NO862993L - Innretning for hindring av overbelastning for oppjekkingssystemer paa offshore-konstruksjoner. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en overbelastningshindrende innretning for et oppjekkingssystem av tannstangs- og tannhjulstype for benyttelse på offshore-borekonstruksjoner.

En offshorekonstruksjon består generelt av en flytende plattform og et antall ben, og den er blitt benyttet i stor utstrekning for offshore-operasjoner, såsom boring og klargjøring av olje- og gassbrønner til havs. I en tilstand i hvilken de bevegelige ben er helt oppløftet, slepes den flytende plattform til det ønskede sted, og benene nedsenkes ved hjelp av et oppjekkingssystem, slik at plattformen under-støttes på havbunnen. Plattformen heves deretter over vannets overflate for operasjonsformål. Med henblikk på heving eller senking av benene eller plattformen benyttes i stor utstrekning et oppjekkingssystem av "tannstangs- og tannhjulstype". Et oppjekkingssystem av denne type omfatter minst én lang-strakt tannstang som er montert vertikalt, på den ytre overflate av de oppstående ben og strekker seg i hovedsaken over hele lengden av disse, og et antall samvirkende tannhjulsdrev som er i inngrep med hver av tannstengene. Hvert at tannhjulsdrevene drives via en rekke tannhjulsveksler ved hjelp av en respektiv, elektrisk motor.

Når plattformen er understøttet av de oppstående ben på havbunnen, tilveiebringes denne understøttelse ved hjelp av tannstangens inngrep med oppjekkingssysternets tannhjulsdrev. Under offshore-operasjoner utøves på denne måte den belastning som er sammensatt av plattformens egenvekt og omgivelseskrefter, såsom vind, bølger, strøm og andre krefter, på oppjekkingssystemet ved inngrepet mellom tannstangen og tannhjulsdrevet.

Oppjekkingssystemet har vanligvis et stort antall tannhjulsdrev på hele plattformen. Belastningen på oppjekkingssystemet blir av mange og forskjellige grunner ikke likt fordelt mellom tannhjulsdrevene. Etter at plattformen er oppjekket til den ønskede høyde blir derfor belastningen på hvert tannhjulsdrev vanligvis innstilt innenfor et visst område ved hjelp av en manuell anordning.

Når omgivelseskreftene øker etter belastningsinn-stillingen, vil imidlertid belastningen på tannhjulsdrevene bli større på ulik måte på grunn av forskjellen i elastisk deformasjon i oppjekkingssystemets bestanddeler. I en sådan situasjon vil belastningen på et spesielt tannhjulsdrev oppnå den tillatte grense, mens belastningen på hvert av de andre tannhjulsdrev vil holde seg innenfor grensen.

På bakgrunn av ovenstående er hovedformålet med oppfinnelsen å tilveiebringe en overbelastningshindrende innretning for et oppjekkingssystem av tannstangs- og tannhjulstype for en offshorekonstruksjon ved hjelp av utjevning av belastningene mellom tannhjulsdrevene når benene nedsenkes til havbunnen og oppjekkingssystemet er i den bremsende modus.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en overbelastningshindrende innretning for et oppjekkingssystem hvor innretningen er enkel av konstruksjon, er egnet for å modifisere et konvensjonelt oppjekkingssystem, er lett å betjene og økonomisk å fremstille og vedlikeholde.

Disse og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå klarere i løpet av den etterfølgende nærmere beskrivelse under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjema-tisk perspektivriss av en selvløftende boreplattform på hvilken den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte, overbelastningshindrende innretning for et oppjekkingssystem av tannstangs-og tannhjuls typen kan benyttes, fig. 2 viser et eksempel på et oppjekkingssystem av tannstangs- og tannhjuls type, og fig. 3 viser et koplingsskjema av en elektrisk krets i forbindelse med den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte, over-belas tningshindrende innretning for et oppjekkingssystem.

På fig. 1 er det vist en selvløftende boreplattform 10 som har minst tre oppstående ben 12 som strekker seg vertikalt gjennom en flytende plattform 14, idet hvert av benene

12 heves eller senkes ved hjelp av et oppjekkingssystem 16. Plattformen 14 kan slepes til et ønsket offshore-borested ved hjelp av f.eks. båter. Når den selvløftende boreplattform 10 har nådd frem til det ønskede sted, nedsenkes benene i vannmassen, slik at en fot av hvert av benene anbringes på havbunnen, og plattformen 14 heves deretter til en tilstrekke-lig høyde over vannmassens overflate, for å minimere virknin-gen av tidevann og bølger. Oppjekkingssystemet 16 omfatter et antall pinjonger eller tannhjulsdrev 20 av hvilke hvert er i inngrep med den ene av et par langstrakte tannstenger 18 som er montert vertikalt på den ytre overflate av det oppstående ben 12 i diametralt motsatt forhold og strekker seg i hovedsaken over hele benets 12 lengde. Tannhjulsdrevet 20 drives ved hjelp av en respektiv, elektrisk motor 22 som er anordnet i oppjekkingssystemet 16. Oppjekkingssystemets elektriske motor 20 er forsynt med en brems 24 for oppretthol-delse av en relativ stilling mellom benene 12 og plattformen 14 .

Det nevnte oppjekkingssystem 16 kan ikke bare løfte opp plattformen 14, men også holde plattformen over sjøen. Som vist på fig. 3, er en styrekonsoll 26 og et styrekabinett 28 inkludert i den elektriske krets for å drive motoren 22 som er velkjent i teknikken og ikke utgjør noen del av oppfinnelsen, og som derfor ikke vil bli beskrevet nærmere.

I overensstemmelse med oppfinnelsen omfatter den overbelastningshindrende innretning for oppjekkingssystemet en vridningsmomentmåler 30, et takometer 32, en datamaskin 34 som mottar informasjoner fra vridningsmomentmåleren 30 og takometeret 32, og en vridningsmoment-innstillingsenhet 36 som er innkoplet mellom datamaskinen 34, motoren 22 og bremsen 24. Utgangssignaler fra datamaskinen 34 kan tilføres til kretsen som forbinder motoren 22 med styrekabinettet 28 .

Vridningsmoment-innstillingsenheten 36 er forsynt med en inverter 38 som har evne til styring av de elektriske motorer 22, et par elektromagnetiske kontaktorer 40 for ut-velgelse av den elektriske motor 22 og bremsen 24 som skal innstilles, og vendere 41 for omkopling av motordrivkretsen og vridningsmoment-innstillingskretsen.

I overensstemmelse med oppfinnelsen detekterer vridningsmomentmåleren 30 og takometeret 32 den belastning som utøves på det tilsvarende tannhjulsdrev 20, inngrepsstillingen mellom tannstangen 18 og tannhjulsdrevet 20, og rotasjonsvin-kelen til tannhjulsdrevets 20 aksel. Den informasjon som detekteres av vridningsmomentmåleren 30 tilføres til datamaskinen 34.

Datamaskinen 34 beregner det optimale vridningsmo ment for hvert tannhjulsdrev ved hjelp av tilførte vridnings-momentdata og grunndataene for belastningsfordelingen som er lagret i datamaskinen 34 tidligere.

Datamaskinen 34 omkopler tilkoplingen av motoren 22 og bremsen 24 fra drivkretsen til vridningsmoment-innstillingskretsen ved hjelp av venderne 41 for den motor og den brems som skal innstilles.

Inverteren 38 dreier motorakselen svakt inntil vrid-ningsmomentet på motoren med brems oppnår den innstilte verdi som overføres fra datamaskinen 34 når datamaskinen lukker et par magnetiske kontaktorer 40.

Mens inverteren 38 dreier motorakselen, overvåker takometeret 32 motorakselens rotasjon og tilbakekopler denne til inverteren 38 via datamaskinen 34.

Ovenstående innstillingsprosedyre anvendes på alle motorer én-etter én inntil alle motorer har den ønskede vrid-ningsmomentverdi.

Ifølge oppfinnelsen er det ikke nødvendig å modifisere eller endre arrangementet av det konvensjonelle oppjekkingssystem av tannstangs- og tannhjulsdrevtypen. Innretningen ifølge oppfinnelsen kan derfor lettvint anvendes på det konvensjonelle oppjekkingssystem for å oppnå alle de foran om-talte virkninger.

Selv om den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er blitt beskrevet, må man være klar over at modifikasjoner vil være åpenbare for fagfolk på området uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Claims (1)

1. Overbelastningshindrende innretning for et oppjekkingssystem som omfatter et antall langstrakte tannstenger som er montert på hvert av benene på en offshore-konstruksjon, et antall tannhjulsdrev som er i inngrep med tannstangen, en rekke reduksjonsveksler for hvert av tannhjulsdrevene, elektriske motorer med brems som er anordnet på hver av reduksjonsvekslene for å drive tannhjulsdrevene på uavhengig måte, og en elektrisk kretsanordning for styring av de elektriske motorer, KARAKTERISERT VED at den omfatter en vridningsmomentmåler og et takometer som er knyt-tet til hvert av tannhjulsdrevene eller reduksjonsvekslene eller motorene med brems, en datamaskin som mottar inngangsinformasjon som avføles av vridningsmomentmåleren og takometeret, og en vridningsmoment-innstillingsenhet med en inverter for tilførsel av det optimale utgangssignal til hver av motorene med brems svarende til inngangsinformasjon fra datamaskinen i overensstemmelse med lagret informasjon i datamaskinen, og magnetiske kontaktorer og vendere for hver av motorene med brems.