FI72564B - Anvaendning av produktionsvaetskor foer minskande av krafter foerorsakade av is i en offshorekonstruktion som kommer i kontakt med ismassor. - Google Patents

Description

1 72564

Tuotantonesteiden käyttö jään aiheuttamien voimien pienentämiseksi merellä olevassa, jäämassojen kanssa kosketuksiin joutuvassa tuotantorakenteessa 5 Tämä keksintö liittyy merellä oleviin rakenteisiin, joita on tarkoitus käyttää vesissä, joissa on jäämassoja, ja tarkemmin sanottuna rungon lämmitysjärjestelmään merellä olevassa rakenteessa, joka sijaitsee vesissä, jotka jäätyvät luonnollisissa olosuhteissa.

10 Rakenteessa on kannatusosa, joka on kiinnitetty jää massoja sisältävän vesimassan alla olevaan pohjaan, jolloin kannatusosa käsittää kehäseinämän, joka on kosketuksessa veteen ja ulottuu vedenpinnan alapuolelta vedenpinnan yläpuolelle, jolloin ainakin osa kehäseinämästä suppenee si-15 säänpäin ja ylöspäin kulmassa vedenpinnan suhteen muodos taakseen ramppimaisen pinnan ainakin sillä alueella, joka voi olla kosketuksessa vedessä liikkuvan jään kanssa jäämassojen, jotka liikkuvat kannatusosan suhteen ja ovat kos-kutuksessa tämän kanssa, vastaanottamiseksi ja jään nostami-20 seksi sen luonnolliselta tasolta jään murtamiseksi sen tai puessa rakenteen läheisyydessä.

Viime aikoina öljynetsintä on ulotettu arktisille ja muille jään peitossa oleville vesille, jotka kuuluvat Pöhjois-Alaskaan ja Kanadaan. Nämä vedet ovat yleensä jään 25 peitossa vähintään 9 kuukautta vuodessa. Jääkuoren paksuus voi nousta 1,5-3,0 metriin, ja sen puristus- tai murskaus-lujuus saattaa olla 14-70 kp/cm . Vaikkakin jäälautat näyttävät pysyvän paikallaan, ne itse asiassa liikkuvat sivusuunnassa tuulen ja merivirtojen mukana ja voivat siten aiheuttaa 30 suuria kuormituksia rakennelmille, jotka ovat niiden tiellä.

Vieläkin suurempi ongelma arktisilla merillä ovat suuret jäämassat, kuten paineen aiheuttamat harjanteet, jäälautat tai ajojäävuoret. Paineharjänteitä muodostuu, kun kaksi erillistä jääkerrosta kulkeutuu toisiaan kohti ja 35 törmäävät. Paineharjänteet voivat olla erittäin suuria, mo nen kylmenen metrin pituisia, yli 30 metrin levyisiä ja jopa 15 metrin paksuisia. Tästä on seurauksena, että paineharjän- 2 72564 teet saattavat aiheuttaa merellä oleville rakennelmille suurempia kuormituksia kuin tavallinen jää. Siten on vaara, että paineharjänteet aiheuttavat merellä olevalle rakenteelle suuria vaurioita tai tuhoavat sen, erittäin suuri.

5 Tähän mennessä on ehdotettu, että sen sijasta, että rakenne tehtäisiin riittävän lujaksi vastustamaan jään ko-konaismurskausvoimaa eli riittävän lujaksi sallimaan jään murskautumisen vasten rakennetta, rakenne tehtäisiin pinnaltaan kaltevaksi. Kun jää joutuu kosketukseen sellaisen pin-10 nan kanssa, sen täytyy kääntyä ylöspäin normaaliasennostaan, jolloin se murtuu vetojännityksen vuoksi. Koska jään veto-jännitys on noin 6 kp/cm , kohdistuu rakenteeseen vastaavasti pienempi voima, kun sitä vasten törmäävä jää rikkoutuu puristuksen sijasta taipumiseen.

15 Useita rakennemuotoja, joissa on kalteva kehäseinämä, on esitetty J.V. Danysin julkaisussa "Effect of Cone-Shaped Structures on Impact Force of Ice Floes", joka esitettiin ensimmäisessä Kansainvälisessä Arktisten Olosuhteiden Satama-ja Merikonferenssissa, joka pidettiin Trondheimissä,Norjassa 20 13.-30. elokuuta 1971. Toinen, tässä suhteessa mielenkiintoi nen julkaisu on Ben C. Gerwick, Jr:n ja Ronald R. Loydin "Design and Construction Procedures for Proposed Arctic Offsore Structures", joka esitettiin huhtikuussa 1970 Houstonissa, Texasissa Offshore Technology-konferenssissa.

25 Kauimpana pohjoisessa olevilla arktisilla vesillä, ku ten Alaskan pohjoisrannikolla, on sulan veden aika suhteellisen lyhyt, noin kuusi viikkoa. Tämän kauden jälkeen alkaa avoveteen muodostua jäätä, joka kääntyy minkä tahansa vedessä olevan rakenteen ympärille ja kiinnittyy siihen. Tämä 30 tilanne on toistettu laboratoriossa, jotta voitaisiin mää ritellä, mikä vaikutus uudella lauttajäällä on pienoismalli-rakennelmaan, jonka pinta on kalteva ja erityisesti jotta voitaisiin määritellä millaisia voimia sellaiseen rakenteeseen voidaan kohdistaa.

35 Kun jään paksuus kasvoi pienoismallirakennetta ympä röivässä vedessä, se jäätyi myös kiinni rakenteen ulkopintaan, joka oli kosketuksessa veteen. Kun jään paksuus saa- 3 72564 vutti kokeen edellyttämän mitan, todettiin, että pienoismallin ja kiinnittyneen jään välisen suhteellisen liikkeen aloittamiseen tarvittiin paljon enemmän voimaa kuin suhteellisen liikkeen ylläpitämiseen, senjälkeen kun jään ja raken-5 teen välinen liitos oli murrettu. Kokeen olosuhteissa koh distettiin pienoismalliin erityisolosuhteista riippuen noin 5-10 kertainen voima ennen liitoksen murtumista, verrattuna siihen voimaan, joka tarvittiin senjälkeen kun suhteellinen liike oli alkanut.

10 Kohdistettavan voiman suuruus riippuu luonnollisesti rakenteen muodosta, mitoista sekä ominaisuuksista ja jään mitoista sekä ominaisuuksista. Kaikissa tapauksissa, kuten ongelma nykyään käsitetään, kohdistuu rakenteeseen kuitenkin paljon suurempi voima ennen rakenteen pinnan ja jään väli-15 sen liitoksen murtumista kuin sen jälkeen. Tämä tarkoittaa sitä, että jotta kalteva pinta tehokkaasti pienentäisi jään voimaa, jään tulee päästä vapaasti liikkumaan rakenteen suhteen. Muutoin edellytetään, että rakenne on tehtävä riittävän lujaksi vastustamaan siihen kohdistuvaa alkuvoimaa, sil-20 loin kun jään ja rakenteen pinnan välinen liitos murtuu.

On kuitenkin todettu, että jos jäätä estetään jäähtymästä kiinni rakenteen kaltevaan pintaan, ei rakennetta tarvitse tehdä riittävän lujaksi vastustamaan jään kiinnittymiseen liittyviä voimia. Senvuoksi on tätä ennen ehdotettu, 25 että rakenteen ulkopinta lämmitetään jään sulamispisteen ylä puolelle tai että rakenteen ulkopinta tehdään aineesta, johon jää ei helposti kiinnity. Erityisesti tämän keksinnön hakijalle myönnetyssä US-patentissa 3 831 385 esitetään läm-mönvaihdin, joka käyttää rakenteessa olevien moottoreiden 30 pakokaasuja kaltevan pinnan lämmittämiseksi haluttuun lämpö tilaan. Tässä patentissa esitetään myös, että rakenteen pinnan pitämiseksi jään sulamispisteen yläpuolella voidaan käyttää sähkövastuslämmitystä. Lisäksi esitetään US-patentissa 3 972 199, joka myös on myönnetty tämän keksinnön hakijalle, 35 että rakenteen kalteva pinta tehdään aineesta tai päällys tetään aineella, jonka adheesio jäähän on 0-7 bar.

4 72564 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada merellä olevan tuotantorakenteen pinnan lämmitys taloudellisella ja tarkoituksenmukaisella tavalla.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, 5 että ainakin yhdestä tuotantorakenteen alla olevasta veden alaisesta lähteestä tuotetusta nesteestä saatua lämpöä käytetään kehäseinämän sisäpinnan lämmittämiseen sen ulkopinnan pitämiseksi lämpötilassa, joka on sen kanssa kosketuksessa olevan jään sulamispisteen yläpuolella, jotta jää ei 10 jäätyisi ja tarttuisi kiinni kehäseinämään.

Tuotetuista nesteistä saatua lämpöä voidaan myös käyttää rakenteen ulkoseinän niiden osien lämmitykseen, jotka saattavat joutua kosketukseen rakennetta pitkin ylöspäin liikkuvan jään kanssa. Esimerkiksi rakennelman kaulaosan, 15 joka kannattaa lavan vedenpäällisiä kansia, ulkopinta voi daan lämmittää jään sulamislämpötilan yläpuolelle.

Rakennelmassa on tarvittavat välineet tuotetuista nesteistä saadun lämmön siirtämiseksi rakennelman ulkoseinien osien lämmittämiseksi, jotka halutaan pitää lämpötilaltaan 20 jään sulamispisteen yläpuolella. Sen mukaisesti sijoitetaan rakennelmaan vesitiiviitä osastoja, jotka voivat toimia paino-lastisäiliöinä, niin että rakennelman ulkoseinä toimii samalla vesitiiviin osaston ulkoseinänä. Vesitiivis osasto voidaan yhdistää pumppuihin lämmönsiirtonesteen kierrättämiseksi sekä 25 lämmönvaihtimiin, jotka on liitetty lähteen tuotantoon.

Tuotteen lämmön siirtämiseksi rakennelman ulkoseiniin voidaan myös käyttää lämmityslevyjä. Lämmityslevyt sijoitetaan ulkoseinän sisäpinnan läheisyyteen lämmön siirtämiseksi. Tuote kierrätetään johtojen avulla lämpölevyjen 30 kautta ulkopinnan lämmittämiseksi jään sulamispisteen yläpuo lelle. Vaihtoehtoisesti voidaan tuote johtaa lämmönvaihti-mien lämmittämään lämmönsiirtonestettä, joka kiertää lämpö-levyjen kautta.

Keksintöä selitetään nyt lähemmin viitaten oheisiin 35 piirustuksiin, joissa kuvio 1 on osittain leikattu sivukuva keksinnönmu-kaisesta järjestelmästä lämmittää merellätoimivan tuotanto-

II

72564 rakennelman runko, kuvio 2 on kuvion 1 leikkaus 2-2, kuvio 3 on osittain leikattu sivukuva keksinnönmukai-sen järjestelmän toisesta suoritusmuodosta merellätoimivan 5 tuotantorakennelman rungon lämmittämiseksi, kuvio 4 on kuvion 3 leikkaus 4-^4 osittain avattuna lämmitysjärjestelmän yksityiskohtien esittämiseksi, kuvio 5 on kaavamainen sivukuva keksinnönmukaisesta rungonlänmitysjärjestelmästä, jossa merellätoimivan tuotanto-10 rakennelman kehämäinen seinä käsittää kaksi kaltevaa ulko pintaa , kuvio 6 on kuvion rungonlämmitysjärjestelmän virtaus- kaavio , kuvio 7 on osakuva, joka esittää vaihtoehtoista suo-15 ritusmuotoa kuvion 3 lämmitysjärjestelmästä ja kuvio 8 on suurennettu, osittain leikattu, osakuva yhden tuotantolähteen yläpäästä.

Kuvio 1 esittää merellätoimivaa tuotantorakennelmaa 10, joka on sijoitettu veteen 12, vedenalaiselle pohjalle 14. 20 Lava on erityisesti suunniteltu asennettavaksi arktisiin vesiin, joissa muodostuu paksuja jääkerroksia 18 sekä suurempia jäämassoja kuten puristusharjänteitä. Lavassa on kannatusosa 20, joka ulottuu veteen ja muodostaa perustan, joka kannattaa kansiosaa 22 vedenpinnan yläpuolella. Kannatusosan ympärillä 25 on vesi ja siihen kohdistuvat jäävoimat, ja tälle keksinnölle lavan mielenkiintoisin osa. Tarkemmin sanoen muodostaa kannatusosa kehänmuotoisen seinän, joka ulottuu vedenpinnan alapuolelta vedenpinnan yläpuolelle. Ainakin osa kehänmuotoises-ta seinästä suppenee sisäänpäin lähdettäessä ylöspäin meren-30 alaisesta pohjasta muodostaakseen kaltevan pinnan rakennel maan törmääville jäämassoille, niin että ne nousevat normaali-tasostaan ja murtuvat. Tätä tarkoitusta varten voi seinässä olla kalteva pinta sillä kohtaa, johon jäämassat todennäköisesti törmäävät.

35 Lavan kansiosassa 22 saattaa olla useita kansitasoja, jotka toimivat rakennelman henkilöstön asuin- ja työskentely- 72564 tiloina. Työskentelytilat on varustettu tarvittavalla tuotantovälineistöllä, ja ne voivat olla suljettuja, lämmitettyjä tiloja, jotta työskentelyolosuhteet talvisaikaan olisivat tyydyttävät ja jotta välineistö olisi suojattu.

5 Tuotantorakennelma on lava, joka voidaan hinata läh teelle täysin koottuna ja varustettuna. Tuotantorakennelma voi myöskin olla tyyppiä, joka kootaan tuotantopaikalla. Pai-nolastisäiliöt 24, ks. myös kuviota 2, voivat olla perustan 20 yhtenäisiä osia. Painolastisäiliöiden tehtävänä on vakaut-10 taa lava sitä hinattaessa sekä mahdollistaa lavan upottami nen merenpohjaan. Lisäksi voidaan niillä kompensoida mahdolliset painon epätasaiset jakautumat rakenteessa. Tätä tarkoitusta varten on kukin painolastisäiliö varustettu sopivilla välineillä, kuten mereen johtavilla hanoilla 26, pois-15 toputkilla 28 ja kompressoreilla 30 säiliössä olevan paino lastin määrän säätämiseksi.

Tuotantorakennelmaa voidaan pitää merenpohjassa sen omalla painolla sekä rakennelmassa olevan painolastin vaikutuksesta. Onttoja kannatuspaaluja 16 voidaan käyttää pitä-20 mään rakennelmaa paikallaan törmäävien jäämassojen aiheutta mia horisontaalivoimia vastaan. Paaluja voidaan myös käyttää kannattamaan rakennelma rakennelmaan kohdistuvia pystysuoria voimia vastaan. Tämän keksinnön rungonlämmitysjärjestelmä pienentää voimia, jotka muutoin vaikuttaisivat siihen, sitä 25 vastaan painautuvien jäälauttojen tai muiden suurempien jää massojen aiheuttamina. Tämän ansiosta voidaan rakennelma koota, mikä sopii paremmin jäisiin olosuhteisiin.

Rakennelma 10 kootaan tuotantopaikalla ja varustetaan tarvittavalla välineistöllä tuotantoa varten. Rakennelman 30 kannella oleva tuotantovälineistö voidaan sijoittaa katettuun tilaan 39 sen suojaamiseksi säältä. Kuten kuviossa 1 esitetään, on rakennelma sijoitettu tuotantopaikalle, jossa joukko porausreikiä 151, 161 ja 171 johtavat lähteisiin, joita rakennelman on määrä käyttää. Kuten tekniikassa tunnetaan, 35 ulottuu tarkoituksenmukainen vaippa 127, ks. kuvio 8, ollen selvää, että muiden lähteiden yläpäät ovat samanlaiset,

II

7 72564 porausreikään 151, jossa on tuotantoputkisto, jota ei näy, joka kulkee vaipassa ja päättyy vaipan päähän 129. Vaipan pää kulkee rakennelman sisälle pohjalevyn 49 läpi, jossa on vesitiivis liitos. "Joulukuuset" 135, 136 ja 137, ks. myös 5 kuvio 2, on liitetty vastaavasti kunkin lähteen päällä olevan vaipan päähän öljyn ja kaasun virtauksen säätämiseksi. Rakennelman yhteydessä olevien lähteiden lukumäärä voi luonnollisesti olla alle tai yli kolmen, jolloin tavallisesti käytetään yli kymmentä lähdettä.

10 Eri joulukuusista virtaavat tuotetut nesteet yhdiste tään kokooraaputkessa 90, joka sijaitsee lähellä rakennelman pohjaa 49. Tuote virtaa sitten kokoomaputkesta 90 ylöspäin johtoja 91 ja 92 myöten lämmönvaihtimiin 42 ja 44. Tämän keksinnön käsitteen mukaan voidaan käyttää niin montaa läm-15 mönvaihdinta kuin tarvitaan lämmönsiirtonesteen lämmittämi seen haluttuun lämpötilaan, kuten seuraavassa selitetään. Lisäksi on tärkeätä, että lämmönsiirtolaitteistossa on ylimääräistä tehoa siltä varalta, että osa laitteistosta joudutaan sulkemaan huoltoa ja korjauksia varten.

20 Lämmönvaihtimista virtaa tuote johtoja 93 ja 94 myö ten öjy/vesi/kaasuseparaattoriin 33, joka on rakennelman kansiosalla 22. Kuten tekniikassa hyvin tunnetaan, erottaa separaattori tuotteen öljy-, kaasu- ja vesikomponenteiksi, jotka poistuvat vastaavasti poistoputkista 33a, 33b ja 33c.

25 Vesi voidaan poistaa ja sitä voidaan käyttää rungon lisä-lämmitysjärjestelmässä, jota selitetään seuraavassa. Öljy ja kaasu voidaan varastoida tai ne voidaan siirtää pois lavalta. Tässä tähdennetään, vaikka asian tulisi olla ilmeisen, että kuten tuonnempana esitetään, tuotetuista nesteistä saa-30 tu lämpö käytetään lämmönsiirtonesteen lämmitykseen, joka neste kierrätetään lämmönvaihtimen läpi. Lämmönvaihtoneste lämmitetään lämpötilaan, joka riittää pitämään rakennelman kannatusosan kaltevan ulkopinnan lämpötilassa, joka ylittää rakennetta ympäröivän jään sulamispisteen.

35 Kun keksinnön tässä suoritusmuodossa lava saatetaan toimintakuntoon, täytetään painolastisäiliöt 24 olennaisesti lämmönsiirtonesteellä, kuten yllä on selitetty. Säiliöiden 8 72564 yläosaan jätetään ilmatila 48, joka toimii tasoitus- ja paisuntasäiliönä. Muutoin voidaan painolastisäiliöt liittää lisätasoitussäiliöihin, joita ei näy.

Lämmönsiirtoneste voi olla merivettä, johon on li-5 sätty sopivaa korroosionestoainetta teräspintojen suojaamiseksi. Veteen suositellaan lisättävän pakkasnestettä sen jäätymisen ehkäisemiseksi painolastisäiliöissä. Käytettäessä pakkausnestettä voidaan vettä pumpata lämmittämättömänä, vaikka kannatusosan ulkopinnan lämpötila on pakkasen puolel-10 la. Jos käytettävissä on riittävästi makeaa vettä, voidaan painolastisäiliöt tyhjentää suolavedestä ja täyttää ne makealla vedellä, johon on lisätty korroosionestoainetta ja pakkasnestettä sekä levämyrkkyä ja käyttää tätä seosta läm-mönsiirtonesteenä.

15 Tätä tarkoitusta varten käytettävissä olevat jäätymi- senestoaineet voivat olla esimerkiksi liukenevia suoloja, kuten natriumkloridi ja kalsiumkloridi, jokin alkoholi, kuten metanoli tai glykoli, kuten etyleeniglykoli tai mikä tahansa muista jäätymisenestoaineista, jotka tunnetaan hyvin. Kor-20 roosionestoaine valitaan siten, että se sopii yhteen ja toi mii tehokkaasti valitun jäätymisenestoaineen kanssa.

Lämmönvaihtimet 42 ja 44 yhdistetään tarkoituksenmukaisten pumppujen 50 ja 52 avulla yhteiseen kokoomaputkeen 54, johon johdot 56 ja 58 ovat yhteydessä kustakin yksittäisestä 25 säiliöstä 24 pinnan 59 alapuolella. Kunkin säiliön alaosa on yhteydessä yhteiseen kokoomaputkeen 60 alajohtojen 61 ja 62 välityksellä. Lämmönvaihtimet 42 ja 44 on yhdistetty kokooma-johtoon 60 johtojen 62 ja 64 kautta, vastaavasti. Pumppujen tehtävänä on imeä kylmempää vettä säiliöiden yläosasta ja 30 pumpata se lämmönvaihtimien läpi ja sieltä alakokoomaput- keen 60, josta se johdetaan säiliöiden 24 alaosaan alajohtojen 61 ja 62 kautta. Vaikkakin lämmönsiirtonesteen kierrättämiseen säiliöiden 24 läpi voidaan käyttää yhtä ainoata pumppua, suositellaan ainakin toisen pumpun liittämistä jär-35 jestelmään, joko toimivana osana tai varalta, jotta järjes telmän toiminta varmistettaisiin vikojen varalta. Tarkoituk- li 72564 seen sopivien venttiilien, venttiili 65 johdossa 56 ja venttiili 66 johdossa 61, voidaan lämmönsiirtonesteen virtausta yksittäisessä säiliössä ohjata. Venttiilijärjestelyn avulla voidaan virtausta ohjata erillisesti vierekkäisissä säili-5 öissä ja eristää yksittäinen säiliö lämmönsiirtonesteen kierrosta esimerkiksi huollon ja korjauksen ajaksi.

Kuten kuviossa esitetään, ulottuvat painolastisäiliöt 24 lavan vesitiiviistä pohjasta 49 yläosan 22 alakanteen 74. Lämmönsiirtoneste painolastisäiliöissä on kosketuksessa kan-10 natusosan 20 kehämäisen seinän sisäpintaa 76 olennaisesti koko tällä alueella, joka on jään todennäköinen törmäysalue. Kehämäinen seinä on ainakin tällä alueella tehty aineesta, joka johtaa hyvin lämpöä, niin että kehämäisen seinän sisäpintaan 76 kohdistettu lämpö johtuu hyvin ulkopinnalle 70.

15 Sen vuoksi, kun lämmönsiirtonesteen lämpötila nostetaan yli lavaa ympäröivän jään sulamispisteen, on rakenteen ulkopinta 70 tässä lämpötilassa. Jää ei siten voi jäätyä kiinni kehämäisen seinän ulkopintaan 70 ja sallii jään liikkua poikki kaltevan pinnan 70 ja murtua.

20 Ollakseen taloudellisesti kannattava on arktisilla vesillä toimivan tuotantorakennelman tuotettava todennäköisesti vähintään 50 000 - 100 000 barrelia öljyä päivässä.

Ja tavallisesti on tuotteen lämpötila lähteen yläpäässä 52-177¾. Barrel raakaöljyä painaa noin 136 kp ja sen ominais-25 lämpö on noin 5,11 kJ/kg/°C. Tästä saadaan saatavana olevan energian määräksi 628 kJ/barrel/°C. Kuvioissa 1 ja 5 esitettyjen tuotantorakennelmien ulkopintojen lämmittäminen jään sulamislämpötilan yläpuolelle edellyttää maksimilämpökuormaa 12,66 miljoonaa kJ tunnissa. Tämänkokoiset lämpökuormat voi-30 daan saada aikaan tuotannolla 50 000 barrelia öljyä vuorokau dessa, eli suunnilleen 2000 barrelia tunnissa, jolloin tuotteen lämpötila laskee 22,2°C. Sama lämpömäärä saataisiin tuottamalla 100 000 barrelia vuorokaudessa eli 4000 barrelia tunnissa, jolloin tuote jäähtyy 11°C. Samalla tavoin voi suuri 35 tuotettu kaasumäärä toimia lämpöenergian lähteenä rakenteen ulkopintojen lämmittämiseksi.

10 72564

Ottaen huomioon painolastisäiliöiden tilavuuden sekä tuotetuista nesteistä saatavana olevan lämmön, voidaan edellyttää, että kun säiliöissä oleva neste lämmitetään riittävästi pitämään rakennelman ulkopinnan lämpötila 0,6 astees-5 sa C, on säiliöissä olevaan nesteeseen varastoitunut riittä västi lämpöä pitämään ulkopinta ympärilläolevan veden jäätymispisteen yläpuolella 24 tuntia. Tällä tavoin voidaan varmistaa korjauksiin tai kunnossapitoon tarvittava aika, jolloin lähteet on suljettava.

10 Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä lavassa on, esimerkiksi kuusi painolastisäiliötä 24. Painotettakoon kuitenkin, että tämä ei ole kriittinen lukumäärä ja eri lavat saattavat edellyttää suurempaa tai pienempää säiliölukumäärää. Esitetyt säiliöt erotetaan toisistaan säteittäisillä vesitiiviillä 15 seinillä tai laipoilla 67. Niiden säteen suunnassa sisäpuoli sen sivun sulkee sylinterinmuotoinen seinä tai laipio 68. Säiliöiden, säteen suunnassa, ulompi seinä on lavan kannatus-osat 20 kehämäinen seinä tai kuori.

Joissakin tuotantolavoissa riittävät lämmönvaihtones-20 tettä varten säiliöt, joiden tilavuus on pienempi kuin pii rustuksissa. Tällaiset pienemmät säiliöt jaetaan kehämäisen seinän sisäpinnalle 76, ja ne on suunniteltu saattamaan sisäseinä 76 yhteyteen lämmönvaihtonesteen kanssa. Nämä pienemmät säiliöt sijoitetaan sisäpinnalle luovuttamaan lämpöä kehämäi-25 sen seinän ulkopintaan alueella, jossa luonnon jään voi odot taa jäätyvän kiinni seinään. Tällä tavoin pidetään mahdollisen jääkosketuksen alueen ulkopinnan lämpötila luonnon jään sulamislämpötilan yläpuolella.

Esitetyssä suoritusmuodossa muodostaa sylinterinmuo-30 toinen laipio 68 työtilan lavan keskiosassa 88. Keskiosassa on tarvittavat kannet, kuten 41, 78 ja 80 miehistöä ja laitteita varten. Tämä tila lämmitetään normaalisti miellyttävään työlämpötilaan, joka tavallisesti on korkeampi kuin säiliöissä 24 olevan nesteen lämpötila. Laipion 68 sisäpintaa 86 35 vasten on kuitenkin asetettu eristyskerros 84 lämpöhäviöiden vähentämiseksi säiliöistä.

11 72564

Kuviot 3 ja 4 esittävät tämän keksinnön rungonlämmi-tysjärjestelmän toista suoritusmuotoa. Aikaisemmin käytettyjä viitenumerotta käytetään uudelleen silloin kun niitä voidaan soveltaa kuvioihin 3 ja 4 kuvaamaan vastaavia osia.

5 Tässä järjestelyssä, kuten näkyy, vesitiivis laipio 68 ympäröi lavan keskiosaa 88 ja muodostaa sisäseinän osastoille 100 ja 102, joita voidaan käyttää painolastisäiliöinä. Kuitenkin, sensijaan että osastot täytettäisiin lämmönsiirtones-teellä, on kehämäisen seinän sisäpinnalle kiinnitetty lämmi-10 tyslevyt siirtämään tähän lämpöä. Levyt, joihin kuuluu putki- kierukoita, on liitetty yhteen ottamaan vastaan tuote, joka virtaa joulukuusista 135, 136 ja 137.

Lämmityslevyt 104 sijoitetaan vasten kannatusosan 20 kehämäisen seinän sisäpintaa 76. Levyt on sijoitettu kauttaal-15 taan alueelle, joka tulee olemaan kosketuksessa rakennelman kohdalla olevaan jäähän. Levyt ulottuvat mieluimmin jonkinverran jään paksuuden ylä ja alapuolelle, jotta varmistauduttaisiin siitä, että kehämäisen seinän sen alueen lämpötilan, johon jään oletetaan törmäävän, kohoaa yli ympäröivän jään 20 sulamispisteen. Lämpöhäviöiden välttämiseksi voidaan lämpö- kierukoiden tai putkistojen levyt kattaa niiden sisäpinnalta eristysaineella 106. Eristysaine, vuorostaan peitetään katteella 107, joka kiinnitetään vesitiiviisti sisäpintaan 76, jotta osastoissa oleva vesi ei voi päästä kosketukseen läm-25 mityslevyjen ja eristyksen kanssa.

Käytössä virtaa tuote kunkin kaivon joulukuusesta ko-koomaputkeen 90, edellyttäen, että käytetään useampaa kuin yhtä kaivoa. Kokoomaputkesta 90 valuu tuote johtoa 97 myöten toiseen kokoomaputkeen 112, ks. myös kuviota 6. Kokoomaput-30 kesta 112 virtaa tuote johtoja 114 pitkin lämmönsiirtolevyihin 104. Sitten virtaa tuote levyjen putkiston 116 kautta kokooma-putkeen 120 johtojen 118 kautta. Kokoomaputkesta 120 virtaa tuote johdon 122 öljy/kaasu/vesi-separaattoriin 33.

Rungon lämmitysjärjestelmä on varustettu asiaankuulu-35 villa venttiileillä tuotteen virtauksen ohjaamiseksi kaikkiin lämmityslevyosastoihin. Tällä tavoin voidaan mikä tahansa 12 72 5 64 levyosasto kytkeä irti huoltoa tai korjausta varten. Siten on venttiilit 124 sijoitettu johtoihin 114, jotka yhdistävät kokoomaputken 112 lämmönsiirtolevyjen 104 vastaaviin osiin. Venttiilit 126 on sijoitettu johtoihin 118, jotka tuovat 5 tuotteen lämmönsiirtolevyistä kokoomaputkeen 120. Samalla tavoin voidaan venttiili 190 sijoittaa virtausjohtoon 97 ohjaamaan tuotteen virtaamista kokoomaputkesta 90 kokoomaputkeen 112. Venttiiliä 128 voidaan käyttää ohjaamaan kokooma-putken 120 ja separaattorin 33 välistä virtausta.

10 Samoin kuin kuvioiden 1 ja 2 järjestelmässä kuuluu kuvioiden 3 ja 4 järjestelmän puitteisiin käyttää tuotetta lämmittämään lämmönsiirtoainetta, joka johdetaan lämpölevyjen läpi. Kuten esitetään kuviossa 7, jossa jälleen käytetään vastaavista osista samoja viitenumerolta, voi lähteistä tuleva 15 tuote virrata johtojen 97a ja 97b kautta lämmönvaihtimiin 42 ja 44, vastaavasti. Sieltä asianmukaista johtoa myöten separaattoriin 33. Tätä ennen selitetyn kaltainen lämmönsiirto-neste johdetaan sitten tasaussäiliöistä 108 ja 110 kokooma-putkeen 54. Lämmönsiirtonesteen virtausta tasaussäiliöiden ja 20 lämpölevyjen välillä ohjataan asianmukaisilla venttiileillä.

Kuviossa 5 esitetään erilaisen muotoinen tuotantorakennepa . Tässä rakennelmassa 15 on kannatusosa 20, johon on jäykästi liitetty kaulaosa 80, joka kannattaa kansiosaa 22 vedenpinnan 12 yläpuolella. Kannatusosa 20 käsittää yläosan 6, 25 joka on samankeskeisenä alaosan 4 päällä. Rakenteen kehämäi nen seinä, joka käsittää sekä ylä- että alaosan, on kallistettu vaakatasoon nähden sellaisessa kulmassa, että se voi ottaa vastaan rakennetta vasten liikkuvat jäät, kuten jäälautan 18 sekä paineharjänteen 180. Yläosan kaltevuuskulma vaa-30 kasuoraan nähden, on suurempi kuin alaosan kaltevuuskulma

Ot^. Yläosan poikkipinnan halkaisija ei ole suurempi kuin alaosan yläpään poikkipinnan halkaisija. Ala- ja yläosien kaltevat pinnat 140 ja 160 on suunniteltu murtamaan törmäävät jäämassat.

35 Painolastisäiliöt on sijoitettu rakennelman 15 ala osaan 4. Yläosassa 6 ei ole painolastisäiliöitä. Nämä rakennelman 15 piirteet ovat mielenkiintoisia ajatellen tätä kek-

II

13 72564 sintöä. Erityisesti korostetaan, että kuvioiden 1 ja 2 kuo-renlämmitysjärjestelmä, jossa käytetään lämmönvaihtimia ja lämmönsiirtoainetta, voidaan käyttää alaosan 4 ulkopinnan lämmitykseen, kun taas yläosan 6, jossa ei ole painolasti-5 säiliöitä, ulkopinta 160 voidaan lämmittää kuvioiden 3 ja 4 tai 7 mukaisella järjestelmällä. Vaihtoehtoisesti voidaan kahta viimemainittua järjestelmää käyttää sekä yläosan 6 että alaosan 4 ulkopinnan lämmitykseen. Saattaa myös olla suositeltavaa käyttää jompaakumpaa kahdesta viimemainitusta mene-10 telmästä kaulaosan 80 ulkopinnan 280 lämmitykseen, koska kaulaosaan saattavat törmätä rakennetta pitkin nousevat murtuneet jäänkappaleet.

Tuotetusta öljystä ja kaasusta saatavana olevaa lämpö-energiaa voidaan käyttää myös tiettyihin muihin lämmitystar-15 peisiin rakennelmassa. Esimerkiksi rakennelman asumis- ja työskentelytilat voidaan lämmittää tuotteen lämmöllä. Tämä on mahdollista joko kuvioiden 1 ja 2 lämmitysjärjestelmällä tai kuvioiden 3 ja 4 tai kuvion 7 järjestelmällä. Kuvioiden 3 ja 4 järjestelmää varten esitetään järjestely kuviossa 6, jossa 20 käytetään asiaankuuluvia virtauslinjoja sekä venttiilejä tuotteen ohjaamiseksi rakennelman asuin- ja työskentelytiloihin.

On selvää, että tuotetuista nesteistä ei saada lämpöä, ennenkuin lähteet on porattu ja ne ovat alkaneet tuottaa.

25 Tuotteen lämpöä ei myöskään ole saatavana, kun lähteet ovat korjauksia varten suljettuina tai kun itse rungonlämmitysjärjestelmää on korjattava. Näitä tilanteita varten tarvitaan lisälämmitysjärjestelmä. Lisälämmitysjärjestelmä voi käsittää höyrykattilan 200 kuviossa 6, joka on suunniteltu lämmittä-30 mään kuvion 7 lämpölevyjen 104 kautta kiertävän lämmönsiirto- nesteen tai nesteen ja painolastisäiliöissä 24, ks. kuviot 1 ja 2. Lisälämpö voidaan myös saada aikaan käyttämällä kuviossa 3 esitettyjä sähkölämmityselementtejä 210. Ylläselitet-tyjä lisälämmitys järjestelmiä voidaan käyttää silloinkin kun tämän 35 keksinnön tuotelämmitysjärjestelmä toimii. Rakenteen runkoon ohjattu lämpö tasapainoitetaan tällöin tuote- ja lisälämmitys-järjestelmien välillä.

14 725 64

On selvää, että tämän keksinnön rungonlämmitysjärjestelmä käsittää erityiset ohjausvälineet tiettyjen rungon-lämpötilojen ylläpitämiseksi. Ohjausta voidaan käyttää myös saamaan aikaan tehokkain tasapaino tuotelämmityksen ja lisä-5 lämmityksen välillä.

li

Claims (1)

1. 72564 Patenttivaatimus Merellä olevassa rakenteessa, jossa on kannatusosa (20), joka on kiinnitetty jäämassoja (18) sisältävän ve-5 simassan (12) alla olevaan pohjaan, jolloin kannatusosa (20) käsittää kehäseinämän (70,76), joka on kosketuksessa veteen ja ulottuu vedenpinnan alapuolelta vedenpinnan yläpuolelle, jolloin ainakin osa kehäseinämästä (70,76) suppenee sisäänpäin ja ylöspäin kulmassa vedenpinnan suhteen muo-10 dostaakseen ramppimaisen pinnan ainakin sillä alueella, joka voi olla kosketuksessa vedessä liikkuvan jään kanssa jää-massojen (18), jotka liikkuvat kannatusosan (20) suhteen ja ovat kosketuksessa tämän kanssa, vastaanottamiseksi ja jään nostamiseksi sen luonnolliselta tasolta jään murtamiseksi 15 sen taipuessa rakenteen läheisyydessä, olevasta ainakin yh destä tuotantokaivosta tuotetun nesteen käyttö kehäseinämän (76) sisäpinnan lämmittämiseen sen ulkopinnan (70) pitämiseksi lämpötilassa, joka on sen kanssa kosketuksessa olevan jään sulamispisteen yläpuolella, jotta jää ei jäätyisi ja 20 tarttuisi kiinni kehäseinämään.