NL1023813C2 - Werkwijze voor het op de zeebodem plaatsen van een offshore jacket. - Google Patents

Description

« !

Korte aanduiding: Werkwijze voor het op de zeebodem plaatsen van een offshore jacket.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het op de zeebodem plaatsen van een offshore jacket als onderdeel van een steunconstructie voor het daarop afsteunen van een offshore platform of dergelijke volgens de aanhef van conclusie 1.

5 Een dergelijke werkwijze is bijvoorbeeld bekend uit US-A-4 812 080, waarin een samenstel van meerdere verticale kolomelementen van een jacket geopenbaard wordt dat voorzien is van geleidingshulzen, in welke hulzen heipalen kunnen worden voorgemonteerd. Overeenkomstig de werkwijze wordt het jacket hierbij 10 inclusief de voorgemonteerde heipalen aangevoerd op een ponton in combinatie met een kraanschip. Vervolgens wordt het jacket op een gewenste locatie met behulp van een hijskraan van het kraanschip op de bodem van de zee neergelaten. Daarna worden de voorgemonteerde heipalen met een heiblok in de zeebodem geheid, waarbij het heiblok 15 opgehangen wordt aan dezelfde hijskraan van het kraanschip. Tot slot wordt boven op de kolomelementen een offshore platform aangebracht.

Nadelig hierbij is dat alvorens het heiblok op te kunnen hangen aan de hijskraan, dat dan het jacket uit de ophanging in de hijskraan losgemaakt dient te worden. Dit heeft tot gevolg dat er een periode 20 bestaat tussen het op de zeebodem plaatsen van het jacket en het in de zeebodem beginnen te heien van de eerste heipaal, waarin het jacket los op de zeebodem staat. In deze periode bestaat het gevaar dat het jacket om kan vallen. Verder bestaat het gevaar dat het jacket in deze periode enigszins uit een beoogde positie op de 25 zeebodem verplaatst kan raken. Hetgeen er in kan resulteren dat een koppeling met een mogelijk reeds aanwezige put waaruit uiteindelijk olie of gas dient te worden opgeboord, moeilijker tot stand kan worden gebracht. Verder is gebleken dat met name het begin van het heien bij slecht weer moeizaam gecontroleerd kan worden en soms tot 30 beschadigingen leidt.

Teneinde te voorkomen dat het jacket omvalt alvorens de heipalen in de zeebodem geheid zijn, zijn een aantal oplossingen bekend uit de stand van de techniek. Zo is het bekend om het jacket 1023813

I - 2 - I

I een zeer brede voetconstructie te geven. Hierdoor ontstaat een I I vormstabiliteit. Nadelig is echter dat het jacket hierdoor zwaar, en I I daardoor moeilijker te hanteren wordt. Ook is het bekend om I I zogenaamde zuigankers in de voet van het jacket op te nemen. I I 5 Dergelijke zuigankers kunnen worden geactiveerd door daaruit water te I I onttrekken, waardoor een drukverschil ontstaat, als gevolg waarvan de I I zuigankers zich vastzuigen in de zeebodem. Dergelijke zuigankers zijn I I echter alleen effectief in relatief zachte, zanderige zeebodems. Tot I

slot is het nog bekend om een funderingsconstructie op de zeebodem te I I 10 zetten waarop vervolgens het jacket vastgeklemd kan worden. Hiervoor I I zijn echter extra handelingen en materiaal nodig, welke het plaatsen I

duur maken. I I De onderhavige uitvinding heeft tot doel de bovengenoemde I

nadelen ten minste gedeeltelijk te ondervangen, dan wel een bruikbaar I I 15 alternatief te verschaffen. In het bijzonder heeft de uitvinding tot I I doel een efficiënte en betrouwbare werkwijze voor het op de zeebodem I

plaatsen van een offshore jacket te verschaffen. Dit doel wordt I I bereikt door een werkwijze volgens conclusie 1. Hierbij omvat de I I werkwijze een stap voor het verschuifbaar voormonteren van ten minste I I 20 één verankeringspaal aan een offshore jacket. Vervolgens wordt het I I jacket met behulp van een hefinrichting tot op de zeebodem I I neergelaten. Direct na of tijdens deze stap van het op de zeebodem I

neerlaten van het jacket wordt aan de verankeringspaal een initiële I I penetratie over een initiële indringdiepte in de zeebodem opgelegd. I I 25 Gedurende deze initiële penetratie blijft het jacket vastgehouden I

door de hefinrichting. Eerst nadat het jacket aldus in voldoende mate I I aan de zeebodem verankerd is, wordt in een volgende stap de I I verankeringspaal met behulp van een afzonderlijke hoofdindrijf- I I installatie verder tot op een gewenste einddiepte in de zeebodem I I 30 gebracht. Met voordeel is nu het jacket tijdens de gehele I I opeenvolging van werkwijzestappen betrouwbaar ondersteund cq geborgd I I tegen omvallen of onbedoeld verplaatsen, te weten achtereenvolgens I

door de ondersteuning van de hefinrichting, daarna door de initiële I I penetratie van de verankeringspaal, en uiteindelijk door de tot op de I I 35 gewenste einddiepte gebrachte verankeringspaal. I

De hefinrichting bestaat bijvoorbeeld uit een kraanschip of een I I hefeiland met een hijskraan waarin het jacket kan worden opgehangen. I I Tijdens de initiële penetratie van de verankeringspaal kan het jacket I I met voordeel in de hijskraan blijven hangen. Ten behoeve van de I I 40 initiële penetratie is het niet nodig dat de hijskraan wordt ingezet I

I 1023813 - 3 - voor het opnemen van een heiblok of dergelijke. De initiële penetratie kan bijvoorbeeld aan de verankeringspaal worden opgelegd door in of op de verankeringspaal voorgemonteerde indrijfmiddelen, bijvoorbeeld een trileenheid, een hei-eenheid of een boor- en/of 5 spoeleenheid. Onder voorgemonteerde indrijfmiddelen dienen hier zowel direct op de verankeringspaal afgesteunde indrijfmiddelen te worden verstaan alsook indrijfmiddelen die zodanig aan het jacket zijn opgehangen dat ze zich in een geschikte positie ten opzichte van de verankeringspaal bevinden om, tijdens de initiële penetratie, hetzij 10 op de verankeringspaal een indrijfkracht uit te oefenen hetzij van de verankeringspaal de indringweerstand in voldoende mate te verminderen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt het jacket na de stap van initiële penetratie losgemaakt uit de hefinrichting. Nog meer in 15 het bijzonder wordt na deze stap van het losmaken van het jacket uit de hefinrichting, de hoofdindrijf-installatie voor het tot op de gewenste einddiepte brengen van de verankeringspaal opgehangen aan de hefinrichting. De hoofdindrijf-installatie kan hierbij bestaan uit een aan een hijskraan van een kraanschip of hefeiland opgehangen 20 heiblok. Doordat het jacket dankzij de opgelegde initiële penetratie reeds in voldoende mate aan de zeebodem verankerd is, kan het verder indrijven van de verankeringspaal met de hoofdindrijf-installatie ook onder slechte weersomstandigheden eenvoudiger worden uitgevoerd, zonder dat dit direct tot een groot gevaar voor beschadigingen leidt. 25 Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze zijn vastgelegd in de afhankelijke onderconclusies.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een offshore jacket volgen conclusie 8. Hierbij omvat de jacket ten minste één verschuifbaar daarop of daarin voorgemonteerde verankeringspaal, 30 waarbij op de verankeringspaal voorgemonteerde indrijfmiddelen voorzien zijn. Een dergelijk offshore jacket is bestemd om op de zeebodem te worden geplaatst en daarmee verankerd te worden via de bovengenoemde werkwijze volgens de uitvinding. De op de verankeringspaal voorgemonteerde indrijfmiddelen dienen er dan toe om 35 de verankeringspaal direct na of tijdens de stap van het op de zeebodem neerlaten van het jacket de initiële penetratie over de initiële indringdiepte in de zeebodem op te leggen. Ook hier dienen onder voorgemonteerde indrijfmiddelen te worden verstaan zowel direct op de verankeringspaal afgesteunde indrijfmiddelen alsmede 40 indrijfmiddelen die zodanig aan het jacket zijn opgehangen dat ze 1.02301 3 I - 4 - I zich in een geschikte positie ten opzichte van de verankeringspaal bevinden om, tijdens de initiële penetratie, hetzij op de verankeringspaal een indrijfkracht uit te oefenen hetzij van de verankeringspaal de indringweerstand in voldoende mate te 5 verminderen.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van het offshore jacket zijn H vastgelegd in de afhankelijke onderconclusies.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin: 10 Fig. 1-4 een eerste uitvoeringsvorm van een offshore jacket met voorgemonteerde trileenheden toont en opeenvolgende stappen van een werkwijze voor het plaatsen daarvan; I Fig. 5-8 een tweede uitvoeringsvorm van een offshore jacket met I voorgemonteerde boor- en/of spoeleenheid toont; en I 15 Fig. 9-12 een derde uitvoeringsvorm van een offshore jacket met I direct op de verankeringspalen voorgemonteerde I indrijfmiddelen toont en opeenvolgende stappen van een werkwijze voor het plaatsen daarvan.

In Fig. 1 is een offshore jacket in zijn geheel aangeduid met I 20 het verwijzingscijfer 1. Het jacket 1 is bestemd om deel uit te maken

H van een steunconstructie die bestemd is om een offshore platform of I

I dergelijke af te steunen. Aan het jacket 1 zijn geleidingshulzen 3 I

bevestigd waarin verankeringspalen 4 verschuifbaar zijn I

voorgemonteerd. Boven op elke verankeringspaal 4 is een trileenheid 7 I

25 voorgemonteerd. De trileenheid 7 is hierbij tijdelijk opgehangen aan I

I een vanaf het jacket 1 aan de bovenzijde uitstekende uithouder 8. Het I

jacket 1 is voorzien van een hijsoog 9 via welke het is opgehangen I

I aan een hijskraan 10 van een hefinrichting van een kraanschip of I

hefeiland die hier verder niet getoond is. I

30 Teneinde te voorkomen dat de verankeringspalen 4 tijdens I

I verplaatsing van het jacket 1 vroegtijdig naar beneden zakken, zijn I

I de geleidingshulzen 3 bij voorkeur voorzien van bedienbare I

I klemorganen. In een variant is het mogelijk om de geleidingshulzen I

I met een zodanig op de verankeringspalen afgestemde klempassing te I

35 construeren dat de verankeringspalen daarin na overwinnen van de bij I

de klempassing horende klemweerstand naar beneden kunnen worden I

I geschoven. Ook is het mogelijk om de trileenheid 7 met de I

I verankeringspaal 4 te koppelen en deze combinatie van trileenheid en I

I verankeringspaal op te hangen aan de bijbehorende uithouder van het I

I 40 jacket 1. I

I 1023813 I

I

--5-

Een mogelijke werkwijze voor het op de zeebodem plaatsen van het in Fig. 1 getoonde offshore jacket zal nu worden beschreven aan de hand van Fig. 1-4. Fig. 1 toont hierbij de stap van het met behulp van de hijskraan 10 tot op de zeebodem 12 neerlaten van het jacket 1. 5 Tijdens de stap van het op de zeebodem neerlaten van het jacket 1 worden de trileenheden 7 in werking gezet, en desgewenst klemórganen in de geleidingshulzen 3 ontgrendeld. Als gevolg hiervan wordt aan de verankeringspalen 4 een initiële penetratie over een initiële indringdiepte in de zeebodem 12 opgelegd. Tijdens dit intrillen van 10 de verankeringspalen 4, hetgeen in Fig. 2 getoond is, blijft het jacket 1 opgehangen aan de hijskraan 10. Nadat de gewenste initiële indringdiepte bereikt is, worden de trileenheden 7 uitgeschakeld, wordt het jacket 1 losgemaakt van de hijskraan 10, en worden de trileenheden 7 met behulp van de hijskraan 10 verwijderd van de 15 verankeringspalen 4 (zie Fig. 3). Daarna worden met behulp van het in de hijskraan 10 opgehangen heiblok 14 de verankeringspalen 4 één voor één op de gewenste einddiepte in de zeebodem 12 afgeheid. Tot slot kunnen de verankeringspalen door middel van bijvoorbeeld lassen of grouten met cement vast met het jacket 1 (de geleidingshulzen 3) 20 worden verbonden.

Tijdens het over de initiële indringdiepte in de zeebodem 12 trillen van de verankeringspalen 4 kan met voordeel worden volstaan met relatief kleine compacte trileenheden 7. Na het bereiken van de initiële indringdiepte zullen dergelijke trileenheden veelal niet 25 langer toereikend zijn, waarna bijvoorbeeld het in de hijskraan opgehangen heiblok nodig is.

In de variant in Fig. 5-8 zijn gelijke onderdelen van het offshore jacket aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers. In de geleidingshulzen 3 bevinden zich nu echter voorgemonteerde 30 verankeringspalen 20 die zodanig in de geleidingshulzen 3 zijn voorgemonteerd dat zij voor een deel dat groter of gelijk is aan de gewenste initiële indringdiepte tot onder het jacket 1 uitsteken. Teneinde de verankeringspalen 20 tijdelijk in deze stand te fixeren ten opzichte van het jacket 1, zijn op de naar beneden toe 35 uitstekende paaldelen tegenhoudorganen 21 voorzien. Deze bevinden zich op een grotere diameter dan de binnendiameter van de geleidingshulzen 3 en dragen er zorg voor dat de verankeringspalen 20 tijdens het op de zeebodem 12 neerlaten van het jacket 1 niet terug naar boven kunnen worden gedrukt. Aldus wordt met voordeel bereikt 40 dat tijdens het op de zeebodem 12 neerlaten van het jacket 1 de naar 1023813

I - 6 - I

I beneden toe uitstekende paaldelen onder invloed van het eigengewicht I

I van de verankeringspalen 20 en van het jacket 1 in de zeebodem 12 I

I worden gedrukt. Nadat aldus de gewenste initiële indringdiepte I

I bereikt is, die geheel of gedeeltelijk overeen kan komen met het naar I

I 5 beneden toe uitstekende deel van de verankeringspalen 20, kan met I

I voordeel wederom het jacket 1 los worden gemaakt van de hijskraan 10, I

waarna met behulp van een afzonderlijke hoofdindrijf-installatie, die I

I ook hier gevormd wordt door een in de hijskraan 10 opgehangen heiblok I

I 14 de verankeringspalen 20 verder toe op de gewenste einddiepte in de I

I 10 zeebodem 12 kunnen worden geheid (zie Fig. 6-8). De tegenhoudorganen I

I 21 worden hierbij mee in de zeebodem 12 gedrukt en dragen aldaar zorg I

I voor een nog stevigere verankering van de verankeringspalen 20 in de I

zeebodem 12. I

I Met voordeel zijn de verankeringspalen 20 hol uitgevoerd, en I

I 15 bevindt zich in elke holle verankeringspaal 20 een boor en/of » I

spoeleenheid 25. De boor en/of spoeleenheden 25 zijn hierbij wederom I

I opgehangen aan de uithouders 8. Door de boor en/of spoeleenheden 25 I

I tijdens de initiële penetratie in werking te stellen, wordt bereikt I

I dat de penetratieweerstand in voldoende mate gereduceerd wordt, I

I 20 waardoor de verankeringspaal 20 onder invloed van het eigengewicht I

I van de palen en het jacket sneller, eenvoudiger en dieper in de I

I zeebodem 12 kan binnendringen. Indien aldus de gewenste initiële I

I indringdiepte bereikt is, kan nadat het jacket 1 van de hijskraan 10 I

I losgemaakt is, elke boor- en/of spoeleenheid 25 met behulp van de I

I 25 hijskraan 10 weer uit de holle verankeringspaal 20 verwijderd worden, I

I met als voordeel dat deze bij een volgende plaatsing van een offshore I

I jacket opnieuw gebruikt kunnen worden. I

I In de variant in Fig. 9-12 is het offshore jacket aangeduid met I

I het verwijzingscijfer 30. Met het jacket 30 zijn geleidingshulzen 31 I

30 verbonden waarin zich voorgemonteerde verankeringspalen 32 bevinden. I

Op elke verankeringspaal 32 is een hei-eenheid 34 voorgemonteerd. De I

I combinaties van verankeringspalen 32 en hei-eenheden 34 zijn hier ten I

I minste bij aanvang langer dan de hoogte van het jacket 30. Teneinde I

I de verankeringspalen 32 tijdelijk in deze stand te fixeren ten I

I 35 opzichte van het jacket 1, zijn klemorganen 35 voorzien, die hier I

I verbonden zijn met de hulzen 31. De werkwijze voor het plaatsen kan I

I voor het overige in hoofdzaak gelijk zijn aan die bij de I

I uitvoeringsvorm van Fig. 1-4. I

I Naast de getoonde uitvoeringsvormen zijn vele varianten I

I 40 mogelijk. Zo kunnen andersoortige indrijfmiddelen op de I

I 1023813 I

- 7 - verankeringspalen worden voorgemonteerd, waarbij bijvoorbeeld kan worden gedacht aan een voorgemonteerde hei-eenheid. In plaats van een heiblok voor het tot op de gewenste einddiepte afheien van de verankeringspalen, kunnen ook andersoortige hoofdindrijf-installaties 5 worden toegepast, zoals bijvoorbeeld trilblokken of grondboren.

Verder kan het jacket elke andere gewenste vorm hebben, en kunnen meer of minder verankeringpalen en bijbehorende geleidingshulzen worden toegepast. Ook kan de boor- en/of spoeleenheid desgewenst worden gecombineerd met een voorgemonteerde tril- of hei-eenheid. In 10 plaats van in separate geleidingshulzen of als toevoeging daarop kunnen verankeringspalen ook verschuifbaar zijn opgenomen in buizen die zich in hoofdzaak over de gehele hoogte van het jacket uitstrekken en/of dragende delen van het jacket vormen. Een offshore platform of dergelijke kan direct op het jacket worden afgesteund, 15 dat hiertoe dan bij voorkeur enigszins boven zeeniveau uitsteekt. Ook is het mogelijk dat het jacket onder water eindigt en enkel een horizontaal versterkingsframe vormt. Een offshore platform of dergelijke kan dan direct op de verankeringspalen en/of op een deelconstructie die op het jacket is aangebracht, worden afgesteund. 20 Uit gewichts-, afmetings- en kostenoverwegingen kan het jacket ook uit meerdere onafhankelijke elementen bestaan, bijvoorbeeld een grondframe en een tussenframe die bijvoorbeeld met elkaar verbonden zijn door de verankeringspalen.

Aldus is met voordeel een goedkope en betrouwbare werkwijze 25 voor het op de zeebodem plaatsen van een offshore jacket verschaft waarmee een offshore jacket volgens de uitvinding betrouwbaar en snel kan worden geplaatst. Hierbij zijn aanzienlijke kostenbesparingen mogelijk, bijvoorbeeld doordat een kraanschip waarvan de gebruikskosten zeer hoog zijn, minder lang hoeft te worden ingezet.

30 Doordat het gevaar voor omvallen van het jacket niet langer aanwezig is, kan het jacket daarvan met voordeel slank worden uitgevoerd.

1023813

Claims (11)

1. Werkwijze voor het op de zeebodem plaatsen van een offshore I I jacket (1) ten behoeve van het vormen van een verticale steuncon- I I structie voor het daarop afsteunen van een offshore platform of I I dergelijke, omvattende de stappen: I 5. het verschuifbaar voormonteren van ten minste één verankeringspaal I I (4) aan het jacket (1); I I - het met behulp van een hefinrichting (10) tot op de zeebodem (12) I I neerlaten van het jacket (1); en I I - het in de zeebodem (12) op diepte brengen van de verankeringspaal I I 10 (4); I I met het kenmerk, dat I I direct na of tijdens de stap van het op de zeebodem (12) neerlaten I I van het jacket (1) aan de verankeringspaal (4) een initiële penetra- I I tie over een initiële indringdiepte in de zeebodem (12) wordt opge- I I 15 legd terwijl het jacket (1) nog door de hefinrichting (10) wordt I I vastgehouden, waarna in een volgende stap de verankeringspaal (4) met I I behulp van een afzonderlijke indrijfinstallatie (14) verder tot op I I een gewenste einddiepte in de zeebodem (12) wordt gebracht. I I 20

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij na de stap van initiële I I penetratie, het jacket (1) wordt losgemaakt van de hefinrichting I I (10) . I

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij na de stap van het losma- I I 25 ken van het jacket (1) van de hefinrichting (10), de indrijfinstalla- I I tie (14) wordt opgehangen aan de hefinrichting (10). I

4. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de I I verankeringspaal (20) zodanig in het jacket (1) voorgemonteerd wordt I I 30 dat deze voor een deel dat in hoofdzaak overeenkomt met de initiële I I indringdiepte tot onder het jacket (1) uitsteekt en in deze stand I I tijdelijk gefixeerd wordt ten opzichte van het jacket (1), waarbij I I het uitstekende deel van de verankeringspaal (20) tijdens de stap van I I het op de zeebodem (12) neerlaten van het jacket (1), over de initië- I I 35 le indringdiepte in de zeebodem (12) wordt gedrukt onder gebruikma- I I king van het eigen gewicht van de verankeringspaal (20) en het jacket I I (ï). I 1023813 I fc - 9 -

5. Merkwijze volgens één van de conclusies 1-4, waarbij de veranke-ringspaal (4) direct na of tijdens de stap van het op de zeebodem (12) neerlaten van het jacket (1), met behulp van een op de veranke-ringspaal (4) voorgemonteerde trileenheid (7), over de initiële 5 indringdiepte in de zeebodem (12) getrild wordt.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, waarbij de veranke-ringspaal (32) direct na of tijdens het op de zeebodem neerlaten van het jacket (30), met behulp van een op de verankeringspaal (32) 10 voorgemonteerde hei-eenheid (34), over de initiële indringdiepte in de zeebodem geheid wordt.

7. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de verankeringspaal (20) hol is, en de verankeringspaal (20) direct na 15 of tijdens de stap van het op de zeebodem (12) neerlaten van het jacket (1), met behulp van een in de verankeringspaal (20) voorgemonteerde boor- en/of spoeleenheid (25), over de initiële indringdiepte in de zeebodem (12) wordt neergelaten.

8. Offshore jacket (1) ten behoeve van het vormen van een steuncon-structie voor het steunen van een offshore platform of dergelijke, omvattende: - ten minste één verschuifbaar in het jacket (1) voorgemonteerde verankeringspaal (4); 25 met het kenmerk, dat indrijfmiddelen voorzien zijn die voorgemonteerd zijn op de verankeringspaal (4) .

9. Offshore jacket volgens conclusie 8, waarbij de indrijfmiddelen 30 een op de verankeringspaal (4) voorgemonteerde trileenheid (7) omvatten.

10. Offshore jacket volgens conclusie 8, waarbij de indrijfmiddelen een op de verankeringspaal (32) voorgemonteerde hei-eenheid (34) 35 omvatten.

11. Offshore jacket volgens één van de conclusies 8-10, waarbij de verankeringspaal (20) hol is en de indrijfmiddelen een in de verankeringspaal (20) voorgemonteerde boor- en/of spoeleenheid (25) omvat- 40 ten. 1023813