NO346928B1

NO346928B1 - Floating and submersible platform

Info

Publication number: NO346928B1
Application number: NO20141238A
Authority: NO
Inventors: Jan Wigaard
Original assignee: Aibel As
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2023-03-06
Also published as: NO20141238A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en flytende og nedsenkbar plattform, utviklet til bruk som koblingsstasjon til havs for havvindparker og som også kan brukes i olje- og gassutvinning, av typen som omfatter nedre pongtonger, arrangert flere separat eller som sammenhengende, f.eks. i ring, og minst tre søyler som i sine nedre ender er anordnet til pongtongene og som i sine øvre ender er anordnet til å bære en plattformdekkonstruksjon. The present invention relates to a floating and submersible platform, developed for use as a connection station at sea for offshore wind farms and which can also be used in oil and gas extraction, of the type comprising lower pontoons, arranged several separately or as connected, e.g. in a ring, and at least three columns which are arranged at their lower ends for the pontoons and which are arranged at their upper ends to support a platform deck construction.

Oppfinnelsen er løsningen, proporsjonene og teknikken som muliggjør ideen om en selvinstallerende tyngdebasert plattform på grunt og mellomdypt vann og som gjør den realiserbar i den foreliggende form. At den er realiserbar er bevist gjennom omfattende beregninger, simuleringer og modellforsøk og ved ekstern verifikasjon i et pågående realiseringsprosjekt. The invention is the solution, the proportions and the technique that enable the idea of a self-installing gravity-based platform in shallow and medium-deep water and that makes it realizable in the present form. That it is realizable has been proven through extensive calculations, simulations and model tests and by external verification in an ongoing realization project.

Den flytende og nedsenkbare plattformen er såkalt ”selvinnstallerende” og har blitt utviklet fortrinnsvis for vanndybder fra omkring 15 meter til 60 meter. The floating and submersible platform is so-called "self-installing" and has been developed preferably for water depths from around 15 meters to 60 meters.

Plattformkonseptet er utviklet for høyspenningslikeretter understasjoner (engelsk HV-DC substations) for offshoreindustrien, men er også anvendelig for andre typer av offshoreplattformer uavhengig av funksjonen, for eksempel for olje- og gassutvinning og produksjon. The platform concept has been developed for high-voltage rectifier substations (English HV-DC substations) for the offshore industry, but is also applicable to other types of offshore platforms regardless of function, for example for oil and gas extraction and production.

Plattformkonseptet er en tyngdekraft basert konstruksjon (gravity base structure (GBS)) under drift, og selvflytende i temporære faser. The platform concept is a gravity base structure (GBS) during operation, and self-floating in temporary phases.

Kjente og utprøvete fremgangsmåter og elementer har blitt kombinert til et nytt konsept for å komme frem til en teknisk og økonomisk sikker og konkurransedyktig løsning for en rekke av funksjonelle krav som er beskrevet nedenfor. Oppfinnelsen er videre en fullstendig kombinasjon av proporsjonene til plattformkonstruksjonen, den nye måten å sikre kontinuitet mellom søyler og plattformdekkonstruksjon (top side) uten å begrense arrangementet av top side og de tekniske løsningene av nøkkelelementer som er ytterligere beskrevet. Known and tested methods and elements have been combined into a new concept to arrive at a technically and economically safe and competitive solution for a number of functional requirements described below. The invention is further a complete combination of the proportions of the platform construction, the new way of ensuring continuity between columns and platform deck construction (top side) without limiting the arrangement of the top side and the technical solutions of key elements which are further described.

Tidligere kjent teknikk innen området for foreliggende oppfinnelse er selvflytende enheter slik som oppjekkbare plattformer, som er selvflytende med ben som kan senkes ned til sjøbunnen og så benyttes for å jekke opp plattformdekket ut av vannet og fri fra bølger. Previously known technology in the area of the present invention are self-floating units such as jack-up platforms, which are self-floating with legs that can be lowered to the seabed and then used to jack up the platform deck out of the water and free from waves.

Andre eksempler på kjent teknikk er ”gravity base structures” (GBS) som er selvflytende med påmonterte topsides. Slike plattformer har normalt vært benyttet som faste installasjoner på dypt vann. Other examples of known technology are "gravity base structures" (GBS) which are self-floating with attached topsides. Such platforms have normally been used as fixed installations in deep water.

Andre konstruksjoner er flytere med typisk to pongtongs borerigger og typiske halvt nedsenkbare ringpongtongsproduksjons plattformer. Slike plattformer har søyler og pongtonger, men er dimensjonert for å være optimale som flytende konstruksjoner under drift og således med et forhold mellom volum av søyler og volum av pongtonger som optimaliserer dette. Slike halvt neddykkbare plattformer (engelsk semi submersible) har typisk et forhold mellom pongtongvolum og søylevolum i området 2,4-3,5 som også kan strekke seg opp til over 5. Other structures are floaters with typically two pontoon drilling rigs and typical semi-submersible ring pontoon production platforms. Such platforms have columns and pontoons, but are dimensioned to be optimal as floating structures during operation and thus with a ratio between volume of columns and volume of pontoons that optimizes this. Such semi-submersible platforms typically have a ratio between pontoon volume and column volume in the range of 2.4-3.5, which can also extend up to over 5.

Flytende konstruksjoner må ha egenperioder over bølgeperiodene med betydelig energi for å ikke komme i resonans med bølgene. En GBS med lite fotavtrykk bør ha så små pongtonger som mulig for å minimere bølgekrefter og være i stand til å oppnå geoteknisk stabilitet. Floating structures must have eigenperiods above the wave periods with significant energy in order not to resonate with the waves. A small footprint GBS should have pontoons as small as possible to minimize wave forces and be able to achieve geotechnical stability.

US 4576518 A omhandler en plattform for bruk i kombinasjon med et fundament som kan festes til havbunnen for å tilveiebringe et fast eller bevegelig marint struktursystem for bruk på utvalgte offshore-lokasjoner. Plattformen er i stand til vekselvis å eksistere i en fast modus hvor plattformen er løsbart koblet til fundamentet, og en flytende modus hvor plattformen er koblet fra fundamentet. Plattformen omfatter et arbeidsdekk og en støttestruktur som inkluderer oppdriftsjusteringsmidler og sikringsmidler. Oppdriftsjusteringsinnretningen omfatter fortrinnsvis ballastjusteringsmidler. US 4576518 A relates to a platform for use in combination with a foundation which can be attached to the seabed to provide a fixed or movable marine structural system for use in selected offshore locations. The platform is capable of alternately existing in a fixed mode where the platform is releasably connected to the foundation, and a floating mode where the platform is disconnected from the foundation. The platform comprises a working deck and a support structure which includes buoyancy adjustment means and securing means. The buoyancy adjustment device preferably comprises ballast adjustment means.

US 4695197 A omhandler en flyttbar offshoreplattform for petroleumsboring og produksjonsoperasjoner beregnet for utplassering i farvann med alvorlige værog isfjellforhold. Strukturen holdes normalt nede av tyngdekraften, men under deballasteringsprosedyren brukes et nedholdingssystem for å holde plattformen på havbunnen frem til plattformen skal flyttes. Plattformen operer på prinsippet om hydrostatikk. US 4695197 A relates to a movable offshore platform for petroleum drilling and production operations intended for deployment in waters with severe weather and iceberg conditions. The structure is normally held down by gravity, but during the deballast procedure a hold-down system is used to keep the platform on the seabed until the platform is to be moved. The platform operates on the principle of hydrostatics.

Målene med foreliggende oppfinnelse kan således oppsummeres som følgende: The aims of the present invention can thus be summarized as follows:

- ingen ytterligere sikring av fundamentering, i likhet med peling eller forankring, er nødvendig - no further securing of the foundation, such as piling or anchoring, is necessary

- selvinstallerende, det vil si uten bruk av spesielle fartøy eller utstyr, i sjøtilstand betyr det selvflytende. - self-installing, i.e. without the use of special vessels or equipment, in sea condition it means self-floating.

- Vær tolerant under installasjon for å minimere risiko for venting på vær - enkel fjerning ved slutten av dens levetid, - Be tolerant during installation to minimize risk of waiting for weather - easy removal at the end of its life,

- tolerant og robust under installasjon av tungt utstyr, - tolerant and robust during installation of heavy equipment,

- manøvrerbar med liten tauemotstand, - maneuverable with little towing resistance,

- kan ferdigstilles ved et verft og frakte en komplett top side til feltet, - can be completed at a shipyard and transport a complete top side to the field,

- transporterbar på typiske tungløfteskip, - transportable on typical heavy-lift ships,

- minimal bruk av fast ballast på stedet, - minimal use of solid ballast on site,

- minimalisere understruktur (substructure) når ingen lagring er påkrevet, - understruktur skaper ingen begrensning for top side arrangement, - minimize substructure when no storage is required, - substructure creates no restriction for top side arrangement,

- teknisk og økonomisk konkurransedyktig for grunne vanndyper - technically and economically competitive for shallow water depths

15-50 meter, 15-50 meters,

- minimal utvaskingseffekt, - minimal leaching effect,

- minimalt behov for sjøbunnsprepareringer, - minimal need for seabed preparations,

- minimalt/ikke behov for vedlikehold/inspirasjon av underkonstruksjon eller underkonstruksjonssystemer under operasjon, - minimal/no need for maintenance/inspiration of substructure or substructure systems during operation,

- skal kunne konstrueres ved et antall av eksisterende verft, - must be able to be constructed at a number of existing shipyards,

- fleksible hensyn til ferdigstillelsesstrategi ved konstruksjonen, og alt sammenstilt ved et verft, eller separat, - flexible consideration of the completion strategy during construction, and everything assembled at a shipyard, or separately,

- enkle og sikre og prøvede marineoperasjoner, - simple and safe and proven naval operations,

- to kammerskadekriteria for mindre risiko i prosjektet. - two chamber damage criteria for less risk in the project.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en flytende og nedsenkbar plattform ifølge det selvstendige krav 1. The objectives of the present invention are achieved by a floating and submersible platform according to independent claim 1.

Foretrukne utførelsesformer er videre utdypet i kravene 2 til og med 6. Preferred embodiments are further elaborated in claims 2 to 6 inclusive.

Den flytende og nedsenkbare plattformen ifølge oppfinnelsen skal videre forklares med henvisning til figurene, hvor The floating and submersible platform according to the invention shall be further explained with reference to the figures, where

figur 1a og 1b viser utførelsesformer av henholdsvis en typisk høyspenningstasjonsutforming (HV-DC substation) og en GBS med dobbel pongtong eller med ringpongtong, figures 1a and 1b show embodiments of a typical high-voltage substation design (HV-DC substation) and a GBS with a double pontoon or with a ring pontoon, respectively,

figur 2a og 2b viser alternative utforminger og konfigurasjoner som benytter prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse, figures 2a and 2b show alternative designs and configurations that use the principles according to the present invention,

figur 3a, 3b og 3c viser egenperioder for tidligere kjente plattformkonstruksjoner (dvs. kjent teknikk) i de forskjellige faser henholdsvis flytende på pongtonger, flytende med pongtongene dykket på vei ned og pongtongene nær bunnen, figur 4a, 4b og 4c viser egenperioder for plattformkonstruksjonen i de forskjellige faser henholdsvis flytende på pongtonger, flytende med pongtongene dykket på vei ned og pongtongene nær bunnen, figures 3a, 3b and 3c show eigenperiods for previously known platform constructions (i.e. prior art) in the different phases respectively floating on pontoons, floating with the pontoons submerged on the way down and the pontoons near the bottom, figures 4a, 4b and 4c show eigenperiods for the platform construction in the different phases respectively floating on pontoons, floating with the pontoons submerged on the way down and the pontoons near the bottom,

figur 5 viser en utførelse av plattformen i en fase hvor plattformdekkonstruksjonen er transportert på en lekter som flytes inn mellom søylene for montering av plattformdekkonstruksjonen til søylene, figure 5 shows an embodiment of the platform in a phase where the platform deck construction is transported on a barge that is floated in between the columns for mounting the platform deck construction to the columns,

figur 6a og 6b viser plattformen under transport på et tungløftefartøy, figurer 7a, 7b og 7c viser et forenklet vannballastsystem ifølge foreliggende oppfinnelse, figures 6a and 6b show the platform during transport on a heavy-lift vessel, figures 7a, 7b and 7c show a simplified water ballast system according to the present invention,

figurer 8a og 8b viser et forenklet ballast og fjerningssystem for fast ballast ifølge foreliggende oppfinnelse, figures 8a and 8b show a simplified ballast and solid ballast removal system according to the present invention,

figur 9a, 9b, 9c og 9d viser trinnvis et eksempel på prinsipper for fundamentering av plattformen, figures 9a, 9b, 9c and 9d show step by step an example of principles for foundation of the platform,

figurer 10a, 10b og 10c viser et eksempel på hvorledes plattformene kan manøvreres og installeres ved bruk av kun taubåter, figures 10a, 10b and 10c show an example of how the platforms can be maneuvered and installed using only tugboats,

figur 11a, 11b, 11c og 11d viser hydrostatisk uskadet og skadet stabilitet i alle faser og alle dypganger med full plattformdekksvekt, figures 11a, 11b, 11c and 11d show hydrostatic undamaged and damaged stability in all phases and all drafts with full platform deck weight,

figur 12 viser bokstopper på utsiden av plattformdekkets hovedboks, og figur 13 viser en tabell over strukturelle volumforhold for foreliggende plattform og kjente plattformer. figure 12 shows box tops on the outside of the platform deck's main box, and figure 13 shows a table of structural volume ratios for the present platform and known platforms.

Med henvisning til figurene er en flytende og nedsenkbar plattform 1 vist. Plattformen 1 omfatter nedre pongtonger arrangert separat eller sammenhengende f.eks. i ring 5 og minst 3 søyler 10 som i sine nedre endeområder er anordnet til pongtongene 5 og i sine øvre endeområder er anordnet til en plattformdekkonstruksjon 15. Et forhold mellom volum av pongtongene 5 og volum av søyler 10 er for de viste utførelser av plattformen 1 i området 0,8-1,5. Resultatet av dette volumforholdet kan sees i figur 3a, 3b og 3c og figurer 4a, 4b og 4c som henholdsvis viser hivbevegelse- overføringsfunksjoner for kjente flytende produksjons og borerigg semiplattformer og foreliggende plattformkonsept. Figurene viser at det er en klar forskjell i de flytende bevegelseskarakteristikker mellom eksisterende semier og plattformen ifølge foreliggende oppfinnelse. Det vises i denne forbindelse videre til tabell 13 som viser forholdene mellom volum av pongtonger og volum av søyler for fem forskjellige versjoner av foreliggende plattformkonsept (det vil si de første fem øverst i tabellen), og sammenlignet med seks kjente flytende semikonstruksjoner (det vis si de seks nederste i tabellen). Volumforholdet av pongtong/søyler varierer fra 0,83 til 1,38 for foreliggende plattformkonsepter mens volumforholdet for de kjente konstruksjoner varierer fra 2,45 til 5,55. With reference to the figures, a floating and submersible platform 1 is shown. The platform 1 comprises lower pontoons arranged separately or connected, e.g. in ring 5 and at least 3 columns 10 which in their lower end areas are arranged for the pontoons 5 and in their upper end areas are arranged for a platform deck structure 15. A ratio between volume of the pontoons 5 and volume of columns 10 is for the shown designs of the platform 1 in the range 0.8-1.5. The result of this volume ratio can be seen in figures 3a, 3b and 3c and figures 4a, 4b and 4c which respectively show heave movement transfer functions for known floating production and drilling rig semi-platforms and the present platform concept. The figures show that there is a clear difference in the fluid movement characteristics between existing semis and the platform according to the present invention. In this connection, reference is made to table 13, which shows the relationships between volume of pontoons and volume of columns for five different versions of the present platform concept (that is, the first five at the top of the table), and compared to six known floating semi-structures (that is, the bottom six in the table). The volume ratio of pontoon/pillars varies from 0.83 to 1.38 for present platform concepts, while the volume ratio for the known constructions varies from 2.45 to 5.55.

Plattformdekkonstruksjonen 15 er videre anordnet med en ytre boksstopper 20 i plattformdekkonstruksjonens nedre område for innfesting mellom søyler 10 hvorved kontinuitet mellom søyler 10 og plattformdekkonstruksjonen 15 er sikret. The platform deck construction 15 is further arranged with an outer box stopper 20 in the lower area of the platform deck construction for attachment between columns 10, whereby continuity between columns 10 and the platform deck construction 15 is ensured.

Ytre bokstopper er lukket i alle 6 flater, som treffer dekksnivåer på toppen og bunnen, og som da overfører alle krefter fra søylene over i dekk og sideskott i dekksboksen via i-planet kontinuerlig kraftgang. Outer box tops are closed in all 6 surfaces, which hit the deck levels at the top and bottom, and which then transfer all forces from the columns to the deck and side bulkheads in the deck box via in-plane continuous force transmission.

Et overgangselement 12 er videre anordnet på de øvre endeområder av søylene 10. Søylene 10 kan videre ha en konisk utforming. Med henvisning til figur 7a, b, c og figur 8a og b er plattformen 1 vist anordnet henholdsvis med et forenklet vannballast og fastballastsystem som for øvrig ikke krever vedlikehold i løpet av plattformens levetid. A transition element 12 is also arranged on the upper end areas of the columns 10. The columns 10 can also have a conical design. With reference to figure 7a, b, c and figure 8a and b, the platform 1 is shown arranged respectively with a simplified water ballast and fixed ballast system which otherwise does not require maintenance during the platform's lifetime.

Plattformkonseptet er selvflytende med stabilitet til å bære toppside fullstendig installert og kontrollert ved kai, fra sammenstillingsverftet til offshorestedet ved tauing i sjøen uten behov for etterinstallasjon av moduler eller utstyr. Ballastsystemet som omtalt ovenfor benyttes for å ballastere plattformen 1 ned for å lande på bunnen for drift. The platform concept is self-floating with stability to carry the top side fully installed and controlled at the quay, from the assembly yard to the offshore site by towing in the sea without the need for retrofitting of modules or equipment. The ballast system mentioned above is used to ballast the platform 1 down to land on the bottom for operation.

Installasjon er så gjort uavhengig av kranfartøy eller annet spesialisert fartøy, og omfanget av kostbar offshore sammenstilling ”hookup” og ferdigtesting ”commisioning” er begrenset til hva som kun kan testes under virkelig opererende forhold for plattformsystemene som høyspenningstester for ”HV-DC substations” og olje- og gassproduksjon fra virkelige brønner. Installation is then done independently of a crane vessel or other specialized vessel, and the scope of expensive offshore assembly "hookup" and final testing "commissioning" is limited to what can only be tested under real operating conditions for the platform systems such as high-voltage tests for "HV-DC substations" and oil and gas production from real wells.

Bevegelsesresponsen under installasjon, fra miljøbelastning, bølgestrøm og vind, er fordelaktig og gjør konseptet mer værtolerant under installasjon enn eksisterende konsepter. Konseptet er preparert slik at den massive ballast kan fjernes og ballastsystemet er opererbart uten vedlikehold under operasjon ved slutten av plattformens levetid. Videre er fundamentkonseptet slik at ved deballastering har det tilstrekkelig oppdrift til å trekkes bort fra sjøbunnen uten kutting av peler etc. Dette konseptet gjør at plattformen er lett å fjerne og taue til et opphuggings ”decommision” verft ved slutten av dens levetid. Skjørt kan benyttes, lange eller korte avhengig av forholdene på stedet, men i de fleste tilfeller er plattformen således dimensjonert at bunnlinjemoment er lite og oppløft skjer ikke, og det er således ikke noe behov for sugeskjørt, og således ikke noe behov for å anvende overtrykk i skjørtekammerne for fjerning. The movement response during installation, from environmental stress, wave current and wind, is beneficial and makes the concept more weather tolerant during installation than existing concepts. The concept is prepared so that the massive ballast can be removed and the ballast system is operable without maintenance during operation at the end of the platform's lifetime. Furthermore, the foundation concept is such that, when deballasted, it has sufficient buoyancy to be pulled away from the seabed without cutting piles etc. This concept means that the platform is easy to remove and tow to a decommissioning yard at the end of its life. Skirts can be used, long or short depending on the conditions on site, but in most cases the platform is dimensioned in such a way that bottom line moment is small and uplift does not occur, and there is thus no need for suction skirts, and thus no need to apply excess pressure in the skirt chambers for removal.

Plattformkonseptet er fleksibelt og det kan fabrikkeres og sammenstilles lokalt. Det kan fabrikkeres i andre deler av verden enn operasjonsstedet og transporteres, enten fullstendig sammenstilt eller i flere deler for lokal sammenstilling. The platform concept is flexible and can be manufactured and assembled locally. It can be manufactured in other parts of the world than the site of operation and transported, either fully assembled or in several parts for local assembly.

Plattformkonseptet er skalerbart til enhver størrelse og toppside/utstyrsvekt og ikke avhengig av kranfartøykapasitet eller andre begrensninger. The platform concept is scalable to any size and top side/equipment weight and does not depend on crane vessel capacity or other limitations.

Værtoleransen under installasjon, uavhengigheten av spesielle fartøyer under installasjon, skalerbarheten og fleksibiliteten av prosjektet gjør konseptet robust, konkurransedyktig og med lav risiko både teknisk og økonomisk. The weather tolerance during installation, the independence of special vessels during installation, the scalability and flexibility of the project make the concept robust, competitive and with low risk both technically and financially.

Plattformkonseptet ifølge foreliggende oppfinnelse kan anses som en kombinasjon av en flyter og en GBS. Selvflytende i temporære faser og bunnfast tyngdekraftbasert stabilitet under drift (operasjon). Plattformen har gode flyteregenskaper under temporære faser, minimal tauemotstand ved pongtongdypgang og gunstige bevegelser under installasjon når pongtongene er neddykket. The platform concept according to the present invention can be considered a combination of a floater and a GBS. Self-floating in temporary phases and bottom-fixed gravity-based stability during operation (operation). The platform has good buoyancy during temporary phases, minimal towing resistance during pontoon sinking and favorable movements during installation when the pontoons are submerged.

Fundamentarealet til bruk ved tyngdekraftbasert stabilitet når plattformen er bunnfast, kan tilpasses de lokale forhold. På sjøbunn av sand, er et minimumsareal for å oppnå en vertikal forhåndsbelastning av jorden som øker jordskjærstyrke fordelaktig, mindre neddykket volum er også fordelaktig med hensyn til miljøbelastninger og redusert behov for fast ballast, og her avviker konseptet fra et tradisjonelt stort fundamentareal for GBS. The foundation area for use with gravity-based stability when the platform is firmly grounded can be adapted to the local conditions. On sandy seabeds, a minimum area to achieve a vertical preload of the soil that increases soil shear strength is advantageous, smaller submerged volume is also advantageous with regard to environmental loads and a reduced need for solid ballast, and here the concept deviates from a traditional large foundation area for GBS.

Konseptet avviker fra typiske halvt neddykkbare plattformer i dens proporsjoner mellom søyler og pongtonger, da konseptet har mindre og lavere pongtonger som er mer optimalisert for innfestingsforholdene på bunnen, idet de fleste gunstige bevegelseskarakteristikker i de flytende faser opprettholdes ved bruk av semi-kanselleringsprinsippet. The concept deviates from typical semi-submersible platforms in its proportions between columns and pontoons, as the concept has smaller and lower pontoons that are more optimized for the anchoring conditions on the bottom, maintaining most of the favorable movement characteristics in the floating phases using the semi-cancellation principle.

Plattformdekkonstruksjonen 15 er anordnet med en sentralboks med arrangementsfrihet uavhengig av søylene 10. Utvendige områder (det vil si de som ligger utenfor søylene 10) kan lukkes med sekundære konstruksjoner, eller som del av hovedkonstruksjonen for å legge til rette for plass for topside utstyr. Strukturell kontinuitet for søyler 10 inn i vertikale skott og dekk i toppside er oppnådd ved anvendelse av ytre bokstopper 20. Konseptet medfører at arrangementsfrihet for den sentrale boks er oppnådd, men på en måte som sikrer strukturell kontinuitet. Avstanden mellom søylene 10 er slik at et stor lekter, typisk med en bredde på 36-40 meter, kan benyttes eller kjøres inn mellom søylene for våt sammenstilling ”wet deck mating”. Plattformkonseptet er også tilpasset slik at plattformen kan transporteres på et typisk tunglastefartøy med bredde 40-50 meter. The platform deck structure 15 is arranged with a central box with freedom of arrangement independent of the columns 10. External areas (that is, those outside the columns 10) can be closed with secondary structures, or as part of the main structure to make room for topside equipment. Structural continuity for columns 10 into vertical bulkheads and decks in the top side is achieved by using outer box tops 20. The concept means that freedom of arrangement for the central box is achieved, but in a way that ensures structural continuity. The distance between the pillars 10 is such that a large barge, typically with a width of 36-40 metres, can be used or driven in between the pillars for wet assembly "wet deck feeding". The platform concept has also been adapted so that the platform can be transported on a typical heavy cargo vessel with a width of 40-50 metres.

Plattformkonseptet medfører også at hydrostatisk stabilitet ved alle dypganger med påmontert topside, vil oppnås. Videre vil også skadestabilitet oppnås med tilstrekkelig små tankvolumer i separerte tanker. For å holde miljøkreftene på konstruksjonen så små som mulige, dvs. neddykket volum holdes på et minimum, og dette oppnås ved bruk av konede søyler og så små pongtonger som mulig. The platform concept also means that hydrostatic stability will be achieved at all drafts with an attached topside. Furthermore, damage stability will also be achieved with sufficiently small tank volumes in separated tanks. To keep environmental forces on the structure as small as possible, i.e. submerged volume is kept to a minimum, and this is achieved by using tapered columns and as small pontoons as possible.

Fra modelltank testing er det funnet at proporsjonene av søyler og med en lav og liten pongtong minimaliserer hydrodynamisk belastning når plattformen er bunnenfast. Proporsjonene av søylene og pongtongene er også slik at vertikaldynamisk trykk på pongtongene gir et moment i motsatt bølgefase som momentet fra horisontal belastning og således er det en kansellering av bunnlinjemoment som i de fleste tilfeller sikrer at det ikke er noen løft oppover og ikke noe behov for sugeskjørt. Fundamentsarealet er stort nok, men ikke for stort, for å oppnå en viss vertikal kompresjon av jorden og derved geoteknisk stabilitet mot både havbunnskrefter og momenter. From model tank testing, it has been found that the proportions of columns and with a low and small pontoon minimize hydrodynamic load when the platform is fixed to the bottom. The proportions of the columns and pontoons are also such that vertical dynamic pressure on the pontoons produces a moment in the opposite wave phase to the moment from horizontal load and thus there is a cancellation of bottom line moment which in most cases ensures that there is no upward lift and no need for suction skirt. The foundation area is large enough, but not too large, to achieve a certain vertical compression of the earth and thereby geotechnical stability against both seabed forces and moments.

Minimal utvasking er oppnådd ved anvendelse av avrundede pongtongender, og som et alternativ kan ringpongtonger i firkant eller sirkulære former benyttes. Minimal washout has been achieved by using rounded pontoon ends, and as an alternative ring pontoons in square or circular shapes can be used.

De slanke pongtongene 5 kan avstives ved å benytte permanente avstivere mellom pongtongene og også mellom pongtongene og søylene i plattformens nedre område. The slender pontoons 5 can be stiffened by using permanent stiffeners between the pontoons and also between the pontoons and the columns in the lower area of the platform.

Et vannballastsystem er utviklet som benytter enkle senkekassonger for hver tank og en for vanninntak. Fylling gjøres ved å benytte en neddykkbar pumpe i inntakskassongen (caisson) med en slange inn i kassongen for å fylle tanken. Tømming gjøres ved å senke en neddykkbar pumpe inn i tanken som skal tømmes. A water ballast system has been developed which uses simple lowering caissons for each tank and one for water intake. Filling is done by using a submersible pump in the intake caisson with a hose into the caisson to fill the tank. Emptying is done by lowering a submersible pump into the tank to be emptied.

Dette enkle system er robust, sikkert, kostnadseffektivt og kan opereres ved slutten av plattformens levetid uten vedlikehold under operasjonsfasen. This simple system is robust, safe, cost-effective and can be operated at the end of the platform's life without maintenance during the operational phase.

Vannballastsystemet er også slik at det kan motta vann fra hjelpefartøy for å sette fart på ballasteringsprosessen. The water ballast system is also such that it can receive water from auxiliary vessels to speed up the ballasting process.

Dette konsept avviker her fra en permanent flyter som har et permanent, og en mengde av mer kompliserte ballastsystemer som krever kontinuerlig vedlikehold. This concept differs here from a permanent float that has a permanent, and a number of more complicated ballast systems that require continuous maintenance.

Et fast ballastsystem er utviklet som kan motta en slamblanding av vann og sand eller knust stein i en eller flere enkle tilkoplingspunkter og med et innvendig fordelingssystem med et minimum av bøyer i det innvendige rørsystem, og som bruker andre tanker som utfellingstanker for overflytende vannbehandling før utslipp i sjøen. A fixed ballast system has been developed which can receive a slurry mixture of water and sand or crushed stone in one or more simple connection points and with an internal distribution system with a minimum of bends in the internal pipe system, and which uses other tanks as settling tanks for overflow water treatment before discharge in the lake.

Et lukesystem for adkomst for neddykkbare slampumper har også blitt utviklet. Dette er ment å benyttes for fjerning av fast ballast for ”decommisioning” ved slutten av plattformens levetid. Denne kombinasjonen er ny. A hatch system for access for submersible slurry pumps has also been developed. This is intended to be used for the removal of solid ballast for "decommissioning" at the end of the platform's lifetime. This combination is new.

Tre forskjellige fundamentkonsepter har blitt utviklet for konseptet. Three different foundation concepts have been developed for the concept.

1. Skjørt som penetrerer det øvre jordlag med slamming (groating) ved å benytte en betongblanding, av hulrom i skjørtkammeret for jevn fundamentkontakt. Dette er løsningen som benyttes for de fleste GBS`er. 1. Skirts that penetrate the upper soil layer with grouting (groating) using a concrete mixture, of cavities in the skirt chamber for even foundation contact. This is the solution used for most GBS's.

2. Grusseng pluss ribber på undersiden av pongtong som kombinerer fundament og utvaskingsbeskyttelse. Med henvisning til figur 9a, b, c og d er installasjonssekvensen for grusseng, vist. Ribber er anordnet på undersiden av pongtongene for å oppnå nødvendig friksjon mellom stål og grus. 2. Gravel bed plus ribs on the underside of the pontoon which combine foundation and washout protection. With reference to figure 9a, b, c and d, the installation sequence for the gravel bed is shown. Ribs are arranged on the underside of the pontoons to achieve the necessary friction between steel and gravel.

3. Grusseng pluss skjørt. Ved anvendelse av lengre skjørt ved perimeteren som vil penetrere en grusseng ned til sterkere jordlag og bekjempe geoteknisk bruddmekanisme til dype lag, er en mulighet som vil redusere behovet for fast ballast. Optimal form for hydrostatisk stabilitet oppnås ved å benytte store nok søyler, med en stor nok avstand, men ved å holde volumet ved et minimum ved å benytte konede søyler. 3. Gravel bed plus skirt. The use of longer skirts at the perimeter, which will penetrate a gravel bed down to stronger soil layers and combat the geotechnical fracture mechanism of deep layers, is a possibility that will reduce the need for solid ballast. Optimum form of hydrostatic stability is achieved by using large enough columns, with a large enough distance, but by keeping the volume to a minimum by using tapered columns.

Et redundant strukturelt system er konstruert, med mer enn normal kontinuitet av lastbærende struktur, med reduserte trinn i stivhet for lokale strukturer og med mer enn typisk reservekapasitet i mulige lastveier som fremdeles er forutsigbare med normal utforming og analysetilnærminger. Det er benyttet en kombinasjon av platestrukturer ved bruk av bærebjelker, bjelker, fagverk og plateavstivere for å komplettere et effektivt hovedstrukturelt system med behovet for underavdelere, enten vanntett i understrukturen eller lufttett for luftbehandling av rom i topside. A redundant structural system is constructed, with more than normal continuity of load-bearing structure, with reduced steps in stiffness for local structures and with more than typical reserve capacity in possible load paths that are still predictable with normal design and analysis approaches. A combination of plate structures has been used using girders, beams, trusses and plate stiffeners to complete an effective main structural system with the need for sub-dividers, either watertight in the substructure or airtight for air treatment of rooms on the top side.

Plattformkonseptet er konstruert for enkle og sikre marinoperasjoner, og det vises i denne forbindelse til figur 10a og b. The platform concept is designed for simple and safe marine operations, and it is shown in this connection to figure 10a and b.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Floating and submersible platform (1), preferably for oil and gas extraction, of the type comprising lower pontoons (5) arranged separately or connected e.g. in a ring and at least three columns (10) which in their lower end areas are arranged for the pontoons (5) and which in their upper end areas are arranged for a platform deck structure (15), where a ratio between the volume of the pontoons (5) and the volume of the columns (10) is in the range 0.8-1.5;

characterized in that the platform deck construction (15) is arranged with outer box tops (20) in the platform deck construction's lower area for attachment between columns (10), whereby continuity between columns (10) and the platform deck construction (15) is ensured without placing restrictions on the inner deck arrangement.

2. Floating and submersible platform (1) according to claim 1,

characterized in that transition elements (12) are arranged on the upper end areas of the columns (10).

3. Floating and submersible platform (1) according to claim 1 or 2

characterized by the fact that the columns (10) are conical.

4. Floating and submersible platform (1) according to any of the preceding claims, characterized in that the platform (1) is founded directly on the seabed.

5. Floating and submersible platform (1), according to any of the preceding claims, characterized in that the platform (1) is equipped with a maintenance-free temporary ballasting system, consisting of simple caissons with access to each tank and sea, and with a temporary distribution system between the caissons, and where temporary submersible pumps are used to fill and empty the tanks with water, and where an external flange connection is used to fill with solid ballast.

6. Floating and submersible platform (1), according to any of the preceding claims, characterized in that the pontoons (5) have a rounded shape.