NO315909B1 - Stigerorsystem for opptak av store mengder kaldt sjovann fra stort dyp - Google Patents
Stigerorsystem for opptak av store mengder kaldt sjovann fra stort dyp 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)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører fritt hengende stigerørsystemer 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.
Kjent teknikk
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:
I patentpublikasjon NO 172681 beskrives en anordning for å hindre vridning
av en fleksibel ledning, hvilket illustrerer noen grunnleggende problemstillinger i forbindelse med stigerørsystemer.
I patentpublikasjon JP 57008369 beskrives en innretning for å redusere
bevegelser og dermed påkjenning ved inntak av en sjøvannsledning, ved hjelp av et spesielt oppheng anbrakt utenfor fartøyets skrog.
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,
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.
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.
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.
Det er nå overraskende blitt funnet at det er mulig å utforme stigerørsystemer
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.
Oppsummering av oppfinnelsen
Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et stigerørsystem 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
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.
Med i prinsippet fast posisjonert menes det at fartøyet har en avdrift på
maksimum 7% av havdypet fra den nominelle posisjon på sjøoverflaten. Avdriften vil typisk være meget mindre.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Stigerøret består prinsipielt av en lastbærende del og en del for kjølevannstransport, hvilke deler er integrerte eller atskilte.
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.
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.
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.
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.
Videre blir behovet for armering pr. enhet strømningsmengde redusert. Likeledes blir det lavere vekt pr. enhet strømningsmengde.
Tegninger
På Figur 1 vises stigerørsystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse.
På Figurene 2, 3 og 4 er det vist tverrsnitt av innfestingen av stigerørsystemet, for tre ulike utførelsesformer ifølge oppfinnelsen.
På Figur 5 vises stigerørsystemet ifølge oppfinnelsen i en utførelsesform med ytterligere stigerør for hydrokarboner, kabler og ledninger.
Detaljert beskrivelse
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.
På figurene 2, 3 og 4 vises tverrsnitt av innfestingen av stigerørsystemet.
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.
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.
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.
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.
Claims (13)
1. Stigerørsystem 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,
karakterisert 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
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.
2. Stigerørsystem ifølge krav 1,
karakterisert ved at stigerøret for vannopptak er 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>/h kaldt sjøvann fra ca. 1000 m dyp.
3. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved 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.
4. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at stigerøret i den nedre ende har en klumpvekt som holder stigerøret i hovedsak vertikalt orientert gjennom sjøen.
5. Stigerørsystem ifølge krav 4,
karakterisert ved at klumpvekten har mange åpninger for inntak av kaldt sjøvann til stigerøret, således at klumpvekten funksjonerer som en sil.
6. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at opphenget i inntaksrommet er med et kort fleksibelt element mellom stigerøret og inntaksrommet.
7. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at opphenget i inntaksrommet omfatter rotasjonssymmetrisk anordnede fjærende gummi-stållameller.
8. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at opphenget i inntaksrommet er opphengt i et system for hiv-kompensering.
9. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at stigerøret er 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, kull fiber 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
10. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det som vannfylt har 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.
11. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at stigerøret er 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.
12. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at stigerøret prinsipielt består av en lastbærende del og en del for kjølevannstransport, hvilke deler er integrerte eller atskilte.
13. Stigerørsystem ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved det er 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.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20022773A NO20022773A (no) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Stigerørsystem for opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp |
AU2003238735A AU2003238735B2 (en) | 2002-06-11 | 2003-06-05 | Riser system |
PCT/NO2003/000181 WO2003104604A1 (en) | 2002-06-11 | 2003-06-05 | Riser system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20022773A NO20022773A (no) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Stigerørsystem for opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20022773D0 NO20022773D0 (no) | 2002-06-11 |
NO315909B1 true NO315909B1 (no) | 2003-11-10 |
NO20022773A NO20022773A (no) | 2003-11-10 |
Family
ID=19913711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20022773A NO20022773A (no) | 2002-06-11 | 2002-06-11 | Stigerørsystem for opptak av store mengder kaldt sjøvann fra stort dyp |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2003238735B2 (no) |
NO (1) | NO20022773A (no) |
WO (1) | WO2003104604A1 (no) |
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 (fr) * | 2009-10-22 | 2012-01-20 | Total Sa | Conduite sous-marine appliquee a l'exploitation de l'energie thermique des mers |
WO2016144158A1 (en) * | 2015-02-23 | 2016-09-15 | Sbm Schiedam B.V. | Water intake system and floating vessel equipped with such a system |
US10967949B2 (en) | 2016-11-10 | 2021-04-06 | 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 (fr) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Coflexip | Canalisation pour la collecte du petrole produit par un gisement sous-marin |
US4708525A (en) * | 1982-02-25 | 1987-11-24 | Amoco Corporation | Multiterminators for riser pipes |
FR2536456B1 (fr) * | 1982-11-19 | 1986-05-16 | Commissariat Energie Atomique | Systeme de forage a partir d'un plan d'eau, insensible a la houle |
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/NO20022773A/no not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-06-05 AU AU2003238735A patent/AU2003238735B2/en not_active Expired
- 2003-06-05 WO PCT/NO2003/000181 patent/WO2003104604A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003104604A1 (en) | 2003-12-18 |
NO20022773D0 (no) | 2002-06-11 |
AU2003238735B2 (en) | 2008-04-17 |
AU2003238735A1 (en) | 2003-12-22 |
NO20022773A (no) | 2003-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20190762A1 (no) | Hybrid stigerørstårn samt fremgangsmåte for installasjon av dette | |
NO337873B1 (no) | Monokolonne-FPSO | |
US7993176B2 (en) | Submersible mooring system | |
NO160914B (no) | Boeyelastningssystem for offshore petroleumsproduksjon. | |
NO150791B (no) | Marint stigeroersystem | |
CN103003142A (zh) | 半潜船及操作方法 | |
US9562399B2 (en) | Bundled, articulated riser system for FPSO vessel | |
NO321327B1 (no) | Flytende offshorekonstruksjon, samt flyteenhet for samme | |
AU735028B2 (en) | Buoyancy device and method for using same | |
CA2395361A1 (en) | Cooling water system | |
NO151756B (no) | Marin stigeroerkonstruksjon omfattende en sokkel som er understoettet paa havbunnen | |
WO2001088324A1 (en) | Composite buoyancy module | |
ES2347161T3 (es) | Estructura flotante. | |
CN105539750B (zh) | 浮式生产储卸油系统单点采油平台 | |
NO313664B1 (no) | Flytende flerbruksplattformkonstruksjon samt fremgangsmåte for oppbygning av denne | |
NO315909B1 (no) | Stigerorsystem for opptak av store mengder kaldt sjovann fra stort dyp | |
NO336533B1 (no) | System for fortøyning av et stort fartøy | |
NO20110277A1 (no) | Anordning for flyter med oljelager | |
NO141840B (no) | Stigeroersanordning. | |
NO20110173A1 (no) | Produksjonsenhet egnet for bruk av torre ventiltraer | |
NO315953B1 (no) | Stigerorsystemer for opptak av store mengder kaldt sjovann fra stort dyp | |
NO20131235A1 (no) | Et flytende skrog med stabilisatorparti | |
KR20100127460A (ko) | 심층수 흡입용 라이저 조립체를 갖춘 부유식 해상 구조물 및 상기 라이저 조립체의 설치 방법 | |
CN113853335A (zh) | 海水引入立管系统 | |
WO2002076818A1 (en) | Riser system for use for production of hydrocarbons with a vessel of the epso-type with a dynamic positioning system (dp) |
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 |