NO20111402L - Heise-anordning for et fartoy - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en heiseanordning (1) for et fartøy, omfattende en mast (2) utstyrt på toppsiden med kabelblokker, en løpekatt (10) som er bevegelig anordnet til masten (2) og som er utstyrt med kabelblokker (15,17) og med midler (12) for å gripe en last, løftemidler, idet minste utstyrt med en løftekabel (16) og en vinsj (18,19), hvor løftekabelen (16) er innrettet til å bli ledet over kabelblokkene til både masten og løpekatten, og at det er mulig å bevege løpekatten (10) relativt til masten (2) ved hjelp av løftemidlene. Der løftemidlene er utstyrt med to vinsjer (18,19), hvor hver ende til løftekabelen (16) er viklet inn på en separat vinsj (18,19).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en heiseanordning for et fartøy, omfattende en mast utstyrt på toppsiden med kabelblokker, en løpekatt som er bevegelig ordnet til masten og som er utstyrt med kabelblokker og med midler for å gripe en last, samt løftemidler, idet minste utstyrt med en løftekabel og en vinsj, hvor løftekabelen er innrettet til å bli ledet over kabelblokkene til både masten og løpekatten, og at det er mulig å bevege løpe-katten relativt til masten ved hjelp av løftemidlene.

Slike heiseanordninger er kjent fra teknikken. Disse heiseanordningene benyttes ved offshore-industrien som boremaster på f.eks. et borefartøy. I bruk når en borestreng er koblet til den nedre siden av løpekatten, også kjent som en kranblokk, må kompensatoren kompensere for bevegelse av skipet relativ til sjøbunnen. Borestrengen vil i seg selv hvile i det minste delvis på jordens overflate under boring og gir en minimal bevegelse relativt til jordens overflate. Skipet, på den andre side, beveger seg under påvirkning av bølger og strømmen av vann.

Ifølge kjent teknikk er kompensatoren hovedsakelig plassert mellom to blokker eller løpekatter, hvor begge kan beveges relativt til masten. I dette tilfellet er den øvre løpekatten utstyrt med kabeltaljer, som kan beveges relativt til masten ved hjelp av en løftekabel. Den nedre løpekatten er koblet til den øvre løpekatten ved hjelp av kompensatoren. Når det i denne konstruksjonen krefter utøves krefter av borestrengen på den nedre løpekatten, vil disse kreftene bli overført kun delvis til den øvre løpekatten.

Kompensatoren som vanligvis benyttes drives hydro-pneumatisk. Den hydropneumatiske kompensatoren vil derfor være koblet til en trykkluftanordning ved hjelp av slanger, rør og lignende. Et relativt stort slagvolum er nødvendig for god funksjon av en slik kompensator. Siden begge blokkene eller løpekattene beveges relativt til masten, må kompensatoren også være i stand til å beveges relativt til masten, som er en ulempe. Forbindelsene fra trykkluftanordningen til kompensatoren må derfor også være i stand til å beveges relativt til masten. Dette krever bruk av f.eks. fleksible slanger eller rør, og alt dette gjør forbindelsen relativt kompleks og derfor kostbar.

Det er et første formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe en heiseanordning ifølge den type som omtalt i innledningen, hvori forbindelsene fra en trykkluftanordning til kompensatoren kan anordnes ved et stasjonært punkt.

Dette formålet oppnås i foreliggende oppfinnelse ved at løftekabelen føres over kabeltaljene som er koblet til enden av kompensatoren, helt over på en slik måte at krefter kan utøves på løftekabelen med hjelp av kompensatoren.

Det betyr at kompensatoren ikke lenger er plassert mellom løpekattene som er koblet til masten, men at kompensatoren virker direkte på løftekabelen. Kompensatoren kan være koblet til en første ende til en stasjonær seksjon av masten. På den andre enden er kompensatoren koblet til løftekabelen ved hjelp av kabeltaljene. Strekk kan således påføres løftekabelen ved hjelp av kompensatoren.

Fordelen med disse trekkene er i første omgang at kompensatoren kan festes i en fast posisjon i nærheten av masten. Forbindelsen fra trykkluftanordningen til kompensatoren kan derfor utføres på ett punkt. Det gjør en relativt enkel og billig konstruksjon mulig.

Heiseanordningen ifølge oppfinnelsen kan forbedres videre ved en anordning som omfatter minst to kompensatorer, hvor hver er koblet til kabeltaljene ved dens ende.

Effekten av dette trekket er at anordningen oppnår større overkapasitet. Hvis kompensatoren i en anordning ifølge kjent teknikk ødelegges, må boreoperasjonene stoppes umiddelbart. Med en heiseanordning ifølge oppfinnelsen, som inneholder mer enn én kompensator, er det mulig å fortsette arbeidet, skulle én av kompensatorene ødelegges. Sylinderen til kompensatoren som feiler låses i dette tilfellet. Låsing av kompensatoren vil bety at slaget til den nedre løpekatten reduseres, men på grunn av at én eller flere kompensatorer fremdeles er aktive, må ikke anordningen stenges av.

Det er fordelaktig ifølge oppfinnelsen for masten å være konstruert i form av et rør eller hylse, og for kompensatoren ( e ) å være plassert i masten.

Det er vanligvis tilstrekkelig plass i masten på et borefartøy eller sammenlignbart fartøy for å plassere kompensatoren. Det betyr at kompensatoren i seg selv ikke vil kreve noen tilleggsplass. I tillegg til fordelen med plassbehovet som oppnås, er det viktig at masten blir værende enkelt aksessbar fra alle sider ved plassering av kompensatoren i masten. Kompensatoren må således ikke ut-gjøre et hinder for f.eks. utstyr til masten.

I anordningene ifølge kjent teknikk er det vanlig for en løftekabel å være koblet til et fast punkt ved en ende. Den andre enden til løftekabelen ble deretter viklet rundt en vinsj. Hvis denne vinsjen ødelegges, er det ikke lenger mulig å arbeide med anordningen.

Det er derfor fordelaktig for heisemidlene å være utstyrt med to vinsjer, hvor hver ende av løftekabelen er viklet rundt en separat vinsj. Ved nå å vikle de to endene inn på en separat vinsj er det mulig å oppnå den samme kabelhastigheten ved en relativt lav hastighet av omdrei-ning på vinsjene. Dette betyr en enorm reduksjon i slitasje på kabelen, med det resultat at kabelen ikke må erstattes så ofte.

Videre ved å benytte en andre vinsj, frembringes overkapasitet i systemet. Skulle én av vinsjene feile, er således ikke heiseanordningen ubrukelig, men er i stand til fortsatt å arbeide med en enkelt vinsj. Det er fordelaktig for vinsjene å bli drevet av et antall av relativt små motorer.

F.eks. er det mulig å utstyre vinsjene på begge sider med elektriske motorer som kobles med et drev i et tannhjul til vinsjen. Dette gir for det første den fordel at slike elektriske motorer er kommersielt tilgjengelige. For bruk av heiseanordningen er det derfor ikke nødvendig å utvikle en spesiell, og derfor dyr, løftevinsj. For det andre har de relativt små motorene lav intern treghet, som f.eks. betyr at når rotasjonsretningen til vinsjen reverseres, blir mindre energi og tid tapt under reverseringen.

Med en heiseanordning ifølge kjent teknikk av den type som er omtalt i innledningen, er det å finne det optimale kompromiss mellom hastighet og kraft et kjent problem. Løftekabelen blir ført på en slik måte over kabelblokkene i masten og på løpekatten at flere kabeldeler strekker seg mellom masten og løpekatten. I tilfellet hvor flere vaierdeler er mellom masten og løpekatten, jo større vil lasten som kan løftes med heiseanordningen være hvis løftevinsjen blir værende uendret. Imidlertid når i tilfelle flere vaierdeler er mellom masten og løpekatten, jo lavere vil hastigheten som løpekatten kan beveges relativt til masten være.

For å finne et godt kompromiss mellom hastighet og løftekraft, er det vanligvis bestemt å frembringe heiseanordningen med relativt kraftige vinsjer. De kraftige vinsjene sikrer at kravet på å være i stand til å bevege løpekatten opp og ned hurtig kan oppfylles i ethvert tilfelle. Imidlertid betyr også dette at en vesentlig del av løftekraften ikke benyttes i en vesentlig del av tiden. Med andre ord er anordningen egentlig utstyrt med for kraftige, og derfor for kostbare, vinsjer til å være i stand til å nå tilstrekkelig hastighet innimellom.

Det er derfor et videre formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe en heiseanordning av den type som er omtalt i innledningen, som ved hjelp av på den ene side en relativt tung last kan løftes og på den andre side som kan drives ved en relativt høy hastighet, mens løftemidlene

kan være av relativt lett og billig konstruksjon.

Dette formålet oppnås ved foreliggende oppfinnelse ved at løftekabelen også føres over løse taljer, som kan beveges mellom en første posisjon, hvori de løse taljene er koblet til masten, og en andre posisjon, hvori de løse taljene er koblet til løpekatten.

Effekten av dette trekket er at antallet vaierdeler mellom masten og løpekatten kan settes som ønskelig. Når de løse taljene er koblet til masten, vil færre vaierdeler strekke seg mellom masten og løpekatten, og en relativt lav vekt kan løftes. Når de løse blokkene er koblet til løpekatten, vil en relativt stor andel av vaierdelene strekke seg mellom masten og løpekatten, og løpekatten kan beveges ved en relativt lav hastighet relativt til masten. Siden løftekabelen føres over taljene og taljene kan koblet som ønsket til masten eller til løpekatten, trenger ikke løftekabelen å bli tilbakeført igjen. Dette betyr at det ønskede antall vaierdeler kan bestemmes på relativt kort tid.

Det er mulig ifølge oppfinnelsen for de løse taljene å være festet symmetrisk relativt til senter av masten.

Dette sikrer at krefter som utøves på kablene også overføres symmetrisk til en mast, som betyr at ingen tilleggsbøyningslaster utøves på masten. Det er mulig ifølge oppfinnelsen for de løse taljene å bli rommet i et hus, som i det minste på den nedre siden er utstyrt med låseelementer for å feste taljene til løpekatten. De løse taljene trekkes automatisk inn i deres første posisjon, i kontakt med masten, ved strekk i løftekabelen. Det er derfor tilstrekkelig å utstyre den nedre siden av taljene med låseelementer.

Det er fordelaktig for låseelementene å være utstyrt med en hydraulisk aktuatoranordning. Bruk av en hydraulisk aktuatoranordning betyr at låsepinnene kan fjernstyres.

Heiseanordningen ifølge oppfinnelsen er videre for-bedret ved at heiseanordningen er utstyrt med en tilkoblingskabel, for å koble fartøyet med en stasjonær seksjon, så som toppsiden av stigerøret, hvor tilkoblingskabelen føres over kabeltaljene koblet til enden av kompensatoren, for å være i stand til å utøve en kraft på kompensatoren med tilkoblingskabelen.

Uttrykket "stasjonær seksjon" ifølge denne beskrivelsen er ment å dekke en seksjon som danner del av- eller er koblet til sjøbunnen.

Tilkoblingskabelen skal være innrettet på en slik måte at når fartøyet beveges oppover relativt til sjøbunnen, påføres ekstra kraft til kompensatoren, slik at dens lengde øker. Taljene koblet til kompensatoren beveges følgelig til toppsiden av masten, slik at en last koblet til løftekabelen vil beveges nedover. Når fartøyet beveges nedover, oppstår det motsatte. Siden tilkoblingskabelen er festet til en stasjonær seksjon, vil lasten i seg selv ikke beveges relativt til sjøbunnen. Hiv kan kompenseres for fullstendig ved hjelp av tilkoblingskabelen. Det er opplagt å koble tilkoblingskabelen til toppsiden av stigerøret. I det tilfellet kan tilkoblingskabelen også kalles en "stigerørstilkoblingsvinsj".

Det er videre mulig for hver ende av tilkoblingskabelen å bli viklet inn på en separat vinsj.

Det er videre fordelaktig å utstyre én av vinsjene med en slurebremse, for å gi ut tilkoblingskabelen når en maksimal trekkraft i tilkoblingskabelen overgås. Slure-bremsen sikrer at en maksimal trekkraft kan påføres til tilkoblingskabelen hvis det er ønskelig i bruk. Hvis kraf-ten på kabelen blir høyere, vil vinsjen gi ut kabel slik at trekkraften ikke overgår den tidligere satte verdien.

Det er videre fordelaktig for tilkoblingskabelen også å bli ført over løse taljer, som er bevegelig mellom en første posisjon, hvori de løse taljene er koblet til masten, og en andre posisjon, hvori de løse taljene er koblet til den stasjonære seksjonen, så som toppsiden av stige-røret .

For god funksjon av hivnøytraliseringen ved hjelp av tilkoblingskabelen, må arbeidslengden til tilkoblingskabelen være tilpasset til arbeidslengden til løfte-kabelen. Dette betyr at i det øyeblikket antallet deler til løftekabelen mellom masten og løpekatten endres, må det også være mulig å endre antallet deler til tilkoblingskabelen mellom fast grunn (stigerøret) og masten.

Ifølge oppfinnelsen er det videre mulig for masten å være utstyrt ved toppsiden, på begge sider av løftekabelen, med en festeanordning for tilkobling av et trekkstag eller en trekkabel. Disse festeanordningene kan hver benyttes for å koble et trekkstag, f.eks. et borerør, hvilket trekkstag er tilkoblet ved hjelp av en klemme ved den nedre siden. Nevnte klemme kan anvendes for å klemme, f.eks. borestrengen. Dette frembringer på en enkel og fordelaktig måte et system som sikrer at en last kan festes til masten, mens løfteblokken over lasten er fri for å utføre heiseoperasjoner.

Foreliggende oppfinnelse vedrører i et andre aspekt en fremgangsmåte, ved hjelp av en passiv kompensator, for å plassere et objekt på bakken.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse erkarakterisert vedat:

kompensatoren utsettes for et strekk som er

lik til undervannsvekten av objektet som skal føres nedover av heiseanordningen,

at objektet beveges nedover ved å gi

ut løftekabel ved hjelp av vinsjen,

løftekabelen fortsettes å gis ut inntil objektet kommer i kontakt med bunnen.

I det øyeblikk utføres en overføring til 1avgasstrykksystemet,

objektet blir nå stående på sjøbunnen ved

det tidligere satte gasstrykk.

Ved måten beskrevet ovenfor er det mulig for tyngre objekter å bli plassert på en svært kontrollert måte på bunnen under et fartøy. Faren for at objektet treffer bunnen med stor kraft og følgelig blir skadet, blir mini-malisert på denne måten.

Foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives videre med henvisning til de vedlagte tegninger, hvori: Fig. 1 viser heiseanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser skjematisk festing av stagene som beskrevet på side 13, linjene 12-23. Fig. 3 viser skjematisk drift av stigerørtilkoblings-vinsjen via kompensatoren til stigerøret. Fig. 4 viser et tilfelle hvor fire løse taljer er koblet til løpekatten. Fig. 5 viser et tilfelle hvor to løse taljer er koblet til løpekatten og to løse taljer er koblet til masttoppen. Fig. 6 viser et tilfelle hvor fire løse taljer er koblet til masttoppen. Fig. 7A viser en mulig utførelse av de løse taljene sett forfra. Fig. 8 viser én av de løse taljene ifølge Fig. 7A sette fra siden.

Fig. 9 viser en andre utførelse av en løs talje.

Fig. 10 viser skjematisk løpet til løftekabelen over de ulike taljene, i et tilfelle hvor de fire løse taljene er koblet til løpekatten. Fig. 11 viser skjematisk en andre mulighet for å trekke inn løftekabelen. Fig. 12a, 12b og 12c viser forholdet mellom antallet deler til løftekabelen mellom mastehodet og løpekatten, på den ene side, og antallet deler til tilkoblingskabelen mellom mastehodet og fast grunn, på den andre side. Fig. 13a-13e viser trinnvis overføring fra en situasjon hvori ingen kompensasjon utføres til en situasjon hvori full kompensasjon utføres ved hjelp av tilkoblingskabelen . Fig. 14a-14d viser trinnvis overføring fra en situasjon med full kompensasjon ved bruk av tilkoblingskabelen til en situasjon uten kompensasjon. Fig. 15-18 viser skjematisk muligheten for å plassere objekter på grunnen under fartøyet ved anvendelse av heiseanordningen med full kompensasjon ifølge foreliggende oppfinnelse, fast på et fartøy. Fig. 1 viser heiseanordningen 1 ifølge foreliggende oppfinnelse. Heiseanordningen 1 omfatter en mast 2. I beskrivelsen nedenfor skal uttrykket mast alltid benyttes, men det må forstås at andre passende anordninger, så som f.eks. et tårn også kan benyttes.

Toppsiden av masten 2 er dannet av en mastetopp 3. Et stort antall kabeltaljer er festet i mastetoppen 3. For det første er to kabeltaljer 4 festet på en akse 41. Under det, på den bakre side av masten, er fire kabeltaljer 5 montert på en akse 51. På den fremre side av masten er fire kabeltaljer 6 montert på en akse 61. Videre er en midtre talje 7 festet på den fremre side av masten, hvor aksen til taljen 7 hovedsakelig er perpendikulær til aksen til taljene 4, 5 og 6.

Heiseanordningen omfatter videre en løpekatt 10. Løpekatten 10 kan beveges langs en ledeenhet 11 relativ til masten 2. På den nedre siden er løpekatten 10 utstyrt med en brakett eller krok 12, eller noe annet passende middel, hvortil en last som skal løftes kan bli tilkoblet. Fig. 1 viser et tilfelle hvori en top drive 13 med en borestreng 14 festet under er koblet til kroken 12. På den øvre siden er løpekatten 10 utstyrt med to kabeltaljer 15. Løpekatten 10 er koblet til masttoppen 3 ved en kabel 16, som løper med flere viklinger mellom kabeltaljene 15 på løpekatten og de ulike kabeltaljene i masttoppen 3.

I tillegg til de ovenfor nevnte kabeltaljene 4, 5, 6, 7 og 15, er også fire "løse taljer" 17 frembrakt i heiseanordningen 1. Disse løse taljene 17 kan være festet etter som ønskelig til masttoppen 3 eller til løpekatten 10. Koblingen av de løse taljene 17 til mastetoppen 3 eller til løpekatten 10 er vist detaljert i figurene 4-9.

Fordelen med frembringelse av de løse taljene 17 er at antallet vaierdeler til kabelen 16 som strekker seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10 kan varieres. Hvis de løse taljene 17 er festet til mastetoppen 3, vil et begrenset antall vaierdeler strekke seg i retningen til løpekatten 10. Det betyr at, på den ene side, en relativt begrenset vekt kan løftes ved hjelp av heiseanordningen, men på den andre side kan løpekatten 10 beveges relativt hurtig i retningen til mastetoppen 3. Hvis de løse taljene 17 er koblet til løpekatten 10, vil en relativt stor andel vaierdeler strekke seg fra mastetoppen 3 i retningen til løpekatten 10. Dette betyr at en relativt stor vekt kan løftes ved hjelp av løpekatten 10, men at løpekatten 10 vil beveges ved en relativt lav hastighet relativt til mastetoppen 3. Ved å distribuere antallet løse taljer 17 etter som ønskelig over mastetoppen 3 og løpekatten 10, sikres det at både vekt som skal løftes med heiseanordningen og hastigheten hvorved løpekatten 10 kan beveges relativt til mastetoppen 3 er regulerbar.

I kjent teknikk er et kjent problem at en heiseanordning ofte må utstyres med en relativt stor drivanordning, for å være i stand til å oppnå et arbeidsomt kompromiss mellom maksimal løftekraft og minimal hastighet som skal oppnås. Dette problemet blir løst ved "de løse taljene" ifølge foreliggende oppfinnelse.

I heiseanordningen 1 ifølge Fig. 1 strekker kabelen 16 seg fra en første løftevinsj 18 i retningen til mastetoppen 3. Løftevinsjen er også kjent som et trekkverk. Løftekabelen 16 er etterfølgende ført tilbake til en andre løftevinsj 19. I kjent teknikk er det vanlig for en ende-seksjon til løftekabelen 16 å være festet til et fast punkt, hvor den andre enden er opprullet på en løftevinsj. Flere fordeler kan oppnås ved å gjøre bruk av to løfte-vinsj er 18, 19, som i heiseanordningen 1. For å oppnå en bestemt hastighet for løpekatten relativ til mastetoppen 3, kan rotasjonshastigheten til løftevinsjene 18 og 19 holdes dobbelt så lavt som hvis kun én løftevinsj ble benyttet. Effekten som kan oppnås ved å holde hastigheten til løftevinsjene 18, 19 relativt lav er at lite slitasje vil oppstå i kabelen 16. Skulle én av de to løftevinsjene feile under bruk, kan arbeidet fortsette ved å bruke den andre løftevinsjen. I kjent teknikk betyr feil på en løftevinsj umiddelbart at heiseanordningen ikke lenger kan benyttes. Løftevinsjene 18, 19 er foretrukket drevet av elektriske motorer. I tilfellet med separate løftevinsjer, f.eks., kan hver side av løftevinsjen 18, 19 være utstyrt med en slik motor. Dette betyr at hver løftevinsj blir drevet av to elektriske motorer. Dette har for det første den fordel at de elektriske motorene som benyttes kan holdes relativt små, som betyr at disse motorene ikke trenger å være konstruert spesifikt for løfteformål, men vil være lagervare på markedet. For det andre kan bruk av relativt små motorer ha den effekt at det interne treghetsmomentet i motorene holdes lavt. Dette betyr at når rotasjonsretningen til vinsjene 18, 19 blir reversert, vil ikke det interne treghetsmomentet til drivelementene i seg selv frembringe problemer.

I Fig. 1, i tillegg til de nevnte kabeltaljer, er det videre et første sett av to og et andre sett av to kabeltaljer 20, festet til toppsiden til to kompensatorer 21. Kompensatorene 21 er koblet til den nedre siden i et for-bindelsespunktet 22 til masten 2. Heiseanordningen 1 ifølge foreliggende oppfinnelse kan fordelaktig benyttes for ulike løfteoperasjoner. Heiseanordningen 1 er særdeles fordelaktig når brukt i forbindelse med boreoperasjoner fra et fartøy. Grunnen til dette er at, særlig i tilfellet med slike boreoperasjoner, i noen deler av boreprosessen må det være mulig å påføre en svært stor løftekraft, og at i andre deler av boreprosessen er hastigheten hvori løpe-katten kan bevege seg relativt til masten den viktigste faktor. I tilfellet med heiseanordninger som benyttes på slike borefartøy, er det vanlig å plassere en kompensator i anordningen. Kompensatoren blir vanligvis plassert på den nedre siden av løpekatten 10. En anordning blir deretter plassert på den nedre siden av kompensatoren, hvortil anordningen, f.eks., toppdrivverket til en borestreng kan tilkobles. Ved hjelp av en slik innfesting av kompensatoren vil kompensatoren beveges relativt til masten. For god funksjon må kompensatoren være koblet til tilføringsmidler for trykkluft. Når kompensatoren beveges relativt til en mast må denne trykkluftinstallasjonen være tilkoblet på en kompleks måte til kompensatoren, og en derfor relativt kostbar måte, f.eks. ved hjelp av fleksible slanger og lignende.

Ifølge oppfinnelsen er det nå blitt bestemt å innpasse kompensatorene 21 i masten 2, i hvilke tilfelle den nedre siden 22 av kompensatorene vil være festet til et stasjonært punkt til masten 2. Posisjonen til den nedre siden til kompensatorene relativt til masten er derfor den samme hele tiden. Dette betyr at installasjon av tilførselslufttrykk alltid kan tilkobles kompensatorene ved det samme punkt. Dette sikrer at koblingen mellom lufttrykkinstallasjonen og kompensatorene kan utføres mange ganger enklere enn til-fellet med kjent teknikk.

To kompensatorer 21 er med hensikt illustrert i masten. Anordningen 1 kan fungere ekstremt bra med kun én kompensator 21, men tillegg av minst en andre kompensator er fordelaktig. Skulle én av de to kompensatorene slutte å fungere eller ødelegges, er det fremdeles mulig å fortsette arbeidet med hjelp av anordningen. I kjent teknikk har ødeleggelse av kompensatoren betydd umiddelbar stopp på heiseanordningen. Dette er motvirket med oppfinnelsen.

Heiseanordningen ifølge Fig. 1 er videre utstyrt med en tilkoblingskabel, som frembringer en forbindelse mellom fast grunn og taljene 20 som er koblet til kompensatorene 21. Tilkoblingskabelen er utelatt i Fig. 1 for å gjøre tegningen enkel. Funksjonen til tilkoblingskabelen er forklart med henvisning til Fig. 3.

Masten ifølge Fig. 1 er illustrert skjematisk i

Fig. 2. Masten er utført med festeanordninger 101 på toppsiden. Disse festeanordningene 1 kan hver benyttes for tilkobling av ett trekkstag, f.eks. en lengde av borerør 102, hvor trekkstagene er koblet til den nedre siden ved hjelp av en klemme 103. Nevnte klemme 103 kan benyttes for å klemme f.eks. borestrengen 14, på et tidspunkt når borestrengen ikke trenger å beveges opp og ned ved hjelp av løpekatten 10. Dette er en enkel og fordelaktig måte å frembringe et system som sikrer at en last kan festes til masten 2, mens løfteblokken 10 over lasten er fri til å utføre heiseoperasjoner. Fig. 3 viser skjematisk fra siden boremasten ifølge figurene 1 og 2. I tillegg til løftekabelen 16, kan tilkoblingskabelen 105 også sees. Denne tilkoblingskabelen 105 føres over kabeltaljene 20, som er festet til enden av kompensatoren 21. Formålet med dette er å være i stand til

å utøve en kraft på kompensatoren 21 med

tilkoblingskabelen 105. Frembringelse av tilkoblingskabel 105 betyr at det er en forbindelse mellom taljene 20 og sjøbunnen, eller en seksjon som er koblet til sjøbunnen.

Tilkoblingskabelen 105 skal innrettes på en slik måte at når fartøyet beveges oppover relativt til sjøbunnen, utøves tilleggskraft på kompensatoren 21. Dette gjør kompensatoren 21 lengre. Taljene 20 koblet til kompensatoren 21 beveges i retningen til mastetoppen 3. Dette løsgjør en seksjon av løftekabel som var klemt i masten 2 mellom toppsiden til masten og taljene 20, slik at en last festet til løftekabelen 16 beveges nedover. Når fartøyet beveges i retningen til sjøbunnen, oppstår det motsatte. Siden tilkoblingskabelen 105 er tilkoblet til en stasjonær seksjon, vil lasten i seg selv ikke beveges relativt til sjøbunnen. Hiv kan kompenseres for fullstendig ved hjelp av tilkoblingskabelen.

Det er også mulig for hver ende av tilkoblingskabelen 105 å bli viklet inn på en separat vinsj 106, 107. I bruk er det fordelaktig hvis tilkoblingskabelen enten kan bli viklet inn/gitt ut svært hurtig, eller innvikling av kabelen kan utføres med stor kraft. Plassering av tilkoblingskabelen 5 i en posisjon og drift av vinsjene 106 og 107 er forklart med henvisning til fig. 13a-13e.

Muligheten for å variere antallet løftedeler mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10 er bygget inn i systemet til løftekabelen 16. Denne muligheten er omtalt mer detaljert med henvisning til figurene 4-9. Denne reguleringsmuligheten er referert til ved hjelp av henvisningstall 116 i Fig. 3. For god funksjon av hivnøytraliseringen ved hjelp av tilkoblingskabelen 105, må arbeidslengden til tilkoblingskabelen 105 være tilpasset til arbeidslengden til løftekabelen 16. Med andre ord, idet øyeblikk antallet deler til løftekabelen 16 mellom masten 2 og løpekatten 10 endres, må det også være mulig å endre antallet deler til tilkoblingskabelen 105 mellom fast grunn (stigerør) 78 og masten 2. Denne justeringsmuligheten er indikert skjematisk ved hjelp av henvisningstall 117 i Fig. 3.

Synkronisering av systemene 116 og 117 er forklart med henvisning til Fig. 12a-12c. Fig. 4 viser et tilfelle hvor fire løse taljer 17 er festet til løpekatten 10. Det kan ses i Fig. 4 at de fire taljene 17 er festet til løpekatten 10. Dette betyr at tolv vaierdeler strekker seg mellom løpekatten 10 og mastetoppen 3. Fig. 5 viser et tilfelle hvor to løse taljer 17 er festet til mastetoppen 3 og to løse taljer 17 er festet til løpekatten 10. I dette tilfellet vil åtte vaierdeler strekke seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. Fig. 6 viser et tilfelle hvor fire løse taljer 17 er festet til mastetoppen 3. Dette betyr at kun fire vaierdeler vil strekke seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. Som det skal forstås kan den høyeste vekten løftes i konfigurasjonen ifølge Fig. 4, siden det i dette tilfellet er tolv vaierdeler som strekker seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. I konfigurasjonen ifølge Fig. 6 kan relativt lite vekt løftes siden kun fire vaierdeler strekker seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. Imidlertid kan løpekatten 10 beveges ved en relativt høy hastighet relativt til mastetoppen 3.

Det kan ses i figurene 4, 5 og 6 at på den venstre siden av masten 2 er eksakte det samme antall løse taljer 17 festet til mastetoppen 3 som på den høyre siden. Dette betyr at kreftene på kabel 16 på masten vil være distri-buert symmetrisk.

Fig. 7A viser forfra en del av løpekatten 10, med en fast talje 15 og løse taljer 17 derpå. Blokken kan konstrueres symmetrisk, hvor de løse taljene 17 er plassert på begge sider av den faste taljen (kun to taljer 17 er illustrert i figuren). På den nedre siden er de løse taljene 17 utstyrt med en lås eller krok 104 som samvirker med en tapp eller pinne 121 på løpekatten 10. Taljene 17 kan festes på løpekatten som ønskelig. Siden det alltid vil være et bestemt strekk i løftekabelen 16, blir de løse taljene 17 trukket automatisk i retningen til mastetoppen 3. På grunn av dette kan festemidler være ordnet på toppsiden av taljene 17. Hvis imidlertid strekket for-svinner fullstendig vil en talje 17 falle nedover på grunn av tyngdekraften. For å være på den sikre siden er derfor heiseanordningen utstyrt med en sikkerhetsanordning, som kan konstrueres som f.eks. i Fig. 7B. Ifølge Figur 7B er en talje 17 utstyrt på sin toppside med to kuler som er koblet til huset til taljen 17 på en slik måte at de er bevegelige relativt til hverandre. Kulene rommes i utsparringer 123 i mastetoppen 3. Hvis ingen kraft i det hele utøves på taljen 17, vil kreftene som kulene låser taljen i mastehodet med, være tilstrekkelig til å holde taljen 17 på plass. Hvis imidlertid en svak kraft utøves på taljen, løsgjøres kulene fra utsparringene og taljen 17 kan deretter beveges nedover.

Fig. 8 viser, sett fra siden, én av de løse taljene 17 ifølge Fig. 7A. Låsen 104 er vist i to posisjoner. Posisjonen til låsen blir bestemt ved hjelp av en sylinder 124. Når sylinderen ikke er påvirket, faller låsen på plass bak pinnen 121 under toblokkstrekking (se ovenfor). Taljen 17 er således koblet til løpekatten 10. Når løpekatten 10 under bruk beveges relativt til mastetoppen 3, tar løpekatten 10 den løse taljen 17 med seg nedover. Hvis på den andre side sylinderen blir påvirket, kan ikke kroken gripe bak pinnen 121, og dette betyr at løpekatten 10 ikke kan ta taljen med seg, slik at taljen 17 blir værende bak i mastetoppen 3.

Sylinderen 124 som låsen 104 drives av er med hensikt plassert i mastetoppen 3. Faktum er at løpekatten 10 beveges i det såkalte farlige området på en boreplattform eller fartøy. Under boring kan gass eller olje utslippe i dette området. Ikke-eksplosivt utstyr må arbeides med i det farlige området. På grunn av dette er det fordelaktig å plassere sylinderen 24 på/i mastetoppen 3.

Fig. 9 viser en videre utførelse av den løse taljen 17. Den løse taljen 17 omfatter et ytre hus bestående av to plater 53. Både på toppsiden og på den nedre siden er disse platene 53 utstyrt med øyne 54, hvori låsepinner 52 kan innføres. Låsepinnene beveges gjennom øynene 55, som er kuttet ut i f.eks. et U-formet festeelement 51. Dette festeelementet 51 kan være festet enten til løpekatten eller til en mastetopp. I bruk vil løpekatten 10 bli løftet til en posisjon så nært som mulig til mastetoppen 3. Denne posisjonen er også kjent som toblokks. Etter det vil enten låsepinnen 52 tilhørende løpekatten 10 eller låsepinnen 52 tilhørende mastetoppen 3 bli beveget inn i øynene 54 til platen 53. På denne måten kan et valg utføres vedrørende

hvilke løse taljer 17 som er koblet til mastetoppen 3 og hvilke taljer 17 som er koblet til løpekatten 10. Fig. 10 viser løpet til kabelen 16 fra løftevinsjen 18 over de suksessive kabeltaljene i retningen til løfte-vinsjen 19. Fig. 10 viser et tilfelle hvor fire løse taljer 17 ligger i hovedsakelig linje med to taljer 15 som er ubevegelig festet til løpekatten. Dette betyr at i til-fellet vist i Fig. 10 vil tolv vaierdeler strekke seg mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. Fig. 11 viser en videre viklingsplan for løftekabelen 16 som kan benyttes for anordningen ifølge oppfinnelsen.

I fig. 12a-12c er regulering av korrekt antall løfte-deler i løftekabelen 16 og tilkoblingskabelen 105 respektivt illustrert videre. Det kan ses i figurene at tilkoblingskabelen føres opp over minst én løs talje 125. De løse taljene 125 er bevegelige mellom en posisjon i kontakt med mastetoppen 3 (se Fig. 12b) og en posisjon hvori de løse taljene 125 er anordnet i nærheten til to videre taljer 127, som leder en videre del av tilkoblingskabelen (fig. 12a og 12b).

Ifølge Fig. 12a er det tolv løftedeler i bruk mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. Dette store antall løfte-deler i løftekabelen 16 blir hovedsakelig benyttet kun under plassering av stigerør og BOP (se fig. 15-18). I dette tilfellet er stigerørstilkoblingsvinsjen ikke nød-vendig. Det kan derfor ses i fig. 12a at tilkoblingskabelen 105 ikke benyttes i dette tilfellet.

Ifølge Fig. 12b er det åtte løftedeler i bruk mellom masten 2 og løpekatten 10. I dette tilfellet er den løse taljen 125 over hvor tilkoblingskabelen 105 blir ledet i kontakt med mastetoppen 3. Mellom mastetoppen 3 og innfesting av tilkoblingskabelen 105 til fast grunn (stige-røret 78) er det fire deler i bruk.

Ifølge Fig. 12c er det kun fire løftedeler tilstedeværende mellom mastetoppen 3 og løpekatten 10. I dette tilfellet er den løse taljen 125 koblet til de gjenværende talj ene 127.

Fig. 13a-13e viser trinnvis overgang fra en situasjon hvori ingen kompensasjon skjer (ingen tilkoblingskabel aktiv) til en situasjon hvori full kompensasjon skjer med hjelp av tilkoblingskabelen.

Å sette stigerørstilkoblingsvinsjen i posisjon ut-føres som følger: Kompensatoren 21 posisjoneres i den laveste posisjonen det øyeblikket fartøyet er ved den laveste posisjonen ved hjelp av en bølge eller bevegelse nedover (Fig. 13a). En bestemt trekkraft blir deretter utøvd på tilkoblingskabelen 105. I det minste én av vinsjene 106, 107 drives på en slik måte at tilkoblingskabelen kan følge bevegelsen til fartøyet relativ til sjøbunnen (Fig. 13b). Vinsjene 106 og 107 kontrolleres på en slik måte at de opptar slakken til tilkoblingskabelen. Når kabelen er stram føres den passive kompensatoren sakte til den midtre posisjonen. Stigerørstilkoblingsvinsjene stoppes og det frembringes aktiv kompensasjon av systemet ved hjelp av tilkoblingen til stigerøret.

Tilkoblingskabelen kan også benyttes under boring. Idet øyeblikk et borehode på en borestreng kommer i kontakt med jordens overflate, vil strekket på løfte-kabelen 16 avta noe. Denne avtagningen i last på løftekabelen overtas av tilkoblingskabelen. Avhengig av rigiditet til borestrengen og hardheten i grunnen, vil denne lasten variere mellom en verdi lik til 0 og verdien til den fulle vekten av borestrengen. På bakgrunn av den mulige høye lasten på tilkoblingskabelen 105 må forsiktighet utøves for å motvirke overlast på nevnte kabel 105 (13e) .

Fig. 14a-14d viser trinnvis overgang fra en situasjon med full kompensasjon (bruk av tilkoblingskabelen) til en situasjon uten kompensasjon.

Når funksjonen til tilkoblingskabelen er blitt av-sluttet, blir for det første en maksimal strekk påført tilkoblingskabelen 105 ved hjelp av den faste vinsjen (14a).

Kabelen på vinsjen gis ut, og kompensatoren glir inn/ut.

Hvis ønskelig kan kompensatoren låses hvis den glir inn fullt. I tillegg gis kabelen på vinsjen videre ut, slik at tilkoblingskabelen til slutt henger løs.

Et kjent problem med borefartøy ifølge kjent teknikk er plassering av tunge objekter på bunnen av f.eks. sjøen. Med henvisning til Fig. 12a, påpekes det fremfor alt at tilkoblingskabelen 105 ikke benyttes under plassering av objekter, så som stigerør og BOP, på sjøbunnen. På grunn av frembringelse av passive komponenter ved vikling av løftekabelen 16, kan imidlertid plassering av slike objekter på sjøbunnen ifølge oppfinnelsen tilføres på en fordelaktig måte. Dette er beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 15 og 16.

Ifølge fig. 15 og 16 beveges en last, så som f.eks. en utblåsningsventil (BOP) 71 i retning mot sjøbunnen under et borefartøy 70 (vist skjematisk). BOP blir f.eks. plassert på et fundament (ikke vist) frembrakt på sjøbunnen. Siden borefartøyet 70 aldri vil være fullstendig stasjonær relativt til sjøbunnen 73 på grunn av bølger og hiv, under plassering av BOP 71 på fundamentet, er det en fare for at, på grunn av hiv på fartøyet 70, BOP vil bli plassert på fundamentet 71 ved en ukontrollert hastighet. Som et resultat kan BOP 71 bli skadet. Ifølge Fig. 16 har lasten nådd sjøbunnen. Systemet ifølge fig. 15 og 16 virker som følger: Installasjonen på fartøyet 70 består av én eller to hydrauliske sylindre eller kompensatorer 21. Kompensa torene 21 er koblet til trykkbeholdere 130 fylt med gass, slik at et bestemt forhåndstrykk er bygget opp i trykkbeholderne. Kompensatorene 21 er koblet til trykkbeholderne 21 ved hjelp av en mediumseparator 131, også kjent som en hydraulisk akkumulator. Forhåndstrykket eller P(last) til én av trykkbeholderne korresponderer til det hydrauliske trykket i kompensatoren som er nødvendig for å holde lasten 71 i balanse under vannet. En annen trykkbeholder 130 er frembragt med et lavt forhåndstrykk P(lav) som korresponderer til strekket på løftekabel 16 i det øyeblikk når lasten 71 kommer i kontakt med sjøbunnen (se Fig. 16). Ulike ventiler 132 er innarbeidet i systemet, i forbindelsen mellom den hydrauliske kompensatoren 21, den hydrauliske akkumulatoren 131 og trykkbeholderne 130.

Når lasten er under vann, vil belastning i de hydrauliske kompensatorene 21 korrespondere til belastning på heiseanordningen. De hydrauliske kompensatorene er koblet til kun én av trykkbeholderne 130, ved hjelp av den hydrauliske akkumulatoren 131. Under nedsenking av lasten er ventilene A og C (se fig. 15 og 16) åpne, mens ventilene B er lukket. Systemet reagerer som en hivkompensator med en fast karakteristikk. Operatøren av systemet kan bestemme posisjonen til lasten ved hjelp av heiseanordningen. Når lasten 71 når sjøbunnen lukkes ventilene A og ventilene B åpnes samtidig. I det øyeblikk reagerer systemet som et system med konstant strekk, hvori belastning på heiseanordningen holdes konstant ved en forhåndsbestemt (lav) verdi. Siden et relativt stort gassvolum er tilstedeværende i de hydrauliske akkumulatorene har systemet nå karakteristikken til en slapp fjær. I denne konfigurasjonen kompenseres systemet for bevegelser til fartøyet 70 relativt til sjøbunnen.

Claims (12)

1. Heiseanordning (1) for et fartøy, omfattende: en mast (2) utstyrt på toppsiden med kabelblokker, en løpekatt (10) som er bevegelig anordnet til masten (2) og som er utstyrt med kabelblokker (15, 17) og med midler (12) for å gripe en last, løftemidler, idet minste utstyrt med en løftekabel (16) og en vinsj (18, 19), hvor løftekabelen (16) er innrettet til å bli ledet over kabelblokkene til både masten og løpekatten, og at det er mulig å bevege løpekatten (10) relativt til masten (2) ved hjelp av løftemidlene,karakterisert vedat løftemidlene er utstyrt med to vinsjer (18, 19), hvor hver ende til løftekabelen (16) er viklet inn på en separat vinsj (18, 19) .

2. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 1,karakterisert vedat hver vinsj (18, 19) drives av flere relativt små motorer, så som elektriske motorer, foretrukket slik at hver side av en vinsj er utstyrt med en elektrisk motor, der for eksempel hver motor har et drev tilkoblet et tannhjul til vinsjen.

3. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 1 eller 2,karakterisert vedat løftemidlene videre omfatter løse taljer (17) og at løftekabelen også ledes over de løse taljene, som er bevegelige mellom en første posisjon, hvori de løse taljene er koblet til masten (2), og en andre posisjon, hvori de løse taljene er koblet til løpekatten (10), slik at antall kabeldeler mellom masten og løpekatten kan settes som ønskelig.

4. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 3,karakterisert vedat de løse taljene (17) er anordnet symmetrisk relativt til senter av masten (2) .

5. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 3 eller 4,karakterisert vedat løpekatten har minst en fast talje (15), for eksempel to faste taljer, og løse taljer (17) på begge sider av den faste taljen, for eksempel to løse taljer på hver side.

6. Heiseanordning (1) i samsvar med et eller flere av kravene 2-5,karakterisert vedat de løse taljene (17) blir rommet i et hus (53), som i det minste på den nedre siden er utstyrt med låseelementer for å feste taljene (17) på løpekatten (10).

7. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 6,karakterisert vedat låseelementene (104) er utstyrt med en hydraulisk aktuatoranordning.

8. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 6 eller 7,karakterisert vedat huset er utstyrt med en krok aktivert av en sylinder, og hvori løpekatten er utstyrt med en bakre tapp som kroken kan tilkobles.

9. Heiseanordning (1) i samsvar med et eller flere av kravene 6-8,karakterisert vedat huset består av to plater utstyrt med øyne (54) på toppsiden og bunnsiden, hvori låsepinner (52) kan innføres.

10. Heiseanordning (1) i samsvar med krav 7,karakterisert vedat den hydrauliske aktuatoranordningen muliggjør for fjernkontroll av låseelementene.

11. Heiseanordning (1) i samsvar med et eller flere av de foregående krav,karakterisert vedat en kompensator (21) er frembrakt, i form av en pneumatisk eller hydraulisk sylinder, for dempebevegelse av fartøyet (70) forårsaket av dønninger og bølgebevegelse, hvori løftekabelen (16) blir ledet over kabeltaljer (20) som er koblet til enden av kompensatoren (21), på en slik måte at det ved hjelp av kompensatoren er mulig å utøve kraft på løftekabelen (16).

12. Fartøy utstyrt med en heiseanordning i samsvar med et eller flere av de foregående krav.