(12) PATENT (19) NO (11) 326901 (13) B1 NORGE (1) Int Cl. E02B 17/02 (2006.01) B63C 7/02 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 20072681 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 2007.0.2 (8) Videreføringsdag (24) Løpedag 2007.0.2 (30) Prioritet (41) Alm.tilgj 2008.11.26 (4) Meddelt 2009.03.16 (73) Innehaver Aker Marine Contractors AS, Postboks 247 Lilleaker, 0216 OSLO (72) Oppfinner Knut Vasstrand, Lillehagveien 6 B, 136 BLOMMENHOLM (74) Fullmektig Oslo Patentkontor AS, Postboks 7007 Majorstua, 0306 OSLO (4) Benevnelse Fremgangsmåte og et flytende oppdriftslegeme for å bevege gjenstander på sjøbunnen (6) Anførte publikasjoner GB 1.419.266 GB 2.330.84 A WO 03/07433 A1 (7) Sammendrag En fremgangsmåte for flytting av en gjenstand (11) som står på et sted på sjøbunnen omfatter løfting av gjenstanden opp fra sjøbunnen ved hjelp av løftemidler i form av wirejekker og kabelstrengbunter () som befinner seg på et flytende oppdriftslegeme (8), til et nivå over sjøbunnen for påfølgende transport ved neddykket tauing med gjenstanden opphengt under nevnte legeme (8) til et andre sted, hvor gjenstanden (11) senkes og anbringes på sjøbunnen, hvor midler er anordnet for i det minste noen last- eller bevegelseskompensasjon mellom gjenstanden (11) og det flytende oppdriftslegemet. I det minste en slank bøye benyttes som flytende oppdriftslegeme, hvilken bøye fortrinnsvis omfatter et sylindrisk parti som har en høyde som er minst dobbelt så stor som dens diameter. Wirejekkene (12) kan være anbrakt på toppen av en rekke vertikale, fjærende montasjer (1) laget av elastiske, fleksible materialer (2) så som gummi, elastomerer, polyuretan eller tilsvarende, hvor last-defleksjonskurven for de fjærende montasjer er spesifisert for å holde strekket i kabelstrengbuntene () og den vertikale bevegelse av gjenstanden innenfor definerte grenser og under passende kontroll.
1 Oppfinnelsens område Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et flytende oppdriftslegeme for å bevege gjenstander på sjøbunnen, spesielt i forbindelse med bevegelse av gjenstander som utgjør en del av infrastrukturen på olje- og gassfelt. 10 Vanlige fjerningsmetoder for bruk offshore er vanligvis basert på løfting av en gjenstand eller konstruksjon fra sjøbunnen offshore ved hjelp av et kranfartøy og transport av konstruksjonen til et innenskjærs sted på dekket av det samme fartøy eller en transportlekter. For en offshore installasjonsoperasjon på sjøbunnen blir konstruksjonen transportert fra et innenskjærs sted til feltet på dekket av et offshore kranfartøy eller en lekter, med påfølgende offshore-løft fra fartøyets dekk eller lekterdekket til sjøbunnen. Slike operasjoner stiller høye krav til krankapasitet og dekksplass og kan være meget værfølsomme operasjoner. De kan derfor oppholde meget dyre kranfartøyer i lange perioder. 1 20 Fra GB 2.330.84 A er det kjent en fremgangsmåte for transport og installasjon av en offshorekonstruksjon som består av et tårn som strekker seg opp fra en betongsokkel. Sokkelen med tårnet bygges i en tørrdokk, hvorpå tørrdokken fylles med vann og en lekter fløtes inn over sokkelen og festes til denne ved hjelp av vaierjekker. Denne enhet fløtes til installasjonsstedet, hvor sokkelen senkes ned til sjøbunnen med hjelp av vaierjekkene. Denne fremgangsmåten kan bare benyttes i grunne farvann og relativt stille vær da lekterens store vannlinjetverrsnitt gjør at den lett påvirkes av bølgebevegelser. 2 GB 1.419.266 foreslår en fremgangsmåte for transport og installasjon av en neddykket konstruksjon som er opphengt i kabler under en skjematisk vist semi-submersible forsynt med vinsjer for kablene. Slike kabelvinsjer er relativt tunge og dyre for en gitt løftekapasitet, og selve fartøyet må være et bemannet sådant fordi et graveverktøy skal kunne driftes fra fartøyet. Dette har ført til foreliggende oppfinnelse, som innbefatter det prinsipp å "flytte en gjenstand på sjøbunnen ved å løfte den fra sjøbunnen, taue den i neddykket tilstand og senke den på sjøbunnen fra en bøye". Oppfinnelsen er definert i de selvstendige krav. 30 Som løftemidler kan bøyen forsynes med en eller flere vaierjekker, som benytter sett av kabelstrengbunter som festes til en gjenstand som befinner seg på sjøbunnen under bøyen. For å ha et minimum av vertikal bevegelse og mer eller mindre konstant kraft som virker på festepunktene på gjenstanden, kan løftemidlene være montert på en rekke
2 vertikalt fjærende montasjer laget av elastiske, fleksible materialer egnet for formålet. Slike materialer kan være gummi, elastomerer, polyuretan eller tilsvarende, som virker som støtdempere og lastkompensatorer når bøyen beveger seg opp og ned i bølgene. Ved å spesifisere en passende last-defleksjonskurve for de fjærende montasjer kan den vertikale bevegelse og strekket i kabelstrengbuntene holdes under kontroll under løftingen, tauingen og senkingen av gjenstanden. For å beskytte strengbuntene mot slitasje, spesielt under taueoperasjonen, kan en kraftig kjetting settes inn i den nedre del av strengbunten. 10 1 20 For å kunne benytte de fjærende montasjer for forskjellige gjenstander med forskjellig vekt og på forskjellige vanndyp og miljøtilstander, kan et fibertau, typisk fremstilt av polyester, forbindes med den nedre del av kabelstrengbuntene eller kjettingene og ha en tykkelse og lengde som gjør det egnet til å kompensere for eventuelle ufullkommenheter i last-defleksjonen av de fjærende montasjer. Polyester har typisk 14 % forlengelse ved brudd, mens stål til sammenligning har mindre enn 1 %. Belastning av polyester til 30 % av midlere bruddlast gir omtrent 4, % forlengelse av tauet, hvilket betyr at et 0 m langt polyestertau vil strekke seg omtrent 2 m. Denne egenskap kan derfor benyttes til å øke eller justere last-defleksjonskarakteristikken av løftesystemet slik det måtte være nødvendig. Med en slaglengde på 1-2 m på den fjærende montasje kan den totale slaglengde av det kombinerte løftesystem innbefattende polyesterdelen være 3-4 m, for derved å tillate løfting eller senking av en tung konstruksjon i relativt store bølger uten overbelastning. Kort beskrivelse av tegningene Foreliggende oppfinnelse skal beskrives i det følgende under henvisning til de vedføyde tegninger, som illustrerer en foretrukket utførelse, hvor: 2 30 Figur 1 er et tverrsnitt av en lastkompensert løfteenhet bestående av en fjærende montasje som virker som kompensator og er anbrakt på et fagverk på toppen av en bøye, med en strengbunt fra vaierjekken ført gjennom sentrum av den fjærende montasje for forbindelse med gjenstanden som skal løftes eller senkes. Den ubelastede strengbunt føres fra toppen av vaierjekken til et lager. Lageret kan være et lagerrom inne i bøyen eller en spole, for eksempel som vist i EP-A-127610. Figur 2 er et tverrsnitt av en topp av bøyen og viser flere lastkompenserte løfteenheter av vaierjekktypen med flere fjærende montasjer, typisk i et antall av to eller fire, hvor hver vaierjekk er montert på toppen av den fjærende montasjeenhet. Deres lastbærende
sett av strengbunter er ført gjennom sentrum av enheten for forbindelse med gjenstanden, og de ubelastede bunter føres fra toppen av jekkene til lagringsinnretningene. 3 Figur 3 viser en foretrukket utførelse av en lastkompenserende løfteenhet i form av fjærende montasjer med vaierjekker. Disse er plassert på en bøye som er forsynt med ballasttanker og ballastsystem, for derved å tillate bøyen å bli stilt rett opp og ned og belastet og avlastet ved deballastering og ballasteringsoperasjoner. 10 Figur 4 viser en foretrukket utførelse av en flerhet av lastkompenserte løfteenheter bestående av fjærende montasjer med tilhørende vaierjekker plassert på en flerhet av sammenkoblede bøyer av den typen som er vist på figur 3. De er forsynt med ballasttanker og ballastsystemer, som gjør det mulig å bringe dem i opprettstående stilling og belaste og avlaste dem ved deballasterings- og ballasteringsoperasjoner. Figur er et grunnriss som viser hvorledes bøyene på figur 4 holdes på plass under løfting eller senking. 1 20 Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelse Figur 1 viser en lastkompensert løfteenhet 17 sammensatt av en vaierjekk 12 og en fjærende montasjeenhet 1 som består av en stempel-sylinderanordning 18 som utfører en slagbevegelse når den utsettes for en ekstern belastning, og som virker på en stabel av elastisk, fleksibelt materiale 2, og således virker som en lastkompensator eller fjær konstruert med en last-defleksjonskurve bestemt av de dynamiske belastninger som bevirkes av bøyebevegelsen på den løftede gjenstand og som bevirkes av miljøbetingelsene under løfting, tauing og senking. 2 30 Figuren som viser løfteenheten angir også omrisset av vaierjekken 12 som er anbrakt på toppen av den fjærende montasjeenhet 1 og består av en indre sentral hydraulisk stempel- og sylinderanordning 3 med et øvre og et nedre ankerhode 4, som griper og frigjør de enkelte kabelstrenger ved hjelp av en hydraulisk kilemekanisme som følger bevegelsen av det sentrale stempel ved dettes utstrekning eller tilbaketrekking, på samme måte som benyttes når man beveger hånd over hånd ved heving av en last ved hjelp av et tau manuelt. Kabelstrengbunten er bygget opp av flere enkle strengvaiere, som hver består av et antall tvunnede ståltråder. Bunten kan være lagret på spoler, i et lagerrom i bøyen eller på bøyens dekk. Figur 1 viser også den komplette lastkompenserte enhet 17 som hviler på en fagverkskonstruksjon 13 som kan være konstruert for å fordele lasten på bøyen.
4 Figur 2 viser et tverrsnitt av en flerhet av lastkompenserte løfteenheter 17 plassert på et fagverk 13 på toppen av en bøye 8, typisk i et antall av to eller fire, med et nødvendig antall vaierjekker 12 montert på et felles bord 19 og hvilende på toppen av stempel- sylinderanordninger 18 som del av de fjærende montasjeenheter 1 som virker som lastkompensatorer, hvor deres lastbærende sett av strengbunter er ført gjennom sentrum av eller mellom de bærende montasjeenheter og videre gjennom bøyen 8, for forbindelse med gjenstanden 11 som skal løftes, og hvor de avlastede bunter føres fra vaierjekkene til lagring på spoler eller i lagringsrom 14 i bøyen. 10 1 20 2 30 Figur 3 viser en lastkompensert løfteenhet 17 med vaierjekker 12 og en lastkompensator av den fjærende montasjetype 1 plassert på toppen av en bøye 8. Bøyen er forsynt med et antall ballasttanker 20 og et tilhørende ballastsystem og styreventilpaneler 22 plassert på toppen av bøyen, for derved å bringe bøyen i opprettstående stilling og tillate den å bli belastet og avlastet ved deballasterings- og ballasteringsoperasjoner under en løfteeller senkningsoperasjon av gjenstanden 11. De avlastede strengbunter stroppes sammen for hver meter før de lagres kveilet "med bunnen opp" i et sirkulært lagerrom 14 inne i bøyen. Den belastede del av strengbunten løper i bøyens skrog ut gjennom en føring 26 ved bøyens bunn for forbindelse med gjenstanden 11 som skal løftes. Den del av bunten som løper ut gjennom skroget under en taueoperasjon kan erstattes med en kraftig kjetting for å unngå uheldig slitasje på bunten. Løfting av en gjenstand fra sjøbunnen kan gjøres ved en kombinert operasjon med heising ved hjelp av vaierjekken og deballastering av bøyen. Deballasteringen oppnås ved å tilføre trykkluft til tankene 20 gjennom fordelingsmanifolden i 22. Installasjon av en gjenstand på sjøbunnen kan utføres ved en kombinert operasjon ved senkning ved hjelp av vaierjekken og ballastering av bøyen. Ballasteringen utføres ved å åpne ballaststyreventiler mot sjøen fra styrepanelene i 22, eller fra det operasjonsstyrende fartøy 21. Ved løfte- og senkeoperasjoner holdes bøyen på plass ved hjelp av en taubåt og et ankerhåndteringsfartøy, idet sistnevnte også virker som operasjonsstyrende fartøy. Sistnevnte vil også tilføre nødvendig trykkluft, hydraulisk kraft og styring til bøyen gjennom en navlestrengforbindelse. Når gjenstanden er blitt løftet og opphengt i bøyen, vil ankerhåndteringsfartøyet forbinde taueliner med gjenstanden og bøyen for tauing til et nytt sted. 3 Figur 4 viser fire bøyer 8 i liket med den som er vist på figur 3, koplet sammen til en bøyeenhet 23 med fire lastkompenserte løfteenheter 17, som gjør det mulig for den å løfte, transportere og senke en ekstra stor gjenstand 11. Figuren viser at bøyeenheten 23 og gjenstanden 11 taues ved hjelp av et ankerhåndteringsfartøy 21 ved hjelp av en kombinasjon av en eller to taueliner 24, 2, mens gjenstanden 11 er opphengt i vaierjekkene 12 via strengbunter.
Figur viser en bøyeenhet 23 som holdes på plass under løfte- eller senkeoperasjonen ved hjelp av en taubåt 27 og et ankerhåndteringsfartøy 21 med dynamisk posisjoneringsutstyr. Disse er forbundet ved hjelp av vaierliner 29 til de respektive sider av bøyene. Sistnevnte fartøy tilfører nødvendig trykkluft, hydraulisk kraft og styring for operasjonen gjennom navlestrengen 28.
6 P A T E N T K R A V 10 1. Fremgangsmåte for flytting av en gjenstand (11) som står på et sted på sjøbunnen, ved å løfte gjenstanden opp fra sjøbunnen ved hjelp av løftemidler i form av vaierjekker (12) og kabelstrengbunter () anbrakt på et flytende oppdriftslegeme (8), til et nivå over sjøbunnen for påfølgende transport ved neddykket tauing med gjenstanden opphengt under legemet (8) til et andre sted, hvor gjenstanden (11) senkes og anbringes på sjøbunnen, idet midler er anordnet for i det minste noen last- eller bevegelseskompensasjon mellom gjenstanden (11) og det flytende oppdriftslegeme, k a r a k t e r i s e r t v e d a t i det minste en slank bøye (8) benyttes som det flytende oppdriftslegemet, hvilken bøye fortrinnsvis omfatter et sylindrisk parti som har en høyde som er minst dobbelt så stor som dens diameter. 1 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor vaierjekkene (12) er montert på toppen av en rekke vertikale, fjærende montasjer (1) laget av elastiske, fleksible materialer (2) så som gummi, elastomerer, polyuretan eller tilsvarende, hvor last-defleksjonskurven for de fjærende montasjer er spesifiserte slik at strekket i kabelstrengbuntene () og den vertikale bevegelse av gjenstanden holdes innenfor definerte grenser og under passende kontroll. 20 2 30 3. Fremgangsmåte for flytting av en gjenstand (11) som står på et sted på sjøbunnen, ved løfting av gjenstanden opp fra sjøbunnen ved hjelp av løftemidler i form av vaierjekker og kabelstrengbunter () som befinner seg på et flytende oppdriftslegeme (8), til et nivå over sjøbunnen for påfølgende transport ved neddykket tauing med gjenstanden opphengt under nevnte legeme (8) til et andre sted, hvor gjenstanden (11) senkes og anbringes på sjøbunnen, idet midler er anordnet for i det minste noen belastnings- eller bevegelseskompensasjon mellom gjenstanden (11) og det flytende oppdriftslegemet, k a r a k t e r i s e r t v e d a t vaierjekkene (12) er montert på toppen av en rekke vertikale fjærende montasjer (1) laget av elastiske, fleksible materialer (2) så som gummi, elastomerer, polyuretan eller tilsvarende, hvor last-defleksjonskurven for de fjærende montasjer er spesifiserte for å holde strekket i kabelstrengbuntene () og den vertikale bevegelse av gjenstanden innenfor definerte grenser og under passende kontroll, hvilke fjærende montasjer (1) er forsynt med et sentralt hull gjennom hvilket strengbuntene () passerer. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor i det minste én slank bøye (8) benyttes som det flytende oppdriftslegemet.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor oppdriftslegemet (8) holdes på plass under løftingen eller senkningen av gjenstanden ved hjelp av et ankerhåndteringsfartøy (21) som er utrustet for dynamisk posisjonering og som er forbundet med den ene siden av bøyen i kombinasjon med en taubåt som er forbundet med den motsatte side. 6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor strengbuntene lagres nede i skroget av oppdriftslegemet (8) i et sirkulært buntlager (14), idet buntene stroppes sammen ved forutbestemte intervaller før de kveiles i lageret. 10 1 7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 2-4, hvor et parti syntetisk fibertau forbindes mellom den nedre ende av kabelstrengbunten () og gjenstanden for å medvirke til last- eller bevegelseskompenseringseffekten av de fjærende montasjer (1), hvor lengden av nevnte parti bestemmes for å justere last-defleksjonskarakteristikken av nevnte midler i forhold til forskjellige operasjonsbetingelser. 8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det for å beskytte strengbuntene mot slitasje under senkning blir benyttet en kraftig kjetting til å erstatte den nedre del av strengbuntene () som ellers ville være opphengt mellom oppdriftslegemet og gjenstanden (11). 20 9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor fire slanke bøyer (8) som danner et kvadratisk arrangement (23) benyttes som nevnte flytende oppdriftslegeme. 2 30 10. Flytende oppdriftslegeme for utføring av fremgangsmåten i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, omfattende en hovedsakelig sylinderisk bøye (8) k a r a k t e r i s e r t v e d a t den hovedsakelig sylindriske bøye (8), har en høyde som er minst dobbelt så stor som dens diameter, hvor bøyens topparti er forsynt med i det minste én vaierjekk (3), og hvor bøyen videre er forsynt med en langsgående passasje for kabelstrengbunten () av vaierjekken og fortrinnsvis med ballasterings- og deballasteringsmidler som er egnet for å bringe bøyen fra en horisontal transportstilling til en vertikal arbeidsstilling.