NO135911B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og apparat til installering av en stigeledning eller en rørledning på en fralandsstruktur som angitt i innledningen til det etterfølgende fremgangsmåtekrav resp. apparatkrav.

Det er kjent å installere en rørledning på en fralandsstruktur ved å trekke en rørledning oppad fra sjøbunnen gjennom en buet føring. Dette er den såkalte J-rør metoden, som omfatter trekking av rørledningen fra en lekter ved hjelp av en wireline, kabel eller lignende, opp gjennom et J-rør ved hjelp av trekk-kraft som tilføres linen fra dekket på en f ralandsplattf orm.

Denne fremgangsmåte er ufordelaktig fordi den nødvendige trekkraft er så stor at hvis den.';.ikke blir nøyaktig regulert,

kan den i det minste bevirke partielle feil på plattformen.

Videre må trekket være tilstrekkelig til å overvinne vekten av rørledningen, som løper gjennom røret, rørledningens motstand mot å bli. bøyd for å passe sammen med J-rørets bue, og friksjonen mellom rørledningens ytterflate og J-rørets indre flate. Av disse tre krefter er friksjonskraften den største. Summen av disse krefter er så stor at J-rør metoden for tiden er begrenset til installering av rørledninger - med maksimum diameter på 25 cm.

Det er videre kjent å installere rørledninger på under-vannsbrønnholder ved å trekke en rørledning med relativ liten diameter inn i et J-rør av den førnevnte type, i hvil-ket rør-ledningens ende blir fastgjort. Så snart dette er gjort kan et overgangsstykke anvendes for å forbinde rørledningens ende- i J-røret med et rør på brønnhodet. Denne fremgangsmåte er nyttig for forbindelse av rørledninger som strekker seg langsmed sjø-bunnen fra et sentralt samlingssted, til undervannsbrønnhoder men blir ikke anvendt for installering av rørledningers stige-

ledninger som strekker seg oppad til vannflaten.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å minske de ovenfor nevnte vanskeligheter. Det er ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte til installering av en rørledning på en fralandsstruktur som innledningsvis nevnt og med de karakteristiske trekk som er1 angitt i det etterfølgende' fremgangsmåtekrav. Videre er det også tilveiebragt et apparat for gjennomføring av fremgangsmåten og som er karakterisert ved de trekk som fremgår av de et<i>terfølgende apparatkrav.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter således en fremgangsmåte for installering av en rørledning på en fralandsstruktur, enten neddykket eller som strekker seg over vannflaten, ved å føre en rørledning nedad gjennom en buet, rørformet føring med åpne ender på fralandsstrukturen inntil begge ender er tilgjengelige fra vannflaten., Dette oppnås ved å trekke og/eller skyve rørledningen nedad fra^ vannflaten gjennom den buede føring inntil rørledningen er trukket og/eller skjøvet til en tilgjengelig plass adskilt horisontalt fra fralandsstrukturen. Rørledningen blir fortrinnsvis trukket gjennom den rørformede føring ved hjelp av en line eller lignende som er tredd gjennom den rørformede føring.

Ved den angitte fremgangsmåte samt tidligere omtalte apparat for gjennomføring av denne, overvinnes ulempene ved den tidligere kjénte teknikk idet:vekten av rørledningen nyttes til hjelp ved operasjonen samt at rørledningens friksjon i J-røret reduseres ved den kombinerte trekke og skyvekraft som rørledningen utsettes for. Herved muliggjøres installasjon av rørledninger med større diameter enn det hittil har vært mulig ved hjelp av J-røret. Videre eliminerer eller minsker den nye fremgangsmåte bruken av dykkere ettersom alle eller de fleste av operasjonene kan utføres fra vannflaten.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli nærmere forklart i det etterfølgende med henvisning til tegningen hvor

fig. 1 er et riss som viser de begynnende skritt for installering av en rørledning på en neddykket struktur,

fig. 2 viser rørledningen idet den trekkes nedad til en neddykket struktur fra vannflaten,

fig. 3 viser rørledningen forbundet med et brønnhode på den neddykkede struktur,

fig. 4 viser oppfinnelsen anvendt på en struktur som

strekker seg over vannflaten,

fig. 5 er en umodifikasjon av oppfinnelsen hvor en

neddykket føring nyttes på en struktur som strekker seg over vannflaten og hvor rørledningen blir trukket og/eller skjøvet gjennom føringen,.

fig. 6 er et sideriss av fralandsstruktur med dekket fjernet,

fig. 7 er et planriss av strukturen i fig. 6,

fig. 8 er en detalj i stor målestokk av den nedre ende

av stigeledningen i fig. 7,

fig. 9 viser en innretning for fjernelse av bøyningen i rørledningen, og

fig. 10 er et snitt etter linjen 10-10 i fig. 9.

Det skal nå vises til tegningen og spesielt fig. 1

hvor tallet 11 betegner sjøen med sjøbunnen 12 og overflaten 13

på hvilket det flyter et arbeidsfartøy 14 og en utlegningslekter 15- Arbeidsfartøyet 14 er forsynt med en heisemekanisme . 16,

f.eks. i et boretårn, og utlegningslekteren 15 er forsynt med en stabel 17 av ledningsrør og en heisemekanisme 18 som kan være en hensiktsmessig vinsj. I fig. 1 er utlegningslekterens 15 og plattformens 21 avstand fra arbeidsfartøyet 14 mye større enn den viste relative avstand mellom de to fartøyer slik at trekkretningen nærmer seg mer en horisontal posisjon enn den viste.

En neddykket plattform 21 er anordnet på sjøbunnen

12 og sikkert forankret til denne ved hjelp av stendere 19

som kan være tveravstivet med krysstag 20. Stenderne 19

strekker seg ned i og er sikkert festettil sjøbunnen 12 som vist.

Det er boret en brønn 22 for å gjennomtrenge en

produktiv undersjøisk formasjon som kan inneholde olje og/eller gass, og som strekker seg til plattformen 21 og er forsynt med et brønnhode 23 omfattende en hensiktsmessig ventilmekanisme.

Før plattformen 21 installeres, er den blitt forsynt

med et buet, rørformet legeme 24, som har en utvidet åpen nedre ende 25 og en utvidet åpen øvre ende 26 på plattformen 21.

En kabel, kjetting, wireline etc'heretter benevnt line 27 blir

tredd gjennom den rørformede føring 24 og strekker seg frem til og blir forbundet med vinsjen 18. Den andre ende av linen 27 strekker seg til arbeidsfartøyet 14 og blir forbundet med den nedre ende

av et ledningsrør 28 ved hjelp av en forbindelsesplugg 28a.

Når ledningen blir senket gjennom fartøyet 14 blir den samtidig trukket inn i og gjennom det buede rør 24 ved hjelp av vinsjen 18.

Som tydeligere visl: i fig. 2, er rørlédhingen 28 forbundet med linen 27 blitt trukket gjennom den rørformede føring' 24 fra fartøyet 14 ved hjelp av en passende kraft utøvet av vinsjen 18, som trekker i linen 27-

I fig. 3 er ledningen 28 blitt trukket fra fartøyet

14 gjennom den rørformede føring 24 ved hjelp av linen 27 slik at enden som er forsynt med pluggforbindelsen 28a er blitt hevet over vannflaten og er nær utlegningslekteren 15. Deretter blir en klemmemekanisme 40 anbragt for å understøtte rørledningen 28 og pluggforbindelsen blir fjernet fra rør-ledningens ende.

Av fig. 3 fremgår også at en brønnhodeforbindelse 29 er blitt senket ned på enden av rørledningen 28 ved hjelp av liner 30, som er forbundet med arbeidsfartøyet 14 og den utvidede ende 26 på den rørformede føring 24; en forbindelse 31 som fjernstyres fra fartøyet 14, med brønnhodet 23 som forbinder brønnrøret 23a med føringsrøret 23b.

Det vil således fremgå av beskrivelsen og med henvisning til fig. 1-3 at en rørledning kan bli installert o'g forbundet med en brønn uten bruk av dykkere. Deretter kan lengder av rør blirføyd til enden 41 for å forlenge rørledningen til en hensiktsmessig terminal for olje og/eller gass og lignende.

Det vises til fig. 4 hvor' en plattform 50 understøttes over vannflaten 13 av stendere 51 som er hensiktsmessig kryss-avstivet med krysstag 52. På plattformen 50 er det anbragt et boretårn 53 omfattende heiseinnretning 54.

I dette spesielle tilfelle er det blitt boret flere brønner 55 fra plattformen 50 ved å bevege boretårnet 53- I dette spesielle tilfelle er en rørlédning 56 forbundet med en line 57 til heiseinnretningen 54 blitt trukket gjennom en buet, rørformet føring 58 med utvidede ender 59 ved hjelp av vinsjen 18 som er forbundet ved hjelp av en line 27 til enden 41 av rørledningen 56. Heiselinen 57 blir nyttet for å forbinde suksessive lengder av rørledningen under trekkoperasjonen-. I denne spesielle utførelse er arbeidsfartøyet 14 blitt erstattet av plattformen 50. •Så snart rørledningen 56 er blitt trukket gjennom den rørformede del 58, kan den forbindes . med brønnhodene 60 til brønnene 55 som er boret fra plattformen 50 for føring av olje gjennom rørledningen 56.

Det ligger innenfor oppfinnelsens ramme både å skyve

så vel som å trekke rørledningen gjennom den rørformede føring og dette vises best i fig. 5, som det refereres til.i det følgende. I dette spesielle tilfelle er plattformen 50 lik den som er vist i fig. 4 og støttet av stendere 51. En neddykket, buet, rørformet føring 70 er anordnet på plattformen 50 under vannflaten 13 og over sjøbunnen 12. Liner 27 er forbundet med rørledningen 28 ved hjelp av en hensiktsmessig pluggforhindelse 28a. I denne spesielle utførelsesform blir rørledningen 28

både trukket og skjøvet gjennom den rørforméde føring 70 og dette oppnås ved å trekke i;'linen 27 samt utøve en nedad rettet kraft på rørledningen 28. Dette oppnås ved å feste en for-bindelsesdel 73 til rørledningen 28 og deretter forbinde.:denne ved hjelp av liner 74 som løper over bryteskiver 75 ved plattformens 50 dekk til en heisemekanisme 54 som vist i fig. 4.

Ved å trekke i linene 74 utøves det en nedadrettet skyvning

eller kraft på rørledningen 28 samtidig som linen 27 blir utsatt for strekk, hvilket bevirker et kombinert skyv og trekk på rørledningen 28 som er meget gunstig og som vil bli forklart videre.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse og med henvisning til fig. 1-4, assisterer nå tyngdekraften operasjon istedenfor som tidligere, hvor den måtte overvinnes for å løfte vekten av rørledningen. Viktigere enn overvinnelsen av nevnte trekk, er imidlertid virkningen av den samtidige skyvning og trekking av rørledningen, som vist i fig. 5, hvorved friksjonen i den rør-formede føring 70 reduseres idet en rørledning som blir ført i en rørformet føring 70 eller lignende kun ved trekkraft, søker å feste seg mot åpningen av den rørformede føring hvorved det oppstår en stor friksjon. Skyvekraften på samme rørledning søker å lette dette trykk og friksjonen blir derved redusert.

På samme vis søker trekkraften å redusere friksjonen som frambringes av skyvekraften. Virkningen av nevnte to krefter på rørledningen resulterer i en friksjonsmotstand som er blitt redusert og som

er meget mindre enn hvis den ene eller andre av kreftene virket alene. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse ved en skyve-

kraft og med redusert friksjon, er det må mulig å intallere rørledninger med større diameter enn det hittil har vært mulig. Dette kan gjennomføres med vesentlig redusert fare for brudd på. trekklinen og med mindre fare for overbelastning og hvis skyvekraften som framkommer ved hjelp av tyngdekraften, ikke er tilstrekkelig, kan den økes som vist i fig. 5.

Foreliggende oppfinnelse: tillater installasjon av forbindelsesinnretninger på den ende av rørledningen som er ved plattformen før den blir senket i vannet, som vist i fig. 3-Ellers for en undervannsplattform vil dette nødvendiggjøre trekking av rørledningen på plass oppad og deretter avskjæring av. trekkhodet ved hjelp av en sveiseflamme eller andre skjæreinn-retninger, som f.eks. én mekanisk skjæreinnretning.

Det vises i det etterfølgende til figv 6-9 hvor en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er vist idet tallet 80 viser en fralandsstruktur forsynt med en buet føring 81 anordnet i vertikal stilling i sjøen 11. Den buede føring 81 har sin nedre ende 82 nær sjøbunnen og dens øvre ende 83 nær den øvre ende av strukturen 80. Strukturen 80 er forsynt med ben 84 og tverrstang 85, som kan være hensiktsmessig avstivet som

vist i fig. 7, ved hjelp av elementer 86 og 87. Føringen 8l har en rørledning 88, som strekker seg gjennom denne og som ved sin nedre ende er forsynt med en øyeforbindelse 89, som er vist mer detaljert i fig. 8., Øyeforbindelsen 89 er forbundet med rørledningen 88 ved hjelp av en flens 90 og en blindflens 91 ved nj^elp av bolter 92. En hensiktsmessig line kan festes til øyeforbindelsen 89 ved øyet 93 for å trekke rørledningen 88 gjennom føringen 81.

Det framgår av fig. '6 at føringen 8l har en første seksjon betegnet med tallet 9;4, som har en bue med en radius i en retning mens seksjonen 95 mellom markeringslinjene A og B har en motsatt bue eller radius. Formålet med den motsatte bue er å fjerne gjenværende bøyning eller setning fra rør-ledningen 88 idet den trekkes gjennom føringen 8l.

Fjernelsen av den gjenværende bue eller setning i rør-ledningen 88 kan oppnås ved hjelp av andre midler som f.eks. vist i fig. 8,9 og 10, hvor føringen 8l ved sin nedre ende er forsynt med ruller 98 i området 95 mellom markeringslinjene A og B. Som vist i fig. 9 o-g 10, strekker rullene 97 seg inn i føringens 8l indre gjennom slisser 96 og er lagret på aksler

98 som bæres av åk eller plater 99- En rulle 97a plassert

på undersiden av føringen 8l strekker seg lengre'inn i føringen enn rullene 97. Når rørledningen 88 passerer mellom disse tre ruller 97, 97a og 97 blir den tvunget inn i en motsatt bue og vil.således bli rettet hvorved gjenværende bøyning fjernes. Rullene i området 95 virker som en innretning for retting av rørledningen idet den passerer gjennomføringen 8l.

Andre ruller 100, som er identiske med rullene 97,

kan anbringes langs med den andre seksjon av føringen 81 for å ligge an mot rørledningen 8l og derved redusere friksjonen idet rørledningen beveges gjennom føringen. Ruller 100! kan imidlertid nyttes på ethvert ønsket sted på føringen 8l. Plassering og antall av ruller kan variere med størrelsen av føringen 81, rørledningen 88 og føringens 8l radius. Tre ruller vil vanligvis være tilstrekkelig, men det kan nyttes flere eller endog færre. Som hovedregel kan rullene plasseres der hvor rørledningen 88 kommer til kontakt med føringens 8l indre. Et hvilket som helst antall fra en, fortrinnsvis minst to til ti eller flere, horisontalt og vertikalt adskilte ruller, kan nyttes.

Ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, som vist

i fig. 6-9, blir rørledningen 88 installert i føringen 81 under frem-stilling av strukturen 80 på land, og den kan trekkes gjennom føringen 8l som beskrevet i det foregående. Så snart strukturen er anbragt vertikalt i sjøen 11, som vist i fig. 7,

og det oppstår vanskeligheter med å trekke rørledningen 88

gjennom føringen 8l, kan flensene 90 og 91 løsnes fra hverandre og det kan utføres en undervannsforbindelse for å forlenge rør-ledningen med en rørledning 56, som vist i fig. 4, enten ved hjelp av dykkere eller fjernstyrt ved hjelp av kjente hjelpe-midler.

Det har imidlertid vist seg i.at' anvendelse av en skyvekraft som samvirker med en trekkraft i samsvar med den foreliggende oppfinnelse som vist og beskrevet i forbindelse med fig. 5, reduserer den nødvendige totale kraft for å bevege rørledningen nedad gjennom føringen, med nesten 30% av den kraft som er nødvendig for å trekke rørledningen oppad gjennom føringen. Det har også vist seg at hvis rørledningen 88 blir smurt blir den nødvendige kraft for å skyve og trekke den nead gjennom føringen 81, ytterligere redusert. En lengde rør eller slange med en diameter på 31,75 cm ble f.eks. belagt med en tung fibrøs grease som f.eks. nyttes på store tannhjulsoverføringer og/eller på utstyr utsatt for stor belastning, og trukket og skjøvet gjennom en føring som" f:, eks. 81, og den totale kraft ble redusert med 35% på grub-in av reduksjon av friksjon."- Det er derfor antatt at ved utøvelse av den foreliggende oppfinnelse vil i det minste kontaktflatene mellom føringens indre vegg og rørledningens ytre vegg bli belagt med et hensiktsmessig smøre-middel som f.esk. tung grease som kan hyttes for å redusere friksjonen og for å lette trekking og skyving av rørledningen gjennom føringen. Den kombinerte effekt véd utøvelse av skyve-så vel som trekkrefter samt bruk av smøremiddel har redusert den nødvendige totale kraft med 55%. Det bemerkes at de oven-nevnte ' prosentsatser ikke er direkte sammenleggbare. Kort sagt, ved utøvelse av den foreliggende oppfinnelse er det antatt at det indre av føringen eller<1>det ytre av rørledningen eller begge deler, blir belagt med et hensiktsmessig smøremiddel eller grease for å redusere de nødvendige totale krefter ved skyvning og/eller'trekking av rørledningen ned gjennom føringen. Når det nyttes smøremiddel, er det ikke nødvendig med ruller 97.

Når rullene 97 blir., nyttet, \ er det' kun nødvendig med smøremiddel på akslene 98, men selvsagt kan både ruller og smøremiddel nyttes, men det ene eller andre kan under visse forhold utelates.

Rullene utfører to funksj>oner:

1.) ■ De letter bevegelsen gjennom føringen; og

. 2) de'eliminerer eller fjerner gjenværende bøyning eller setting, og begge funksjonerer meget fordelaktig og nyttige.

Slike operasjoner måtte ha blitt utført av dykkere som arbeider på store dyp og hvis dette var mulig, ville det være ytterst farlig og kostbart. Sålédes kan'ifølge foreliggende oppfinnelse en undervannsplattform^med en fullført brønn eller brønner bli forbundet med en produksjonsmanifold ved hjelp av en flytende borerigg i posisjon over den øvre ende av den buede rørformede føring,, som kan installeres på plattformen ved fram-stilling av denne på.land. En arbeidslekter kan anordnes istedenfor et borefartøy. I ethvert tilfelle er en stålkabel eller kjede ført gjennom den rørformede føring til boreriggen eller heiseinnretningen og den andre ende festet til rørutlegnings-lekteren i hvilken seksjoner av rørledningen er stablet. Således kan, som"vist, flere seksjoner av rørledninger skjøtes til hverandre på boretårnets golv, idet rørledningen blir senket ned i den buede, rørformede føring og vekten av disse og skyvekraften som tilføres bringer rørledningen til å bevege seg nedad gjennom føringen slik at den kan trekkes til lekteren 15. Setningen eller bøyen som rørledningen får ved å passere gjennom den buede, rørformede føring blir fjernet ved hjelp av tyngde og strekk etter at den forlater den buede føring.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse blir således rørledninger ført nedad istedénfor oppad, gjennom en rør-formet føring ved hjelp av trekk- og skyvekrefter tilført ved dens ender hvilket resulterer i forbedrede operasjoner som omtalt i det foregående og hvilket medfører flere fordeler. Den foreliggende oppfinnelse er således meget viktig og nyttig og tillater oppnåelse av nye og forbedrede resultater som ikke er åpenlyse i forhold til teknikkens stand. Foreliggende oppfinnelse er derfor meget fordelaktig og nyttig og det oppnås økonomiske og sikkerhetsmessige fordeler som tidligere ikke har vært mulig.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til installering av en rørledning (28;88) på en fralandsstruktur (21;80) forsynt med et fast legeme (24;8l) for bøyning av rørledningen idet denne blir beveget i forhold til legemet, hvilket legeme (24;8l) har en første og en andre åpen ende, kar a"k terisert ved at rørledningen (28;88) i en hovedsakelig vertikal retning beveges nedad i legemet (24; 81) gjennom dettes første åpne ende, bøyes ved kontakt med legemet og beveges utad av dettes andre åpne ende i en hovedsakelig horisontal retning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rørledningen (28) trekkes nedad og inn i legemet (24).

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rørledningen (28) ved trykk føres nedad og inn i legemet (24).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et fleksibelt organ (27) føres gjennom legemet (24) med en ende ragende oppad over legemets (24) første åpne ende dg med en andre ende av det fleksible organ (27) ført ut av legemets (24) andre åpne ende, og ragende oppad mot vannets overflate (13) ved et punkt horisontalt adskilt fra fralandsstrukturen (21), at en ende,av rørledningen (28) festes til den ene ende av det fleksible organ (27), og at det fleksible organ (27) og rørledningen (28) deretter trekkes nedad i det faste legemet (24) og utad fra dette til nevnte punkt som er horisontalt adskilt fra fralandsstrukturen (21).

5. Fremangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rørledningen (28) samtidig trekkes og skyves inn i det faste legemet (24).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, k'arakterisert ved at rørledningen (83) rettes idet den beveges utad fra det faste legemet (24).

7- Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 på en fralandsstruktur (80), karakterisert ved et langstrakt rørbøyningslegeme (8l) av tilstrekkelig lengde til å strekke seg nedad fra et punkt nær den øvre ende av strukturen til et punkt nær strukturens bunn og med tilstrekkelig innvendig diameter til å muliggjøre bevegelse av en rørledning nedad gjennom legemet, hvilket lege.me omfatter en hovedsakelig vertikal øvre seksjon, en mellomliggende seksjon (94) som strekker seg gjennom en bue på ca. 90°, og en hovedsakelig horisontal nedre seksjon utstyrt med en rørutretningsinnretning (95) nær den ytre ende av den nedre seksjon.

,8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at den øvre seksjon av rørbøyelegemet (81) er en føring med hovedsakelig sirkulært tverrsnitt.

9. Apparat'ifølge krav 7, karakterisert ved at den mellomliggende seksjon av rørbøyelegemet (81) er utstyrt med ruller (100) for bøyning av rørledningen idet den beveger seg nedad gjennom legemet.

10. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at den nedre seksjon av rørbøyelegemet (81) er en buet føring med et motsatt bend (95) nær dennes ytre ende.