NO880601L - Stabiliseringssystem. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for stabilisering av et flytende legene (1) Innbefatter å påføre legeaet en vertikal kraft for slik & bibeholde legeaet 1 en Ukevektstllllng «oa er vertikalt avstandsplaaaert fra den noraale fiytestlll-lng for legeaet, 1 hvilke den vertikale kraft utgjør en begrenset vertikal kraftpåf ørende Innretning (6a, 6b) soa virker på legeaet 1 en vertikal retning, og et fleksibelt strekkeleaent (7a,7b) soa påfører «trekk til legeaet eller den kraftpåf ørende Innretning 1 aotsatt vertikal retning, Idet strekkelementet har en atraaalng alndre enn den til den begrensede vertikale kraft.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for stabilisering av et flytende legeme.

Det er kjent å benytte ballasttanker i fartøyer for stabilisering av stampe- og rullebevegelser av fartøyet. Det er også kjent å benytte ankerliner eller strekkstagsystemer for posisjonering og dynamisk stabilisering av fartøyer, store belastninger kan påføres fartøyet ved bruk av slike strekk-liner og dersom fartøyet erfarer store bølgefremkalte bevegelser kan imidlertid skade oppstå.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for stabilisering av et flytende legeme, som innbefatter påføring til legeme en vertikal kraft for slik å bibeholde legemet i en likevektstilling som er avstandsplassert vertikalt fra den normale flytestilling av legemet, i hvilket den vertikale kraft innbefatter en begrenset vertikal kraftpåførende innretning som virker på legemet i en vertikal retning og et fleksibelt strekkelement som påfører strekk eller stramming til legemet eller den kraftpåførende innretning i den motsatte vertikale retning, hvor strekkelementet har et strekk mindre enn nevnte begrensede vertikale kraft.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en anordning for stabilisering av et flytende legeme innbefattende innretninger for å påføre en vertikal kraft til legemet for slik å bibeholde legemet i en likevektstilling som er avstandsplassert vertikalt fra den normale flytende stilling av legemet, hvor innretningen innbefatter en begrenset vertikal kraftpåførende innretning som virker på legemet i en vertikal retning, og et fleksibelt strekkelement som påfører stramming til legemet eller den krafttpåførende innretning i den motsatte vertikale retning, hvor strekkelementet har en stramming mindre enn nevnte begrensede vertikale kraft.

Gjennom eksempler vil enkelte utførelser av oppfinnelsen nå bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 viser en form for et fartøystabiliserende

system,

Fig. 2 viser stabiliseringssystemet for et fartøy som

installerer et modul på et plattformunderstell, Fig. 3 viser stabiliseringssystemet for et fartøy som installerer en modul på et delvis nedsenkbart fartøy, Fig. 4,5 viser et kranfartøy som bærer en modul til og

fra en stabilisert lastlekter,

Fig. 6,7 viser en modifikasjon av stabiliseringssystemet

ifølge fig. 1,

Fig. 8 viser nok en form for et fartøys stabiliserings system, Fig. 9 viser et kranfartøy som transporterer en modul

til og fra en stabilisert lastlekter,

Fig. 10 viser en modifikasjon av stabiliseringssystemet

ifølge fig. 8,

Fig. 11 viser et kranfartøy som transporterer en modul

til og fra en stabilisert lastlekter,

Fig. 12,13 viser ende og planriss respektivt av nok en form

form for et fartøys stabiliseringssystem, og

Fig. 14,15 viser alternative former for stabiliseringssystemet ifølge fig. 12 og 13.

I fig. 1 er det vist et flytende legeme 1 som f.eks. kan være en lekter. Legemet 1 har en positiv oppdrift og kan være et delvis nedsenkbart eller neddykket fartøy. Vannoverflaten er indikert ved 2 og sjøbunnen ved 3. Ved sidene eller hjørnene 4a,4b er legemet 1 anordnet med stabiliserende styreanordninger 5a, 5b. Styreanordningene 5a,5b innbefatter masse-vekter 6a,6b som er opphengt fra legemet 1 via fleksible strekkelementer 7a,7b styrt av vinsjer 8a,8b. Massevektene 6a,6b gir nedad rettede krefter til å virke på legemet 1. De fleksible strekkelementer 7a,7b kan være kabler, vaiere, kjettinger eller lignende, dvs. er i stand til å overføre en kraft ved strekk i strekkelementet, men ikke i stand til å overføre en motsatt rettet kraft. Her innbefatter vinsjen 8a en brems. Strekkelementene 7b tilføres fra vinsjen 8b over et skivehjul eller trinse 9b som har en stopper, f.eks. kjetting. Massevektene 6a,6b er sammenførbare med flater i avstand fra legemet 1. Massevekten 6a er ganske enkelt sammenførbar direkte med sjøbunnen 3. Massevekten 6b er sammenførbar med overflaten av et påleanordnet fundament eller tyngdebasis 10b på sjøbunnen 3. Basisen 10b innbefatter en styring for sideplassering av massevekten 6b i forhold til sjøbunnen. Her er føringen i form av en oppadstående aksel 11b som glidbart samvirker i et hull 12b i massevekten 6b. I tillegg innbefatter basisen 10b dempeinnretninger 14 for å absorbere støt med massevekten 6b. I tillegg kan slepeliner og/eller fortøyningsliner 13 være anordnet for legemet 1.

Systemet justeres slik at i likevektstillingen av legemet 1 er massevektene 6a,6b delvis hvilende på sjøbunnen, dvs. strammingen i strekkelementene 7a,7b er mindre enn hele vekten av massevektene. Justering av systemet kan gjennom-føres ved ballastering/deballastering av fartøyet og/eller styring av vinsjene 8a,8b. Likevektstillingen til legemet i denne utførelse er stillingen ved hvilke legemet flyter i rolig farvann med massevektene delvis hvilende på deres sammenføringsflater, og dette er under den normale flyteposisjon av legemet.

Styreanordningene 5a,5b tjener som dynamiske stabilisatorer for legemet 1 ved hjelp av bølgefremkalte motkrefter. Når bølgene W fremkaller rulle- eller hivbevegelser i legemet, beveger hjørnene 4a,4b av legemet seg opp og ned. Dersom et hjørne 4a, 4b av legemet 1 beveger seg ned vil det sees at virkningen er reduksjon av strammingen i strekkelementene 7a,7b ved dette hjørnet 4a,4b ettersom mer av vekten til massevekten 6a,6b ved dette hjørnet opptas av sjøbunnen, dvs. et den rettede kraft på legemet i dette hjørnet blir redusert. Dersom et hjørne 4a,4b av legemet 1 beveger seg oppover, opptas mindre av vekten av massevekten 6a, 6b ved dette hjørnet ved sjøbunnen 3 og det blir mer strekk i strekkelementet 7a,7b ved dette hjørnet 4a,4b, dvs. den nedad rettede kraft på legemet 1 i dette hjørnet er forøket. Det vil kunne sees at strammingen i strekkelementene 7a,7b kan variere mellom teoretiske grenser ved null, når massevektene 6a,6b er helt støttet av sjøbunnen, og hele vekten av massevektene 6a,6b når massevektene separerer fra sjøbunnen. I praksis er dimensjonen av massevektene 6a,6b fordelaktig valgt til å passe de forventede applityder for vertikal bevegelse av legemet 1 slik at massevektene ikke fullstendig løftes opp eller settes ned. Elastisiteten i strekkelementene 7a, 7b og dempeinnretningene 14 sikrer at massevektene 6a,6b ikke blir fullstendig løftet opp eller satt ned for små vertikale forskyvninger av legemet 1. Legemet 1 kan være anordnet med kun én enkelt stabiliserende styreanordning, men dette ville kun være istand til å styre bølgefremkalte hivbevegelser, dvs. vertikale bevegelser for et punkt på fartøyet. Fortrinnsvis er derfor legemet 1 anordnet med styreanordninger eller reguleringsanordninger ved et antall horisontalt avstandsplasserte steder, f.eks. ved hver side eller hjørne av legemet, slik at bølgefremkalte rullebevegelser såvel som hivbevegelser blir stabilisert.

I fig. 2 er det vist en variant av systemet vist i fig. 1. Her er massevektene 6a, 6b sammenførbare med overflatene på en fast offshorekonstruksjon 20 slik som det viste plattformunderstell. Legemet 1 er her et installasjonsfartøy for nedsetting eller fjerning av en modul 21 fra plattformunderstellet 20. Massevektene 6a, 6b er lokalisert sideveis ved hjelp av styringer på plattformunderstellet 20, på lignende måte med den stabiliserende reguleringsanordning 5b beskrevet ovenfor. For å bibeholde den nødvendige stramming er det her nødvendig å kunne regulere lengden til strekk elementene 7a, 7b for å kompensere for ballastering/deballastering av fartøyet 1 under overføring av modulen 21.

I fig. 3 er det vist nok en variant av systemet vist i figurene 1 og 2. Her er massevektene 6a, 6b sammenførbare med flater på et separat flytende legeme 30, i dette tilfellet et delvis nedsenkbart fartøy. Legemet 1 er her igjen et installasjonsfartøy for overføring av en modul 21. Massevektene 6a,6b er igjen lokalisert sideveis i forhold til det delvis nedsenkbare fartøy 30 ved hjelp av styringer. Her er styringene i form av endringstapper 31 som forløper nedad fra massevektene 6a, 6b og som er innførbare i hull i det delvis nedsenkbare fartøy. For å bibeholde den nødvendige stramming er det her igjen nødvendig å kunne regulere lengden til strekkelementene 7a, 7b for å kompensere for ballastering/

deballastering av fartøyet 1 under overføring av modulen 21.

Fig. 4 og 5 viser eksempler på stabiliseringssystemer i bruk på en lastlekter 1 med et delvis nedsenkbart kranfartøy 40 som overfører en modul 41. En fender 42 er innsatt mellom lastlekteren 1 og kranfartøyet 40. Vinsjer 43 styrer eller regulerer strekkelementene 7. Massevektene 6 i fig. 4 er sammenførbare mot overflaten av en basisenhet 44 på sjø-bunnen. Basisenheten 44 har styringer for sideveis lokalisering av massevektene 6. Massevektene 6 i fig. 5 er sammen-førbare med overflaten av en brakett 45 bygd for formålet på kranfartøyet 40. Styringer er fortrinnsvis også inkludert for sideveis lokalisering av massevektene 6 i forhold til kranfartøyet 40. Vinsjene 43 styres som nødvendig for å justere lengden av strekkelementene 7 under overføring av modulen 41 for å bibeholde den nødvendige stramming. Styring av vinsjene 43 kan iverksettes manuelt eller ved computer-hjelp for å holde strammingen innenfor nødvendige grenser.

I fig. 6 og 7 er det vist en modifikasjon av den stabiliserende styreanordning. Strekkelementene 50 innbefatter et parti 51 som er forholdsvis uelastisk. Partiet 51 kan f.eks. være et stigerør, dvs. ha betraktelig større stivhet enn en kjetting, kabel, vaier eller lignende 52 som utgjør den gjenværende del av strekkelementet 50. Denne forøkede stivhet er nødvendig i dypere farvann for å unngå for høye belastninger i strekkelementene 50, slik at bevegelsene til fartøyet 1 ikke stoppes eller reduseres. Stivheten til strekkelementene må være høyere enn den hydrostatiske stivhet til fartøyet. Igjen er vinsjer 53 anordnet for å regulere justeringen av strekkelementene 50 som nødvendig for å bibeholde det nødvendige strekk. I fig. 6 er det vist en massevekt 54 som er sammenførbar med overflaten av en gravitasjonsbasis 55 på sjøbunnen, og som lokaliseres sideveis ved føringsinnretninger 56 på gravitasjonsbasisen. I fig. 7 og også i fig. 6 er det vist et alternativ som er en balansekonus 57 ved basisen av stigerøret 51 som er sammenfør med sjøbunnen.

I fig. 8 er det vist en alternativ form for fartøyets stabileringssystem. Legemet 1 har igjen en positiv oppdrift. Oppdriftstanker 106a, 106b blir holdt ved fleksible strekkelementer 107a,107b for sammenføring med overflater under det flytende legemet 1. Oppdriftstanker 106a gir oppad rettede krefter til å virke på legemet 1. Strekkelementene 107a, 107b kan igjen være kabler, liner, kjettinger eller lignende som beskrevet tidligere og blir forankret til sjøbunnen ved en gravitasjonsbasis 110 f.eks., eller en påleforankring 111. Demperinnretninger 108 er fortrinnsvis anordnet til å absorbere støt mellom legemet 1 og oppdriftstankene 106a, 105b. Ytterligere slepeliner og/eller fortøyningsliner 13 kan igjen anordnes for legemet 1. Her er det ikke behov for vinsjer for å styre strekkelementene 107a,107b. Isteden bibeholdes det nødvendige strekk ved styring eller regulering som nødvendig for dypgangen av legemet 1, ved ballastering og deballastering av legemet. Det kan sees at skyvkraften oppad fra oppdriftstankene 106a, 106b på legemet 1 kan justeres mellom teoretiske grenser på null når legemet 1 separerer fra oppdriftstankene og full skyvkraft oppad av oppdriftstankene når det er null stramming i strekkelementene 107a,107b. systemet er ordnet slik at i likevektsstillingen av legemet er skyvkraften oppad på legemet fra oppdriftstankene mindre enn oppdriftskraften til tankene. Her vil likevektsstillingen til legemet være plassert over den normale flytestilling av legemet. Som i det tidligere system er i praksis oppdriftstankene fortrinnsvis ordnet til å kunne kompensere for bølgefremkalte legemebevegelser uten å nå grensene for strekk. En enkelt styreanordning kan stabilisere vertikale bevegelser for kun et punkt på legemet og derfor er fortrinnsvis et antall slike anordninger plassert ved ulike steder, f.eks. ved hver side eller hvert hjørne av legemet. På denne måte kan bølgefremkalt stampe- og rullebevegelser til legemet såvel som hivbevegelser stabiliseres. Det skal forstås at strekkelementene 107a, 107b kan forankres til en fast konstruksjon Istedenfor sjøbunnen som vist i fig. 8.

I fig. 9 er det vist en modifikasjon av den alternative form for stabiliseringssystem ifølge fig. 8. Her holdes opp-drif tstankene 106 ved strekkelementet 107 til en brakett 112 bygd for formålet på et annet flytende legemet 113, som i dette tilfellet er et kranfartøy for overføring av en modul 116. Strekkelementet 107 passerer under en trinse 114 på brakettene 112 og til en vinsj 115. Det nødvendige strekk i strekkelementet 107 for å stabilisere legemet 1 opprettholdes ved justering med vinsjen 115 og/eller ballastering/deballastering av legemet 1. En fender 117 er innsatt mellom legemet 1, som her er en lastlekter, og kranfartøyet 113.

I fig. 10 er det vist nok en modifikasjon i hvilke et enkelt flytelegeme 120 er benyttet. Flytelegemet 120 er forankret ved strekkelementer 121 til en basisenhet 122 som er festet til sjøbunnen med påler 123. Demperinnretninger 124 er innsatt mellom legemet 1 og flyteanordningen 120 for å absorbere støtkrefter. Åpninger 125 er fortrinnsvis anordnet i flytelegemet 120 for å redusere bølgebelastningen. Det nødvendige strekk i strekkelementene 121, dvs. som gir den nødvendige grad av oppadrettet fyrkraft på legemet 1, reguleres ved justering av dypgangen til legemet 1 ved ballastering/deballastering av legemet.

I fig. 11 er det vist et kranfartøy 200 som overfører en modul 201 til eller fra en stabilisert lastlekter 202. Lastlekteren 202 stabiliseres ved hjelp av en massevekt 206 som er sammenførbar med dekket på lekteren. Entringstapper 231 og massevekten 206 er innførbar i egnede hull på lekteren for å sidelokalisering av massevekten i forhold til lekteren. Massevekten 206 er opphengt av et strekkelement 207, f.eks. kjetting, kabel, vaier osv. som passerer over en trinse 209 til en vinsj 208. Størrelsen på kraften nedad utøvet på lekteren 202 ved massevekten 206 reguleres ved å justere vinsjen 208 og/eller ballastering/deballastering av lekteren 208 under løfting eller nedsetting av modulen 201. Som i de tidligere beskrevne stabiliseringssystemer kan det ses her at oppad eller nedad bevegelse på lekteren 202 automatisk gir opphav til en motsatt, motbalanserende kraft fra massevekten, hvor kraftens størrelse styres av strammingen i strekkelementet .

I fig. 12 og 13 er det vist et stabiliseringssystem for et kranfartøy 300 ved bruk av et hjelpefartøy 301. Hjelpefar-tøyet 301 har vannballast 303 og motballast 304. Massevektene 305 henges ved strekkelementer 306, f.eks. kjettinger, fra utliggere, bommer, tårn eller lignende 307 på kranfartøyet 300. Fig. 13 viser kranfartøyet 300 ved bruk til å overføre en modul 308 som benytter kranbukker 309. I tillegg kan taueliner og/eller fortøyningsliner 310 anordnes for kranfartøyet 300. Strammingen i strekkelementet 306 kan justeres ved hjelp av vinsjer og/eller ved ballastering/ deballastering av hjelpefartøyet 301. Stabiliseringssystemet er i stand til å styre fartøybevegelser fremkalt ved tverrbølger, indikert ved pilen 311, fordi det er en effektiv bølgeutbredelse på kranfartøyet 300.

Hjelpefartøyet 301 kan posisjoneres i motbølger med sin akterende forbundet til fartøyet 300, som er vist med stiplede linjer i fig. 13 for reduksjon av fartøybegelser.

I fig. 14 er det samme prinsipp benyttet med et hjelpefartøy 401 som er forankret med strekkelementer 402 til sjøbunnen.

I fig. 15 er det samme prinsipp igjen benyttet, men her er "hjelpefartøyet" en fast konstruksjon 501 på sjøbunnen.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for stabilisering av et flytende legeme, karakterisert ved at en vertikal kraft påføres legemet for å slik å bibeholde legemet i en likevektsstilling, som er vertikalt avstandsplassert fra den normale flyteposisjon til legemet, i hvilke den vertikale kraft innbefatter en begrenset vertikal kraftpåførende innretning som virker på legemet i en vertikal retning, og et fleksibelt strekkelement som påfører strekk til legemet eller den kraftpåførende innretning i den motsatte vertikale retning, idet strekkelementet har en stramming mindre enn nevnte begrensede vertikale kraft.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den begrensede vertikale kraftpåførende innretning innbefatter en vekt som hviler på en flate.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den begrensede vertikale kraftpåførende innretning innbefatter et flytelegeme som skyver opp på en flate.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at den innbefatter å anordne innretninger for justering av den relative vertikale posisjon av den kraftpåførende innretning og flaten.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at den innbefatter å anordne innretninger for å lokalisere den kraftpåførende innretning sideveis med hensyn til flaten.

6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 2-5, karakterisert ved at den innbefatter å anordne innretninger for å absorbere støt mellom den kraftpåførende innretning og overflaten.

7 . Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 2-6, karakterisert ved at den innbefatter å anordne et antall kraftpåførende innretninger og flater for å tilveiebringe vertikale krefter til å virke på legemet ved horisontalt avstandsplasserte steder på legemet.

8. Anordning for stabilisering av et flytende legemet, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for å påføre en vertikal kraft til legemet for slik å bibeholde legemet i en likevektsstilling som er vertikalt avstandsplassert fra den normale flytestilling av legemet, hvilke innretninger Innbefatter en begrenset vertikal kraftpåførende innretning som virker på legemet i en vertikal retning, og et fleksibelt strekkelement som påfører strekk til legemet eller den kraftpåførende innretning i den motsatte vertikale retning,Idet strekkelementet har et strekk mindre enn den begrensede vertikale kraft.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at den begrensede vertikale kraftpåførende innretning Innbefatter en vekt som hviler på en flate.

10. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at den begrensede vertikale kraftpåførende innretning innbefatter et flytelegemet som skyver opp mot flaten.

11. Anordning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for justering av den relative vertikale stilling av den kraftpåførende innretning og flaten.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at justeringsinnretningen tilveiebringes ved ballastering/deballastering av legemet.

13. Anordning ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at justeringsinnretningen innbefatter innretninger for justering av lengden til strekkelementet.

14. Anordning ifølge et eller flere av kravene 9-13, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for lokalisering av den kraftpåførende innretning sideveis med hensyn til flaten.

15 . Anordning ifølge et eller flere av kravene 9 -14, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for å absorbere støt mellom den kraftpåførende Innretning og flaten.

16. Anordning ifølge et eller flere av kravene 9-15, karakterisert ved at den innbefatter et antall kraftpåførende innretninger og flater for å skape vertikale krefter til å virke på legemet ved horisontalt avstandsplasserte steder på legemet.