NO300921B1

NO300921B1 - Semi-submersible oil platform with double walls in the shafts

Info

Publication number: NO300921B1
Application number: NO943014A
Authority: NO
Inventors: Bjoern Deildok; Oeystein Rangnes; Trond Landboe
Original assignee: Kvaerner Concrete Construction
Priority date: 1994-08-15
Filing date: 1994-08-15
Publication date: 1997-08-18
Also published as: GB9516390D0; GB2292349A; NO943014D0; NO943014L; GB2292349B

Description

Oppfinnelsen vedrører en halvt nedsenkbar offshore plattform, bestående av horisontale pontonger med vertikale skaft anbragt i pontongenes knutepunkter, hvor en dekkskonstruksjon er anbragt på toppen av skaftene. Pontongene og knutepunktene benyttes hovedsakelig til ballastering og skaftene har dobbeltvegger og benyttes primært til oljelagring, men eventuelt også til ballastering. The invention relates to a semi-submersible offshore platform, consisting of horizontal pontoons with vertical shafts placed in the pontoons' nodes, where a deck structure is placed on top of the shafts. The pontoons and hubs are mainly used for ballasting and the shafts have double walls and are primarily used for oil storage, but possibly also for ballasting.

Det er kjent at oljelagere til havs utgjør en del av et betongplattformunderstell som står fast på havbunnen.Ved en slik konstruksjon benyttes en del av cellene eller kamrene i understellet til ballasttanker som kan fylles med sjøvann. En del benyttes som lagertanker for olje. Disse er bestandig 100% væskefylt med en kombinasjon av olje/sjøvann, og kommuniserer med sjø. It is known that offshore oil storage facilities form part of a concrete platform substructure that is fixed to the seabed. In such a construction, part of the cells or chambers in the substructure are used for ballast tanks that can be filled with seawater. A part is used as storage tanks for oil. These are always 100% liquid-filled with a combination of oil/seawater, and communicate with the sea.

Når oljen pumpes inn presses vannet ut, og omvendt. Bevegelser i væskene medfører at det vil dannes et sjikt bestående av en oljeemulsjon mellom vannet som befinner seg nederst og oljen som befinner seg øverst. Ved overfylling av lageret vil det være en mulighet for å pumpe produsert olje på sjøen, hvilket både medfører en sikkerhetsrisiko og vil gi opphav til forurensning. Videre vil emulsjonssjiktet samt en vannbuffer mot sjøen medføre at netto oljelager er mye mindre enn brutto lagervolum, hvilket gir mindre fleksibilitet i forhold til produksjonshastighet og lastefrekvens. When the oil is pumped in, the water is pushed out, and vice versa. Movements in the liquids result in the formation of a layer consisting of an oil emulsion between the water at the bottom and the oil at the top. If the storage is overfilled, there will be an opportunity to pump produced oil into the sea, which both entails a safety risk and will give rise to pollution. Furthermore, the emulsion layer and a water buffer towards the sea will mean that the net oil storage is much smaller than the gross storage volume, which gives less flexibility in relation to production speed and loading frequency.

En annen ulempe ved kombinerte olje- og ballasttanker er at de delene av målesystemet som måler mengden av olje i hver celle befinner seg under vann, hvilket gjør dette utstyret utilgjengelig for vedlikehold og utskifting. Krav til sikkerhet og tilgjengelighet medfører at eventuelt vedlikehold eller utskifting i mange tilfelle vil medføre nedstengning av i det minste deler av produksjonssystemet, noe som er svært uønsket av økonomiske årsaker. Another disadvantage of combined oil and ballast tanks is that the parts of the measuring system that measure the amount of oil in each cell are underwater, which makes this equipment inaccessible for maintenance and replacement. Safety and availability requirements mean that any maintenance or replacement will in many cases lead to the shutdown of at least parts of the production system, which is highly undesirable for economic reasons.

Det må også anføres at de kjente konstruksjoner, hvor en kun har en enkel vegg mot sjøen, har den ulempen at en eventuell lekkasje gjennom veggene i skaftet betyr at olje går direkte på sjøen. Det kan ikke utelukkes at en lekkasje kan skje for eksempel ved en kollisjon med en båt, hvilket vil ha konse-kvenser både for sikkerhet og forurensning. It must also be stated that the known constructions, where one only has a single wall facing the sea, have the disadvantage that any leakage through the walls in the shaft means that oil goes directly into the sea. It cannot be ruled out that a leak could occur, for example, in the event of a collision with a boat, which would have consequences for both safety and pollution.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å frembringe et flyttbart oljelager til bruk offshore hvor risiko for å pumpe olje på sjøen på grunn av overfylling av lageret er sterkt redusert eller helt fjernet. Det er videre et mål å øke netto oljelager i forhold til brutto lagervolum. Videre ønsker man å frembringe en konstruksjon hvor all instrumentering for måling av mengde/nivå i tankene er lett tilgjengelig for vedlikehold eller utskifting. En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å fremskaffe en konstruksjon som er sikrere med hensyn på lekkasjer, ved at oljelekkasjer skal fanges opp av dreneringssystemet og ikke havne på sjøen. Til slutt skal også nevnes at man ved å gjøre oljelagere flyttbare har til hensikt å frembringe oljelagere som er økonomisk mer lønnsomme enn dagens faste oljelagere, spesielt med tanke på små oljefelt med en økonomisk drivverdig levetid som er langt mindre enn levetiden til et oljelager av betong. The present invention aims to produce a removable oil storage for use offshore where the risk of pumping oil at sea due to overfilling of the storage is greatly reduced or completely removed. It is also a goal to increase net oil stocks in relation to gross stock volume. Furthermore, it is desired to produce a construction where all instrumentation for measuring quantity/level in the tanks is easily accessible for maintenance or replacement. A further purpose of the invention is to provide a construction that is safer with regard to leaks, in that oil leaks are to be captured by the drainage system and not end up in the sea. Finally, it should also be mentioned that by making oil storages movable, the intention is to produce oil storages that are economically more profitable than today's fixed oil storages, especially with regard to small oil fields with an economically viable service life that is far less than the service life of a concrete oil storage .

De nevnte hensikter med oppfinnelsen oppnås ved å anvende en halvt nedsenkbar offshore plattform av den innledningsvis nevnte art, kjennetegnet ved det som fremgår av patentkravene. The aforementioned purposes of the invention are achieved by using a semi-submersible offshore platform of the type mentioned at the outset, characterized by what appears in the patent claims.

Ved å skille oljelagrene fra ballasttankene får man ikke lenger noe emulsjons-sjikt mellom vannet og oljen. Oljetankene står ikke lenger åpne mot sjøen, men vil isteden få trykket utlignet under fylling og tømming ved at de står åpne mot atmosfære. På denne måten forsvinner risikoen for å pumpe olje på sjøen under overfylling av tankene. Oljepumpingen vil skje ved hjelp av dykkede pumper i oljetankene. Måling av oljenivå i lagertankene vil av sikkerhetsmessige årsaker skjer med doble sett av instrumenter. De vil sitte lett tilgjengelig for vedlikehold og eventuell utskifting, og fyllingen og tømmingen vil styres av et enkelt system bestående av en kombinasjon av manuelle og automatisk opererte ventiler som i praksis vil umuliggjøre overfylling av tankene. By separating the oil stores from the ballast tanks, you no longer get an emulsion layer between the water and the oil. The oil tanks are no longer open to the sea, but will instead have the pressure equalized during filling and emptying by being open to the atmosphere. In this way, the risk of pumping oil into the sea while overfilling the tanks disappears. The oil will be pumped using submersible pumps in the oil tanks. For safety reasons, measuring the oil level in the storage tanks will be done with double sets of instruments. They will be easily accessible for maintenance and possible replacement, and the filling and emptying will be controlled by a simple system consisting of a combination of manual and automatically operated valves, which will in practice make it impossible to overfill the tanks.

De doble veggene vil bidra til plattformunderstellets styrke, samtidig som de praktisk talt fjerner risikoen for oljeutslipp ved en eventuell lekkasje gjennom de ytre veggene i skaftene, da de ytre kamrene, som utgjør mellomrommene i dobbeltveggskonstruksjonen, aldri vil være fylt med olje. The double walls will contribute to the strength of the platform undercarriage, while practically eliminating the risk of oil spillage in the event of a leak through the outer walls of the shafts, as the outer chambers, which make up the spaces in the double-wall construction, will never be filled with oil.

Ved å fjerne vannet fra oljetankene vil man under drift av tankene ikke bare slippe å ta hensyn til emulsjonssjiktet, men man vil også unngå vannbufferen som i kjente konstruksjoner er nødvendig for å unngå risiko for å pumpe olje på sjøen. Begge disse forhold vil bidra til å øke tilgjengelig lagervolum, slik at netto oljelager blir tilnærmet lik brutto lagervolum. By removing the water from the oil tanks, during operation of the tanks, you will not only have to pay attention to the emulsion layer, but you will also avoid the water buffer which in known constructions is necessary to avoid the risk of pumping oil into the sea. Both of these conditions will contribute to increasing the available storage volume, so that net oil storage is approximately equal to gross storage volume.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av tegningen som viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Tegningen viser: In the following, the invention will be explained in more detail with the help of the drawing which shows a preferred embodiment of the invention. The drawing shows:

Fig. 1 et grunnriss, og Fig. 1 a ground plan, and

Fig. 2 og 3 to prinsipielt like sideriss av et halvt nedsenkbart plattform-understell. Fig. 2 and 3 are two basically identical side views of a semi-submersible platform undercarriage.

Plattformunderstellet består av 4 hortisontale pontonger og 4 vertikale skaft, forbundet til pontongene i knutepunktene. Understellet er hult innvendig, og oppdelt i en rekke celler eller kamre. Hvert kammer er avmerket med en kombinasjon av en bokstav og et tall. The platform undercarriage consists of 4 horizontal pontoons and 4 vertical shafts, connected to the pontoons at the nodes. The chassis is hollow inside, and divided into a number of cells or chambers. Each chamber is marked with a combination of a letter and a number.

Cellene eller kamrene merket "P" ligger i pontongene og vil kun brukes til ballastering. Kamrene merket "N" ligger i knutepunktene (nodene) mellom pontongene og skaftene. NI4, N24, N34 og N44 vil benyttes som pumperom med ventiler, mens de øvrige N-kamrene vil brukes til ballastering. The cells or chambers marked "P" are located in the pontoons and will only be used for ballasting. The chambers marked "N" are located at the junctions (nodes) between the pontoons and the shafts. NI4, N24, N34 and N44 will be used as pump rooms with valves, while the other N chambers will be used for ballasting.

Kamrene merket "C" (column) ligger i skaftene og er de interessante for oppfinnelsen. Cll, C21, C31 og C41 er skaftenes innvendige kamre, og benyttes til oljelagere. C13, C14, C23, C24, C33, C34, C43 og C44 er de ytre kamre og kan brukes til ballastering. Disse kamrene er normalt tomme. The chambers marked "C" (column) are located in the shafts and are the interesting ones for the invention. Cll, C21, C31 and C41 are the inner chambers of the shafts, and are used for oil reservoirs. C13, C14, C23, C24, C33, C34, C43 and C44 are the outer chambers and can be used for ballasting. These chambers are normally empty.

Pumper og rørarrangement, inkludert ventiler og instrumenter, er ikke vist hverken for oljeoverføring eller ballastering. Samspillet mellom instrumenter og ventiler, og logisk og sekvensiell styring av disse er heller ikke vist. Dette er kjent teknikk, og vil kunne konstrueres av fagfolk innen disse områdene. Pumps and piping arrangements, including valves and instruments, are not shown either for oil transfer or ballasting. The interaction between instruments and valves, and logical and sequential control of these, is not shown either. This is known technology, and can be constructed by professionals in these areas.

Under drift vil fylling og tømming av olje, samt ballastering og debal-lastering, styres fra plattformens sentrale kontrollrom. Dette vil gjøres av operatører ved hjelp av plattformens datastyrte system for styring og overvå-king. Instrumenter for måling av plattformens helling og dypgående vil bistå operatørene, slik at operasjonene skjer under driftsmessige og sikkerhetsmessige forsvarlige forhold. During operation, filling and emptying of oil, as well as ballasting and de-ballasting, will be controlled from the platform's central control room. This will be done by operators using the platform's computerized system for management and monitoring. Instruments for measuring the platform's inclination and draft will assist the operators, so that the operations take place under operational and safety-responsible conditions.

Normalt vil ballastvannet i pontongene og knutepunktene være tilstrekkelig for å oppnå ønsket dypgående. De ytre kamrene i skaftene vil således vanlig-vis være tomme. Normally, the ballast water in the pontoons and junctions will be sufficient to achieve the desired draft. The outer chambers in the shafts will thus usually be empty.

Man vil se at flere modifikasjoner er mulige innenfor oppfinnelsens ramme. For eksempel kan plattformunderstellet ha 3 pontonger og 3 skaft. Det vil også være mulig å gi pontongene en annen tverrsnittsform, for eksempel som en ring eller mangekant. Antallet skaft vil kunne variere fra 1, som kan være mulig dersom pontongdelen av konstruksjonen lages forholdsvis bred slik at den står for det vesentlige av stabiliteten, til et forholdsvis stort antall, fordelt over pontongkonstruksjonen. It will be seen that several modifications are possible within the framework of the invention. For example, the platform undercarriage may have 3 pontoons and 3 shafts. It will also be possible to give the pontoons a different cross-sectional shape, for example as a ring or polygon. The number of shafts will be able to vary from 1, which may be possible if the pontoon part of the structure is made relatively wide so that it accounts for most of the stability, to a relatively large number, distributed over the pontoon structure.

Man vil også se at formen til, og de innbyrdes størrelsesforhold mellom de ytre og de innvendige kamrene kan endres, for eksempel ved at det innføres tverrvegger slik at kamrene deles opp i flere mindre kamre. Disse eksemplene på modifikasjoner vil alle ligge innenfor oppfinnelsens ramme. You will also see that the shape of, and the mutual size ratio between, the outer and the inner chambers can be changed, for example by introducing transverse walls so that the chambers are divided into several smaller chambers. These examples of modifications will all be within the scope of the invention.

Claims

1. Semi-submersible offshore platform, consisting of horizontal pontoons (P) with vertical shafts (C) placed in the pontoons' nodes (N), where a deck structure is placed on top of the shafts (C), the pontoons (P) and the nodes (N) is mainly used for ballasting and the shafts (C) have double walls and are used primarily for oil storage, but possibly also for ballasting, characterized by the fact that the shafts (C)'s outer chambers (the trunk dams) (C13, Cl4, C23, C24, C33, C34, C43, C44) constitute chambers available for ballasting with seawater, while the inner chambers (Cll, C21, C31, C41) constitute storage tanks for oil, the outer and inner chambers being non-communicating, so that zones with mixing of oil and water are avoided in the tanks, and that both the outer and inner chambers are ventilated to atmosphere.

2. Semi-submersible offshore platform according to claim 1, characterized in that the outer chambers form spaces in a double-hull construction extending around the entire circumference.

3. Semi-submersible offshore platform according to claim 1, characterized in that the inward-facing chambers in the nodes (NI4, N24, N34, N44) are used as pump rooms.