NO20140844A1 - Modulariserte havbunnstrukturer - Google Patents

Description

MODULARISERT HAVBUNNSKONSTRUKSJON

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse vedrører undervannskonstruksjoner for petroleumsindustrien. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen modulariserte havbunnskonstruksjoner.

Bakgrunn for oppfinnelsen og teknikkens stand

En undervannsramme er en stor stålkonstruksjon som brukes som et fundament for forskjellig undervannsutstyr så som brønn- og undervannstrær, manifolder, utstyr for prosessering og trykkforsterkning. Den typiske utformingen er stor stålkonstruksjon med en integrert beskyttelsesstruktur som dekker rammen og alt utstyret på rammen, for beskyttelse mot fiskeriaktiviteter så som tråling.

Undervanns petroleumsindustrien står nå overfor to alternativer ved bygging av systemer med mer funksjonalitet på havbunnen; enten store undervannskonstruksjoner eller økt antall komplekse/utfordrende forbindelser mellom de forskjellige konstruksjonene.

Undervannskonstruksjoner kan blir meget store dersom forskjellige typer utstyr og undersystemer som utgjør en del av et fullstendig system, som kompresjonsrekkene levert for Åsgard undervanns kompresjonssystem-prosjektet levert av Aker Solutions. Dette er spesielt tilfellet dersom systemet skulle bli modifisert eller utvidet etter den innledende installasjonen. Hensyntagen til alle potensielle fremtidige krav og muligheter for utstyr og sub-systemer, resulterer i en meget stor og komplisert struktur. Dersom det i det hele tatt er hensiktsmessig. Slike store undervannskonstruksjoner gjør det vanskelig å designe for ROV-tilgang og krever et tungløftfartøy for installasjon og fjerning.

Noen eksempler på mer eller mindre relatert teknologi kan finnes i patentpublikasjonene US 5025865, US 4194857, US 4120362, US 5040607, US 6409430, US 4554883 og US 8226326. Ingen av disse publikasjonene beskriver modulariserte undervannskonstruksjoner med rammer som er forbundet med brokonstruksjoner som gir en enkel tilkobling av kraft og signaler og tilgangen for ROVer (Fjernopererte fartøy).

Oppsummering av oppfinnelsen

Oppfinnelsen tilveiebringer en modularisert havbunnskonstruksjon som er kjennetegnet ved at konstruksjonen innbefatter flere rammer og broelementer; hvor et broelement har blitt anordnet mellom nærliggende rammer og sammenkobler naborammer; hvilke broelementer innbefatter konnektorer for enkel tilkobling av kraft og signaler mellom utstyr anordnet på rammene og broelementene har dimensjoner som er tilpasset for adgang for ROVer.

Fortrinnsvis innbefatter broelementene strukturelt beskyttede ledninger med eller for anordning av en eller flere av: kabler, rør, rørledninger, spoler, koblinger, og andre gjenstander, og innbefatter konnektorer som danner grensesnitt med rammene. Fortrinnsvis er ledningene beskyttet med en eller flere av: fagverkskonstruksjon, et ytre rør, eller annen konstruksjon som er glattbygget slik at ROV-linen eller andre slanger eller kontrollkabler ikke vil vikle seg inn når en ROV passerer over broen mellom rammemodulene.

Konnektorene er fortrinnsvis en eller begge av: ROV-tilkoblbare konnektorer og konnektorer som er integrert i separate føringsstolper, konnektorer integrert i føringsstolpene som også brukes for å sammenkoble broelementet med rammen, konnektorer integrert i separate føringsstolpetrakter og konnektorer integrert i føringsstolpetrakter som også bruks for tilkobling av broelementet med rammen. For de kombinerte broelement føringsstolper/trakter og konnektorer, kan installasjon og dannelse av tilkoblingene gjøres i et enkelt trinn, hvilket medfører en forenkling.

Fortrinnsvis er konnektorene for kontroll og kommunikasjon en eller flere av: en spesifikk konnektor koblet til en spesifikk kommunikasjonsbuss, en standardisert konnektor koblet til en felles kommunikasjonsbuss til hvilken utstyret kobles i parallell med hvor hvert utstyr har en spesifikk adresse. En standardisert felles busskonnektor reduserer antallet kabler og konnektorer for kommunikasjon og kontroll. Fra for eksempel 10 kabler og 20 konnektorer til et minimum på en enkelt kabel med en enkelt konnektor i hver ene for hvert broelement.

Konnektorer for kraft er fortrinnsvis en eller flere av: en spesifikk konnektor koblet til en spesifikk elektrisk, hydraulisk eller elektrohydrauliske kraftkilde eller kraftarrangement, en standardisert elektrisk, hydraulisk eller elektrohydraulisk konnektor koblet til en felles krafttilførsel eller kraftarrangement.

Broelementet innbefatter fortrinnsvis en i hovedsak flat fagverkskonstruksjon, en eller flere tverrgående anordnede ledninger for kabler og rør beskyttet mot sammenfiltring med ROV-kabelen ved å ha en glatt ytre konstruksjon, eventuelt integrerte konnektorer i føringsstolper eller trakter, og føringsstolper, trakter eller annen konstruksjon for tilkobling av broelementet mellom rammer. Brokonstruksjonen kan alternativt være en plate eller gitterstruktur eller lignende, eventuelt i en ytre ramme. Broen innbefatter løfteører og andre konstruksjoner som er nødvendig for håndtering under installasjon og opphenting.

Broelementet har en lengdedimensjon som er anpasset til spesifikk rammedimensjon eller en standard rammedimensjon eller en fraksjon derav, og bredde anpasset til å muliggjøre tilgang for ROVer for installasjon, vedlikehold, utbytting eller opphentingsoppgaver. I det minste bredden er tilstrekkelig til at ROVer kan bevege seg frem og tilbake og broelementene og mellom rammen, men mest foretrukket tilstrekkelig bredde til a ROVer kan snu, slik at dimensjonen (lengde x bredde) er f.eks. 6x2m,6x3m,8x2m,8x3m, 10x 3 m eller 10x4 m (?).

Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen, i et område mellom fire rammer og broelementer, innbefatter fortrinnsvis et området som er tilstrekkelig stort til at en ROV kan snu. Dette området er minst så stort som fotavtrykket til ROVen som brukes eller i det minste så stort i diameter eller korteste diagonal som den største dimensjonen til ROVen som skal brukes, f.eks. 3 m eller 4 m.

Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen kan innbefatte ytterligere trekk eller trinn som her er beskrevet eller vist, i enhver operativ kombinasjon, og hver slik kombinasjon er en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Figurer

Oppfinnelsen er vist med to figurer, nemlig

Figur 1 viser en utførelsesform av en konstruksjon i henhold til oppfinnelsen, innbefattende trekk eller trinn som foretas for installasjon, og Figur 2 viser en tidligere kjent undervanns rammekonstruksjon, ikke i henhold til oppfinnelsen, side ved side med en modularisert undervanns rammekonstruksjon i henhold til oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

Som det er klart for en fagmann, tilveiebringer oppfinnelsen en modularisert konstruksjonsløsning på havbunnen, f.eks.: flere rammekonstruksjoner i et undervanns prosessystem, f.eks. en undervanns fabrikk, eller ethvert annet undervanns prosessystem, som kan være utvidet og utformet med forskjellig utstyr og systemer som er delt i noen få eller flere rammekonstruksjoner.

Konstruksjonene er broforbundet eller hengslet sammen (andre beskrivende ord kan være; sammenlenket, sammenkoblet eller tilkoblet) mekanisk med broelementer (2), heretter også betegnet som «bro(er)», som kan understøtte kabler, rør, ledninger, spoler, koblingsrør, utstyr og andre deler for å utvide og tilkoble systemer kraft, kontroll og prosessgrensesnitt.

Ved å ha broelementer i henhold til oppfinnelsen, er det mulig å unngå store konstruksjoner og håndtere de komplekse/utfordrende grensesnittene mellom separate konstruksjoner. Få eller flere konstruksjoner kan brukes for å begrense størrelsen til hver undervannskonstruksjon, mens «broene» gir støtte eller beskyttelse for forbindelsene mellom konstruksjonene.

«Broene» mellom konstruksjonene kan også brukes for tilkoblinger og landing av utstyr. Kabler og rør kan være formontert på en kabelgate og plassert på «broen» før tilkoblingene gjøres. For de mest foretrukne utførelsesformene er kabler, slanger og konnektorer preinstallert og tilkobling og installasjon av broelementene kan utføres i et enkelt trinn.

Forbedret ROV tilgang og redusert sannsynlighet for kabelsammenfiltring utgjør en betydelig fordel sammenlignet de nåværende to alternative planløsningene.

«broer» kan være enkle å installere med begrensede krav til installasjonstoleranser. Installasjon gjøres uten føringsliner eller ved bruk av føringsstolper og føringsliner som eksemplifisert i figur 1. Installasjon som beskrevet i figur 1 viser at konstruksjonene blir installert først, før «broene» deretter blir installert. Med denne metoden, kan broelementene fremstilles/modifiseres på grunnlag av virkelige målinger av de installerte konstruksjonene.

«Bro»-løsningen er hensiktsmessig sammenlignet med separate mellomkonstruksjoner som vil kreve sine egne fundamentkonstruksjoner 6.

Låsing av «broen» til konstruksjonene kan gjøres med bolter, magneter, føringskonstruksjoner eller andre innretninger for ytterligere festing om nødvendig.

Noen fordeler med foreliggende oppfinnelse er:

- Intet eller redusert behov for tungløftefartøy under installasjon, intervensjon og fjerning. - Enklere tilkobling av de nødvendige grenseflatene mellom konstruksjonene og utstyr, kortere installasjonstid.

- Beskyttelse av kabler og rør mellom konstruksjonene.

- Bedre ROV tilgang og mindre fare for sammenfiltring av ROV kabel.

- Mer fleksibilitet for modifikasjoner og senere utvidelser.

- Redusert behov for å tilpasse fremtidige modifikasjoner eller utvidelser i tidligere prosjektfaser.

- Midlertidig lagringsområde for komponenter som ROC utstyr.

- Redusert antall kabler, slanger og konnektorer.

Broelementene 2 er universal undervanns «broer» mellom undervanns konstruksjoner. Disse «broene» gir støtte og beskyttelse av de nødvendige grenseflatene mellom forskjellige konstruksjonene og et midlertidig lagringsområde uten å tilføre ytterligere fundamenteringskonstruksjoner. Broelementene kan ha oppdrift for å gi negativ nedsenket oppdrift i størrelsesorden -50 til -100 kg slik at ROVer enkelt kan hjelpe til ved installasjon av broelementene. Figur 1 viser en utførelsesform av en konstruksjon i henhold til oppfinnelsen, innbefattende rammer eller rammemoduler 1 med broelementer 2 mellom rammene, som vist sett ovenfra til venstre. Til høyre, sett fra siden, er det vist noen typiske trinn og trekk under installasjonen, innbefattende et fartøy på sjøen for installasjon, rammemoduler 1, et broelement 2, føringsliner 4, føringsstolper 5 og fundamentkonstruksjon 6, så som pæler eller sugefundamenter eller vektfundamenter. Figur 2 viser, til venstre, en tidligere kjent undervanns rammekonstruksjon, ikke i henhold til oppfinnelsen, side ved side med en modularisert undervanns rammekonstruksjon i henhold til oppfinnelsen, begge sett ovenfra. Prosess og trykkforsterkningsevnen er lik for de to konstruksjonene. Det største enkelte løftet med en konstruksjon i henhold til oppfinnelsen er 500 metriske tonn. Med den tidligere kjente strukturen er det største enkelte løftete 1800 metriske tonn. Det midtre området i konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen er større, tilstrekkelig stort til at en ROV lett kan snu.

Den modulariserte undervannskonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen innbefatter fortrinnsvis modularisert overbygg for beskyttelse mot fiskeriaktiviteter, men modulariseringen er lik og for samme incentiver som beskrevet for den modulariserte undervannskonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen.

Claims (9)

1. Modularisert undervannskonstruksjon,karakterisertv e d at konstruksjonen innbefatter flere rammer og broelementer; idet et broelement har blitt anordnet mellom naborammer, sammenkobler naborammer; broelementgene innbefatter konnektorer for enkelt tilkobling av kraft og signaler mellom utstyr anordnet på rammene og broelementene har dimensjoner anpasset for å tilveiebringe tilgang for ROVer.

2. Konstruksjon i henhold til krav 1, hvor broelementene innbefatter strukturelt beskyttede ledninger med en eller flere av; kabler, rør, ledninger, spoler, forbindelsesrør; og innbefatter konnektorer som forbinder rammene.

3. Konstruksjon i henhold til krav 2, hvor ledningene er beskyttet med en eller flere av: fagverkskonstruksjon, et ytre rør.

4. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 -3, hvor konnektorene er en eller flere av: ROV-tilkoblbare konnektorer og konnektorer integrert i separate føringsstolper, konnektorer integrert i føringsstolper som også brukes for tilkobling av broelementet til rammen, konnektorer integrert i separate føringsstolpetrakter og konnektorer integrert i føringsstolpetrakter som også brukes for sammenkobling av broelementet med rammen.

5. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 -4, hvor konnektorene for kontroll og kommunikasjon er en eller flere av: en spesifikk konnektor koblet til en spesifikk kommunikasjonsbuss, en standardisert konnektor koblet til en felles kommunikasjonsbuss til hvilken utstyr kan kobles i parallell med hvert utstyr har en spesifikk adresse.

6. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 -5, hvor konnektorene for kraft er en eller flere av» en spesifikk konnektor koblet til en spesifikk elektrisk, hydraulisk eller elektrohydraulisk krafttilførsel eller kraftarrangement, en standardisert elektrisk, hydraulisk eller elektrohydraulisk konnektor koblet til en felles krafttilførsel eller kraftarrangement kommunikasjonsbuss til hvilken utstyr kan kobles i parallell men hvert utstyr har en spesifikk adresse.

7. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 -6, hvor broelementet innbefatter en i det vesentligste flat fagverkskonstruksjon, en eller flere tverrgående anordnede ledninger for kabler og rør beskyttet mot sammenfiltring med ROV kabel ved å ha en glatt ytre struktur, eventuelt integrerte konnektorer i føringsstolper eller trakter, og føringsstolper, trakter eller en annen konstruksjon for tilkobling av broelementet mellom rammer.

8. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 -7, hvor broelementet har en lengdedimensjon anpasset til spesifikk rammedimensjon eller en standard rammedimensjon, og bredde tilpasset til å gi tilgang for ROVer for installasjon, vedlikehold, utbytting eller fjerning, i det minste bredde tilstrekkelig til at ROVer kan snu, slik at dimensjonen (lengde x bredde) er for eksempel 6 x 2m, 6x3 m, 8x2 m, 8x3 m, 10x3m (?).

9. Konstruksjon i henhold til hvilke som helst av kravene 1 - 8, hvor konstruksjonen, i et område mellom fire rammer og broelementer, innbefatter et område som er tilstrekkelig stort til at en ROV kan snu, hvilket område er i det minste så stort som fotavtrykket til ROVen som skal brukes eller i det minste så stort i diameter eller korteste diagonal som den største dimensjonen til ROVen som skal brukes, f.eks. 3 m eller 4 m.