Das vorliegende Buch beleuchtet sämtliche im Bereich der Offshoreindustrie verwendeten Verankerungssysteme sowie deren Komponenten und bietet somit erstmalig eine umfassende Übersicht über die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der verschiedenen, im industriellen Einsatz etablierten Technologien.
Ausgehend von der wirtschaftlichen Bedeutung der Offshore-Förderindustrie im ersten Kapitel wird in Kapitel 2 die Offshoreförderung systematich aufbereitet und eingeordnet, um auf dieser Basis in Kapitel 3 die verschiedenen Verankerungssysteme mit ihren Eigenschaften und Besonderheiten vorzustellen.
Im folgenden vierten Kapitel werden die Einzelkomponenten, aus denen die Verankerungssysteme aufgebaut sein können, ausführlich behandelt. Hierbei werden sowohl im industriellen Einsatz etablierte, als auch zukunftsweisende Projekte mit neuartigen Konstruktionen, wie z.B. Kohlefasern berücksichtigt.
Kapitel 5 ist den Belastungen und Beanspruchungen sowie Schwingungsverhalten, Resonanz und Korrosion gewidmet.
In Kapitel 6 werden unterschiedliche Prüfverfahren vorgestellt, mit deren Hilfe die Einsatzfähigkeit der Konstruktionen für unterschiedliche Belastungen nachgewiesen werden kann.
Im siebten und letzten Kapitel wird die zum Zeitpunkt der Drucklegung aktuelle Übersicht der wichtigsten Förderunternehmen, Hersteller und Prüfinstitute gegeben, die im Bereich der Offshoreförderung tätig sind.
Ein umfangreiches Abkürzungsverzeichnis macht das Buch auch für Einsteiger zum schnellen Verstädnis und späteren Nachschlagen interessant.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
1.1 Einleitung
1.2 Begriffsdefinitionen
2 Systematische Betrachtung der Offshore-Technik
2.1 Bohrung (MODU)
2.2 Förderung (FPS)
2.3 Anwendungsbereiche von Seilen im Offshorebereich
3 Mooring Systems / Verankerungssysteme
3.1 Verankerungssysteme für MODUs
3.2 Verankerungssysteme für FPS
3.3 Anker, Kettenstopper und Verbindungselemente
4 Aufbau von Mooring Lines
4.1 Einzelkomponenten
4.2 Aufbau von Mooring Lines aus verschiedenen Teilkomponenten
5 Belastungen und Beanspruchungen von Mooring Lines
5.1 Vergleichbarkeit von Verankerungssystemen
5.2 Spezifikationen zur Auslegung von Verankerungssystemen:
5.3 Spezifische Belastungen von SCM / TMS
5.4 Verdrehung und Torsion
5.5 Spannungs-Torsions-Wechselwirkungen in Mehrkomponenten-Mooring Lines
5.6 Anschlagwinkel
5.7 Schwingungsverhalten und Resonanz
5.8 Korrosion und Korrosionsschutz
6 Prüfung von Mooring Lines
6.1 Prüfverfahren
7 Marktübersicht
7.1 Förderunternehmen
7.2 Anbieter von Mooring Lines
7.3 Forschungs- und Prüfinstitute
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit bietet eine umfassende Analyse der verschiedenen Verankerungssysteme in der Offshore-Industrie. Das primäre Ziel ist es, die technischen Potentiale und Grenzen der etablierten Technologien bei der Positionierung schwimmender Förderplattformen aufzuzeigen, um Ingenieuren fundierte Entscheidungshilfen für eine sichere und wirtschaftliche Auslegung unter variierenden Umweltbedingungen zu geben.
- Systematische Einordnung von Offshore-Bohr- und Fördertechnologien (MODU, FPS).
- Detaillierte Untersuchung von Mooring-Konfigurationen (SCM, TMS) und deren dynamischem Verhalten.
- Analyse der Materialeigenschaften von Ketten, Stahlseilen und synthetischen Fasern.
- Diskussion von Belastungsfaktoren wie Korrosion, Torsion und Ermüdung in Tiefseeanwendungen.
Auszug aus dem Buch
3.1.1 Steel Catenary Mooring (SCM)
Verankerungen, die aus Ketten und/oder Stahlseilen aufgebaut sind, bilden auf Grund ihres (im Vergleich zu Wasser) wesentlich höheren spezifischen Gewichts einen Durchhang zwischen Plattform und Verankerung am Meeresgrund aus („catenary shape“). Bei einer wellen-, wind- und strömungsinduzierten Lageveränderung der Plattform ändert sich somit auch die geometrische Form des Durchhangs der Seile. Auf der Luvseite reduziert sich der Durchhang der Seile entsprechend, auf der Leeseite nimmt er zu.
Die Steifigkeit eines SCM ist somit eine Funktion von Veränderungen der Geometrie der Verankerung und nahezu unabhängig von der Steifigkeit des Seils an sich.
Jedoch ist das Verhältnis von Seilfestigkeit zu Seilmasse maßgeblich für den Durchhang der Verankerung. Dieser Zusammenhang macht deutlich, warum Ketten (auf Grund ihrer zu hohen Masse) für große Wassertiefen ungeeignet sind. Ab 5000 ft. Wassertiefe werden SCMs so schwer, dass zum Ablassen und zur Installation spezielle und entsprechend kostenintensive AHVs („Anchor Handling Vessel“) und zum Befestigen der Verankerungen an der Plattform Verstärkungen notwendig werden.
Der große Vorteil von SCMs liegt in der Tatsache begründet, dass diese Verankerungssysteme das Eigengewicht der Mooring Lines zur Positionierung der Plattform nutzen und somit keinerlei vertikale Lasten auf die Verankerung am Meeresgrund ausüben. Die Kräfte auf die Anker wirken durch das Eigengewicht der Seile ausschließlich tangential zum Meeresgrund.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Diese Einleitung erläutert die wirtschaftliche Bedeutung der Offshore-Förderindustrie und begründet die Notwendigkeit für effiziente Verankerungstechnologien in zunehmend tieferen Gewässern.
2 Systematische Betrachtung der Offshore-Technik: Dieses Kapitel klassifiziert die gängigen Bohr- und Förderplattformen wie MODUs, FPSOs und TLPs und ordnet sie nach ihren technischen Anforderungen ein.
3 Mooring Systems / Verankerungssysteme: Hier werden verschiedene Verankerungskonzepte wie Steel Catenary Mooring (SCM) und Taut Mooring Systems (TMS) sowie deren spezifische Komponenten und Vor- und Nachteile detailliert gegenübergestellt.
4 Aufbau von Mooring Lines: Dieses Kapitel behandelt die Materialeigenschaften und den konstruktiven Aufbau der Mooring Lines, wobei Ketten, Stahlseile, Polyester- und Kohlefaserseile sowie deren Eignung untersucht werden.
5 Belastungen und Beanspruchungen von Mooring Lines: Diese Sektion analysiert kritische Belastungsfaktoren wie Zugschwellbeanspruchung, Torsion und Korrosion, die die Lebensdauer der Verankerungskomponenten maßgeblich beeinflussen.
6 Prüfung von Mooring Lines: Das Kapitel stellt verschiedene Prüfmethoden, einschließlich kombinierter Zugprüfungen (TETR), vor, mit denen die Einsatzfähigkeit und Lebensdauer der Konstruktionen validiert werden können.
7 Marktübersicht: Abschließend bietet dieses Kapitel eine strukturierte Übersicht über die wichtigsten Förderunternehmen, technologische Anbieter von Seilsystemen sowie Forschungsinstitute.
Schlüsselwörter
Offshore-Technik, Verankerungssysteme, Steel Catenary Mooring, Taut Mooring System, Mooring Lines, Ketten, Stahlseile, Polyesterfaserseile, Kohlefaserseile, Korrosionsschutz, Zugschwellbeanspruchung, Torsion, Lebensdauer, Offshore-Förderung, Positionssicherung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Publikation befasst sich mit dem gesamten Spektrum der in der Offshore-Industrie verwendeten Verankerungssysteme, von den technischen Anforderungen bis hin zur Marktübersicht der Hersteller.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Systematik von Verankerungen (SCM vs. TMS), die Auswahl und Eigenschaften von Seilmaterialien sowie die Analyse von Belastungsprofilen und Prüfverfahren.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Erstellung einer fundierten Übersicht, die erstmals die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der verschiedenen industriell etablierten Technologien transparent macht.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es erfolgt eine systematische Auswertung technischer Spezifikationen, Versuchsergebnisse (z.B. von der University of Reading) und relevanter Richtlinien (API, DNV).
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Charakterisierung der Systeme, eine Materialkunde der Mooring Lines, eine Analyse der Beanspruchungsarten (Torsion, Korrosion) sowie eine detaillierte Aufstellung der Prüfverfahren.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit fokussiert auf Themen wie Mooring-Systeme, Tiefsee-Verankerung, Seil-Technologie und Dauerfestigkeitsanalyse.
Was ist das Besondere an der "Buoyant Leg Structure" (BLS)?
Die BLS versucht, die Stabilitätsvorteile eines SPAR-Systems mit der Verankerung einer TLP zu vereinen, um so die Förderung in kleineren Feldern wirtschaftlich zu ermöglichen.
Warum spielt die Torsion bei kombinierten Mooring Lines eine so große Rolle?
Bei der Kombination unterschiedlicher Komponenten wie Seilen und Ketten kann es zu einer torsionsbedingten Rotationsübertragung kommen, was die Lebensdauer des Systems signifikant verringern kann.
- Quote paper
- Björn Ernst (Author), 2006, Offshore-Verankerungssysteme, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/83874
