NO330879B1

NO330879B1 - Device by fairlead

Info

Publication number: NO330879B1
Application number: NO20090354A
Authority: NO
Inventors: Morten Hopland; Morten Liabo
Original assignee: I P Huse As
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2011-08-08
Also published as: WO2010085156A1; NO20090354L

Abstract

Det omtales en anordning ved fairlead med stopper (15) og ledeorgan 36 for å lede og låse en ankerline (50) mellom en offshorestruktur (12) og et anker, der fairlead med linestopperen innbefatter et pivothus (22) som er svingbart montert på en vertikal aksling (20) forbundet med offshorestrukturen, og pivothuset omfatter et dreibart stopperhus (32) med ankerlinestopperen (15), hvilken anordning er kjennetegnet ved at ledeorganet (36) er montert direkte til en opplagring tilstøtende til offshorestrukturen.A device at fairlead with stop (15) and guide means 36 is referred to for guiding and locking an anchor line (50) between an offshore structure (12) and an anchor, the fairlead with the line stopper including a pivot housing (22) pivotally mounted on a vertical shaft (20) connected to the offshore structure, and the pivot housing comprises a pivotable stopper housing (32) with the anchor line stopper (15), characterized in that the guide means (36) is mounted directly to a bearing adjacent to the offshore structure.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved fairlead med stopper og ledeorgan for å lede og låse en ankerline mellom en offshorestruktur og et anker, der fairlead med linestopperen innbefatter et pivothus som er svingbart montert på en vertikal aksling forbundet med offshorestrukturen, og pivothuset omfatter et dreibart stopperhus med ankerlinestopperen, slik det framgår av innledningen i det etterfølgende krav 1. Rulleklyss er også en vanlig betegnelse på et fairlead. The present invention relates to a device for a fairlead with a stopper and a guide member for guiding and locking an anchor line between an offshore structure and an anchor, where the fairlead with the line stopper includes a pivot housing which is pivotably mounted on a vertical shaft connected to the offshore structure, and the pivot housing comprises a rotatable stopper housing with the anchor line stopper, as can be seen from the introduction in the subsequent claim 1. Roller cleat is also a common term for a fairlead.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med oppankring av store installasjoner til havs, så som plattformer for aktiviteter innen olje og gassproduksjon. Når slike store installasjoner skal forankres, må forankringskonstruksjonene ha store dimensjoner, og være meget robuste. More specifically, the invention relates to the anchoring of large installations at sea, such as platforms for activities in oil and gas production. When such large installations are to be anchored, the anchoring structures must have large dimensions and be very robust.

Vanligvis er vinsjsystemet for slike ankerkjettinger montert lenger oppe på plattformen, mens selve kjettingfestet er plassert i en passende posisjon nede på konstruksjonen, for eksempel et stykke ned på plattformbeinet, over vannlinjen. Ankerkjettingen løper fra vinsjen gjennom ledeorganer på dekkets kant, loddrett ned til en dreibar festekonstruksjon med en kjettingstopper nede på plattformbenet, og så videre på skrå ned til et ankerfeste på havbunnen. Usually, the winch system for such anchor chains is mounted further up on the platform, while the chain attachment itself is placed in a suitable position down on the structure, for example some way down the platform leg, above the waterline. The anchor chain runs from the winch through guide means on the edge of the deck, vertically down to a rotatable attachment structure with a chain stopper down on the platform leg, and then diagonally down to an anchor attachment on the seabed.

Det er festekonstruksjonen med sin kjettingstopper som opptar all strekkbelastningen når kjettingen er ferdig montert og plattformen er i korrekt posisjon. Kjettingføringstrinser oppe på dekket og selve vinsjen er på en måte frakoplet og opptar altså ingen belastning. Kjettingen er opphengt i en kjettinglås ytterst på konstruksjonen som igjen er forankret i plattformbenet. It is the attachment structure with its chain stopper that takes up all the tensile load when the chain is fully assembled and the platform is in the correct position. The chain guide pulleys up on the deck and the winch itself are in a way disconnected and therefore take up no load. The chain is suspended in a chain lock at the end of the construction, which is in turn anchored in the platform leg.

Det er kjent mange forankringer som baserer seg på dette prinsippet., så som norsk patent 176.395 (Lange), Norsk patentsøknad 1999 4429 (Bardex) og finsk patent nr. 87000. Many anchors are known which are based on this principle, such as Norwegian patent 176,395 (Lange), Norwegian patent application 1999 4429 (Bardex) and Finnish patent no. 87000.

Norsk patent nr. 176.395 viser en løsning hvor føringstrinsen for en ankerkabel er montert på et langstrakt rør hvis ene ende er montert dreibart i en svivel til plattformbeinet, mens den andre ende omfatter kabel- eller kjettinglåsen. Kabelen løper gjennom trinsen og videre frem til kjettinglåsen. Hensikten med universaldreieleddet via svivelen er at kabelens vinkel gjennom fairleadet følger kabelens vinkel videre ned mot forankringen på havbunnen. Norwegian patent no. 176,395 shows a solution where the guide sheave for an anchor cable is mounted on an elongated tube, one end of which is rotatably mounted in a swivel to the platform leg, while the other end includes the cable or chain lock. The cable runs through the pulley and on to the chain lock. The purpose of the universal swivel joint via the swivel is that the angle of the cable through the fairlead follows the angle of the cable further down towards the anchoring on the seabed.

Det finske patentet 87000 omtaler en løsning hvor elementet som tilsvarer røret i NO 173395, kun dreies horisontalt om en vertikal akse. Kabelen løper vertikalt gjennom den vertikale dreieaksen. Ifølge dette forslaget er det ingen bøyning i vertikalretning, slik at kabelen får en knekk ved utløpet fra kabellåsen avhengig av vinkelen videre ut fra låsen. The Finnish patent 87000 mentions a solution where the element corresponding to the pipe in NO 173395 is only rotated horizontally about a vertical axis. The cable runs vertically through the vertical axis of rotation. According to this proposal, there is no bending in the vertical direction, so that the cable gets a kink at the exit from the cable lock depending on the angle further out from the lock.

Norsk patentsøknad 1999 4429 omfatter en løsning hvor forbindelsen mellom plattformbenet og kjettinglåsen omfatter et ekstra ledd, dvs. at konstruksjonen om fatter at mekanismen er dreibar om en vertikal akse, mens det ekstra leddet gir en mulighet for dreining om en horisontalakse. Norwegian patent application 1999 4429 includes a solution where the connection between the platform leg and the chain lock comprises an extra link, i.e. that the construction includes the mechanism being rotatable about a vertical axis, while the extra link provides an option for turning about a horizontal axis.

Med foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å frembringe en ny løsning for et slikt fairlead. With the present invention, the aim is to produce a new solution for such a fairlead.

Det er formål å frembringe en fairlead-stopper hvor kjettingstopper og ledeskive er separert. Ledeskive kan om ønskelig lages demonterbar for eventuelt å kunne brukes på flere ankerliner. Med separert ledeskive vil konstruksjonen være fleksibel i montering, vedlikehold og bruk. The aim is to produce a fairlead stopper where the chain stopper and guide disc are separated. If desired, the guide disc can be made demountable so that it can possibly be used on several anchor lines. With a separated guide disc, the construction will be flexible in assembly, maintenance and use.

Bakgrunnen er at prosjekt hvor dette produktet er aktuelt, har en stor variasjon i hvilke vinkler ankerlinene har under installasjon og drift. Det er også stor variasjon i hvilke krefter konstruksjonen skal oppta under installasjon og drift. Hensikten med oppfinnelsen er derfor å finne de mest fleksible løsninger for å løse de ovenfor nevnte oppgaver samtidig som produktet skal være lett konfigurerbart og produksjonsvennlig. The background is that projects where this product is applicable have a large variation in the angles the anchor lines have during installation and operation. There is also great variation in which forces the structure must absorb during installation and operation. The purpose of the invention is therefore to find the most flexible solutions to solve the above-mentioned tasks, while the product must be easily configurable and production-friendly.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at ledeorganet er forbundet med en opplagring i offshorestrukturen via en stiv forbindelse i form av et stag hvis ene ende er opplagret i akslingen som ledeorganet dreier om, mens den andre ende er opplagret i offshorestrukturen. The device according to the invention is characterized in that the guide member is connected to a storage in the offshore structure via a rigid connection in the form of a strut, one end of which is supported in the shaft around which the guide member rotates, while the other end is supported in the offshore structure.

Ifølge en foretrukket utførelse er staget opplagret i tilknytning til en øvre seksjon av en fairlead-festebrakett. According to a preferred embodiment, the strut is stored in connection with an upper section of a fairlead mounting bracket.

Ifølge enda en foretrukket utførelse danner staget en U-form med ett ben opplagret til akslingen på hver sin side av trinsen. According to yet another preferred embodiment, the rod forms a U-shape with one leg supported on the shaft on either side of the pulley.

Fortrinnsvis definerer staget selv eller er forankret i et over den øvre brakett montert svingbart ledeskivehus. Preferably, the strut itself defines or is anchored in a pivotable guide plate housing mounted above the upper bracket.

Ifølge enda en foretrukket løsning er akslingen, på hver side av trinsen, innrettet til løst å hvile i respektive seter utformet i oppadragende søyler tilknyttet pivothuset, for å oppta eventuelle større vertikalkrefter. According to yet another preferred solution, the shaft, on each side of the pulley, is arranged to rest loosely in respective seats designed in upwardly extending columns connected to the pivot housing, in order to accommodate any larger vertical forces.

Disse foretrukne utførelsene er angitt i de etterfølgende uselvstendige kravene 2-5. These preferred embodiments are indicated in the subsequent independent claims 2-5.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de etterfølgende figurer, hvori: The invention shall be explained in more detail with reference to the following figures, in which:

Figur 1 viser et fairlead montert til ett av benene til en offshore plattform. Figure 1 shows a fairlead mounted to one of the legs of an offshore platform.

Figur 2 viser et tverrsnitt av fairleadkonstruksjonen ifølge figur 1. Figure 2 shows a cross-section of the fairlead construction according to Figure 1.

Figur 3 viser et ekspandert riss av delene som fairleadet er satt sammen av. Figure 3 shows an expanded view of the parts from which the fairlead is assembled.

Figur 4 illustrerer den foretrukne montasjen av ledehjulet (trinsen) for ankerlinen. Figure 4 illustrates the preferred assembly of the guide wheel (pulley) for the anchor line.

Det vises innledningsvis til figur 1. Ett av benene til en offshore plattform er vist ved 12. Et fairlead 10 med en ankerline (kjetting) stopper 14 er tilkoplet til benet 12. Ankerkjettingen er vist ved 50 på figur 2 og 4. Reference is initially made to figure 1. One of the legs of an offshore platform is shown at 12. A fairlead 10 with an anchor line (chain) stop 14 is connected to the leg 12. The anchor chain is shown at 50 in figures 2 and 4.

Fairleadet 10 omfatter en brakettkonstruksjon som er festet ved sveising o.l. til skrogdelen/plattformbenet 12. Braketten består av nedre og øvre brakettdeler 16 hhv 18. Mellom disse er det innsatt en vertikal fastmontert dreietapp 20. Et pivothus 22 omfatter en hylsedel som er montert dreibart om dreietappen 20 (se figur 2). Pivothuset 22 defineres av to innbyrdes parallelle og horisontalt utadragende plateformete armdeler (kun den ene 22a framgår av figuren). De to armdelene 22 omfatter hver sin tverrgående horisontalt løpende bolt 28 for dreibar opplagring av en ytterligere husdel 32 hvis ytterende omfatter den ovennevnte ankerline- eller kjettingstopper 15 (en line - eller kjettinglås). The fairlead 10 comprises a bracket structure which is attached by welding or the like. to the hull part/platform leg 12. The bracket consists of lower and upper bracket parts 16 and 18 respectively. Between these is inserted a vertical fixed pivot pin 20. A pivot housing 22 comprises a sleeve part which is rotatably mounted around the pivot pin 20 (see figure 2). The pivot housing 22 is defined by two mutually parallel and horizontally projecting plate-like arm parts (only one 22a is shown in the figure). The two arm parts 22 each comprise a transverse horizontally running bolt 28 for rotatable storage of a further housing part 32 whose outer end comprises the above-mentioned anchor line or chain stopper 15 (a line or chain lock).

Ankerlinestopperen på enden av stopperhusdelen 32 omfatter en kjettinglås av kjent konstruksjon med en hydraulisk drevet kjeftkonstruksjon som kan gripe om mellom to av kjettingleddene og fiksere kjettingen eller fastlåse ankerlinen. Når kjettingen låses slik opptas alle krefter av fairlead-delene stopperhus 32, pivothus 22 og braketter 16,18, mens kjettingløpet videre opp til plattformdekket og trinsen 36 og øvrige utstyrsdeler så som vinsjen på plattformdekket, helt avlastes for strekkrefter fra ankeret. The anchor line stopper at the end of the stopper housing part 32 comprises a chain lock of known construction with a hydraulically driven jaw construction which can grip between two of the chain links and fix the chain or lock the anchor line. When the chain is locked in this way, all forces are taken up by the fairlead parts stop housing 32, pivot housing 22 and brackets 16,18, while the chain run further up to the platform deck and pulley 36 and other equipment parts such as the winch on the platform deck are completely relieved of tensile forces from the anchor.

Mens pivothuset 22 er horisontalt dreibart om en vertikal akse (ved dreietappen 20, se figur 2) er den ytterligere husdel 32 dreibar om en horisontal akse gitt ved 28. Horisontalkreftene som konstruksjonen utsettes for, fordeles mellom øvre og nedre brakett mens vertikalkreftene tas opp i nedre brakett. While the pivot housing 22 is horizontally rotatable about a vertical axis (at the pivot pin 20, see figure 2) the further housing part 32 is rotatable about a horizontal axis given at 28. The horizontal forces to which the structure is exposed are distributed between the upper and lower bracket while the vertical forces are taken up in lower bracket.

Slike fairleadkonstruksjoner omfatter alltid et ledeorgan ofte i form av en kjetting-førende trinse 36 som sørger for overgangen av det vertikale forløpet for kjettingen 50 og videre ut gjennom kjettinglåsen i en skråvinkel, f.eks. ca 45 grader slik det vises på figur 2. Disse trinsene er i de tidligere kjente løsningene enten tilknyttet den indre delen av stopperhusdelen, eller montert til pivothuset 22. Som figuren viser omfatter ledeorganet to innbyrdes parallelle trinseelementer 36a hhv 36b til å lede kjettingen 50. Such fairlead constructions always include a guide element, often in the form of a chain-leading pulley 36, which ensures the transition of the vertical course of the chain 50 and further out through the chain lock at an oblique angle, e.g. approx. 45 degrees as shown in figure 2. In the previously known solutions, these pulleys are either connected to the inner part of the stopper housing part, or mounted to the pivot housing 22. As the figure shows, the guide means comprises two mutually parallel pulley elements 36a and 36b respectively to guide the chain 50.

Løsningen ifølge oppfinnelsen går ut på en ny konstruksjon for å opplagre lede- eller trinsehjulet. The solution according to the invention involves a new construction for storing the guide or pulley wheel.

Trinsen 36 er roterbart montert på en horisontalt anordnet aksling 60 gjennom staget 40. Med henvisning til den ekspanderte figur 3, er hver ende av akslingen 60 montert (boltet fast v/bolten 35) til respektive oppadragende søyler 34, en på hver del av pivothuset. The pulley 36 is rotatably mounted on a horizontally arranged shaft 60 through the rod 40. Referring to the expanded figure 3, each end of the shaft 60 is mounted (bolted firmly with the bolt 35) to respective upstanding columns 34, one on each part of the pivot housing .

Staget 40 er fortrinnsvis innmontert øverst på vertikalakslingen 20, over den øvre braketten, og danner et hus 46 som kan svinge horisontalt om bolten/akslingen 20 på samme måte som pivothuset 22. The rod 40 is preferably installed at the top of the vertical shaft 20, above the upper bracket, and forms a housing 46 which can pivot horizontally about the bolt/shaft 20 in the same way as the pivot housing 22.

Mere detaljert er staget 40 fortrinnsvis utformet med to langstrakte ben 40a,40b, som en bøyleform. Bøylen 40a,40b er sammenført i husdelen og danner en brakettdel 44 som er dreibart festet i eller danner huset 46 på oversiden av den øvre brakett 18. In more detail, the strut 40 is preferably designed with two elongated legs 40a, 40b, as a hoop shape. The brace 40a, 40b are joined in the housing part and form a bracket part 44 which is rotatably fixed in or forms the housing 46 on the upper side of the upper bracket 18.

Ifølge en løsning omfatter brakettdelen 44 en åpning/hull 45 tilpasset til den øvre delen av den fastmonterte dreietappen 20 mellom brakettdelene 16,18. Ved montering tres brakettdelen 44 med hullet 45 ned over toppdelen av tappen 20 og fikseres slik at den kan svinges horisontalt på tappen 20 sammen med resten av pivothuset 22. According to one solution, the bracket part 44 comprises an opening/hole 45 adapted to the upper part of the fixed pivot pin 20 between the bracket parts 16,18. During assembly, the bracket part 44 with the hole 45 is threaded down over the top part of the pin 20 and fixed so that it can be pivoted horizontally on the pin 20 together with the rest of the pivot housing 22.

For å oppta forekommende større vertikalrettede krefter på trinsen 36 hviler akslingen 60 i et avrundet sete på en oppadragende søyle 34 montert til toppen av pivothusets 22 ytre del. Nærmere bestemt er det en slik bæresøyle 34 på hver side av trinsen 36. Men trinsen 36 er i seg selv fastmontert til staget 40 og har ingen fast forbindelse direkte til pivothuset 22. In order to absorb any larger vertically directed forces on the pulley 36, the shaft 60 rests in a rounded seat on an upwardly projecting column 34 mounted to the top of the pivot housing 22's outer part. More specifically, there is such a support column 34 on each side of the pulley 36. But the pulley 36 is itself fixedly mounted to the rod 40 and has no fixed connection directly to the pivot housing 22.

Nærmere bestemt, under monteringen av en ankerkjetting er de horisontale kreftene på trinsen normalt sett større enn de vertikale. Med den foreliggende oppfinneriske opplagringskonstruksjon for trinsen opptas de horisontale kreftene hovedsakelig av bøylen 40a,40b og derved den øvre brakett 18. De vertikale kreftene over en gitt verdi vil opptas av pivothuset 22 via akslingen 60 og de to søylene 34 som akslingen er montert til. More specifically, during the installation of an anchor chain, the horizontal forces on the pulley are normally greater than the vertical ones. With the present inventive storage structure for the pulley, the horizontal forces are absorbed mainly by the hoop 40a, 40b and thereby the upper bracket 18. The vertical forces above a given value will be absorbed by the pivot housing 22 via the shaft 60 and the two columns 34 to which the shaft is mounted.

Staget 40 kan være konstruert som en fagverkskonstruksjon. Fortrinnsvis er det dannet av en plate med en hovedflateform som er montert kraftopptakende slik at den har stor motstand mot horisontalt strekk og vertikal bøyning, relativt til sitt feste i braketten 18. The stage 40 can be constructed as a truss structure. Preferably, it is formed by a plate with a main surface shape which is mounted to absorb force so that it has great resistance to horizontal stretching and vertical bending, relative to its attachment in the bracket 18.

Med denne løsningen blir horisontalkreftene overført direkte til den øvre brakett eller festet i plattformbenet 12, mens vertikal kreftene overføres via pivothuset og opp i den øvre braketten. With this solution, the horizontal forces are transferred directly to the upper bracket or fixed in the platform leg 12, while the vertical forces are transferred via the pivot housing and up into the upper bracket.

Videre oppnår man at festet for akslingen 60 til trinsen opptar kreftene fra kjettingen 50 og overfører disse direkte inn til braketten 18, når kjettingen installeres på havbunnen. Furthermore, it is achieved that the attachment for the shaft 60 to the pulley absorbs the forces from the chain 50 and transfers these directly into the bracket 18, when the chain is installed on the seabed.

Kjettingstopperhuset 32 kan dreie vertikalt om den horisontale opplagringen 28 i pivothuset 22 for å sikre at kjettingstopperen kan bevege seg sammen med kjettingen under installasjon. Dette sikrer en tilfredsstillende passering av kjetting gjennom stopperen 15 og inn på skiva/trinsa 36 fra alle installasjonsvinkler i forhold til horisontalplanet. The chain stopper housing 32 can rotate vertically about the horizontal support 28 in the pivot housing 22 to ensure that the chain stopper can move with the chain during installation. This ensures a satisfactory passage of the chain through the stopper 15 and onto the disc/pulley 36 from all installation angles in relation to the horizontal plane.

Figur 3 viser hele fairleadet i et ekspandert riss med alle komponentene. Figure 3 shows the entire fairlead in an expanded view with all the components.

På figur 4 er det vist forstørret og fokusert på selve oppfinnelsen, hvordan trinsen 36 er opplagret i staget via akslingen 60, og viser også de sentrale komponentdelene i tilknytning til opplagringen. Figuren viser også søylen 34 som rager opp fra den ytre del av pivothuset 22, og som akslingen kan hvile ned på når det oppstår større vertikalkrefter under installering av ankerkjettingen. Figure 4 shows, enlarged and focused on the invention itself, how the pulley 36 is stored in the rod via the shaft 60, and also shows the central component parts in connection with the storage. The figure also shows the column 34 which protrudes from the outer part of the pivot housing 22, and on which the axle can rest when greater vertical forces occur during installation of the anchor chain.

Festeboltene for kjettingstopperhuset kan inneholde lastceller. Trinse- eller ledeskivehuset kan enkelt utformes slik at det kan demonteres når kjettingen er installert. The fastening bolts for the chain stopper housing may contain load cells. The pulley or pulley housing can easily be designed so that it can be dismantled once the chain is installed.

Claims

1. Device for fairlead with stopper (15) and guide member 36 for guiding and locking an anchor line (50) between an offshore structure (12) and an anchor, where the fairlead with the line stopper includes a pivot housing (22) which is pivotally mounted on a vertical shaft (20) connected to the offshore structure, and the pivot housing comprises a rotatable stopper housing (32) with the anchor line stopper (15), characterized in that the guide member is connected to a bearing in the offshore structure (12) via a rigid connection in the form of a strut (40a, 40b), one end of which is supported in the shaft (60) around which the guide member (36) rotates, while the other end is supported in the offshore structure (12).

2. Device in accordance with claim 1, characterized in that the strut is stored in connection with an upper section (18) of a fairlead mounting bracket (16,18).

3. Device in accordance with claims 1-2, characterized in that the rod (40) forms a U-shape with one leg supported on the shaft (60) on each side of the pulley (36)

4. Device in accordance with one of claims 1-3, characterized in that the strut (40) itself defines or is anchored in a swiveling guide pulley housing (44) mounted above the upper bracket (18).

5. Device in accordance with one of claims 1-4, characterized in that the axle, on each side of the pulley, is arranged to rest loosely in respective seats designed in upwardly extending columns connected to the pivot housing, in order to absorb any larger vertical forces.