EP0942102B1 - Selbsthebende Plattform mit Eintauchbehälter und Verfahren zum Installieren und Heben des Behälters - Google Patents

Selbsthebende Plattform mit Eintauchbehälter und Verfahren zum Installieren und Heben des Behälters Download PDF

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EP0942102B1
EP0942102B1 EP99400560A EP99400560A EP0942102B1 EP 0942102 B1 EP0942102 B1 EP 0942102B1 EP 99400560 A EP99400560 A EP 99400560A EP 99400560 A EP99400560 A EP 99400560A EP 0942102 B1 EP0942102 B1 EP 0942102B1
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    • E02B2017/0073Details of sea bottom engaging footing
    • E02B2017/0086Large footings connecting several legs or serving as a reservoir for the storage of oil or gas

Definitions

  • the present invention relates to a self-elevating platform of the type comprising a floating upper shell mounted displaceable according to length of load-bearing legs, mechanical means of movement legs relative to the hull, and a submerged storage tank, intended to rest on the bottom.
  • Such types of platforms are used for the operation of oil fields. Indeed, before the extracted oil is transported, for example by boat, even on land, the submerged tank is used to store oil.
  • the tank In known platforms, the tank is generally made with concrete walls. It forms a base on which rests the rest of the platform.
  • the storage tank When installing the platform, the storage tank is routed, separately, in flotation, to the place of installation of the platform. It is then immersed by ballasting it by adding water taken from the sea.
  • the hull of the platform carrying the legs When the tank rests on the bottom, the hull of the platform carrying the legs is floated above the tank. The legs are then lowered, until their lower end take support on the upper surface of the tank. The hull is then hoisted above the water level.
  • Document FR-A-2 225 582 discloses a platform self-elevating type of tank submersible storage with controllable buoyancy.
  • the object of the invention is to propose a self-elevating platform, as well as its installation and uninstallation process, allowing updates successive operations of the platform in separate places, for a reduced cost with no consequences for the environment.
  • the invention relates to a self-elevating platform as defined in claim 1.
  • the platform comprises one or more of the features defined in the dependent claims.
  • the invention further relates to a method for setting up a submerged tank of a jack-up platform according to claim 12.
  • the invention finally relates to a method of lifting a tank immersed in a jack-up platform according to claim 16.
  • the platform according to the invention shown in the transport position in Figures 1 and 2, includes an upper shell 10 movable mounted and adjustable in position on vertical legs 12. It further comprises a submerged storage tank 14 intended to rest on the bottom by via support plates 16. After installation, the reservoir 14 provided soles 16 form a base 17 for supporting the building formed of the shell 10 and legs 12.
  • the shell 10 comprises a hermetically closed box. She is conventionally provided with operating equipment and premises housing, as well as a drilling tower arranged above a passage transverse 10A. These are not shown in the figures.
  • the shell has for example the shape of an equilateral triangle on the side of length equal to 90 meters.
  • the height of the hull is equal to 10 meters. Its mass with the equipment it carries is around 25,000 t. The hull volume is around 40,000 m 3 .
  • the shell 10 is provided, for each leg 12, with a mechanism lifting 18. These mechanisms are adapted to ensure movement legs 12 relative to the shell 10, and in particular the descent legs then the elevation of the hull above the level of the sea after the legs are supported on the seabed. Likewise, these lifting mechanisms 18 are adapted to allow a rise of the legs 12 and tank 14.
  • Each vertical leg 12 has, in this case, a section triangular. It consists of three vertical members, connected between them by a lattice of metal tubes. The lower end of each leg is fixed by welding to the upper surface of the reservoir 14.
  • the total mass of the legs is around 5000 t.
  • the reservoir 14 has a general shape of an equilateral triangle. One of the vertices is truncated. So the longest side of the tank has a length of 120 m, while the two sides ending in the truncated summit have a length of 95 m.
  • the reservoir 14 is formed by a metal box. It has a base 20 with a surface greater than that of the shell 10. This base is bordered laterally along two sides adjacent to the top truncated by two edges upper 22 forming shields. These edges 22 delimit on the base 20 a triangular area 20A for supporting the shell 10. This support area 20A has a surface slightly larger than that of the shell 10. It is open along a side opposite the truncated top of the tank.
  • the base 20 has a thickness of 7 m. It is crossed by a passage vertical 28 for oil exploitation conduits.
  • the flanges 22 forming shields are delimited by the metal box forming the reservoir. Thus, they delimit in their thickness a part of the reservoir 14.
  • the flanges 22 extend over a height of 11 m above the support zone 20A.
  • the reservoir 14 has, laterally along two sides, sides with a total height of 18 m.
  • the total volume of the reservoir is approximately 60,000 m 3 , for a mass of approximately 7,200 t.
  • the bottom wall of the reservoir 14 includes a valve 26 allowing to selectively put inside the tank 14 and the surrounding marine environment.
  • the interior of the reservoir 14 is connected, by a pipe 27A passing along a leg 12, to an air compressor 27 installed on the shell 10.
  • the soles 16 are formed by heavy massive blocks. The total mass of the soles is around 6000 t. The height of each sole is substantially equal to 2 m. They are reported under the underside of the reservoir 14 in the corners thereof.
  • the surface lower of the tank 14 covered by the soles 16 is lower to half of the total interior surface of the tank.
  • the soles have, for example, the shape of equilateral triangles 30 m side.
  • the soles are fixed under the tank 14 by means of retaining means, releasable when the base 17 is placed on the bottom.
  • retaining means consist for example of a mechanical lock or any other suitable means, for example a key engaged through two ears secured, for one, to the tank and, for the other, to the sole to fix.
  • the shell 10 and the legs 12 are then built directly on the central support zone 20A of the reservoir, while the latter floats. So the manufacturing such a platform requires the use of a wedge only for the initial construction phase.
  • the soles 16 are routed to the lower surface of the reservoir 14.
  • the soles 16 are prefabricated then immersed and maintained on the surface through buoys of suitable volume. They are slipped under the corners of the tank 14 and are subject thereto by means of the means of restraint.
  • the side edges 22 forming a shield protect swell, the hull fitted with operating instruments.
  • the shields 22 constitute protective freeboards having a height of about 11 meters above sea level, the reservoir being sunk into the water to a depth of about 7 m.
  • valve 26 provided in the lower part of the reservoir 14 is open. So under the action of the total weight of the platform, it gradually sinks in water as the reservoir 14 fills.
  • the reservoir 14 having no opening in its upper part, the air initially contained therein is compressed in one or more air bubbles 30 confined in the upper parts of the tank 14.
  • the air is compressed inside the flanges 22 constituting cavities in bell.
  • the platform When the pressure in the air bubbles 30 is equal to the pressure of the water in the tank, the platform is in an equilibrium position, as shown in FIG. 3. In this position, the height of the air bubbles 30 is denoted B3. This height corresponds to the distance separating the upper wall of the flanges 22 from the level of liquid in the reservoir 14. For such a height B3 of the air bubbles, the volume of air trapped in the reservoir 14 is approximately 33,000 m 3 .
  • the shell 10 In this position of equilibrium, the platform having sunk into water, the shell 10 is partially submerged. It thus participates in the flotation of the whole platform.
  • the shell 10 is immersed over a depth denoted C3 of approximately 5 m.
  • the air volume in the tank is then for example 55,000 m 3 .
  • the descent of the reservoir 14 is carried out sufficiently slowly in order to guarantee a pressure balance between the outside and the inside of the tank 14, following the entry of water inside the tank 14 through the valve 26.
  • breaks are operated at regular intervals during the descent.
  • this initial phase of descent of the reservoir 14 corresponds to the section of curve marked A5.
  • the force applied by the lifting mechanisms decrease in absolute value. Indeed, due to the increase in hydrostatic pressure of water with depth, the volume of air contained in air bubbles 30 decreases, thereby reducing buoyancy of the reservoir 14.
  • the air bubbles 30 confined in the reservoir 14 are insufficient to ensure the buoyancy of it. Also, the reservoir 14 exerts traction on the legs 12. The latter affects the lifting mechanisms 18 which are then subjected to a positive force, as represented in FIG. 8 by the section of curve A6.
  • the shell 10 retains the reservoir 14 to avoid a too rapid descent thereof.
  • the lifting mechanisms 18 are released sufficiently slowly to allow pressure balancing between the interior and outside the tank 14.
  • the shell 10 is raised above the level of the sea.
  • the air contained in the tank is extracted for example through the vertical pipe installed in the legs of the legs.
  • the enclosure formed by the reservoir 14 is used for the storage of the oil extracted by the platform.
  • an air bubble of height B7 is first injected at inside the tank.
  • the reservoir 14 tends to rise by itself to the surface.
  • the lifting mechanisms 18 push the legs 12 so that they stress the tank down. In this configuration, the shell 10 weighs on the tank.
  • the ascent rate can be reduced, so that at any time the pressure difference between the inside and the outside of the tank either substantially zero.
  • the tank is under pressure.
  • the particular shape of the tank allows it to play the role of a floating dock, which makes it possible to manufacture the hull and legs directly on the floating tank.
  • the central region of the reservoir 14 is spaced from the bottom by an interval I (figure 7) of a height of about 2 m. So the surface lower part of the reservoir 14 is not firmly held against the bottom by collage and it is then possible to reassemble it.
  • Such soles can be used for any type of tank or submerged element intended to come to rest on the seabed and then to be reassembled surface.

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Claims (19)

  1. Selbsthebende Plattform mit Tragbeinen, mit einem oberen Schwimmrumpf (10), welcher längs der Länge der Tragbeine (12) verstellbar angebracht ist, mit mechanischen Verstellvorrichtungen (18) der Beine (12) in Bezug auf den Schwimmrumpf (10), und mit einem Speicherbehälter (14), der untergetaucht zum Aufliegen auf dem Meeresboden vorgesehen ist, in welcher der Behälter (14) eine untere Öffnung (26) aufweist, welche es dem Inneren des Behälters (14) ermöglicht, mit der Meeresumgebung in solcher Weise in Berührung zu kommen, dass der Druck im Inneren und am Äußeren des Behälters im Wesentlichen unveränderlich gleich ist, wobei dieser Behälter in seinem oberen Bereich einen Hohlraum in Form einer Sicherheitsglocke einer Luftblase (30) bildet, und der Behälter (14) mit dem unteren Ende der Beine (12) verbunden ist, um seine Verstellung in Bezug auf den Rumpf (10) ausgehend von den mechanischen Verstellvorrichtungen (18) der Beine zu gewährleisten, wobei die mechanischen Verstellvorrichtungen (18) dazu ausgebildet sind, um auf die Beine einerseits eine Kraft auszuüben, die das Absenken des Behälters (14) bewirkt und andererseits eine entgegengesetzte Kraft auszuüben, die das Aufsteigen des Behälters (14) bewirkt.
  2. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen (27, 27A) zum Einblasen von Gas unter Druck in den Behälter (14) aufweist.
  3. Plattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) eine Basis (20A), deren Fläche mindestens gleich der Fläche des Schwimmrumpfs (10) ist, und mindestens einen oberen Schutzschild (22) aufweist, welcher die Basis (20A) zum Teil einfasst und sich längs des Schwimmrumpfs erstreckt, wenn sich dieser in unmittelbarer Nachbarschaft der Basis (20A) befindet.
  4. Plattform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Schutzschild (22) aus einem Teil des Behälters (14) gebildet ist.
  5. Plattform nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) eine im Wesentlichen polygonale Form, insbesondere eine dreieckige oder rechtwinklige Form aufweist, und dass sich die Schutzschilde (22) im Wesentlichen auf der Länge von mindestens zwei Seiten des Behälters (14) erstrecken.
  6. Plattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Öffnung des Behälters mit einem Ventil (26) ausgerüstet ist.
  7. Plattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Fußplatte (16) zum Aufliegen auf dem Meeresboden aufweist, wobei die oder jede Fußplatte (16) mit der unteren Seite des Behälters (14) über Rückhalteeinrichtungen verbunden ist, die lösbar ausgebildet sind, wenn die Fußfläche (17) auf dem Meeresboden aufliegt, um das Wiederaufsteigen des Behälters (14) mindestens ohne eine Fußplatte (16) zu ermöglichen.
  8. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Fläche des Tragaufbaus (14), die von der oder jeder Fußplatte (16) überdeckt ist, kleiner ist als die Hälfte der gesamten unteren Fläche des Tragaufbaus (14).
  9. Plattform nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Fußplatte (16) in der Nähe der äußeren Kontur des Behälters (14) angeordnet ist, wobei der mittlere Bereich des Behälters (14) frei bleibt.
  10. Plattform nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der oder jeder Fußplatte (16) zur Aufrechterhaltung eines freien Zwischenraums (I) zwischen dem Meeresboden und dem Bereich der unteren Seite des Behälters (14) ohne Fußplatte ausgebildet ist.
  11. Plattform nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbaren Rückhalteeinrichtungen eine mechanischen Verschluss aufweisen.
  12. Verfahren zum Installieren eines untergetauchten Behälters (14) einer selbsthebenden Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich der Behälter (14) anfänglich unmittelbar unter dem Schwimmrumpf (10) befindet und der Schwimmrumpf (10) auf der Wasseroberfläche schwimmt,
    dadurch gekennzeichnet, dass es die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte aufweist:
    a) Herstellens des Kommunizierens des Behälters (14) mit der Meeresumgebung über seine untere Öffnung (26), so dass sich ein Druckgleichgewicht zwischen der Luftblase (30) und dem Wasser einstellt, wobei der Behälter (14) anfänglich nur durch sein Eigengewicht belastet wird;
    b) Schrittweises Absenken der Beine (12) in Bezug auf den Schwimmrumpf (10), der fortwährend im Schwimmzustand beibehalten wird, durch Ermöglichen eines schrittweise erfolgenden Wassereintritts in den Behälter (14) durch die untere Öffnung (26), wobei jetzt auf diese Weise der Druck in dem Behälter (14) im Wesentlichen dem hydrostatischen Druck der Eintauchtiefe des Behälters entspricht, wobei das schrittweise Absenken der Beine (12) zuerst durch Aufbringen einer von den Verstellvorrichtungen (18) ausgehenden Kraft auf die Beine erfolgt, um das Untertauchen des Behälters (14) zu bewirken, danach durch Aufbringen einer von den Verstellvorrichtungen (18) ausgehenden Kraft auf die Beine erfolgt, um das Aufsteigen des Behälters (14) zu bewirken; und
    c) Hochziehen des Schwimmrumpfs über den Wasserspiegel nach Aufbringen des Behälters (14) auf den Meeresboden durch Verstellen des Schwimmrumpfs in Bezug auf die Beine.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfahrensschritt b) des Absenkens der Beine ein Einblasen eines Gases in den Behälter (14) erfolgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Luftblase (30) so angepasst wird, damit beim Verfahrensschritt b) des Absenkens der Beine während einer Anfangsphase die Verstellvorrichtungen (18) die Beine (12) nach unten gerichtet belasten und in einer späteren Phase die Verstellvorrichtungen (18) das Absinken der durch den Behälter (14) gezogenen Beine (12) abbremsen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt b) des Absenkens der Beine (12) Pausen eingehalten werden, die ein Ausgleichen des Druckes zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters (14) durch Einlassen von Wasser in diesen ermöglichen.
  16. Verfahren zum Anheben eines untergetauchten Behälters (14) einer selbsthebenden Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Behälter (14) anfänglich auf dem Meeresboden angeordnet ist und der Schwimmrumpf (10) auf der Wasseroberfläche schwimmt, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    a) Herstellens des Kommunizierens des Behälters (14) mit der Meeresumgebung über seine untere Öffnung (26);
    b) Einbringen einer Luftblase (30) ins Innere des Behälters (14), wobei der Druck der Luftblase (30) dem hydrostatischen Druck der Eintauchtiefe des Behälters (14) entspricht;
    c) Schrittweises Anheben der Beine (12) in Bezug auf den Schwimmrumpf (10), der fortwährend im Schwimmzustand beibehalten wird, durch Ermöglichen eines schrittweise erfolgenden Wasseraustritts aus dem Behälter (14) durch die untere Öffnung (26), wobei jetzt auf diese Weise der Druck in dem Behälter (14) im Wesentlichen dem hydrostatischen Druck der Eintauchtiefe des Behälters entspricht, wobei das schrittweise Anheben der Beine (12) zuerst durch Aufbringen einer von den Verstellvorrichtungen (18) ausgehenden Kraft auf die Beine erfolgt, um das Aufsteigen des Behälters (14) zu bewirken, danach durch Aufbringen einer von den Verstellvorrichtungen (18) ausgehenden Kraft auf die Beine, um das Eintauchen des Behälters (14) zu bewirken.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfahrensschritt c) des Anhebens der Beine ein Einblasen eines Gases in den Behälter (14) erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Luftblase (30) so angepasst wird, damit beim Verfahrensschritt c) des Anhebens der Beine während einer Anfangsphase die Verstellvorrichtungen (18) die Beine (12) nach oben gerichtet belasten und in einer späteren Phase die Verstellvorrichtungen (18) das Aufsteigen der durch den Behälter (14) hochgetriebenen Beine (12) abbremsen.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahrensschritt c) des Anhebens der Beine (12) Pausen eingehalten werden, die ein Ausgleichen des Druckes zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Behälters (14) durch Auslassen von Wasser aus diesem ermöglichen.
EP99400560A 1998-03-11 1999-03-08 Selbsthebende Plattform mit Eintauchbehälter und Verfahren zum Installieren und Heben des Behälters Expired - Lifetime EP0942102B1 (de)

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