NO313128B1

NO313128B1 - One point mooring system

Info

Publication number: NO313128B1
Application number: NO19960438A
Authority: NO
Inventors: Jacob De Baan
Original assignee: Bluewater Terminal Systems Nv
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 2002-08-19
Also published as: GB2297530A; NO960438L; NO960438D0; GB2297530B; GB9502296D0

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et énpunkt for-tøyningssystem som omfatter en sentral del som er innrettet til å forankres til sjøbunnen og som er roterbart anordnet i en lagerstruktur, hvor den sentrale delen er utstyrt med et antall oppadragende ledningsrør som hver er dimensjonert for å romme et stigerør, for innføring deri fra den nedre ende og som strekker seg opp til den øvre åpningen til ledningsrøret. The present invention relates to a single-point mooring system which comprises a central part which is adapted to be anchored to the seabed and which is rotatably arranged in a storage structure, where the central part is equipped with a number of upward-extending conduit pipes, each of which is dimensioned to accommodate a riser, for insertion therein from the lower end and extending up to the upper opening of the conduit.

I økende grad anvendes eksisterende tankskip som flytende produksjons- og of f shore-lagringssystemer. Slike tankskip forbindes ved hjelp av fleksible stigerør med oljeproduksjons-borehoder på sjøbunnen og mottar fluider fra brønnen og separerer disse i olje, vann og gass. Oljen lagres deretter i tankskipets lastetanker og avventer skip-ning til land med tankskipet selv eller ved hjelp av et annet tankskip som last overføres til på oljeproduksjons-stedet. Increasingly, existing tankers are being used as floating production and off shore storage systems. Such tankers are connected by means of flexible risers to oil production drilling heads on the seabed and receive fluids from the well and separate these into oil, water and gas. The oil is then stored in the tanker's cargo tanks and awaits shipping to shore with the tanker itself or with the help of another tanker to which cargo is transferred at the oil production site.

I de fleste tilfeller er produksjonstankskipene for-tøyd ved hjelp av et énpunkt fortøyningssystem (SPM) av den type som er beskrevet ovenfor. Et slikt system er velkjent innen industrien og f.eks. diskutert i US-patentskrift 4.254.523. In most cases, the production tankers are moored using a single point mooring system (SPM) of the type described above. Such a system is well known within the industry and e.g. discussed in US Patent 4,254,523.

WO/93/06001 beskriver et løsgjørbart fortøynings-system, der en sentral del er forbundet med en bøye som har større diameter. Bøyen og den sentrale delen har videre diemsjonerte gjennomføringer for stigerør, der stigerørene føres gjennom disse og festes til et rørsystem. WO/93/06001 describes a detachable mooring system, where a central part is connected to a buoy which has a larger diameter. The buoy and the central part also have dimensioned penetrations for risers, where the risers are led through these and attached to a pipe system.

Videre beskriver WO/94/18065 et arrangement for bøyelasting, der bøyer er forsynt med gjennomføringer for stigeledninger eller injeksjonsledninger. Sigeledningene er ført inn i en nedre koblingsdel og fortsetter ut gjennom den øvre koblingsdel i form av en fleksibel ledning. Furthermore, WO/94/18065 describes an arrangement for buoy loading, where buoys are provided with penetrations for riser lines or injection lines. The sieve lines are led into a lower connecting part and continue out through the upper connecting part in the form of a flexible line.

På grunn av behovet for økning av effektiviteten til slike systemer er der et økende krav om å forbinde så mange undersjøiske brønnhoder som mulig med tankskipet. Due to the need to increase the efficiency of such systems, there is a growing demand to connect as many subsea wellheads as possible to the tanker.

Dejt er klart at de fleksible stigerør, som danner strømningsbanene mellom brønnhodene og tankskipets dekk (hvor a:ilegget for separering av olje, vann og gass er an brakt) må gå gjennom énpunkt fortøyningssystemet, særlig gjennom det område hvor de aktuelle roterende grenseflater i slike énpunkt fortøyningssystemer er anordnet. It is clear that the flexible risers, which form the flow paths between the wellheads and the tanker's deck (where the attachment for separating oil, water and gas is attached) must go through the one-point mooring system, especially through the area where the relevant rotating interfaces in such single point mooring systems are provided.

Det er også innlysende at dersom man øker antallet fleksible stigerør nødvendiggjør dette også en større roterende; grenseflatediameter. It is also obvious that if you increase the number of flexible risers, this also necessitates a larger rotary; interface diameter.

Som følge av at der er et behov for å anordne et minste mellomrom mellom nabostigerør av adkomstårsaker og for å hindre stigerør i å komme i kontakt med hverandre i dårlig vær blir behovet for å ty til store roterende grenseflatediametre når det anvendes f.eks. 20 eller 30 stigerør slik at store kostnader er involvert i frem-stillingen og utformingen av enkeltpunktfortøynings-systemet, særlig den roterende grenseflate, dvs. at systemet med lagre blir en vanskelig og kostbar komponent. As a result of there being a need to arrange a minimum space between neighboring risers for access reasons and to prevent risers from coming into contact with each other in bad weather, the need to resort to large rotating interface diameters when using e.g. 20 or 30 risers so that large costs are involved in the production and design of the single-point mooring system, especially the rotating interface, i.e. that the system with bearings becomes a difficult and expensive component.

Disse kostnader skyldes hovedsakelig den totale størrelse på komponentene og behovet for å maskinbearbeide disse til nøyaktige toleranser. I tillegg til dette blir den oppbygning på tankskip som skal understøtte disse kom-ponenter stor, og i noen skip blir det sogar upraktisk å anbringe dreibare tårn med slike store diametre. These costs are mainly due to the total size of the components and the need to machine them to exact tolerances. In addition to this, the structure on tankers that will support these components will be large, and in some ships it will even be impractical to install rotatable towers with such large diameters.

Følgelig er der et behov for å minimalisere den roterende greiisef latediameter mens det likevel muliggjøres et stort ron på undersiden av det dreibare tårn til å trekke inn alle stigerør med deres foretrukne mellomrom. Dessuten er opphenging og inspeksjon av stigerørets øvre flens uten å ty til dykkere foretrukket idet dette øker sikkerhet og senker driftskostnader. Accordingly, there is a need to minimize the rotating head diameter while still allowing a large clearance on the underside of the rotatable tower to retract all risers at their preferred spacing. Moreover, suspension and inspection of the riser's upper flange without resorting to divers is preferred as this increases safety and lowers operating costs.

Formålet med oppfinnelsen er å oppnå dette med en The purpose of the invention is to achieve this with a

enkel konstruksjon. simple construction.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd ved et for-tøyningssystem som er kjennetegnet ved en konstruksjon med større ytre diameter, tilkoblet ved sin øvre ende til undersiden av den sentrale delen og som er utstyrt på sin nedre, ytre overflate med et antall forbindelsespunkter for stigerør, adskilt rundt denne overflaten og som hver opptar et kort, oppadragende ledningsrør som konvergerer mot et korresponderende oppadragende ledningsrør i den sentrale delen. According to the invention, this is achieved by a mooring system which is characterized by a construction with a larger outer diameter, connected at its upper end to the underside of the central part and which is equipped on its lower, outer surface with a number of connection points for risers, separated around this surface and each occupying a short, ascending conduit which converges towards a corresponding ascending conduit in the central part.

I en foretrukket utførelsesform er de oppadragende ledninger anordnet i en løsgjørbar ramme som skal festes til undersiden av den sentrale del. In a preferred embodiment, the upward-extending wires are arranged in a detachable frame which is to be attached to the underside of the central part.

Fortrinnsvis er hver vertikale ledning i dens øvre Preferably, each vertical wire is in its upper

ende utstyrt med en kopling for opphenging av et stigerør. end equipped with a coupling for suspending a riser.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etter-følgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et generelt riss av et tankskip som er The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a general outline of a tanker which is

fortøyet til fortøyningssystemet ifølge oppfinnelsen. the mooring of the mooring system according to the invention.

Fig. 2 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom kon- Fig. 2 shows a schematic cross-section through con-

- struksjonen ifølge oppfinnelsen. - the structure according to the invention.

I fig. 1 angir henvisningstallet 2 et stort tankskip som anvendes som flytende produksjons- og lagringssystem til havs og som flyter på overflaten 4 av et vannlegeme 6. Fortøyningssystemet er angitt generelt med henvisningstallet 8. Det omfatter en sentral del 10 som er forbundet med en underkonstruksjon 12 med en diameter som er betyde-lig større enn diameteren til den sentrale del 10. For-tøyningssystemet er forankret til sjøbunnen 14 ved hjelp av ankerkjettinger 16. Grenseflatene mellom ledningene i denne sentrale del og tankskipets lagrings- og produksjons-fasiliteter er ikke vist. In fig. 1, the reference number 2 denotes a large tanker which is used as a floating production and storage system at sea and which floats on the surface 4 of a body of water 6. The mooring system is indicated generally by the reference number 8. It comprises a central part 10 which is connected to a substructure 12 with a diameter which is considerably larger than the diameter of the central part 10. The mooring system is anchored to the seabed 14 by means of anchor chains 16. The interfaces between the cables in this central part and the tanker's storage and production facilities are not shown.

Tankskipet 2 anvendes til å lagre og bearbeide pro-duktene som leveres av brønnhoder 18 via fleksible stigerør 20. Disse stigerør er forbundet med fortøyningssystemets 8 underkonst:r\iksjon 12. The tanker 2 is used to store and process the products delivered by wellheads 18 via flexible risers 20. These risers are connected to the substructure 12 of the mooring system 8.

Som foirklart ovenfor vil av økonomiske årsaker så mange stigerør som -mulig bli forbundet med fortøynings-systemet, men likevel må de ha tilstrekkelig innbyrdes avstand. I det kjente fortøyningssystem resulterer dette i en sentral del 10 med meget stor diameter, noe som er både uøkonomisk og kostbart og gjør det nødvendig å anvende grenseflater med stor diameter. Den unike konstruksjon som foreslås ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å anvende en sentral del 10 med relativt liten diameter, men likevel å oppta et stort antall stigerør med tilstrekkelig innbyrdes avstander. Hele konstruksjonen er meget enkel. As explained above, for economic reasons, as many risers as possible will be connected to the mooring system, but they must still have a sufficient distance between them. In the known mooring system, this results in a central part 10 with a very large diameter, which is both uneconomical and expensive and makes it necessary to use interface surfaces with a large diameter. The unique construction proposed according to the invention makes it possible to use a central part 10 with a relatively small diameter, but still to accommodate a large number of risers with sufficient mutual distances. The whole construction is very simple.

Den sentral del eller tårnet 10 er festet til skipet 2 ved hjelp av et lagersystém 22. Nedentil er denne sentrale del ved hjelp av løsgjørbare forbindelser 24 forbundet til en ramme 26 som nedentil bærer en ring 28. Rammen 26 under-støtter et antall ledninger 30, som rager oppad fra ringen 28 og som konvergerer mot hverandre i deres øvre ender 32 og slutter under den sentrale del 10. Den sentrale del opptar et antall vertikale ledninger 34, hvis respektive nedre ender ligger over de respektive øvre ender av ledningene 30 . The central part or the tower 10 is attached to the ship 2 by means of a bearing system 22. Below, this central part is connected by means of releasable connections 24 to a frame 26 which below carries a ring 28. The frame 26 supports a number of wires 30 , which project upwards from the ring 28 and which converge towards each other at their upper ends 32 and terminate below the central part 10. The central part accommodates a number of vertical wires 34, the respective lower ends of which lie above the respective upper ends of the wires 30.

Hvert stigerør føres under anvendelse av en oppheng-ingswire (ikke vist) gjennom en respektiv av de oppadragende ledninger 30 og de vertikale ledninger 34 og festes deretter til en øvre ende av dens vertikale ledning ved hjelp av den velkjente "opphengingskopling" for stigerør. Each riser is passed using a suspension wire (not shown) through a respective one of the riser conduits 30 and the vertical conduits 34 and then attached to an upper end of its vertical conduit by means of the well-known riser "suspension coupling".

Rammen 26 er løsgjørbar i 24 og kan installeres ved fullføring av skipet og tårnet. Den kan fjernes i lukket farvann, f.eks. før dokking. The frame 26 is detachable in 24 and can be installed on completion of the ship and tower. It can be removed in closed waters, e.g. before docking.

Tegningene viser at et relativt stort antall stigerør kan opptas i et tårn med relativt lite tverrsnitt. The drawings show that a relatively large number of risers can be accommodated in a tower with a relatively small cross-section.

Claims

1. One-point mooring system comprising a central part (10) which is adapted to be anchored to the seabed (14) and which is rotatably arranged in a bearing structure (22), where the central part (10) is equipped with a number of upwardly extending conduit pipes ( 34) each dimensioned to accommodate a riser (20), for insertion therein from the lower end and extending up to the upper opening of the conduit (34), characterized by a structure (26,28) of larger outer diameter, connected at its upper end to the underside of the central part (10) and provided on its lower, outer surface (28) with a number of connection points for risers, spaced around this surface and each of which occupies a short, upwardly extending conduit (30) which converges towards a corresponding upwardly extending conduit (34) in the central portion (10).

2. Mooring system in accordance with claim 1, characterized in that the upward-extending conduits (30) are arranged in a detachable frame (26) which is arranged for attachment (24) to the underside of the central part.

3. Mooring system in accordance with claim 1 or 2, characterized in that each vertical conduit pipe (34) is equipped at its upper end with a suspension coupling (36) for risers.