NO177649B - Fremgangsmåte for inntrekning av en ledningsbunt langs sjöbunnen til en undervannsstasjon - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for inntrekning av en ledningsbunt (kabler, strømningsrør e.l.) langs sjøbunnen til en undervannsstasjon, særlig en produksjonsmanifold-stasjon i et undersjøisk olje- eller gassproduksjonssystem, hvor undervannsstasjonen omfatter anordninger for landing og forankring av en ROV på denne, en koblingsmuffe for ledningsbunten som skal trekkes inn, og anordninger for å føre og innrette enden av ledningsbunten i forhold til koblingsmuffen under inntrekningen. Enden av ledningsbunten som skal trekkes inn, er forsynt med en avslutningshode-enhet for samvirke med koblingsmuffen, og ledningsbunten med tilhørende hode-enhet er anbragt på en sledelignende enhet for midlertidig understøttelse, plassert på sjøbunnen i en passende avstand fra undervannsstasjonen.

I tillegg til en ROV er denne oppfinnelse basert på anvendelse av en annen verktøyenhet i form av en ROT som settes ut fra en overflateinstallasjon, såsom en borerigg eller et fartøy. Ved den fremgangsmåte som skal beskrives nedenfor, omfatter samarbeidet mellom en ROV og en ROT under inntrekningsoperasjonen et antall trinn i rekkefølge, med betydelige praktiske fordeler.

Foreliggende oppfinnelse angår særlig inntrekningsopera-sjoner i forhold til en modifisert utførelse av en produk-sjonsmanif old-stasjon som beskrevet i samtidig innlevert norsk patentsøknad nr. 93.2559. Den eller produksjonsmanifold- eller undervannsstasjon som er vist i tegninger tilhørende foreliggende beskrivelse, tilsvarer således i stor utstrekning utførelsen på fig. 5 og 6 i den nettopp nevnte, samtidige patentsøknad.

En fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art er kjent fra europeisk patentpublikasjon nr. 480.773, som viser et typisk produksjons-system med undersjøiske satellitt-brønner. Foruten denne publikasjon kan følgende patentpubli-kasjoner ansees å være representative for den kjente teknikk på det tekniske område olje- og gassproduksjon til havs: US-patent 4.371.291, europeisk patentpublikasjon nr. 026.353, norske patenter nr. 153.464 og 167.319 samt US-patent 4.457.378. De to sistnevnte patentskrifter omhandler operasjoner ved hjelp av et undervannsverktøy forsynt med sin egen vinsj. Dette er ikke tilfelle i de øvrige patentpublika-sjoner ovenfor, som alle baserer seg på trekk-kraft fra en vinsj plassert på en overflate-installasjon, såsom en borerigg eller et borefartøy.

Ved undervanns-stasjoner eller produksjonsmanifold-enheter av interesse, foretas inntrekning og tilkopling av strømningsrør og kabler, såsom navlestreng-forbindelser, normalt bare en gang, nemlig under installasjonen av olje-eller gassfeltets utstyr. Det er bare i visse sjeldne situa-sjoner at en ny inntrekningsaksjon kan bli nødvendig. Eksem-pler på dette er ved ødelagt strømningsrør eller navlestreng-forbindelse eller lekkasje i en koplingstetning for et

strømningsrør.

Som allerede antydet menes her med ledningsbunt en samling av kabler, navlestrengkabler, strømningsrør og lignende som fortrinnsvis i felleskap og samlet blir lagt på sjøbunnen og trukket inn til den aktuelle undervannsstasjon, idet ledningsbunten i det enkleste tilfellet kan omfatte bare en slik kabel eller rørforbindelse.

I praksis kan ledningsbunter omfattende f.eks. strøm-ningsrør og navlestreng-forbindelser installeres med komplet-tering av hver satellitt-brønn, ved anvendelse av såkalt fralegnings-teknologi (lay-away technology). Under slik installering vil endene av strømningsrør og navlestrenger bli lagt i et forutbestemt målområde innenfor en avstand på for eksempel 25 til 50 meter fra den undersjøiske manifold-stasjon som inntreknings-operasjonen skal foretas til. Denne operasjon er meget kritisk og et vanskelig trinn ved etable-ring av et pålitelig produksjons-system for lang tids drift, hvor et antall satellitt-brønner er inkorporert.

Som det foran-nevnte, kjente produksjons-system har foreliggende oppfinnelse spesiell interesse i forbindelse med undervanns-operasjoner på meget dypt vann, såsom dybder i området fra 1000 til 2000 meter, hvor verken dykkeroperasjon eller styrelinemetoder er mulige i praksis. For at utstyr og operasjoner skal være vellykket under slike vanskelige betin-gelser, må det finnes gode løsninger på viktige detaljer, og dette er et formål med foreliggende oppfinnelse.

Dette blir ifølge denne oppfinnelse oppnådd ved en fremgangsmåte med nye og særegne trekk som er angitt i patentkravene.

I den følgende beskrivelse skal oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor fig. 1-8 illustrerer forskjellige sekvensielle trinn under en inntrekningsoperasjon på en undervannsstasjon.

Den produksjonsmanifold- eller undervannsstasjon 10 som er vist på fig. l og de øvrige tegningsfigurer, har en pele-fundamentering 4 i sjøbunnen, for understøttelse av en hoved-eller basiskonstruksjon som har en sentral og viktig kom-ponent i form av en hovedblokk eller manifoldenhet 30. Fire brolignende bærekonstruksjoner, hvorav to bærekonstruksjoner 2OA og 20C er vist på fig. 1, er anordnet for understøttelse av strømningsrør (vanligvis kombinert med kabler eller navlestrenger) som f.eks. kabel/strømningsrør 77, som er blitt installert på bærekonstruksjonen 20C med fluidforbindelse og fortrinnsvis andre forbindelser gjennom en koblingsmuffe 30C til den sentrale manifoldblokk eller -enhet 30. Med en produksjonsmanifold/undervannsstasjon 10 som har fire bærekonstruksjoner, kan undervannsstasjonen betjene fire sate-llittbrønner plassert i nabolaget. På toppen av den sentrale manifoldenhet 30 er det montert en landings- og styretrakt 33 for en ROV eller ROT med komplementært landingsutstyr eller , verktøypakker. Trakten 33 er forsynt med i det minste ett forankringspunkt eller brakettorgan 33A, med en funksjon som skal forklares nedenfor.

Bærekonstruksjonen 2OA, som har samme utførelse som konstruksjonen 20C, omfatter en fagverksbjelke 21, hvis ytre ende understøttes av et ben 23 med en fotplate eller slam-matte som hviler på sjøbunnen 1. En rampe 22 forløper radielt som en fortsettelse av bjelken 21 og ned til sjøbun-nen 1. I likhet med bærekonstruksjonen 20C bærer den andre bærekonstruksjonen 20A en førings- og innretningsramme 54, hvis øvre deler er innrettet til å understøtte en ROT 81 som skal lande på rammen. I en nedre del av rammen 54 er det anordnet et leie 55 for en avslutningshode-enhet på enden av kabelen/strømningsrøret 70, slik det skal forklares nedenfor. En koblingsmuffe 30A for den sentrale manifoldenhet 30 på fig. 1 er klar til å motta denne avslutningshode-enhet med tilhørende strømningsrør.

Den ovenstående, korte beskrivelse av undervannsstasjonen 10 ansees å være tilstrekkelig her, da utførelses-former av tilsvarende produksjonsmanifold-stasjoner er beskrevet i den samtidige norske patentsøknad som er nevnt ovenfor.

På høyre side i fig. 1 er det vist en ROT 81 under et innledende trinn ved den inntrekningsoperasjon som skal forklares ytterligere under henvisning til de følgende figurer 2-8. Kabel/strømningsrør 70 (i det følgende betegnet ledningsbunt) som er forsynt med en avslutningshode-enhet, hvorav deler er vist ved 71 og 72, skal forbindes med manifolden gjennom koblingsmuf f en 30A. Det skal bemerkes at på fig. 1 og de følgende tegningsfigurer er ikke nødvendigvis de relative avstander mellom undervannsstasjonen 10 og en sledelignende understøttelsesenhet 60, som hodeenheten 71, 72 er innlagt i, realistiske, ettersom avstanden i praksis f.eks. kan være fra 25-50 m.

Understøttelsesenheten 60 er anbragt på sjøbunnen 1, og kan ha en sledelignende utformning, slik at det blir mulig å bevege enheten langs sjøbunnen til en riktig posisjon for vedkommende inntrekningsoperasjon. Således er enheten 60 vist med en hoveddel 62, som har en viss sideveis utstrekning, og fra sentrale partier av hoveddelen 62 stikker det opp i det vesentlige vertikale stolper 64 til et passende nivå over et midlertidig leie 66 for hodeenheten 71, 72, idet stolpene bærer øvre landingselementer 64 som ROT 81 kan lande på og forankres i, f.eks. ved hjelp av (ikke viste) låseinn-retninger.

ROV 81 er forsynt med en verktøypakke i form av en koblingsdel 84, innrettet til å samvirke med en øvre del eller stamme 72 på hodeenheten, slik det skal beskrives nedenfor.

Det første trinn i inntrekningsoperasjons-sekvensen, som illustrert på fig. 1, er representert ved landing av ROT 81 på understøttelsesenheten 60, som ledningsbunten 70 med hodeenhet 71, 72 tidligere er blitt lagt inn i.

På fig. 2 har ROT 81 landet og koblingsdelen 84 har låst seg på hodeenheten, hvorav delen 71 er synlig. En ROV 40 er ført ned nær inntil ROT 81, og griper med et verktøy organ 43 den frie ende av en vaier-line fra en ROT-vinsj 82.

Ifølge fig. 3 vil ROV 40, etter å ha grepet enden av linen 88 med sitt verktøyorgan 43, trekke ut linen 88 mens den svømmer mot manifoldsenteret med dettes trakt 33, under samtidig avgivelse av line 88 fra vinsjen 82 over en trinse 82A, plassert i den nedre del av ROT 81.

På fig. 4 har ROV 40 landet på manifoldsenteret og har festet enden av inntrekningslinen 88 til festpunktet 33A på toppen av trakten 33, med verktøyorganet 43 i en hvile-stilling. Fortrinnsvis forblir ROV 40 i denne stilling for å overvåke den påfølgende inntrekningsoperasjon, ved anvendelse av et ROV-kamera som tilhører standardutstyret på en slik

ROV.

Som vist på fig. 5 er avslutningshode-enheten 71 frakoblet fra sin midlertidige stilling i leiet 66 i under-støttelsesenheten 60, og løftes vertikalt oppad som forbere-delse for det egentlige inntrekningstrinn. Det skal bemerkes at i denne situasjon forløper inntreknings- eller vinsj-linen 88 mer eller mindre horisontalt, og at ledningsbunten 70 er løftet opp fra sjøbunnen over en større lengde fra hodeenheten 71.

Fig. 6: Mens den bærer hodeenheten 71 med ledningsbunten 70, nærmer ROT 81 seg sin landingsposisjon på undervannsstasjonen. Som følge av at denne ROT trekker seg selv mot manifolden, forløper linen 88 i denne situasjon på skrå fra festepunktet 33A til ROT 81. En pil indikerer den avsluttende bevegelse som skal foretaes for å bringe hodeenheten 71 inn i leiet 55 i førings- og innretningsrammen 54, 55, som også kan betegnes som en opptaksanordning (catcher arran-gement) .

I et neste trinn, som illustrert på fig. 7, har ROT 81 landet på toppelementet i opptaksanordningen 54, 55, med avslutningshode-enheten 71 innført vertikalt ned i leiet 55. På dette stadium hviler ledningsbunten 70 på rampen 22 og bærekonstruksjonen 2OA. Etter senkning av ROT 81 til den viste landingsposisjon, vil inntrekningslinen 88 igjen for-løpe tilnærmet horisontalt, idet vinsjen 82 kan besørge den avsluttende sammenkoblingsbevegelse av førings- og innretningsanordningen 54, 55, for å bringe hodeenheten 71 til samvirke og sammenkobling med koblingsmuffen 3OA.

Fig. 8 illustrerer den situasjon hvor hodeenheten 71 er forbundet med koblingsmuffen 30A, mens ROT 81 fremdeles understøttes av opptaksanordningen 54, 55 i sin endelige stilling, hvor opptaksanordningen forblir så lenge ledningsbunten 70 skal være tilkoblet manifolden.

ROV 40 har beveget seg oppad, og bringer dermed koblingsverktøyet 42 ut av trakten 33, mens inntrekningslinen er utløst fra festepunktet 33A på manifoldsenteret. Deretter beveges ROV 40 ned til konnektoren, dvs. koblingsmuf f en 30A sammenført med hodeenheten 71, for å lukke denne med en dreienøkkel eller et lignende koblingsverktøy, som vist skjematisk ved 44. Piler indikerer hvordan dette verktøy bringes til riktig arbeidsposisjon for denne operasjon.

Som sammenfatning bemerkes at ovenstående forklaring av inntrekningsoperasjonen med et antall sekvenser, angår en innføringsmetode basert på ROT, med assistanse av en led-sagende ROV 40 for å etablere en inntreknings- eller vinsj-line 88 fra ROT 81, etter at denne ROT har landet og for-ankret seg på understøttelsesenheten 60 som inneholder avslutningshode-enheten 71, 72 for ledningsbunten, idet hodeenheten midlertidig er innlagt i enheten 60. Deretter løfter ROT 81 hodeenheten med ledningsbunt 70 til en forutbestemt høyde over sjøbunnen 1, og bringer dermed sin last klar av understøttelsesenheten 60. Så vil inntrekningsvin-sjen 82 ombord i ROT 81 trekke seg selv og hodeenheten 71, 72 mot manifold-stasjonen, og til en særskilt opptaksanordning 54, 55 på denne. Denne inntrekningsoperasjon krever moderate inntrekningskrefter, f.eks. av størrelsesorden 2-3 tonn, som delvis skyldes løfting av en god lengde av ledningsbunten 70 opp fra sjøbunnen under denne inntrekningsoperasjon. Under de avsluttende sekvenser blir hodeenheten 71, 72 innført nedad i leiet eller lommen 55 på manifoldstasjonen. Dette leie 55 er inkorporert i den bevegelige opptaksanordning 54, og tillater at det beveges horisontalt under det avsluttende sammenføringstrinn for korrekt innretning i forhold til koblingsmuffen 3OA.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for inntrekning av en ledningsbunt langs sjøbunnen til en undervannsstasjon, særlig en produksjonsmanifold-stasjon i et undersjøisk olje- eller gassproduksjonssystem, hvor undervannsstasjonen (10) omfatter anordninger (33) for landing og forankring av en ROV (40) på denne, en koblingsmuffe (30A,30C) for ledningsbunten (70) som skal trekkes inn, og anordninger (54,55) for å føre og innrette enden av ledningsbunten (70) i forhold til koblingsmuf f en (30A) under inntrekningen, idet enden av ledningsbunten (70) som skal trekkes inn, er forsynt med en avslutningshode-enhet (71,72) for samvirke med koblingsmuffen (30A), og idet nevnte ledningsbunt (70) med tilhørende hode-enhet (71,72) er anbragt på en sledelignende enhet (60) for midlertidig understøttelse, plassert på sjøbunnen (1) i en passende avstand fra undervannsstasjonen (10), karakterisert ved følgende trinn: - landing av en ROT (81) forsynt med en vinsj (82) og en koblingsdel (84), på understøttelsesenheten (60) og befestigelse av koblingsdelen til en del (72) på hodeenheten, uttrekning av en vinsj-line (88) fra vinsjen (82) ved hjelp av den nevnte ROV (40) og befestigelse av en ende av linen (8.8) til et sentralt punkt (33A) på undervannsstasjonen, løfting av den nevnte ROT (81) med hodeenheten (71,72) i hovedsakelig vertikal retning slik at den kommer fri fra understøttelsesenheten (60) , trekking av den nevnte ROT (81) og hodeenheten (71,72) med tilhørende ledningsbunt (70) mot det nevnte sentrale punkt (33A) ved hjelp av vinsjen (82) og linen (88), landing av den nevnte ROT (81) på førings- og innret ningsanordningen (54,55) og nedføring av hodeenheten (71,72) i det vesentlige vertikalt ned i et leie (55) anordnet i førings- og innretningsanordningen (54,55), trekking av den nevnte ROT (81) og hodeenheten (71,72) ved hjelp av vinsjen (82) mens førings- og innretningsanordningen (54,55) glir horisontalt på undervannsstasjonen (10) , til en endelig stilling for sammenkobling av hodeenheten (71,72) og koblingsmuffen (30A) og sammenkobling av hodeenheten (71,72) og koblingsmuffen (3OA) ved hjelp av den nevnte ROV (40).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at under inntrekningsoperasjonen overvåker den nevnte ROV (40) i sin landingsposisjon på undervannsstasjonen inntrekningsoperasjonen ved hjelp av et kamera.