NO175424B - Fremgangsmåte og fartöy for offshore oljelasting - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et fartøy for offshore oljelasting, hvor fartøyet omfatter et antall i fartøyets lengderetning anordnede sentertanker, og et antall sidetanker som parvis er beliggende på hver sin side av respektive sentertanker, idet en lasteledning er forbundet med sentertankene via respektive ventiler, og tilstøtende sentertanker er forbundet med hverandre via skottventiler.

I forbindelse med oljelasting til havs vil en del av lasten gå tapt til atmosfæren på grunn av avgassing fra væske-overflaten. Som eksempel kan det ved en typisk bøyelasting i Nordsjøen tapes ca. 200 tonn pr. lasting av tankfartøyer på ca. 120 000 tonn. Frigjøringen av gass skyldes i hovedsaken skvulping og omrøring av råolje i lastetankene, og forekommende trykkfall i hydrokarbonlasten under håndteringen av denne.

Målinger har vist at avgassingens størrelse er propor-sjonal med tiden før tankene er fulle, og perioden for tilstanden med stående bølger (resonans) i tankene. Dessuten vil belastninger på tankkonstruksjonene være økende med perioden for stående bølger. Det er derfor vesentlig å fylle enkelttankene så raskt som mulig, både for å redusere avgassingsperioden og dermed totalutslippet av gasser, og for å redusere belastninger på tankkonstruksjonene ved lasting.

Formålet med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en fremgangsmåte og et fartøy som resulterer i en vesentlig reduksjon i avgassingen under lasting, og også i en vesentlig reduksjon av belastninger på tankkonstruksjonene.

Det er også et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et fartøy med et tankarrangement som har teknisk-økonomiske fordeler, særlig ved direktelasting av tankskip på feltet.

For oppnåelse av ovennevnte formål er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trinn

a) at det først utføres fylling av et ønsket antall av sentertankene, idet disse er vesentlig smalere og har tilsvarende

mindre volum enn sidetankene,

b) at skottventiler mellom en sentertank og et til-hørende sidetankpar deretter åpnes og olje fra sentertankene

sluses ut i de to sidetanker ved hjelp av det statiske trykk fra

sentertankene, idet skottventilene mellom sentertankene er åpne, slik at sidetankparet fylles så raskt som mulig ved passende operasjon av skottventilene mellom sentertankene og av lasteledningens ventiler til sentertankene, c) at skottventilene til de to sidetanker stenges når disse og den tilhørende sentertank er fylt til ønsket nivå, og d) at fyllingsprosessen ifølge trinn b) og c) gjentas suksessivt for ytterligere sidetankpar etter at alle sentertanker

er fylt opp på nytt.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et fartøy av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at sentertankene har en bredde som er mindre enn halvparten av sidetankenes bredde, at alle tanktripletter bestående av en sentertank og et tilhørende sidetankpar er forbundet med hverandre via skottventiler, og at lasteledningen strekker seg gjennom sentertankene, idet alle ventiler med tilhørende drivenheter er anordnet sentralt, i forbindelse med sentertankområdet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1, 2 og 3 viser henholdsvis et sideriss, et grunnriss og et tverrsnitt av et fartøy med et tankarrangement ifølge oppfinnelsen, fig. 4 og 5 viser henholdsvis et sideriss og et grunnriss av fartøyet på fig. 1-3, og viser hovedopplegget av rørledninger og ventiler, fig. 6 og 7 viser tverrsnitt av to forskjellige bunnårrangementer, og fig. 8, 9 og 10 er henholdsvis et sideriss, et grunnriss og et tverrsnitt som viser et separat nødlosse- eller "strippe"-arrangement som også er installert på fartøyet.

På tegningene er det vist et fartøy 1 i form av et tankskip i hvilket to langskipsskott 2 er anordnet slik at fartøyets tankområde er inndelt i en smal sentertankseksjon og to forholdsvis brede sidetankseksjoner. I den viste utførelse er det i skipets lengderetning anordnet seks tanktripletter I-VI som hver består av en sentertank 3 og to sidetanker 5, 6 som er beliggende på hver sin side av sentertanken. Sentertankene 3 har en bredde som er rundt en tredjedel av sidetankenes bredde, slik at dersom skipets bredde er b i lastetankområdet, har sentertankene en bredde på ca. 1/7 b, mens sidet ankene har en bredde på

ca. 3/7 b.

Som vist er det i sentertankene 3 anordnet slingre-eller skvalpeskott 4 som løper fra side til side i tankene og strekker seg opp til ca. halve tankhøyden. Disse har som oppgave å hindre dannelse av langsgående, stående bølger i oljelasten. Sådanne skott kan om nødvendig også være anordnet i sidetahkene.

Som vist, er det rundt lastetankene anordnet ballast-tanker 7 ved hjelp av dobbeltskrog, og også fartøyets bunn er utført som dobbeltbunn, for dannelse av bunnballasttanker 8. Ballasttankene kan fylles med ballast for stabiliseringsformål, fylles eller tømmes selektivt for trimming, etc.

Som et dimensjoneringseksempel kan sentertankene ha en bredde på ca. 6 m, sidetankene en bredde på ca. 18 m, og ballasttankene på hver side en bredde på ca. 2 m, ved en total skipsbredde på ca. 46 m.

Fartøyet 1 er bygget som bøyelastetanker, og er for dette formål forsynt med et neddykket opptaksrom 9 i fartøyets baugparti, for opptakelse av en tilpasset undervannsbøye (ikke vist), og med en vertikal sjakt 10 som strekker seg mellom opptaksrommet og fartøyets dekk. Et fartøy for operasjon med en sådan bøye er beskrevet i den internasjonale patentsøknad nr. PCT/NO92/00055.

Fartøyet kan imidlertid også være et offshore lager-tankskip eller et produksjonsskip, idet oljelasting ifølge den foreliggende oppfinnelse like gjerne kan skje på sådanne fartøyer.

Opptaksrommet 9 og lasteutstyret 11 for den aktuelle bøye er i den viste utførelse anordnet bak et fremre kollisjons-skott 12. Som et alternativ kan opptaksrommet, lasteutstyret og den nevnte sjakt være anordnet i det minste delvis foran kollisj onsskottet.

Fartøyet er vist å være forsynt med tre baugtrustere 13 og to hekktrustere 14.

Bak den bakerste tanktriplett VI er det anordnet et pumperom 15 for lossepumper med tilhørende rør- og ventilarrange-ment, slik det er vist på fig. 4 og 5. På hver side av pumperommet finnes en "slop"- eller spillvannstank 16.

Et typisk skipstverrsnitt er vist på fig. 3. Som vist har sidetankene 5, 6 skråstilt bunn innover mot sentertanken 3, for å sikre god tilstrømning til sentertankseksjonen ved lossing. For å få ytterligere forbedret innstrømning fra sidetankene, kan bunnen av sentertankene ligge noe lavere enn det tilstøtende bunnområde av sidetankene, slik som vist på fig. 7.

Rørlednings- og ventilarrangementet for lasting og lossing er vist på fig. 4 og 5.

I hver tanktriplett I-VI er sentertanken 3 forbundet med de to sidetanker 5, 6 ved hjelp av fremre og bakre skottventiler 17. Videre er alle sentertanker 3 forbundet med hverandre via skottventiler 18. Skottventilene kan hensiktsmessig bestå av "liggende" klaffeventiler, for på enkel måte å få ventilåpningen plassert så nær tankens bunn som mulig. En typisk størrelse av skottventilene er 500 mm i diameter.

En lasteline eller lasteledning 19 strekker seg gjennom samtlige sentertanker 3 og er forbundet med sentertankene via respektive lasteledningsventiler 20, slik at lasteledningen kan betjene alle sentertanker enkeltvis eller samlet. På lasteledningen 19 er det også anordnet rørventiler 38 i hver av sentertankene 3. Som vist, strekker lasteledningen 19 seg som en bunnledning gjennom sentertankene, idet den ved sin fremre ende er koplet direkte til lasteutstyret 11 for tilkopling til den aktuelle lastebøye i opptaksrommet 9, og ved sin bakre ende er koplet til pumpe- og ventilutstyr i pumperommet 15. Ved at lasteledningen langs hele sin lengde ligger på samme nivå, unngås undertrykk under lasting, og derved hindres overgang fra olje til gass i rørsystemet, slik det er typisk ved konvensjonell bøyelasting til havs.

Som vist på fig. 4, er lasteledningen 19 koplet til lasteutstyret 11 via minst én stengeventil 21. Lasteledningen er her også koplet til en ledning 22 for tradisjonell bøyelasting.

I pumperommet 15 er lasteledningen 19 koplet til en pumpe 23, via passende ventiler. Pumpen benyttes ved lossing av tankene og er forbundet med en ytre losseledning 24. Som vist, er det også anordnet en såkalt "crossover" eller overgangsforbin-delse 25, for tilveiebringelse av en alternativ pumpevei, med henblikk på fleksibilitet.

I tillegg til lasteledningen 19 omfatter rørarrangemen-tet i den viste utførelse to ytterligere hovedrør, nærmere bestemt en andre rørledning 26 som strekker seg fra pumperommet 15 frem til sentertanken i den første tanktriplett I og er forbundet med alle sentertanker via respektive ledningsventiler 27, og en tredje rørledning 28 som strekker seg fra pumperommet 15 frem til sentertanken i den femte tanktriplett V og er forbundet med sentertankene i tanktriplettene. V og VI via ledningsventiler 29. Disse ytterligere rørledninger 26 og 28 er forbundet med respektive pumper 30 og 31 som også er koplet til ytre losseledninger. Som vist er rørledningene 19, 26 og 28 i pumperommet sammenkoplet med hverandre og forbundet med spill-vannstankene 16 via et passende venti 1 arrangement. Arrangementet med rørledningen 26 innebærer at det også kan pumpes fra sentertankene 3 inn i tanktripletten som skal fylles, slik som nærmere beskrevet senere.

For oppnåelse av en tredelt segregering av tankområdet, er doble skottventiler 32 og 33 anordnet mellom sentertankene i henholdsvis tanktriplettene II og III og tanktriplettene IV og V. Dessuten er lasteledningen 19 forsynt med doble ventiler i sentertankene i tanktriplettene III-VI, og rørledningen 26 er også forsynt med doble ventiler i sentertankene i tanktriplettene I, II, V og VI. Det oppnås da full segregering for tanktriplettene I og II, III og IV, og V og VI. Lasteledningen 19 vil da betjene den fremre segregering, rørledningen 26 vil betjene den midtre segregering, og rørledningen 28 vil betjene den aktre segregering.

Slik det fremgår av det foregående, er alle rørlednin-ger og alle ventiler med tilhørende drivenheter anordnet i det sentrale område, i forbindelse med sentertankene. Dette gir en konstruksjon med forholdsvis få rør og ventiler, og således reduserte byggekostnader og lettere vedlikehold.

På fartøyet er det også anordnet et separat nødlosse-og/eller strippearrangement, som vist på fig. 8-10. Dette omfatter en rørledning 34 som strekker seg gjennom samtlige sentertanker 3 og er forbundet med separate uttak til hver av lastetankene 3, 5 og 6 via passende ventiler 35 og 36. Rørlednin-gen 34 er i pumperommet 15 forbundet med doble lossepumper 37 som fører til en ytre losseledning (ikke inntegnet).

Alle de tre bunnledninger 19, 26, 28 er forbundet med strippesystemet. For dette formål er det anordnet doble ventiler (markert med symbolet "x2" på fig. 5 i forbindelse med ventilene 20).

Hovedformålet med strippearrangementet er å tømme alle tanker fullstendig. Det vil dessuten kunne benyttes til "nødlos-sing" i tilfelle av svikt av skottventiler, og for overføring fra én tank til en annen. Systemet kan også benyttes for individuell sluttfylling av tankene. Rørarrangementet vil være utstyrt med doble ventiler for å tilfredsstille kravet om segregering med to ventiler.

I det følgende skal hovedoperasjonene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen beskrives nærmere.

Hovedprosedyren er at alle sentertanker fylles først, enten samlet eller enkeltvis, hvoretter skottventilene til et sidetankpar åpnes, og disse sidetanker fylles ved hjelp av den statiske trykkforskjell. Ved hjelp av denne lasteprosedyre fylles de forholdsvis store sidetanker så raskt som mulig, og tiden for tilstanden med stående bølger i tankene reduseres til et minimum.

Som et første trinn fylles som nevnt et ønsket antall, normalt samtlige, sentertanker 3. Dersom det er dårlig vær, med vind og sjøgang, fylles sentertankene én etter én, idet skottventilene 18 holdes stengt. Ved værforhold som gir liten eller ingen bevegelse av skipet, kan sentertankene fylles samtidig, idet skottventilene 18 mellom sentertankene holdes åpne.

Når alle sentertanker er fulle, åpnes alle skottventiler 18 mellom disse, dersom de ikke allerede er åpne. Lasteledningsventilene 20 til sentertankene 3 stenges, unntatt til sentertanken for det sidetankpar 5, 6 som skal fylles først, f.eks. i tanktriplett III eller IV. Skottventilene 17 til disse to sidetanker åpnes, og sidetankene fylles da så raskt som mulig ved hjelp av det statiske trykk fra sentertankene og oljeproduk-sjonen fra lasteledningen 19.

Når sidetankenes fyllingshøyde for stående bølger er passert, og fyllingshastigheten nærmer seg lasteraten (dvs. oljeproduksjonens strømningsmengde), stenges skottventilene 18 mellom alle sentertanker, mens lasteledningsventilen 20 til den tanktriplett som fylles, holdes åpen. Tanktripletten fylles da helt opp til ønsket nivå for transport.

Deretter stenges skottventilene 17 til sidetankene, og lasteledningsventilen 20 til den tilhørende sentertank stenges, samtidig som lasteledningsventilene 20 til den neste sentertank

som skal fylles, åpnes.

Prosedyren gjentas når alle sentertanker er fylt opp på nytt.

Ved hjelp av det doble rørarrangement 19 og 26 kan fylling av en tanktriplett som et alternativ utføres ved hjelp av lossepumpene 23, 30, 31. Ved denne operasjon stenges samtlige ventiler 20 på røret 19, unntatt ventilene i for- og akterkant av tanktriplettens sentertank, og rørventilen 38 i røret 19 stenges slik at lasting fra produksjonen vil foregå via den fremre ventil 20 og fylling ved hjelp av pumpene vil foregå via den bakre ventil 20. Samtlige ventiler 27 åpnes, unntatt i tanktriplettens sentertank. Ved hjelp av rør- og ventilarrangementet i pumperommet kan én, to eller tre av lossepumpene 23, 30, 31 benyttes til å suge/losse fra sentertankene 3 unntatt tanktriplettens sentertank, og fylle tanktripletten raskt slik at perioden for stående bølger i tankene minimaliseres.

Ved lossing av skipet begynner man med sentertankene, eller med en ønsket sentertank. Innholdet av sidetankene sluses til sentertanken eller sentertankene. Tilstrømningen til sugeledningen blir effektiv ved at skipet trimmes noe akterover. Ved hjelp av det viste rørarrangement kan operasjonene utføres på en enkel og effektiv måte.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved offshore oljelasting av et tankfartøy (1) som omfatter et antall i fartøyets lengderetning anordnede sentertanker (3), og et antall sidetanker (5, 6) som parvis er beliggende på hver sin side av respektive sentertanker, idet en lasteledning (19) er forbundet med sentertankene (3) via respektive ventiler (20), og tilstøtende sentertanker (3) er forbundet med hverandre via skottventiler (18), KARAKTERISERT VED de trinn a) at det først utføres fylling av et ønsket antall av sentertankene (3), idet disse er vesentlig smalere og har tilsvarende mindre volum enn sidetankene (5, 6), b) at skottventiler (17) mellom en sentertank (3) og et tilhørende sidetankpar (5, 6) deretter åpnes og olje fra sentertankene (3) sluses ut i de to sidetanker (5, 6) ved hjelp av det statiske trykk fra sentertankene, idet skottventilene (18) mellom sentertankene (3) er åpne, slik at sidetankparet (5, 6) fylles så raskt som mulig ved passende operasjon av skottventilene (18) mellom sentertankene (3) og av lasteledningens (19) ventiler (20) til sentertankene (3), c) at skottventilene (17) til de to sidetanker (5, 6) stenges når disse og den tilhørende sentertank (3) er fylt til ønsket nivå, og d) at fyllingsprosessen ifølge trinn b) og c) gjentas suksessivt for ytterligere sidetankpar (5, 6) etter at alle sentertanker (3) er fylt opp på nytt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, ved lasting fra en. undervannsbøye som er opptatt i et nedsenket opptaksrom (9) i fartøyets (1) baugparti, KARAKTERISERT VED at oljen ledes direkte fra bøyen til den nevnte lasteledning (19), idet denne strekker seg ved bunn-nivå gjennom fartøyets sentertanker (3).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at alle sentertanker (3) fylles samtidig under trinn a), idet alle skottventiler (18) mellom sentertankene (3) holdes åpne.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at sentertankene (3) fylles én etter én under trinn a), idet skottventilene (18) holdes stengt.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at lasteledningens (19) ventiler (20) til sentertankene (3), når disse er fylt ifølge trinn a), deretter stenges, unntatt til den sentertank (3) hvis sidetankpar (5, 6) skal fylles, hvoretter skottventilene (17) til"sidetankparet (5,

6) åpnes, slik at sidetankparet (5, 6) fylles til et ønsket nivå, at skottventilene (18) mellom alle sentertanker (3) deretter stenges, mens lasteledningens (19) ventil (20) til den nevnte sentertank (3) holdes åpen, slik at den aktuelle tanktriplett (I, II, III, IV, V eller VI) fylles helt opp til ønsket nivå for transport, og at lasteledningens (19) ventil (20) til sentertanken (3) stenges når skottventilene (17) til de to sidetanker (5, 6) stenges, samtidig som lasteledningens (19) ventil (20) til den neste sentertank (3) som skal fylles, åpnes.

6. Fartøy for offshore oljelasting, omfattende et antall i fartøyets (1) lengderetning anordnede sentertanker (3), og et antall sidetanker (5, 6) som parvis er beliggende på hver sin side av respektive sentertanker (3), idet en lasteledning (19) er forbundet med sentertankene via respektive ventiler (20), og tilstøtende sentertanker (3) er forbundet med hverandre via skottventiler (18), KARAKTERISERT VED at sentertankene (3) har en bredde som er mindre enn halvparten av sidetankenes (5, 6) bredde, at alle tanktripletter (I-VI) bestående av en sentertank (3) og et tilhørende sidetankpar (5, 6) er forbundet med hverandre via skottventiler (17), og at lasteledningen (19) strekker seg gjennom sentertankene (3), idet alle ventiler (17, 18, 20) med tilhørende drivenheter er anordnet sentralt, i forbindelse med sentertankområdet.

7. Fartøy ifølge krav 6, omfattende et neddykket opptaksrom (9) som er anordnet i fartøyets (1) baugparti, for opptakelse av en tilpasset undervannsbøye, KARAKTERISERT VED at lasteledningen (19) strekker seg som en bunnledning gjennom sentertankene (3), idet den ved sin fremre ende er koplet til utstyr (11) for direkte tilkopling til bøyen, og ved sin bakre ende er koplet til pumpeutstyr (23) for lossingsformål.

8. Fartøy ifølge krav 6 eller 7, KARAKTERISERT VED at det i sentertankområdet er anordnet ytterligere rørledninger (26, 28) som strekker seg fra pumpeutstyr (31, 32) i fartøyets (1) akterende og frem til valgte tankgrupper, med henblikk på segregering av tankområder, idet dobbelte skottventiler (32, 33) er anordnet mellom de tilstøtende sentertanker (3) mellom forskjellige segregeringsområder.

9. Fartøy ifølge ett av kravene 6-8, KARAKTERISERT VED at sidetankene (5, 6) har skråstilt bunn innover mot sentertankene (3).

10. Fartøy ifølge ett av kravene 6-9, KARAKTERISERT VED at sentertankene (3) er forsynt med tverrgående skvalpeskott (4).

11. Fartøy ifølge ett av kravene 6-10, KARAKTERISERT VED at det i sentertankområdet er anordnet en ytterligere rørledning (26) som strekker seg fra pumpeutstyr (23, 31, 32) i fartøyets (1) akterende frem til den fremre tanktriplett (I) og er forbundet med hver av sentertankene (3) via separate ventiler (27) , og som er innrettet til å samvirke med lasteledningen (19) for å fylle tanktriplettene suksessivt ved hjelp av pumpeutstyr et .