av flytedokkene er fjernet.

Fig. 16 viser konstruksjonen anbragt på sjøbunnen.

Figurene viser det nedre parti 1 av en plattform som skal bygges ved bruk av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, og dette parti fremstilles i en tørrdokk 2 (se fig. 4) ved sveising til topp-punktene av et fagverkssystem 3, i form av en likesidet trekant med side på omtrent 220 m, av de tre bunnelementer 4 og de tre første partier av benene 5, som også har trekantet grunnflate med side på omtrent 40 m . og omfatter langsgående elementer 5' med omtrent 4,5 m i diameter, sveiset på skrå langs sidekantene til en rett, trekantet pyramide, med en vinkel som avhenger av den ønskede høyde av plattformen. Etter at denne konstruksjon, som flyter av seg selv, og har en høyde på omtrent 80 m, har blitt slepet av slepebåter til rolig farvann, bringes en flytedokk 6 (fig. 5 og 6) til hvert av benpartiene og kobles til disse slik at de kan frakobles og forskyves, idet hver flytedokk er forankret til sjøbunnen ved hjelp av kabler 7. Forbindelsen mellom flytedokkene og benene er dannet ved hjelp av tre elementer 8

(se fig. 7) på flytedokken, hvilke samvirker med tre langsgående elementer 5' i benet, hvilke elementer enten er rulleenheter eller tannhjul (ikke vist i figurene) som griper inn i tannstenger anordnet langs de langsgående elementer 5' på benet.

Flytedokkene 6 er utstyrt med løfteutstyr eller kraner 9

(fig. 6), og ved hjelp av disse løftes tre andre benpartier (fig. 8) som er bragt til byggestedet ved hjelp av pongtonger, og anbringes på den underliggende konstruksjon.

Så snart de sistnevnte partier er sveiset ved hjelp av sveiseutstyr (ikke vist i figurene), som finnes på flytedokkene 6, senkes den monterte konstruksjon ved bruk av systemer for flytende ballast og automatisk hevning på de tre flytedokkene 6 (fig. 9) for å forenkle sammenføyningsoperasjonene for de neste tre benpartier og å gjøre disse operasjoner repeterbare.

Sammenføyningen fortsetter ved at de samme operasjoner gjentas inntil nivået til det trekantete avstivnings-bjelkesystem 10

er omtrent i halve høyden av plattformen, hvoretter bjelkesystemet bringes på plass.

Bjelkesystemet 10, som bæres av pongtongen 11 (fig. 10), anbringes over tilkoblingskonuser 12 som befinner seg på den underliggende del av konstruksjonen, som deretter heves ved å fjerne flytende ballast inntil den kommer i kontakt med bjelkesystemet. Pongtongen 11 fjernes deretter, og til slutt utføres de nødvendige sveiseoperasjoner.

Byggingen fortsetter på den beskrevne måte inntil toppen av konstruksjonen er fullført, og dette utføres uten videre senkning, ved bruk av bare kranene 9 på flytedokkene 6, som nærmer seg hverandre (fig. 12).

Den ferdig monterte konstruksjon forberedes deretter for transport fra det rolige farvann til bruksstedet i åpen sjø.

For dette formål fjernes kranene 9 og alt maskineri og utstyr som benyttes bare for byggingen fra flytedokkene 6, og ved bruk av systemene for flytende ballast og automatisk hevning på flytedokkene heves plattformen til den har omtrent halve høyden over vannet (fig. 13), slik at dens dybde under vannet er den minst mulige som gir tilstrekkelig flyteevne og stabili-^tet.

I denne stilling er flytedokkene 6 fast forbundet med de langsgående elementer 5' på benene 5, og plattformen slepes av slepebåter 13 (fig. 14) mens flytedokkene 6 benyttes som pongtonger for å gi øket understøttelse og å muliggjøre midlertidig styring av operasjonene i sjøen.

Når konstruksjonen har kommet til bruksstedet posisjoneres

den og holdes av slepebåtene eller av ankersystemer, og anbringelsen begynner ved å senke konstruksjonen til en dybde der den er stabil uten flytedokkene, slik at to av disse kan fjernes (fig. 15). Plattformen senkes deretter helt ned til sjøbunnen 14 (fig. 16) ved bruk av systemet for flytende ballast, ved hjelp av den tredje flytedokken (fig. 15).

Dekket 15 med utstyr (fig. 1 og 3) anbringes deretter på plattformen, og det opprettes forbindelse mellom konstruksjonen under vann og utstyret på dekk ved bruk av vanlige fremgangsmåter og vertikale rør.

Figurene viser også et støtetårn inne i hovedkonstruksjonen, dannes av to separate partier 16 og 17 (fig. 1, -3 og 16), hvilke er leddforbundet med konstruksjonen i den øvre ende og er permanent forbundet med denne ved hjelp av betongpeler.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for bygging, transport og anbringelse på bruksstedet på dypt vann av en fagverkkonstruksjon som omfatter et fundament, fra hvilket det rager flere fagverksben innrettet til å bære et dekk med utstyr på sine øvre ender over vannet, karakterisert ved følgende trinn utført i nevnte rekkefølge: at fundamentet bygges i en tørrdokk, og at første benpartier sveises til fundamentet, at den nevnte, nedre del av fagvérkskonstruksjonen, som flyter ved egen hjelp, slepes fra tørrdokken til et rolig farvann ved hjelp av en slepebåt, at en flytedokk tilkobles hvert benparti i den nedre del av konstruksjonen, på en slik måte at den kan løsgjøres fra og forsy <y> es langs benpartiet, idet flytedokken er utstyrt med utstyr for løfting og sveising og med systemer for automatisk hevning og flytende ballast, at andre benpartier, et for hvert ben, festes til den tidligere dannede del av konstruksjonen, hvilke benpartier er prefabri--kert på .forskjellige byggeplasser og bragt til stedet ved hjelp av pongtonger, og plasseres og sveises til den underliggende konstruksjon ved hjelp av kraner og sveiseutstyr på flytedokkene, at den dannede konstruksjon på en kontrollert måte senkes etter sammenføyningsoperasjonene, ved hjelp av systemene for flytende ballast og automatisk hevning på flytedokkene, for å bringe konstruksjonen tilbake til opprinnelig stilling, innrettet for festing av de etterfølgende partier, at festingen av flere benpartier fortsetter ved å gjenta de to sistnevnte trinn, inntil omtrent halvparten av den endelige høyde til fagvérkskonstruksjonen er dannet, at det til konstruksjonen festes et bjelkesystem for avstivning av konstruksjonen, ved hjelp av operasjoner som omfatter anbringelse av bjelkesystemet understøttet av en pongtong på tilkoblingskonuser på den underliggende konstruksjon, at konstruksjonen heves ved å fjerne flytende ballast inntil bjelkesystemet anbringes på konstruksjonen, og at pongtongen fjernes og de nødvendige sveiseoperasjoner utføres, at operasjonene for festing av de øvrige, benpartier gjentas, og at toppen av konstruksjonen fullføres ved hjelp av kranene på flytedokkene, at kranene, maskineriet og utstyret på flytedokkene som bare benyttes for byggingen fjernes, og at den. monterte konstruksjon, ved bruk av systemene for flytende ballast og automatisk hevning, heves til den rager med omtrent halve høydenover vannet, d.v.s. til dybde som er tillatt for transport og som gir tilstrekkelig flyteevne og stabilitet, at den monterte konstruksjon ved hjelp av slepebåter slepes fra det rolige farvann til bruksstedet i åpen sjø ved bruk av flyte dokkene som pongtonger for å gi øket bæreevne og å muliggjøre midlertidig styring av operasjonene i sjøen, at konstruksjonen senkes til den dybde der den er stabil uten flytedokkene, ved bruk av systemene for flytende ballast og automatisk hevning, at alle flytedokkene med unntak av en fjernes, og at nedsenkningen av konstruksjonen fullføres, og at den siste flytedokken fjernes og dekket anbringes på fagvérkskonstruksjonen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at konstruksjonen er en stående plattform i form av en fagvérkskonstruksjon med tre ben, innrettet til å bære utstyr for boring og produksjon av hydrokarbonder på dypt vann, idet fundamentet er dannet av et bjelkesystem med grunnflate i form av en likesidet trekant, idet det til topp-punktene av denne er festet tre bunnelementer, og idet det fra topp-punktene rager tre fagverksben med trekantet tverrsnitt, på skrå langs sidenkantene til en rett pyramide som har bjelkesystemet som grunnflate, idet benene omtrent i halv høyde er sammenføyd ved hjelp av et trekantet bjelkesystem for avstivning, og idet benene løper sammen i toppen over vannet for å understøtte dekket.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat hver flytedokk kobles til et ben i konstruksjonen slik at den kan løsgjøres og forskyves langs benet ved hjelp av rulleenheter som samvirker med langsgående elementer i benet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert<;> véd at hver flytedokk er tilkoblet et ben slik at den er løsbart og kan forskyves langs benet ved hjelp av tannhjul drevet av motorer, hvilke tannhjul griper inn i tannstenger anordnet de langsgående elementer i benet.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at umiddelbart før det trinn der den monterte konstruksjon slepes av slepebåter fra det rolige farvann til bruksstedet i åpen sjø utføres det et trinn der flytedokkene forbindes fast med de langsgående elementer til benene.