NO313664B1 - Flytende flerbruksplattformkonstruksjon samt fremgangsmåte for oppbygning av denne - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en flytende flerbruksplattformkonstruksjon for boring, produksjon og lagring av olje og gass omfattende en skrogkonstruksjon med en nedre ballasterbar kasse og en oppoverragende søyle for påmontering av en dekksmodul/skrogmodul i sin øvre ende, idet søylen i sitt øvre område er anordnet med en kombinert stabilitets- og styre/innfestingsanordning for bruk ved henholdsvis nedsenkning av skrogkonstruksjonen og innfløting/fastgjøring av dekksmodulen.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for oppbygging av en flerbruksplattformkonstruksjon som omtalt ovenfor.

Innen olje- og gassindustrien har det i mange år vært et behov for flytende plattformløsninger for boring av brønner og for produksjon av olje og gass. Noen av disse løsninger har kapasitet til lagring av olje, kondensat eller andre flytende petroleumsprodukter.

Det finnes i dag mange ulike typer av flytende plattformer for boring og produksjon. Noen er velegnet for produksjon fra felt med undervannsbrønner og fleksible stigerør mens andre er utviklet spesielt for løsninger som har stive stige-rør og brønnhodene over vann. Ofte vil miljøforhold som bølger, vind og strøm spille en avgjørende faktor for hvordan plattformene blir utformet. Det å ha brønnhodene på dekk betyr reduserte kostnader til vedlikehold av brønner, og ofte bedre utnyttelse av reservoaret. Det har derfor vært en økende etterspørsel etter slike løsninger rundt omkring i verden de siste årene.

Tradisjonelt har strekkstagplattformer og spar-plattformer blitt benyttet i forbindelse med tørre brønner over vann. En strekkstagplattform er forankret til sjø-bunnen med stramme stag for å redusere vertikale bevegelser. Denne plattformkonstruksjonen er forholdsvis kostbar å bygge og installere, og krever stor nøyak-tighet i utførelsen. Spar-plattformen er et langt rør, noe som er nødvendig for å oppnå tilfredsstillende bevegelseskarakteristikk. Spar-plattformen kan virke rimelig i utførelse, men er tidkrevende å bygge og krever dypt vann for sammenstilling med et dekk. Andre mulige plattformløsninger innen området for foreliggende oppfinnelse er semiplattformene, som oppnår flytende stabilitet ved å ha flere søyler plassert fra hverandre. Problemet med denne typen plattform er å oppnå tilfredsstillende bevegelseskarakteristikk og stivhet i konstruksjonen, og det vises i denne forbindelse til norsk patent nr 173 816.

GB 2311042 omtaler et system for å plassere et dekk på en plattformbæ-rerkonstruksjon hvor dekket anordnes med en hjelpekonstruksjon på utsiden for å løse oppgaven.

Et mål med foreliggende oppfinnelse er en flytende plattformkonstruksjon som er fleksibel med hensyn til miljøforhold slik som vanndyp, bølger, vind og strøm. Plattformkonstruksjonen skal også være fleksibel med hensyn til dekkslas-ter og videre ha gode hydrodynamiske egenskaper.

Et annet mål er at plattformkonstruksjonen skal være fleksibel med hensyn til anvendelse på feltet, dvs. at plattformen på en enkel og kostnadseffektiv måte skal kunne utstyres med forskjellige dekksmoduler som f.eks. bore-, produksjons-, og boligmoduler. Plattformkonstruksjonen skal også ha kapasitet til lagring av olje, kondensat eller andre flytende petroleumsprodukter.

Et videre mål med plattformkonstruksjonen er at kostnader i forbindelse med marine operasjoner og tilkopling "hookup" på feltet skal være lavere enn for sammenliknbare plattformløsninger.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en flytende flerbruksplattformkonstruksjon i henhold til innledningen av beskrivelsen og som er kjenne-tegnet ved atdekksmodulen/skrogmodulen er selvflytende og i sitt bunnområde anordnet med en styre/innfestingsanordning, og at styre/innfestingsanordningen til dekksmodulen/ skrogmodulen danner en hannkopling som er sampassende med den kombinerte stabilitets- og styre/ innfestingsanordningen til skrogkonstruksjonen som danner en hunnkopling.

Foretrukne utføringsformer av flerbruksplattformen er utdypet i kravene 2 til og med 6.

Målene med forliggende oppfinnelse oppnås videre ved hjelp av en fremgangsmåte for oppbygging av en flerbruksplattformkonstruksjon ifølge det selv-stendige krav 7.

Flerbruksplattformkonstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse skal nå forklares med henvisning til de vedføyde figurer, hvor

Figur 1 viser en utførelse av en skrogkonstruksjon til en flerbruksplattformkonstruksjon ifølge oppfinnelsen, Figur 2 viser innfløting av en dekksmodul ifølge oppfinnelsen for montering på skrogkonstruksjonen fra figur 1, Figur 3 viser den flytende flerbruksplattformkonstruksjonen fra fig. 1 og fig. 2 hvor dekksmodulen er montert på skrogkonstruksjonen og flerbruksplattformkonstruksjonen er forankret til sjøbunnen,

Figur 4 viser et oppriss av flerbruksplattformkonstruksjonen, og

Figurer 5a - b viser en første utførelse av forbindelsen mellom skrogkonstruksjonen og en skrogmodul. Fig. 6a - b viser en andre utførelse av forbindelsen mellom skrogkonstruksjonen og en skrogmodul. Fig. 7a - b viser en tredje utførelse av forbindelsen mellom skrogkonstruksjonen og en skrogmodul. Fig. 8a - b viser en fjerde utførelse av forbindelsen mellom konstruksjonen og en skrogmodul. Fig. 9a - b viser en utførelse av skrogkonstruksjonen hvor en skrogmodul er påmontert for å forlenge den oppoverragende søyle, og Fig. 10a - b viser skrogkonstruksjonen i fig. 9b påmontert henholdsvis en andre og tredje skrogmodul.

Med henvisning til figurene og først med henvisning til figur 1 er en skrogkonstruksjon 2 vist med en nedre ballasterbar kasse (brem) 3 og en oppoverragende søyle 4. Søylens vegg er videre i sitt øvre område og rundt ca. halve om-kretsen noe forlenget og utgjør en kombinert stabilitets- og styre/innfestingsanordning 5. Forlengelsen av søylen 4 har en dobbeltfunksjon da denne for det første medfører et positivt bidrag til plattformens stabilitet ved nedsenking under f.eks. "deck mating" da søylens 4 øvre overflate vil være under vann. Videre skal denne veggen fungere som en styre- og innfestingsanordning 5 i forbindelse med innfløting/fastgjøring av en dekksmodul 8.

I figur 2 er dekksmodulen 8 vist som en boremodul 10. Boremodulen 10 er selvflytende og har en skålformet nedre del som fungerer som et oppdriftsskrog og som også utgjør en styre/innfestingsanordning 9 for montering av dekksmodulen 8 på skrogkonstruksjonens søyle 4. Styre/innfestingsanordningen 9 til dekksmodulen 8 vil således danne en hannkopling som er sammenpassende med den kombinerte stabilitets- og styreinnfestingsanordningen 5 til skrogkonstruksjonen 2 som danner en hunnkopling.

I figur 3 er dekksmodulen 8 påmontert skrogkonstruksjonen 2 og utgjør således en flytende flerbruksplattformkonstruksjon 1. Skrogkonstruksjonen 2 er videre deballastert til operasjonsdypgang og festet til sjøbunnen gjennom forank-ringer 7.

Figur 4 viser et vertikalt snitt gjennom senteret av flerbruksplattformkonstruksjonen 1 i figur 3. Figur 4 er noe mer detaljert enn de foregående figurer og viser tydelig en sentrisk åpning 6 i søylens topp. Åpningens 6 diameter kan øke gradvis nedover i søylen og gjennom skrogkonstruksjonens ballasterbare kasse 3. Åp-ningen 6 tilrettelegger for boring og produksjon av olje og gass gjennom plattform-konstruksjonens 1 senterområde.

Utformingen av plattformkonstruksjonen 1 innebærer at den lett kan tilpas-ses for stive stigerør og tørre brønnhoder på dekk hvilket betyr reduserte kostnader til vedlikehold av brønner og ofte bedre utnyttelse av reservoaret.

Skrogkonstruksjonens ballasterbare kasse (brem) 3 er fortrinnsvis åpen til sjø og bygget i betong, og kan inneholde lagertank for ballastvann eventuelt petroleumsprodukter. Søylen 4 er fortrinnsvis bygget av stål og innbefatter plattformens lagertank for ballastvann eventuelt petroleumsprodukter. Den viste utførel-se av flerbruksplattformkonstruksjonen 1 vil således være en hybrid plattform hvor skrogkonstruksjonen 2 har en nedre ballasterbar kasse 3 av betong og en søyle 4 av stål. En slik hydridløsning vil ha gode sjøegenskaper, og vil kunne bygges på et rimelig vis også i områder uten etablert byggedokk. Figur 5a - b, fig. 6a - b, 7a - b og 8a - b viser henholdsvis en første, andre, tredje og fjerde utførelse av forbindelsen mellom skrogkonstruksjonen 2 og en skrogmodul/innfestingsmodul 18. Med henvisning til figurene kan det ses at søy-lens øvre område har en kombinert oppgave da det skal fungere som et stabili-tetshjelpemiddel for skrogkonstruksjonen under deballastering ved "dekk mating" og også som en styre- og innfestingsanordning for skrogmodulen 18. Det øvre området av søylen 4, d.v.s. den kombinerte stabilitets- og styre/innfestingsanordningen 5, vil være utformet slik at den under nedsenkning av skrogkonstruksjonen 2 og ved innfløting av skrogmodulen/innfestingsmodulen 18 gir skrogkonstruksjon 2 stabilitet i form av overflateareal og videre fungere som en styre- og innfestingsanordning 5 i form av en hunnkopling som mottar skrogmodulens hannkopling i form av en styre/innfestingsanordning 9a. Fig. 9a viser skrogkonstruksjonen 2 med den kombinerte stabilitets/innfestingsanordning 5. Fig. 10,11 og 12 viser skrogkonstruksjonen 2 påmontert henholdsvis 1, 2 og 3 skrogmoduler 18. Hver skrogmodul 18 vil i sitt bunnområde ha en styre- og innfestingsanordning 9a som passer sammen med skrogkonstruksjonens styre- og innfestingsanordning 5. Videre vil hver skrogmodul 18 ha en øvre styre- og innfestingsanordning 5a som igjen vil motta den påfølgende skrog-moduls nedre styre- og innfestingsanordning 5a. På denne måten kan skrogkonstruksjonens 2 søyle 4 bygges ved hjelp av skrogmoduler til ønsket høyde.

Et hovedprinsipp i foreliggende oppfinnelse er at dekksmodulen 8 bygges selvflytende. Denne kan ha forskjellige utforminger og kan være en utrangert om-bygget dekksmodul (top side) eller den kan være en nybygget dekksmodul. Selve sammenkoplingen av dekksmodulen 8 og skrogkonstruksjonen 2 foregår ved at skrogkonstruksjonen 2 forberedes for dykking ved at en topplate anordnes på toppen av søylen 4. Stabilitets- og styre/innfestingsanordningen 5 vil ved "deck mating" rage over vannoverflaten og vil være den delen hvor rørarrangementet til dekksmodulen 8 føres. Stabilitets- og styre/innfestingsanordningen 5 behøver ikke å tettes i toppen. Skrogkonstruksjonen 2 dykkes så dypt at den flytende dekksmodulen 8 kan flyte inn over søylens 4 topplate. Etter at dekksmodulen 8 er styrt inn og plassert i posisjon over skrogkonstruksjonen 2 deballasteres skrogkonstruksjonen 2 og hele dekksmodulen 8 vil dermed hvile på skrogkonstruksjonen 2. Det

skal også nevnes at dekksmodulen 8 kan bygges i to eller flere deler, og sam-menstilles på toppen av skrogkonstruksjonen 2 ved "deck mating". Prinsippet

med selvflytende dekksmodul gjør demontering av dekksmodulen veldig enkel ved at man kan reversere installasjonsmetoden. Løsningen minimaliserer kostnadene forbundet med marine operasjoner, samt optimaliserer fabrikasjonen ved å gjøre dekksmodulen og skrogkonstruksjonen mest mulig separate enheter med minst mulig "hookup". En nybygget dekksmodul kan forenkles kraftig da kreftene under installasjon er vesentlig mindre enn ved bruk av løfting og temporære lektere. Kraftbildet under installasjon er mest mulig likt kraftbildet under operasjon da dekksmodulen er understøttet over et stort område på toppen av skrogkonstruksjonen.

Claims (7)

1. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon (1) for boring, produksjon og lagring av olje og gass omfattende en skrogkonstruksjon (2) med en nedre ballasterbar kasse (brem) (3) og en oppoverragende søyle (4) for påmontering av en dekksmodul/skrogmodul (8) i sin øvre ende, idet søylen (4) i sitt øvre område er anordnet med en kombinert stabilitets- og styre/innfestingsanordning (5) for bruk ved henholdsvis nedsenkning av skrogkonstruksjonen (2) og innfløting/fastgjøring av dekksmodulen (8), karakterisert ved at dekksmodulen/skrogmodulen (8) er selvflytende og i sitt bunnområde anordnet med en styre/innfestingsanordning (9), og at styre/innfestingsanordningen (9) til dekksmodulen/ skrogmodulen (8) danner en hannkopling som er sampassende med den kombinerte stabilitets- og styre/ innfestingsanordningen (5) til skrogkonstruksjonen (2) som danner en hunnkopling.

2. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon (1) ifølge krav 1, karakterisert ved at dekksmodulen (8) er en boremodul (10).

3. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at dekksmodulen (8) er en produksjonsmodul.

4. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at dekksmodulen (8) er en boligmodul.

5. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon (1) ifølge ethvert av kravene 1 - 4, karakterisert ved at den kombinerte stabilitets- og styre/innfestingsanordning (5) er én eller flere forlengelser av søylen (4) og strekker seg over deler av denne.

(3. Flytende flerbruksplattformkonstruksjon ifølge ethvert av kravene 1 - 5, karakterisert ved at dekksmodulens (8) bunnområde har en skålformet utforming.

7. Fremgangsmåte for oppbygning av en flerbruksplattformkonstruksjon (1) for boring, produksjon og lagring av olje og gass omfattende en skrogkonstruksjon (2) med en nedre ballasterbar kasse (brem) (3) og en oppoverragende søyle (4) for påmontering av en dekksmodul/skrogmodul (8,18) i sin øvre ende, idet søylen (4) i sitt øvre område er anordnet med en kombinert stabilitets- og styre/innfestingsanordning (5) for bruk ved henholdsvis nedsenkning av skrogkonstruksjonen (2) og innfløting/fastgjøring av dekksmodulen (8), karakterisert ved at skrogkonstruksjonen (2) ballasteres til en dyp-gang, slik at den selvflytende dekksmodulen (8) kan styres på plass, deballasteres og således forankres til skrogkonstruksjonen (2), hvoretter skrogkonstruksjonen (2) deballasteres til en operasjonsdypgang.