NO20100252A1 - Anordning for flyter med oljelager - Google Patents

Abstract

Det omtales en anordning for en søylestabilisert flyter 1 omfattende et antall søyler 4,5 som binder sammen en bunnstruktur 6 og et utstyrsdekk 8 som befinner seg over vannflaten 9, og som omfatter minst en oljelagersøyle 5 som er plassert i den midtre del av flyteren 1 for lagring av olje eller andre væsker. Et antall støttesøyler 4 er plassert i den ytre del av flyteren 1. Den midtre del av flyteren 1 består av et antall aktive ballasttanker 10 som anvendes til å kompensere flyterens varierende dypgang ved varierende oljemengder ombord. Et antall oljelagertanker 2 er plassert inne i flyterens 1 oljelagertank 5 og i den midtre del av flyterens 1 bunnstruktur 6.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning som angitt i innledningen i det etterfølgende patentkrav 1.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en

anordning utformet som en forankret, flytende struktur for produksjon av olje som samtidig har muligheten for å lagre og laste olje uten at anordningen dreier med været, selv i værharde strøk.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes på de fleste vanndyp, fra ca 50 meter til ca 3000 meter vanndyp.

Oppfinnelsen innbefatter spesielt en flytende struktur som består flere søyler, utformet som en søylestabilisert struktur (eng: column stabilized unit" eller "semisubmersible unit", forkortet "semisub"), der minst en av søylene kan anvendes for lagring av olje.

Semisubs som er bygget etter kjente teknikker har bred anvendelse i offshore industrien, både ved letevirksomhet og produksjon av olje. De brukes som borerigger eller som spredt forankrede produksjonflytere mange steder i verden. Disse semisubs er imidlertid ikke egnet for å lagre produsert olje.

En annen ulempe med semisubs er at skadestabiliteten er ofte svært dårlig dersom det oppstår en skade på en av støttesøylene, for eksempel som følge av en kollisjon. Spesielt kan skader på hjørnesøylene gi katastrofale konsekvenser, herunder fullt havari av enheten. Produksjonsskip har sammenliknet med kjente, halvt nedsenkbare rigger en fordel ved at produksjonsskip kan lagre olje. Produksjonsskip må imidlertid i værharde havstrøk utrustes med en kostbar dreieskive (turret) slik at det kan rotere med været for å redusere miljøkreftene på skipet.

Et produksjonsskip med dreieskive gir fordeler for produksjon av vanlig olje og gass, men er ofte mindre egnet ved produksjon av mer problematiske oljer, slik som tungolje eller voksholdig oljer på grunn av et ofte stort antall stigerør og kontrolledninger som må gjennom dreieskiven.

Produksjonsskip med dreieskive er mindre egnet også på dypere vanndyp enn 1500 meter fordi produksjonsskip med dreieskive fungerer best i kombinasjon med tradisjonelle fleksible produksjonsrør i kompositt. Disse kompositt-rørene består i stor grad av spunnet stål og plastmaterialer som i dag har en operativ begrensning til ca 1500 meters vanndyp.

Produksjonsskip med bruk av dreieskive er også uegnet i de tilfeller der en ønsker å bruke fleksible stålrør mellom havbunnsbrønnene og flyteren, slik som ved svært høge gass- og væsketrykk, eventuelt i kombinasjon med høye temperaturer og innhold av C02eller H2S.

Det er også kjent produksjonsflytere som er utformet sylindrisk for å eliminere behovet for å dreie med været. Ulempen med disse er at de vil kreve store byggedokker med store diameter, samtidig som prosess-systemene på dekk må bygges integrert i dekket, noe som ofte gir lengre byggetid og er dyrere enn bygging av dekksutrustning som er basert på moduler, slik som tradisjonelle produksjonsskip med lange, rektangulære dekksområder avsatt til moduler.

Værstatistikk samlet over mange år angir dominerende og sannsynlige retning for havmiljøkreftene. Under forankring av skip i mange områder, vil eksempelvis de største bølgene komme fra spesielle sektorer fra det åpne hav, mens bølger skapt av fralandsvind statisk sett er små.

På en ankringslokalitet er det flere faktorer enn selve vindretningen, som kan påvirke bølgeretning og bølgehøyde. Kystformasjoner kan bidra til å dreie bølger eller dønninger i spesielle retninger. For eksempel vil en sørvest-storm i Atlanteren vest for Irland sette opp bølger fra sørvest. Disse bølgene kan deretter dreie som store havdønninger inn i Nordsjøen i en mer sørøstlig eller sørlig retning, når de passerer nordspissen av Skottland, dvs mellom Skottland og Shetland. Dersom det i tillegg setter inn med en ny storm i dette området, kan dette forsterke bølgehøyden.

I slike situasjoner kan den såkalte 100-årsbølgen oppstå. Værstatistikk kan angi hvilke sektorer denne bølgen med sannsynlighet kan komme fra. I dette tilfellet vil en ekstrembølge inne i Nordsjøen mest sannsynlig komme fra en sektor på ca 45° fra nord/nordvest. Sannsynligheten for at en slik ekstrembølge skal komme fra Norskekysten, fra England eller fra Danmark er i praksis lik null.

Tilsvarende observasjoner gjør man i Brasil, der de sterkeste vindene og 100 årsbølgen statistisk vil komme fra nordlig retning. Ved installasjon av produksjonsskip i Brasil tar en i økende grad hensyn til dominerende værretninger. Siden værforholdene utenfor Brasil ikke er så røffe som i Nord-Atlanteren vil en derfor kunne oppankre produksjonsskip med en fast orientering i gunstige retninger for å unngå de komplekse dreieskivene. Dermed kan en trekke de mange produksjonsstigerørene direkte opp på produksjonsskipet. Dette er spesielt ønskelig for de mange oljefeltene i Brasil med høyt trykk, voksholdig olje og med høyt innhold av CO2.

Produksjonsskip som må dreie med været hindrer i tillegg gode løsninger for kombinerte operasjoner med boring og produksjon, fordi disse samtidige operasjoner vil kreve med at fartøyet må låses i en retning i de tidsrommene hvor disse operasjonene foretaes.

Samtidige operasjoner med boring og produksjon er derfor til dags dato bare kjent på semisubs som er spredt forankret, eksemplevis på "Visund" og "Njord" - feltene i Nordsjøen. Semisubs for produksjon som er utformet etter kjente teknikker har imidlertid den ulempen at de ikke har oljelager. Dette betyr at all oljeproduksjon må eksporteres via rørledning, noe som kan bli kostbart dersom oljefeltet ligger i fjerne farvann langt fra andre installasjoner som kan ta imot oljen.

Det har også i patentskriv beskrevet forslag om å forankre et skip i en dreieskive, for deretter å bore utenfor dreieskiven, for eksempel fra en ende av skipet. På grunn av at skipet skal kunne dreie med været, vil en være avhengig av skipet holdes nøyaktig i posisjon når bore-eller brønnintervensjonsoperasjonene pågår. Dette problemet øker dersom brønnen er plassert ugusting i forhold til de sterkeste havmiljøkreftene. Regulariteten for å kunne foreta disse brønnoperasjonene kan dermed bli dårlig dersom en befinner seg i et værhardt område.

I patentsøknad NO970448 er det angitt et produksjonsskip som kombinerer boring og produksjon på et fartøy som kan dreie +/- 90°. Denne løsningen har imidlertid begrensninger fordi boringen foregår gjennom dreieskiven, noe som gjør inntrekking av produksjonsrør vanskelig.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe anordning som omfatter en flyter i form av en søylestabilisert struktur med flere søyler, der minst en av søylene utformes til å omfatte et lager for olje, eventuelt andre væsker, og som er direkte forankret i forankringsliner uten behov for å dreie med været, selv i de mest værharde strøk.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse at flyteren skal kunne ha bevegelsesrespons fra bølger i form av rull, stamp og hivbevegelser som er minst like god som tradisjonelle og kjente semisubs mens den er spredt forankret samtidig som den kan lagre produsert olje om bord.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen å kunne frembringe en søylestabilisert struktur for bruk til havs som har bedre skadestabilitet enn kjente semisubs, der skade på eller tap av en støttesøyle skal få begrensede konsekvenser og som kan rettes opp og repareres.

Det er også et formål med oppfinnelsen at flyteren med utgangspunkt i bevegelsesrespons skal kunne produsere olje med samme gode regularitet som vanlige produksjonsskip, men uten at den dreier med været.

Det er i tillegg et formål med oppfinnelsen at flyteren skal kunne forankres i de fleste kjente havstrøk, men vil være spesielt fordelaktig i sterkt værutsatte områder, for eksempel på Haltenbanken i Norge, der 100 års bølge er beregnet til å bli opp til opp til ca 40 meter fra kjente sektorer. Flyteren skal på samme måte utformes til å forankres i områder med ekstrembølger på over 35 meter, der bølgene kan komme fra flere, ubestemte retninger, slik som under sykloner(eng: hurricanes)i Mexicogulfen.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at en flyter ifølge oppfinnelsen skal kunne utformes og forankres slik at en med høy regularitet kan gjennomføre kombinerte bore-og produksjonsoperasjoner samtidig med oljelagring og oljelasting mens flyteren er spredt forankret.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at flyteren skal kunne utformes med en geometri som gjør at den lett kan bygges i tradisjonell skipsdokker og at en ved utrustning av dekket lett kan anvende utstyrsmoduler som plasseres ved siden av hverandre.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende krav 1. Ytterligere trekk ved den oppfinneriske anordningen er angitt i de uselvstendige krav.

Flyteren ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den består av flere søyler, der minst en av søylene utformes som en oljelagersøyle for helt eller delvis å kunne anvendes som væske- eller oljelager. Det ansees som fordelaktig at kun en av søylene utformes med tanke på oljelagring, og i den videre beskrivelse vil det i stor grad henvises til at kun en søyle brukes for dette formål, selv om oppfinnelsen også kan anvendes ved at flere søyler brukes som oljelager.

Det henvises også til at det er olje som lagres i oljelagersøylen, men oppfinnelsen er like anvendbar selv om oljelagersøylen brukes til kun lagring av sjøvann for å sikre nødvendig stabilitet.

En oljelagersøyle ifølge oppfinnelsen vil ha et vesentlig større vannlinjeareal enn de øvrige støttesøylene. Støttesøylene vil i hovedsak vil ha en styrke og oppdriftsfunksjon på tilsvarende måte som på tradisjonelle semisubs og disse støttesøylen vil ha et mer begrenset vannlinjeareal enn oljelagersøylen.

Flyteren ifølge oppfinnelsen skal på en sikker og forutsigbar måte kunne opereres med en dypgang som ligger innenfor ønskede maksimum og minimumsverdier noe som betyr at ballastkapasiteten til flyteren må være i stand til etter kjente teknikker å kunne kompensere vekten av varierende mengder av olje som til enhver tid lagres om bord.

Oljelagersøylen og tilhørende oljelagervolum vil ifølge oppfinnelsen bli plassert i den midtre del av flyteren. Tilsvarende vil mesteparten av ballastvannvolum som brukes til å kompensere for varierende oljemengder, som til enhver tid er i oljelageret, ifølge oppfinnelsen bli anordnet inne i aktive ballasttanker som plasseres mest mulig mot midten av flyteren.

På samme måte vil støttesøylene plassere i den ytre del av flyteren for å gi understøttelse til utstyrsdekket.

Med uttrykkene "midten av flyteren" eller "den midtre del av flyteren" menes i denne sammenheng det midtre området av en projeksjon av flyteren i horisontalplanet, noe som i de fleste tilfeller vil være svært nær den vertikale aksen til flyterens lettskipstyngdepunkt. Med uttrykket "ytre del av flyteren" menes på samme måte en plassering av støttesøylene i den perifere del av den samme projeksjon, slik at støttesøylene etter kjente teknikker fra tradisjonell semisubs kan understøtte dekket og fungere som oppdriftslegemer for flyteren med en beregnet avstand fra midten av flyteren.

Plassering av oljelagersøylen mot midten av flyteren er ifølge oppfinnelsen viktig fordi et semisub med oljelager vil ha et mindre samlet vannlinjeareal enn et tilsvarende produksjonsskip og konsekvensene av feiloperasjoner under fylling og tømming av olje- og ballasttankene vil opptre mye raskere enn på et produksjonsskip. Ved å plassere oljelageret og de kompenserende, aktive ballasttanker mot midten av flyteren, så vil sjansen for å skjevballastering og krengning av flyteren reduseres betydelig.

Av samme grunn er det viktig at flyteren ifølge oppfinnelsen har et tilstrekkelig vannlinjeareal, spesielt for oljelagersøylen, som gir tilfredsstillende operasjonelle tidsmarginer under fylling og tømming av olje- og ballasttankene.

Ved at samlet vannlinjeareal av oljelagersøylen og støttesøylene er høyere enn tradisjonelle semisubs, vil konsekvensene av eventuelle feil under fylling og tømming av olje- og ballast-tankene lettere kunne forhindres i forhold til at å bruke en eventuell tradisjonell semisub struktur for oljelagring. Dette skyldes at konsekvensene av eventuelle feiloperasjoner vil opptre saktere og innenfor tidsrom slik at en får bedre tid til å rette opp slike feil, eventuelt stoppe operasjonene i tide.

En av fordelene med oppfinnelsen der en kombinerer en stor oljelagersøyle mot midten og flere, mindre støttesøyler mot utkanten, vil dessuten være sterkt forbedret skadestabilitet, sammenliknet med tradisjonelle semisubs. En tradisjonell semisub bygget etter kjente teknikker vil som oftest ikke tåle en kollisjon mot en av de ytre søylene slik at søylen fylles med vann. Dette vil i mange tilfeller føre til semisuben krenger så mye at den i mange tilfeller vil havarere.

En søylestablisert flyter ifølge oppfinnelsen vil imidlertid kunne utformes til tåle totalt tap av en støttesøyle, fordi restoppdriften i oljelagersøylen og de øvrige støttesøylene vil kunne utformes til å gi nok stabilitet til å unngå totalt tap at enheten i et slikt ulykkestilfelle. I tillegg vil oljelagersøylen kunne utformes med doble skott mot sjø for å heve sikkerheten ytterligere.

Tradisjonelle semisubs er utformet for å gi gode bevegelser i tung sjø, spesielt for bevegelser som hiv, rull og stamping. Beregninger og tank tester viser at en flyter ifølge oppfinnelsen vil ha omtrent like gode bevegelsesegenskaper som semisubs til tross for at flyteren ifølge oppfinnelsen har vesentlig større vannlinjeareal, hovedsaklig som følge av en stor oljelagersøyle med stort vannlinjeareal. De gode bevegelsene skyldes at flyteren ifølge oppfinnelsen utformes med en stor horisontal bunnstruktur som gir tilleggsdemping som skyldes tilleggsmasseeffekter og ikke-lineære friksjonskrefter. I tillegg oppnås de samme type kanselleringseffekter mellom søylene og bunnstrukturen som er velkjent ved design av vanlige semisubs også.

Disse bevegelsesdempende effektene er forsterket ved at bunnsstrukturen nederst, og i mesteparten av dens omkrets, utformes med en horisontalt utad ragende boksstruktur som følge beregninger og bassengforsøk gir vesentlig tilleggsdemping, spesielt i rull og stamp, men også i hiv. Tilleggsdempingen fra denne boksstrukturen skyldes i hovedsak ikke-lineær demping og fungerer best når denne boksstrukturen plasseres på størst mulig dybde, der bølgepartikkelhastigheten er lavest.

Ved at en vesentlig del av flyterens oppdriftsvolum og

vannlinjeareal plasseres i midten av flyteren, vil en stå relativt fritt til å utforme resten av flyterens geometri. Det oppstår på denne måten en stor fordel ved at flyteren kan utformes til å passe effektiv bygging i internasjonale byggedokker. Dette vil kunne gi en bredde på opptil 50-65 meter på flyteren, samtidig som en står friere med tanke

på flyterens lengde. De fleste store tørrdokker i verden vil passe en flyter med en lengde opp mot 2 00 meter.

Bunnstrukturen kan utformes til å gi et tilleggslager for olje utover det som utformes inne i oljelagersøylen. Det er da en fordel at også denne del av oljelageret befinner seg mot midten av bunnstrukturen for å kunne integreres mot det oljelageret som befinner seg i oljelagersøylen, slik at effekten av eventuelle feiloperasjoner blir redusert til et minimum. Volumet på bunnstrukturen kan varieres, avhengig av blant annet behov for størrelse på oljelager. En typisk høyde på bunnstrukturen vil være på fra ca 15 meter til ca 40 meter, noe som vil kunne gi en oljelagerkapasitet fra ca 350.000 fat til ca 800.000 fat på flyteren

Tilhørende aktive ballasttanker som skal kompensere for varierende oljelagerfylling bør også befinne seg så nært midten av flyteren som mulig for å redusere konsekvensene av eventuelle feiloperasjoner.

Den ytre del i horisontalplanet av flyteren består av de ytre ballasttankene i bunnstrukturen og støttesøylene. Disse ytre volum bør ifølge oppfinnelsen i størst mulig grad brukes som sekundære ballasttanker og oppdriftsvolum, som opereres tilnærmet uavhengig av de aktive ballasttankene mot midten av flyteren, og dermed tilnærmet uavhengig av laste- og losseoperasjonene for olje. Det mest fordelaktige er at disse ytre ballasttankene ikke er i bruk i det hele tatt under operasjon av flyteren og når oljemengden om bord varierer, nærmest som permanente ballast og oppdriftstanker. Disse ytre ballasttankene bør dermed ha redusert fylle- og pumpekapasitet for å redusere konsekvensene av eventuelle feiloperasjoner.

Bunnstrukturen kan utformes på flere måter, avhengig av behov og transportmetode. Dersom bunnstrukturen delvis skal være tørr under tauning, og den skal taues et kort sted til installasjonsstedet, vil en kunne se bort fra sjømotstand og transporttid, og dermed kunne anvende rette stålplater i byggingen. Dersom det er en lang taueavstand, for eksempel fra et asiatisk verft og til Europa, så kan det være gunstig å utforme bunnstrukturen med tanke på redusert transittmotstand i sjø, for eksempel med avrundede partier etter kjente teknikker.

Flyteren ifølge oppfinnelsen vil utformes med et dekk hvorpå det kan plasseres boligkvarter, prosessmoduler, kraftgenerering og annet utstyr som er nødvendig for flyterens operative funksjon. Ved å kunne tilby et større dekksareal som er understøtte av flere søyler, vil en kunne basere utrustning av dekket på installasjon av moduler, noe som er mer kostnadseffektivt og gir hurtigere bygging og ferdigstilling av flyteren.

Flyteren vil være spredt forankret etter kjente prinsipper, der forankringsløsning vil være avhengig av vanndyp, havmiljø, størrelse og utforming på flyteren. Dette vil eksempelvis på ca 1000 meter vanndyp på Haltenbanken bety i størrelsesorden 4-5 liner i hvert hjørne på flyteren. På dypt vann ansees det fordelaktig å bruke kjente teknikker for stramme forankringsliner i kunststoff, så som polyetylen, kevlar, etc. Ved plasseringen av forankringslinene vil det kunne være operasjonelt være gunstig å ta hensyn til dominerende retninger for havmiljøkreftene, slik at en i noen grad tar hensyn til en avlang, for eksempel rektangulær, utforming av flyteren.

På samme måte vil stigrør trekkes inn til flyteren etter kjente teknikker, enten på utsiden av flyteren, eller gjennom dedikerte åpninger (eng: "moon pools") i bunnstrukturen og dekket. Beregninger og bassengforsøk har dessuten vist at moon pools i bunnstrukturen vil i tillegg være fordelaktig for bevegelsene til flyteren, ved at i særdeleshet hivbevegelsene vil dempes ytterligere. Dette skyldes i første rekke ikke-lineære viskøse effekter, men trykkutjevning over og under flyteren gir et positiv bidra til denne dempingen.

Beregninger har vist at flyteren ifølge oppfinnelsen har svært gode bevegelsesegenskaper selv i værharde strøk. Flyteren vil ha gode nok bevegelsesegenskaper til å kunne anvendes i kombinasjon med stigrør i stål på dypt vann (eng: Steel Catenary Risers = SCR). Typiske stigerør i stål skal ha bevegelser i vannlinjen som typisk ikke overstiger en akselerasjon på 2,5 m/s2 og skal i tillegg ikke ha en maksimum enkel amplitude som overstiger på 10,2 meter vertikalt.

En annen fordel med at flyteren har gode

bevegelsesegenskaper vil være at den kan oppankres på grunt vann og broforbindes til en bunnfast brønnehodeplattform. Dette er kjent fra Veslefrikk-feltet i Nordsjøen der en konvensjonell semisub er anvendt. En flyter ifølge oppfinnelsen vil ha like gode bevegelsesegenskaper, men en vil i tillegg kunne tilby oljelager, noe som er fordelaktig dersom det skal produseres tungolje eller voksholdig olje slik at denne

kan overføres direkte til flyteren uten å gå gjennom lange havbunnsledninger ut til et fjerntliggende produksjonsskip med dreieskive. Oljelager om bord ved denne type løsninger er dessuten fordelaktig dersom oljefeltet ligger langt

unna oppkoblingspunkter for transportledninger for olje.

Det er i den beskrivelsen antatt at flyteren ifølge oppfinnelsen utformes i stål, men andre materialer, som betong, kan også anvendes.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser et vertikalsnitt av en flyter ifølge oppfinnelsen Figur 2 viser horisontalsnitt gjennom flyterens bunnstruktur som viser mulig prinsipp for lagring av olje, ballastvann eller andre væsker i bunnstrukturen Figur 3 viser en perspektivskisse av en flyter ifølge oppfinnelsen med en oljelagersøyle som i horisontalplanet er tilnærmet kvadratisk eller rektangulært og med en bunnstruktur som også er tilnærmet rektangulært. Figur 4 viser en perspektivskisse av flyter ifølge oppfinnelsen med en oljelagersøyle som i horisontalplanet er tilnærmet sirkulært og med en bunnstruktur som er tilnærmet elliptisk.

Like deler av de tegnede detaljer er gitt samme hen-visningstall på de ulike figurer.

Innledningsvis vises det til figurene 1 og 2 der flyteren 1 er vist utformet med en oljelagersøyle 5, et antall støttesøyler 4 som binder sammen bunnstrukturen 6 og utstyrsdekket 8 som befinner seg over vannflaten 9. Oljelagersøylen 5 er plassert i den midtre del flyteren 1, som sammen med den midtre del av bunnstrukturen 6 består av et antall oljelagertanker 2

Deler av oljelagersøylen 5 og deler av den midtre del av bunnstrukturen 6 består også av et antall aktive ballasttanker 10 i nærheten av oljelagersøylen 5. Væskevolumet, i form av sjøvann, inne i de de aktive ballasttankene 10 skal etter kjente teknikker primært anvendes for å kompensere flyterens dypgang og flytevinkel, under operasjonene der en øker eller reduserer fyllingsgrad av oljetankene 2, slik at flyteren 1 til enhver tid holder seg innenfor de dypgangsmarginer som er beregnet for flyteren 1.

Ved å plassere de aktive ballasttankene 10 mot midten av flyteren 1 vil konsekvensene av eventuelle feiloperasjoner av ballastsystemet i mindre grad få flyteren 1 til å krenge. Det samlete vannlinjearealet for alle søylene må være tilstrekkelig til en har tilstrekkelig tid til å rette opp negative konsekvenser av eventuelle feiloperasjoner av disse systemene.

Et antall ytre ballasttanker 3 er plassert i den ytre del av flyterens 1 bunnfundament 6, for bruk til generell trimming og justering av dypgang av flyteren, stort sett uavhengig av den mengde olje som til enhver tid er lagret ombord. Det ansees fordelaktig at ytre ballasttankene 3 er anordnet for i hovedsak å være driftsmessig uavhengig av mengde olje lagret om bord.

Av sikkerhetshensyn vil det være gunstig at volumet under støttesøylene 4 er fritt for hydrokarboner, ved at støttesøylene kun grenser mot eksplosjonssikre ballasttanker eller tomme, gassfrie oppdriftstanker.

De aktive ballasttankene 10 kan med fordel utformes til å omkranse omkranser oljelagertankene 2 i hele sin høyde. Disse ballasttankene 10 vil kunne funksjonere som en dobbelhud mot sjø, anordnet etter samme kjente prinsipper som på tankskip, noe som vil redusere konsekvensene ved eventuelle kollisjoner eller lekkasjer.

De aktive ballasttankene 10 kan også med fordel også anordnes under oljelagertankene 2, slik at disse tankene 10 etter kjente prinsipper fra tankskip danner en dobbelbunn i bunnstrukturen 6.

Volumet av de aktive ballasttankene 10 må ha tilstrekkelig volum til å kompensere for den mengden av væske, fortrinnsvis olje, som til enhver tid er til stede i oljelagertankene 2, slik at flyteren 1 til enhver tid har så dypgang som ligger innenfor de ønskede variasjoner. Variasjonsområdet i dypgang kan være på flere meter, f.eks 7 meter, men det er viktig at dekket 8 til enhver tid har nok fri høyde slik at bølger ikke slår opp i dekket 8.

Figurene 1-4 viser en oljelagersøyle 5, men oljetankene 2 kan også anordnes i flere oljelagersøyler 5, men oppfinnelsen forutsetter i så fall at disse oljelagersøylene 5 befinner seg mot midten av flyteren 1 og har et tilfredsstillende samlet vannlinjeareal som gir nødvendig reaksjonstid til å forhindre negative konsekvenser ved eventuelle feiloperasjoner av oljelager eller ballastsystemer.

Dersom flyteren 1 skal installeres i spesielt værharde områder ansees det å være spesielt styrkemessig gunstig å ha et lengde/bredde forhold på bunnstrukturen 6 som ikke overstiger 3/1. En eksempel på en gunstig geometri bunnstrukturen 6 vil eksempelvis være ca 50 meter bredde og 150 meter lengde, noe som vil gi en et L/B forhold på 3,0 og et totalareal på 7500 m<2>. Det er imidlertid full mulig å variere rundt disse størrelser, men det er en fordel at flyteren 1 er godt tilpasset bygging på et verft, samtidig som L/B-forholdet ikke blir for stort for å unngå vesentlige defleksjoner av strukturen i værharde perioder.

01jelagertanken 5 vil i dette eksempelet kunne ha en gunstig størrelse med et vannlinjeareal på 2500 m<2>basert på en tilnærmet kvadratisk ytre utforming på 50 x 50

meter. Med fire støttesøyler 4, plassert ett i hvert hjørne på den ytre del av denne flyteren 1, kan hver støttesøyle eksempelvis ha et vannlinjeareal 10 x 10 meter = 100 m<2>. Dette vil gi et samlet vannlinjeareal være 2 900 m2 (2500 + 4x100) .

Med en antatt høyde på bunnstrukturen på 20 meter, og total dypgang på flyteren på 40 meter og en dekksvekt på 12.000 tonn, så viser beregninger knyttet til dette eksempelet at tap av en hjørnesøyle 4, som følge av kollisjon, vil medføre en skadekrengning på mindre enn 10°, noe som gjøre at flyteren 1 kan taues til land for reparasj on.

For å ytterligere å forbedre bevegelsenene på flyteren 1, så har beregninger vist at dette oppnåes med å anordne en bokskonstruksjon 7 som løper fortrinnsvis kontinuerlig i horisontalplanet rundt hele bunnstrukturens nedre del. Bokskonstruksjonen 7 rager utad fra bunnstrukturen 6 og vil typisk kunne ha en areal i et vertikalsnitt på ca 3x2 meter eller 3x3 meter i vertikalsnitt for å gi de ønskede dempeeffekter. Boksstrukturen vil fortrinnsvis ha et tilnærmet kvadratisk vertikalsnitt, men beregninger vise at et trekantet vertikalsnitt fungerer godt for noe kortere bølgelengder.

Flyterens bevegelser, spesielt i hiv, vil reduseres ytterligere dersom bunnstrukturen 6 utformes med et antall vertikale åpninger 11 (eng: moon pools") i området mellom søylene 4,5. Størrelsen på disse vertikale åpninger vil typisk være 100 - 200 m2, avhengig av bunnfundamentets størrelse og i hvilken grad denne demping er ønsket. Det ansees fordelaktig at disse vertikale åpningene plasseres noenlunde symmetrisk rundt bunnstrukturens midtparti.

Den foreliggende oppfinnelse vil gi øket sikkerhet sammenliknet med tradisjonelle semisubs fordi oljelagersøylen 5 plassert i midten av flyteren vil utgjøre en stor andel av oppdriften og vannlinjearealet, der flyteren 1 utformes slik at tap av en støttesøyle 4 på grunn av eksempelvis kollisjon, ikke vil få katastrofale konsekvenser. En væskefylt eller tapt støttesøyle vil ifølge oppfinnelsen kunne utgjøre en svært begrenset del av vannlinjearealet og oppdriften.

For å bedre sikkerheten mot tap av hjørnesøyle som følge av eksplosjoner om bord, vil det være fordelaktig at støttesøylene 4 grenser mot ytre ballasttanker 3 som ikke er utformet til å lagre hydrokarboner i form olje- eller gass som er produsert om bord på flyteren 1.

Oljelagertanken 5 vil i en typisk utforming kunne ha et vannlinjeareal på 2500 m2 basert på en tilnærmet kvadratisk ytre utforming på 50 x 50 meter. Med fire støttesøyler 4, plassert ett i hvert hjørne på den ytre del av denne flyteren 1, og der hver støttesøyle 4 eksempelvis har et utforming på 10 x 10 meter = 100 m<2>vannlinjeareal, så vil samlet vannlinjeareal være 2900 m<2>(2500 + 4x100). Med en høyde på bunnstrukturen 6 på 20 meter, og total dypgang på flyteren 1 på 40 meter, så viser beregninger for dette eksempelet at tap av en hjørnesøyle 4, som følge av kollisjon, vil medføre en skadekrengning på mindre enn 10°, noe som gjøre at flyteren kan taues til land for reparasjon.

Det ansees gunstig at forholdet mellom vannlinjearealene på oljelagersøylen 5 og de enkelte støttesøylene er på minst 20/1 i værharde strøk. I mildere strøk kan dette forholdet økes ytterligere, gjerne opp mot 40/1 dersom dette skulle være ønskelig. Dette store forholdet mellom vannlinjearealene vil bidra til å sikre sikre operasjoner losse og laste operasjoner lagret olje om bord i flyteren 1, og samtidig sikre at flyteren 1 har god skadestabilitet i tilfelle skade på en av støttesøylene 4.

En fortrukket utforming av flyteren 1 ifølge oppfinnelsen vil være en stor oljelagersøyle 1 i kombinasjon med 4 støttesøyler.

I roligere farvann kan oljelagersøylens 5 vannlinjeareal økes ytterligere enn det som eksempelet over viser, gjerne opp mot 5-8000 m2. Samtidig kan det gies en mer kvadratisk eller sirkulær utforming av flyteren 1 og antall støttesøyler 4 kan økes, for eksempel til 6 eller 8 søyler.

Et øket antall støttesøyler 4 vil forøvrig redusere konsekvensene ytterligere dersom et uhell skal oppstå med påfølgende tap av støttesøyle 4.

Flyterens søyler 4,5 kan ha forskjellige dimensjoner og fasonger. Figur 3 viser flyteren 1 med en oljelagersøyle 5 som er tilnærmet kvadratisk, mens figur 4 viser en sylindrisk utgave oljelagersøylen. Det er en foretrukken utførelse av oppfinnelsen at søylene er vertikale eller tilnærmet vertikale, men det er også mulig at et antall av søylene 4,5 er anordnet i en annen vinkel i forhold til horisontalplanet enn den vertikale retningen som er angitt på skissen for søylene 4,5. Søylene 4,5 kan også anta en konisk fasong dersom dette er hensiktsmessig.

Støttesøylene 4,5 kan kombineres etter kjente teknikker kombineres med ikke viste skråstag som vil avstive hele konstruksj onen.

Det er i patentteksten over vist til lagring av olje eller andre væsker i oljelagersøylen 5. Oppfinnelsen er like fullt anvendbar dersom oljelagersøylen 5 fylles opp med sjøvann i stedet.

Oppfinnelsen forutsetter også at flyteren 1 er forankret etter kjente teknikker til havbunnen med ikke viste ankerliner der ankerlinene kan bestå av kjetting, wire eller lette materialer som kunstfiber, eksempelvis polyester eller polyetylen.

Oljen som produseres om bord i flyteren 1 vil kunne overføres til tankskip etter kjente teknikker ved hjelp av ikke viste lastesystemer.

Flyteren 1 ifølge oppfinnelsen kan fortrinnsvis bygges i stål eller betong eller som en kombinasjon av disse materialer.

Claims (10)

1. Anordning for en søylestabiliseret flyter 1 omfattende et antall søyler 4,5 som binder sammen en bunnstruktur 6 og et utstyrsdekk 8 som befinner seg over vannflaten 9 karakterisert ved at flyteren 1 omfatter minst en oljelagersøyle 5 som er plassert i den midtre del av flyteren 1 for lagring av olje eller andre væsker, og at flyteren 1 omfatter et antall støttesøyler 4 som er plassert i den ytre del av flyteren 1, og at deler av den midtre del av flyteren 1 består av et antall aktive ballasttanker 10, og at den ytre del av flyterens 1 bunnstruktur 6 er anordnet med et antall ytre ballasttanker 3.

2. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat et antall oljelagertanker 2 er plassert inne i flyterens 1 oljelagertank 5 og i den midtre del av flyterens 1 bunnstruktur 6.

3. Anordning i samsvar med krav 1 og 2,karakterisert vedat de aktive ballasttankene 10 har et samlet volum og pumpekapasitet som er tilstrekkelig for sikre flyterens 1 ønskede dypgang ved varierende oljemengder i oljelagertankene 2.

4. Anordning i samsvar med krav 1-3,karakterisert vedat en andel de aktive ballasttankene 10 er plassert rundt oljelagertankene 2 for å danne en dobbel barriere mot sjø.

5. Anordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat de ytre ballasttankene 3 er anordnet for i hovedsak å være driftsmessig uavhengig av mengde olje lagret om bord.

6. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat støttesøylene 4 grenser mot ytre ballasttanker 3 som ikke er utformet til å lagre hydrokarboner i form olje- eller gass som er produsert om bord på flyteren 1.

7 Anordning i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat en boksstruktur 7 anordnes i horisontalplanet rundt bunnstrukturens 6 nedre del, fortrinnsvis i hele dens omkrets.

8. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat bunnstrukturen 6 utformes med et antall vertikale åpninger 11 (eng: moon pools") i området mellom søylene 4,5.

9. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat forholdet mellom vannlinjearealene på oljelagersøylen 5 og de enkelt støttesøylene 4 er på anslagsvis 20/1 og opp til 40/1

10. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat flyterens 1 bunnstruktur har et fortrukket lengde/breddeforhold på mellom 2/1 og 3/1.