NO310550B1

NO310550B1 - Stabilization device for floating production, storage and unloading vessels

Info

Publication number: NO310550B1
Application number: NO975875A
Authority: NO
Inventors: Kaare Breivik; Trygve Egge
Original assignee: Navion As
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2001-07-23
Also published as: GB2349372B; DK173813B1; DK200000840A; AU1578999A; GB2349372A; GB0014569D0; CA2314360A1; NO975875D0; WO1999030965A1

Description

Denne søknaden gjelder et fartøy, fortrinnsvis for petroleumsvirksomhet, hvis bæreevne hovedsakelig utgjøres av ett enkelt skrog, som bærer et hoveddekk, innrettet for bruk ved marin petroleumsvirksomhet ved bearbeidelse og lagring av petroleumsfluider på feltet og under landligge. This application concerns a vessel, preferably for petroleum activities, whose carrying capacity is mainly made up of a single hull, which carries a main deck, designed for use in marine petroleum activities for the processing and storage of petroleum fluids on the field and under land.

Nærmere bestemt gjelder søknaden et stort enkeltskrogs-fartøy ( eng. :^ monohull") som kan anvendes for mange ulike prosesser, for eksempel som et såkalt "FPSO"; flytende produksjons- og lagringsfartøy som også utfører prosessering av petroleumsfluider, eller konverteringsanlegg spesielt konvertering av petroleumsfluider til andre, fortrinnsvis flytende petroleumsprodukter, og ikke nødvendivis bare kjemiske prosesser men også fysiske prosesser, for eksempel kjøling til LNG. Fartøyet er beregnet for bruk både ved tilkobling på det oljeproduserende felt via rørledninger tilkoblet ved en roterende "turret" i fartøyet. Fartøyet har også flatt akterspeil slik at det dermed kan ligge med hekken til kais og utføre de samme kjemiprosessene ved land som til havs. Dermed unngår man dødtid under brønnvedlikehold og stans i produksjon av petroleumsfluider fra brønnene på feltet, ved at fartøyet kan flyttes til andre brønner eller til lands hvor det kan bearbeide petroleumsfluider levert fra gasslagertanker på land. Samtidig vil skipet være utstyrt med store lagertanker 11 for petroleumsfluider slik at det vil ha en bufferkapasitet både hvis det i perioder må ta imot mer petroleumsfluid enn det som kan bearbeides, eller hvis det skjer et avbrudd i mottaket av petroleumsfluid som skal bearbeides. Tankene 11 kan være innrettes med skott og skvalpeskott og utforming av sine frie overflater slik at de kan virke ute av svingefase med fartøyets rulling og stamping. More specifically, the application concerns a large single-hull vessel (eng. :^ monohull") which can be used for many different processes, for example as a so-called "FPSO"; floating production and storage vessel which also carries out processing of petroleum fluids, or conversion facilities, especially conversion of petroleum fluids to others, preferably liquid petroleum products, and not necessarily only chemical processes but also physical processes, for example cooling to LNG. The vessel is intended for use both when connected to the oil-producing field via pipelines connected by a rotating "turret" in the vessel. The vessel also has a flat transom so that it can lie with its stern to the quay and carry out the same chemical processes on land as at sea. This avoids downtime during well maintenance and stoppages in the production of petroleum fluids from the wells on the field, as the vessel can be moved to other wells or on land where it can process petroleum fluids delivered from gas storage gertanks on land. At the same time, the ship will be equipped with large storage tanks 11 for petroleum fluids so that it will have a buffer capacity both if it periodically has to receive more petroleum fluid than can be processed, or if there is an interruption in the reception of petroleum fluid to be processed. The tanks 11 can be fitted with bulkheads and flap bulkheads and the design of their free surfaces so that they can appear out of swing phase with the vessel's rolling and pitching.

Under stilleliggende operasjon, spesielt hvor et fartøy utfører kontinuerlig arbeid i grov sjø, vil fartøyet oppleve rulling, stamping og hivbevegelser på grunn av bølgene. Rulle, stampe og hivbevegelsen vil normalt ha hver sin dominerende- eller egen-frekvens. Dønning vil også føre til langsom rulling og hivbevegelse selv i stille vær. Periodiske rotasjonsbevegelser som rulling og stamping er generelt en ulempe ved at trykk og strømning og krefter i alle prosesser om bord varierer på grunn av den mer eller mindre periodiske akselerasjoner og rotasjoner. Det er også en ulempe for mannskapet og deres arbeidsoperasjoner at fartøyet ruller og stamper. Dersom disse fartøybevegelsene reduseres i amplitude og frekvens, kan generelt arbeidet om bord gjøres bedre og mer effektivt. Videre vil bølgebevegelser fra fartøyet forplante seg videre til rørledninger som forbinder fartøyet med brønner på havbunnen, og til forankringsanordninger. Det er ønskelig å redusere disse fartøybevegelsene i størst mulig grad. Ved å redusere fartøybevegelsene for et slikt fartøy utvides dessuten fartøyets toleranse for dårlig vær, slik at operasjoner som med dagens teknikk må utsettes eller avbrytes på grunn av været, vil kunne påbegynnes tidligere på løyende vind, og avsluttes senere på økende vind. Et fartøy ifølge foreliggende oppfinnelse vil altså ha lengre andel av operasjonstid ved dårlige værforhold. Et ytterligere moment ved oppfinnelsen er at ved reduserte rulle-, stampe- og hivbevegelser vil belastninger på grunn av vertikalakselerasjon og bøyning på stigerør, kveilerør, samt belastning på borefluidpumper, forankring og annet utstyr reduseres til et lavere nivå enn ved bruk av fartøy ifølge den kjente teknikk. During stationary operation, especially where a vessel performs continuous work in rough seas, the vessel will experience rolling, pounding and heaving movements due to the waves. Rolling, stomping and heaving movements will normally each have their own dominant or natural frequency. Swell will also cause slow roll and heave motion even in calm weather. Periodic rotational movements such as rolling and pounding are generally a disadvantage in that pressure and flow and forces in all processes on board vary due to the more or less periodic accelerations and rotations. It is also a disadvantage for the crew and their work operations that the vessel rolls and pitches. If these vessel movements are reduced in amplitude and frequency, work on board can generally be done better and more efficiently. Furthermore, wave movements from the vessel will propagate further to pipelines that connect the vessel to wells on the seabed, and to anchoring devices. It is desirable to reduce these vessel movements to the greatest extent possible. By reducing the vessel movements for such a vessel, the vessel's tolerance for bad weather is also extended, so that operations which with current technology have to be postponed or interrupted due to the weather, will be able to start earlier in low winds, and end later in increasing winds. A vessel according to the present invention will therefore have a longer proportion of operating time in bad weather conditions. A further aspect of the invention is that with reduced rolling, ramming and heaving movements, loads due to vertical acceleration and bending on risers, coil pipes, as well as loads on drilling fluid pumps, anchoring and other equipment will be reduced to a lower level than when using a vessel according to the known technique.

DE 26 49 371, "Vannfartøy med en kran for heving av tunge laster og et antall på skipsskrogsiden andordnede sidetanker for økning av skipsbredden" gjelder ganske presis hva tittelen angir. Sidetanker 2 utenpå det opprinnelige skrog har åpninger 5 under vannlinjen som kan stenges/åpnes ved hjelp av klaffer 6 som kan beveges ved hjelp av hydraulikkmekanismer 10, 12, 13, 14. Figur 2 i det tyske patentet viser langstrakte tanker 2 parallelt langs skrogsidene. Disse er i spalte 2 beskrevet: "Det er en ombygget oljetanker med opprinnelig dekksbredde B på omtrent 26,5 meter og et deplasement på omtrent 43 000 tonn, som endres ved ombygging ved tilføyelse av sidetanker 2 langs størsteparten av hver skipsside. Hver sidetank 2 er om lag 4,75 meter bred og inndelt ved hjelp av skott 3 i tre vanntette celler 2a, 2b, 2c. Sidetankene er festet langs overdelen av skrogsidene og har en dybde slik at de stikker med halparten over og under vannlinjen sågar ved en krengning på ca. 5 grader. Bunnen 4 på sidetankene er utstyrt med en rekke forholdsvis store åpninger 5, som er fremstilt rettvinklede." Figur 2 i DE 26 49 371 viser således ikke noe som definerer en horisontalt utstikkende dempeplate som i foreliggende oppfinnelse, men et snitt av sidetanker. DE 26 49 371, "Watercraft with a crane for lifting heavy loads and a number of side tanks arranged on the side of the ship's hull for increasing the ship's width" applies quite precisely to what the title indicates. Side tanks 2 outside the original hull have openings 5 below the waterline which can be closed/opened using flaps 6 which can be moved using hydraulic mechanisms 10, 12, 13, 14. Figure 2 in the German patent shows elongated tanks 2 parallel along the hull sides. These are described in column 2: "It is a converted oil tanker with an original deck width B of approximately 26.5 meters and a displacement of approximately 43,000 tonnes, which is changed during conversion by the addition of side tanks 2 along most of each side of the ship. Each side tank 2 is about 4.75 meters wide and divided by bulkhead 3 into three watertight cells 2a, 2b, 2c. The side tanks are fixed along the upper part of the hull sides and have a depth so that they protrude with the halyard above and below the waterline even in the event of heeling of about 5 degrees. The bottom 4 of the side tanks is equipped with a number of relatively large openings 5, which are made at right angles." Figure 2 in DE 26 49 371 thus does not show something that defines a horizontally projecting damping plate as in the present invention, but a section of side tanks.

US 3 986 491 beskriver en dempeplate opphengt i vaiere under en halvt nedsenkbar plattform. Den beskrevne halvt nedsenkbare plattform utgjøres ikke av ett enkelt skrog. Dempeplaten befinner seg i operativ tilstand langt under plattformens pontonger. Dempeanordningen er således ikke utstikkende på hver side av skroget, og vil ikke kunne motvirke rullign og stamping som i foreliggende oppfinnelse, men kun hivbevegelser oppover, ikke nedover. US 3,986,491 describes a damping plate suspended by cables under a semi-submersible platform. The semi-submersible platform described does not consist of a single hull. The damping plate is in operational condition far below the platform's pontoons. The damping device is thus not protruding on either side of the hull, and will not be able to counteract rolling and pounding as in the present invention, but only heaving movements upwards, not downwards.

Et annet prinsipp for dempning av bevegelser er vist i US 3 3 91 666 som omhandler en søylestabilisert plattform med vertikale kamre i søylene. De vertikale kamrene i søylene er innrettet til å fylles med luft eller vann for å stabilisere plattformen og for å unngå resonant bevegelse av plattformen under forskjellige sjøbølgeforhold. Another principle for dampening movements is shown in US 3 3 91 666 which deals with a column stabilized platform with vertical chambers in the columns. The vertical chambers in the columns are designed to be filled with air or water to stabilize the platform and to avoid resonant movement of the platform under different sea wave conditions.

NO 300 884: "Bølgedemper for flytende konstruksjoner" viser en dempeanordning innrettet til å dempe vertikalbevegelse, og omfatter en rekke åpninger som strekker seg vertikalt. Den er karakterisert ved at demperen rager som et skjørt ut fra fartøyets bunn og at den består av flere kanaler som strekker seg horisontalt til et utløp i retning bort fra den flytende konstruksjon. NO 300 884: "Wave damper for floating structures" shows a damping device designed to dampen vertical movement, and comprises a number of openings that extend vertically. It is characterized by the fact that the damper protrudes like a skirt from the bottom of the vessel and that it consists of several channels that extend horizontally to an outlet in a direction away from the floating structure.

US 3 386 404t "Ship's hull adapted for considerably reducing vertical forces caused by waves" beskriver et indre, tett skrog omgitt av et ytre skrog med åpninger mot sjøen hvor åpningene er anordnet like over en nedre kant som slutter mot en sideveis utspringende oppdriftsdel av skroget. Dempemekanismen antas å bestå av vannmassenes akselerasjonsbevegelser mellom det indre og ytre skrog. Foreliggende kravsett gjelder ikke slike ytre perforerte skrog, og gjelder et fartøy med en plateformet dempeanordning, ikke en utstikkende bærende skrogdel. US 3 386 404t "Ship's hull adapted for considerably reducing vertical forces caused by waves" describes an inner, tight hull surrounded by an outer hull with openings towards the sea where the openings are arranged just above a lower edge which ends against a laterally projecting buoyant part of the hull . The damping mechanism is believed to consist of the acceleration movements of the water masses between the inner and outer hull. The present set of requirements does not apply to such externally perforated hulls, and applies to a vessel with a plate-shaped damping device, not a protruding load-bearing hull part.

US 4 372 240: "Surface ship håving improved speed and maneuverability" beskriver et lettmanøvrerbart hurtiggående fartøy med en sideveis kraftig innsmalnet vannlinje. En sideveis utstikkende bærende skrogdel utgjør en vesentlig del av deplasementet og bidrar til å motvirke rulling og hiv. Foreliggende søknad gjelder på ingen måte et fartøy som skal være lettmanøvrert under hurtig gang i sjøen, men et fartøy som skal ha minimale hivbevegelser under stilleliggende under FPSO-operasjon på et oljefelt. US 4 372 240: "Surface ship håving improved speed and maneuverability" describes an easily manoeuvrable high-speed vessel with a laterally strongly narrowed waterline. A laterally protruding load-bearing hull part forms a significant part of the displacement and helps to counteract rolling and heaving. The present application in no way applies to a vessel which must be easy to maneuver during fast passage in the sea, but a vessel which must have minimal heaving movements when stationary during FPSO operation on an oil field.

Problemene med rulle-, stampe- og hivbevegelser og andre bølgebevegelser kan motvirkes ved å anvende foreliggende oppfinnelse som består av et fartøy, fortrinnsvis for petroleumsprosessering og lagring, hvis bæreevne hovedsakelig utgjøres av ett enkelt skrog, med et hoveddekk, og hvor det nye og oppfinneriske utgjøres blant annet av minst én, i det zvesentlige horisontalt utformet plateformet dempeanordning som stikker ut på hver side av skroget under vannlinjen, med utstrekning fortrinnsvis i hele fartøyets lengde. Det er i den foretrukne utførelse av oppfinnelsen en progressiv økning av dempeanordningens ytterkants avstand fra fartøyets senterlinje fra området nær fartøyets baug og hovedsakelig til området ved fartøyets akterende, og det er anordnet en hovedsakelig horisontalt utstrakt dempeanordning under vannlinjen på skrogets akterende. The problems of rolling, pitching and heaving movements and other wave movements can be counteracted by using the present invention which consists of a vessel, preferably for petroleum processing and storage, whose load-bearing capacity consists mainly of a single hull, with a main deck, and where the new and inventive consists, among other things, of at least one, essentially horizontally designed plate damping device that protrudes on each side of the hull below the waterline, preferably extending the entire length of the vessel. In the preferred embodiment of the invention, there is a progressive increase in the distance of the damping device's outer edge from the vessel's centerline from the area near the vessel's bow and mainly to the area at the stern of the vessel, and a mainly horizontally extended damping device is arranged below the waterline at the stern of the hull.

Ytterligere oppfinneriske trekk ved fartøyet er å finne i de underordnede krav. Further inventive features of the vessel are to be found in the subordinate claims.

Et fartøy ifølge oppfinnelsen vil for dette formålet være svært stort, og er innrettet for å bære et produksjonsanlegg og et prosesserings- eller A vessel according to the invention will for this purpose be very large, and is designed to carry a production plant and a processing or

konverteringsanlegg for petroleumsfluider, altså gasser og væsker. Mange av disse prosessene er avhengig av stabile og relativt forutsigbare trykkforhold. I tillegg til at fartøyet vil få redusert rulling og hiv, vil deler av fartøyets akterparti ifølge oppfinnelsen få et område med mindre hiv, delvis på bekostning av at baugen får litt økt hiv, fordi dempeanordningen i den foretrukne utførelse av fartøyet øker i bredde akterover langs skipssiden, og i tillegg samvirker med en andre dempeanordning akterut. Imidlertid vil størrelsen på fartøyet gjøre at den svakt økte hivbevegelsen i fartøyet ikke gi noen vesentlig ulempe. Dessuten vil det ikke foregå noen prosesseringsvirksomhet i baugområdet fordi fartøyet i en foretrukket utgave vil ha mannskapsavdelingen liggende forut, mot været, av hensyn til små gassmengder som kan lekke fra et slikt stort prosesseringsanlegg. conversion plant for petroleum fluids, i.e. gases and liquids. Many of these processes depend on stable and relatively predictable pressure conditions. In addition to the fact that the vessel will have reduced roll and heave, according to the invention, parts of the stern of the vessel will have an area with less heave, partly at the expense of the bow getting a slightly increased heave, because the damping device in the preferred version of the vessel increases in width aft along the ship's side, and in addition cooperates with a second damping device aft. However, the size of the vessel means that the slightly increased heaving movement in the vessel will not cause any significant inconvenience. Furthermore, no processing activities will take place in the bow area because the vessel in a preferred version will have the crew compartment lying forward, against the weather, due to the small amounts of gas that can leak from such a large processing plant.

Et annet formål ved fartøyet er at det skal kunne lagre petroleumsfluider midlertidig etter produksjon fra brønnene på havbunnen, og levere losse petroleumsfluider enten direkte eller i bearbeidet form videre til shuttletankere som kan knytte seg til overføringsledninger akterut på dette fartøyet. Fartøyets brede akterende vil da fungere som en molo hvor shuttletankere kan ligge helt eller delvis i le, fordi fartøyet i en foretrukket utførelse er konstruert for å svinges med baugen mot det til enhver tid fremherskende vær, d.v.s. kombinasjonen av bølger og vind. Another purpose of the vessel is that it should be able to store petroleum fluids temporarily after production from the wells on the seabed, and deliver loose petroleum fluids either directly or in processed form to shuttle tankers that can connect to transmission lines aft of this vessel. The vessel's wide stern will then function as a breakwater where shuttle tankers can lie fully or partially in the lee, because the vessel in a preferred design is designed to be swung with the bow towards the prevailing weather at all times, i.e. the combination of waves and wind.

Oppfinnelsen vil nedenfor beskrives med henvisning til figurtegninger, hvor: Figur 1 beskriver skjematisk et horisontalt planriss og snitt av hele skroget med dempeanordninger ifølge oppfinnelsen, Figurene 2 og 2b beskriver skjematisk et vertikalt tversgående snitt ved A-A' , om lag litt aktenfor midtskips på fartøyet, Figur 3 beskriver skjematisk et vertikalt tversgående snitt ved B-B' litt foran akterspeilet. Figur 4 viser et planriss av hoveddekket med fartøyet liggende med akterenden til kai. Figur 5 viser et langsgående snitt gjennom fartøyet og kaifronten hvor fartøyet ligger ballastert ned på et fundament på sjøbunnen. Figur 6 viser en situasjonsskisse av et fartøy ifølge oppfinnelsen, liggende i åpen sjø over en petroleumsfluid-produserende brønn. Figur 1 viser et skjematisk planriss og snitt av fartøyet ifølge oppfinnelsen, hvor snittet av et skrog 3 ligger i vannlinjen, og planrisset viser dempeanordninger 2 som befinner seg under vannlinjen. Skroget 3 har i en foretrukket utførelse jevn bredde, men kan i alternative utførelser ha andre utviklinger av bredden fra baug til hekk. Fartøyet har forut for midtskips en roterende turret 14. Fartøyets akterspeil 32 er hovedsakelig plant og vertikalt, med et konkavt hulrom 34 i det nedre parti av akterspeilet 32, hvor bunnen av hulrommet utgjøres av en dempeanordning 2'. Ved fartøyets akterende utvides skrogets tverrsnitt ved utspring 4 i det vesentlige hele fartøyets høyde fra bunnflaten 4 0 og opp til hoveddekket 1. Hensikten med disse utspringene 4 0 er å øke fartøyets retningsstabilitet slik at det vil rette seg inn mot været når det ligger fortøyd til havs ved hjelp av forankringsanordninger 400, via den roterende turret 14, for eksempel når fartøyet via og produksjonsstigerør 200 befinner seg tilkoblet en brønn på havbunnen med petroleumsfluider. The invention will be described below with reference to figure drawings, where: Figure 1 schematically describes a horizontal plan view and section of the entire hull with dampening devices according to the invention, Figures 2 and 2b schematically describe a vertical transverse section at A-A', approximately slightly aft of amidships on the vessel, Figure 3 schematically describes a vertical transverse section at B-B' slightly in front of the transom. Figure 4 shows a plan view of the main deck with the vessel lying with the stern to the quay. Figure 5 shows a longitudinal section through the vessel and the quay front where the vessel lies ballasted down on a foundation on the seabed. Figure 6 shows a situation sketch of a vessel according to the invention, lying in the open sea above a petroleum fluid-producing well. Figure 1 shows a schematic plan and section of the vessel according to the invention, where the section of a hull 3 lies in the waterline, and the plan shows damping devices 2 which are located below the waterline. In a preferred embodiment, the hull 3 has uniform width, but in alternative embodiments, the width may vary from bow to stern. The vessel has a rotating turret 14 ahead of amidships. The vessel's transom 32 is mainly flat and vertical, with a concave cavity 34 in the lower part of the transom 32, where the bottom of the cavity is formed by a damping device 2'. When the vessel is aft, the cross-section of the hull at projections 4 is expanded to essentially the entire height of the vessel from the bottom surface 4 0 up to the main deck 1. The purpose of these projections 4 0 is to increase the vessel's directional stability so that it will align itself with the weather when it is moored to sea by means of anchoring devices 400, via the rotating turret 14, for example when the vessel via and production riser 200 is connected to a well on the seabed with petroleum fluids.

Figur 2 og figur 3 viser vertikale tverrsnitt av fartøyet, hvor vingene eller dempeanordningene 2 i den foretrukne utførelse er i flukt med fartøyets hovedsakelig plane bunnflate 40. I skrogets 3 akterende er det et konkavt hulrom 34, hvor bunnen av hulrommet utgjøres av en andre dempeanordning 2<1>, som i en foretrukket utførelse i det vesentlige er montert i flukt med fartøyets bunnflate 40. På grunn av at dempeanordningene 2 og 2' er i flukt med, og ikke stikker dypere enn fartøyets bunnflate 40 foreligger muligheten for å ballastere ned fartøyet og sette det på et fundament ved kai. At dempeanordningenene 2 og 2' er fortrinnsvis plateformet og horisontale, gjør at de motvirker både rulling, stamping og hiv, i motsetning til om de skulle være vertikaltstilte, hvor de ikke ville kunne motvirke stamping og hiv i særlig grad. Fartøyets skrog 3 og dempeanordning 2 og 2' kan konstrueres i stål, men det er i en foretrukket utførelse også mulig å utføre vesentlige deler av fartøyet i armert betong. For fartøy for de formål som beskrevet over, er det ønskelig med et størst mulig og plan dekksareal på hoveddekket 1. Fartøyet har en stor bredde på hoveddekket 1. I en foretrukket utførelse har hoveddekket 1 jevn bredde i det vesentlige helt fra baugområdets slutt og helt akterover til hoveddekkets 1 avslutning helt akterut på fartøyet. Dette reduserer også faren for at en bølge som kommer inn forfra og overstiger fribordet skal bryte inn over hoveddekket 1 akterover. Fartøyets skrog har en vesentlig smalere bredde på skroget 3 i vannlinjen enn hoveddekket. Dette bidrar til å dempe effekten av vertikalbevegelser i sjøen slik at ikke fartøyet hiver så mye som det ville ha gjort med større areal innenfor vannlinjen. Figure 2 and Figure 3 show vertical cross-sections of the vessel, where the wings or damping devices 2 in the preferred embodiment are flush with the vessel's essentially flat bottom surface 40. In the stern of the hull 3 there is a concave cavity 34, where the bottom of the cavity is formed by a second damping device 2<1>, which in a preferred embodiment is essentially mounted flush with the vessel's bottom surface 40. Due to the fact that the damping devices 2 and 2' are flush with, and do not protrude deeper than the vessel's bottom surface 40, there is the possibility of ballasting down the vessel and place it on a foundation at the wharf. The fact that the damping devices 2 and 2' are preferably flat and horizontal means that they counteract both rolling, pounding and heave, in contrast to if they were vertically positioned, where they would not be able to counteract pounding and heave to a particular extent. The vessel's hull 3 and damping device 2 and 2' can be constructed in steel, but in a preferred embodiment it is also possible to make significant parts of the vessel in reinforced concrete. For vessels for the purposes described above, it is desirable to have the largest possible and flat deck area on the main deck 1. The vessel has a large width on the main deck 1. In a preferred embodiment, the main deck 1 has a uniform width essentially all the way from the end of the bow area and all the way aft to the main deck's 1 end all the way aft on the vessel. This also reduces the risk of a wave coming in from the front and exceeding the freeboard breaking over the main deck 1 aft. The vessel's hull has a significantly narrower width on the hull 3 in the waterline than the main deck. This helps to dampen the effect of vertical movements in the sea so that the vessel does not heave as much as it would have done with a larger area within the waterline.

Hensikten med og effekten av dempeanordningene 2 og 2 ' er å dempe fartøyets rulle-, og stampebevegelser ved å dispergere bølgekreftene og vannstrømningen omkring skroget 3, men vil også medvirke til en viss dempning av hiv The purpose and effect of the damping devices 2 and 2' is to dampen the vessel's rolling and pitching movements by dispersing the wave forces and the water flow around the hull 3, but will also contribute to a certain damping of heave

(vertikal bevegelse). Som nevnt ovenfor vil det oppstå et "nullpunktsområde" for vertikalbevegelse et sted sentralt på det aktre parti av hoveddekket 1, på bekostning av en viss økt vertikalakselerasjon i baugpartiet. I dette området med reduserte vertikalakselerasjoner kan det prosesserings- eller konverteringsutstyr som krever mest stabile fluidforhold plasseres. (vertical movement). As mentioned above, there will be a "zero point area" for vertical movement somewhere centrally on the aft part of the main deck 1, at the expense of a certain increased vertical acceleration in the bow part. In this area with reduced vertical accelerations, the processing or conversion equipment that requires the most stable fluid conditions can be placed.

Figur 2 viser et skjematisk riss og vertikalt tverrsnitt gjennom fartøyet, hvor dempeanordningene 2 er vist i snitt. En eller flere vertikale åpninger 22 i dempeanordningen 2 er innrettet for å tillate en begrenset vertikal vanngjennomstrømning og derved medføre dempning av bølgers effekt på fartøyet, og samtidig for å dispergere energien i bølger. Dessuten økes fartøyets rotasjons-treghetsmoment omkring fartøyets hovedakse av to grunner: 1: Det tilføres en stor masse representert ved dempeanordningene 2 som befinner seg på tvers av fartøyets hovedakse og med stor avstand til hovedaksen. Figure 2 shows a schematic outline and vertical cross-section through the vessel, where the damping devices 2 are shown in section. One or more vertical openings 22 in the damping device 2 are designed to allow a limited vertical water flow and thereby cause damping of the effect of waves on the vessel, and at the same time to disperse the energy in waves. In addition, the vessel's rotational moment of inertia around the vessel's main axis is increased for two reasons: 1: A large mass represented by the damping devices 2 is added which is located across the vessel's main axis and at a great distance from the main axis.

2: Det bindes en viss vannmasse over hver av dempeanordningene 2, som tvinges til delvis å følge med i fartøyets rotasjonsbevegelse når dempeanordningen 2 er på vei opp vekselvis på styrbord og babord side når fartøyet ruller. 2: A certain mass of water is bound over each of the damping devices 2, which is forced to partially follow the vessel's rotational movement when the damping device 2 is moving up alternately on the starboard and port side when the vessel is rolling.

I tillegg til at fartøyets rullebevegelser dempes i amplitude og frekvens på grunn av at rotasjons-treghetsmomentet av fartøyet øker, vil rullebevegelsene hemmes av dempeanordningenes friksjon mot vannmassene på grunn av vannets viskositet når vannet skal tvinges utenom dempeanordningenes ytterkant og gjennom åpningene 22. In addition to the vessel's rolling movements being damped in amplitude and frequency due to the rotational moment of inertia of the vessel increasing, the rolling movements will be inhibited by the damping devices' friction against the water masses due to the water's viscosity when the water has to be forced beyond the outer edge of the damping devices and through the openings 22.

En oppragende ytterkant 24 på dempeanordningen 2 vil bidra til å redusere de overliggende vannmassers (i forhold til dempeanordningene 22) mulighet til å strømme sideveis, slik at disse vannmassene ytterligere tvinges med i fartøyets rullebevegelse. A protruding outer edge 24 on the damping device 2 will help to reduce the possibility of the overlying water masses (in relation to the damping devices 22) to flow sideways, so that these water masses are further forced into the vessel's rolling motion.

Ytterligere dempning av fartøyets rulling kan oppnås ved å montere luftfylte tanker 26, vist i figur 2b, med åpning kun ned mot vannet, på begge sider av fartøyet. Tankene 26 kan ha en yttervegg 26'. Slike stabiliseringstanker 26 kan bygges inn under og i sammenheng med utspringet av fartøyets hoveddekk 1 utover skrogets 3 ytterside, og også stive av dempeanordningene 2 ved hjelp av vertikale plater 26" stående mellom skroget 3 eller hoveddekket 1 og dempeanordningene 2. Further damping of the vessel's rolling can be achieved by mounting air-filled tanks 26, shown in figure 2b, with an opening only down towards the water, on both sides of the vessel. The tanks 26 can have an outer wall 26'. Such stabilization tanks 26 can be built in under and in connection with the projection of the vessel's main deck 1 beyond the outside of the hull 3, and also stiffened by the damping devices 2 by means of vertical plates 26" standing between the hull 3 or the main deck 1 and the damping devices 2.

I en alternativ utførelse er det mulig å la In an alternative embodiment, it is possible to let

stabiliseringstankenes 26 yttervegg 26' rekke helt eller i delvis forbindelse med den oppragende ytterkant 24. Når fartøyet ruller vil vannflaten presse opp lufttrykket eller suge ned lufttrykket i luftsøylen som er låst over vannflaten og under toppen av tankene 26, som kan utgjøres av skrogets 3 øvre utspring eller undersiden av hoveddekket 1. the stabilization tanks 26's outer wall 26' line up completely or in part with the projecting outer edge 24. When the vessel rolls, the water surface will push up the air pressure or suck down the air pressure in the air column which is locked above the water surface and below the top of the tanks 26, which can be constituted by the hull's 3 upper projection or the underside of the main deck 1.

Det er klart at fartøyet må konstrueres så stort at fartøyets bredde gjøres forholdsvis større enn de fremtredende bølgelengder man ønsker å unngå å rulle med. Et slikt fartøy med en slik dempeanordning 2 vil nemlig tvinges til å rulle i fase med bølger av et bestemt bølgelengdeområde i størrelsesorden med fartøyets bredde. It is clear that the vessel must be constructed so large that the width of the vessel is made relatively larger than the prominent wavelengths that one wishes to avoid rolling with. Namely, such a vessel with such a damping device 2 will be forced to roll in phase with waves of a specific wavelength range in the order of magnitude of the vessel's width.

Det er også mulig å konstruere dempeanordningens 2' akterkant 21' mot sjøen slik at den strekker seg som en hovedsakelig konveks bue 21' ut fra fartøyets akterende 32, innrettet for å avvise fartøy som skulle komme for nær akterenden 32. It is also possible to construct the stern edge 21' of the damping device 2' towards the sea so that it extends as a mainly convex arc 21' from the vessel's stern 32, designed to repel vessels that would come too close to the stern 32.

I alternative utførelser kan dempeanordningen 2 og 2' bestå av en ramme med et gitter med flere horisontalt liggende plater med spalter mellom, eller en rist-lignende utforming. In alternative embodiments, the damping device 2 and 2' can consist of a frame with a grid with several horizontally lying plates with slits between, or a grid-like design.

I en foretrukket utførelse skal fartøyet ikke ha selvstendig fremdriftsmaskineri, men er beregnet for fremdrift ved hjelp av hjelpefartøy. Det vil under transitt ha behov for hjelpefartøyer. I en foretrukket utførelse har fartøyet kraftanordninger 8 for nødfremdrift og dynamisk posisjonering. Skroget 3 er hydrodynamisk utformet for å kunne ligge med baugen 33 mot været. Slike kraftanordninger kan være såkalte "azimuth thrustere" med horisontal propellaksling montert på en roterbar vertikal stamme som inneholder en vertikal aksel og gir, og hvor propellens kraftvirkning kan roteres fritt 360° , horisonten rundt. Disse kraftanordningene er i en foretrukket utførelse plassert akterut på styrbord og babord side av skroget 3, stikkende ut gjennom bunnflaten 40 under utspringene 4. Utspringene 4 vil gi fartøyet god retningsstabilitet i forhold til det fremherskende vær, og redusere behovet for maskinkraft for å ligge i god stilling mot været. In a preferred embodiment, the vessel should not have independent propulsion machinery, but is designed for propulsion with the help of auxiliary vessels. There will be a need for auxiliary vessels during transit. In a preferred embodiment, the vessel has power devices 8 for emergency propulsion and dynamic positioning. The hull 3 is hydrodynamically designed to lie with the bow 33 against the weather. Such power devices can be so-called "azimuth thrusters" with horizontal propeller shafting mounted on a rotatable vertical stem that contains a vertical shaft and gears, and where the propeller's power action can be rotated freely 360°, around the horizon. In a preferred embodiment, these power devices are located aft on the starboard and port side of the hull 3, protruding through the bottom surface 40 below the protrusions 4. The protrusions 4 will give the vessel good directional stability in relation to the prevailing weather, and reduce the need for engine power to lie in good position against the weather.

Figur 4 viser et skjematisk planriss riss av fartøyet liggende ved kai. Dempeanordningen 2 har i en foretrukket utførelse flere vertikale åpninger 22 innrettet for å tillate en begrenset vertikal vanngjennomstrømning og derved medføre dempning av bølgers effekt på fartøyet. Disse åpningene er utformet ut fra aktuelle bølge- og strømningsforhold for vanlig operasjon. Dempeanordningen 2 (2') med åpningene 22 (22') vil delvis hindre og delvis forsinke gjennomstrømningen av vann og således virke som et fluidmekanisk filter, spesielt på fartøyets sideveis rulling, og også vertikalbevegelse eller hiv, og også stamping. Effekten av filteret er matematisk sett å redusere de høyfrekvente amplitudene av fartøyets rulling og hiv. Figure 4 shows a schematic plan view of the vessel lying at the quay. In a preferred embodiment, the dampening device 2 has several vertical openings 22 arranged to allow a limited vertical flow of water and thereby dampen the effect of waves on the vessel. These openings are designed based on current wave and flow conditions for normal operation. The damping device 2 (2') with the openings 22 (22') will partly prevent and partly delay the flow of water and thus act as a fluid mechanical filter, especially on the vessel's lateral rolling, and also vertical movement or heaving, and also stamping. The effect of the filter is mathematically to reduce the high frequency amplitudes of the vessel's roll and heave.

En vesentlig forutsetning ved oppfinnelsen er at fartøyet skal omfatte et akterspeil 32 innrettet for å kunne ligge an mot en kai, vist i figur 5. Anordninger 340 er innrettet for materialtransport i fast og fluid form, og energi, hovedsakelig mellom fartøyets akterende og land, når fartøyet befinner seg ved kai. Fartøyet kan i denne landligge-situasjonen motta gass fra lagertanker eller gassrørledninger på land, konvertere gassen til flytende petroleumsprodukter, f. eks. dieselolje, som det eksporterer inn på kaiområdet igjen. Figur 5 viser videre at fartøyet kan være innrettet til å ligge på fundamenter på sjøbunnen. En alternativ løsning er å fortøye fartøyet på ordinært vis med baugfortøyning ut i sjøen og akterfortøyninger mot kaien. An essential prerequisite of the invention is that the vessel must include a transom 32 arranged to be able to lie against a quay, shown in Figure 5. Devices 340 are arranged for material transport in solid and fluid form, and energy, mainly between the vessel's stern and shore, when the vessel is at the quay. In this landlocked situation, the vessel can receive gas from storage tanks or gas pipelines on land, convert the gas into liquid petroleum products, e.g. diesel oil, which it exports back into the quay area. Figure 5 also shows that the vessel can be designed to rest on foundations on the seabed. An alternative solution is to moor the vessel in the ordinary way with a bow mooring out to sea and stern moorings towards the quay.

Når fartøyet ligger fortøyd på feltet kan det være fortøyd ved hjelp av forankringsanordninger 4 00 for eksempel med ankerkjettinger mellom den roterende turreten 14 og sugeankre havbunnen, og slik at fartøyet mottar petroleumsfluider fra brønner på havbunnen via stigerør 200. I sammenheng med stigerørene 200 kan det også være innrettet signal- og energibærere for brønnkontroll. En slik situasjon kan illustreres ved figur 6, hvor det er skissert hvorledes fartøyet kan ligge på været og konvertere gass som mottas gjennom rørledningene 200. Gassen konverteres ved hjelp av et gasskonverterings-anlegg 220 til andre petroleumsfluider. When the vessel is moored on the field, it can be moored with the help of anchoring devices 400, for example with anchor chains between the rotating turret 14 and suction anchor seabed, and so that the vessel receives petroleum fluids from wells on the seabed via risers 200. In connection with the risers 200, it can signal and energy carriers for well control must also be arranged. Such a situation can be illustrated by figure 6, where it is outlined how the vessel can lie on the weather and convert gas received through the pipelines 200. The gas is converted by means of a gas conversion plant 220 to other petroleum fluids.

Det kan tenkes andre formål for fartøyet enn å benytte det til et gasskonverterings- og lagringsskip på et oljefelt. Imidlertid vil andre anvendelser på oljefelt ikke avvike vesentlig fra foreliggende oppfinnelse. Other purposes for the vessel can be imagined than using it for a gas conversion and storage vessel on an oil field. However, other applications on oil fields will not deviate significantly from the present invention.

Fartøyets bunn 40 er ikke i oppfinnelsen bundet til å være plan eller horisontal, og dempeanordningene 2 er heller ikke begrenset til å ligge i plan med bunnen, eller å ha fullstendig plan form eller ligge helt horisontalt. The vessel's bottom 40 is not bound in the invention to be flat or horizontal, and the damping devices 2 are also not limited to lie flat with the bottom, or to have a completely flat shape or lie completely horizontally.

Claims

1. Vessel, preferably for the processing and storage of petroleum fluids, whose carrying capacity mainly consists of a single hull (3), with a main deck (1), where the vessel comprises the following features:<*> at least one, essentially horizontally designed plate damping device (2) which protrudes on each side of the hull (3), and which is located below the waterline, and preferably extends essentially the entire length of the vessel. characterized by<*> a progressive increase in the distance of the outer edge (21) of the damping device (2) from the vessel's centerline from the area near the vessel's bow (33), and mainly to the area at the stern of the vessel (32), and<*> a mainly horizontally extended damping device (2') below the waterline on the stern (32) of the hull (3).

2. Vessel according to claim 1, characterized by one or more vertical openings (22) in the damping device (2) designed to allow a limited, mainly vertical, flow of water through the damping device (2), thereby causing further damping of the vessel's movements, mainly rolling, pitching and heave.

3. Vessel according to claim 1, characterized in that the damping device (2) is arranged preferably with the underside flush with the vessel's mainly flat outer bottom surface (40).

4. Vessel according to claim 1, characterized by at least one protruding edge (24), mainly along the outer edge (21) of the damping device (2), where the edge (24) is designed to limit the horizontal freedom of flow of the internal water masses in the transverse direction of the hull (3) and bind the water masses to contribute to the vessel's rolling moment of inertia.

5. Vessel according to claim 1, characterized by protrusions or hull wings (4) on both sides of the aft part of the hull (3) defined as a progressive lateral extension aft of the hull (3) cross-sectional width in the aft longitudinal section of the hull, comprising mainly less than the rear quarter of the hull (3) and aft to the stern part (32) of the hull (3) and so that the cross-sectional width of the hull (3) is increased substantially throughout the vessel's depth.

6. Vessel according to claim 1, characterized in that the damping device (2') is mainly flat, preferably with the underside flush with the stern part of the vessel's bottom surface (40), and constitutes the bottom in a concave-vaulted recess or niche-shaped opening (34) in approximately the lower half of the vessel's stern (32 ), and which is essentially located between the springs (4).

7. Vessel according to claim 1, characterized in that the aft edge (21') of the damping device (2') towards the sea extends parallel to and is mainly located directly below the aft edge of the main deck (1) and in line with the vessel's stern (32)

8. Vessel according to claim 1, characterized in that the stern edge (21') of the damping device (2') towards the sea extends as a mainly convex arc (21') from the vessel's stern (32), designed to repel vessels that would come too close to the stern (32).

9. Vessel according to claim l, characterized by at least one or more storage tanks (11) mainly recessed below the main deck (1) in the hull (3), designed with free surfaces or equipped with bulkheads or flapper bulkheads designed to counteract the vessel's rolling or bumping.