DE2452560C2 - Verfahren zum Überführen einer Arbeitsplattform aus der schwimmenden Lage in eine aus dem Wasser herausgehobene Lage und Arbeitsplattform zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und eine Arbeitsplattform zur Ausführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren mit Vorrichtung ist aus der FR=PS 14 68 413 bekannt.

Für die Erschließung von unter dem Meer befindlichen Erdöl-Lagerstätten und für ähnliche Zwecke werden Bohrplattformen oder -schiffe eingesetzt, die mit gegenüber dem Rumpf der Arbeitsplatlform in der Senkrechten verfahrbaren Stützen ausgestattet sind. Diese Stützen werden an dem Einsatzort bis auf den Meeresboden nach unten verfahren und danach die Arbeitsplattform an den feststehenden Stützen aus dem Wasser gehoben, so daß die schwimmfähige Arbeitsplattform eine stabile, von Wellengang und Meeresströmung unabhängige Stellung erhält

Die ausfahrbaren Stützen werden aber oft beschädigt, wenn sie aufgrund des Seegangs gegen den Meeresboden stoßen, und zwar sogar in verhältnismäßig ruhigem Wasser, d.h. bei Wellen von 0,9 bis 1.5m Höhe. In Seegebieten, wie dem Golf von Alaska oder der Nordsee, sind die Wellenhöhen selten unter der Sicherheitsgrenze für den Übergang des Gewichts der Arbeitsplattform von der Auftriebsstützung auf die Stützung durch die ausfahrbaren Stützen sowie für den umgekehrten Vorgang bei Verlegung der Arbeitsplattform. Bislang hat man versucht, diese Schwierigkeiten dadurch auszuschalten, daß für solche Manöver jeweils eine ruhige See abgewartet wurde, ein verhältnismäßig teures Verfahren.

Ein bekanntes Verfahren der gattungsgenväßen Art FR-PS 14 68 413 sucht die beim Festsetzen einer schwimmenden Arbeitsplattform auftretenden Gefahren dadurch zu vermeiden, daß zunächst die Arbeitsplattform, die mit bis auf den Meeresboden nach unten verfahrbaren Stützen ausgestattet ist, am Einsatzpunkt ankert, daß dann ein bestimmter Tiefgang für die Arbeitsplattform durch entsprechende Trimmung von Ballasttanks eingestellt wird und darauf die gegenüber der Arbeitsplatte .-n verfahrbaren Stützen nach unten bis zum Boden gefahren werden, wobei die relative Beweglichkeit der Arbeiispiattform gegenüber den Stützen erhalten bleibt Die bekannte Arbeitsplattform ist mit zusätzlichen, ebenfalls in das Wasser eintauchbaren Auftriebskörpern versehen, die nach dem Eintauchen dafür sorgen, daß die Arbeitsplattform an den dann feststehenden Stützen aufschwimmt wobei die zusätzlichen Auftriebskörper der Arbeitsplattform einen solchen Auftrieb verleihen, daß die Arbeitsplattform oder das Schiff in senkrechter Richtung verhältnismäßig leicht beweglich ist. Sobald die Arbeitsplattform sich dann auf der Höhe eines Wellenkimmes befindet, soll sie auf den Stützen festgesetzt werden. Gleichzeitig sollen dabei die Vorrichtungen gelöst werden, die die Auftriebskörper in fester Verbindung mit der Arbeitsplattform im Wasser halten, so daß danach die Auftriebskörper nicht mehr auf die Arbeitsplattform einwirken. Die Auftriebskörper sind zu diesem Zweck an Auslegern befestigt die durch Drahtseile oder dergleichen bewegt und mit Bezug auf die Arbeitsplattform in ein- oder ausgetauchten Zustand festgelegt werden können.

Die Ausführung dieses bekannten Verfahrens erfordert ein erhebliches Geschick und große Sorgfalt. Trotzdem bleibt für die Zeit, während der die Stützen bereits auf dem Meeresboden stehen, die Arbeitsplattform aber noch in senkrechter Richtung gegenüber den Stützen beweglich ist eine erhebliche Gefährdung durch Seegang bestehen. Auch bleiben die Stützen während des Aufsetzens auf dem Meeresboden erheblich gefährdet.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren gemäß Oberbegriff so zu verbessern, daß die Gefährdung der Arbeitsplattform einschließlich der Stützen beim Festsetzen der Arbeitsplattform und Herausheben aus dem Wasser und umgekehrt bei der Rückführung in den schwimmfähigen Zustand gegenüber den bisher bekannten Verfahren wesentlich verringert wird und insbesondere diese Vorgänge auch ausgeführt werden können, wenn die Seegangshöhe über der Sicherheits-

grenze von 0,9 bis 1,5 m liegt Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist

In Abkehr von der bekannten Technik sieht das Verfahren vor, daß zunächst durch Auftriebskörper, die in das Wasser getaucht werden, die Arbeitsplattform aus dem Wasser und damit aus dem Einflußbereich des Seegangs herausgehoben wird. Erst danach wird das to Gewicht der Arbeitsplattform auf die Stützen übertragen, die inzwischen abwärts gefahren worden sind. Im einzelnen ist vorgesehen, daß zunächst die Stützen unter Ballast bis in die Nähe des Meeresbodens gefahren und dann mit zusätzlichem Auftrieb versehen und nach dem Herausheben des Schiffes die Auftriebskörper mit Ballast zur Übertragung des Gewichtes auf die Stützen versehen werden. Weiter können die Auftriebskörper nach Übertragung des Gewichtes der Arbeitsplattform auf die Stützen aus dem Wasser genommen werden.

Bei dem Verfahren bleibt die durch Seegang verursachte Bewegung der ArbeitsplatiforiT! äußerst beschränkt da die wellenbedingten Schwankungen der Wasseroberfläche an dem oberen Bereich der Auftriebskörper nur ein verhältnismäßig geringes Wasser- verdrängungsvolumen nach oben und unten bewegen und entsprechend geringe Änderungen der Auftriebskraft und damit nur geringe Bewegungen der Arbeitsplattform und der Stützen bewirken. Eine gleiche Wellenbewegung, die an einem an der Oberfläche schwimmenden Schiffsrumpf angreift würde wesentlich größere Auftriebsänderungen und deshalb entsprechend große Bewegungen des Schiffsrumpfes und ggf. damit verbundener Stützen bewirken.

Wenn zur besonderen Sicherung der Arbeitsplattform die Stützen tiefer in den Meeresboden eindringen sollen, können die aus dem Wasser genommenen Auftriebskörper mit Ballast versehen werden, um eine stärkere Belastung der Stützen und damit ein Eindringen in den Boden zu ermöglichen. Zum Beispiel kann damit das doppelte Gesamtgewicht der Anlage als nach unten gerichtete Kraft auf die Stützen aufgebracht werden.

Bei Verlegen der Arbeitsplattform werden die Auftriebskörper nach unten gefahren, bis auf einen sicheren Abstand vom Meeresboden festgestellt und dann vom Ballast befreit um die Plattform und die Stützen anzuheben. Wenn die Stützen auf festem Boden stehen, können sie leicht wieder abgehoben werden, ggf. mit Hilfe eines üblichen Wasserdruck-Vacuum-Brechers so unter den Stützen. Wenn dagegen wegen des tieferen Eindringens der Stützen zum erneuten Abheben eine Kraft erforderlich ist die die maximale Hubkraft der Auftriebskörper und den Wasser-Vacuum-Brechdruck übersteigt kann auch zunächst der Auftrieb des Rumpfes der Arbeitsplattform mitgenutzt werden, um die in den Meeresboden eingedrungenen Stützen zu lösen, ohne sie aus den Bodenlöchern herauszuziehen. Danach wird der Rumpf aus dem Wasser herausgehoben und auf den Auftriebskörpern abgestützt damit die Stützen aus der Bodenberührung herausgehoben werden können.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 und 3, die zur Ausführung des Verfahrens dienende Arbeitsplattform ist in den Ansprüchen 4 und b gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispieles im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Arbeitsplattform zur Ausführung des Verfahrens,

Fig.2 eine Draufsicht auf die Arbeitsplattform der Fig. 1,

Fig.3 —7 eine Reihenfolge von Schritten beim Aufstellen der Arbeitsplattform der F i g. I und

F i g. 8 eine schaubildliche Ansicht der Arbeitsplattform der F i g. 1 einschließlich Steuerungsleitungen und -vorrichtungen.

Eine Arbeitsplattform 50, siehe Fig. 1, trägt auf dem Deck 51 eine Bohrausrüstung, so daß das Deck 51 dadurch zu einer Bohrplattform 59, F i g. 4, wird. Hier ist nur der Bohrmast 52 in einer eingefahrenen Stellung gezeigt. Das kombinierte Gewicht der Arbeitsplattform 50 umfaßt das Gewicht der Plattform 59, der ausfahrbaren Stützen 56, der halb untertauchbaren Auftriebskörper 57 und der sonstigen Einrichtungen auf oder im Rumpf der Plattform.

Durch den schwimmfähigen Körper oder Rumpf 53 und das Deck 51 gehen, siehe Fig. 1 und 2, buchsenartige Führungen 55, von denen eine erste Gruppe die Stützen 56 und eine zweite Gruppe die halb untertauchbaren Auftriebskörper 57 aufnimmt. Die Führungen 55 sind Elemente in Form von Rohi en, die aus Stahl oder anderen Materialien hergestellt und an den Rumpf 53 angeschweißt oder anders befestigt sind. Die halb untertauchbaren Auftriebskörper 57 mit einstellbarem, steuerbarem Auftrieb sind hohle, wasserdichte Bauelemente, die genügend Auftrieb erhalten können, um die Arbeitsplattform 50 aus dem Wasser zu heben, oder andererseits mit Ballast versehen werden können, so daß sie im Wasser sinken. Die Auftriebskörper 57 sind aus Stahl oder einem ähnlichen Material hergestellt und können die Form eines Zylinders mit geschlossenem Ende haben, wobei das Ende 66, das zuerst in das Wasser eintritt, in Form eines großen Zylinders 67 vergrößert ist der konzentrisch zu einem kleineren oberen Zylinder 68 ist und fest mit diesem verbunden ist, wie in F i g. 3 gezeigt

Wenn die Auftriebskörper 57 und die Stützen 56 in eingezogener Stellung sind, siehe Fig. 1, kann die Arbeitsplattform 50 von einem Ort an einen anderen an der Oberfläche geschleppt werden oder mit eigenem Antrieb dorthin gelangen. Wenn eine Bohrstelle erreicht ist, werden die ausfahrbaren Stützen 56, nachdem sie, falls erforderlich, mit Ballast versehen sind, so weit wie möglich abgesenkt ohne Gefahr zu laufen, daß sie infolge Bewegung des Rumpfes den Boden berühren könnten, siehe F i g. 3, und in dieser Stellung festgestellt, um für eine optimale Stabilität des Rumpfes zu sorgen, während die Arbeitsplattform durch die halb untertauchbaren Auftriebskörper 57 über die Wasseroberfläche hochgehoben und dort gehalten wird.

Die Auftriebskörper 57 werden kontrollierbar abgesenkt durch Versehsn mit Ballast oder duch Absenken oder durch eine Kombination der beiden Methoden, und dann festgestellt, siehe F i g. 3. Der Hebe- und Feststellmechanismus 58, der eine steuerbare Bewegung durch den zweite.i Satz Führungen 55 bietet, ist von üblicher Konstruktion und arbeitet entweder mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch oder mit einer Kombination dieser Techniken. Eine schematischc Anordnung des Steuerpultes 60, der Energiequelle 64 und der Leitungen 61 ist in Fig.8 gezeigt. In dieser abgesenkten Stellung, die in Fig.4 gezeigt ist, werden die Auftriebskörper 57 mit Auftrieb versehen durch einen Ausblasevorgang oder auf gleichwertige Art. Der

Auftrieb, siehe Fig. 4, bewirkt, daß sich der Rumpf 53 aus dem Wasser hebt. In der neuen Stellung wird der Rumpf 53 zu einer Plattform 59 mit den Auftriebskörpern 57 als einziger Stütze, falls nicht zur Mithilfe die teilweise abgesenkten Stützen 56 mit Auftrieb versehen werden. In der gehobener. Stellung unterliegt die Plattform 59 weniger Auf- und Abbewegung, Rollen und Stampfen, als wenn sie auf dem Wasser schwimmen würde. Infolgedessen wird der Übergang von der Auftriebstützung der Auftriebskörper 57 auf die auf den 3oden aufsetzenden Stützen 56, oder ein Übergang von den Stützen 56 auf eine Auftriebsstützung sicher und ohne Beschädigung der Stützen 56 auch bei rauherer See erreicht. Die Höhe, auf die der Rumpf 53 über den Wasserspiegel gehoben wird, wird bestimmt durch die möglichen Wellenhöhen, die vorhergesagt sind für die geschätzte Dauer der Arbeiten an der Bohrstelle, da Welleneinwirkung auf den Rumpf 53 einen größeren Schaden verursachen könnte. In ruhigen Gewässern kann dieser Abstand nur 3 m oder weniger sein, in rauheren Gewässern, wie der Nordsee, kann er 9 m oder mehr über der Wasseroberfläche betragen. In jedem Falle wird der vorsichtige Betreiber den Rumpf 53 sicher über die höchsten Wellen hochheben, die an der Bohrstelle während der geschätzten Dauer der Bohrarbeiten erwartet werden.

Danach werden die Stützen 56 aus ihrer teilweise abgesenkten Stellung gelöst, abgesenkt oder hinabgelassen in eine Stillung auf dem Boden, wie in Fig. 5 gezeigt, und festgestellt. Anschließend erfolgt eine probeweise Entlastung der Auftriebskörper 57, um festzustellen, ob eine der Stützen 56 auf weichem oder leicht zusammendrückbarem Grund steht, was ein weiteres Absenken der betreffenden Stütze erfordert; wenn das nicht der Fall ist, werden die Auftriebskörper 57 ganz eingezogen, festgestellt und mit Ballast versehen, wie es erforderlich ist, um die Stützen 56 einzutreiben und/oder mit Last zu testen. Die Hebe- und Feststellvorrichtung 54, die die kontrollierte Bewegung für die Stützen 56 durch den ersten Satz Führungen 55 liefert, ist in F i g. 8 gezeigt, in der das Steuerpult 63, die Energiequelle 64 und die Leitungen 65 veranschaulicht sind.

Wenn die Stützen 56 in der Stellung sind, in der sie die Plattform tragen, wird die Arbeitsplattform 50 auf den Stützen 56 auf eine sichere Höhe über den maximal erwarteten Wellenkämmen hochgehoben; nachdem die Belastungen der Stützen gleichgemacht sind, werden diese festgestellt durch herkömmliche, mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigte Vorrichtungen 54, siehe F i g. 8, zu denen auch das Steuerpult 63, die Energiequelle 64 und die Leitungen 65 gehören. Mit dem Hebevorgang wird auch geprüft, ob die Stützen 56 imstande sind, die maximale Last zu tragen, die bei den Bohrarbeiten auftritt. Die eingezogenen Auftriebskörper 57 werden dann von Ballast befreit. Wenn die Auftriebskörper 57 eingezogen sind, F i g. 6, übertragen sie keine seitliche Last auf die Stützen 56 bei Wellen, die niedriger sind als erwartete maximale Höhe.

Der Bohrmast 52 wird dann in Arbeitsstellung gebracht, siehe l"i g. 7.

i" Der Rumpf 53 ist, durch eine koordinierte Betätigung der Hebe- und Feststellvorrichtung 58 und der Auftriebskörper 57 auf den Stützen 56 nach oben oder unten beweglich. Im Notfall, wenn eine oder mehrere Stützen 56 die zugedachte Last nicht mehr tragen können, werden benachbarte oder geeignete Auftriebskörper 57 abgesenkt oder mit der Hebevorrichtung hinabgelassen, und ihr Auftrieb wird benutzt, um die Kraft oder Last /u verringern, die die Stütze 56 sonst zu tragen hätte. Nachdem die notwendigen Reparaturen

m gemacht sind, wenn diese an der Bohrsiene ausgeführt werden können, werden die Auftriebskörper 57 eingezogen und die Bohrarbeiten können weitergehen.

Wenn die Arbeitsplattform 50 versetzt werden soll,

werden die Auftriebskörper 57 abgesenkt bis auf einen

« sicheren Abstand über dem Meeresboden, festgestellt und dann von Ballast befreit, wie es erforderlich ist, um den Rumpf 53 und die Stützen 56 anzuheben entsprechend F i g. 5. Wenn die Stützen 56 ihre Last auf einen härten Boden übertragen, bietet das Anheben dieser Stützen 56 nur wenig Schwierigkeiten. Falls jedoch die Stützen 56 bei der Aufstellung tiefer in den Boden eingedrungen sind und/oder der Meeresboden gegen das Anheben einen Widerstand leistet, der größer als der Auftrieb der Auftriebskörper 57 und der

J5 herkömmlichen Verfahren zum Anheben, wie Wasser-Vacuum-Brechdruck (nicht wiedergegeben) ist, wird der Rumpf 53 auf die Wasseroberfläche abgesenkt, um eine größere Hebekraft zu liefern. Die vorstehenden Schritte werden benutzt, um gerade den Betrag an Hebekraft zu

*o liefern, der notwendig ist, um die Stützen 56 freizubrechen, ohne sie aus ihren Löchern 69 zu ziehen. Der Rumpf 53 wird dann aus dem Wasser gehoben zur Entfernung der Stützen aus den Löchern 69, während er von seinen Auftriebskörpern 57 getragen wird. Sobald

■•5 die Stützen 56 hoch genug über dem Meeresboden sind, um eine Berührung mit diesem zu vermeiden, werden die Stützen 56 festgestellt, F i g. 4, und der Rumpf 53 wird wieder auf das Wasser herabgelassen, F i g. 3. Die Auftriebskörper 57 werden ganz eingezogen und

so festgestellt, Fig. 1. Die Arbeitsplattform 50 ist nun bereit, versetzt zu werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Oberführen einer Arbeitsplattform mit senkrecht nach unten verfahrbaren Stützen, die sie auf den Boden aufgesetzt tragen, aus der schwimmenden Lage in eine aus dem Wasser herausgehobene Lage unter Verwendung von gegenüber der Arbeitsplattform beweglichen Auftriebskörpern, die während der Oberführung zur Erzeugung eines zusätzlichen Auftriebes eingetaucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Auftriebskörper abwärts bewegt und das Gesamtgewicht der Arbeitsplattform auf die mit Abstand zwischen Wasseroberfläche und Mee- is resbogen gehaltenen Auftriebskörper abgestützt und die Arbeitsplattform dabei aus dem Wasser gehoben wird, worauf die Stützen in Berührung mit dem Meeresboden gebracht werden und das Gewicht der Arbeitsplattform von den Auftriebskörpern &ui die Stützen verlagert wird.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskörper nach Verlagerung des Gewichtes der Arbeitsplattform auf die Stützen aus dem Wasser genommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Stützen unter Ballast bis in die Nähe des Meeresbodens gefahren und nach dem Herausheben des Schiffes die Auftriebskörper mit Ballast zur Übertragung des Gewichtes auf die Stützen versehen werden.

4. Arbeit;plattform, insbesondere Bohrplattform, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 —3, mit einem schwimmfähigen Körper, mit Stützen, die in Führungen angeordnet und unter das Niveau des Bodens des schwimmfähigen Körpers nach unten ausfahrbar sind und bei Abstützung auf dem Meeresboden die Arbeitsplattform über dem Wasserspiegel halten können, und mit einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Hebekraft für das Herausheben der Arbeitsplattform aus dem Wasser einschließlich gegenüber der Arbeitsplattform beweglicher und in das Wasser eintaurhbarer Auftriebskörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskörper (67) jeweils am unteren Ende eines an dem schwimmfähigen Körper (53) der Arbeitsplattform senkrecht verfahrbaren Zylinders (68) angeordnet sind.

5. Arbeitsplattform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebskörper (67) an Einrichtungen zum gesteuerten Fluten und Lenzen angeschlossen sind.