NO158760B - Konstruksjon med glidende peler for boring og produksjon utenfor kysten. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår konstruksjoner for boring og produksjon utenfor kysten. Oppfinnelsen befatter seg spesielt med en elastisk konstruksjon som er egnet for anvendelse ved havdybder på mer enn 300 m.

Anvendelsen av konstruksjoner utenfor kysten for operasjoner med boring og produksjon er blitt temmelig vanlig i de senere år. Imidlertid, etter hvert som flere oljefelter utvikles på dypere vann, fortsetter bestrebel-

sene for å skaffe konstruksjoner som er istand til å tåle de sterke vind- og bølgekrefter som opptrer, uten å med-

føre prohibitive omkostninger.

To konstruksjoner som har vært foreslått innen-

for teknikkens stand for arbeide på vanndybder større enn 300 m, er det bardunavstivede tårn og det flytende ledd-forbundne tårn. Det førstnevnte tårn er en avstivet konstruksjon som hviler på havbunnen uten peler. Barduner går fra dekket gjennom slitetrosser under vannflaten til vekter på havbunnen. Da tårnet eller riggen vil svaie noen få grader ved passeringen av høye bølger, må brønnens rør kunne bøye seg ved bunnen av tårnet. Slitetrossene er fortrinnsvis anbragt i samme høyde som trykksentret for de be-regnede bølge- og vindbelastninger. De omgivende krefter er derfor mer eller mindre på linje med fortøyningssyste-

met og det til tårnets bunn overførte moment er redu-

sert til et minimum. Utenfor vektene er fortøyningslinene festet til hensiktsmessig fikserte ankere. Således kan vektene løftes fra bunnen ved kraftige stormbølger, hvor-

ved tillates ytterligere forskyvning av tårnet.

Et flytende leddet tårn avviker fra den ovenstå-ende ubevegelige konstruksjon i flere viktige henseender.

En leddet skjøt, såsom et universalledd eller et kuleledd fester tårnet til en pelebunn og tillater derved tårnet å vippe som følge av omgivende krefter. Et sett flytekamre skaffer det nødvendige opprettingsmoment og den oppadretfeede oppdriftskraft blir effektivt motvirket av et ballastkammer anbragt nær bunnen av tårnet. Den primære innvending mot slike leddete systemer fremkommer som en følge av tårnets begrensede redundans _ og vanskeligheten med

inspeksjon og/eller utskifting av leddskjøten.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å kombinere fordelene fra disse kjente konstruksjoner for å frembringe en ny konstruksjon for borings- og produksjonsoperasjoner utenfor kysten, av den type som fremgår av den innledende del av det etterfølgende krav 1, og dette er søkt oppnådd med en konstruksjon som har de trekk som fremgår av den karakteriserende del av dette krav. I samsvar med oppfinnelsen strekker et antall aksiale belastningspeler montert på havbunnen seg oppover fra denne til en viss høyde over vannflaten. Konstruksjonen omfatter en stiv plattform som har et antall hylser med åpne ender festet til denne og som strekker seg nedover fra plattformen med hovedsakelig vertikal retning utenpå hver av de aksiale peler. Oppdrifts- eller flyteorganer er festet til hylsene under vannflaten og benyttes til å gi en oppadrettet oppdrifts- eller flytekraft som er større enn det som tilsvarer vekten av plattformen, det tilhørende utstyr og hylsene. Det er også anordnet organer for utbalansering eller motvirkning av de oppdriftskrefter som overstiger det som tilsvarer plattformens vekt og som virker ved hver av de aksiale belastningspeler. Disse organer omfatter fortrinnsvis stempler som er festet til endene av de aksiale peler og strekker seg nedover, inn i hydrauliske sylindre festet til plattformen. Det er også anordnet en innretning for injisering av hydraulisk fluidum i hver av sylindrene og fortrinnsvis er grupper av sylindrene tilkoblet en enkelt hydraulisk krets.

Det er anordnet lågere mellom de aksiale peler og hylsene for å muliggjøre vertikal bevegelse av hylsene og plattformen i forhold til de ubevegelige aksiale peler. Fortrinnsvis blir minst 75% og ennå bedre minst 95% av vekten av hylsene og plattformen båret av flyteorganene som er festet til hylsene og som kan være kammere som dessuten bør være delt inn i rom for å hindre at for stor vekt blir pådratt de aksiale peler i tilfelle av en brist eller lekkasje i kamrene. Hvis plattformen skal utsettes for store siderettede belastninger, kan også skjørtepeler være installert ved bunnen av konstruksjonen for å ta opp en del av den horisontale belastning.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen som rent skjematisk viser et anlegg egnet for anvendelse av foreliggende oppfinnelses konstruksjon.

På tegningen er vist en konstruksjon i samsvar med foreliggende oppfinnelse og generelt betegnet med henvisnings-tallet 10. Et antall peler 12 for aksial belastning, fortrinnsvis i et antall av minst fire, er installert i havbunnen 14 til en egnet dybde for å gi en passende styrke mot omgivende krefter som kan opptre, i første rekke vind- og bølgekrefter. Som vist strekker pelene seg oppover fra havbunnen til over vannflaten 16.

En plattform 18 som gir det nødvendige arbeids-

rom for borings- og produksjonsoperasjoner og som også kan om-fatte oppholdsrom og kontorrom for mannskapene, befinner seg over vannflaten og utenfor høyden av de maksimale stormsjøer som kan ventes.

Et antall hylser 20 er stivt festet på en hvilken som helst konvensjonell måte til plattformen 18 og strekker

seg vertikalt nedover utenpå hver av de aksiale peler. Hylsene bør fortrinnsvis strekke seg nedover under vannflaten til minst 75% og fortrinnsvis 90% av avstanden til havbunnen. Hylsene er også fortrinnsvis tverravstivet med avstivere 22, hovedsakelig langs den delen som befinner seg under vann.

Lågere 24 er anordnet mellom hylsene 20 og pelene

12 for å lette relativ aksial bevegelse mellom dem. Lagrene kan være av en hvilken som helst egnet og konvensjonell konstruksjon for å minske den friksjon som ellers ville hindre bevegelsene, og lagrene gir dessuten sidestøtte til de aksiale peler. Driftsforholdene nødvendiggjør at lagrene fortrinnsvis bør være konstruert som et permanent system som ikke vil kreve utskifting under konstruksjonens levetid. Der hvor dette ikke er mulig, bør tilstrekkelig adgang anordnes til komponentene i lagersystemet slik at det er mulig å erstatte kritiske elementer med minimal demontering av tilstøtende komponenter.

Det foretrekkes at en oppadrettet flytekraft som tilsvarer minst 75%, men fortrinnsvis 95% av den samlede vekt av hylsene, plattformen og dens tilhørende utstyr tilveiebringes av flyteorganene som i den viste utførelse er utformet som flyte-kammere 26, og som hensiktsmessig er festet til hylsene under vannflaten. Flytekamrene 26 sørger for at tårnet alltid får et opprettingsmoment når det får tendens til å svaie bort fra en <5> sann vertikal orientering på grunn av de omgivende krefter. Disse kammere må være delt inn i rom slik at uventede tetnings-svikter ikke kommer til å påføre fundamentpelene noen unødig belastning.

Normalt vil to sett flytekamre bli anvendt for konstruksjonens sleping og installasjon på borestedet. Kamrene som er anordnet for å bære den nedre del av hylsene under transporten, kan fylles med vann for neddykking av konstruksjonen eller fjernes eller forskyves mot den øvre ende av enheten.

Den øvre ende av hver fundamentpele strekker seg gjennom sin tilhørende hylse som vist på tegningen og er forbundet med et stempel 28. Hvert stempel er opptatt i en hydraulisk sylinder 30 festet til plattformen i et last-bærende forhold. Fortrinnsvis blir hver sylinder tilført hydraulisk fluidum gjennom ledninger 34 fra en enkelt flui-dumbeholder 32 som befinner seg på plattformen. Hvis ønsket kan et antall stempler og sylindre. være tilknyttet hver aksial pele. I et slikt tilfelle må minst ett stempel og én sylinder ved hver pele betjenes fra en felles fluidumbe-holder.

Den resterende vekt av plattform og hylser og som ikke bæres av flytekamrene, understøttes av fundament-

pelene gjennom de hydrauliske sylindre, fluidum og stempler. Dette system gir hele konstruksjonen den ønskede grad av elastisitet for dreining om havbunnen, men motarbeider plattformduving eller vertikal bevegelse.

Skjørtepeler 36 kan også med fordel benyttes for

å gi ytterligere siderettet støtte. Til forskjell fra de aksiale belastningspeler strekker ikke skjørtepelene seg opp over vannflaten fordi de ikke behøver oppta vertikale belastninger. Siderettede krefter overføres fra pelene over vertikalt bevegelige hylser 38 som er stivt forbundet med hylsene 20 gjennom avstivere 40. Lågere 42 kan benyttes mellom hylsene 38 og pelene 36 hvis det er ønskelig å redu-

Claims (7)

1. Selv om anvendelsen av hydrauliske organer som be-skrevet ovenfor foretrekkes for kobling av konstruksjonshyl-sene og plattformen til de aksialt belastede peler, ligger det også innenfor oppfinnelsens ramme og grunntanke å anvende konvensjonelle mekaniske systemer for å oppnå dette. 1. Konstruksjon (10) for boring og produksjon utenfor kysten, omfattende en stiv plattform (18), et antall hylser (20) med åpen ende og festet til plattformen (18) og med utstrekning nedover fra denne i en betydelig avstand fra vannflaten og med en hovedsakelig vertikal orientering, et til-svarende antall aksiale peler (12) festet i havbunnen (14) og som strekker seg oppover og inn i hylsene (20) med åpen ende til i det minste en stilling nær vannflaten, og flyteorganer (26), karakterisert ved at flyteorganene (26) er festet til hylsene (20) under vannflaten (16) for å bære den største del av plattformens vekt og for å skaffe opprettingsstabilitet, og ved organer (30, 32) for å understøtte den resterende plattformvekt gjennom de aksiale peler, idet disse organer.(30, 32) tillater samtidig vertikal bevegelse for hver av hylsene (20) i forhold til hver av de aksiale peler (12) for å tillate en ønsket grad av elastisitet for dreining om havbunnen.
2. 2. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved lågere (24) som befinner seg mellom de aksiale peler (12) og hylser (20) for å lette den vertikale bevegelse av hylsene i forhold til pelene.
3. 3. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at flyteorganene (26) er dimen-sjonert slik at de gir en oppdrift som tilsvarer mellom 75 og 100 % av den samlede vekt av hylser (20) og plattform (18).
4. 4. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at antallet aksiale peler (12) er minst fire.
5. 5. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at hylsen (20) strekker seg fra over vannflaten (16) og nedover til minst 75% av avstanden til havbunnen (14).
6. 6. Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at organene (30, 32) for under-støttelse inkluderer minst ett stempel (28) festet til den øvre ende av hver av de aksiale peler (12) og slik at stemplets lengdeakse hovedsakelig får vertikal orientering, en sylinder (30) for hvert stempel (28) og festet til plattformen (18) , og en innretning for injisering av hydraulisk fluidum i hver av sylindrene (30).
7. 7. Konstruksjon ifølge krav 6, karakterisert ved at alle sylindre (30) er forbundet med en enkelt hydraulisk krets (32, 34).