NORGE. Patentstyret (12) SØKNAD (19) NO (21) (13) A1. (51) Int Cl.

Transkript

1 (12) SØKNAD (19) NO (21) (13) A1 NORGE (1) Int Cl. B63B 3/44 ( ) B63B 39/06 ( ) Patentstyret (21) Søknadsnr (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag (8) Videreføringsdag (24) Løpedag (30) Prioritet (41) Alm.tilgj (73) Innehaver Sevan Marine ASA, Kittelsbuktveien, 4836 ARENDAL, Norge (72) Oppfinner Jan Vidar Aarsnes, Lystheia 8, 4817 HIS, Norge Einar Bernt Glomnes, Claude Monets alle 22, 1338 SANDVIKA, Norge Ragnar Thunes, Tante Poses vei 8, 4818 FÆRVIK, Norge (74) Fullmektig Zacco Norway AS, Postboks 2003 Vika, 012 OSLO, Norge (4) Benevnelse Et flytende skrog med stabilisatorparti (7) Sammendrag En plattform (2) innrettet for å flyte i en vannmasse (W), omfattende et skrog (1) med et hovedparti (1a) som i det alt vesentlige er symmetrisk om en senterakse (S) og som ved en øvre ende bærer et dekk () og ved sin nedre ende, under en nominell vannlinje (WL), er forsynt med et stabilisatorelement (3) som rager ut fra hovedpartiet (1a). Stabilisatorelementets (3) grunnflate (B) er ikke-sirkulært og har motstående første og andre sidepartier (, b), og motstående første og andre endepartier (1a,b), og der en første avstand (c) mellom de to sidepartiene (,b) er mindre enn en andre avstand (d) mellom de to endepartiene (1a,b).

2 Oppfinnelsens område 1 Et flytende skrog med stabilisatorparti Denne oppfinnelsen vedrører et flytende fartøy med et skrog som i det alt vesentlige er symmetrisk om en senterakse og med et stabilisatorparti som angitt i innledningen til krav 1. Bakgrunnen for oppfinnelsen Det finnes flere ulike typer flytende plattformer til bruk ved operasjoner til havs. Slike operasjoner kan være produksjon og lagring (inkludert lossing) av hydrokarboner, brønnintervensjon, boring, vedlikehold av brønner og brønninstallasjoner, og installasjon av vindmøller. En flytende plattformtype som har vist seg særlig egnet har et sylinderformet skrog med hovedsakelig flat bunn, og der skrogets diameter er vesentlig større enn dets dyptgående. Oppdriftssenteret for den neddykkede delen av skroget ligger under plattformens tyngdepunkt, og en slik konstruksjon har vist seg fordelaktig på mange måter, f.eks. med hensyn til stor kapasitet både for lasting på dekk og lagring av olje. Skrogets sirkelformede form (eller tilnærmet dette) gjør at plattformen ikke må dreies i forhold til vær og vind, og dens bevegelser og påkjenninger er små sammenlignet med mange andre typer flytende installasjoner. En plattform av denne typen er beskrevet i WO 02/ A1. I noen sammenhenger, f.eks. for å kunne benytte stive stigerør ( steel catenary risers SCR) mellom en havbunnsinstallasjon på store havdyp og en flytende plattform, må de relative bevegelsene mellom den flytende plattformen, stigerøret og havbunnsinstallasjonen holdes innenfor akseptable rammer. Ved bruk av slike SCR er det særlig viktig at plattformen har en korrekt tilpasset bevegelseskarakteristikk. For en flytende plattform av den typen som er beskrevet over oppnås dette med en riktig skrogutforming, herunder en nedre ringkonstruksjon med en større diameter enn hovedskroget. En slik variant er beskrevet i WO 2012/ Et slikt ringformet stabilisatorparti som rager radielt ut fra et nedre parti av hovedskroget har en svært gunstig effekt på skrogets hivbevegelser. Den stabiliserende

3 2 effekten oppnås i det vesentlige ved at vannmassenes strømningstreghet sørger for at det vannvolumet som befinner seg under skroget og stabilisatorpartiet (såkalt "added mass"), følger skrogets vertikale bevegelser og sørger for at den massen som skal beveges, øker betraktelig når diameteren på den nedre del av skroget utvides på denne måten. Stabilisatorpartiets utstrekning vil tilpasses skrogets størrelse og de faktiske miljølastene for å oppnå den tilsiktede effekten. Det finnes imidlertid noen ulemper ved et slikt ringformet stabilisatorparti: 10 1 Plassbehovet i en bygge- eller reparasjonsdokk er vesentlig større enn det hovedskroget i seg selv (mao uten stabilisatorparti) krever. Den begrensende faktoren er ofte porten inn til dokken. De tilgjengelige byggedokkene har som oftest ikke bred nok dokkport for å kunne gi plass for eksempelvis et stabilisatorparti med ringbredde ut over 10 meter når skrogets diameter allerede er 90 meter. Det er komplisert å tilpasse stabilisatorpartiet til endrede driftsforhold. Kjente stabilisatorpartier er integrert i hovedskroget, og det tilgjengelige innvendige volumet benyttes gjerne som lagringsplass, for eksempel som ballasttanker. Det er derfor behov for en anordning som avhjelper eller reduserer ulempene med de kjente plattformene. 20 Sammendrag av oppfinnelsen Oppfinnelsen er angitt og karakterisert i det selvstendige patentkravet, mens de uselvstendige patentkravene angir utførelsesformer av oppfinnelsen. 2 Det fremlegges derfor en plattform innrettet for å flyte i en vannmasse, omfattende et skrog med et hovedparti som i det alt vesentlige er symmetrisk om en senterakse og som ved en øvre ende bærer et dekk og ved sin nedre ende, under en nominell vannlinje, er forsynt med et stabilisatorelement som rager ut fra hovedpartiet. Plattformen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at stabilisatorelementets grunnflate er ikke-sirkulært og har motstående første og andre sidepartier, og motstående første og andre endepartier,

4 3 og der en første avstand mellom de to sidepartiene er mindre enn en andre avstand mellom de to endepartiene. I en utførelsesform er hovedpartiet sirkelsymmetrisk om senteraksen og den første avstanden er større eller lik hovedpartiets diameter. I en utførelsesform er stabilisatorelementets nedre flate og hovedpartiets nedre flate i flukt med hverandre og danner til sammen en nedre bunnflate for plattformen. Stabilisatorelementet omfatter i en utførelsesform et utvidet parti med et plateelement. I en utførelsesform har stabilisatorelementets grunnflate en avlang form. I en utførelsesform har stabilisatorelementets grunnflate en form av en kuttet sirkel. 10 I en utførelsesform er stabilisatorelementets grunnflate oval, elliptisk, superelliptisk, eller rektangulær. Dekket bæres over vannlinjen, og utelukkende av skroget, herunder hovedpartiet og stabilisatorelementet. 1 I en utførelsesform omfatter plattformen midler for å holde plattformen i en posisjon i vannmassen. Disse midlene kan være forankringsliner som forankres til en havbunn, eller et system for dynamisk posisjonering. Kort beskrivelse av tegningene 20 De ovennevnte og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil klargjøres ytterligere i den etterfølgende beskrivelsen av en utførelsesform av oppfinnelsen, fremlagt som et ikkebegrensende eksempel, med henvisning til de vedlagte tegningene, der: Figur 1 er en perspektivtegning av en utførelsesform av oppfinnelsen, sett skrått ovenfra; Figur 2 er en tegning av utførelsesformen vist i figur 1, sett rett ovenfra; Figur 3 er en tegning av utførelsesformen vist i figur 1, sett skrått nedenfra; 2 Figur 4 er en prinsippskisse av en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen, sett nedenfra og i et snitt gjennom skrogets nominelle vannlinje;

5 4 Figur a er en prinsippskisse som viser et sirkelformet skrogparti med et stabilisatorelement av kjent type, mens figur b viser et sirkelformet skrogparti med en variant av stabilisatorelementet ifølge oppfinnelsen; og Figurene 6a-d er prinsippskisser som illustrerer ulike grunnflateformer for stabilisatorelement ifølge oppfinnelsen. Detaljert beskrivelse av en utførelsesform av oppfinnelsen Figur 1 viser en plattform 2 som flyter i en vannmasse W. Plattformen omfatter et skrog 1 som har et sirkelformet (eller tilnærmet sirkelformet) parti 1a, symmetrisk om sin senterakse (vertikalakse) S. Dette sirkelformede skrogpartiet 1a har i sitt øvre område et utvidet parti 1b, (dvs. med en større diameter enn det nedenforliggende partiet) som bærer et dekk. Dekket rommer i og for seg kjente installasjoner og utstyr, så som prosessmoduler 6, tilkoplingsutstyr 13 for lasting og lossing av hydrokarboner, boligkvarter 7 og helikopterdekk 8. En dekksåpning 9 gir adkomst mellom dekket og installasjoner på havbunnen (ikke vist). Slike dekksåpninger er vel kjent, og kan benyttes bl.a. til borestrenger eller brønnintervensjonsutstyr (ikke vist) eller som i den viste utførelsesformen til oppheng og tilkopling av stigerør 10 (f.eks. SCR som omtalt innledningsvis) og styrings- og kraftkabler 11. Figur 3 viser at skrogets utvendige bunn 12 i denne utførelsesformen er flat. Forankringsliner 4 forankrer plattformen til havbunnen på en i og for seg kjent måte. Det skal også forstås at plattformen kan være utstyrt med thrustere (ikke vist) og holdes i posisjon ved hjelp av disse, styrt av systemer for dynamisk posisjonering (DP). Plattformens nominelle vannlinje WL er vist på figurene 1 og 3 som overgangen mellom de lyse or mørke partiene på det sirkelformede skrogpartiet 1a På et parti av den delen av det sirkelformede skrogpartiet 1a som befinner seg under den nominelle vannlinjen WL er det anordnet et stabilisatorelement 3. Stabilisatorelementet rager ut fra det sirkelformede skrogpartiet 1a og omfatter i den illustrerte utførelsesformen et utvidet parti 3a med et plateelement 3b. Det utvidede partiet 3a kan romme innvendige ballastkamre (ikke vist) som står i forbindelse med plattformens øvrige ballastkamre. Stabilisatorelementet har i den viste utførelsesformen gjennomføringer 16 for forankringslinene 4.

6 10 1 Stabilisatorelementet 3 omfatter i de viste utførelsesformen to definerte sidekanter,b på motsatte sider av stabilisatorelementet, i den illustrerte utførelsesformen to parallelle langsider. Stabilisatorelementet 3 er dermed ikke sirkelformet slik det sirkelformede skrogpartiet 1a er, men har en definert lengde og bredde, med motstående endepartier 1a,b. Figur 4 illustrerer stabilisatorelementets 3 prinsipielle utforming, og viser bl.a. at en første dimensjon c (her bredden, som defineres av sidekantene,b) er mindre enn en andre dimensjon d (her lengden, som defineres av endepartiene 1a,b). I den viste utførelsesformen er også bredden c større enn det sirkelformede skrogpartiets 1a diameter a, men i prinsippet kan c være tilnærmet lik a. Figur b er en prinsippskisse av en variant der lengden d er vesentlig større enn bredden c, slik at stabilisatorelementets 3 grunnflate er mer avlang enn den varianten som er illustrert i figur 4. Stabilisatorelementets 3 grunnflate kan altså være i form av f.eks. en kuttet sirkel, en oval, en ellipse, en superellipse, eller et rektangel. Eksempler på slike stabilisatorelementformer er vist i figurene 6a-d. Ved å utforme stabilisatorelementet 3 på den måten som er beskrevet over, oppnås bl.a. følgende fordeler: Plattformens effektive bredde er redusert, slik at flere dokker er tilgjengelige. Det er lettere å fortøye plattformen til kai ved bygging og utrusting. Det er lettere å komme til med kranfartøy Laste- og losseslanger fra trommelen på plattformdekket går klar av stabilisatorelementet, og det er ikke nødvendig å bygge et særskilt fundament for trommelen på utsiden av skroget. Figur a viser et stabilisatorelement av kjent type med et sirkelformet grunnflateareal A, mens figur b viser en utførelsesform av stabilisatorelementet ifølge oppfinnelsen med et ikke-sirkelformet grunnflateareal B. Figur b antyder hvordan areal B kan gjøres like stort som areal A (figur a) for derved å opprettholde hivegenskapene, f.eks. ved at areal A 1 tilsvarer areal B 1 og areal A 2 tilsvarer areal B 2. Arealene i figur b er ikke eksakt beregnet, ettersom hensikten med figurene a,b kun er å illustrere ett prinsipp som kan benyttes. Et slikt designprinsipp kan benyttes dersom man ønsker å opprettholde plattformens gunstige hivegenskaper selv om stabilisatorelementets form

7 endres som beskrevet over, ettersom "added mass" er den samme som ved de kjente stabilisatorelementene. 6 Med stabilisatorelementet ifølge oppfinnelsen oppnår man i tillegg den fordelen at plattformens rull- og stampbevegelser kan reguleres individuelt og på en bedre måte enn hva som er tilfellet med de kjente plattformene. Med henvisning til figur 2, der det er tegnet inn en rullakse (x) og en stampakse (y), forstår man at dersom bølgene treffer plattformen fra en retning markert med pilen L, vil plattformens rullbevegelse (om x- aksen) være mindre enn om bølgene hadde truffet plattformen f.eks. langs x-aksen.

8 Patentkrav En plattform (2) innrettet for å flyte i en vannmasse (W), omfattende et skrog (1) med et hovedparti (1a) som i det alt vesentlige er symmetrisk om en senterakse (S) og som ved en øvre ende bærer et dekk () og ved sin nedre ende, under en nominell vannlinje (WL), er forsynt med et stabilisatorelement (3) som rager ut fra hovedpartiet (1a), karakterisert ved at stabilisatorelementets (3) grunnflate (B) er ikke-sirkulær og har motstående første og andre sidepartier (,b), og motstående første og andre endepartier (1a,b), og der en første avstand (c) mellom de to sidepartiene (,b) er mindre enn en andre avstand (d) mellom de to endepartiene (1a,b). 2. Plattformen som angitt krav 1, der hovedpartiet (1a) er sirkelsymmetrisk om senteraksen (S) og der den første avstanden (c) er større eller lik et hovedpartiets (1a) diameter (a) Plattformen som angitt i krav 1 eller krav 2, der stabilisatorelementets (3) nedre flate og hovedpartiets (1a) nedre flate er i flukt med hverandre og sammen danner en nedre bunnflate (12) for plattformen. 4. Plattformen som angitt i et hvilket som helst av de foregående kravene, der stabilisatorelementet (3) omfatter et utvidet parti (3a) med et plateelement (3b). 20. Plattformen som angitt i et hvilket som helst av de foregående kravene, der stabilisatorelementets (3) grunnflate (B) har en avlang form. 6. Plattformen som angitt i et hvilket som helst av de foregående kravene, der stabilisatorelementets (3) grunnflate (B) har en form av en kuttet sirkel Plattformen som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-, der stabilisatorelementets (3) grunnflate (B) er oval, elliptisk, superelliptisk, eller rektangulær. 8. Plattformen som angitt i et hvilket som helst av de foregående kravene, der dekket () bæres over vannlinjen, og utelukkende av skroget (1), herunder hovedpartiet (1a) og stabilisatorelementet (3).

9 9. Plattformen som angitt i et hvilket som helst av de foregående kravene, omfattende midler for å holde plattformen i en posisjon i vannmassen Plattformen som angitt i krav 9, der midlene for å holde plattformen i en posisjon i vannmassen omfatter forankringsmidler (4) som kan forankres til en havbunn, eller et system for dynamisk posisjonering.

10 1/6 Fig. 1 6 S WL 7 1 1a 1a 3 W 1b b 3a

11 2/6 Fig b 3b X S 1a 3 1b 7 8 L 4 y

12 3/6 Fig S 1b 1 1a WL 3a 3 1a 4 3b b W 11 4

13 4/6 Fig. 4 a 1b 3 S 1a x 1a c d y

14 /6 Fig. a S Fig. b S A A1 B 1a 2 1b B B1 c 1a A2 d

15 6/6 Fig. 6a Fig. 6b 1b B 1a 1a c B 1a c 3 d d B 1a Fig. 6c c 1b B Fig. 6d 1a 1a c d 3 d