NO315265B1 - Fremgangsmåte og system for forankring og posisjonering av et flytende fartöy, og et fartöy som omfatter et slikt system - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for forankring av et flytende fartøy og for posisjonering av fartøyet mot den til enhver tid fremherskende vind- og/eller bølge-/strørnretning, ved hvilken det benyttes et antall dreieliner som med indre ender er forbundet med vinsjer ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet, idet fartøyet dreies til ønsket stilling ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer.

Videre angår oppfinnelsen et system for forankring og posisjonering av et flytende fartøy, særlig et fartøy for produksjon av hydrokarboner fra en undersjøisk kilde, omfattende et antall dreieliner som med indre ender er forbundet med vinsjer ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet, slik at fartøyet kan dreies ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer.

Oppfinnelsen angår også et fartøy som omfatter et system av den angitte type.

Et system som omfatter de ovenfor angitte særtrekk, er kjent fra GB 1 194 371. Dette patentskrift angår en forankret dypvannsplattform som er forsynt med en innebygd, motordrevet anordning for dreining av plattformen. Plattformen utgjør en laste-og losseterminal for oljetankere som skal fortøye ved plattformen. Denne er skipsformet, med en baug og en akterende, og er innrettet til å dreie i en viss grad om en vertikal akse, for å kunne posisjoneres i overensstemmelse med endringer i vind, bølger og vannstrømmer, slik at tankskip kan fortøyes med maksimal sikkerhet i anlegg mot plattformen.

Arrangementet ifølge patentskriftet omfatter separate anordninger for forankring og for dreining av plattformen. Anordningen for forankring av plattformen omfatter ett eller flere koplingspunkter som er beliggende under vannlinjen, nærmere bestemt i et sentralt område på bunnen av plattformen, og fra hvilke fortøyningskjettinger strekker seg radialt ut fra en vertikal akse i plattformen. Anordningen for dreining av plattformen omfatter minst to mottakspunkter som også er beliggende under vannlinjen nær baugen og akterenden, og fra hvilke dreiekabler kan strekke seg til styrbords- og babordssiden av plattformen.

Fra GB 1 440 218 er det videre kjent et forankringssystem for et skip hvor forankringsliner er festet til vogner som er bevegelige langs skipssiden i kanalspor som strekker seg langs utsiden av hele skroget. Ved hjelp av dette arrangement kan fartøyet reorienteres ved å bevege vognene langs kanalsporet.

I dette kjente system benyttes forankringslinene samtidig som dreieliner for dreining av fartøyet til en ønsket stilling, men systemet er for øvrig vesentlig forskjellig fra systemet ifølge GB 1 194 371.

I forbindelse med drift av produksjonsskip for offshore-produksjon av hydrokarboner er det kjent forskjellige typer av systemer for forankring og/eller posisjonering av det aktuelle skip eller fartøy. Slike skip er vanligvis forsynt med en såkalt "moonpool", dvs. en vertikal åpning gjennom skipets skrog, i hvilken det er anordnet utstyr for tilkopling og fastholdelse av de aktuelle stigerør som strekker seg mellom skipet og f.eks. ett eller flere brønnhoder på havbunnen, for transport av den aktuelle brønnstrøm fra den undersjøiske kilde. Av kjente forankringssystemer i denne forbindelse kan nevnes det såkalte SAL-system (Section Anchor Loading), hvor det aktuelle skip er forsynt med en fortøyningsanordning i sitt baugparti, og hvor en eller flere ankerliner strekker seg mellom fortøyningsanordningen og en ankerinnretning på havbunnen. Ankerinnretningen, såsom et sugeanker eller et pæleanker, er forsynt med en svivelanordning for forankringslinen, for å tillate dreining av skipet uten ugunstig innvirkning på ankerlinen. Ved anvendelse i værharde områder kan det være nødvendig å benytte et dynamisk posisjoneirngssystem som supplement til forankringssystemet.

Ifølge annen kjent teknikk holdes produksjonsskip og/eller lagerskip forankret og posisjonert ved hjelp av en kombinert fortøynings- og lastebøye som er forankret til havbunnen og under drift er innført og fastgjort i skipets moonpool, idet konstruksjonen er utført slik at skipet kan dreie eller rotere om bøyen under påvirkning av vind, bølger og vannstrømmer. Den nevnte dreining av skipet tillates ved at bøyen er montert i et dreielegeme eller såkalt "turret" som er permanent installert i skipets moonpool, eller ved at bøyen er av den todelte type som omfatter en neddykket, bunnforankret senterdel og en på denne dreibart lagret, ytre bøyedel som under drift er innført og fastgjort i et neddykket opptaksrom ved skipets bunn. Den sistnevnte bøyekonstruksjon er kjent under betegnelsen STP-bøye, der forkortelsen STP står for "Submerged Turret Production".

Systemene ifølge den ovenfor omtalte, kjente teknikk er beregnet for drift under forskjellige klimatiske forhold, herunder også meget skiftende og til dels harde værforhold, med storm fra skiftende retninger med kortere eller lengre mellomrom. Ved offshore-produksjon av hydrokarboner i områder med forholdsvis rolig vær og med stabile, fremherskende vindretninger over store deler av året, ville det imidlertid være ønskelig å kunne benytte et forankrings- og posisjoneirngssystem som er enklere og billigere enn de ovenfor omtalte, kjente systemer.

Formålet med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en fremgangsmåte og et system for forankring og posisjonering av et flytende fartøy, særlig et fartøy for produksjon av hydrokarboner, hvor fremgangsmåten muliggjør benyttelse av et enkelt forankrings- og posisjoneirngssystem hvor man unngår et forholdsvis kostbart bøyeforankirngssystem, og eventuelt et kostbart dynamisk posisjoneirngssystem.

For oppnåelse av det angitte formål er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1.

Ovennevnte formål oppnås også med et system av den angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 2.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et fartøy for produksjon av hydrokarboner fra en undersjøisk kilde som er forbundet med fartøyet via et antall stigerør, idet fartøyet omfatter et system for forankring og posisjonering av fartøyet, hvor systemet omfatter et antall dreieliner som med indre ender er forbundet med vinsjer ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet, slik at fartøyet kan dreies ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer, hvilket fartøy er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 9.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk riss av en første utførelse av et forankrings- og posisjoneirngssystem ifølge oppfinnelsen, og fig. 2 viser et skjematisk riss av en andre utførelse av et slikt system.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet i forbindelse med et produksjonsskip. Det vil imidlertid være klart at oppfinnelsen også kan benyttes i forbindelse med andre typer av flytende fartøyer, så som lagerskip eller liknende.

På fig. 1 er det skjematisk vist et produksjonsskip 1 for produksjon av hydrokarboner fra en undersjøisk kilde fra hvilken hydrokarboner tilføres til skipet via et antall stigerør som med sine øvre ender er fastholdt på passende måte i forhold til skipet. Slik som antydet på fig. 1, er stigerørene 2 i denne utførelse vist å være festet i en monteringsenhet 3 som er anordnet ved den ene skipsside. Monteringsenheten 3 kan på passende måte være festet til skipssiden, eller den kan være anordnet på eller utgjøres av en separat, flytende enhet, f.eks. en passende lekter, som kan fastgjøres til eller frigjøres fra skipet etter behov. Stigerørene 2 er på ikke nærmere vist måte koplet til prosessutstyr på skipet, f.eks. via dettes midtskipsmanifold (ikke vist).

Fartøyet er forankret ved hjelp av et antall ankerliner 4-9 som med sine ene ender er festet til respektive vinsjer 10 -12 og 13 -15 som er plassert henholdsvis i fartøyets baugparti 16 og ved fartøyets akterende 17, og med sine andre ender er festet til respektive ankere 18-21 som er forankret i havbunnen på steder som er beliggende på valgte horisontale avstander fra fartøyet 1. Ankerlinene omfatter nærmere bestemt et fremre par av ankerliner 4, 5, et bakre par av ankerliner 6, 7, en ytterligere, bakre ankerline 8, og en ytterligere, fremre ankerline 9. Det første par av ankerliner 4, 5 har indre ender (dvs. endene nærmest fartøyet) som er forbundet med respektive vinsjer 10, 11 ved fartøyets baug 16, og ytre ender (dvs. lengst fra fartøyet) som er forbundet med et respektivt av to ankere 18,19 på motsatte sider av fartøyet. Det bakre par av ankerliner 6, 7 har indre ender som er forbundet med respektive vinsjer 13, 14 ved fartøyets akterende, og ytre ender som er forbundet med et respektivt av de nevnte to ankere 18, 19. Som vist, er vinsjene 13 og 14 anordnet på hver sin side av fartøyet. Den bakre ankerline 8 er forbundet med en vinsj 15 ved fartøyets akterende 17, og med et tredje anker 20 på en avstand aktenfor fartøyet, og den fremre ankerline 9 er forbundet med en vinsj 12 ved fartøyets baug 16, og med et fjerde anker 21 på en avstand foran fartøyet.

Ankrene 18-21 kan være sugeankere eller ankere av en annen passende type. Vinsjene 10-14 kan være konvensjonelle, motordrevne vinsjer eller ankerspill av hvilken som helst passende type.

Generelt angitt er ankrene 18 - 21 anordnet med en valgt innbyrdes vinkelavstand målt langs en horisontal sirkel med sentrum i fartøyet. Sirkelens sentrum kan hensiktsmessig være beliggende i fartøyets gireakse, dvs. dets vertikale dreieakse. I den viste utførelse er ankrene anordnet med en innbyrdes vinkelavstand på ca. 90°. De to ankere 18, 19 på motsatte sider av fartøyet 1 er beliggende symmetrisk om fartøyets lengdeakse L når ankerlinene 4, 5 og 6, 7 i hvert av de nevnte par er like lange. Videre er både den bakre ankerline 8 og den fremre ankerline 9 i hovedsaken parallell med fartøyets lengdeakse L når ankerlinene 4, 5 og 6, 7 i hvert av de nevnte par er like lange.

Slik det kan innses ved betraktning av fig. 1, kan fartøyet 1 ved hjelp av det beskrevne system dreies og orienteres med sin lengdeakse L innenfor et vinkelområde på nær opp til 180°, slik at fartøyet kan posisjoneres i en ønsket orientering, nærmere bestemt slik at baugen eller akterenden orienteres mot den aktuelle vind- og/eller bølge-/strømretning. Denne dreining oppnås ved å foreta innhaling eller stramming av valgte ankerliner samtidig som det foretas passende utfiring eller slakking av andre ankerliner, i begge tilfeller ved hjelp av de tilhørende vinsjer. Dersom fartøyet er utstyrt med et supplerende, dynamisk posisjoneirngssystem (DP-system), kan dette eventuelt automatisk trekke inn eller gi ut forankringsliner.

På fig. 1 er fartøyet ] vist i en første stilling (med heltrukne linjer) i hvilken fartøyets baug kan være orientert mot den fremherskende vind- eller strømretning, og en andre stilling (vist stiplet) i hvilken fartøyet er dreid ca. 75° fra den første stilling. Denne dreining er oppnådd ved stramming av ankerlinene 5 og 6, og samtidig passende slakking av de øvrige ankerliner 4, 7, 8,9. Den oppnåelige dreining vil her være noe mindre enn 90° i hver retning, men dette vil i praksis være tilstrekkelig på de aktuelle anvendelsessteder.

En ytterligere dreining av fartøyet ville kunne oppnås dersom vinsjene var bevegelig montert på fartøyet, slik at de kunne beveges til eller anbringes i en mer gunstig stilling i forhold til fartøyets skrog eller dekk for å oppnå den ønskede dreining.

Slik som vist, er fartøyets akterende utformet med avrundet eller baugliknende form, for oppnåelse av gode strømningsforhold der, når vinden/strømmen kommer inn fra fartøyets akterende.

På fig. 2 er det vist en modifisert utførelse av systemet ifølge oppfinnelsen. Tilsvarende elementer på fig. 1 og 2 er betegnet med like henvisningstall.

Til forskjell fra fartøyet 1 på fig. 1 er fartøyet 22 på fig. 2 forsynt med en gjennomgående skrogåpning eller moonpool 23 i hvilken det aktuelle antall eller knippet av stigerør 24 er innført og tilkoplet på ikke nærmere vist, konvensjonell måte. Slik det vil være klart, kunne de viste stigerørarrangementer også være ombyttet i forhold til fartøyene.

Når det gjelder forankrings- og posisjoneringssystemet på fig. 2, svarer dette stort sett til systemet på fig. 1, bortsett fra at den fremre ankerline 9 på fig. 1, og dermed også den tilhørende vinsj 12 og det tilhørende anker 21, er sløyfet. Slik det fremgår, medfører dette at fartøyets 22 forankringsstilling i forhold til ankrene 18 og 19 blir noe forskjellig fra konfigurasjonen på fig. 1. Dette innebærer i sin tur at det vinkelområde innenfor hvilket fartøyet 22 kan dreies ved innhaling og slakking av de aktuelle ankerliner, blir noe redusert i forhold til utførelsen ifølge fig. 1. Utførelsen ifølge fig. 2 vil imidlertid kunne være aktuell i offshore-områder hvor vind- og strømretningene er særlig stabile, og hvor det er meget lite sannsynlig at det vil opptre kraftig vind som kommer fra en retning som ligger utenfor det mulige vinkelområde for fartøysdreining.

Forankrings- og posisjoneringssystemet ifølge oppfinnelsen kan benyttes også på forholdsvis store havdyp, f.eks. opp til ca. 1000 m eller mer. Den horisontale avstand mellom fartøyet og ankrene vil variere, alt etter de aktuelle driftsforhold og dybden på anvendelsesstedet, og avhengig av den benyttede type av ankerliner. Aktuelle, horisontale avstander forventes å ligge i området 0,5 - 2 km.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for forankring av et flytende fartøy og for posisjonering av fartøyet mot den til enhver tid fremherskende vind- og/eller bølge-/strømretning, ved hvilken det benyttes et antall dreieliner som med indre ender er forbundet med vinsjer ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet, idet fartøyet dreies til ønsket stilling ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer, karakterisert ved at dreielinene samtidig benyttes som forankringsliner for forankring av fartøyet, slik det er i og for seg kjent, idet et fremre par av ankerliner med sine indre ender forbindes med respektive vinsjer ved fartøyets baug, og med sine ytre ender forbindes med et respektivt av to ankere på motsatte sider av fartøyet, et bakre par av ankerliner med sine

indre ender forbindes med respektive vinsjer ved fartøyets akterende, og med sine ytre ender forbindes med et respektivt av de nevnte to ankere, og en ytterligere ankerline forbindes med en ytterligere vinsj enten ved fartøyets baug eller ved dets akterende, og med et tredje anker foran eller bak fartøyet, slik at fartøyet ved passende innhaling og slakking av ankerlinene kan dreies innenfor et vinkelområde på 160 - 180°.

2. System for forankring og posisjonering av et flytende fartøy (1; 22), særlig et fartøy for produksjon av hydrokarboner fra en undersjøisk kilde, omfattende et antall dreieliner (4-9) som med indre ender er forbundet med vinsjer (10-15) ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere (18-21) som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet (1; 22), slik at fartøyet kan dreies ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer, karakterisert ved at dreielinene (4-9) samtidig utgjør forankringsliner (4-9) for forankring av fartøyet (1; 22), slik det er i og for seg kjent, idet systemet omfatter et fremre par av ankerliner (4, 5) som med sine indre ender er forbundet med respektive vinsjer (10, 11) ved fartøyets (1; 22) baug (16) , og med sine ytre ender er forbundet med et respektivt av to ankere (18, 19) på motsatte sider av fartøyet (1; 22), et bakre par av ankerliner (6, 7) som med sine indre ender er forbundet med respektive vinsjer (13, 14) ved fartøyets (1; 22) akterende (17), og med sine ytre ender er forbundet med et respektivt av de nevnte to ankere (18, 19), og en ytterligere, bakre ankerline (8) som er forbundet med en ytterligere vinsj (15) ved fartøyets akterende (17) og med et tredje anker (20) aktenfor fartøyet.

3. System ifølge krav 2, karakterisert ved at de respektive vinsjer (13, 14) ved fartøyets akterende (17) er anbrakt på hver sin side av fartøyet (1; 22).

4. System ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at det omfatter en ytterligere, fremre ankerline (9) som er forbundet med en vinsj (12) ved fartøyets (1) baug (16) og med et fjerde anker (21) foran fartøyet.

5. System ifølge ett av kravene 2-4, karakterisert ved at de to ankere (18, 19) på motsatte sider av fartøyet (1; 22) er beliggende symmetrisk om fartøyets lengdeakse (L) når ankerlinene (4, 5 hhv. 6, 7) i hvert av de nevnte par er i hovedsaken like lange.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at den ytterligere, bakre ankerline (8) er i hovedsaken parallell med fartøyets (1; 22) lengdeakse (L) når ankerlinene (4, 5 hhv. 6, 7) i hvert av de nevnte par er i hovedsaken like lange.

7. System ifølge krav 4 og 5, karakterisert ved at den ytterligere, fremre ankerline (9) er i hovedsaken parallell med fartøyets (1) lengdeakse (L) når ankerlinene (4, 5 hhv. 6, 7) i hvert av de nevnte par er i hovedsaken like lange.

8. System ifølge ett av kravene 2-7, karakterisert ved at de nevnte ankere (18-21) er anbrakt med en valgt innbyrdes vinkelavstand målt langs en horisontal sirkel med sentrum i fartøyet (1; 22).

9. Fartøy for produksjon av hydrokarboner fra en undersjøisk kilde som er forbundet med fartøyet (1; 22) via et antall stigerør (2; 23), idet fartøyet (1; 22) omfatter et system for forankring og posisjonering av fartøyet, hvor systemet omfatter et antall dreieliner (4-9) som med indre ender er forbundet med vinsjer (10-15) ved fartøyets baug og akterende, og med ytre ender er forbundet med respektive ankere (18-21) som er forankret i havbunnen på avstand fra fartøyet (1; 22), slik at fartøyet kan dreies ved henholdsvis innhaling og slakking av valgte liner ved hjelp av de tilhørende vinsjer, karakterisert ved at dreielinene (4-9) samtidig utgjør forankringsliner (4-9) for forankring av fartøyet (1; 22), slik det er i og for seg kjent, idet systemet omfatter et fremre par av ankerliner (4, 5) som med sine indre ender er forbundet med respektive vinsjer (10, 11) ved fartøyets (1; 22) baug (16) , og med sine ytre ender er forbundet med et respektivt av to ankere (18, 19) på motsatte sider av fartøyet (1; 22), et bakre par av ankerliner (6, 7) som med sine indre ender er forbundet med respektive vinsjer (13, 14) ved fartøyets (1; 22) akterende (17), og med sine ytre ender er forbundet med et respektivt av de nevnte to ankere (18, 19), og en ytterligere, bakre ankerline (8) som er forbundet med en ytterligere vinsj (15) ved fartøyets akterende (17) og med et tredje anker (20) aktenfor fartøyet.