NO20141099A1 - System for forankring av et produksjonsfartøy - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer et system for forankring av et flytende produksjonsfartøy omfattende to eller flere bøyer forankret til havbunnen, som også er koblet direkte til det flytende produksjonsfartøyet; og ett eller flere stigerør som er koblet til minst en av bøyene som også er koblet til ett eller flere undervannsbrønnhoder eller manifolder hvor bøyene ikke er koblet til det flytende fartøy ved et svivel- og dreiesystemet.

Description

Område for oppfinnelsen

Denne oppfinnelsen vedrører et system og en fremgangsmåte for forankring av et produksjonsfartøy omfattende to eller flere bøyer.

Bakgrunn

Flytende produksjonsfartøy er ofte brukt for å fange inn olje og gass produsert fra dypvannsproduksjonsbrønner. Stigerør brukes til å føre olje og gass fra det undersjøiske brønnhodet til det flytende produksjonsfartøy et. Fartøyene er typisk forankret på plass for å hindre for mye bevegelse, mens det flytende produksjons-fartøyet er koblet til stigerørene.

Flytende produksjonsfartøy er er vanligvis koblet til stigerørene ved hjelp av et svivel-og dreiesystem for å tillate at fartøyet snur etter været rundt stigerørene for å holdes på linje med rådende vær. Disse svivel- og dreiesystemer er kompliserte og kostbare, spesielt når de brukes ved høye trykk- og/eller høye temperaturbetingelser. De krever også intensive vedlikeholdsprogrammer. I syklon- eller isfjellutsatte miljøer er disse dreieskiver vanligvis utkoblbare, som tilføres deres kompleksitet.

Det ville være fordelaktig å tilveiebringe et løsbart system for forankring av et flytende produksjonsfartøy på et brønnsted på en mindre komplisert måte og som samtidig gir kobling med stigerørene, og fører olje og gass til det flytende produksjonsfartøy et.

Sammendrag av oppfinnelsen

Oppfinnelsen tilveiebringer et system for forankring av et flytende produksjonsfartøy omfattende: a) to eller flere bøyer forankret til havbunnen, som også er koblet direkte til det flytende produksjonsfartøy et; og b) ett eller flere stigerør som er koblet til minst en av bøyene som også er koblet til ett eller flere undervannsbrønnhoder eller manifolder hvor bøyene ikke er koblet til det flytende fartøy ved et svivel- og dreiesystem.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en fremgangsmåte for forankring av et flytende produksjonsfartøy omfattende: å tilveiebringe to eller flere bøyer som er forankret til sjøbunnen; og å koble de to eller flere bøyer til det flytende fartøy hvor bøyene ikke er koblet til det flytende fartøy ved et svivel- og dreiesystem.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en fremgangsmåte for å beskytte produksjonsstige-rør og det flytende produksjonsfartøy fra virkningene av en storm omfattende a) å tilveiebringe to eller flere bøyer som er forankret til sjøbunnen og som er koblet til et flytende produksjonsfartøy b) å tilveiebringe ett eller flere produksjonsstigerør som er koblet til en oljekilde og gassproduksjon på havbunnen og til minst en av bøyene; c) å frakoble alle bøyene som er koblet til ett eller flere produksjonsstigerør fra det flytende produksjonsfartøy; og d) å senke alle bøyer til en dybde på minst 10 meter under havoverflaten.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 viser en utførelsesform av et flytende produksjonsfartøy som er forankret til to bøyer. Figur 2 viser en utførelsesform av et flytende produksjonsfartøy som er forankret til to bøyer som er koblet sammen. Figur 3 viser en utførelsesform av et flytende produksjonsfartøy frakoblet fra to bøyer. Figur 4 viser en utførelsesform av et flytende produksjonsfartøy frakoblet fra to bøyer som er koblet sammen.

Detaljert beskrivelse

Et flytende produksjonsfartøy foretrukket for bruk med forankringssystemet er et skipsformet fartøy eller en annen langstrakt fartøy. For eksempel kan skipet være et FPSO-fartøy (floating production storage and offloading), et FSO-fartøy (floating storage and offloading), et FLNG-fartøy (floating liquefied naturai gas) eller en hvilken som helst annen tilsvarende fartøy som benyttes for å fange opp olje og gass fra en undersjøisk olje- og gassbrønn.

Dette fartøy kan brukes på en rekke måter, som alle er egnet for bruk med forenklings-systemet ifølge heri. Fartøyet kan benyttes for å behandle olje og gass, lagres i en stund, og deretter avlaste olje og gass til et annet fartøy eller til en rørledning. Alternativt prosesserer ikke fartøyet oljen og gassen, men det bare lagrer den og deretter avlaster den til et annet fartøy. I eksempelet med et FLNG-fartøyet, vil naturgassen fra brønnen bli prosessert og kondensert ombord på fartøyet.

Det flytende produksjonsfartøyet er forankret på stedet ved å koble fartøyet til to eller flere bøyer. Bøyene er forankret til havbunnen med forankringsliner. Bøyene blir typisk spredt forankret, noe som betyr at forankringsliner strekker seg ut i en i det minste noe horisontal retning for å gi horisontal motstand mot bevegelse av bøyene. Bøyene er forankret med minst to forankringsliner. I en utførelsesform er i det minste en av bøyene forankret med minst tre forankringsliner, og i en annen utførelsesform er i det minste en av bøyene er forankret med minst fire forankringsliner. Forankrings-linene av de forskjellige bøyene kan plasseres på en slik måte at det tilveiebringes en optimal motstand mot horisontal bevegelse av det flytende produksjonsfartøyet når det er koblet til bøyene.

Bøyene er direkte koblet til det flytende produksjonsfartøy uten bruk av et svivel- og dreiesystem. Utførelsesformer av fremgangsmåter for tilkobling og fråkopling av bøyene fra det flytende produksjonsfartøyet vil bli beskrevet heri.

I konvensjonelle forankringssystemer, er en svivel og svingesystemet brukt for å gi værvinklingsmulighet til det flytende produksjonsfartøy. Den svingbare og dreieskiven gjør det mulig for fartøyet å rotere for å peke i retning av de møtende miljøbelastninger for å redusere total belastning på forankringene. Sving- og dreiesystemet kan være eksternt til flytende produksjonsfartøyet eller internt til flytende produksjonsfartøyet. Disse systemer er kompliserte og dyre, da de må være konstruert for å tillate strømningen av olje og gass fra stigerørene til fartøyet uavhengig av retningen eller graden av rotasjon rundt svivelen og dreieskiven.

Evnen til å rotere helt rundt er ikke alltid er et krav for de flytende produksjonsfartøy, og den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et forankringssystem som er mye enklere og billigere enn de konvensjonelle svivel- og dreieskivesystemer. I tillegg er sving- og dreieskivesystemer vanskeligere å utforme og mer komplisert når man håndterer olje og gass under høyt trykk og/eller høy temperatur.

Stigerør benyttes for å transportere olje og gass fra undersjøiske brønner, manifolder eller annet undersjøisk utstyr til det flytende produksjonsfartøy. Siden felt som regel har flere brønner og/eller annet undersjøisk utstyr, kreves flere stigerør for å transportere olje og gass.

Stigerørene er forbundet på en eller annen måte til bøyene, slik at bøyen kan gi tilstrekkelig oppdrift til å holde vekten av stigerøret. Stigerør kan være koblet til kun en bøye. I en annen utførelsesform, blir stigerør koblet til to eller flere bøyer. Ved tilkobling av stigerør til mer enn en bøye, kan kapasiteten for stigerørene økes.

Dette er spesielt nyttig ved produksjon av olje og gass ved høye temperaturer og/eller høye trykk, fordi stigerørene er tykkere og tyngre som følge av de mer vanskelige forhold. Hvis et svivel- og dreiesystem ble brukt, ville antallet stigerør være begrenset til kapasiteten i et svivel- og svingesystem.

Stigerørene kan være koblet til bøyene når de er installert på brønnstedet selv om det flytende produksjonsfartøyet ikke er ved brønnstedet. Bøyene gir oppdrift til stige-rørene, men det foretrekkes for bøyene når de er koblet til stigerørene at de skal være i det minste delvis neddykket. Det er mer foretrukket for bøyene å være under dybden av bølger, der skipstrafikk, eller isfjellpassasje vil ha en betydelig innvirkning på stige-rørene.

For å koble bøyene med det flytende produksjonsfartøy, er bøyene fortrinnsvis løftet i kontakt med det flytende produksjonsfartøyet, og forbundet på en hvilken som helst egnet måte for å opprettholde forbindelse mellom bøyen og det flytende produksjons-fartøy. I en utførelsesform kan budlinjer bli brukt for å kobles til bøyene og deretter trekke i bøyene i stilling under fartøyet. Bøyene blir deretter trukket inn videre og sikret til fartøyet.

Når bøyene er forbundet til det flytende produksjonsfartøyet, kan stigerør kobles til produksjon- og/eller lagringssystemet på det flytende produksjonsfartøyet og deretter kan strømmer av olje og gass initieres.

I én utførelsesform er bøyene koblet til hverandre. Dette er nyttig for å opprettholde posisjon av bøyene i forhold til hverandre når de ikke er koblet til det flytende produksjonsfartøyet. Forbindelseslinjen kan være strammet når bøyene er utkobles for å opprettholde posisjonene for bøyene.

På grunn av egenskapene av spread-forankringssystem, har tilkoblet flytende produksjonsfartøy en begrenset evne til å bevege seg og rotere med været. Ved vesentlige forutsigbare trusler som orkaner, sykloner, isfjell, etc. kan det flytende produksjonsfartøyet kobles fra bøyene slik at det kan unnslippe trusselen. Når det er frakoplet, er bøyene neddykket til en dybde under sonen av vesentlig bølgevirkning. Senere kan det flytende produksjonsfartøyet tilkobles bøyene og produksjonen kan gjenopptas.

Alternativt kan bøyene bli frakoblet og senket hvis det flytende produksjonsfartøyet skal forlate brønnstedet. Bøyene kan være neddykket til en dybde på minst 10 m under havoverflaten, fortrinnsvis minst 25 m under havoverflaten, og mer foretrukket minst 50 m under havoverflaten. Den foretrukne dybde for bøyene kan være avhengig av betingelsene ved brønnstedet.

Dette systemet tilveiebringer et utkoblbart, lavkostnads-, mekanisk enkelt system for forankring av flytende produksjonsfartøy involvert i dypvanns utviklinger i orkan/syklon og isfjell utsatte soner som kan håndtere et større antall stigerør enn det som er mulig med konvensjonelle systemer. Denne tillegg stigerørskapasiteten kan også overføres til muligheten for å bruke tyngre og større stigerør som er i stand til å håndtere krevende høytrykks- og/eller høy-temperaturreservoarforhold.

En utførelsesform av oppfinnelsen er vist på figur 1. Flytende produksjonsfartøy 10 flyter på overflaten 50 av havet. Det flytende produksjonsfartøyet er koblet til to bøyer 20. Bøyene er forankret med forankringsliner 30 som er forankret til sjøbunnen 60.1 tillegg er stigerør 40 forbundet til bøyene. Siden bøyene 20 er koblet til det flytende produksjonsfartøyet 10, kan stigerørene være koblet til produksjons og/eller lagringsutstyr på fartøyet.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist på figur 2. Alt er likt det som er vist på figur 1, bortsett fra at i denne utførelsesformen, er de to bøyene koblet sammen med forbindelseslinjen 70. Dette kan være hvilken som helst type av linje som forbinder de to bøyene. Denne linjen er spesielt nyttig når det flytende produksjonsfartøyet kobles fra bøyene, fordi det bidrar til at bøyene beveger seg enhetlig. Figur 3 viser forankringssystemet når det flytende produksjonsfartøyet er frakoblet fra bøyene. Dette kan for eksempel skje når en orkan, syklon eller isfjell er på vei mot brønnstedet. Bøyene er frakoblet og neddykket under nivået for signifikant bølge-virkning og isfjellspåvirkning. Det flytende produksjonsfartøyet 10 kan deretter flyttes ut av banen av stormen. Bøyene og stigerør er beskyttet mot stormen, og de resulterende bølger. Figur 4 viser en annen utførelsesform av forankringssystemet når det flytende produksjonsfartøyet har blitt frakoblet fra bøyene. I denne utførelsesformen er bøyene koplet sammen ved hjelp av forbindelseslinjen 70. Forbindelseslinjen er fortrinnsvis spent for å holde bøyene på plass.

Claims (13)

1. System for forankring av et flytende produksjonsfartøy omfattende: a. to eller flere bøyer forankret til havbunnen, som også er koblet direkte til det flytende produksjonsfartøyet; og b. ett eller flere stigerør som er koblet til minst en av bøyene som også er koblet til ett eller flere undervannsbrønnhoder eller manifolder hvor bøyene ikke er koblet til det flytende fartøy ved et svivel- og dreiesystem.

2. System ifølge krav 1, hvor stigerørene er koblet til hver av de to eller flere bøyer.

3. System ifølge krav 1, hvor bøyene kan frakobles fra det flytende fartøy ved å frigi bøyene for å bli neddykket i en dypere dybde enn når tilkoblet.

4. System ifølge krav 1, hvor hver av bøyene er forankret til sjøbunnen ved flere enn to forankringsliner.

5. System ifølge krav 4, hvor to eller flere bøyer er forankret til sjøbunnen ved et antall forankringsliner plassert i en vinkel i forhold til vertikalen.

6. System ifølge krav 1, hvor to eller flere bøyer er forbundet med hverandre med en eller flere forbindelseslinjer.

7. System ifølge krav 1, hvor det flytende produksjonsfartøyet er et skip.

8. System ifølge krav 1, hvor to eller flere bøyer ikke er koblet direkte til hverandre.

9. Fremgangsmåte for forankring av et flytende produksjonsfartøy omfattende: a. å tilveiebringe to eller flere bøyer som er forankret til sjøbunnen; og b. å koble de to eller flere bøyer til det flytende fartøy hvor bøyene ikke er koblet til det flytende fartøy ved et svivel- og dreiesystem.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, hvor bøyene er forbundet med hverandre med en eller flere forbindelseslinjer.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, hvor de to eller flere bøyer ikke er koblet direkte til hverandre.

12. En fremgangsmåte for å beskytte produksjonsstigerør og det flytende produksjonsfartøy fra virkningene av en storm omfattende: a. å tilveiebringe to eller flere bøyer som er forankret til sjøbunnen og som er koblet til et flytende produksjonsfartøy; b. å tilveiebringe ett eller flere produksjonsstigerør som er koblet til en oljekilde og gassproduksjon på havbunnen og til minst en av bøyene; c. å frakoble alle bøyene som er koblet til ett eller flere produksjonsstigerør fra det flytende produksjonsfartøy; og d. å senke alle bøyer til en dybde på minst 10 meter under havoverflaten.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, videre omfattende å flytte det flytende produksjonsfartøyet bort fra stormen.