DK153960B - Bore- og produktionskonstruktion til offshore operationer - Google Patents

Description

DK 153960 B

Opfindelsen vedrører bore- og produktionskonstruktioner til offshore operationer og specielt sådanne konstruktioner, der er egnet til brug ved vanddybder over 300 m.

5 Anvendelsen af offshore bore- og produktionskon struktioner er blevet relativt almindelig i de senere år, og efterhånden som der udvikles flere oliefelter på dybt vand, fortsætter bestræbelserne på at anvise konstruktioner, der uden prohibitive omkostninger er i 10 stand til at modstå de ugunstigste vind- og bølgekræfter, der kan forekomme.

To kendte konstruktioner til brug på vanddybder over 300 m er henholdsvis tårne afstivet med barduner og tårne med opdrift og hængslede ben. Tårnet med bar-15 duner er af gitterkonstruktion og understøttes på havbunden. Barduner går fra dækket via lederuller under vandets overflade til klodsvægte på havbunden. Eftersom tårnet vil svinge nogle få grader, når store bølger passerer, må ledningerne til boringen bøje sig ved tårnets 20 basis. Lederullerne er fortrinsvis placeret på omtrent samme højde som trykcentrum for de ved konstruktionen forudsatte bølge- og vindbelastninger. De miljøbestemte kræfter er derfor mere eller mindre sammenfaldende med forankringssystemets, og det moment, der overføres til 25 tårnets basis, bliver mindst muligt. På den anden side af klodsvægtene er bardunerne fastgjort til passende faste ankre. Klodsvægtene kan således løftes fra bunden ved kraftige stormbølger, så at yderligere forskydning af tårnet muliggøres.

30 Et hængslet tårn med opdrift er i flere væsentli ge henseender forskelligt fra det i princippet faststående tårn. En hængslet forbindelse, såsom en universalforbindelse eller en kugleforbindelse, forbinder tårnet med et pælefundament, så at tårnet får mulighed for at 35 hælde som reaktion på omgivelsernes kræfter. Et sæt op-

DK 153960 B

2 driftskamre tilvejebringer det nødvendige opretningsmoment/ og den opadrettede kraft opvejes effektivt af et ballastkammer, der er placeret nær den nederste del af tårnet. Den væsentligste indvending mod et sådant hæng-5 slet system hænger sammen med tårnets mangel på redundans og vanskeligheden ved inspektion og/eller udskiftning af hængselforbindelsen.

Med opfindelsen kombineres de bedste træk ved de ovennævnte systemer ved tilvejebringelsen af en ny og 10 forbedret konstruktion til brug ved offshore bore- og produktionsoperationer.

Nærmere angivet angår opfindelsen en bore- og produktionskonstruktion til offshore operationer og med en stiv platform, hvortil der er fastgjort et antal i 15 enderne åbne hulsøjler, som strækker sig nedefter fra platformen med i hovedsagen lodret orientering og hver for sig omslutter et ben, der er fastgjort til havbunden, og med opdriftsorganer, der er fastgjort til hulsøjlerne under vandlinien, og som er indrettet til at 20 bære det meste af platformsvægten og til at tilvejebringe opretningsstabilitet, og fra den kendte udførelse adskiller konstruktionen ifølge opfindelsen sig ved, at de i havbunden fastgjorte ben er hovedsagelig stive pæle, og at der mellem disses øvre ender og platformen findes 25 organer til fra pælene på bevægelig måde at understøtte den øvrige platformsvægt og derved at tillade en drej-ing eller vipning af platformen i forhold til havbunden.

Benenes udformning som pæle - i modsætning til kabler og stigrør - resulterer i en væsentlig forøget 30 forskydningsstyrke mod vandrette kræfter, eksempelvis fra bølger eller isgang, og desuden i en forøget trykstyrke, hvilket kan være af stor vigtighed, dersom opdriftmidlerne skulle svigte. En yderligere væsentlig fordel ved konstruktionen er platformens mulighed for at 35 dreje eller vippe i forhold til havbunden, så at en an-

DK 153960B

3 løbende bølge vil få en del af platformen til at løfte sig, medens en anden del sænkes. En sådan bevægelighed kan bevirke en meget væsentlig reduktion af de af bølgerne fremkaldte belastninger på konstruktionen, så at 5 der muliggøres en betydelig besparelse i materialeforbrug og omkostninger.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, der skematisk viser en udførelsesform for konstruktionen ifølge opfindelsen.

10 Konstruktionen er generelt angivet med henvis ningstallet 10. Et antal aksialt belastede pæle 12, fortrinsvis mindst fire, er drevet ned i havbunden 14 til en passende dybde til tilvejebringelse af tilstrækkelig modstand mod forekommende kræfter fra omgivelser-15 ne, navnlig vind og bølger. Som vist strækker pælene sig fra havbunden til op over vandets overflade 16.

En platform 18, der tilvejebringer den nødvendige arbejdsplads for bore og produktionsoperationerne, og som også kan have bolig- og kontorrum for besætningen, 20 er beliggende over vandlinien og over højden for maksimalt forudseelige stormbølger.

Et antal hulsøjler 20 er stift forbundet med platformen 18 og strækker sig lodret nedefter over hver sin af pælene. Hulsøjlerne strækker sig fortrinsvis 25 under vandlinien gennem en vejlængde på mindst 75% og fortrinsvis 90% af afstanden til havbunden. Hulsøjlerne er også fortrinsvis tværafstivet med afstivningsgitterkonstruktioner 22 langs i hovedsagen hele deres længde under vandet.

30 Mellem hulsøjlerne 20 og pælene 12 er der lejer 24 til lettelse af relativ aksial bevægelse. Lejerne kan være af enhver egnet og kendt konstruktion til formindskelse af friktionskræfterne, der ellers ville opstå, og tilvejebringer sideunderstøtning for 35 pælene. Lejerne skal fortrinsvis være således konstrue-

DK 153960 B

4 ret, at de udgør et permanent system, der ikke kræver udskiftning under konstruktionens levetid. Hvor dette ikke er muligt, må der tilvejebringes tilstrækkelig adgang til komponenterne i lejesystemet, så at det er 5 muligt at udskifte kritiske elementer med minimal udskiftning af hosliggende komponenter.

Fortrinsvis skal mindst 75% og hensigtsmæssigt 95% af vægten af hulsøjlernene, platformen og det tilhørende udstyr bæres af opdriftskamre 26, der på kendt 10 måde er fastgjort til hulsøjlerne under vandlinien. Opdriftskamrene 26 tilvejebringer et opretningsmoment for tårnet, så snart det svinger ud fra en sand lodret orientering på grund af miljøkræfter. Disse kamre kan være inddelt i yderligere kamre, så at utilsigtet tæt-15 ningssvigt ikke på uheldig måde vil indvirke på pælene.

Normalt anvendes der to sæt opdriftskamre til bugsering af konstruktionen og installation på borestedet. Kamrene til understøtning af den nedre del af søjlerne under transporten kan fyldes med vand til 20 sænkning af konstruktionen, hvorefter de fjernes eller forskydes til den øverste ende af enheden.

Den øverste ende af hver af pælene strækker sig gennem den tilhørende hulsøjle, som vist på tegningen, og er forbundet med et stempel 28. Hvert stempel er 25 indeholdt i en hydraulisk cylinder 30, der er fastgjort til platformen på lastbærende måde. Hver cylinder forsynes fortrinsvis med hydraulisk væske via ledninger 34 fra et enkelt fluidumreservoir 32 i platformen. Om ønsket kan hver af pælene have flere stempler i tilhø-30 rende cylindre. I så fald bør mindst én cylinder for hver pæ.l være tilsluttet et fælles fluidumreservoir.

Den del af vægten af platformen og hulcylindrene, der ikke bæres af opdriftskamrene, optages af pælene gennem de hydrauliske cylindre, fluidum og stempler.

35 Dette system giver en samlet konstruktion med den ønske-

Claims (6)

1. Bore- og produktionskonstruktion til offshore operationer og med en stiv platform (18), hvortil der er 20 fastgjort et antal i enderne åbne hulsøjler (20), som strækker sig nedefter fra platformen med i hovedsagen lodret orientering og hver for sig omslutter et ben (12), der er fastgjort til havbunden (14), og med opdriftsorganer (26), der er fastgjort til hulsøjlerne 25 under vandlinien (16), og som er indrettet til at bære det meste af platformsvægten og til at tilvejebringe opretningsstabilitet, kendetegnet ved, at de i havbunden fastgjorte ben er hovedsagelig stive pæle (12), og at der mellem disses øvre ender og platformen 30 (18) findes organer (28-30) til fra pælene (12) på bevægelig måde at understøtte den øvrige platformsvægt og derved at tillade en drejning eller vipning af platformen i forhold til havbunden.

2. Konstruktion ifølge krav 1, kendeteg-35 n e t ved, at der mellem pælene (12) og hulsøjlerne DK 153960B (20) er lejer (24) til lettelse af lodret bevægelse af hulsøjlerne i forhold til pælene.

3. Konstruktion ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at mindst 75% af hulsøjlernes (20) 5 og platformens (18) vægt bæres af opdriftsorganerne (26).

4. Konstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at hulsøjlernes (20) længde under vandets overflade er mindst 75% af vanddyb- 10 den.

5. Konstruktion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at organerne til bæring af den øvrige platformsvægt omfatter mindst ét til den øverste ende af hver af pælene (12) fastgjort stem- 15 pel (28), der er orienteret i hovedsagen lodret opad og arbejder i en til platformen (18) fastgjort cylinder (30) med til- og afgang af hydraulikvæske.

6. Konstruktion ifølge krav 5, kendetegnet ved, at alle cylindrene (30) er forbundet med et 20 fælles, hydraulisk kredsløb.