NO315909B1 - Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth - Google Patents
Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth Download PDFInfo
- Publication number
- NO315909B1 NO315909B1 NO20022773A NO20022773A NO315909B1 NO 315909 B1 NO315909 B1 NO 315909B1 NO 20022773 A NO20022773 A NO 20022773A NO 20022773 A NO20022773 A NO 20022773A NO 315909 B1 NO315909 B1 NO 315909B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- riser
- intake
- riser system
- suspension
- risers
- Prior art date
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 46
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 9
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 claims description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 claims description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/08—Casing joints
- E21B17/085—Riser connections
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/01—Risers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/002—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling
- E21B19/004—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables specially adapted for underwater drilling supporting a riser from a drilling or production platform
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
- B63B13/02—Ports for passing water through vessels' sides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/448—Floating hydrocarbon production vessels, e.g. Floating Production Storage and Offloading vessels [FPSO]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
- B63J2002/005—Intakes for coolant medium other than sea chests, e.g. for ambient water
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
Description
Oppfinnelsens område Field of the invention
Den foreliggende oppfinnelse vedrører fritt hengende stigerørsystemer for The present invention relates to free-hanging riser systems for
opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp til et inntaksrom eller tilsvarende i et fast posisjonert fartøy. Oppfinnelsen er særlig relevant der det foreligger svært betydelige nedkjølingsbehov, slik som ved LNG-fremstilling av naturgass på et fartøy av typen FPSO (Floating Production Storage and Offloading). Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen fritt hengende stigerørsystemer for opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp til et inntaksrom ombord i et fartøy som ved spredt forankring eller dynamisk posisjonering ligger fast posisjonert og i prinsippet uten rotasjon på sjøoverflaten. intake of large quantities of cold seawater from a great depth into an intake room or equivalent in a fixed-positioned vessel. The invention is particularly relevant where there are very significant cooling needs, such as in the case of LNG production of natural gas on a vessel of the FPSO (Floating Production Storage and Offloading) type. More specifically, the invention relates to free-hanging riser systems for the intake of large quantities of cold seawater from great depths to an intake space on board a vessel which, by scattered anchoring or dynamic positioning, is fixedly positioned and in principle without rotation on the sea surface.
Kjent teknikk Known technique
Det er kjent flere innretninger for å ta opp kaldt sjøvann fra stort dyp. Noen eksempler på slike samt annen relatert teknikk, er som følger: Several devices are known for taking up cold seawater from great depths. Some examples of such as well as other related techniques are as follows:
I patentpublikasjon NO 172681 beskrives en anordning for å hindre vridning In patent publication NO 172681, a device is described to prevent twisting
av en fleksibel ledning, hvilket illustrerer noen grunnleggende problemstillinger i forbindelse med stigerørsystemer. of a flexible line, which illustrates some basic issues in connection with riser systems.
I patentpublikasjon JP 57008369 beskrives en innretning for å redusere In patent publication JP 57008369, a device for reducing
bevegelser og dermed påkjenning ved inntak av en sjøvannsledning, ved hjelp av et spesielt oppheng anbrakt utenfor fartøyets skrog. movements and thus stress when taking in a seawater line, using a special suspension placed outside the vessel's hull.
I patentpublikasjon US 4350014 beskrives en plattform for å gjøre bruk av den termiske energi som forefinnes i havet, ved å benytte Carnots prinsipp for å omdanne termisk energi i havet til anvendbar kinetisk energi. Oppfinnelsen i henhold til nevnte publikasjon vedrører selve plattformen og en støttestruktur i plattformen. Men det er også beskrevet at kaldt sjøvann tas opp med et rør som strekker seg ned i havet. Røret for å ta opp sjøvannet i plattformen, som i praksis er en halvt nedsenkbar struktur, er opphengt i kabler i en støttestruktur i den halvt nedsenkbare plattform. Plattformen plasseres der vanndypet er større enn 600 m, fortrinnsvis i tropiske områder hvor temperaturforskjellen mellom overflatevann og dypt vann når minst 20 °C (kolonne 6, In patent publication US 4350014, a platform is described for making use of the thermal energy found in the sea, by using Carnot's principle to convert thermal energy in the sea into usable kinetic energy. The invention according to the aforementioned publication relates to the platform itself and a support structure in the platform. But it is also described that cold seawater is taken up with a pipe that extends into the sea. The pipe for taking up the seawater in the platform, which is in practice a semi-submersible structure, is suspended by cables in a support structure in the semi-submersible platform. The platform is placed where the water depth is greater than 600 m, preferably in tropical areas where the temperature difference between surface water and deep water reaches at least 20 °C (column 6,
linjer 39-42). Selve røret for å ta opp kaldt sjøvann er ikke et spesifikt tema, men det er beskrevet at røret er fleksibelt og fortrinnsvis fabrikkert av forsterket syntetisk materiale, omfattende sylindriske komponenter hvis aksiale lengde i hovedsak er lik radius, avstivet av trykkavstivning som fortrinnsvis fabrikkeres av glassfiberforsterket plastmateriale, og komponentene er koblet til hverandre med vevde forbindelser av syntetisk materiale av nylontype. (Kolonne 7, linjer 40-47). Ovenfor røret for inntak av kaldt sjøvann er det anordnet pumper og annet utstyr som benyttes i forbindelse med kraftproduksjonen på plattformen. Det er ikke kjent at det er bygd en plattform i henhold til det nevnte patent. lines 39-42). The pipe itself for receiving cold seawater is not a specific subject, but it is described that the pipe is flexible and preferably fabricated from reinforced synthetic material, comprising cylindrical components whose axial length is substantially equal to the radius, stiffened by compression stiffeners preferably fabricated from glass fiber reinforced plastic material, and the components are connected to each other with woven connections of nylon-type synthetic material. (Column 7, lines 40-47). Above the pipe for the intake of cold seawater, there are pumps and other equipment used in connection with power production on the platform. It is not known that a platform has been built according to the aforementioned patent.
I patentpublikasjon GB 2324120A beskrives en oppsamlingsbeholder for opphenting av kaldt vann fra havdypet, i forbindelse med omdannelse av termisk energi i en naturlig sjøvannskilde til anvendbar kraft. På side 1, andre avsnitt i nevnte patentpublikasjon, er det beskrevet at overflatetemperaturen i havet i tropiske områder vanligvis er ca. 25 °C, men ved større dyp, f.eks. 1000 m under overflaten, er temperaturen typisk 5 °C. I neste avsnitt er det beskrevet at det er nødvendig å tilføre store volumer av kaldt vann fra havdypet til kondensatoren for å sikre effektiv operasjon av syklusen (for energifremstilling ved omdannelse av termisk energi fra havet). Det er beskrevet at de foreslåtte systemer gjør bruk av et meget stort rør for inntak av kaldt vann, typisk med diameter ca. 30 m og med lengde 1000 m, opphengt i en overflatefarkost. Ingeniørutfordringene ved å fremstille et kaldtvannsrør av en slik størrelse og med strukturell integritet til ikke bare å tåle sin egen vekt, men også den mekaniske påkjenning fra havstrømmer og overflatebølger, er formidable. Så vidt det er kjent er det aldri gjort noe forsøk på å fremstille et rør for inntak av kaldt sjøvann med dimensjoner i nærheten av det ovennevnte. Formålet med GB 2324120 er å unngå ulempene forbundet med et slikt rør, hvilken ulempe i praksis er at et slikt rør inntil videre verken lar seg fremstille, installere eller operere i henhold til siktemålet. In patent publication GB 2324120A, a collection container is described for collecting cold water from the ocean depths, in connection with the conversion of thermal energy in a natural seawater source into usable power. On page 1, second paragraph of the aforementioned patent publication, it is described that the surface temperature of the sea in tropical areas is usually approx. 25 °C, but at greater depths, e.g. 1000 m below the surface, the temperature is typically 5 °C. In the next section, it is described that it is necessary to supply large volumes of cold water from the ocean depths to the condenser to ensure efficient operation of the cycle (for energy production by converting thermal energy from the sea). It is described that the proposed systems make use of a very large pipe for the intake of cold water, typically with a diameter of approx. 30 m and with a length of 1000 m, suspended in a surface vessel. The engineering challenges of producing a cold water pipe of such size and with the structural integrity to withstand not only its own weight, but also the mechanical stress from ocean currents and surface waves, are formidable. As far as is known, no attempt has ever been made to produce a pipe for the intake of cold sea water with dimensions close to the above. The purpose of GB 2324120 is to avoid the disadvantages associated with such a pipe, which disadvantage in practice is that such a pipe cannot yet be manufactured, installed or operated according to its intended purpose.
I den internasjonale patentpublikasjon WO 01/47768 Al beskrives et system for å forsyne kjølevann til et kjølesystem på en flytende farkost for produksjon av hydrokarboner. På side 1, linje 34 til side 2, linje 6, er det beskrevet at et LNG-anlegg om bord på et FPSO-fartøy kan kreve ca. 30 000 m<3>/h kjølevann. Imidlertid gjøres det for de fleste FPSO-fartøy bruk av pumper som trekker opp sjøvann fra et sjøvannsinntak som henger fritt som fleksible slanger eller lignende til en dybde på maksimum 40 m. Det er beskrevet at lengden av sjøvanninntaksrørene er begrenset for å unngå kollisjoner med fortøyningene. Videre er fordelen ved å ta inn sjøvann fra større dyp kjent (side 2, linjer 7-11). Med oppfinnelsen i henhold til den nevnte publikasjon tilveiebringes sjøvannsinntaksrør uten begrenset lengde for å kunne unngå kollisjoner med fortøyningene, samtidig som det kan tas inn kaldt sjøvann fra større dyp. Dette oppnås ved at kjølevannsrørene er plassert inne i forankringssystemet og er geostasjonære i forhold til sjøbunnen, hvorved de ikke vil være i konflikt med forankringssystemet og produksjonsstigerørene når fartøyet dreier under påvirkning av vær og vind. Systemet for forsyning av kjølevann til produksjonsprosessene på farkosten inkluderer én eller flere sjøvannsstigerør som er vist å strekke seg mellom en dreieenhet og sjøbunnen, og hvilke er koblet ved deres nedre ende til en forankringsinnretning på sjøbunnen, f.eks. en sjøvannsløftepumpe (side 4, linjer 14-17). En sjøvannsløftepumpe er også vist anordnet på en flyteenhet (side 4, linjer 21-22). Det er videre klart at sjøvannsstigerørene generelt kan bestå av ett stort eller flere små stigerør som strekker seg ned til sjøbunnen eller til en valgt dybde hvor sjøvannstemperaturen er tilstrekkelig lav (side 4, linjer 24-26). Det er videre beskrevet at sjøvannsrørene mellom flyteenheten og sjøbunnen kan ha samme vei som produksjonsstigerørene, eller de kan strekke seg generelt vertikalt fra flyteenheten til sjøbunnen. I begge tilfeller holdes de i posisjon på sjøbunnen ved hjelp av forankring (side 4, linjer 26-29). Det er ikke gjort noe poeng av antallet stigerør for sjøvannsinntak, og på tegningene er kun utførelsesformer med flere stigerør for sjøvannsinntak illustrert. Oppfinnelsen i henhold til WO 01/47768 Al vedrører i realiteten tiltak i forbindelse med selve dreieenheten i fartøyet, og det fines ikke noen veiledning med hensyn til spesielle valg vedrørende antall og dimensjoner av sjøvannsstigerørene spesielt eller stigerørene generelt. Det er ingen veiledning om bestemte måter å anordne ytterligere stigerør, f.eks. produksjonsstigerør, på bestemte måter i forhold til sjøvannsstigerørene. De nevnte pumper fremstår som obligatoriske i systemet for sjøvannsinntak. Det er nevnt at et prosessanlegg på et FPSO-fartøy kan fordre inntak av en kjølevannsmengde opp til 30 000 m<3>/h, hvorved det kan gjøres bruk av sjøvannsstigerør med et strømningsareal som korresponderer med et rør med diameter opp til ca. 2000 mm. In the international patent publication WO 01/47768 Al, a system for supplying cooling water to a cooling system on a floating vessel for the production of hydrocarbons is described. On page 1, line 34 to page 2, line 6, it is described that an LNG plant on board an FPSO vessel may require approx. 30,000 m<3>/h cooling water. However, for most FPSO vessels, pumps are used that draw up seawater from a seawater intake that hangs freely as flexible hoses or the like to a maximum depth of 40 m. It is described that the length of the seawater intake pipes is limited to avoid collisions with the moorings . Furthermore, the advantage of taking in seawater from greater depths is known (page 2, lines 7-11). With the invention according to the aforementioned publication, seawater intake pipes are provided without limited length to be able to avoid collisions with the moorings, while at the same time cold seawater can be taken in from greater depths. This is achieved by the fact that the cooling water pipes are placed inside the anchoring system and are geostationary in relation to the seabed, whereby they will not be in conflict with the anchoring system and the production risers when the vessel turns under the influence of weather and wind. The system for supplying cooling water to the production processes on the vessel includes one or more seawater risers shown extending between a turning unit and the seabed, and which are connected at their lower end to an anchoring device on the seabed, e.g. a seawater lift pump (page 4, lines 14-17). A seawater lift pump is also shown arranged on a floating unit (page 4, lines 21-22). It is also clear that the seawater risers can generally consist of one large or several small risers that extend down to the seabed or to a selected depth where the seawater temperature is sufficiently low (page 4, lines 24-26). It is further described that the seawater pipes between the floating unit and the seabed can have the same path as the production risers, or they can extend generally vertically from the floating unit to the seabed. In both cases, they are held in position on the seabed by anchoring (page 4, lines 26-29). No point has been made of the number of risers for seawater intake, and only embodiments with several risers for seawater intake are illustrated in the drawings. The invention according to WO 01/47768 Al in reality relates to measures in connection with the turning unit itself in the vessel, and there is no guidance with regard to special choices regarding the number and dimensions of the seawater risers in particular or the risers in general. There is no guidance on specific ways to arrange additional risers, e.g. production risers, in certain ways in relation to the seawater risers. The mentioned pumps appear as mandatory in the system for seawater intake. It has been mentioned that a process plant on an FPSO vessel may require intake of a cooling water quantity of up to 30,000 m<3>/h, whereby use can be made of seawater risers with a flow area that corresponds to a pipe with a diameter of up to approx. 2000 mm.
Det er nå overraskende blitt funnet at det er mulig å utforme stigerørsystemer It has now surprisingly been found that it is possible to design riser systems
for opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp, hvor det ved bestemte konstruksjonsmessige utforminger kan oppnås helt uventede tekniske og økonomiske fordeler, langt utover hva som er funnet indikert i beskrivelsen av tidligere kjent teknikk. for taking in large quantities of cold seawater from great depths, where certain structural designs can achieve completely unexpected technical and economic advantages, far beyond what has been found indicated in the description of prior art.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et stigerørsystem for With the present invention, a riser system is provided for
opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp til et inntaksrom i et fartøy som i prinsippet ligger fast posisjonert på sjøoverflaten ved spredt forankring eller dynamisk posisjonering, hvilket fartøy i prinsippet er uten rotasjon i forhold til sjøoverflaten. Stigerørsystemet er særpreget ved at det omfatter ett enkelt stigerør med stort strømningstverrsnitt, hvilket stigerør i drift strekker seg fra en nedre fritt hengende ende på stort dyp hvorfra store mengder kaldt sjøvann tas inn gjennom minst én åpning og føres gjennom stigerøret til en øvre ende som er plassert inne i nevnte inntaksrom, i et oppheng med fjæring om en nominell opphengsposisjon, og intake of large quantities of cold seawater from a great depth to an intake space in a vessel which is in principle firmly positioned on the sea surface by means of scattered anchoring or dynamic positioning, which vessel is in principle without rotation in relation to the sea surface. The riser system is characterized by the fact that it comprises a single riser with a large flow cross-section, which riser in operation extends from a lower free-hanging end at great depth from which large quantities of cold seawater are taken in through at least one opening and led through the riser to an upper end that is placed inside said intake space, in a suspension with suspension about a nominal suspension position, and
ytterligere stigerør, ledninger, kabler og/eller flytemateriale som i hovedsak strekker seg parallelt med stigerørsystemet og er festet til stigerøret, således at stigerøret med tilkoblet utrustning opptrer som én enhet. additional risers, lines, cables and/or floating material which essentially extend parallel to the riser system and are attached to the riser, so that the riser with connected equipment acts as one unit.
Med i prinsippet fast posisjonert menes det at fartøyet har en avdrift på In principle, fixed position means that the vessel has a drift on it
maksimum 7% av havdypet fra den nominelle posisjon på sjøoverflaten. Avdriften vil typisk være meget mindre. maximum 7% of the sea depth from the nominal position on the sea surface. The drift will typically be much smaller.
Med i prinsippet uten rotasjon menes det en maksimal rotasjon som er gitt av forankringens stivhet eller stivhet av ytterligere tilkoblet utstyr som kan strekke seg ned til bunnen, nærmere bestemt ± 270 ° til ± 360 °, avhengig av stigerørsystemets utførelsesform. By the no-rotation principle is meant a maximum rotation given by the rigidity of the anchorage or the rigidity of further connected equipment that can extend down to the bottom, more specifically ± 270 ° to ± 360 °, depending on the design of the riser system.
Med stort dyp menes det flere hundre meters dyp, fortrinnsvis minst 600 m, typisk 1000 m dyp, prinsipielt til et dyp hvor vanntemperaturen er stabilt lav under alle årstider og værforhold. I kalde farvann kan tilstrekkelig dyp følgelig være grunnere enn i varme farvann. By great depth is meant a depth of several hundred metres, preferably at least 600 m, typically 1000 m deep, in principle to a depth where the water temperature is stably low in all seasons and weather conditions. Consequently, in cold waters sufficient depth may be shallower than in warm waters.
Stigerørsystemet omfatter fordelaktig ett enkelt rundt rør med lengde på ca. 1000 m og diameter på 1,5 m til 5 m, hvorved det med stigerøret kan tas opp en strømningsmengde på 11000 til over 50 000 m<3>fh kaldt sjøvann fra ca. 1000 m dyp. Stigerørsystemet omfatter mer foretrukket at stigerøret har diameter 2,5-3,2 m, hvorved det med stigerøret kan tas opp en strømningsmengde på 30 000 til 50 000 m<3>/h kaldt sjøvann fra stort dyp. The riser pipe system advantageously comprises a single round pipe with a length of approx. 1,000 m and diameter of 1.5 m to 5 m, whereby the riser can take up a flow rate of 11,000 to over 50,000 m<3>fh of cold seawater from approx. 1000 m deep. The riser system preferably includes the riser having a diameter of 2.5-3.2 m, whereby a flow rate of 30,000 to 50,000 m<3>/h of cold seawater from great depths can be taken up with the riser.
Stigerøret har i den nedre ende fordelaktig en klumpvekt som holder stigerøret i hovedsak vertikalt orientert gjennom sjøen. Klumpvekten har fordelaktig mange åpninger for inntak av kaldt sjøvann til stigerøret, således at klumpvekten funksjonerer som en sil. At the lower end, the riser advantageously has a lump weight which keeps the riser essentially vertically oriented through the sea. The lump weight advantageously has many openings for the intake of cold seawater to the riser, so that the lump weight functions as a strainer.
Opphenget av stigerøret i inntaksrommet er fordelaktig med et kort fleksibelt element mellom stigerøret og inntaksrommet. Opphenget i inntaksrommet kan fordelaktig omfatte rotasjonssymmetrisk anordnede fjærende gummi-stållameller,. nærmere bestemt flexjoints, eksempelvis av typen som fremstilles av Murdoch Oil States Company. Opphenget i inntaksrommet er fordelaktig opphengt i et system for hiv-kompensering, eksempelvis med en constant tension winch. The suspension of the riser in the intake space is advantageous with a short flexible element between the riser and the intake space. The suspension in the intake space can advantageously comprise rotationally symmetrically arranged springy rubber-steel lamellae. more specifically flexjoints, for example of the type manufactured by the Murdoch Oil States Company. The suspension in the intake room is advantageously suspended in a system for heave compensation, for example with a constant tension winch.
Stigerøret er fordelaktig fremstilt av en enkelt eller flere sammenkoblede seksjoner av korrosjonsbeskyttede stålrør med utenforliggende oppdriftsmateriale, eller seksjoner av termoplast eller annen polymer forsterket med stålarmering og/eller kunstfiberarmering, eksempelvis kevlar, aramidfiber, borfiber, kullfiber eller glassfiber, hvilke seksjoner av polymerrør eventuelt er utstyrt med oppdriftsmateriale og eventuelt festerammer for fiksering av et antall utenforliggende symmetrisk anordnede stigerør for naturgass, med eventuell ytterligere forankring av stigerøret til fartøyet fra nær dets øvre ende. The riser is advantageously made from a single or several interconnected sections of corrosion-protected steel pipes with external buoyancy material, or sections of thermoplastic or other polymer reinforced with steel reinforcement and/or artificial fiber reinforcement, for example Kevlar, aramid fiber, boron fiber, carbon fiber or glass fiber, which sections of polymer pipe are equipped with buoyancy material and possibly fixing frames for fixing a number of external symmetrically arranged risers for natural gas, with possible further anchoring of the riser to the vessel from near its upper end.
Stigerørsystemet som vannfylt har fordelaktig oppdrift således at klumpvekten og den nedre ende har negativ oppdrift mens den øvre ende har positiv oppdrift, således at stigerøret naturlig vil innta en i hovedsak vertikal posisjon i sjøen. The riser system, which is filled with water, has advantageous buoyancy so that the lump weight and the lower end have negative buoyancy while the upper end has positive buoyancy, so that the riser will naturally assume an essentially vertical position in the sea.
Stigerøret er fordelaktig fremstilt av buede, lange sammenføyde plater, hvilket stigerør rundt tverrsnittet omfatter to brede konvekse plater sammenføyd i en ende, og en smalere konkav plate, plassert mellom og sammenføyd med de bredere plater i deres andre ende, med et antall ytterligere stigerør, kabler, oppdriftsmateriale og festeelementer i hovedsak anordnet inne i den konkave del av den smalere plate, således at tverrsnittsformen blir torpedolignende eller dråpeformet. The riser is advantageously made of curved, long jointed plates, which riser around the cross-section comprises two wide convex plates joined at one end, and a narrower concave plate, placed between and joined to the wider plates at their other end, with a number of further risers, cables, buoyancy material and fastening elements mainly arranged inside the concave part of the narrower plate, so that the cross-sectional shape becomes torpedo-like or drop-shaped.
Stigerøret består prinsipielt av en lastbærende del og en del for kjølevannstransport, hvilke deler er integrerte eller atskilte. The riser basically consists of a load-bearing part and a part for cooling water transport, which parts are integrated or separate.
Stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen er fordelaktig tilkoblet et FPSO-fartøy med et LNG-anlegg, idet stigerørsystemet leverer kjølevann til LNG-anlegget, og hvor stigerørsystemet videre omfatter ett eller flere stigerør for inntak av naturgass til LNG-anlegget, hvilke ledninger for naturgass er anordnet på utsiden av stigerøret for kjølevannsinntak. The riser system according to the invention is advantageously connected to an FPSO vessel with an LNG plant, as the riser system supplies cooling water to the LNG plant, and where the riser system further comprises one or more risers for intake of natural gas to the LNG plant, which lines for natural gas are arranged on the outside of the cooling water intake riser.
Med stigerørsystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan det, avhengig av utførelsesformen, tas opp fra 11 000 til mer enn 50 000 m<3>/h kaldt sjøvann for kjøling i forbindelse med et LNG-anlegg på et FPSO-fartøy. For et typisk LNG-anlegg med produksjon på 5 mill tonn LNG per år og med kjølevannsinntak på typisk 1000 m dyp kontra 50 m dyp, oppnås det i et typisk valgt varmt farvann ca. 30 % mindre kjølevannsbehov. Derved reduseres kraftbehovet med ca. 50 MW i et anlegg for LNG-fremstilling. Dette betyr at to gassturbiner ikke behøver å forefinnes, hvilke hver koster ca. 250-300 millioner norske kroner (eksempelvis LM 6000 Nouvo Preone). Normalt blir rundt 5 % av energimengden i gassen som tas opp (føden til LNG-anlegget) benyttet for å nedkjøle den øvrige gass til LNG-betingelser. Med den foreliggende oppfinnelse blir ca. 3,8 % av føden benyttet for nedkjøling til LNG-betingelser. Dette medfører ikke bare redusert C02-utslipp, men også meget betydelige reduksjoner med hensyn til vekt og utstyr på fartøyet, med formidable tekniske og økonomiske virkninger. Det antas en besparelse på 15 % av tørt plassert LNG-prosessutstyr på en FPSO med lengde ca. 400 m og bredde ca. 70 m, med et helt LNG-anlegg installert. With the riser system according to the present invention, depending on the design, from 11,000 to more than 50,000 m<3>/h of cold seawater can be taken up for cooling in connection with an LNG plant on an FPSO vessel. For a typical LNG plant with production of 5 million tonnes of LNG per year and with a cooling water intake of typically 1,000 m deep versus 50 m deep, in a typically selected warm water approx. 30% less cooling water requirement. This reduces the power requirement by approx. 50 MW in a facility for LNG production. This means that two gas turbines do not need to be installed, each of which costs approx. NOK 250-300 million (for example LM 6000 Nouvo Preone). Normally, around 5% of the amount of energy in the gas that is taken up (the feed for the LNG plant) is used to cool the rest of the gas to LNG conditions. With the present invention, approx. 3.8% of the feed used for cooling to LNG conditions. This not only results in reduced C02 emissions, but also very significant reductions in terms of weight and equipment on the vessel, with formidable technical and economic effects. A saving of 15% of dry-placed LNG process equipment is assumed on an FPSO with a length of approx. 400 m and width approx. 70 m, with an entire LNG plant installed.
Med stigerørsystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse oppnås det betydelige fordeler ved installasjon, redusert fare for sammenstøt og enklere manipulering av komponentene. Stigerørsystemene kan i hovedsak håndteres som en enhet. With the riser system according to the present invention, significant advantages are achieved during installation, reduced risk of collisions and easier manipulation of the components. The riser systems can mainly be handled as a unit.
Videre blir strømningstapet gjennom stigerørsystemet redusert, særlig for utførelsesformer med rundt tverrsnitt av stigerøret. Derved oppnås det en såkalt "draw down-effekt" på kun ca. 7-8 m trykkhøyde som må overskrides for at kaldt sjøvann skal kunne strømme av seg selv inn i inntaksrommet fra stort dyp. Nevnte trykkhøyde tilsvarer tap av trykk målt som vannsøyle på grunn av effekter av friksjon, temperatur, trykk og salinitet. Vannspeilet i inntaksrommet må altså være minst 7-8 m lavere enn sjøvannspeilet for å unngå bruk av pumper i stigerørsystemet, men i praksis vil vannspeilet holdes lavere, nærmere bestemt ved nivå som sikrer tilstrekelig trykkhøyde for løftepumper som plasseres i inntaksrommet for å bringe det kalde kjølevann videre. Det er obligatorisk at stigerørsystemet ikke inneholder noen pumpe, hvilket muliggjøres på grunn av det nedsenkede vannspeil i inntaksrommet. Furthermore, the flow loss through the riser system is reduced, particularly for embodiments with a round cross-section of the riser. Thereby, a so-called "draw down effect" of only approx. 7-8 m pressure head that must be exceeded in order for cold seawater to be able to flow by itself into the intake space from great depth. Said pressure head corresponds to loss of pressure measured as a column of water due to effects of friction, temperature, pressure and salinity. The water level in the intake space must therefore be at least 7-8 m lower than the seawater level in order to avoid the use of pumps in the riser system, but in practice the water level will be kept lower, more specifically at a level that ensures sufficient pressure head for lift pumps that are placed in the intake space to bring the cold cooling water further. It is mandatory that the riser system does not contain a pump, which is made possible by the submerged water table in the intake space.
Videre blir behovet for armering pr. enhet strømningsmengde redusert. Likeledes blir det lavere vekt pr. enhet strømningsmengde. Furthermore, the need for reinforcement per unit flow rate reduced. Likewise, there is a lower weight per unit flow rate.
Tegninger Drawings
På Figur 1 vises stigerørsystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figure 1 shows the riser system according to the present invention.
På Figurene 2, 3 og 4 er det vist tverrsnitt av innfestingen av stigerørsystemet, for tre ulike utførelsesformer ifølge oppfinnelsen. Figures 2, 3 and 4 show cross-sections of the fastening of the riser system, for three different embodiments according to the invention.
På Figur 5 vises stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen i en utførelsesform med ytterligere stigerør for hydrokarboner, kabler og ledninger. Figure 5 shows the riser system according to the invention in an embodiment with additional risers for hydrocarbons, cables and wires.
Detaljert beskrivelse Detailed description
På figur 1 vises et fritt hengende stigerørsystem opphengt i et inntaksrom i en FPSO med en seksjon av et fleksibelt rør. Med betegnelsen inntaksrom menes det primært ikke-dreibare sjøkasser eller tilsvarende, eller subsidiært dreibare inntaksrom slik som en turret, hvilke inntaksrom kan ta inn stigerøret til et rom med nedsenket vannspeil for det kalde sjøvann, hvilket rom har plass til utrustning for å føre det kalde sjøvann videre. Fra sin øvre ende strekker stigerøret seg ned til en nedre ende 1000 m ned i sjøen, hvor det er et antall innløp (ikke illustrert) for kaldt sjøvann. Stigerørets indre diameter er større eller lik 1,5 m. Et kort fleksibelt element, med større fleksibilitet enn selve stigerøret, er anordnet mellom stigerøret og inntaksrommet. Figure 1 shows a free-hanging riser system suspended in an intake space in an FPSO with a section of flexible pipe. By the term intake room is meant primarily non-rotating sea boxes or similar, or alternatively rotatable intake rooms such as a turret, which intake rooms can take in the riser to a room with a submerged water mirror for the cold sea water, which room has space for equipment to lead the cold seawater further. From its upper end, the riser extends down to a lower end 1000 m into the sea, where there are a number of inlets (not illustrated) for cold sea water. The inner diameter of the riser is greater than or equal to 1.5 m. A short flexible element, with greater flexibility than the riser itself, is arranged between the riser and the intake space.
På figurene 2, 3 og 4 vises tverrsnitt av innfestingen av stigerørsystemet. Figures 2, 3 and 4 show cross-sections of the fastening of the riser system.
På figur 2 illustreres opphenging av stigerøret med fleksible element rotasjonssymmetrisk anordnet til en opphengskrage med en integrert nedenforliggende trompetformet bøyningsbegrenser. På figur 3 illustreres en utførelsesform med ytterligere aksial og rotasjonsmessig fleksibilitet ved at opphengskragen er festet i et dobbeltfjærende oppheng. På figur 4 illustreres en utførelsesform med ytterligere fleksibilitet ved at opphengskragen i tillegg er festet i et system for hiv-kompensering. Økt fjæring i opphenget gir en fordelaktig reduksjon av påkjenningene på stigerøret og opphenget. Figure 2 illustrates suspension of the riser with flexible elements rotationally symmetrically arranged to a suspension collar with an integrated trumpet-shaped bending limiter located below. Figure 3 illustrates an embodiment with additional axial and rotational flexibility in that the suspension collar is fixed in a double spring suspension. Figure 4 illustrates an embodiment with additional flexibility in that the suspension collar is additionally fixed in a system for heave compensation. Increased suspension in the suspension provides a beneficial reduction of the stresses on the riser and suspension.
På figur 5 vises stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen med ytterligere stigerør, nærmere bestemt for hydrokarboner, samt kabler og ledninger, anordnet således at stigerøret med tilkoplet utrustning opptrer som en enhet. Eventuelle flytelegemer er ikke vist. Figure 5 shows the riser system according to the invention with additional risers, specifically for hydrocarbons, as well as cables and wires, arranged so that the riser with connected equipment acts as a unit. Any floating bodies are not shown.
Fabrikasjon av stigerøret foregår fortrinnsvis ved et anlegg med havn, slik at hele stigerøret eller seksjoner av stigerøret kan fylles med luft og taues til en FPSO som kan ligge forankret eller uten forankring i ønsket posisjon. Installasjon kan foregå ved hjelp av en død vekt for å senke ned den nedre ende av stigerøret som en pendel. Utenforliggende utrustning, slik som festerammer, stigerør for naturgass og flytemateriale, blir fortrinnsvis klargjort og tilkoblet på forhånd, i størst mulig grad. Alternativt kan håndterbare seksjoner av stigerøret sammenkobles i posisjon, ferdigutrustes og senkes suksessivt ned gjennom inntaksrommet, med løfte- og håndteringsutstyr på fartøyet og eventuelt på et kranfartøy. Det kan anordnes skinneinnretninger eller lignende på utsiden av fartøyets skrog for å manøvrere inn og trekke inn stigerøret til inntaksrommet. Fabrication of the riser preferably takes place at a facility with a port, so that the entire riser or sections of the riser can be filled with air and towed to an FPSO that can be anchored or unanchored in the desired position. Installation can be done using a dead weight to lower the lower end of the riser like a pendulum. External equipment, such as mounting frames, risers for natural gas and floating material, are preferably prepared and connected in advance, to the greatest extent possible. Alternatively, manageable sections of the riser can be connected in position, fully equipped and lowered successively through the intake space, with lifting and handling equipment on the vessel and possibly on a crane vessel. Rail devices or the like can be arranged on the outside of the vessel's hull to maneuver in and draw in the riser to the intake space.
Det blir lavest strømningsmotstand for det kalde sjøvann med et rundt tverrsnitt av stigerøret, på grunn av lavest forhold røroverflate/strømningstverrsnitt. Av hensyn til fabrikasjon og påvirkning av havstrøm kan det være fordelaktig å benytte et annet tverrsnitt enn rundt på stigerøret. Derved kan stigerøret fremstilles av bøyde plater som sammenføyes, og stigerøret som fullutrustet kan gis en torpedolignende eller dråpelignende tverrsnittsform, med forenklet fremstilling og redusert avdrift som resultat. There is the lowest flow resistance for the cold seawater with a round cross-section of the riser, due to the lowest ratio pipe surface/flow cross-section. For reasons of fabrication and the influence of ocean currents, it may be advantageous to use a different cross-section than around the riser. Thereby, the riser can be produced from bent plates that are joined together, and the riser as fully equipped can be given a torpedo-like or drop-like cross-sectional shape, with simplified production and reduced drift as a result.
Claims (13)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20022773A NO315909B1 (en) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth |
PCT/NO2003/000181 WO2003104604A1 (en) | 2002-06-11 | 2003-06-05 | Riser system |
AU2003238735A AU2003238735B2 (en) | 2002-06-11 | 2003-06-05 | Riser system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20022773A NO315909B1 (en) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20022773D0 NO20022773D0 (en) | 2002-06-11 |
NO20022773A NO20022773A (en) | 2003-11-10 |
NO315909B1 true NO315909B1 (en) | 2003-11-10 |
Family
ID=19913711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20022773A NO315909B1 (en) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2003238735B2 (en) |
NO (1) | NO315909B1 (en) |
WO (1) | WO2003104604A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060189702A1 (en) * | 2003-08-06 | 2006-08-24 | Tomlinson H L | Movable gas-to-liquid system and process |
FR2951800B1 (en) * | 2009-10-22 | 2012-01-20 | Total Sa | SUBMARINE CONDUCT APPLIED TO THE EXPLOITATION OF THERMAL ENERGY OF THE SEAS |
KR102436713B1 (en) * | 2015-02-23 | 2022-08-26 | 싱글 뷰이 무어링스 인크. | Water suction systems and floating vessels equipped with such systems |
WO2018087595A1 (en) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | Single Buoy Moorings, Inc. | Seawater intake riser interface with vessel hull |
GB2577044A (en) * | 2018-09-10 | 2020-03-18 | Equinor Energy As | Cooling water for an offshore platform |
WO2021148834A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | Total Se | Freely hanging water intake riser, and platform equipped with such riser |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4350014A (en) * | 1978-11-30 | 1982-09-21 | Societe Anonyme Dite: Sea Tank Co. | Platform for utilization of the thermal energy of the sea |
FR2459420A1 (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Coflexip | PIPELINE FOR THE COLLECTION OF OIL PRODUCED BY A SUBMARINE STORAGE |
US4708525A (en) * | 1982-02-25 | 1987-11-24 | Amoco Corporation | Multiterminators for riser pipes |
FR2536456B1 (en) * | 1982-11-19 | 1986-05-16 | Commissariat Energie Atomique | DRILLING SYSTEM FROM A SWELL BODY |
US4497342A (en) * | 1983-06-20 | 1985-02-05 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Flexible retractable cold water pipe for an ocean thermal energy conversion system |
US5794700A (en) * | 1997-01-27 | 1998-08-18 | Imodco, Inc. | CAM fluid transfer system |
-
2002
- 2002-06-11 NO NO20022773A patent/NO315909B1/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-06-05 WO PCT/NO2003/000181 patent/WO2003104604A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-06-05 AU AU2003238735A patent/AU2003238735B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2003238735B2 (en) | 2008-04-17 |
NO20022773D0 (en) | 2002-06-11 |
NO20022773A (en) | 2003-11-10 |
WO2003104604A1 (en) | 2003-12-18 |
AU2003238735A1 (en) | 2003-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20190762A1 (en) | Hybrid riser tower and procedure for installing this | |
NO337873B1 (en) | Mono Column FPSO | |
US7993176B2 (en) | Submersible mooring system | |
NO160914B (en) | BUILDING LOADING SYSTEM FOR OFFSHORE PETROLEUM PRODUCTION. | |
CN103003142A (en) | Semi-submersible ship and operation method | |
US9562399B2 (en) | Bundled, articulated riser system for FPSO vessel | |
NO321327B1 (en) | Floating offshore construction, as well as floating unit for the same | |
AU735028B2 (en) | Buoyancy device and method for using same | |
CA2395361A1 (en) | Cooling water system | |
NO336206B1 (en) | Production unit with butchered hanging riser and with custom hull and moonpool | |
NO151756B (en) | MARIN RISE CONSTRUCTION comprising a base supported on the seabed | |
WO2001088324A1 (en) | Composite buoyancy module | |
ES2347161T3 (en) | FLOATING STRUCTURE | |
CN105539750B (en) | Floating Production stores up unloading system single-point production platform | |
NO313664B1 (en) | Liquid multi-use platform construction and method of building it | |
NO315909B1 (en) | Riser system for recording large amounts of cold fun from a deep depth | |
NO336533B1 (en) | System for mooring a large vessel | |
NO20110277A1 (en) | Device for oil bearing flow | |
NO141840B (en) | STIG ROER DEVICE. | |
NO20110173A1 (en) | Production unit suitable for use of dry valve trees | |
NO315953B1 (en) | Riser systems for recording large amounts of cold fun from deep depths | |
NO20131235A1 (en) | A floating hull with stabilizer section | |
KR20010108376A (en) | System with a guide frame for petroleum production risers; a guide frame for risers; riser buoyancy elements and a semi-submersible production platform | |
KR20100127460A (en) | Floating marine structure having a riser assembly and method for attaching the riser assembly | |
CN113853335A (en) | Seawater introducing riser system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO |
|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS 1570 VIKA, 011 |
|
MK1K | Patent expired |