NO160294B - Underdekksaapningsplugg for forbindelse av fleksible ledninger til et prosessfartoey. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en underdekksåpningsplugg med oppdrift forN tilkopling av undervanns strømningsledninger til et overflate-fartøy.

Ved produksjon av hydrokarbonfluider fra marine olje- og gass-forekomster på dypt vann, er det nødvendig méd et fluidum-kommunikasjonssystem fra sjøbunnen til overflaten etter pro-duksjonen. Et slikt system, som vanligvis kalles et produk-sjonsstigerør, innbefatter vanligvis multippelledninger gjen-

nom hvilke forskjellig produserte fluider transporteres til og fra overflaten, innbefattende olje- og gassproduksjonsled-ninger, ledninger for vedlikehold og hydrauliske styringsled-ninger.

I mange offshore-produksjonsområder kan et flytende fartøy

bli benyttet som en produksjons- og/eller lagringsanordning.

Da slikt utstyr er utsatt for overflatebetingelser og under-vannsbetingelser, vil det være utsatt for forskjellige bevegelser. I en slik turbunlenssone vil hivinger, rulling, slag og avdrift kunne oppstå ved overflaten og nær overflaten.

For at et produksjonsstigerørssystem skal virke på egnet måte

ved slikt utstyr, må det være tilstrekkelig egnet til å kom-pensere for slike bevegelser over lange operasjonsperioder uten dannelse av feil.

Et slikt marint stigerør er beskrevet i US patent nr. 4182584. Dette ettergivende stigerørssystem innbefatter I) en nedre seksjon som utstrekker seg fra sjøbunnen til et fast sted like under sonen for turbulens som foreligger nær vannoverflaten, og 2) en øvre fleksibel seksjon som består av flek-

sible strømningsledninger som utstrekker seg fra toppen av den stive seksjon, gjennom den turbulente sone til et flytende fartøy på overflaten. En neddykket bøye er festet til toppen av den stive seksjon for å holde den stive seksjon i en i det vesentlige vertikal stilling i vannet.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe en innretning for forbindelse av en strømningsledningsbunt på et marint ettergivende stigerør til et prosessfartøy, slik at i tilfelle av uheldige værbetingelser kan strømningsledningen hurtig frigis fra fartøyet, men holdes i en stilling for å lette gjenfinningen når værbetingelsene har forbedret seg.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en underdekksåpning av den innledningsvis nevnte art som innbefatter et langstrakt pluggskall som er beregnet for å trekkes inn i et fartøys underdekksåpning, en sentral støtteinnretning for frigivbar festing av underdekksåpningspluggen til et dreietårn i fartøyets underdekksåpning for rotasjon dermed, en indre pluggunderstøttelseskonstruk-sjon for feste av den sentrale støtteinnretning til pluggens skall, et antall avlange oppdriftstanker som er avgrenset inne i pluggskallet, kjenntegnet ved et antall føringsrør forbundet til den indre pluggunderstøttelseskonstruksjon og plassert i en radiell oppstilling omkring den sentrale støtteinnretning, hvilke føringsrør forløper gjennom pluggskallet for å omslutte nevnte undervanns strømningsledninger, og et antall tverrgående diafragmaplater for feste av føringsrørene og tankene til pluggskallet.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres nærmere ved hjelp

av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningene, som viser: fig. 1 et skjematisk riss av et stigerørssystem som er forbundet til et flytende marint fartøy ved hjelp av en underdekks-åpningsanordning,

fig. 2-4 deltverrsnitt av underdekksåpningsplugganordnin-

gen, og

fig. 5 - 7 en fremgangsmåte for frigivning av det marine stige-rørssystem på fig. 1 fra fartøyet ved fjerning av underdekksåpningspluggen fra det marine fartøy.

Det skal nå henvises til tegningene hvor fig. 1 viser et ma-

rint ettergivende stigerørssystem i en operasjonsstilling ved et of f shore-stedi. Stigerørssystemet har en nedre stiv seksjon 10 og en øvre fleksibel seksjon 11. Den nedre stive seksjon

10 er festet til basisen 12 på sjøbunnen 13 og utstrekker seg oppover til et punkt like under den turbulente sone 14, som er den sone i vannet under vannoverflaten som vanligvis er påvirket av overflatebetingelser, f. eks. bølger, strøm og overflatevind. Bøyeseksjonen 15 er plassert ved toppen av den stive seksjon 10 for å holde den stive seksjon 10 i en vertikal stilling under strekk. Den fleksibPe seksjon 11 har et antall fleksible strømningsledninger 16, som er drivfor-bundet til de respektive strømningspassasjer i den stive seksjon 10 ved bøyeseksjonen 15. Den fleksible seksjon 11 utstrekker seg nedover fra bøyeseksjonen 15 over en kjedelinje-bane før den utstrekker seg oppover til overflaten hvor den er forbundet til et prosessfartøy 20.

Kjedelinjeformen for strømningsledningen tillater en sikker fluidumtransport selv hvor det er betydelig variasjon i over-flatefartøyets stilling i forhold til den faste stilling for stigerørsseksjonen. Variasjoner i rotasjonsforholdene under værpåvirkning av fartøyet kan kompenseres ved en roterende forbindelse i eh underdekksåpning 26 i fartøyet 20. Ved an-ordningen av et roterende fluidumoverføringsundersystem om-bord på fartøyet for å tillate en fluidumkobling under værbe-vegelser av fartøyet, kan overflateenden til strømningsled-ningsbunten 11 bli stabilisert i en relativt fast stilling. Overflatefartøyet 20 vil også være utsatt for siderettede overflatevandringer mot og bort fra stedet for det nedre sti-gerør, f. eks. en lengde tilsvarende opp til halvdelen av den totale fleksible seksjons totale lengde. Vanligvis bør over-flatefartøyet være i stand til sikker drift over en asimut-vinkel på - 4 5°. Denne driftssektor eller "overvåkingssirkel" kan bli tilpasset til det foreliggende ettergivende stigerørs-system, mens det bibeholdes en godtagbar belastningsfordeling over de neddykkede forbindelsessystemer.

Kjedelinjeavviksvinkelen for strømningsledningsbunten øker når overflatefartøyets vandring fra den nedre stigerørsseksjon øker. Selvfølgelig vil et fartøy som er fortøyet direkte over det stive stigerør ha sine strømningsledninger plassert ved en nær vertikal vinkel (i det vesentlige 0° avvik). Ved et typisk system hvor den fleksible buntlengde er tre ganger (3x) stigerørsforbindelsesdybden L, vil, når vandringen øker fra 0 - 1-^ L, den normale kjedelinjevinkel øke til ca. 20°. Underdekksåpningen 2 6 inneholder et sylindrisk dreietårn 28 inn i hvilket det selektivt trekkes en underdekksåpningsplugg 30, hvorved dreietårnet 28 blir effektivt lukket, slik at dynamiske belastninger på pluggen 30 reduseres i tung sjø, da stiging og synking av vann i dreietårnet 28 minimaliseres. Fortrinnsvis er den roterende underdekksåpning og underdekksåpningspluggen sylindriske i form, men kan være f. eks. kon-iske. Pluggen 3 0 omfatter et antall sirkulært anordnede åpninger gjennom hvilke utløpsendene på alle de fleksible rør som skal samles i strømningsledningsbunten trekkes fra en ved-likeholdsunderdekksåpning 21, som er plassert foran underdekksåpningen 26, hvorved utløpsendene alle er over vannivå for å tillate en manuell inspeksjon og utskifting av forbind-elseskomponenter. En konstruktiv bæreramme 29 er festet til veggene på det sylindriske dreietårn 28, og pluggen 30 er ro-terbart og løsbart forbundet til sidene av dreietårnet 28 under denne bæreramme. En roterende innretning (ikke vist), festet til dreietårnet, kan selektivt dreie pluggen 30 for en-hver mindre innretting av den fleksible rørbunt som er nødven-dig for forbindelsen.

Prosessfartøyet inneholder videre en roterende fluidumoverfør-ing som er illustrert generelt ved 27 for overføring av produksjonsfluider, elektrisk kraft, hydraulisk kraft og styr-ingssignaler over den roterende grenseflate mellom offshore-prosessfartøyet og strømningsledningsbunten og strekkinnret-ninger for holding av et valgt strekk på endeslangene mellom grenseflaten og lagringsutstyret på fartøyet. Undersystemet og strekkinnretningen muliggjør at fartøyet kan fortsette å motta produksjonsfluider fra stigerørsseksjonen mens den dreier seg under værpåvirkning rundt sin plugg og mens det er i funksjon på 24 timers basis som et depot for undervanns-strømningsledninger.

Det skal nå vises til fig. 2-4, hvor underdekksåpningspluggen 30 er vist. Pluggen 30 innbefatter et sylindrisk skall 31 med avstandsplasserte horisontale diafragmaplater 32 og radielle skillevegger 4 5 for konstruktiv integritet. En av-smalnet del 39 hjelper til å bevirke en jevn inngang og utgang for pluggen 30 når den trekkes inn i underdekksåpningen 26. Fjernbetjente mekaniske sperrer 40 virker i forbindelse med mekaniske stoppere 41 på underdekksåpningens vegg for å sikre at underdekksåpningspluggen blir positivt forbundet. Pluggen 3 0 innbefatter også en sentral, variabel oppdrjif tsballasttank 33 som er omgitt av faste oppdriftsballasttanker 34. Føringsrør 35 gir føring, innretting og passasje for de enkelte fleksible strømningsledninger 16. Strømningsledningene 16 er understøt-tet ved toppen av føringsrørene 3 5 med understøttelsesstendere 37. Segmentslangebærere 38 ved bunnen av føringsrørene 35 nær fartøyets kjøllinje minimaliserer bøyeødeleggelsen for strøm-ningsledningene 16.

En sentral støttesøyle 42 fester frigivbart /anderdekksåpnings-pluggen 30 til hovedkonstruksjonsstøtterammen . 29 ved dreie-tårnsunderdekksåpningen 28 for rotasjon dermed. En hydraulisk kobling 44 er anordnet som fjernløsbar mekanisme for å tillate en driftsløsgjøring av underdekksåpningspluggen. Støttesøylen 42 er festet til skallet 31 på pluggen 30 ved hjelp av indre skillevegger 45.

Et antall langstrakte koblingsdeler 48 er understøttet av denne ramme og blir selektivt forbundet ved deres nedre ender av nav-og klemkoblingen 4 7 til utløpsendene på de enkelte strømnings-rør 16, hvorved de tunge strømningsrør blir understøttet uav-hengig av pluggen med en konstant oppoverrettet kraft som minimaliserer oppover- og nedoverrettede mekaniske bevegelser som kan bevirke tretthetsbelastninger. Koblingsdelene 48

låses og frigjøres ved fjernstyring, og de øvre ender av kob-lingene er forbundet ved hjelp av forskjøvede stykker 4 9 til vertikalt plasserte produksjonsrør 50, ett rør for hver av slangene, som er plassert i dreietårnet.

Ved frigjøring av det marine ettergivende stigerør 10 fra overflatefartøyet 20, slik som i tilfelle av meget dårlig vær eller feil ved utstyr, blir underdekksåpningspluggen 30 fjernet fra fartøyets underdekksåpning 26, som vist på fig. 5. Oppdriftstankene 33 og 34 danner en positiv oppdrift for underdekksåpningspluggen 3 0 som er vesentlig mindre enn den negative oppdrift for de fleksible strømningsledninger 26.

På denne måte blir underdekksåpningspluggen 30 fullstendig neddykket til en balansert oppdriftsstilling, som understøt-ter én ende av den fleksible seksjon 11 av strømningsledningene 16 i en senket kjedelinjestilling, som vist på fig. 6. Ved en utførelse holdes den positive oppdrift på underdekksåpningspluggen 30 ved en halvdel av den negative oppdrift for den fleksible seksjon 11, hvorved underdekksåpningspluggen 30 synker ned til et undervannsnivå svarende til det for bøye-seks jonen 15 ved toppen av det ettergivende stigerør 10. Underdekksåpningspluggen 3 0 holdes ved dette nivå i avstand fra det ettergivende stigerør for å forhindre ødeleggelse av det ettergivende stigerør. Underdekksåpningspluggen blir så forankret til overflatebøyen 17, som vist på fig. 7, eller til overflatefartøyet for å holde en slik avstandsplassert stilling.

Claims (3)

1. Underdekksåpningsplugg (30) med oppdrift for tilkopling av undervanns strømningsledninger (16) til et overflatefartøy (20), innbefattende et langstrakt pluggskall (31) som er beregnet for å trekkes inn i et fartøys underdekksåpning (26), en sentral støtteinnretning (42) for frigivbar festing av underdekksåpningspluggen (30) til et dreietårn (28) i fartøyets underdekksåpning (26) for rotasjon dermed, en indre pluggunderstøttelseskonstruksjon (45) for feste av den sentrale støtteinnretning (42) til pluggens skall (31), et antall avlange oppdriftstanker (33,34) som er avgrenset inne i pluggskallet (31), karakterisert ved et antall føringsrør (35) forbundet til den indre pluggunder-støttelseskonstruksjon og plassert i en radiell oppstilling omkring den sentrale støtteinnretning (42), hvilke føringsrør (35) forløper gjennom pluggskallet (31) for å omslutte nevnte undervanns strømningsledninger (16), og et antall tverrgående diafragmaplater for feste av føringsrørene (35) og tankene (33,34) til pluggskallet (31).

2. Underdekksåpningsplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en av oppdriftstankene (33,34) er en variabel ballasttank.

3. Underdekksåpningsplugg ifølge krav 1, karakterisert ved at pluggskallet (31) er innvendig avskrånet ved toppen for å lette innsetting av pluggen (30) i et fartøys underdekksåpning (26) og at den sentrale støtteinnretning (42) innbefatter en roterende kopling (44) som utstrekker seg over pluggens skall.