NO150832B

NO150832B - Forankrings- og overfoeringsstasjon

Info

Publication number: NO150832B
Application number: NO790445A
Authority: NO
Inventors: Marcel Arnaudeau
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1984-09-17
Also published as: MX6358E; NO150832C; IT7920142A0; IT1166631B; JPS5822631B2; US4371037A; ES477716A1; BR7900887A; FR2417005B1; JPS54115525A; GB2019470A; US4265313A; GB2019470B; NL7901087A; NO790445L; FR2417005A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en forankrings- og overføringsstasjon for bruk i forbindelse med fralandsproduksjon av hydrokarboner. Stasjonen muliggjør fortøyning av behandlings-eller transportskip.

Idag utvikles fralandsproduksjon av hydrokarboner i områder fjernt fra konvensjonelle havner, og denne omstendighet, sammen med tankskipenes stadig økende vekt, fører til bygging av kunstige forankringsstasjoner for forankring av slike tankskip under lasteoperasjonene. Det er tidligere kjent forankrings- og overføringsstasjoner som står i forbindelse med et antall under-sjøiske produksjonsbrønnhoder og omfatter en senkkasse (caisson)

på hvis overside er svingbart opplagret en arm som bærer minst én rørledning for lasting av tankskip.

Ved disse tidligere kjente anordninger er forskjel-

lige produksjons-brønnhoder via rørledninger forbundet med en produksjonssamleinnretning som hviler på sjøbunnen, hvilken samleinnretning kan være forbundet med senkkassen via en oljerørled-

ning som ligger på sjøbunnen og en stigerørledning som forbinder oljerørledningen med den av senkkassen understøttede lasterørled-ning.

Et første formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe

et nytt system for offshore produksjon av hydrokarboner, som gjør det mulig å utføre vedlikeholdsoperasjoner på produksjonssamleinn-retningen på en enklere og mindre kostbar måte.

Et annet formål med oppfinnelse er å tilveiebringe

et system for fralandsproduksjon av hydrokarboner som gjør det lettere å utføre inngrep i de undersjøiske brønner under produk-

sjon, særlig innføring av verktøy eller instrumenter i produk-sjonsrørene, ved å pumpe slike verktøy eller instrumenter i en retning motsatt produksjonsstrømmen gjennom et produksjonsrør,;.;.

ned til bunnen av en forutvalgt produksjonsbrønn. Denne pumpéme-

tode er den velkjente TFL-metode (Through Flow Line).

Et vesentlig formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system for offshore produksjon av hydrokarboner, som samtidig som det oppfyller ovennevnte fordringer, er egnet til bruk på store vanndyp.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved bruk

av en forankrings- og overføringsstasjon som angitt i patent-kravene.

Oppfinnelsen er illustrert på tegningen, hvor:

Figur 1 er et oversiktsriss av en første utførings-form av en forankrings- og overføringsstasjon ifølge oppfinnelsen , Figur IA og IB illustrerer to andre utføringsformer, Figur 2 er et skjematisk lengdesnitt gjennom senkkassen og nedre del av teleskopsøylen, Figur 3 er et halvriss sett ovenfra av en utfø-ringsform av TFL-verktøy-fordelingstrommelen, Figur 3A er et lengdesnitt av samme trommel, Figur 4 og 5 illustrerer operasjonen for sammen-kopling av teleskopsøylen og senkkassen.

På figur 1 angir tallet 1, sett under ett, en forankrings- og overføringsstasjon ifølge oppfinnelsen, omfattende en vanntett senkkasse 2 som bærer en svingarm 5 via en stigerør-søyle 3 som utgjøres av et tykkvegget rør 3A samt av en av tre koaksiale rør bestående teleskopenhet. Den vanntette senkkasse 2 har positiv oppdrift og holdes neddykket ved hjelp av én eller flere vertikale forankringsliner 4 (kabler, kjettinger ....) som er festet til sjøbunnen ved hjelp av forankringsmasser 4a. Stasjonen 1 holdes i stilling ved hjelp av fortøyningsorganer omfattende fortøyningsliner 6 og ankeret 7.

Fortøyningslinene 6 kan enten være festet til senkkassen 2 som vist, eller til et ringformet element anordnet like under svingarmen 5.

Til den dreibare arm 5 kan fortøyes et oljeskip 8 og oljeskipet kan lastes med hydrokarboner gjennom én eller flere fleksible lasterørledninger 9 som bæres av armen og som via hen-siktsmessige organer kan forbindes med skipets 8 tanker.

Armen 5 kan f.eks. ha U- eller V-form som vist på figur 1, for å lette fortøyningen av skipets 8 forstevn.

De forskjellige produksjons-brønnhoder, såsom 10, 11 og 12, er forbundet via produksjonsledninger 10a, lia, 12a ... og fleksible stigerørledninger 10b, 11b, 12b til en innvendig i senkkassen 2 anordnet produksjons-samleinnretning 13 som kommuniserer med de fleksible lasterørledninger 9 via en vrikopling 14 på øvre del av stigerøret 3.

I den på fig. 1 illustrerte utføringsform er de fleksible rør 10a og 10b lokalt understøttet nær sjøbunnen, ved hjelp av føringsorganer som f.eks. omfatter en bæreinnretning 15 på hvilken er anordnet føringselementer 16 med avbøyde ender som reduserer bøyespenningene i de fleksible rørledninger på dette sted.

Som vist på fig. 2 er produksjons-samleinriretningen 13 i kassen 2 tilkoplet de forskjellige undervanns-produksjons-brønnhoder via rørledninger 10b, 11b etc. Gjennom disse rørled-ninger tappes hydrokrabonproduksjonen samtidig som TFL-instrumenter eller -verktøy kan innføres eller inndrives ved motstrøms-pumping.

Produksjons-samleinnretningen 13 er tilkoplet lasterørledningen 9 via vrikoplingen 14 og en rørledning 18.

Et fleksibelt stigerør, såsom stigerøret 10b er tilkoplet produksjons-samleinnretningen 13 via stive rørlednin-ger eller rørformede forbindelseselementer såsom 10c og 10d.

Krumningsradien til rørledninger såsom 10c og

10e, i likhet med endepartiene til føringselementene 16 som er anordnet nær sjøbunnen, er valgt tilstrekkelig store til å unn-

gå fastkiling av spesielle TFL-verktøy eller -instrumenter

(f.eks. skraperverktøy, måleinstrumenter) i disse rørformede forbindelseselementer, eller i rørledninger såsom 10b, 11b, 10a, lia ......

Rørledningene såsom 10c er utstyrt med ventiler

20 som normalt er stengt når brønnene produserer og som kan fjernstyres fra vannoverflaten sammen med de øvrige ventiler i konstruk-sjonen, via en fjernstyrings- og kraftoverføringsledning 21 som bæres av svingarmen 5 og er forbundet med en hovedstasjon 22 hvorfra ventilenheten kan fjernstyres. Forbindelsen mellom denne hovedstasjon 22 og ventilene er for klarhets skyld ikke vist på fig. 2.

Uten å avbryte produksjonen fra de øvrige brønner— hvis TFL-ventiler 20 forblir lukket, er det mulig fra vannoverflaten å innføre i én av brønnene, et verktøy eller instrument ifølge TFL-metoden gjennom et fleksibelt TFL-innføringsrør som på tegningen er angitt ved tallet 23, idet ventilen 20 som er tilknyttet den valgte brønn åpnes.

Det fleksible rør 2 3 er forbundet med en sentral rørledning 24 i rørsøylen 3 via en dreiekopling 25 og et forbin-delsesrør 26 hvis krumningsradius er tilstrekkelig til å hindre at TFL-verktøy eller instrumenter fastkiles i røret.

Innføring av disse verktøy eller instrumenter i

én av rørledningene 10c, lic, 12 .... etc som er tilknyttet den brønn hvori TFL-operasjonen skal utføres, oppnås ved hjelp av en fordelingsinnretning som forbinder denne rørledning med et rør 24a som er forbundet med nedre del av aksialrørledningen 24.

Ved den på figur 2, 3 og 3A viste utføringsform utgjøres fordelingsinnretningen i senkkassen av en trommel 28

som er roterbart opplagret i et hus 51. TFL-innføringsrøret 24 munner ut i huset langs dettes lengdeakse. Trommelen omfatter en

innvendig, buet kanal 52 i forlengelse av TFL-røret 24 og 24a.

Ved omdreining av trommelen 28 vil kanalen 24 kunne tilkoples

et av rørene i en gruppe rør, såsom røret 10', som munner ut i huset 51 gjennom et antall åpninger som er fordelt rundt husets akse, idet disse rør er forbundet med de respektive brønner ved hjelp av fleksible produksjons- og TFL-innførings-rørledninger 10a, 10b (fig. 1) samt forbindelses-rørledninger såsom rørled-ningene 10c, og via forbindelsesledningene såsom 10d er til-

koplet produksjons-samleinnretningen 13. Trommelen 28 er for-

synt med posisjoneringsorganer som kan være fjernstyrte.

Slike posisjoneringsorganer innbefatter en motor

53 som kan være forbundet med sentralstasjonen 22 for fjernsty-ring.

Ved å fjernstyre trommelens 28 omdreining fra vannoverflaten via ledningen 21, er det således mulig å for-

binde rørledningen 24 med hvilken som helst av de rørledninger 10c, lic etc, dvs. å velge den brønn som TFL-operasjonen skal utføres i.

I senkkassen 2 er også opptatt en annen samleinnretning 33 som utgjør en sikkerhetsforanstaltning for oljefel-

tet og installasjonen ved å tillate fluid å innføres fra sjø-overflaten til brønnene. Samleinnretningen 33 er forbundet med de forskjellige brønnhoder via fleksible rørledninger 34, 35 etc. og rørledninger såsom rørledningen 38. De fleksible rør-ledninger såsom 34, 35 har to hovedfunksjoner som er velkjente for fagmenn på området: for det første virker de som sirkula-sjonsrørledninger for fluidene under TFL-operasjoner, og for det annet kan de benyttes som sikkerhetsrørledninger for det ringformede rom i produksjonsbrønnen. For ikke å gjøre teg-

ningen uoversiktelig er tilkoplingen mellom de fleksible rør-ledninger 34, 35 og de respektive brønnhoder 10, 11 ikke vist på figur 1.

Samleinnretningen 33 er via en rørledning 40 og en vrikopling 41 forbundet med et fleksibelt sikkerhetsrør 42 som er opplagret på svingarmen 5 (sammen med det fleksible lasterør 9 og det fleksible TFL-innføringsrør 23), for innføring av sik-kerhetsfluid fra sjøoverflaten.

Senkkassen 2 opptar en tredje samleinnretning 43,

hvorved enkelte av de ovennevnte rør kan tilkoples en avbrenner-innretning 44 (fig. 1), idet tilkoplingen mellom samleinnretnin-

gen 43 og ovennevnte rør kan utføres f.eks. som skjematisk vist

i figur 2.

Forbindelsen mellom samleinnretningen 4 3 og for-brenningsinnretningen 44 avstedkommes via rørledninger 45 og 46 samt fleksible rørledninger 47 og 48, idet sistnevnte er festet til en fortøyningsmasse 49.

Produksjons-samleinnretningen 13 er forbundet med avbrenner-samleinnretningen 4 3 via rørledninger såsom 39.

Dessuten er hver brønn særskilt forbundet med av-brennerinnretningen 43 via en rørledning 50.

Av sikkerhetshensyn benyttes to enheter av rørled-ninger og fleksible rør 45 til 48 (bare én enhet er vist), idet hver av disse enheter har tilstrekkelig diameter til om nødven-dig å oppta hele produksjonen fra alle brønnhodene.

Det vil således være klart at hver brønn på samme tid er særskilt tilkoplet produksjons-samleinnretningen 13, TFL-innførings-samleinnretningen 33 og avbrenner-samleinnretningen 43. Forbindelsesrørene er selvsagt forsynt med manuelt styrte eller fjernstyrte avstengningsventiler, såsom de som er skjematisk vist i figur 2 for brønnen 10, idet de andre brønner 11, 12 etc. på samme måte er forbundet med samleinnretningene 13, 33 og 43.

Den teleskopiske rørenhets tre rørledninger innbefatter først den sentrale rørledning 24 som i sin øvre del er tilkoplet TFL-innføringsrøret 23 (fig. 4). De to andre rørlednin-ger 54 og 55 (fig. 4) danner to ringformede rom henholdsvis 56 og 57 som i sitt øvre parti avgrenses av glidetetningsorganer henholdsvis 58 og 59 og som bærer henholdsvis vrikoplingen 41 med sirkulasjons- og sikkerhetsrørledningen 42 og vrikoplingen 14 med lasterøret 9.

Ved sin nedre del (fig. 2) er teleskop-rørsøylen 3 forbundet med senkkassen 2 ved hjelp av en koplingsinnretning 60 gjennom hvilken sentral-rørledningen 24 kommuniserer med den krumme rørledning 5 2 i fordelingstrommelen 28 og ringrommene 56 og 57 er forbundet med henholdsvis produksjons-samleenheten 13 og sirkulasjons- og sikkerhets-samleinnretningen 33 via henholdsvis rørledninger 18 og 40.

De tre koaksiale rør 24, 54 og 55 kan være stive eller fleksible.

Ved en forankrings- og overføringsstasjon ifølge oppfinnelsen, hvor den vanntette senkkasse 2 er neddykket på et betraktelig dyp, letter den teleskopiske stigerørsøyle 3 tilkop-

lings- og frakoplingsoperasjoner.

Som vist .i figur 4 og 5 utføres tilkoplingen av

de tre rørledninger 24, 54 og 55 til senkkassen 2 suksessivt ved hjelp av en løftekrok 61 som bæres av en overflateinstallasjon (skip, plattform ) via en bølgekompensator som kan være av kjent type. Koplingsinnretningen 60 senkes ved at den glir i røret 3A og kan bringes i nøyaktig stilling ved hjelp av en traktformet styreinnretning 69 ved nedre ende av røret 3A.

Det ytre rør 55 koples først til senkkassen 2 og deretter senkes de to andre rør 54 og 24 ved hjelp av kroken 61, som illustrert i fig. 5 som viser nedsenkingen av sentralrøret 24. Det andre rør 54 og deretter det tredje rør 24 (fig. 5) blir deretter tilkoplet senkkassen 2.

Disse tilkoplinger krever ingen nøyaktig forutgående orientering av hvert av rørene 24 og 54 i forhold til senkkassen 2, som følge av den teleskopanordning som benyttes.

Koplingsinnretningen 60 kan f.eks. være forsynt med fjernstyrte hydraulikk-låseorganer 62, 63 og 64 som er innrettet for hurtig fråkopling av de tre rør 24, 54 og 55 på én gang, ganske enkelt ved trekkpåvirkning, etter at hydraulikktrykket i låsekretsene er avlastet, slik at låsekilene 65, 66 og 67 (fig. 5) kan beveges fra hverandre under påvirkning av (ikke viste) fjærende tilbakeføringsorganer.

I de forskjellige ovenfor beskrevne utføringsfor-mer, vil det være anordnet adkomstorganer 68 til senkkassen (enten direkte eller gjennom en lås), for personale som tar hånd om vedlikeholdet av samleinnretningene og tilhørende utstyr.

Senkkassen er videre utstyrt med sikkerhetsventi-lasjonssystemer.

Figur IA og IB illustrerer utføringsformer av oppfinnelsen som kan benyttes på store vanndyp.

I disse to utføringsformer bæres stigerørsøylen 3

i sin øvre del av en produksjonsplattform 70 som holdes i stilling ved hjelp av hvilke som helst egnede organer, såsom fortøy-ningsliner 71.

I utføringsformen illustrert i figur IA har senkkassen 2 også positiv oppdrift og holdes neddykket som ved utfø-ringsf ormen ifølge fig. 1.

I utføringsformen ifølge fig. IB hviler senkkassen på sjøbunnen. Den kan eventuelt erstattes av en enkel bærekon-struksjon for samleinnretningene 13, 33 og 43, trommelen 28 samt for de organer som forbinder disse elementer med de koaksiale rørledninger i stigerørsøylen 3, dersom disse elementer ikke skal opptas i en vanntett beholder.

I en annen utføringsform kan det fleksible stigerør 3 ifølge figur IA og IB være anordnet i et stivt beskyttelsesrør, såsom røret 3a på figur 1 og 2, idet dette rør er forbundet med plattformen 70 ved hjelp av en stiv koplingskonstruksjon og er løsbart forbundet med senkkassen 2 i høyde med koplingsinnretningen 6 0 for det fleksible stigerør 3.

Systemet kan således arbeide med det stive rør 3a frakoplet senkkassen 2, særlig når sistnevnte befinner seg på grunt vann, idet senkkassen da kan tilkoples plattformen 70 bare ved hjelp av det fleksible stigerør 3. Alternativt kan systemet arbeide med det stive rør 3a tilkoplet senkkassen 2, særlig når senkkassen er neddykket på stor dybde.

I sistnevnte tilfelle, når plattformen 70 utsettes for vekslende vertikale stampebevegelser i forhold til senkkassen 2, vil det fleksible stigerør 3 ikke utsettes for utilbørlig store spenninger, ettersom plattformens 7 0 stampebevegelser da overføres til de fleksible rørledninger såsom 71 beliggende ved systemets nedre del, via den stive enhet som utgjøres av den stive konstruksjon som forbinder beskyttelsesrøret 3a med plattformen 70, ved det stive rør 3a selv og ved senkkassen 2 som dette røret er koplet til.

Claims

1. Forankrings- og overføringsstasjon for fralandsproduksjon av hydrokarboner fra et antall undersjøiske brønner som er forbundet med neddykkede samleinnretninger, omfattende en forankret senkkasse (2) som holdes neddykket, en over vannflaten beliggende, svingbar del (14), en søyle (3) som innbefatter en vanntett kappe (3a) hvis nedre ende er tett forbundet med senkkassens (2) topparti og hvis øvre ende holdes over vannflaten og bærer den over vannflaten beliggende svingbare del (14), hvilken søyle (3) inneholder en sentral rørledning (24) med stort sett vertikal akse samt rørledninger (54, 55), idet senkkassen (2) er forbundet med de forskjellige brønner via rørledninger, karakterisert ved at ledningsrørene (54, 55) koak-sialt omgir det sentrale ledningsrør (24) slik at der rundt dette dannes ringrom (56, 57).

2. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at senkkassen (2) ved sitt topparti er forsynt med en neddykket kopling (60) av koaksial konstruksjon som muliggjør tilkopling av de forskjellige ringrom (56, 57) til hver sin av diverse samleinnretninger (13, 33, 43).

3. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den over vannflaten beliggende del (14) er forlenget mot underdelen ved en gruppe teleskopisk anordnede ledningsrør beliggende innvendig i den vanntette kappe (3a), idet gruppen av teleskopisk anordnede rør i sin nedre ende omfatter et løsbart forbindelsesorgan (60) som er innrettet til å samvirke med den på toppen av senkkassen (2) anordnede, neddykkede kopling av koaksial konstruksjon.

4. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at det løsbare forbindelsesorgan (60) omfatter fjernstyrte låseorganer (62, 63, 64).

5. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 1, i hvilken senkkassen opptar en produksjons-samleinnretning (13), en sirkulasjons- og sikringssamleinnretning (33) samt et fordelingsorgan (28) hvilke samleinnretninger (13, 33) og hvilket fordelingsorgan (28) er forbundet med de forskjellige brønner via rørledninger som forbinder brønnene med senkkassen (2), karakterisert ved at fordelingsorganer (28) er forbundet med det sentrale ledningsrør (24 , 24a) til den på toppen av senkkassen (2) anordnede, neddykkede kopling av koaksial konstruksjon, og at samleinnretningene (13, 33) er forbundet med ledningsrørene (56, 57) som omgir det sentrale ledningsrør (24, 24a) i den neddykkede kopling.

6. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at søylen (3) omfatter en vanntett kappe (3a) og en fleksibel søyle som bæres av en flytende konstruksjon (70, fig. 1A og 1B).

7. Forankrings- og overføringsstasjon ifølge krav 6, karakterisert ved at søylen (3) er beliggende i en stiv beskyttelseskappe (3a) og bæres av den flytende konstruksjon (70), idet den stive kappe på løsbar måte er forbundet med senkkassens (2) underdel.