NO164492B - Anordning for heving eller senking av en offshoreplattform - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for heving eller senking av en offshoreplattform, omfattende en tannstang som er festet i lengderetningen av et vertikalt ben som rager gjennom plattformen, samt et tannhjul montert på plattformen, idet tannstangen og tannhjulet er i innbyrdes inngrep, midler for å rotere tannhjulet i forhold til tannstangen for å bevege plattformen opp og ned, samt et sperreelement som har en øvre og nedre endeflate samt flere tenner mellom disse flater, innrettet til å kobles til og fra tannstangen, en øvre og nedre bæreflate på plattformen, vendende mot den øvre og nedre endeflate på sperreelementet, for dannelse av et øvre og et nedre par konvergerende flater, idet flatene i hvert par konvergerer mot hverandre under en valgt vinkel,

og en flate i hvert par er vinkelrett på lengdeaksen til tannstangen, mens et kileelement befinner seg mellom hvert par konvergerende flater og kan forskyves langs disse.

En anordning for å sperre en plattform som er anbragt i ønsket høyde er beskrevet i US-PS 4.389.140. I henhold til dette patent er en kileformet tannstang med flere sperre-tenner montert på plattformen på en slik måte at sperretennene kan bringes til og ut av inngrep med tannstangen på benet. Sperretennene på tannstangen sperrer plattformen ved å kobles sammen med tannstangen på benet. Inngrepet mellom sperretennene og tannstangen kan justeres ved å heve eller senke en styreblokk som har skråflater. Styreblokken beveges ved dreining av skruespindler som er montert på det øvre og nedre parti av tannstangen.

Slike konvensjonelle sperreanordninger medfører visse ulemper. Når en offshore-plattform understøttes av et ben, er den vertikale belastning på benet konsentrert i den øvre eller nedre bæreflate på tannstangen, og de ovenfor nevnte midler for å justere inngrepet mellom tannstangen og tannstangen på benet, det vil si skruespindlene, utsettes ofte for overbelastning. Dette kan medføre skade på skruespindlene, og det er et omstendelig arbeid å anbringe styreblokken i korrekt stilling for at tennene på tannstangen skal passe sammen med tennene på tannstangen på benet.

En anordning som angitt innledningsvist er kjent fra GB-PS 2.081.674. Virkemåten til den kjente anordning er som følger: Et sperreelement er montert i en ramme, for begrenset vertikal forskyvning. Rammen har vertikale spor for fremspring på sperreelementet, for styring av sperreelementet. Sperreelementet flyttes ved hjelp av kileelementer over og under sperreelementet, inne i rammen. Sperreelementet holder klemstyk-ker, som kan føres mellom tennene på en tannstang. Kileelementene kan regulere stillingen til sperreelementet i forhold til rammen, slik at klemstykkene kommer nøyaktig på høyde med tannlukene i tannstangen. Deretter festes sperreelementet i rammen ved hjelp av kileelementene. Klemstykkene føres til inngrep med tannstangen. Det hevdes i patentet at den individuelle montering av de to klemstykkene i sperreelementet muliggjør at begge klemstykkene kan bringes til korrekt inngrep med tannstangen selv om avstanden mellom tennene (eller delingen) på tannstangen ikke er den samme over alt. Dette forutsetter at det er klaring mellom ribber på klemstykkene og spor i sperreelementet, for å muliggjøre individuell regulering av den vertikale stilling til klemstykkene. Til slutt drives kiler inn i sperreelementet, bak klemstykkene, for å holde disse i inngrep med tannstangen.

Den kjente anordning virker således til å sperre den faststående rammen til tannstangen etter at tannstangen er bragt til ønsket stilling (høyde) ved hjelp av tannhjul som er lagret på en plattform. Sperreelementet kan utelukkende beveges parallelt med tannstangen. Kileelementene kan bare sperre sperreelementet i forhold til rammen. Sperreelementet kan ikke utføre noen horisontal bevegelse i rammen.

Anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjen-netegnes ved at styreorganer kobler kileelementene til sperreelementet og plattformen, for bevegelse av sperreelementet i forhold til plattformen i to hovedretninger, dvs vinkelrett på og parallelt med nevnte lengdeakse, samt separate drivanordninger for hvert kileelement anordnet på siden av sperreelementet, for å bevege hvert kileelement frem og tilbake langs den tilhørende konvergerende bæreflate og endeflate, for derved å frembringe kraftkomponenter vinkelrett mot sperreelement-endeflåtene, samt midler som koordinerer drivanordningene for å bevege sperreelementet i de to hovedretninger, for dermed både å bevege tennene på sperreelementet til og ut av inngrep med tennene på tannstangen, og å bevege sperreelementet parallelt med nevnte lengdeakse.

Anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse muliggjør både vertikal og horisontal regulering av sperreelementet i forhold til plattformen, ved hjelp av kileelementene som beveges på en koordinert måte av drivanordningene. Sperreelementet har faste tenner, og er ikke beregnet til å skulle tilpasses uregelmessig tanndeling langs tannstangen, men derimot til å finregulere sperreelementet etter tennene på tannstangen etter at en grovregulering er utført ved hjelp av tannhjul montert på plattformen. De to samme drivanordninger som, ved å arbeide synkront, fører sperreelementet mot tannstangen benyttes til en etterfølgende finregulering av sperreelementet, dersom dette er nødvendig.

En utførelsesform av oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til de vedføyde teg-ninger. Fig. 1 viser de vesentligste deler av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, som omfatter et sperreelement med tenner for å sperre og holde en plattform i korrekt stilling i forhold til et vertikalt ben. Fig. 2 viser skjematisk en del av en plattform og en anordning for å heve og å senke et vertikalt ben. Fig. 1 viser et vertikalt ben 2 som rager gjennom en plattform 1. En tannstang 3 er montert på benet. Et sperreelement 8 som er montert på plattformen 1 har flere sperre-tenner 9. Disse tenner er i inngrep med tannstangen 3. Som vist, passer tennene på tannstangen 3 sammen med tennene på sperreelementet 8, idet begge grupper av tenner har konven-sjonell tverrsnittsform i likhet med gjenger. Den øvre og nedre endeflate, 10, 10', på sperreelementet 8 danner kile-flater, på hvilke er anbragt styreskinner 13, 13'. Styreskinnene 13, 13' befinner seg overfor styreskinner 12, 12' som er montert på bæreflater 11, 11' på plattformen 1. Endeflaten 10 befinner seg overfor bæreflaten 11, og endeflaten 10' befinner seg overfor bæreflaten 11'. Endeflatene og bæreflatene danner øvre og nedre par flater som konvergerer par-vis mot hverandre i retning mot tannstangen 3. Øvre og nedre kileelementer 14, 14' er innført fra siden av .sperreelementet 8, mellom henholdsvis de øvre flater 10, 11 og mellom de nedre flater 10', 11' . Kileelementene 14 og 14' kan forskyves på styreskinnene 12, 13 og på styreskinnene 12', 13', som er konstruert og anordnet for å holde kileelementene 14 innrettet for forskyvning langs de tilhørende flater. Kileelementene 14, 14' er fastgjort i forhold til endene av gjengede hylser 16, 16' som er sammenkoblet med skruer 17, 17' og kan beveges frem og tilbake horisontalt. Skruene 17, 17' kan roteres ved hjelp av motorer 15, 15' . Motorene 15, 15' arbeider uavhengig av hverandre, og driften av motorene kan styres ved hjelp av en styreanordning 20. Skruene 17, 17' er dreielagret i lagerelementer 18, 18' . Kilevinkelen B mellom anleggsflåtene til kileelementene 14, 14' er lik flankevinkelen A til tannstangen. Flankevinkelen tilsvarer den vinkel som flankene på tannstangen danner med horisontalretningen.

Anordningen for å bevege kileelementene er ikke begrenset til de ovenfor nevnte skruer. Hydrauliske sylindere eller andre velkjente drivanordninger kan benyttes, og kileflåtene kan være anordnet på bæreflatene 11 og 11' i stedet for på endeflatene 10 og 10' .

I det følgende skal beskrives hvordan sperring av benet utføres. Når sperreelementet 8 er i tilbakeført stilling i forhold til tannstangen 3 på benet 2 og sperretennene 9 er i avstand fra tannstangen 3, anbringes plattformen 1 i ønsket høyde i forhold til vannflaten 7, enten ved å heves eller senkes ved rotasjon av tannhjulene 5 som er i inngrep med tennene på tannstangen 3. Bevegelsen av sperrelementet utføres slik at tannstangen 3 og sperretennene 9 på sperreelementet 8 ligger nær den ønskede stilling, det vil si at toppene til tennene på tannstangen og sperreelementet befinner seg nær hverandre, uten å berøre hverandre, og uten å hindre langsgående bevegelse av plattformen 1 i forhold til tannstangen.

Deretter aktiveres begge motorene 15 og 15' synkront, slik at skruene 17 og 17' roteres samtidig, for å føre hylsene 16 og 16' mot tannstangen, for å sammenkoble tennene 9 og tannstangen. Rotasjon av de to skruene beveger de to kileelementene 14 og 14' langs bæreflatene 11 og 11' på de til-hørende flater, og bevirker en kraftkomponent på den motsatte side av hvert kileelement, vinkelrett på flaten, på grunn av glideanlegget til blokken mot flaten. Kreftene mot de øvre og nedre endeflater 10 og 10' på sperreelementet samvirker slik at vertikalkomponentene til de to krefter utlignes, og det oppstår en resulterende horisontalkraft som beveger sperreelementet mot tannstangen, slik at sammenkoblingen mellom sperreelementet og tennene på tannstangen starter.

På dette tidspunkt kan ikke tennene på tannstangen 3 og tennene 9 kobles fullstendig sammen, fordi tennene ikke er nøyaktig tilpasset hverandre vertikalt. I dette tilfelle, for å oppnå fullstendig vertikal tilpasning og fullstendig sammenkobling, forskyves tennene 9 vertikalt og beveges horisontalt i små trinn, ved horisontal forskyvning av et ,av kileelementene 14 eller 14', mens det annet kileelement ikke beveges. Bevegelse av kileelementet 14' mens kileelementet 14 står i ro bevirker at kraftkomponenten fra kileelementet 14' forskyver sperreelementet 8 langs endeflaten 10, for å bevege tennene oppover og innover parallelt med endeflaten 10. Motsatt vil bevegelse av kileelementet 14 mens kileelementet 14' holdes i ro bevirke at sperreelementet 8 forskyves langs den nedre endeflate 10', hvilket forskyver tennene nedover og innover parallelt med endeflaten 10' .

Når begge kileelementene er beveget samtidig ved hjelp av styreanordningen 20, utsettes sperrelementet for motsatte krefter fra henholdsvis det øvre og nedre kileelement, hvilket medfører en resulterende horisontalkraft som beveger sperreelementet 8 mot venstre. Når en motor stanses og den annen aktiveres av styreanordningen 20, beveges sperreelementet 8 en vinkel, ved å beveges langs den ene eller annen av endeflatene 10 eller 10' . Ved koordinering av motorene 15 og 15' kan vinkelbevegelsen til sperreelementet varieres etter ønske, for å oppnå nøyaktig vertikal tilpasning av tennene på sperreelementet i forhold til tennene på tannstangen. Den vertikale forskyvning bestemmes av den innbyrdes forskyvning mellom det øvre og nedre kileelement.

Det er således alltid mulig å korrigere inngrepet mellom tennene 9 og tannstangen 3 når dette ikke er korrekt, ved horisontal forskyvning forover eller bakover av et av kileelementene 14 og 14'. En av de nevnte flater i hvert par er horisontal, mens den annen danner en vinkel B med horisontalretningen. Ettersom vinkelen B er lik flankevinkelen A til tannstangen, vil sperreelementet, etter at det først er beveget horisontalt slik at toppene til tennene ligger mot flankene til tannstangen, møte motstand mot fortsatt horisontal bevegelse. Deretter stanses det øvre eller nedre kileelement, og bevegelse av det annet kileelement vil bevirke at sperreelementet beveges parallelt med flankene til tennene på tannstangen. Sammenkoblingen kreves således ingen vertikal forskyvning av tannstangen for å sikre fullstendig sammenkobling av tennene på sperreelementet med tennene på tannstangen.

Om ønskelig kan styreanordningen omfatte en føler for å be-stemme motstanden mot horisontal forskyvning av sperrelementet 8, sammen med automatiske midler for å stanse aktiveringen

av den tilhørende drivmotor for å drive sperreelementet langs flankeflaten.

Claims (5)

1, Anordning for heving eller senking av en offshoreplattform, omfattende en tannstang som er festet i lengderetningen av et vertikalt ben som rager gjennom plattformen, samt et tannhjul montert på plattformen, idet tannstangen og tannhjulet er i innbyrdes inngrep, midler for å rotere tannhjulet i forhold til tannstangen for å bevege plattformen opp og ned, samt et sperreelement (8) som har en øvre og nedre endeflate (10,10') samt flere tenner (9) mellom disse flater, innrettet til å kobles til og fra tannstangen (3), en øvre og nedre bæreflate (11,11') på plattformen (1), vendende mot den øvre og nedre endeflate på sperreelementet (8), for dannelse av et øvre og et nedre par konvergerende flater, idet flatene i hvert par konvergerer mot hverandre under en valgt vinkel, og en flate i hvert par er vinkelrett på lengdeaks.en til tannstangen, mens et kileelement (14,14') befinner seg mellom hvert par konvergerende flater og kan forskyves langs disse, karakterisert ved at styreorganer (12,12',13,13') kobler kileelementene til sperreelementet og plattformen, for bevegelse av sperreelementet i forhold til plattformen i to hovedretninger, dvs vinkelrett på og parallelt med nevnte lengdeakse, samt separate drivanordninger (15,15', 16,16', 17,17') for hvert kileelement anordnet på siden av sperreelementet, for å bevege hvert kileelement frem og tilbake langs den tilhørende konvergerende bæreflate og endeflate, for derved å frembringe kraftkomponenter vinkelrett mot sperreelement-endeflåtene, samt midler som koordinerer drivanordningene for å bevege

sperreelementet i de to hovedretninger, for dermed både å bevege tennene (9) på sperreelementet til og ut av inngrep med tennene på tannstangen (3), og å bevege sperreelementet parallelt med nevnte lengdeakse.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at tannstangen (3) har tenner med skrå flanker, og at sperreelementet (8) har tilsvarende tenner (9), idet en av flankene på tennene er parallell med en av de konvergerende flater (10) i det ene par og den annen flanke er parallell med en konvergerende flate (10') i det annet par, slik at sperreelementet kan forskyves til fullstendig inngrep med tannstangen (3) langs flankene, ved forskyvning langs den annen flate som er parallell med vedkommende flanke.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at drivanordningen (15,15', 16,16', 17,17'), når den skyver begge kileelementene (14,14') horisontalt mot tannstangen, bevirker at sperreelementet drives horisontalt mot tannstangen (3), og at når drivanordningen, når den skyver bare det ene kileelement (14) horisontalt mot tannstangen, bevirker at sperreelementet (8) drives til å forskyves langs den skrå bæreflate på det annet kileelement (14'), slik at lik horisontal forskyvning av kileelementene bevirker horisontal forskyvning av sperreelementet (8), og at når et kileelement forskyves horisontalt mere enn det annet bevirkes både horisontal og vertikal forskyvning av sperrelementet.

4. Anordning som angitt i krav 1 - 3, karakterisert ved at hver av de konvergerende flater er utstyrt med styreskinner (12,12', 13,13') for å holde hvert av kileelementene (14,14') i glideanlegg med det tilhørende par konvergerende flater, hvilke styreskinner utgjør styreorganene som kobler kileelementene til sperreelement og plattformen.

5. Anordning som angitt i krav 1 - 4, karakterisert ved at drivanordningene omfatter en skrue (17,17') for forskyvning av hvert av kileelementene (14,14'), samt en separat motor (15,15') for å dreie hver av skruene, og en styreanordning (20) for å koordinere aktiveringen av motorene.