CHRIS CHENERY - Fertigung der halbtauchenden bohrinsel bei Blohm + Voss AG, Hamburg

,,CHRS CHENERY"

Elbel

D. Koenig

Schänfeldt

P. Viergutz

Der Fertigungsbereich

,Handelssdiiffs-neubaii" bei der Blohm + Voss AG, 1-lam-burg, ist gcgenwàrtig neben dem

,,traditic-nellen" Spezialschiffbau mit ciner Reihe versthiedener Ein}ieiten für die

Offshore-Industrie beschäftigt. Das Bauprogramm

umfa& Bohrinseln sowie Rohrlegcbargen und -sthiffe unterschiedlither Koazeption, von denen in diesem Jahr hereits die

haib-tauchende Doppeirumpf - Rohrlegebarge

,,CHOCTAW II" (s. S&H, H. 5/1974, S. 397) und das Kran- und Rohrlegesdiiff

,,E.T.P.M. 1601" ahgeliefert wurden.

Mit der llau-Nr. 882 wurde im

Okto-her 1972 die Bohrinsel CHR1S

CHENE-KY" - ciii

1-laibtaudier des Typs SCP-Mark II - von der OFFSHORE INTER-NATIONAL S.A. - Houston/Texas/USA bei

der Biobni + Voss AG in Auftrag

gegeben. Die CHRIS CHENERY" ge-hört zu den gro&en Bohrinseln, die in

naher Zukunft im weireren Bereidi der

Nordsee zum Einsatz kom men werden. Die Konzeption wurde von der OFFSHORE COMPANY speziell für Seegebiete wie die Nordsee cntwickelt, und bei Blohm + Voss wurden die Details zur Bauaus-fuhrung ausgearbeitet.

Im Oktober dieses Jahres wird die CHR1S CHENERY", die in Panama

be-heimatet scm wird, an den Auferaggeber

abgeliefert.

Objektbeschreibung

Konzeptfragen

Die Exploration von 01- ijnd Gasfeldern in Gewiissern der Schelfgebiete, 'wie die

Nordsee, dringt zunehrnend in Bereiche mit gro1erer Wassertiefe vor. Der Einsatz von feststehersd arbeitenden

Bohrgerlten

-feste Plattfornien und Hubinsein

(Jack-up's) - ist

vornehmlidi durdi die

be-grenzte Lange der Sttitzpfciler zur Zeit auf Seegebiete mit Wassertiefen his zu Ca.

100 m besthrankc. In groSeren Wassertie-fen können Bohrungen nur mit schwim-menden Bohrgeriiten durchgefuhrt werden.

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_?"

Fertigung der halbtaucnenden Bohrinse!

b& Bohm + Voss AG, Hamburg

T33E USITh[

'..aboratorlum voor

Scheep3hydromecJa,J

.kch1

Mekolweg 2, 2028 CD DOUt

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Abb. 1: Mociell der Chris Chenery"

Es kamen Bohrschiffe zurn Einsatz, die aus vorhandenen Schiffen, z. B. Tankerii, umgebaut oder eigens zu diesem Zweck konstruiert wurden. Em groüer Naditeil der Bohrsdiiffc ist die Empfindlithkeit ge-gen Seegang, da bei sdslechtem \Verter

die Bohrarbeiten schon frUhzeitig einge-stelit werden rniissen. Offshore-Gebiete mit

rauhen 'Wetter- und K1irnavcrhitnissen, wie

audi der weitere Bere.ich der Nordsee, stel-len wegen der erschwerten Einsatzbedin-gungen besondere Anforderungen an die Konstruktion der Bohrgeriite. Urn die See-gangseinflusse auf sthwirnmendc Bohran-lagen moglidist zu reduzieren, wurde die voilkommen neue Konzeption des Haib-taudiers entwickelt. Bei Haibtauthern han-delt es sidi urn Bohrplattforrnen, die third-i Silulen gestützt auf Schwimnikörpern ru-hen. Durch Bcballasten können die Sdiwimmlcorper auf einen Tiefgang von 20-25 rn abgesenkt werden. In dieser

Sthwirnmposition sthneiden nur dic

Sàu-len die Wasserobcrfliiche, so da1 die Was---'

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serlinienfildie wesentlich verkicinert ist. Durdi die geringe Differenz des Auftriebs-volumens be Ticfgangsnderungcn werden die erregenden Kr1fc aus den

Wellen-bewegungen

o wcit

reduziert, dai die Eigenperioders von Halbtauchrrn urn cm

Vielfadses lànger sind als die von Bohr-sthiffen. Andererseits ist die Tragfhigkeir des Halb:authcrs geringer als die eines ver-gleidibaren Bohrsthiffes. Aus diesens Grun-de ist der Halbtauther weitgehend von

Versorgungssdiiffen abhlngig. Der Vorreil

des Haibtauchers gegenüber dens BolirscEif F bleibt allerdings die geringe

Empfindlich-keit gegen Seegang.

Beschrelbung des Haibtauchers

Mit der gesdsilderten Konzeption wurie von der OFFSHORE COM1ANY der Typ

SC? Ill Mark H für den Einsatz

n der

Nordsee entwidcelc (s. Abb. 1).

Auf zwei zylindrisdien Schwimmkörpern ruht auf jeweils drei Saulen eine 6 m hohe Arbeitsplattform. Zur Gewithtserleiditerung Erhohung der TragfThigkeit sind

ne-..n der Bohroffnung - dem moon pool

- zwei

groIe Cffnungen Ge 47,24 X

13,72 m) vorgesehen. Die hintere Offnung wird nahezu volistandig von dem Hub-schrauberlandededt überspannt. Hauptabmessungen Sthwimm- -k&per Lange ü. a. 115,37 m Breite 73,76 m Durchmesser 10,67 m Saulen Durchmesser 8,23 m Plattform Lange ü. a. 82,30 m Breite ü. a. 67,97 m Höhe 6,10 m

Hhc

Basis bjs Hauptdedt 42,67 m Tiefgang in Fahrt 8,53 rn beim Bohrcn 21,34 m Gcsthwin-keit ca. 8,00 kn kapazitilt Brennstoff 1118 Bohrwasset 1 256 t

A.B.S. + Al (E) (M) + AMS für uneingesthr. Seeinsatz Zum sthnefleren und leid,teren Wechsel von Bohrpositionen ist die CHRIS

CHE-NERY" in jedem Schwimmkörper mit ciner Antriebsanlage ausgerüstet. Jede An-lage besteht aus zwei Gleidistrommotoren mit je 2250 PSe, die auf einen in ciner

KortdUse drehenden Propeller arbeiten. Mit eirer Gesamtantricbsleistung von ca. 8000 WPS kann die _{Bohrjnsel eine} Geschwjn-digkeit von Ca. _{S kn erreichen. Die} An-lage wird von der Brüdce" und eiriem in der Plattform liegenden Kontroliraurn aus

efahren.

In der Platrform sind neben

vollklinia-tisierten _{Besatzungsuntcrkiinften für 72} P-rsonen siimtliche energieerzeugenderi

An-n uAn-nd zurAn-n BohrcAn-n erforderlidieAn-n

Hilfs-sy teme untergeb racht. Entsprechend der Geometric der Plattforni können drei Haupt-absd,njtre unterschjcdejs werden:

der nautische und der Wohnberejdi im vorderen Tell

die Energieerzeugungs und bohr-tethnisthen Anlagen im mirtleren Tell

C. _{Silo- und Reserverlume im}

hinte-teren Teil. Bohrtethnjsthe, Anlagen

Die Bohranlge der ,,CHRIS CHENE-. RY" ist für cinc Bohrtiefc von 25000 ft 7603 m bj ciner rnaximalen Wassertiefe

1000 ft 305 rn ausgclegt. Die 4cr-zeitige Ausrüstung ist auf 15 000 ft 4550 m bezogen. Für den Ausbau auf die

ausgelegte ]lohrtjcfe sind entsprcchcnde

Re-servep15tz _{und -räunic vorhanden. Das} rgestangc (IS COO It) hat einen Durch-..ssc: von 5" (Grade S 135). Klasse

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Abb. 2:Blow-Out-Preventer (BOP)

Für die Bohrlothabsperrung stehen zwei

versdiiedene Blow-out-preventers (BOP) zur

VerfUgung, und zwar je em

13/s" und

em 21%" BOP. Blow-out-preventers _(s.

Abb. 2) sind Ca. _{12 m lange und 120}

sdiwere Sthieberejnheitcn auf dem Bohr-lothkopf am Meeresgrund, die unkontrol-lierte Gas-, Wasser- und Olausbrüchc stop-pen sollen. Andernfalls würde cine unmit-telbare Gefahr für die Besatzung und die Bohrinsel entscehcn. Die Schiebcr sind in der Lage:

den Ringraum zwischen Bohrgestan-gc-Aul1endurdimesscr und

Bohrloch-durthmesser abzusdilieen,

falls kein Bohrgestange vorhanden ist, den gesamtcn

Bohrlothdurchmes-5cr abzuschlicLcn,

C. im äu8ersten Fall das gcsamte

Bohr-gestiinge durchzuschneiden und da-mit das Bohrloch sicher abzuschlie-&n.

Die Schiebereinheit wird von der Bohr-insel aus hydraulisds (bis zu 5000 PSi 350 atü) von zwei unabhãngigen, jedodi

gleichen Systcmen fcrngesteuert. Bei

gröIle-ren Bohrtjeferi - ab 300 rn - wird diese

Steuerung cicktro-hydraulisch vorgenom-men, damit die Zeitvcrzögerung zwischcn

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Ausloscvorgang auf der Bohrinsel und Be-wegungsvorgang am Meeresboden nicht zu

gro6 wird. Bei reinen Hydraulikanlagen betragt diese Verzogerung bei Wassertie-fen urn 300 m schon 5-8 sec und erreidu damit schon die aus Sicherhcitsgrunden zu-llssige Hochstgrenze. Mit diesem Hydrau-liksystem werden auferdeni auf dem

Mee-resboden alle anderen notwendigen

Kup-pci- und Bewegungsvorgãnge zwischen

Bohr-lochkopf, BOP und Riser fcrngesteuert.

Für den Fall, daI man den Bohrturmbe-reich nitht mehr erBohrturmbe-reichen kann, ist au1er-dem eine Fernsteuerung aus au1er-dem Wohn-bereidi möglich.

Zum AnscJaluf an beide BOP's steht em 24"-Riser zur VerfUgung. Das Riserrohr

kuppelt an em Kugclgelenk unmittelbar

über deni BOP an und biider die

Verlan-gerung des Bohrloches mm Wasser. Urn

Ver-tikaibewegungen der Bohrinsel zum fest-stehenden Riserrohr zu ermoglidien, 'wird am Ende em Teleskoprohr vorgesehen,

wel-dies unmittelbar mit einem weiteren Ku-gelgelenk und dem Mudaustrittsrohr un-terhaib des Bohrtjsdies verbunden ist. Am unreren Ende des Teleskops werden die Tensioner (Konstantzugerzeuger) befestigt, die em Ausknicken des Riserrobres im

Wasserbereich - hervorgerufen

durch Eigengewicht und Wasserstrornungen

_-

ver-hindern sollen.

Neben dern Riser - verbunden mit

ci-ncr Bodenpiatte (guide

base) - laufen

vier Fuhrungsseile (guide lines), an denen Gerlte zum Bohrloch gefiihrt werden, z. B. Fernsehkamera zur Kontrolle der

Kuppel-vorgiinge, BOP sowie Riser.

Das Bohrgestiinge lauft durch den Dreh-tisch (Rotary table) und endet am

Spül-kopf (swivel), der seinerseits am Bohrhaken

hlngt.

Dort wird

für das Bohrgestänge

die Vertikalbewegung des Haibtauthers

durch einen Motion-Compensator ausgegli-then, eine ebenfalls luftgesteuerte Vorrich-rung.

Das Bohrgestdnge,

der Riser und die

Guide-lines bilden eine direkte Verbindung vorn Grund zur sthwirnrncnden Plattforrn und haben deshaib am oberen Ende die

entsprechenden Ausglekhsvorrithtungen ge-gen die Verrikalbewegunge-gen des Halbtau-chers. Die Riser und Guide-line-tensioner, wie auth _{der Motion-Compensator, sind}

luftdruckgesteuerte Olzylinder zur Erzeu-gung eines Konstantzuges. Alle drei Geriite sind mn em Gesamtsystem integriert

wor-den, d. h. ClzufIuI SOWiC -abfluf sind für alle Tensioners an einen

Ringkreis-lauf urn den Substructure (Bohrturmunter-bau) angesch!ossen; die Luftvcrsorgung

Cr-folgt durch _{drei Hochdruckkompressoren}

für alle drei Einzelfursktionen zusammen. Die Systeme arbeiten, wic in der Bohrtedi-nik üblith, mit 2000-3000 PSi (140-210 atü) Steuerluft und werden

- wie

alle bohrspezifischen Funktionen auth

- vom

Derrick Floor (Bohrturmunterbaudeck) ge-;teuert. Für das Gesamrsystcni sind unrcr dcrn _{Derrick Floor 21 Luftvorrats- oder}

Cl/Luft-Ausglcid-isbehiilter angcordner, je-der mit einer Kapazitát VOfl Ca. 1,2 rn3 bci

3000 PSi.

864 _{Schiff& Hafen, SMM-Sonderausqabe September}

Für den im Bohrturni zwisdien Lastha-ken und Swivel hngcnden Motion-Com-pensator ist cinc separate Hydraulik-Kraft-station vorgcschen, da dieser Compensator

you hydraulisdi arbcitet und die Luft

nur als Steucriuft Vervcndung findet. Das

sonst bci Tensionern iiblithe

Prinzip

-3I im Zyiindcr nur auf eirlcr Seitc und .nur

bis zum Ol/Luftbchliter - ist

hier

nicht angeendet worden.

Der Bohrturrii mit seincm Unterbau (H = 10,70 in) Uberragt das Hauptdeck urn

Ca. 63 rn. In ihm kann das Bohrgestangc

in Ziigcn mit je drei Teilen (joints) abge steilt werden. Block und Hakcn sind für eine Last von 500 t ausgelegt. Der Haken

wird durch cine 1500-PS-Winde (Draw-work) betrieben, die hier auf dem Derrick

Floor steht (Typ National 1625 DE, 2

Westinghouse 370 DC Motors). Der einge-baute Drehtisth (Typ National C-375, 1 Westinghouse 370 DC Motor) kann mit

zwCi: Geschwindigkeiten gcfahrcn werden.

Neben den weiter oben eriutcrtcn

Sy-stemen, die speziell bei schwimmenden Bohranlagen anzutreffcn sind, soil noth

auf das Mud- und Zementsystem einge-gangen werden, das sowohi bci Landbohr-anlagen ais auth bei Offshore-Anlagen

not-wendig ist. Im deutschen ist die richtige

Ubersetzung für Mud ,,Spüiung". Sie be-steht urn wesentlichen aus einer

Aufschlärn-mung von àuLcrst feingemahienem,

quellen-dem Ton (Baryt, Tixoton oder Beittonit) im Wasser. Der Mud ist jedoth keine em-fache trübe Tonbrühe, sondern stelit den Ubergang zu einer Lösung. dar und bëf in-der. sith an der Grenze zwischen fest und flussig. Damit ist bereits em grocer Teil

der foigenden geforderten Eigenschaften

er-füllt

1. Schmierung rnd Kühlung des Mei1els,

Freispiiien der MeiLeisthneiden und der Bohrlochsohle. Im weichen Gebirge

übernimmc dazu

der Spulusdru&

einen wesentlichen Teil des Bohrvor-ganges; deshaib in diesem Fall kurze Mei1ei, déren Austrittsoffnungen für

die Spülung dicht uber der Bohrloch-sohie liegen und diese in hartem Strahl treffen und abspuien.

2 Sthmierung und Verminderung des Reibungswiderstandes zwischen

Bohr-gestänge und Bohrlothwand,

bezie-hungsweise den cingebauten Rohren. Beforderung des Bohrkleins von der

Bohrlochsohle nach oben.

Gegendruck auf die Bohrlochwand, urn das gebohrte Loch in seinem Durch-messer zu erhalten.

Verkleisterung der Bohrlothwand zum Schutz gegen Abbrödceln und Nathfall spröder Partien und gegen Auskesse-lungen weicherer Zonen, weiter gegen unerwünschte Zufiüsse, wie auth

ande-rerseits gegen Spulungsverluste.

Die. Spüiung soil leidir zu purnpen scm und die hothgebrachten

Verunrei-nigungen leicht wieder abgeben. Bei

unvorhergesehenen StillständcrL im Bohrbetrieb soil sie sich aber nicht ab-setzen, sondern sofort erstarren und die mitgefuhrten Gesteinsbrocken schwcbend halcen.

DaiUbcr hinaus werden von der Dick-spü!ung in bcsondcren Flilen noch foigende

Wirkungen verlangt:

Beim Anbohrcn druckstarker

Lager-stättcn mu1 die Spülung durch ihr

Gewicht cincn hinreicheñden Gegen-druck ausüben, urn die LagerstItten

nidit vorzeitig zur .Produktion korn-men zu lassen. Die Spulung muI so-gar so sthwcr scm, daf sic beirn

Durch-bohren besonders druckstarker Lager-stätten mit Sichcrhcit eine wiide

Erup-tion verhindert. Bei druckschwachcn Lagersttten soil die Spüiung andercr-scits Eigenschaftcn haben, die em

Em-dringen in die LagerstTtte und damit ihre Verricgelung verhindern.

Beim Durdibohren saugfThigcr Gestci-ne soil die Spülung kein \Vasser ab-geben.

Beim Durdibohren von SaiziagerstTttcn

soil sic das SaIz nicht oder wenigstens

nur unwesentlich

aufiösen.-Einsthiuf von Gas in Biasen, die erst

aufgehen soiien, nachdern die Spu-lung durch cinen Dcgaser geleitet wor-den ist.

Die gcstellten Ansprüche sind so vici-faltig und scheinen einander zu widerspre-then, da1 nur die sorgfaltigste fortlaufende

Oberwathung der Spuiungsbesthaffenheit

die Erfüllung ihrer Aufgabcn gewlhrieistet. Was wir bisher betraditet haben, ist Ic-diglich eine ,,normaie" Spülung, jedoth

noth nitht der Kreisiauf scibst.

Mit zwei Hothdruck-Koibenpumpen (je 1500 PS) wird der Mud durch den Swi-vel in das Bohrgestiinge gepumpt und tritt am Meitci wieder aus. Er fördert durch den Ringraum zwischen Bohrgestnge und Bohrlothwand oder spáter Riser das

BOhr-klein bis zum Belinippie (Mud-Austritts-rohr). Da der Mud wiederverwendet wer-den soil, wird er in zwei Stufen rege-neriert, die neben- und Obereinander ange-ordnet und durdi Rohre und offene

Rin-nen mit

natürlichem Gefiie vcrbunden

sind:

Ausfiltern des Bohrkleins durch ROt-telsiebe (Shaieshaker) und Zentrifu-gen (Desander und Desilter),

Aufbereiten in Tanks (Mixtanks)

mit ROhrwerken durth Zusatz von

Chernikalien.

Danach läuft der Mud den Kolbenpum-pen wieder zu, di& ihn dann wiederum über den Swivel in das Bohrgestnde

drUk-ken.

Für das Festsetzen der Fütterrohre im

Bohrioch ist eine Zement-Kolbenpumpen-aniage mit einer Druckkraft von 850 atü vorhanden, die auth im áuIersten Notfall das Bohrloch mit Zement torpumpen" mulL

Zernent und Mud werden in trodcenem

Zustand durth Versorger zur Bohrinscl

gebrachr und dort in einer Siloanlage ge-lagert. Ubernommen und gefordert wird das Gut mit getrockneter Druckluft von Ca. 3,0 atü durch Rohre, die auth an die Mixtanks angesthiossen sind.

Baulösung

Für eine Schiffswerft ist die CHRIS

CHENERY" nicht nur wcgcn ihrer iib-messungen (ca

115 X 74 X 43 m ohnc

Bohrturni), sondern auth wegen ihrer Form und Struktur em ungewöhnliches Objck.

Die Bohrinsel sowie die Gegebenheiren der

Werft erlaubten keinc schiffstethnisthc

Bau-losung. Em Bau der gcsamten Insci _auf

einem Heigen mit anschliel3cndem Stapel-lauf scheiterte an ihrer Grö1e, aber audi der Stapelisuf wTre probiernaristh gewor-den. Die Errithtung der Bohrinsel in einem vorhandenen oder provisorischcn Baudock war wegen der gegebenen Infrastrulstur

nitht nioglith. Es war also notwendig. die

Bohrinsel in Teilen zu fertigen und

zu-sam menzubaucn.

Vier Bauteil-Typen bieten sith zur Un-terteilung an. Die Schwimmer, zwci u-hoot-formige Rumple, können günsrig auf eincrn Helgen gebaut werden.. Die sedis Säulen mit einem Gewitht von je Ca. 260 t sind cinzeln mit Sthwimmkriinen transportabel. Die atht Diagonalen würden die wenigeten

Sthwierigkeitcn bereiten, wThrend die Plattform das Hauptproblem darsteilt. Es

handcit sich dabei urn cinen sid-i sclbst tragenden HohlkOrper, der splter auf den sedis Siluien iiegt. Tm Hohlkörper sind di-verse Einbautcn untergebratht, wie z. B.

Dieselmotoren und Silos, die wegen der relativ hohen Gewithte und Abniessungen beim Bau integriert werden rnUssen. Denn eine Unterbrediung der oberen Gurtung des Festigkeitsverbandes der Plattform ist im tragenden Zustand nicht mehr

rnög-lith.

Für einen Zusammenbau ergaben sidi

zwei prinzipielle Moglichkeiten:

- Die Schwimmer werden mit den Slulen auf dem Helgen erbaut und zu Wasser gelassen. Diese zwei Sthwirnmkörper

werden dann im Werfthafen in Posi-tion gebracht und provisoristh fest mit-einander verbunden. Die Piattform wird

ansthIielend mit Sthwimmkriners aus Sektionen auf den Sãuien

zusamrnenge-baut.

- Die Sthwimrnkörper, also Sthwinimcr

und SuIen, werden ebenso gebaut,

je-doch werden sic einzein srabii schwimns-fähig gcrnatht. Die Sthwirnmfdhigkcir der Plattform wird genutzt, indern die Plattform auf einem Heigen erbaut,

möglithst weit ausgerüstet und zu Was-ser geiassen wird. Tm Werfrhafen oder an einem anderen gOnstigen Platz wird die Platrform durth einen noch zu be-stimmenden Hubvorgang höher ais die Oberkante der Sulen gebradit. so daI die Sdiwirnmkörper untergesthwommcn

werden und die Plattforrn auf die S1u len abgesetzt wird.

Die erstgenannte Moglichkeit wOrde ails o. g. GrOiiden Festigkeitsprobieme

brin-gen, die nur mit erhebiichcn Hilfskonstruk-tionen zu überwinden wären. Der langtr stige Einsatz von Sthwimmkriinen ware

kostenintensjv. Die provisorjsche feste

Ver-bindung _{der Sthwimmkorper bei eiriem}

Lithten Abstand von Ca. 52,5 rn wire nitht

nproblematisd,.

Bei der zweiten Möglichkeit ist der Hub-vorgang das Hauptproblern. Neben Ideen, wje z. B. sthrittwejse mit Hilfe der Tide die PLattform zu heben, kann auch auf

bekannre Verfahren bei Hubinsein zurjid(-gegriffen werden, wie auf das Zahnstangcn-oder das Dc Long-System. Weitere Sthwic-rigkeiten würde die Srabilisierung der ciii-zelnen Sthwimmkörper machen, die jeder rnoglichen Situation (z. B. Sturm)

gewach-sen _{sein mü&e. Ebenso dürfce das}

Em-schwimmen der Sthwimmkorper

_{untr die}

gehobene Plattform und das genauc

P0-sitionieren nicht unproblematisch sein. Die Entsdieidung für die zweite

Mug-Iithkeit fiel sth1ie11ith nach Beurteilung der Detail-Problematjk sowie der Beachtung

weiterer _{Kriterien, wie Kosrenfragen,}

Si-cherheit usw.

So kann das beschlossene Vorgehen wie folgt skizziert werden:

- Die Plattform wird sthwimmfThig auf cinem Helgen erbaut, zu Wasser gelas-sen, in den Werfthafen geschleppt und dort mit den gew&.hlten Dc Long-Jacks an Hilfsbeinen hodigehoben. - Die Schwimmkörper werden

nebenein-ander auf einern }-felgen gebaut, bcim

Stapellauf aus Stabilitätsgrunden

ver-buriden, anschlie8end einzeln stabilisiert und getrennt.

Fur den Zusammenbau werden die Sdiwirnmkörper mit Hilfe einer Win-den-Vertuung im Werfthafen unter die gehobene Plattform geschwomrnen, die dann auf die Saulen abgesetzt und

ver-huriden wird.

Diese Baulosung ist

an den Typ des

Haibtaudiers gebunden. Andere Arten, wie

z. _{B. die Typen SEDCO 135 oder}

SCA-RABEO, haben keine selbsttragende Platt-form, sondern nur em Tragdeck. Dieses

Deck ruht don _{auf drei Sãulen mit je} einern Schwimmkorper und auf mehreren nkren eines Rohrgerusts zwischen den

Len. Auf dem Deck stehezs dann

Decks-häuser und die Bohranlage. Die Bauweise

für derirtige Halbtaucher sieht meistens

em Positionjeren und Verbinden der

fer-tigen Schwirnmk6rper im Wasser vor, dann den Aufbau der Sgulen und des Rohrge-rusts, urn so die Auflagerpunkte für das

Plattformdeck zu erhalten. Auf das in Teilen aufgebrachte Deck werden dann

Deckshauser, _{Bohranlage und Ausrüstung}

gcbracht.

Montage-Verfahren

Patt?orm

866 Schiff & Hafen, SMM-Sonderausgabe, September ₁₉₇₄

max. 20 t)

_{für die Montage von Paned.}

sektionen einzuriditen.

Die Plattform wurde auf zwei Ablauf-bahnen von je 0,90 m Breite aufgelegt, die einen Abstand von ca. 47,20 m hatten. Um die zu erwartende Kantenpressung sicher aufnehmen zu könncn, mu&e ciii Teil der Liingswande verstärkt werden.

Besonderes Augenmerk rnu&e beim

Ab-lauf und besonders beim Dumpen den Säulen- und Diagona1rohranstzen gewid-met werden, die unter dciii Plattforrnbo-den um Ca. 0,50 m herausragtcn. So be-stimmte sich der Mindestwasserstand für

den Ablauf wegen der hinteren

Säulen-schüsse auf mittleres Hochwasser, urn em Aufschlagen beini Verlassen der Ablauf-bahn zu verhindern.

Die _{Ablaufgesdiwindigkeit wurde} auf-grund der Bremswirkung der angeströmten Frontwànde auf etwa 2 rn/s

herabgemin-dert.

Die ungewohnliche Hiufung von Sturm-fluten am Ende des Ictzten Jahres machte besonderc Ma8nahmen gegen em

Auf-schwjrnmen der Plattform während der Bauphase erfordenlicit. Für eincn vorher be-stimmeen Wasserstand

- mit

ausreichen-der Sicherheit gegen Aufschwirnmen

wurden Offnungen gebrannt, die das Flu-ten bcstirnmter Leerzellen bewirkFlu-ten.

Technisdi lag das Hauptproblern darin, die Plattform auf die notweridige Monta-gehohe zu heben. Die Wahi fiel auf em

Jack-up-Vcrfahren nach dern Do Long-System, das von den Firma G.E.M. HER-SENT angcboten wurde. Mit den gleichen Einrichtungen werden beispielswcisc auth

selbsthebende Bohr- und

Montageplattfor-men - also Hubinscin - betnieben.

Für den Hebevorgang wurdc eine

Jack-einrkhtung G.E.M. 1-IERSENT Typ 500 mit

einer theoretischen HebefThigkeit von 500 t eingesetzt. Jeweils zwei Jacks arbeiten iii euner Tandemanordnung übereinander an bcsondcrcn Hubbeinen, die im Hafenboden gcgniindet wurden (s. Abb. 3). Daniit

Cr-.-i Ijil,

_I

_{_.}

F3F

Die sehr grof3en Abniessungcn der

Platt-1'

form (Lthgc: 87,65 ni, Brdte: 71,40 m)

zwangen dazu, den bercits sciligelegtcn cib- _L.

-"tigers Helgen urn Ca. 9,60 m zu verbrei-und als Bauplatz zeitweise durch drei _Abb

3: Tandemanordnung dci Jackesnrlchtung

qucrvcrf.shrhare Baukrane (Hebcfahigkeit _{G. E. M. HERSENT, ryp 500, pro Hubbein}

gab sich eine maximale Last pro Hubbcun von 1000 t. Die Geometric und das Gewicht der Plattform führten zur Wahi von acht

symnietrisch angeordneten Hubbeinen. Auf-.

grund der deshaib vorhandcnen maximalen

Hebefiihigkeit der Jackeunrichtung von

8000 t wurde wegen der Reibungsverluste und aus Sitherheitsgrunden cm

Hödistgc-widit der Plattform von 5600 t

für den Hebevorgang mit G.E.M. HERSENT ver-einbart, denen die Durdiführung des Jak-kens übertragen worden war. Es muften daher umfangreiche

Gewichtsuntensuchun-gen angestelit werden, urn nach Abzug den

Gewichte der Jadceinniditung sowie anderer Hi1fsgerte em Ncttogewicht von Ca. 4890 t

nicht zu überschreiten. Damit muBte ciii

Groiteil der Ausnüstung in und auf der

Plattform nach dem Jack- und Montage-vorgang durchgefuhrt werden. Wie schon gesagt, wurden alle Gro6aggregate, die nur durch gro1ere Montageoffnungen hat-ten eingebracht wenden können, von dem Jacken installiert.

Die Hubbeine wurden in zwci Teilstük-ken aus Frankreich angeliefert und auf der

Werft zu eincr Gesarntliingc von Ca. 70,50rn

zusammengeschwei&. Für das Einniditen

der Rohrschüsse waren spezielle Vornich-tungen erforderlich, und das Versdiweilen mu&e untcr Vorwirniung von Ca. 1200_ 1500 C durchgefuhrt werden, urn den Be-dingungen des Jackens zu genügcn. In den Ecken _{der beiden gnolen Ausschnitte in} den Plattform wunden Hubkästen VOfl Ca.

3,80 X 3,80 m und einer Höhe von 6,10 m

zur Führung den Hubbcine zusatzlith

em-gebaut. An diesen Hubksten hing

wäh-rend des }-febevorgangs das gesamtc

Platt-formgewicht (s. Abb. 4). Die Hubbeine waren wegen der Jackcinnichtung sehn eng coleriert - max. Au1eridurthmesser 1812 mm. Damit sic mit dem notwendigen Füh-rungsspiel in die Hubklsten passen, wur-den diese auf einen Innendurchmessen von

1822 ± 3 mm gcfertigt.

Besonders eingehend und songfiiltig wur-den alle mit dem Hebevorgang zusammen-hiingcriden _{Fcstigkeitsproblenie untersucht} und mit G.E.M. HERSENT besprothen.

Das zunildist widstigste Problem wan die Knicksichenheic der Montagebeine. Die Be-ncchnungen wurden nath der Spannungs-theorie 2. Ordnung durdgefuhrt. Folgende Annahmcn und Werte wurden

zugrunde-gelegt:

- Beinc im Grund fnei gelagent; die schwer

bestimmbare teilweisc Einspannung

wur-d als zusätzljdie Sicherheitsrescrc-e nicht mit cingcnechnct,

- 17 cm Auslenkung zur Cberwindung

des Spiels in den Hubksten,

- 19 cm Dundibiegung des Rohres

in-folge baulicher Ungenauigkeit,

10 t honizontale Windkraft je Bein, - Knickliinge 104 m.

Für diese Bedingungen wurde den stabile --Zustand bci einer Aus!cnkung von 175 cm'

crniittelr. Bei _{diesem Zustand ergab. sidi}

aus der Summe der Bcansprudiungen cinc Spannung von 3000 kp/cm2 (Flic8grcnze

-4700 kp/cm). Als neehncnisdse Sicherheit

Weiterhin wurde der Einfluf ungleich-miEiger Lastverteilung auf die Sicherheit

der Montagebeine gcprüft. Die Ergebnisse

zeigten emma! eine unwesentliche Erhö-hung der Spannungen, zuni anderen waren alle atht Beine durch die starre Plattform horizontal niiteinander gekoppelt und mui-ten daher alle die gleiche horizontale

Aus-lenkung hahen. Als maximal crtragbare

Belastung der Beine in Montagehohe wurde einc Windstiirke von Beaufort 10 ermittelt. Anfánglich wurde deshaib für den Sturm-fall eine Abspannung der Plattform in Mon-tagehohc mit Scilen erwogen. Die Abspan-nung wurde hinsichtlich optimaler Anord-flung der Seile sowie der notwendigen

Seil-strke

rechnerisch eingehend untersucht.

Eine gleichzeitig durdigefuhrte

Untersu-chung der Ausfallsicherhcit der Jackeinrich-tung ergab aber, daf die Anlage mit er-heblichen Reserven ausgelcgt worden ist.

Vom HYDROGRAPI-IISCHEN INST1TUT

wurde au1erdcm zugesichert, da1

Sturn,-warnungen der Strke nach

36 Stunden vorher mit einer Sidierheit von Ca. 2

Beau-fort und 6 Stunden vorher mit

relativ

groBer Sicherheit gegeben werden könntcn.

.1IT

_,:

:

Abb. 5: Plattlorm auf Sicherheltshöhe

Selbst bei der kiirzercn Vorwarnzeit von 6 Stunden war gewhrleistct, da1 die Platt-form von der Montagchohe auf eine Ca.

10 m tiefere Sidierheitshöhe abgesenkt wer-den konntc, in der die Plattform

gcfahr-fIt

Abb. 5: Funktionsskizzo der Jackenrichtung

Abb. 4: Hubkasten Im

Plattform-Ausschnitt los Sturmstlrkcn iiber Beaufort 10 hinaus ertragen kounte (s. Abb. 5). Es wurde

da-her auf Manahmcn zur Ahspannung dr

Plattforrn bei Srurm vcrzichret.

Em weitcrcr wesentlicher Punkt war die

Oberpriifung der Festigkcit

der

Hubki-sten sowic dcr Augen und der dar.jn wir-kenden Tragstangen (Tie Bars). Wcnn die ungUnstigsten Augenpaare as tragend an-genommen wurden, war bei einer tYberlast von 1500 t die Sidierheit der Huhklsten

gegen Beulen 1,65.

Sämtlithe mit dem Jackvorgang ml Zu-sammenhang srehenden

Fcstigkeitsuntersu-diungen wurden unabhngig von hinzuge-zogenen Gutachtern durdlgcfUhrt, dem

IN-STITUT FOR SCHIFFBAU und dem

GER-MAN1SCHEN LLOYD, urn die Maf3nah-men dcr Wcrft zu iiberprufen.

Die Jackeinriditung wurdc pncumatisth mit eincm PreLlufrdruck von 25 atü be-trieben. Em Jack baut sidi aus zwei Grup-pen von Anpre1- oder Halteringen (Grip-pers) auf, die durdi Hubkolben verbun-den sind. Wie bei einem Kietterer am Seil

.bwechselnd die 1-Jnde oder Beine das Seil umklammern, werden bei cinem Jack abwediselnd die oberen und unteren

Grup-pehobt.1

pen von Halterungen an das Hubbein ge-pre& und mit dem Hubkolben die Verti-kalbewegung erzeugt (s. Abb. 6). Uber be-sondere Zugstangen (Tie Bars) wurde die Zugkraft der Jacks auf die Plattform über-tragen. Wie schon erwthnt, waren je zwei Jacks in eincr Tandcmanordnung vorgese-hen. Zur Prellluftcrzeugung wurden auf dem Oberdeck der Plattform zehn diesel-getriebene Kompressorera mit ausreidiender Reserve aufgestellt. Alle Jacks wurden auf dem Plattform-Obcrdeck von eincm zen-tralen Steuerstand aus bedient und gefah-ren. Zusätzlich war an jedem Tandempaar

em separater Steuerstand vorgesehen. Der

Hub der Jacks betrug Ca. 1 ft 305 mm. Aufwärts konntcn - infolge der Zeit zuni

Umgreifen der Anpreiringe - in

einer

Stunde minimal vier Hiibe durchgefuhrc

werden (4 Hi.ibe 1220 mm). Abwärts

Cr-höhte sidi die Zahi der Hübe pro Stunde

auf mindestens sechs, was für em

eventuel-les Absenken der Plactforrn auf eine

Si-therheitshohe besonders vortejihaft war.

r die Betriebssicherhejt der Jackeinrich-ing ergaben sich folgende Feststellungen:

Bei geschlossenen _{Ventilen und} einer (dglichen DruckUberwachung können die

Grippers monatelang halten;

- selbst ohne neue Prcfluftzufuhr können die Grippers 24 Stunden bis zu einer

Woche halten.

Zur Information von Blohm + Voss

wurde auth die HUBINSEL GrnbH hin-zugezogen, die neben praktischer Erfahrung beirn Berrieb von Hubinsein auth übcr eine

Versuchsreihe

zur Bestimmung der

Rei-bungswerte und der Sicherheit der Grip-pers berithten konnte.

Vorreilhafc für den Montagevorgang war, daB der Werfthafen auf eine Wassertiefe von 9,50 m bei Niedrigwascr ausgebaggert worden war, da die Sthwimmkorper nach dem Aufsetzen der Plattform einen

Tief-'sng von über S rn haben würden.

Wei-hin wurden im Werfthafen eingehende

nodenuntersuchungen vorgenommen, urn die Voraussetzungen für das Eindringen der Hubbeine in den Grund zu klären.

Vor dem Einbringen der Hubbeine in die Hubksten der Plattform wurde jedcr einzelne Jack erprobt und aus mehreren Gründen bereits auf den Hubbeinen mon-riert. Die Beine wurden von MAGNUS III in die Hubkästen eingesetzt (s. Abb. 7), der hierfur vor den oberen Umlenkrollen mit einem Drucklager versehen war. Zurn Transport der Beine wurde eine Spezial-sdielle gebaut, urn das Bein ohne ange-schweiBte Hebeaugen etwa auf Mitte Rohr fassen und tragen zu können. Zum

Em-bringen

der Beine wurde die

Plattform verholt, urn jeweils vier Beine wassersei-rig einsetzen

zu können. Für

das

Em-setzen solire eine Vertrimmung der Platt-form vermieden werden, indeni die Beine gleich auf den Grund durchgefahren

wur-In.

Das erste Eindringen der Beine erfolgte durth das Anheben der Plattforrn. Dadurch wurde das Gewicht der Plattform tang-sam, dem verringerren Auftricb entsprc-thend. auf die 1-lubbeine uberrragcn. In der gerade ausgetauthtcn Position obne

Auftrieb wurden atterniercnd jeweils vier

Hubbeirie entlastet, so daB die

vcrblci-benden vier Hubbeine doppelt elasret wur-den. Diescr Vorgang wurde so lange

wie-derholt, bis keine Absenkung

aller ahr

Hubbeine mehr fesrgestellr werden konnte. Erst danath konnte mit dem eigentlichen Hebcvorgang bcgonnen werden. In schwim-mender Position erfolgte cine genaue Kon-trolle der Gcwichrsvertcilung, urn Korrek-turen in dcr Zeir zu crmoglichen, die für

die Stellagenmoncage und Endkonservierung

des Plarrformbodens aol Ca. 4 rn iiber

Wasser erforderlidi war. Fortlaufend wur-de zus:irzlich die Belastung wur-der Jacks durds

DehnungsmcBstreifen an den Tie Bars

(Zug-,nen)

beiten an der Plartform wurdc sic aufkontrojljert. Nach AbschluB dcr

die Sidierhcitshöhe gejackt.

Abb. 7: Einbringen der Hubbeine In die schwimmende Plait-lorm

868 Schiff& Hafen, SMM-Sonderausgabe, September 1974

Nachdcm die Plattform auf Monragehohe gefahren wurde, soilten die

Schwimrnkör-per unrergcschwommen und positioniert und anschlieBend die Plarrform auf die

Siulen abgcserikt werden. Dabei mul3ten die Sulensthüsse an der Plattform

maB-genau auf die oberen Enden der SIulen

aufsetzen. Da die Schwimmkorper und da-mit die Sáulen gewiB nie eine völlig ru-hige Lage in Position hiitten, da immer mit Bewegungen zu rechnen war, wurde eine I-iilfskonstrukrion notwendig. Gewáhlt wur-de em runder Kegelstumpf, em Konus,

auf jeder Säulenrnitre, der in ejne

ent-sprechende Hulse an der Platcformunrer-kante pa&e (s. Ausfaltrafel). Anfnglidi war em Spiel von 50 mm vorhanden, das sidi im Laufe des. Absenkens der

Plart-form auf Ca. 0 mm verringerte. Für die

Auslegung der Konen wurde u. a. der

Fall betrachtec, daB beim Einrücken des Konus in die Endlage während des Abset-zens die Sáule urn den entsprechenden

Be-trag ausgebogen werden muf3tc.

Da das obere Ende der Sàulen aus Ftigungsgründen noch nicht vollsrndig

er-richter war, befand sidi

der Konus auf

einem vorlufigen Trgerkreuz, das

audi

zwei als Pratzen ausgearbeitete Auflager-punkte für die Plartform hatre.

Schwlmmkörper

Das zencrale Problem bei der Vorberei-rung der Schwimrnkörper für den Zusam-n-'enbau war ihre Stabilisierung. Sic war norwendig, da aufgrund der runden Form der Schwimmer keine Auswanderung des Formschwerpunkrcs bei Krngung vorhan-den und die deshalb nötigc Gewichcsstabi-litiir bei dem durdi die Sàulen hochgela-gerten Sthwerpunkt des Systems nichr zu erreicheii war.

Die moglichen Belastungen des Systems waren Wind-, Wasser- und Trossenkräfte. Die Windkrilte muBren besonders auch we-gen der Erfahrunwe-gen des lerzren Winters entsprechend einer Windsrgrke von Beau-fort 12 aus allen Ridirungen angenommen werden, denn die stabilisierten

Schwimm-körper wiirden mit Sicherheit mehrere

Ta-ge im Werfrhafen liegen. Der EinfluB der Wasserbewegung wurde durch

verglei-diende Beobachtungcn dcr

Tauchschwingun-gen schwinsrnendcr Einheiren im Werfcha-fen abgcschiitzr. Die beirn Trossenzug

auf-trerenden Anderungen der Hebelliingcn

wurden ebenfalls ber{icksichtigt.

Als Scabilisierungsmitrel wurden

Auf-tricbskorper von Luftschläuchen über Schu-ten bis zu den auf dem Markt verfiigba-ren Ponrons erwogen. Ausreichende Sidier-heit war nur bei Anwendung von Pontons zu erzielen. Zudem konnre durdi Wahi groBer Poncons erreicht werden, daB die schon beschricbenen Konen an der Ober-kanre der SuIen bei kringenden

Momen-ten

nur geringe AusschIge erfuhren

-em erheblidier Vorteji

für den

Zusam-menbau. Die notwendigen

Trgerverbindun-gen zwischen den Ponrons und den

Sdiwimmkorpern hitren nach dern Ab-serzen der Platcform sdinell abgecrennt

wer-den müssn, was groBe Schwierigkeicen

gemadit htre.

Deshaib war die sidi sparer aus berrieb-lichen Gründen ergebende Möglichkeit

bes-5cr, zur Stabilisierung zwei Dockhalften

zu benutzen. Bei der halbierten Doddange von jeweils 46,50 m war nicht nur eine

ausreichende Verdrängung gegeben, sonderri

durch die groBe Seirenhohe von 11,90 m wurde eine vorreilhafce gelenkige

Paralle-logramm-Verbindung moglich. Je

Dock-haifre und Schwimmkorper wurden zwei

Verbindungen zwischen den Dockseiten und

den Saulen hergesteilt.

Dazu dienren jeweils zwei Zug- und Drucksrijbe übereinander. Die oberen Srä-be waren gegen horizonrate Langsverschie-bung mit enrsprechenden Zugstaben

gesi-ther Durch annThernd waagerechre An-ordnung der Sràbe wurde erreichc, daB die Dockhalfren retativ unabhängig blieben von der Tiefgangsdifferenz der Schwimm-körper beim Abscrzen der Platrform. Das Problem, die Kriifre in die Verbánde des alren Docks cinauleiren, wurde getosc, in-dern an den Verbindungsstellen neuc Sek-rionen mit eincr Breire von 1,00 m in die

Seitenkasten eingcserzt wurden. Das brachcc

audi den Vorrcil, die rnedianische Bearbci-rung der Gelenke in dcr Werkstart durdi-fUhren zu können.

Die Abniessungen der

Dockhalfren

-ebenso bei den vorher erwogenen groBen Pontons - zwangen zu ihrer Anbringung

an den spiireren AuBenseiters der

Schwimm-körper. Das hacte erheblichen EjnfluB auf die Helgenlage und den Stapellauf.

Da die Ansirzc fUr die Diagonalen an den SdiwimmkUrpern schon auf dern Hel-gen angebracht wcrden muBten, war es

notwendig, die beiden Sdiwirnmkörper in der Lingc urn ca. 4m gcgencinander

ver-sctzt aufzulcgen, daii,it der Anbau der Ansãtze rnöglidi -wurde. Beirn Stapellauf

ware dcr tkfcr liegcndc Schwimmkörper

friiher eingetautht und hätte bis zurn /-Aufdrchcn cinen konstant grolcren, dann

zunchnicndcn Aufricb gehabt. Urn die Unsymrnctric abzumiridcrn, wurde der tie-icr liegcnde Schwirnnikörper durch einen 150mm strkercn Sdilitten höhcr aufge-lcgt. Neben der vorhandenen Hethlastig-keit wurdc damit noch em unwesentlicher Krángungswinkel von 0e 35' nach dern Frei-schwimmen hingeriornmcn.

Urn em gleichzeitiges Aufdrehen zu er-reichen, rnuften die Sdslittcncnderi für bei-de Sdiwirnmkorper parallel zum

Helgen-ende gleichauf liegen.

Wie bereits geschildert, warcn die Sthwirnmkörper aus Stabilitãtsgrunden auf dern Helgen miteinander verbunden wor-den. Dafiir wurde zwisthcn beiden Mittel-sulen em Rahmen gesetzt und zwisthen

die Sthwimmer vcrn und achtern je em

Trager geschweif3t. Die mit dieser Kon-struktion aufzunehmenden Krftc, horizon-tal (lungs und quer) wie rertikal, wurden aus den Belastungen beim Stapellauf wie audi bei Sturm für den Fall abgeleitet, daB die verbundene Einheit irn Werfthafen liegt.

Für das Einschwimmen war aus

ver-sdiiedenen GrUnden eine Endlage gegeben, und zwar im ausgetrirnmten Zustand durth die Ticfgànge T5,20 rn für die

Schwimrn-körper und T1,40 rn für die

Dockhälf-ten. Urn diesen Zustand zu erreidien, wur-de em detaillierter Plan für die

Ballast-vorgunge und das Anbringen der Dock-teile angefcrtigt. Der Ballastplan war auth deshaib wichtig, weil einmal die

Ballast-menge durch den Tiefgang gegeben war, zum anderen sic so verteilt werden muBte, daB die Systeme ausgetrimrnr sind und die Oberkanten der Suulen, d. h. die Konen, auf einer horizontalen Ebene licgen

wür-.den.

der relativ dünne Sdiwimmer schon bei ge-Letztercs war besonders schwierig, da

ringen Lasten roeBbar durchbiegt und mi-nimale Durchbiegungen aufgrund der Suu-lenhohc groBe Auslenkungen der Konen hervorrufen.

An den Schwimmkorpern und Dockteilen wurden sdilicBlith nodi alle für das Em-sthwimrnen notwendigen Winden, Poller

und Augplatten, wie auth alle

sicherheits-technisch selbstverstuindlichen Stellagen und Laufstege vorgesehen.

Montagevorgang

Für den gesarnten Montagevorgang wur-den eingehende Voruntersuchungen und Planungen durchgefuhrc. Dabei war es

be-sonders wichtig, die Auswirkungen aller

Randbedingungen zu erfassen, den Ablauf besonders unter dementspredienden Sidier-heitscrwgungen zu planen und durth or-ganisatorische MaBnahmen den geplanten

Ablauf sicherzustellen.

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Abb. 8:Schwlmmkörper wShrend derStabilisierung

r

Ausgangspunkt der Uberlegungen war

der Zeirpunkt X, an dem die Plattform

durdi Absenken urn die rnoglidie Hub-höhe der Jadteinrichcung auf die Suulen

abgesetzt wird. Mit der iber die

Hilfs-beinc mit dern Grund verbundenen

Platt-form war em horizontal fixiertes, vertikal gesteuert beweglithes System gegeben. Die Sthwimmkorper waren durch die Vertuu-ung im Werfthafcn horizontal gesteuert be-weglich, unterlagen aber vertikal der Tide. Da die Jadceinrichtung nidit mit Sidierheit dern schnell ab- und auflaufenden Wasser und damit der Vertikalbewegung d.r

Suu-len folgen konnte, karnen für den

Zeit-punkt X nur die Bereiche geriner

Ver-rikalbewegung infrage, also Hoch- oder Niedrigwasser. Aus versdiiedenen

Erwu-gungen z. B. würden beim Klcrnmen

dee Ja&einrichtung nach dem Verbinden von Suulen und Plattforrn bei Hothwas-ser die Schwirnmkorper an der Plattform ,hIngen", und darnit würde die

Sicher-heitsiast der Hubbeine überscliritten

wurde für X Niedrigwasser gewählt. Da ds Koppein zusätzlich nur bei Helligkeit durchgeführt werden konnte und für das vorausgehende Einschwimmen wie audi für

nachfolgende Arbeiten eine gewisse

Vor-tand Nachlaufzeit bei Helligkeit eingeplant werden muBte, konnte der Vorgang nur in bestimmten Perioden stattfinden. Der Vor-gang fand mm Frühjahr statt, und so stan-den Periostan-den von 6 bis 8 Tagen zur

Ver-fügung.

AuBerdem muBten einige weitere

Rand-bedingungen erfüllt sein. Da z. B. die Position dee Schwimrnkorper mit optischen Mittein vermessen wurde, muBten nicht nur Helligkcit, sondern auth ausreichende

Skin-verhältnisse gegeben scm, also kein Nebel. Die Jackeinrichtung kann bei Regen nitht

arbeiten, d. h. nicht heben oder senken. Bei zu starkern, besonders bei böigem Wind wáren an den Konen zu starke Aussdiluge aufgetreten, urn sie in die Hülsen einfüh-ren zu können.

Die Probleme wurden mit dem DHI

(DEUTSCHES HYDROGRAPHISCHES

INSTITUT) und dern SEEWETTERAMT Hamburg besprochen, und stundig wurden die notwendigen Vorhersagen sowie die ex-akten Daten am Durchführungstag

telefo-nisch übermittelt.

Eine zusutzlidie Randbedingursg war die Arbeitsweise der Jackeinrichtung. Sic konn-te pro Stunde etwa 4 bis 6 Hublungcn von Ca. 30 cm heben oder senken, wobei der cigentliche Bewegungsvorgang our Ca. 2 Minuten dauerte. Uber die Zeit aufgetra-gen ergibt sich also für das Absetzen eine Treppenfunktion. Bci Niedrigwasser soilte die Plattform aufsetzcn und niuBtc somit mit ganzen Hüben eine durdi die Tide bestimmte Höhe erreichen. Deshaib war es

notwendig, die Jackhohc der Plattforni

nath dem aufgrund der Vorhersagen zu

Cr-wartenden Pegeistand des entspredienden

Niedrigwassers zu korrigieren. Das muBte Ca. 4 Stunden vor dem Koppein gesdiehen. da das Ausriditen der Plattforrn auf eine bcstirnrnte Höhe Ca. I Stunde in Ansprudi

nahm.

Zur tYberwachung und Stcuerung des ge-sarnten Vorgangs wurde eine zentrale

Leit-stelle geschaffen, irs der auf einer speziellen

Lagetafel alle Situationen und Daten

übcr-sichtlich festgehalten wurden. Dem

Gcsamt-leiter standen dort sedis Organisationsbe-reidie und ihre Leiter zur Verfügung, de-ren Aufgaben hier kurz skizziert werden

sollen:

Peilgruppe (P): Die Lage der Sdiwirnrn-körper wtrrde stets in Relation zur Soil-Lage, die durds die Plattform gegeben v.ar. mit Theodoliten vermessen. RegelmäBigc Pegelablesungen wurden zur stIndigen Kon-trolle der Tidenkurve gemacht.

Verhoigruppe (V): Die Sdswimmkorper waren im Werfthafen untereinander mit

zwei Seilen verbunden, und jeder

Sdiwimm-körper war zum Land Kin mit drei

Sci-len vertuut. Alle Seile konnten durdi Win-den gefahren werWin-den und waren so ange-ordnet, daB auf jeden Sthwimmkörper in jeder Riditung Kraftkornponenten bewirkt werden konnten. Die Anordnungen an die Windenführer kamen vorn Gruppenfüh

rer aus der zentralen Leitstelle aufgrund der von P vermessenen Lage der

Sdiwimrn-korper.

Jackgruppe (J): Nach den entsprecheri-den Angaben aus der Leitstelle wurde hodi-und abgejackt. Zum Ausrichten in die Ho rizontallage war auf der Plattform em

Sdilauchwaagen-System angeordnet. Auf

sprechende Anordnung war die Höhenkor-rektur durchzfjjhren. Zum Trocknen der Bcine bei leichter Feuchtigkcit standen an

slien Bcinen Warmljjftcr bcreit.

Moncagegruppe (M): In der letzten Pha-se des Einsthwjmmens und beim AbPha-setzen wurde die Lage der Konen zu den jeweili-gen Hülsen in der Plattform beobachcet und vermessen. Nach dem Absetzen der Plattforrn wurden die vorlãufigen Verbin-dungen zu den Säuien hergestelit. Dazu waren schon Zugpumpen und Spannschrau-ben montiert, die nur noch einzuhängen und festzuziehen waren. Ansdilie1end Wa-ren die Paralielogramm-Verbindungen zu den Dockteilen zu lösen. Diese Gruppe war auferdem für die

Personenbeförde-rung zusfndig.

Betriebshilfe (B): Hier wurde organisa-torisch die Sichersteilung der betrieblichen Versorgung übcrwacht, u. a. Luft, Treib-stoff, Eiektrizität und Gas.

Sonsciges (S):

Die Gruppe S war für

Informationsauswercung, die Uber'wa-'ung der Randbedingungen sowie für die Sidierheit zustàndig. Sic war die Kontakt-stelle um DHI (Tidenvorhersage) und zum Seewetteramt (Vorhersagen zu Nebel, Re-Sen und Wind nadt Richtung und Stärke). Em moglid-icr Einsarz von Notarzt, Sani-tatern, Fcuerwehr, Barkassen und den in Bereitsdaft stehenden Rettungshubschrau-ber und Reccungstaucher solite von hier geleitet werden.

Nicht zuietzt soil darauf hingewiesen werden, daf der gesanite Montagevorgang 10 bis 12 Stunden daucrte, wiihrenddessen die Mannsthaft auf der Plattform keine

Verbjndung zum Land hatte und daB auth für das leiblithe Wohi der betciligtcn Per-sonen (ca. 70) zu sorgen war.

Die Kommunikation erfoigre uber fünf getrennte Wa]kie-Talkie-Krejse sowic über

em festgelegtes Telefonnetz.

Aufgrund der eingehenden Vorplanung und des engen Kontaktes mit beratenden

Instituters sowie suds dos Einsatxes der

Firma G.E.M. HERSENT für den Jckvor-gang konnte die gesamte \Vasserniontage ohne nennenswerte Schwierigkeiren durch-geführt werden.

Elnige Besonderheiten der

Konstruktion und Fertigung

Das Grundprinzip dci. Konstruktion ist entstanders, weil die Bohrinsel rnoglicbst universell eingesetzc werden soilte. Beson-ders wichtig war die Forderung, kleinere Arbeitsplatrfornen dirckt Uberschwimnien

SkcSnnen.

Aus diesem Grunde ergab sith ungewöhnliche Konstruktion ohne

un-870 _{Schiff & Nafen, SMM-Sonderausgabe, September 1974}

tere Querverbindung. Logisdierweise müs-Sen daher die für die Querfestigkeit ver-bieibenden Teile des Haibtauchers für die Aufnahme aiier zu erwartenden Kräfte und

Momente beniessen werden.

Die wesentiichen Belastungen sind emma!

die _{statisch wirkenden Kraftc aus} Eigen-gewicht und Ladung sowie die

Reaktions-krfte beim Betrieb, zum anderen

dyna-misthe Zusatzbeanspruthungen aus dem Seegang. Die Plattform ist aufzufasscn ais groBes Fiächcntragwerk, das auf den

senk-rechten Siu1en aufliegt. Unter statisther

Beanspruchung ergibt sich keinerlei

Em-spannung an den Auflagerstelien, da die

Schwimrnkörper ohne LIngenánderungen

seitlich ausweichen können. Das grö&e Biegernoment tritt in der Mitte der Platt-form auf und inuB von den bier vorhan-denen Querschnittsflächen des Unter- und

Oberdecks der Plattform aufgenommen werden.

Die Diagonalen haben die Aufgabe, die Siiulenanschlijsse an der Plattforsis bei

auf-tretenden Seegangsbeanspruthungen zu

enc-lasten. Sic ieiten die Kriifte aus den We!-lenbewegungen in die Plattform im hochst-beanspruchten Bereich em. Dieser

Verbin-dung ist _{gröBte Aufmerksamkcit bci der} konstrukcivcn Gestaitung zu schenken. Die

Kreuzungsstellen zwischen den

Diagonal-rohren und dern Unterdeck der Plattform

;'sIU1.

Abb. 9: _{Schwlmmkorper positloniert, wenige Minuten vor Absetzen}

der Plattform auf die Säuien

sind in zwei verscbiedcnen

Konstruktjons-formers ausgefUhrt (s. Ausfaittafel). Irn

Un-terdeck wirken sthwellende

Zugbeanspru-chungen, in den Diagonalrohren wechselnde

Zug- und Druckkráftc, die mit dci.

See-gangsfrequenz sufcrcten. Im Laufe der Le-bensdauer dcr Bohrinsel ist mit einer Grö-Benordnung von 100 Millionen

Scegangs-schwingbeansprudiungen zu rechnen.

Es ist nun die Frage, wie cm deractiges

konstruktivcs Detail mit der erforderli-then Sidierheit gegen die zu erwartcnden Beanspruchungen am zweckmàBigsten

ge-staltet

werden kann. Bei den hier

vor-liegenden Konstruktionen, die vom

Auf-traggeber in Zusammenarbeit mit AME-RICAN BUREAU OF SHIPPING festge-lcgt wurden, hat man Werkstoffe mit

er-hohtem Formänderungswiderstand

(Mm-destfiieBgrenze = 36 kp/mm'2) eingesetzt

und dci. unvermeidlithen Beanspruchung eines Konstruktionstejls in

Blechdidcenrjch-tung durch entsprcthende Forderung nach

Reinheit und nachgewiesenen mechanisdi technologischen Gütcwerten in

Blechdik-kenrichtung Rechnung getragen. Bei Aus-nutzung der erhöhten FlieBgrenze für die zulässige Spannung wird bei diesen Ver-bindungen die Schwingfestigkeic zu einem gleich widitigen Bemessungkriterium.

Für die Fertigung dieser Verbindungen rnuBten grUndlithe tYberlegungen

hinsicht-lidi der erforderlichen Arbeitstemperatur

beim SchweiBen, dci. SchsveiBfolge und der SchweiBzusatzwerkstoffe angestelit werden.

Audi die Frage, ob bei diesen

Konstruk-tionen em Spannungsarmgluhen sinnvoll

wre, wurde eingehend erörtert.

Gencrell wurde festgelegt, daB die acht Sektionen mit den Diagonalrohreinfuhrun-gen in einer zugfrei abgeschlossenen Halle

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-in besonderen dafili. zu eri-ichtenden

Wt-mcöfcn zusammengebaut crden. Die Ar-beitstcmperatur wurde mit 1300 C festgc-legt. Sic wurde durdi widcrstandselektri-sche. über viele Temperaturgeber kontrol-lierte Vorwärniung crzielt und mit eincr Toleranz von ± 200 cingehalten. Die nicht zu verschweiBenden Bautcilflädien wurdon mit Asbcstmattcn abededst. Von cinem

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Verechiedene Elnfuhrungen der Diagonalen

In die Plattform

SCHNITT DIAGONALE AUSZEN

31 5/.7

GLeL{ftãchen sind vor Moniage zu 5thmierefl

CHNITT DIAGNALE MITTE

Perspektivlsche Ansicht elner Erdölbohrinsel

(Halbtaucher)

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Perspektiyische Anslcht einer ErdölbohrnseI (Haibtaucher) -. 9 O.,rkk. Bt aizz.,k. - 5.i,.f. $$(' F,. 3 ® OuLk,,,.d..,d Zt,t S;b ® Md.S.-T ® MMhi-a ® ® A ® M-P, -- ® Deili,

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-® 5tI.Shâi, ® ® ® - ® ® Rt-A& ® ® srn ® - @

Spaiinungsai-mgluhen wurde abgcsehcn, di

trotz der guten Verteilung der

Hcizcle-niente mit gewissen Temperaturunrersdiie-den über das gcsamtc Buteil gercdinet

werden mu1te und bei den vorhandenen

Materialdjcken diesc Untersdiiede zu un-kontrolliertcn S1thrurnpfungen und Verwer-fungen fi.ihren könntcn. Andercrseits war

u erwarten, da1 die SchweiIeigenspan-nungen bei d4n wochcnlang in gleidier

Höhe gefahrenn Arbeitstemperaturen in Grolenordnungn biciben wiirdcn, die aus-reidicndc Sidierheit gegen die Cbersdirei-tung der Trcnnfestigkeit in den

hochwerti-gcn Wcrkstoffen gewlhrleisten.

Die Auswahl lcr Schwei1zusarzwcrkstoffe

crfolgte unter Berucksichtigung der zu ver-bindenden Werkstoffe. Die 70mm dicke Decksbeplattung besteht aus einem höher-festen Schiffbaustahl EH 36 mit zusiitzli-then Forderungen fur zu gewahrleistende mechanisch technologisdie Eigensthaften in

Blechdickenrichtung. Das in

Blechdicken

-There is a fundamental difference between

continental and oceanic rocks. The under-water prolongation of the continents is in-chided in the continental margin, which ex-tends for a few miles from the coasts in some areas and for. more than 200 miles in others. The mineral resources on

the sa

bed arc related, inter alia,

either to the

underlying rocks (ie, whether continental or oceanic),

_{to the distance from land or to}

the depth of water. The last two factors

also have a strong bearing on the economic

feasibility of exploiting the resources.

The sea bed now accounts for nearly 20°/a Of world production of oil and gas and the rate of discovery of new reserves is now higher offshore than on land. Costs escalate rapidly as the depth of water in-creases. At present the deepest producing wells are in water only about 100 m deep but exploration drilling is proceeding ats depths of nearly 500 m and geophysical

exploration is being carried out in areas which have been licenced where the water is over 3000 m deep. Although the critical

evidence - from boreholes - is

lacking, it seems likely that substantial hydrocarbon resources arc unlikely to be present in

potentially workable concentration beyond the outer edge of the continental margin.

') A report delivered at The Law of the Sea

Conference organized by the Financial Times and Fairplay International Shipping Journal on

27. and 28. Febr., 1974, in London.

richtung bearisprudite Material der

Diago-nalrohrc bei den mittleren Einfuhrungen entspricht der arnerikanischen Norm ASTvl CGA537M ebenfails mit gewllirleisteten Eigcnsdiafrcn in Blcthdickenrid-irung. Bei

den vorderen und hinteren

Diagonalrohr-cinführungen wu rdcn Sthniicd&ringe aus

dem \Vcrkstoff ASTM A633 eingesetzt. Die Wcrkstoffc sirid in ihrer Analyse lhnlidi. Für die Verbindungsschweiiungen wurde

als Schweigzusatzwerkstoff die Elektrode OK 48 eingesetzt. Bei der Verbindung zu den elliptischen Schmiederingcn wurde als Schwejfzusatzwerkstoff die Elektrode SH\7

I gewahlt.

Wo Schrunipfungcn in

Blcchdickenridi-tung auftreten, wurden cinige Lagen in

ciner Dicke von mindestens 6 mm mit

dem hochdchnbaren Schweifzusatzwerkstoff

SHV1 aufgepuffcrt, bevor die

Verbindungs-schweiIhing .ausgeführt wurde.

An jeder Sektion waren gleichzeitig vier Sthweifer, Uber den Umfang der Ellipsen

The value of the oil and gas far exceeds the value of all other minerals being won from the sea bed. Although the exploitation of other minerals has not yet developed on the scale predicted by some specialists, nevertheless the sea bed is contributing . a

significant amount of sand and gravel to local markets and a limited number of higher value minerals, notably tin, the

world markets. All are recovered from shallow water, near to land. The total value of production in 970 was about $200 million.

In recent years increasing attention has been paid to two other types of--deposit, manganese nodules and mineralised muds, both of which occur in very deep water. Manganese nodules are widely distributed on the deep sea bed but are also present below shallow water in some areas: most rest on the surface of the sea bed, but some are present in the underlying sediment. The nodules vary in size, but are commonly

about 20 to 100 mm in diameter. Their

com-position varies widely but economic interest

centres on the presence of copper and nickel,

which generally are in high concentrations only in nodules occurring in verry deep water, that is more than about 4000 m:

such depths and the necessary slow rate of sedimentation are unusual within 200 miles of land, although some analyses of high-grade nodules recovered within this distance

have been published. Manganese, cobalt and, perhaps, molybdenum may also be recovered. Research and development of the advanced technology needed to mine and process the nodules is now being

under-vertci!t, cingesetat. Für die Sthwei1Iolge

wurde eine modifi7.ierte Pilgersthrittfolge vorgesehcn. Die Elektrodcndurdimesser

Wa-- rcn mit 3,25 und 4.00 mm festgelegt worWa-- wor-den. Nadi Einbringung des halben SdiweiI-nahtvoluniens wurden die Sektioncn

ge-wendet und dann von (icr Gegenseite voll

versd-sweilt. Dann wurde das restlidic

Schweifnahtvolumen der czsren Scite nach erneutern Wenden cingcbrjtht. Die inne-ren und áu&inne-ren Decksstücke wurden je-weils in vier Teilen eingesett.

Um die Kerbwirkung der Sdiwci1nihtc möglicbst gering zu halten, wurden die Sthweinahtubergange ,durch zusItzlidse

Lagen besonders sarift ausgcführt und dann die gesamte SdiweiRnahtoberflthe bis in

ihren tYbergang in die einzelnen Bledie

hincin sorgflltig geschliffen. Smtlidie Schweiungen wurden lOOprozentig ultra-schall-gcprüft und darüber hinaus Oberflii-thenril3prufungen durchgeführt.

taken in the USA, Canada, Japan, France,

Federal Republic of Germany and the USSR.

Operations each producing between I and 3 mio t (dry weights) a year of nodules are envisaged but the scale will depend on the results of testing full-scale systems under operational conditions. Assuming that mine grade nodules contain 1.3 °/o nickel and

1.1 copper and the mining and metallur-gical recovery rates that have been sug-gested, about 12,000 t of nickel and

10,000 t of copper would be produced from I mio t of nodules. World supply/demand projections indicate that the number of deep. sea mining operations is likely to be con-trolled by the demand for nickel. Although the relative costs of nickel and copper pro-duced on land and from the sea bed will also only be known after experience is

gained with full-scale mining and metallur-gical processing systems, marine mining is

likely to provide these metals at about the same cost as from established sources. Mar-ing minMar-ing would, therefore, be as vulner-able to falling metal prices.

Mineralised muds have been found asso-ciated with sites of sea floor spreading at plate boundaries. The only known deposits of commercial interest arc those found by scientific research expeditions in the Red Sea, at a depth of about 2000 m. Subse-quently they have been examined in greater detail by West German enterprises under

licence from coastal states. Successful

com-mercial exploitation will depend, it is re-ported, on the development of processing systems capable of recovering the zinc and copper from the extremely finely divided

material.

Schiff & I1afen, SMM-Sonderausgabe, September 1974 871