NO147546B

NO147546B - EXTENSION SYSTEM FOR A VESSEL AT AN OFFSHORE PLACE

Info

Publication number: NO147546B
Application number: NO772792A
Authority: NO
Inventors: John F Flory
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-08-09
Publication date: 1983-01-24
Also published as: AU3011877A; CA1112520A; DE2735681A1; BR7708273A; NO147546C; DK409577A; JPS5385091A; AU514970B2; GB1584374A; MX4268E; NL7708650A; IT1114130B; NO772792L; FR2376022A2

Description

Oppfinnelsen vedrører et fortøyningssystem for et fartøy ved et offshore-sted, omfattende et fortøyningsfunda-ment som er festet til sjøbunnen. The invention relates to a mooring system for a vessel at an offshore location, comprising a mooring foundation which is attached to the seabed.

Det er i mange tilfeller ønskelig å fortøye far-tøyer permanent til sjøs, f. eks. lagringsfartøyer, som mot-tar og lagrer råolje fra et avlands oljefelt. Slike lagrings-fartøyer er vanligvis sterkt modifiserte tankskip eller lektere. I rolige omgivelser kan lagringsfartøyet fortøyes med baugtrosser til en enkelt ankerfortøyning eller et annet konvensjonelt fortøyningssystem. Lagringsfartøyer er imidlertid ofte stasjonert langt avlands under vanskelige forhold, og fordi lagringsfartøyet må forbli fortøyet selv i storm, blir fortøyningssystemet utsatt for sterke påkjenninger. Skal lag-ringsf artøyet forbLi_ permanent £ox-tøy.et,_ må_ fortøyningssyste-met være konstruert slik at det kan motstå de sterkeste krefter som måtte utøves av omgivelsene på stedet. For reduksjon av korrosjon" og slitasje er det ønskelig- at mekaniske kompo-nenter, som fortøynings- og lastsvivler, er anbragt slik at de ikke utsettes for kontinuerlig nedsenkning i saltvann eller vekselvis væting og tørking, som kan føre til svikt i tetnin-ger og lagringer. Fordi fortøyningen er permanent, er det videre i enkelte tilfeller ønskelig å lokalisere sviveltet-ninger og lagringer på steder hvor de lett kan inspiseres og holdes vedlike. In many cases it is desirable to moor vessels permanently at sea, e.g. storage vessels, which receive and store crude oil from an offshore oil field. Such storage vessels are usually heavily modified tankers or barges. In calm surroundings, the storage vessel can be moored with bow lines to a single anchor mooring or another conventional mooring system. However, storage vessels are often stationed far offshore in difficult conditions, and because the storage vessel must remain moored even in storms, the mooring system is exposed to strong stresses. If the storage vessel is to remain a permanent £ox vessel, the mooring system must be designed so that it can withstand the strongest forces exerted by the environment on site. To reduce corrosion and wear, it is desirable that mechanical components, such as mooring and cargo swivels, are arranged so that they are not exposed to continuous immersion in salt water or alternating wetting and drying, which can lead to failure of seals Because the mooring is permanent, it is furthermore desirable in some cases to locate swivel seals and bearings in places where they can be easily inspected and maintained.

Flere hensiktsmessige permanente fortøyninger for lagringsfartøyer har vært av den type som omfatter en enkelt ankerforbindelse, se f. eks. US patentskriftene 3.641.602, 3.614.869 og 3.-708.811. Andre permanente fortøyninger for lagringsfartøyer har vært av kjedelinjeforbindelsestypen, jfr. f. eks. US patentskriftene 3.538.880 og 3.823.432. Ved begge disse fortøyningstyper er bøyen, som ligger i vannoverflaten, utsatt for sterke bølgekrefter, som øker fortøyningstoppkref-tene. Ved en ankerforbindelse må fortøyningssviveien og væskesvivler som ligger under vannflaten, fjernes og tas opp til overflaten for vedlikehold. Ved kjedelinjeforbindelse er ankersystemet meget kostbart, især på dypt vann, og under-vannslastslangesystemet krever hyppig vedlikehold. Andre permanente fortøyningssystemer som omfatter en åklignende for-bindelse er omtalt i US patentskriftene 2.882.536 og 3.908.212. Several appropriate permanent moorings for storage vessels have been of the type that comprise a single anchor connection, see e.g. US Patents 3,641,602, 3,614,869 and 3-708,811. Other permanent moorings for storage vessels have been of the chain line connection type, cf. e.g. US Patents 3,538,880 and 3,823,432. With both of these types of mooring, the buoy, which lies in the water surface, is exposed to strong wave forces, which increase the mooring peak forces. In the case of an anchor connection, the mooring swivel and liquid swivels located below the water surface must be removed and brought to the surface for maintenance. In the case of catenary connection, the anchor system is very expensive, especially in deep water, and the underwater cargo hose system requires frequent maintenance. Other permanent mooring systems that include a yoke-like connection are discussed in US patents 2,882,536 and 3,908,212.

Oppfinnelsen har til hensikt å tilveiebringe et nytt forbedret slikt fortøyningssystem, som er enkelt og på-litelig i drift og som kan oppta bevegelser fra et fartøy som er fortøyet, slik at lasting/lossing kan foretas uten prob-lemer . The invention aims to provide a new improved such mooring system, which is simple and reliable in operation and which can record movements from a vessel which is moored, so that loading/unloading can be carried out without problems.

Denne hensikt oppnås ved et system i henhold til kravet. This purpose is achieved by a system according to the requirement.

Foreliggende oppfinnelse kan lett stilles i relieff mot et konvensjonelt fortøyningssystem med en enkelt ankerforbindelse, som hovedsakelig er avhengig av bøyens netto opp-drift, når det gjelder tilbakeføringselastisitet og således tillater liten variabilitet i fortøyningselastLaiteten.. Elastisitetskurvens form ved foreliggende fortøyningssystem kan gjøres mer optimal ved korrekt valg av bommens lengde, plasseringen av fortøyningsbommen~ og kabelskivepunktene og av motvektens masse eller ved bruk av anordninger for variable fjærforhold eller andre spesielle mekaniske anordninger. Demp-ing av motvektens og dermed bommens og hele fortøyningssyste-met bevegelse kan oppnås ved styrt innføring av væske i en tank eller et passende kammer, som opptar motvekten på far-tøyet. En bom vil ved bruk ifølge oppfinnelsen hemme det permanente fortøyde lagringsfartøy mot hiving og rulling i forhold til fortøyningen og vil også hindre det fra å drive forover ved slakk line. Fordi fortøyningselastisitetskurven kan brin-ges nærmere et optimum ved foreliggende system enn ved konven-sjonelle fortøyningssystemer og fordi avdrift, hiving og rulling reduseres til et minimum, vil fortøyningskreftene på det foreliggende system ventelig være betydelig lavere enn ved et konvensjonelt system. Fraværet av en bøye i vannflaten ved systemet ifølge oppfinnelsen vil medføre ytterligere reduserte krefter på fortøyningssystemet. The present invention can easily be contrasted with a conventional mooring system with a single anchor connection, which mainly depends on the net buoyancy of the buoy, in terms of return elasticity and thus allows little variability in the mooring elasticity. The shape of the elasticity curve in the present mooring system can be made more optimal by correct selection of the length of the boom, the location of the mooring boom~ and cable sheave points and of the mass of the counterweight or by using devices for variable spring ratios or other special mechanical devices. Damping the movement of the counterweight and thus the boom and the entire mooring system can be achieved by controlled introduction of liquid into a tank or a suitable chamber, which accommodates the counterweight on the vessel. When used according to the invention, a boom will inhibit the permanently moored storage vessel from heaving and rolling in relation to the mooring and will also prevent it from drifting forward when the line is slack. Because the mooring elasticity curve can be brought closer to an optimum with the present system than with conventional mooring systems and because drift, heaving and rolling are reduced to a minimum, the mooring forces on the present system will be expected to be significantly lower than with a conventional system. The absence of a buoy in the water surface in the system according to the invention will result in further reduced forces on the mooring system.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel som rent skjematisk er fremstilt på tegningen. In the following, the invention will be explained in more detail with the help of an exemplary embodiment which is shown purely schematically in the drawing.

På tegningen er det vist et lagringsfartøy generelt betegnet med 10, som er permanent fortøyet til havbunnen 18 ved hjelp av et fortøyningssystem som omfatter en bomkonstruk-sjon 142, en forankringsforbindelse 128 og et fundament 16. Det viste fartøy er et modifisert tankskip. Andre fartøytyper, såsom lektere, kan også benyttes. Fundamentet er konvensjonelt forankret på havbunnen ved sin masse eller ved hjelp av ikke viste peler. Forankringen 128 er dreibart festet til fundamentet 16 ved hjelp av en konvensjonell universalkobling 14, som muliggjør dreining av forankringen i ethvert vertikal-plan. Det skal bemerkes at ankerforbindelsen på forholdsvis dypt vann kan fikseres trygt på havbunnen uten dreietapp eller universalkobling, idet den svake bøyning av fortøyningen vil oppta bevegelser fra den normale vertikale akse. The drawing shows a storage vessel generally denoted by 10, which is permanently moored to the seabed 18 by means of a mooring system comprising a boom construction 142, an anchoring connection 128 and a foundation 16. The vessel shown is a modified tanker. Other vessel types, such as barges, can also be used. The foundation is conventionally anchored to the seabed by its mass or by means of piles not shown. The anchorage 128 is rotatably attached to the foundation 16 by means of a conventional universal coupling 14, which enables rotation of the anchorage in any vertical plane. It should be noted that the anchor connection in relatively deep water can be fixed safely on the seabed without a pivot pin or universal coupling, as the slight bending of the mooring will absorb movements from the normal vertical axis.

Forankringsforbindelsen, som er en kjetting 128, The anchor link, which is a chain 128,

er i sin frie øvre ende direkte forbundet med en kabel 38. Kabelen 38 forløper over en skive 14 0 på. den frie. eller ut-liggerenden av bommen 14 2 til organer ombord på fartøyet for strekkutøvelse, f. eks. av den type som er beskrevet i norsk søknad 763610, slik at kjettingen utsettes for strekk. Kjettingen holdes normalt i vertikal stilling av det strekk som ut-øves i øvre kjettingende. Når fartøyet driver av, slik at kjettingen ikke lenger er vertikal, vil den horisontale kom-ponent av strekket i kjettingen skape den tilbakeførende kraft som fører fartøyet tilbake til den normale og ønskede stilling. Enhver ytre kraft som forårsaker at ankerforbindelsen avviker is at its free upper end directly connected to a cable 38. The cable 38 extends over a disc 14 0 on. the free one. or the outrigger end of the boom 14 2 to bodies on board the vessel for stretching, e.g. of the type described in Norwegian application 763610, so that the chain is exposed to tension. The chain is normally held in a vertical position by the tension exerted on the upper chain end. When the vessel drifts off, so that the chain is no longer vertical, the horizontal component of the tension in the chain will create the restoring force that takes the vessel back to the normal and desired position. Any external force that causes the anchor connection to deviate

fra sin normale, i det vesentlige vertikale stilling vil forår-sake at horisontale tilbakeføringskrefter utvikles i ankerforbindelsen og trekker denne tilbake til den normale, i det vesentlige vertikale stilling. from its normal, essentially vertical position will cause horizontal return forces to develop in the anchor connection and pull it back to the normal, essentially vertical position.

En ankersvivel 130 kan .inngå i ankerforbindelsen. Da kabelen 38 er forbundet direkte med kjettingforbindelsen 128, er det ikke nødvendig at bommen 142 dreier seg. En væske-svivelenhet kan også inngå i forankringsforbindelsen, hvorved en ikke nærmere vist, lastbærende aksel og et fast hus 132 er montert på fundamentet 16, og et roterbart hus 134 er montert på svivler 136, slik at det kan dreies kontinuerlig om den sentrale aksel. Universalkob.lingen 14 ved fundamentet er montert på toppen av den sentrale akse. Last strømmer fra rør-ledningen 60 gjennom væskesvivelenheten og opp gjennom den fleksible slange 138 til det fortøyde fartøy. An anchor swivel 130 can be included in the anchor connection. As the cable 38 is connected directly to the chain link 128, it is not necessary for the boom 142 to rotate. A liquid-swivel unit can also be included in the anchoring connection, whereby a load-carrying shaft, not shown in detail, and a fixed housing 132 are mounted on the foundation 16, and a rotatable housing 134 is mounted on swivels 136, so that it can be rotated continuously about the central shaft . The universal coupling 14 at the foundation is mounted on top of the central axis. Cargo flows from the pipeline 60 through the liquid swivel unit and up through the flexible hose 138 to the moored vessel.

Skjønt det er beskrevet et foretrukket utførelses-eksempel og forskjellige modifikasjoner av dette, vil det være innlysende at andre modifikasjoner og variasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme. Although a preferred embodiment example and various modifications thereof have been described, it will be obvious that other modifications and variations are possible within the scope of the invention.

Claims

Mooring system for a vessel at an offshore location, comprising a mooring foundation (16) which is fixed to the seabed, characterized in that the vessel (10) is equipped with a rigid free-supporting boom (142) which extends from the vessel and which includes a disc ( 140) at its free end, that a mooring device (128), preferably a chain, is rotatably attached with its lower end to the foundation (16) and at its upper end is attached to the end of a cable (38) that runs over the disc ( 140) and that a tension exerting device (24) is mounted on the vessel and attached to the cable (38) to constantly exert a tension on the cable and the anchoring device to keep the anchoring device substantially vertical and to hold the vessel in place in relation to the foundation (16).