Unterwasser-Unterbausystem und seine Installation in grossen Tiefen, fuer selbsthebende Plattformen im Meer

Abstract

 Unterwasser-Unterbausystem und seine Installation im großen Tiefen für selbsthebende Plattformen im Meer, bestehend aus drei oder mehr Hauptträgern (2) aus Rohrstruktur, die ständig vollkommen unter Wasser bleiben und mit ihren unteren Enden je auf einem im Meeresboden mittels Pfähle (4) verankerten Tragrahmen (1) aufgesetzt sind und mit ihren oberen Enden mittels eines Verbindungsrahmens (3) über Doppelscharniere (6, 7) miteinander verbunden sind, wobei die Beine (9, 10) der selbsttragenden Plattform (11) auf dem Unterbau vorzugsweise über ein floßartiges Gebilde (8) aufgesetzt sind, das ebenfalls mittels Scharniere (5) mit den oberen Enden der Hauptträger verbunden ist.
Die Verbindung der unteren Enden der Hauptträger (2) mit dem jeweiligen Tragrahmen (1) erfolgt vorzugsweise über ein Kardangelenk {13).
Für die Installation und auch für die Stabilität des installierten Unterbaues enthalten die unteren Enden der Hauptträger Ballastmaterial (14) und die oberen Enden derselben Auftriebsmaterial (15).
Die aus einer Rohrstruktur bestehenden Hauptträger (2) eignen sich für die Bildung von Lagerungsbehältern z.B. für Rohöl.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Während für Wassertiefen bis 250-300 m im allge= meinen fixe Unterbaustrukturen bekannt sind, die entweder mittels Pfählen im Meeresboden befestigt sind, oder mit Schwerkraft darauf aufgesetzt sind, werden bislang für grössere Tiefen meist schwimmen= de oder halbschwimmende Tragstrukturen verwendet. Diese sind der Wirkung von Wind, Wellen und Strö= mungen ausgesetzt, weshalb die Verbindungen mit den fixen Strukturen, wie Bohrlochköpfe, Olleitun= gen, usw. in flexibler Form ausgeführt sein müs= sen, wozu komplizierte Kupplungen erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung

[0002] Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf= fung eines Unterwasser-Unterbausystem, das auch für grössere Tiefen die Installation eines fixen, stabilen, im Meeresboden verankerten, ständig unter Wasser bleibenden Unterbaues gestattet und keinerlei Beanspruchung durch Wind und Wellen ausgesetzt ist.

Gegenstand der Erfindung

[0003] Die Erfindung betrifft ein Unterwasser-Unterbau= system und seine Installation in grossen Tiefen für selbsthebende Plattformen im Meer, das aus drei oder mehr Hauptträgern besteht die ständig unterwasser bleiben und mit ihren unteren Enden je auf einem im Meeresboden mittels Pfähle ver= ankerten Tragrahmen schwingbar aufgesetzt sind und mit ihren oberen Enden mittels eines Verbin= dungsrahmens über Doppelscharniere miteinander verbunden sind, wobei die Beine der selbsttragen= den Plattform, oder einer Zwischenstruktur, auf dem Unterbausystem vorzugsweise über ein flossarti= ges Gebilde aufgesetzt sind, das ebenfalls mittels Scharniere mit den oberen Enden der Hauptträger verbunden ist.

[0004] Die Verbindung der unteren Enden der Hauptträger mit dem jeweiligen Tragrahmen erfolgt vorzugsweise über ein Kardangelenk.

[0005] Für die Installation und auch für die Stabilität des installierten Unterbaues enthalten die Hauptträ= ger in ihren unteren Enden Ballastmaterial und in ihren oberen Enden Auftriebsmaterial.

[0006] Für die Installation- sind ferner Seilwinden mit Seilen auf den einzelnen miteinander zu verbin= denden Teilen des Systems vorgesehen.

[0007] Die aus einer Rohrstruktur bestehenden Haupttrager eignen sich für die Bildung von Lagerungsbe= hältern, z.B. für Rohöl.

Beschreibung einer Ausführungsform des Erfindungs= gegenstandes mit Bezug auf die Zeichnungen

[0008] In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines kowpletten Systems mit durch Pfähle (4) im Meeresboden veran= kerten Tragrahmen (1) für die Hauptträger (2) des Unterbaues,mit fakultativer Zwi= schenstruktur (9) und mit selbsthebender Plattform (11);

Fig. 2 die um 90° gegenüber der Fig. 1 verdrehte Seitenansicht des gleichen Systems;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Unterbausystem nach den Figuren 1 und 2;

Figuren 4 bis 14 Installationsschritte des erfin= dungsgemässen Unterbausystems;

Fig. 15 eine abgeänderte Form des Aufsetzens der Hauptträger auf den Tragrahmen des Unterbau= systems.

[0009] Dar in den Figuren 1 und 2 dargestellte komplette System besteht aus der, an sich bekannten, selbsthe= benden Plattform 11, deren Beine 10 mit den Beinen 9 einer fakultativen Zwischenstruktur verbunden sind, die auf einen flossartigen Gebilde 8 aufgesetzt ist, welches seinerseits mittels Doppelscharniere 5 mit den oberen Enden der im gezeigten Beispiel fünf Haupt= träger 2 des erfindungsgemässen Unterbausystems ver= bunden sind. Die unteren Enden der Hauptträger 2 sind mittels eines Kardangelenks 13 je mit einem Tr^pgrah= ren 1 verbunden, der mittels Pfähle 4 im Meeresboden verankert ist. Die oberen Enden der Hauptträger 2 sind mittels eines horizontalen Verbindungsrabmens 3 über Doppelscharniere 6, 7 miteinander verbunden.

[0010] Im gezeigten Beispiel ist für den Meeresboden eine Tiefe von 650 m unter Wasserspiegel ange= nommen, während die Plattform 11 sich 39 m über dem Wasserspiegel befindet. Das erfindungsgemäs= se Unterbausystem ist ständig vollkommen unter= wasser und unterhalb des Wirkungsbereichs der Wellen, wie in Fig. 1 links oben eingezeichnet ist. Rechts neben der Fig. 1 ist eine Schnittan= sicht eines Hauptträgers gezeichnet, der mit sei= nen Abmessungen zur Bildung von Lagerungstanks für Rohöl geeignet ist.

[0011] Die unteren Enden der Hauptträger 2 enthalten Bal= lastmaterial und die oberen Enden enthalten Auf= triebsmaterial,wie in Fig. 1 mit 14 und 15 ange= deutet ist.

[0012] Die Installation des erfindungsgemässen Unterbau= systems ist nachstehend mit Bezug auf die Figu= ren 4 bis 14 beschriebene Zunächst werden, laut Fig. 4, mittels eines Unterseebootes (Smg) die ge= nauen Abstände und Quoten der fünf Basispunkte A, B, C, D,E für die fünf Hauptträger ausgemessen. Dann werden mittels eines Baischiffes die Pfähle 4 mit dem Tragrahmen 1 an den ausgemessenen Basis= punkten in den Meeresboden eingetrieben, wie in Fig.5 gezeigt ist. Die Hauptträger 2 werden schwimmend über die Basispunkte gebracht und dank ihrer Ballaste 14 und Auftriebsmaterialien 15 vertikal neben den Basispunkten

auf den Meeresboden aufgestellt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Länge der einzelnen Träger 2 ist durch die ausgemessenen Quoten der einzelnen Basis= punkte bestimmt, die im Beispiel, laut Fig. 1 , bis zu 200 m voneinander entfernt sind.

[0013] Im unteren Ende eines jeden Trägers 2 ist eine Seilwinde 16 mit Seil 17 angeordnet. Das freie Ende des Seils 17 wird mit Hilfe des(Smg)mit dem Tragrahmen 1 verbunden; daraufhin wird, eben= falls mit Hilfe des(Smg,) über eine Schlauchlei= tung 20 eine solche Menge des Ballastmaterials 14 abgesogen, dass der Träger 2, dank des Auf= triebsmaterials 15 in seinem oberen Ende, die in Fig. 7 gezeigte Stellung einnimmt. Nun werden von den auf dem Kardangelenk 13 angebrachten Win= den 19 die Seite 18 abgezogen und mit dem Trag= rahmen 1 verbunden - siehe Fig. 8. Durch Betä= tigung der Winden 19 -über das U-Boot (Smg)-werden die Seile 18 wieder von den Winden 19 auf= gewickelt und damit der Träger 2 abgesenkt und mit seinem Kardangelenk 13 in den Tragrahmen 1 eingesetzt - siehe Fig. 9. Dank des Auftriebs= materials 15 in dem oberen Ende bleibt der Trä= ger 2 in vertikaler Lage.

[0014] Nun wird gemäss Fig. 10 der Verbindungsrahmen 3 in Stellung gebracht und mittels Seile 22 mit den Trägern 2 verbunden, was mit Hilfe einer Taucherglocke 23, oder mit Hilfe des U-Bootes (Smg), erfolgen kann. Durch Betätigung der Win= den 21 wird der Verbindungsrahmen 3 abgesenkt und dabei werden die Träger 2 soweit geneigt, dass die Scharnierteile 6, 7 auf dem Verbin= dungsrahmen 3 mit den entsprechenden Scharnier= teilen 6, 7 auf den Trägern 2 in Dingriff kom= men, worauf die Bolzen in die Scharniere einge= setzt werden, sodass die in Fig. 11 gezeigte Stellung entsteht.

[0015] Nun kann die selbsthebende Plattform 11, entwe= der unmittelbar, oder wie im gernigten Beispiel über eine Zwischenstruktur mit Beinen 9 und flossartigem Gebilde 8 montiert werden.

[0016] Hierzu sind auf dem Gebilde 8 finden 24 mit Seilen 25 vorgesehen, deren freie Enden mit den oberen Enden der Träger 2 verbunden werden, so= dass das Gebilde 8 durch Betätigung der Win= den 24 abgesenkt werden kann und mittels Schar= niere 5 (Fig. 1) mit den Trägern 2 verbunden werden kann - siehe Figuren 12 und 13.

[0017] Nach der so erfokgten Installation werden die Kardangelenke 13 in den Tragrahmen 1 mittels Zement vergossen - siehe Fig. 14.

[0018] Zuletzt werden das Ballastmaterial 14 und das Auftriebsmaterial 15 in den Trägern 2 in ein solches Verhältnis gebracht, dass die Träger 2 unter Eigenspannung stehen und jeder Träger 2 mit seinem Kardangelenk 13 im Gleichgewicht auf dem Tragrahmen 1 steht.

[0019] Die Fig. 15 zeigt eine abgeänderte Lagerung der Träger 2 auf dem Tragrahmen 1, wobei anstel= le des Kardangelenkes ein Aufsetzen der Träger 2 mit Schwerkraft auf dem Tragrahmen 1, bei entsprechender halbkugelförmiger Formgebung 13, vorgesehen ist.

[0020] Für noch grössere Tiefen als in Fig. 1 beispiels= weise angegeben ist, kann der erfindungsgemäs= se Unterbau auch verdoppelt werden, in dem zwei derartige Unterbausysteme übereinandergesetzt werden, wobei das untere Ende des unteren Systems wie gezeigt ausgeführt ist und das obere System auf das untere mittels eines flossartigen Ge= bildes 8 - wie in Fig. 1 - aufgesetzt werden kann,

[0021] Es ist auch möglich, gemäss einer weiteren Aus= führungsform, zwischen den oberen und den unte= ren Enden des Unterbausystems horizontale Ver= bindungsbalken vorzusehen, die mit den Trägern 2 über Doppelscharniere 6, 7 verbunden werden.

Ansprüche

1.) Unterwasser-Unterbausystem, geeignet für grosse Tiefen, für eine selbsthebende Plattform und seine Installation im Meer, dadurch gekenn= zeichnet, dass das System aus mindestens drei Hauptträgern (2) besteht, deren untere Enden je auf einem im Meeresboden mittels Pfähle (4) ver= ankerte Tragrahmen (1) schwingbar aufgesetzt sind und deren obere Enden mittels eines Verbin= dungsrahmen (3) über Doppelscharniere (6,7) mit= einander verbunden sind.

2.) Unterwasser-Unterbausystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selbsthebende Plattform (11), unmittelbar, oder über eine Zwi= schenstruktur (9), mittels eines flossartigen Ge= bildes (8) mit den oberen Enden des Unterbau= systems über Scharniere (5) verbunden ist.

3.) Unterwasser-Unterbausystem, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Hauptträger (2) mit dem jeweiligen Tragrah= men (1) mittels eines Kardangelenkes (13) ver= bunden sind.

4.) System nach den Ansprüchen 1 und 3, da= durch gekennzeichnet, dass die Hauptträger (2) in ihren unteren Enden Ballastmaterial (14) und in ihren oberen Enden Auftriebsmaterial (15) enthalten.

5.) System nach den Ansprüchen 1 bis 4, da= durch gekennzeichnet, dass jeder Hauptträger (2) nahe dem unteren Ende eine Seilwinde ( 16) mit Seil (17) enthält, wobei das freie Ende des Seils, zur Installation, von der Winde abge= wickelt, mit dem Tragrahmen (1) verbunden, und dann wieder aufgewickelt wird.

6.) System nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem am unteren Ende des Hauptträgers (2) angebrachten Kardangelenk (13) zwei Winden (19) mit Seilen (18) vorge= sehen sind, deren freie Enden, zur Installati= on, abgewickelt, mit dem Tragrahmen (1) verbun= den und dann wieder aufgewickelt werden.

7.) System nach den Ansprüchen 1 bis 6, da= durch gekennzeichnet,dass im Verbindungsrah= men (3) Seilwinden (21) mit Seilen (22) vorge= sehen sind, deren freie Enden zur Installation, abgewickelt, mit den oberen Enden der Hauptträ= ger (2) verbunden und dann wieder aufgewickelt werden.

8.) System nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgtem Aufsetzen des Kardangelenkes (13) auf den Tragrahmen (1), dieser mit Zement ausgegossen wird.

9.) System nach den Ansprüchen 1 bis 8, da= durch gekennzeichnet, dass die Hauptträger (2) mittels eines halbkugelförmigen Teils ( 13) (Fig.15) in einem entsprechend geformten Trag= rahmen (1) eingesetzt werden.

10.) System nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptträger (2) mittels horizontaler Verbindungsbalken zwischen den obe= ren und unteren Enden der Träger (2) miteinan= der verbunden warden.

11.) System nach den Ansprüchen 1 bis 10, da= durch gekennzeichnet, dass zwei erfindungsgemäs= se Unterbausysteme übereinander angeordnet sind.

Zeichnung