NO172658B

NO172658B - offshore platform

Info

Publication number: NO172658B
Application number: NO911166A
Authority: NO
Inventors: Svein Fjeld
Original assignee: Norwegian Contractors
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1993-05-10
Also published as: NO172658C; GB2253872A; NO911166D0; NO911166L; GB9206155D0; GB2253872B

Description

Oppfinnelsen gjelder en betong fralandsplattform spesielt til bruk i forbindelse med utvinning av olje og gass. The invention relates to a concrete offshore platform especially for use in connection with the extraction of oil and gas.

Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen fralandsplattform som, sammenlignet med de kjente typer av fralandsplattformer som også prefabrikeres på egnet sted og taues ut til monter-ingsstedet hvor de senkes ned til valgt sted på havbunnen, fremstilles med betydelig innsparing av betong og byggetid. More specifically, the invention relates to an offshore platform which, compared to the known types of offshore platforms which are also prefabricated at a suitable location and towed out to the assembly site where they are lowered to a selected location on the seabed, is produced with significant savings in concrete and construction time.

Fralandsplattformer av betong er kjent. Slike plattformer er satt sammen av ett eller flere tårn som bærer en plattform over havflaten. Tårnene hviler på et flytelegeme satt sammen av f.eks. sylindriske lukkede kamre som, foruten å gi ønsket styrke og stivhet også benyttes som ballasterings/ deballasteringskamre under fremstilling, sleping og nedsenking av plattformen. I tillegg er også slike plattformer utstyrt med skjørt for bedret kontakt med havbunnen. Offshore platforms made of concrete are known. Such platforms are composed of one or more towers that carry a platform above the sea surface. The towers rest on a floating body composed of e.g. cylindrical closed chambers which, in addition to providing the desired strength and rigidity, are also used as ballasting/deballasting chambers during the manufacture, towing and lowering of the platform. In addition, such platforms are also equipped with skirts for improved contact with the seabed.

Disse ballasterings/deballasteringskamrene utgjør en betydelig del av hele plattformen, og deres betydning er for en stor del knyttet til 1) krav til flyteevne under fremstilling, sleping og nedsenking, og 2) krav til styrke og stivhet av fundamentet og innspenning av tårnene i dette. These ballasting/deballasting chambers form a significant part of the entire platform, and their importance is largely linked to 1) requirements for buoyancy during manufacture, towing and submersion, and 2) requirements for strength and rigidity of the foundation and clamping of the towers in this .

Det har imidlertid vist seg at nevnte flyteevne og styrkekrav meget godt kan imøtekommes uten anvendelse av et flytelegeme som nevnt ovenfor. However, it has been shown that said buoyancy and strength requirements can very well be met without the use of a floating body as mentioned above.

Foreliggende oppfinnelse gjelder fralandsplattform av betong som består av to eller flere tårn som hviler på en betong fundamentplate (slab). Fundamentplaten er på undersiden utstyrt med skjørt beregnet på å trenge ned i havbunnen, mens fundamentplaten befinner seg nær over havbunnen. Skjør-tene er i det vesentlige lukket på sidene og i toppen under fremstilling, utslep, nedsenking og drift på havbunnen. Systemet av skjørt og fundamentplate gir nødvendig flyteevne ved at det etableres en pute av komprimert luft mellom skjør-tene. Under installasjon kan skjørtene presses dypere ned i grunnen ved å etablere undertrykk mellom skjørtene, og om nødvendig rette opp fundamentplaten ved å sette på undertrykk av varierende størrelse under denne. Tårnene kan også benyttes for ballasteringsformål eventuelt oppdelt i kamre. The present invention relates to an offshore platform made of concrete which consists of two or more towers resting on a concrete foundation plate (slab). The foundation plate is equipped on the underside with a skirt designed to penetrate the seabed, while the foundation plate is located close to the seabed. The skirts are essentially closed on the sides and at the top during manufacture, discharge, immersion and operation on the seabed. The system of skirt and foundation plate provides the necessary buoyancy by establishing a cushion of compressed air between the skirts. During installation, the skirts can be pressed deeper into the ground by establishing negative pressure between the skirts, and if necessary straighten the foundation slab by applying negative pressure of varying magnitude below it. The towers can also be used for ballasting purposes, possibly divided into chambers.

Fralandsplattformen ifølge oppfinnelsen er således av den art som består av betong og som hviler på havbunnen for utvinning av olje og/eller gass fra kilder i havbunnen, hvilken plattform er utstyrt med to eller flere tårn som rager opp over havflaten og bærer den nødvendige utrustning for boring etter og utvinning av nevnte produkter, og hvor det fra bunnen av plattformen opp til en arbeidsplattform over havflaten er anordnet et eller flere stige- og føringsrør fra kildene i havbunnen, og plattformen ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved følgende trekk: 1) tårnene hviler på en fundamentplate av betong, hvilken på sin underside er utstyrt med et antall kun nedad åpne skjørt, 2) stige- og føringsrørene er slik anordnet at de strekker seg fra havbunnen opp gjennom fundamentplaten i eller utenfor tårnene og derfra strekker seg opp til en over havflaten anordnet arbeidsplattform e.l. i stilling utenpå, hensiktsmessig mellom, tårnene, 3) tårnene er avstivet i forhold til hverandre ved hjelp av tversgående bjelker ved de øvre delene av tårnene. The offshore platform according to the invention is thus of the type that consists of concrete and rests on the seabed for the extraction of oil and/or gas from sources in the seabed, which platform is equipped with two or more towers that rise above the sea surface and carry the necessary equipment for drilling for and extraction of said products, and where from the bottom of the platform up to a working platform above the sea surface one or more riser and guide pipes are arranged from the sources in the seabed, and the platform according to the invention is characterized by the following features: 1) the towers rest on a concrete foundation slab, which on its underside is equipped with a number of skirts open only downwards, 2) the riser and guide pipes are arranged in such a way that they extend from the seabed up through the foundation slab in or outside the towers and from there extend up to a above sea level arrangement work platform etc. in a position outside, suitably between, the towers, 3) the towers are braced in relation to each other by means of transverse beams at the upper parts of the towers.

Sammenlignet med plattformer av betong av kjente typer innebærer en plattform ifølge foreliggende oppfinnelse en betydelig innsparing av betong - 30% eller mere - samtidig som byggetiden reduseres betydelig og den mekaniske utrustning forenkles. Føringsrørene for oljebrønner kan legges helt eller delvis utenpå tårnene eller om nødvendig føres gjennom tårnveggen. Avstiving av føringsrør mellom tårnene kan sikres med avstivinger i form av f.eks. styrkeelementer av betong-bjelker som spenner mellom tårnene. Compared to concrete platforms of known types, a platform according to the present invention entails a significant saving of concrete - 30% or more - while the construction time is significantly reduced and the mechanical equipment is simplified. The guide pipes for oil wells can be completely or partially laid outside the towers or, if necessary, passed through the tower wall. Bracing of guide pipes between the towers can be ensured with bracing in the form of e.g. strength elements of concrete beams that span between the towers.

Fundamentplaten sammen med skjørtene gir tilstrekkelig stivhet og styrke til å overføre de sideveis krefter på tårnene til grunnen. Tårnene, som i den øvre del kan være forbundet med hverandre med avstivende elementer, kan gjøres slankere ved at føringsrørene ledes opp utenfor tårnene. At tårnene gjøres slankere innebærer at kreftene som skal tas opp av fundamentplate og skjørt blir redusert, og tilstrekkelig stivhet oppnås ved å tilpasse tårnenes veggtykkelse og skjørt-enes dybde og veggtykkelse. The foundation plate together with the skirts provide sufficient stiffness and strength to transfer the lateral forces on the towers to the ground. The towers, which in the upper part can be connected to each other with stiffening elements, can be made slimmer by leading the guide pipes up outside the towers. Making the towers slimmer means that the forces to be taken up by the foundation plate and skirt are reduced, and sufficient stiffness is achieved by adapting the tower's wall thickness and the skirt's depth and wall thickness.

Fundamentplaten kan gis et areal større enn det som er vanlig ved plattformer utrustet med caisson, og med tilsvaren-de redusert trykk mot grunnmassene. The foundation plate can be given a larger area than is usual for platforms equipped with a caisson, and with correspondingly reduced pressure against the ground masses.

Det er viktig at fundamentplaten og skjørtene danner en integrert struktur som har tilstrekkelig styrke og stivhet til å bære tårnene og den last de utsettes for. Fundamentplatens stivhet sikres ved bl.a. endel rette skjørtvegger mellom tårnenes forlengelser. Disse rette skjørtveggene danner trekantede formasjoner med høy stivhet både når det gjelder torsjons- og bøyekrefter, og sikrer et ensartet strukturelt samvirke mellom tårnene. It is important that the foundation slab and skirts form an integrated structure that has sufficient strength and stiffness to support the towers and the load they are subjected to. The foundation plate's rigidity is ensured by, among other things, add straight skirting walls between the towers' extensions. These straight skirt walls form triangular formations with high stiffness both in terms of torsional and bending forces, and ensure a uniform structural interaction between the towers.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av utførelseseksempler og tegninger, hvor: fig. 1 viser et vertikalsnitt av en plattform ifølge oppfinnelsen sett langs planet II-II vist på fig. 2, In the following, the invention will be described with the help of design examples and drawings, where: fig. 1 shows a vertical section of a platform according to the invention seen along the plane II-II shown in fig. 2,

fig. 2 viser et horisontalsnitt av skjørtdelen, fig. 2 shows a horizontal section of the skirt part,

fig. 3 er en perspektivskisse som viser den komplette plattform med overvannsutrustning inntegnet, og fig. 3 is a perspective sketch showing the complete platform with stormwater equipment drawn in, and

fig. 4 viser hvordan føringsrørene for olje og gass kan arrangeres. fig. 4 shows how the guide pipes for oil and gas can be arranged.

På fig. 1 er det vist to tårn 1 som hviler på en fundamentplate (slab) 2 av betong. Undersiden av fundamentplaten er utstyrt med skjørt som er beregnet til å trenge ned i havbunnen 4 slik at fundamentplaten såvidt rager over havbunn-nivå B når plattformen er på plass på havbunnen. Skjørtene 3 dekker hele undersiden av fundamentplaten (se fig. 2), og har i det vesentlige tette vegger og topp og er åpne nedentil. In fig. 1 shows two towers 1 which rest on a foundation plate (slab) 2 made of concrete. The underside of the foundation plate is equipped with a skirt which is intended to penetrate into the seabed 4 so that the foundation plate barely protrudes above the seabed level B when the platform is in place on the seabed. The skirts 3 cover the entire underside of the foundation plate (see fig. 2), and essentially have tight walls and top and are open below.

Skjørtene danner foruten kamre med sylindrisk 3,6 eller sekskantede 5 tverrsnitt også kamre 12 med trekantet tverrsnitt, hvor sistevnte bidrar særlig til avstiving av fundamentplaten og tårnenes innfesting. In addition to chambers with a cylindrical 3.6 or hexagonal 5 cross-section, the skirts also form chambers 12 with a triangular cross-section, where the latter contributes particularly to stiffening the foundation plate and the towers' fixing.

Fig. 3 viser i perspektiv en komplett plattform hvilende på en fundamentplate 2 av betong med underliggende skjørt 3 som trenger ned i sjøbunnen slik at fundamentplaten befinner seg såvidt over havbunnen. Alternative traséer for førings-rørene er vist, føringsrør 7 er ført opp gjennom fundamentplaten utenfor tårnene, andre føringsrør 8 er ført opp gjennom et tårn 9 og ført ut gjennom tårnveggen og opp til overvanns-delen 10. Føringsrørene kan støttes opp ved hjelp av betong-bjelker som spenner mellom tårnene. Fig. 3 shows in perspective a complete platform resting on a foundation plate 2 made of concrete with an underlying skirt 3 that penetrates into the seabed so that the foundation plate is just above the seabed. Alternative routes for the guide pipes are shown, guide pipe 7 is led up through the foundation plate outside the towers, another guide pipe 8 is led up through a tower 9 and led out through the tower wall and up to the stormwater part 10. The guide pipes can be supported using concrete -beams that span between the towers.

Fig. 4 viser likeledes et perspektivriss av en plattform ifølge oppfinnelsen hvor to av søylene 1 er vertikalt ut-snittet for å vise hvordan rørene 8 kan arrangeres. Fig. 4 likewise shows a perspective view of a platform according to the invention where two of the columns 1 are vertically sectioned to show how the pipes 8 can be arranged.

Tradisjonelt har fralandsplattformer som hviler på en plate på havbunnen med skjørt vært forsynt med et skikt av mørtel mellom plate og sjøbunnen for å bedre kontakten. Ved en plattform ifølge foreliggende oppfinnelse kan dette mørtel-skiktet mange tilfeller sløyfes slik at plattformen hviler på en vannpute mellom fundament og sjøbunn. Traditionally, offshore platforms that rest on a slab on the seabed with a skirt have been provided with a layer of mortar between the slab and the seabed to improve contact. In the case of a platform according to the present invention, this mortar layer can in many cases be looped so that the platform rests on a cushion of water between the foundation and the seabed.

Claims

1. Offshore concrete platform that rests on the seabed for the extraction of oil and/or gas from sources in the seabed, which platform is equipped with two or more towers that rise above the sea surface and carry the necessary equipment for drilling for and extracting said products, and where, from the bottom of the platform up to a working platform above the sea surface, one or more riser and guide pipes are arranged from the sources in the seabed, characterized by the following features: 1) the towers rest on a foundation plate (2) of concrete, which on its underside is equipped with a number of skirts (3) open only downwards, 2) the riser and guide pipes (7) are arranged so that they extend from the seabed (4) up through the foundation plate (2) inside or outside the towers and from there extend up to a work platform (10) arranged above sea level, etc. in a position outside, suitably between, the towers, 3) the towers are braced in relation to each other by means of transverse beams at the upper parts of the towers.

2. Offshore platform as stated in claim 1, characterized in that the beams for bracing the towers are made of concrete and are integrally cast together with the towers.

3. Offshore platform as specified in claims 1 and 2, characterized in that the beams (11) at the upper part of the towers are connected to the guide pipes (7) for stiffening them.