NO822806L - Ledd for forbindelse av et bevegelig forsyningstaarn i et offshoreanlegg med et fundament - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et fotledd for forbindelse mellom et bevegelig tårn i et offshore-anlegg og et i/på havbunnen forankret, som fundament utformet bygningselement ved bruk av et kuleledd som er anordnet mellom tårnets fot og fundamentet, er svingbar til alle sider og tettet mot vanninntrengning, ved hvis hjelp den til/ved tårnets fot festede ledd-del holdes sammen med den andre ledd-del som er fast forankret til fundamentet ved hjelp av et om kuleleddets midtpunkt til alle sider bevegelig strekkledd, samt en dykkeklokke som delvis omfatter fotleddet.

Et fotledd av foran nevnte type er kjent fra

DE 2 549 859. Her er den til tårnets fot festede ledd-del utformet som ytre kulesone som ved tårnets bevegelse glir på den med fundamentet ubevegelig forbundne kulelignende ledd-del.

Utformingen av kuleleddets glideflater er beskrevet i

DE 2 755 592. I glideområdet mellom de to kulehalvdeler er festet utvekslbare, sfærisk utformede glidesko som gir en sfærisk klaring mellom kulehalvdelene og glir på den andre ledd-dels kuleformede motflate, idet glideflatene består av et materiale med lav friksjonskoeffisient. Glideområdet mellom de to halvkuler er sikret med ringformede tetninger som oppad og nedad lukker spalten mellom kulehalvdelene.

De i den relativt smale spalt mellom kulehalvdelene anordnede glidesko er kun tilgjengelige etter fjerning av den øvre tetning. En overvåkning av funksjonsevnen og tilstanden ved observasjon er derfor ikke mulig. Utvekslingen av de sfærisk utformede glidesko og den øvre tetning er vanskelig ved de trange plassforhold og geometrien i kuleleddet. Fremstillingen av kuleleddet, især bearbeidningen av kulehalvdelene og glideskoene, krever en betydelig arbeidsinnsats.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse den oppgave å for-bedre fotleddet slik at de bygningselementer som utsettes for slitasje, især lagerplatene og bokstetningen, er fritt tilgjengelige for å muliggjøre en løpende overvåkning og eventuelt lett å kunne gjennomføre en eventuell nødvendig utskifting av deler, samt at fremstillingen av leddet forenkles. Videre skal forankringen av leddet, tårnet inkludert, til fundamentet på havbunnen, forenkles og det rom skal forstørres som skal være tilgjengelig for mennesker.

Løsningen av denne oppgave består i at kuleleddets ledd-del som er festet til/ved tårnets fot er opplagret i en leddkapsel som er utført som sylindrisk kapselmantel med en med fundamentet fast forbundet fotplate og hvor det i leddkapselen er anordnet flere støttelagre på hvilke den via kulehalsen med tårnet forbundne, som leddkule utformede ledd-del glir og hvor det på kapselmantelen er anordnet en dekselring med som kulesone utformet krage som lukker kuleleddet bortsett fra en resterende spalte som er tettet med en tetningsboks fra leddkapselens indre.

For forbindelse av de to ledd-deler strekkes den med tårnet forbundne leddkule ved hjelp av et strekkledd. mot støtte-lagerets opplagsflater. Strekkleddet er på den ene side opplagret fast innspent i tårnets bunn og på motsatt side forankret til fundamentet via et kardangledd. Kardangleddet er slik anordnet at dets dreieakser skjærer hverandre i kuleleddets midtpunkt.

Støttelagrene er anordnet utvekslbare i ens avstander langs en sirkels omkrets hvis diameter er mindre enn leddkulens ekvator, på konsoller på den sylindriske kapselmantel, hhv. fotplaten. Hvert støttelager består av lagerfoten, en lagerskål som er tilpasset leddkulens overflate og en mellom lager-fot og lagerskål anordnet hydraulikksylinder som er opplagret ved hjelp av hvelvede endestykker i lagerfotens kulepanne og lagerskålen. Alle støttelagres hydraulikksylindre er forbundet med hverandre. Herved oppnås at anleggskreftene for alle lagre og dermed også de reaksjonskrefter som virker mot leddkapselen, hhv. mot fundamentet, ved svingninger av tårnet, alltid holdes like store. Opplagringen av hydraulikksylinderen i kulepannen sikrer et alltid korrekt anlegg av berør-ingsflatene og en sikker overføring av kreftene til lagerkon-sollene. Lagerskålene er dimensjonert for en hydrostatisk opplagring av leddkulen og har PTFE-plater med spor, hhv. kamre for opptak av et smøremiddel.

Lagerskålenes smøremiddeltilførsel foregår enkeltvis og uavhengig av hverandre fra en sentral trykksmøringsanord-ning. Derved sikres at støttelagrene kan utskiftes uten på-virkning av kuleleddets driftssikkerhet.

Den frie tilgjengelighet til støttelagrene tillater

en konstant overvåkning og vedlikehold av disse. Leddkulens polerte overflate som ligger på lagrene og som kan være belagt med et korrosjonsfast materiale er, avhengig av tårnets skrå-stilling, i stor grad tilgjengelig og kan likeledes holdes under kontroll og lett befries for vedheftende belegg. Derved foreligger en betydelig fordel overfor opplagringen ved kjente fotledd.

Den på kapselmantelen anordnede deksélring. beskytter med sin som kulesone utformede krage i forbindelse med en dykkerklokke, overflaten av den med tårnet forbundne leddkule og lukker den spalt som foreligger mellom den faststående og den bevegelige ledd-del i kuleleddets horisontale midtpunktsakse.

For tetting av denne spalt foreligger en fra leddets indre rom tilgjengelig tetningsboks. Tetningsboksehs flens er utført i flere deler for å tillate en ettertetting. Tetningen kan bestå av.mansjettpakninger eller paknihgsringer med en trykkoljering. Etterjusteringen av flensen kan foregå manuelt, via elektrisk drevne innstillingsanordninger eller ved hjelp av hydraulisk, hhv. pneumatisk betjente innstillingsledd, idet de siste påvirker pakningen ensartet via låsbare vippearmer og en trykkring.

Fotleddet er for beskyttelse mot påvirkninger på havbunnen og for å sikre, dens bevegelighet i dens øvre område, omgitt av en dykkerklokke som er utformet som flerdelt kulesone og festet til kulehalsen og videre,i forbindelse med deksel-ringens krage i leddkapselen, er en vannsperre dannet ved at det i rommet mellom dykkerklokken og kragen opprettholdes en luftpute med et lufttrykk tilsvarende, vanndybden. Luftputens område kontrolleres mot inntrenging av vann ved hjelp av i kragens vegg i dekselringen anordnede sonder som ved behov ut-løser en regulering av lufttrykket. Ved normal driftstilstand trenger ikke vann inn til avtettingen av spalten mellom den bevegelige leddkule og dekselringen. Den luft som unnslipper gjennom tetningsboksen til leddets indre rom tjener til venti-lasjon av rommet. Da luftputens volum er relativt lite er det enkelt å opprette dettrykk som tilsvarer havdybden.

For forankring av fotleddet til det på havbunnen anordnede fundament er forbindelseselementene mellom fundamentet og fotplaten anordnet i leddkapselen og utstyrt med tetningsanordninger.

Den fordelaktige fremstilling av det beskrevne fotledd består i at kun én ytterflate av leddkulen må bearbeides, belegges og slipes, den sylindriske kapselmantel er enklere i sin oppbygning og dekselringen kun krever én bearbeidning av flensen og tetningsbokssetet.

For utformingen av fotleddet foreslås at utadrettede sekundærkamre innsettes i den sylindriske kapselmantel hvor sekundærkamrene har låseanordninger som på begge sider er trykktette og som betjenes via hydraulikksystemer samt at de kan tømmes og fylles ved hjelp av et pumpe/trykkluftsystem.

I sekundærkamrene er vinsjer anordnet som tjener til understøttelse av tårnets nedsenkningsmanøver mot fundamentet. Fortrinnsvis har minst tre sekundærkamre vinsjer. For vedlike-holdspersohalets sikkerhet er en redningsanordning for dykkere anordnet i minst ett sekundærkammer. Ved en videre utforming av fotleddet har sekundærkamrene tilkoblingsanordninger for plassering av ytterligere tilleggskamre.

Oppfinnelsen er skjematisk vist på tegningen hvor figur 1 viser et snitt gjennom kuleleddet, figur 2 viser et snitt gjennom et støttelager i forstørret målestokk, figur 3 viser leddkapselens feste til fundamentet, figur 4 viser et delsnitt gjennom kuleleddet med innsatt sekundærkammer og figur 5 viser tilkoblingen av et ekstra kammer til et.sekundærkammer.

Mellom tårnet og fundamentet 2 er. kuleleddet 3 anordnet som muliggjør svingning til alle sider av tårnet. Ledd-delen 4 som er utformet som leddkule er på den ene side fast forbundet med tårnets 1 fot via kulehalsen 5 og på den annen side bevegelig opplagret i den til fundamentet 2 forankrede leddkapsel 6. Ledd-delens 4 forbindelse med leddkapselen 6 foregår ved hjelp av det om kuleleddets3 midtpunkt til alle sider bevegelige strekkledd 7 som på den ene side er fast innspent til tårnets 1 fot og motstående er forankret til.fundamentet via leddkapselen 6. Strekkleddet 7 kan i sin lengde-retning være innstillbart. Ledd-delens 4 leddkule har oppe og nede åpninger gjennom hvilke i tillegg til strekkstangen 7, tilførselsledningene samt oljestigrørene kan være ført og såle-des muliggjør en tilkomst til leddkapselen 6.Leddkapselen 6 består av den sylindriske kapselmantel 8, fotplaten 9, flere på konsoller 10 hhv. 10a anordnede støttelagre 11 og en dekselring 12, hhv. 12a, samt en som kulesone utformet krage 13. Ifølge figur 1 er konsollene 10 festet til kapselmantelens 8 indre diameter og dekselringen 12 er forenet med kragen 13 til en enhet. Ved en større diameter av kapselmantelen 8 ifølge figur 4-kan konsollene 10a være anordnet på fotplaten 9 og dekselringen 12a kan være utformet hvelvet. Figur.2 viser opp-bygningen av de under kuleleddets horisontale midtaksel på en mindre diameter ensartet fordelte støttelagre 11 som er sammen-satt av lagerfoten 12 med en kulepanne 15, en hydraulikksylinder 16 med i begge sider hvelvede endestykker 17 og lagerskålen 18 hvis glideflate er tilpasset leddkulens 4 overflate og hvis mot hydraulikksylinderen 16 vendende side har en.kulepanne 15. Disse støttelagre utmerker seg ved en optimal tilpasnings-evne til leddkulens 4 bevegelser. For tetningen mellom den på fundamentet forankrede leddkapsel 6 og den med tårnet 1 forbundne leddkule 4 er i kuleleddets horisontale midtakse en tetningsboks 19 anordnet som hviler på dekselringen 12, hhv. kragen 13. En dykkerklokke 2 0 som omgir kuleleddets 3 øvre område er festet til kulehalsen 5 og tjener for beskyttelse mot påvirkninger ved havbunnen. Figur 3 viser leddkapselens 6 forankring på fundamentet 2. Forbindelseselementene 21 mellom fundamentet og fotplaten 9 er anordnet inne i leddkapselen 6 og har tetningsanordninger 22. Det er også mulig å utforme forbindelseselementene som hydraulisk eller pneumatisk påvirke-lige låseanordninger. Ved ytterligere utforminger av oppfinnelsen er flere sekundærkamre 23 anordnet langs kapselmantelens 8 omkrets, som innad og utad har trykktette låseanordninger 24 som påvirkes via hydraulikksystemer 25. Vinsjer som er instal-lert i minst tre sekundærkamre 23 forenkler tårnets nedsenk-ningsmanøver og feste av kuleleddet 3 på fundamentet 2. Videre kan sekundærkamrene 23 ha tilkoblingsanordninger. 26 for plassering av ytterligere ekstra kamre 27 som kan benyttes som for-rådsbeholdere e.l.

Claims (14)

1. Fotledd for forbindelse av et bevegelig tårn i et offshoreanlegg med en i/på havbunnen forankret, som fundament utformet bygningsdel ved. bruk av et mellom tårnets fot og fundamentet anordnet, til alle sider svingbart og mot vanninntrengning avtettet kuleledd, hvor den til/ved tårnets fot festede ledd-del sammenholdes med den andre, på fundamentet fast forankrede ledd-del ved hjelp av et om kuleleddets midtpunkt til alle sider bevegelig strekkledd, samt en dykkerklokke som delvis omslutter fotleddet, karakterisert ved at den i/ved tårnets fot festede ledd-del (4) i kuleleddet (3) er opplagret i en leddkapsel (6) som er utformet som sylindrisk kapselmantel (8) med en med fundamentet (2) fast forbundet fotplate (9) og at flere støttelagre (11) er anordnet i leddkapselen (6) på hvilke den via kulehalsen (5) med tårnet (1) forbundne, som leddkule utformede ledd-del (4) glir, og at en dekselring (12, 12a) med som kulesone utformet krage (13) er anordnet på kapselmantelen (8), idet ringen lukker kuleleddet (3) bortsett fra en resterende spalte som er tettet med en tetningsboks (19) fra leddkapselens indre.

2. Ledd ifølge krav 1, karakterisert ved at støttelagrene (11) er utskiftbart anordnet i ens avstander langs en sirkels omkrets hvis diameter er mindre enn leddkulens (4) ekvator, på konsoller (10, 10a) på den sylindriske kapselmantel (8), hhv. på fotplaten (9).

3. Ledd ifølge krav 1-2, karakterisert ved at -hvert støttelager (11) består av lagerfoten (14), en til leddkulens (4) overflate tilpasset lagerskål (18) og en mellom lagerfoten og lagerskålen anordnet hydraulikksylinder (16) som er opplagret ved hjelp av hvelvede endestykker (17) i kulepanner (15) i lagerfoten og i lagerskålen.

4. Ledd ifølge krav 3, karakterisert ved at hydraulikksylindrene (16) for alle støttelagre (11) står i forbindelse med hverandre.

5. Ledd ifølge krav 1-4, karakterisert ved at støttelagrenes (11) lagerskåler (18) tilføres smøre-middel fra en sentral trykksmøreanordning.

6. Ledd ifølge krav 1, karakterisert ved at dykkerklokken (20) er utformet som flerdelt kulesone og festet til kulehalsen (5) og i forbindelse med deksel-ringens (12, 12a) krage (13) i leddkapselen (6) danner en vann-lås ved at et lufttrykk tilsvarende vanndypet opprettholdes i rommet mellom dykkerklokken og kragen.

7. Ledd ifølge krav 1-6, karakterisert ved at forbindelseselementene (21) mellom fundamentet (2) og fotplaten (9) er anordnet i leddkapselen (6) og har tetningsanordninger (22).

8. Ledd ifølge krav 1-7, karakterisert ved at utadrettede sekundærkamre (23) er innsatt i leddkapselens (6). sylindriske kapselmantel (8).

9. Ledd ifølge krav 8, karakterisert ved at sekundærkamrene (23) har på begge sider anordnede trykktette, via hydraulikksystemer aktiverbare låseanordninger (24).

10. Ledd ifølge krav 8-9, karakterisert ved at sekundærkamrene (23) kan tømmes og fylles ved hjelp av et pumpe- og trykkluftsystem.

11. Ledd ifølge krav 8-10, karakterisert ved at flere, fortrinnsvis tre, sekundære kamre (23) har vinsjer med kabler.

12. Ledd ifølge krav 8-10, karakterisert ved at en redningsenhet for dykkere er stasjonert i minst ett sekundærkammer (2 3).

13. Ledd ifølge krav 8, karakterisert ved at sekundærkamrene (23) har tilkoblingsanordninger (26) for plassering av ytterligere ekstra kamre.(27).

14. Ledd ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsboksen (19) kan etterinnstilles og etter-tettes og at etterinnstillingen foregår via elektrisk eller pneumatisk eller hydraulisk drevne innstillingsledd.