NO316126B1

NO316126B1 - Platform construction for offshore use

Info

Publication number: NO316126B1
Application number: NO19985900A
Authority: NO
Inventors: Jan Willem Van De Graaf
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1998-12-16
Publication date: 2003-12-15
Also published as: WO1997048858A1; EP0910708B1; EP0910708A1; NO985900D0; DK0910708T3; OA10940A; NO985900L; MY126376A; ID17087A

Description

Oppfinnelsen angår en plattformkonstruksjon for bruk til havs, omfattende et rammeverk som understøtter et plattformdekk, idet rammeverket har minst ett ben, og en lederøranordning for ledning av borehullutstyr fra plattformdekket ned i minst ett borehull som strekker seg ned i jordformasjonen under plattformkonstruksjonen, hvor lederøranordmngen omfatter minst én lederørledning som strekker seg gjennom det minst ene ben The invention relates to a platform construction for use at sea, comprising a framework that supports a platform deck, the framework having at least one leg, and a guide tube device for guiding borehole equipment from the platform deck down into at least one borehole that extends down into the soil formation below the platform structure, where the guide tube device includes at least one conductor conduit extending through the at least one leg

En offshore-platrfoirnkonstruksjon av denne type er vist i GB-B-2 000 211 Plattformkonstruksjonen er dannet av et rammeverk med et ben ved hvert plartforrnhjørne, idet benene er festet til havbunnen ved hjelp av pæler som strekker seg gjennom benene Lederørledninger strekker seg fra toppen av plattformkonstruksjonen gjennom et antall lederørfønnger ned i havbunnen Hver lederørledning består av en rett, skråttstilt nedre del og en buet øvre del med en vertikalt forløpende øvre ende Hver lederørledning installeres ved først å installere et rett, skråttstilt lederør, avskjære og fjerne en øvre del av det rette lederør og erstatte denne øvre lederørdel med en buet lederørdel som sveies til den gjenværende, nedre, rette lederørdel An offshore platform structure of this type is shown in GB-B-2 000 211 The platform structure is formed by a framework with a leg at each platform corner, the legs being attached to the seabed by means of piles extending through the legs Conductors extend from the top of the platform structure through a number of conduit tunnels into the seabed Each conduit consists of a straight, inclined lower section and a curved upper section with a vertically extending upper end Each conduit is installed by first installing a straight, inclined conduit, cutting and removing an upper section of the straight conduit and replace this upper conduit section with a curved conduit section that is welded to the remaining, lower, straight conduit section

US 4 326 595 viser en offshore-plattformkonstruksjon som har et vertikalt ben og en buet lederørfønng som strekker seg gjennom benet Det er en ulempe ved denne plattforrnkonstruksjon at et lederørbur er nødvendig inne i benet for å understøtte lederørfønngen i den ønskede buede geometri En annen ulempe ved denne plattformkonstruksjon er at driving av lederørfønngen ned i havbunnen ville være vanskelig US 4,326,595 shows an offshore platform structure having a vertical leg and a curved conduit fin extending through the leg A disadvantage of this platform construction is that a conduit cage is required inside the leg to support the conduit fin in the desired curved geometry Another disadvantage with this platform construction is that driving the conduit pipe into the seabed would be difficult

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret offshore-plattfonrikonstruksjon som utsettes for redusert omgivelsesbelastning og har en redusert vekt It is an object of the invention to provide an improved offshore platform reconstruction which is exposed to reduced environmental stress and has a reduced weight

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en plattformkonstruksjon med en lederøranordning som installeres på en mindre komplisert måte It is a further object of the invention to provide a platform structure with a guide tube device which is installed in a less complicated manner

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å oppnå en tilstrekkelig fiksering av lederørledningen A further object of the invention is to achieve a sufficient fixation of the conductor pipe

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en plattformkonstruksjon av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at ytterdiameteren av hver lederør-ledning og innerdiameteren av det tilsvarende ben er valgt slikt at lengdeaksene til lederørledningen og det tilsvarende ben i det vesentlige faller sammen According to the invention, a platform construction of the type indicated at the outset is provided, which is characterized by the fact that the outer diameter of each conduit and the inner diameter of the corresponding leg are chosen such that the longitudinal axes of the conduit and the corresponding leg essentially coincide

Ved å anbringe lederørledningen inne i benet, oppnås det at plattformkonstruksjonen utsettes for reduserte bølge- og strømkrefter sammenliknet med den konvensjonelle konstruksjon, slik at konstruksjonen kan være lettere enn den konvensjonelle konstruksjon Lederørledningen kan for eksempel installeres ved å dnve lederørledningen gjennom benet By placing the conductor pipeline inside the leg, it is achieved that the platform construction is exposed to reduced wave and current forces compared to the conventional construction, so that the construction can be lighter than the conventional construction.

Plattformkonstruksjonen omfatter fortrinnsvis flere av de nevnte ben og flere lederørledninger, idet hver lederørledning strekker seg gjennom et tilsvarende ben The platform construction preferably comprises several of the aforementioned legs and several conductor conduits, each conductor conduit extending through a corresponding leg

Tilstrekkelig plattformstabilitet oppnås dersom hver lederørledning som strekker seg gjennom et tilsvarende ben, tilveiebringer stabilitet til plattformkonstruksjonen på havbunnen ved å danne en foranknngspæl Adequate platform stability is achieved if each conductor pipeline extending through a corresponding leg provides stability to the platform structure on the seabed by forming an anchor pile

Forbedret plattformstabilitet oppnås ved innstøping av hver lederørledning inne i det tilsvarende ben Improved platform stability is achieved by embedding each conductor conduit inside the corresponding leg

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, der fig 1 skjematisk viser et sidenss av en utførelse av offshore-plattformkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen The invention shall be described in more detail in the following with reference to the drawing, where Fig. 1 schematically shows a side view of an embodiment of the offshore platform construction according to the invention

Den på fig 1 viste plattformkonstruksjon omfatter et rammeverk 1 med fire rørformede ben av hvilke bare to ben 5, 7 er vist, idet benene er sammenkoplet ved hjelp av et antall horisontale og hellende støtter 11, 1 la av hvilke støttene 1 la er vist med stiplede linjer da disse er beliggende ved siden av rammeverket motsatt av tegningsplanet Hvert ben har en buet øvre del 12 med i hovedsaken konstant krumning, og en i hovedsaken rett, nedre del 14 Den øvre ende 16 av den buede øvre del 14 av hvert ben strekker seg i hovedsaken vertikalt, og den nedre del 14 av hvert ben strekker seg utover i nedadgående retning med en valgt helhngsvinkel cl The platform construction shown in Fig. 1 comprises a framework 1 with four tubular legs of which only two legs 5, 7 are shown, the legs being connected by means of a number of horizontal and inclined supports 11, 1 la of which the supports 1 la are shown with dashed lines as these are situated next to the framework opposite the drawing plane Each leg has a curved upper part 12 with essentially constant curvature, and a mainly straight lower part 14 The upper end 16 of the curved upper part 14 of each leg extends is essentially vertical, and the lower part 14 of each leg extends outwards in a downward direction with a selected full hanging angle cl

Et plattformdekk 18 er anordnet på toppen av ramme-verket 1, idet plattformdekket 18 er forsynt med et skliramme-bjelkearrangement 20 for å tillate tilgang av borehullutstyr til en utvalgt av et antall lederørledninger som skal beskrives i det etterfølgende A platform deck 18 is arranged on top of the framework 1, the platform deck 18 being provided with a sliding frame-beam arrangement 20 to allow access of borehole equipment to a selected one of a number of conductor pipelines to be described hereinafter

Plattfonrikonstruksjonen er forsynt med fire lederørledninger av hvilke bare de to frontlederørlednmger 22, 24 er vist med stiplede linjer, idet hver lederørledning strekker seg gjennom ett av de nevnte ben På fig 1 strekker således lederørledningen 22 seg gjennom benet 5, og lederørledningen 24 strekker seg gjennom benet 7 Ett av formålene med lederørledningene 22, 24 er å lede borehullutstyr ned i borehull under plattformkonstruksjonen For å sette konvensjonelle borerigger i stand til å anbringes over alle fire lederørledninger, er bredden av rammeverket 1 ved dets øvre ende begrenset til en dimensjon som er hk eller mindre enn utstrekningen av de borerigger som overveies for bruk For å sette borehullutstyret i stand til å innføres i lederørledningene i hovedsaken vertikalt, strekker videre lengdeaksene til benene ved disses øvre ender 16 seg vertikalt Benene er buet utover i nedadgående retning, slik at bredden av rammeverkets bunn er tilstrekkelig til å oppnå fyllestgjørende plattformstabilitet Krumningen av benene er valgt slik at konvensjonelt borehullutstyr kan passere gjennom benene uten spesiell tilpasning Lederørledningene 22, 24 er blitt drevet fra toppen av plattformkonstruksjonen gjennom de respektive ben hl en valgt dybde z ned i havbunnen, for hvilket formål konvensjonelle pælednvmgsteknikker kan benyttes For å øke plattformstivhet, er lederørledningene blitt fiksert i benene ved innføring av sementvelling mellom hver lederørledning og det tilsvarende ben Lederørledningene 22, 24 har derfor den dobbelte funksjon å lede borehullutstyr ned i borehull som strekker seg fra lederørledningene ned i jordformasjonen, og å tilveiebringe en strukturell bærekapasitet i analogi med forankringspæler som drives ned i havbunnen Videre tilveiebringer lederørledningene øket styrke ul benene, særlig når lederørledningene erlnnstøpt inne i benene The platform construction is provided with four conductor conduits of which only the two front conductor conduits 22, 24 are shown with dashed lines, each conductor conduit extending through one of the aforementioned legs. In Fig. 1, the conductor conduit 22 thus extends through leg 5, and the conductor conduit 24 extends leg 7 One of the purposes of the conductor pipelines 22, 24 is to guide downhole equipment into boreholes below the platform structure In order to enable conventional drilling rigs to be positioned over all four conductor pipelines, the width of the framework 1 at its upper end is limited to a dimension of hp or less than the extent of the drilling rigs being considered for use. In order to enable the borehole equipment to be inserted into the conductor pipelines mainly vertically, the longitudinal axes of the legs at their upper ends 16 further extend vertically. The legs are curved outwards in a downward direction, so that the width of the bottom of the framework is sufficient to achieve a full-filling plattf worm stability The curvature of the legs is chosen so that conventional borehole equipment can pass through the legs without special adaptation The guide pipelines 22, 24 have been driven from the top of the platform structure through the respective legs hl a selected depth z into the seabed, for which purpose conventional pile driving techniques can be used To increase platform rigidity, the conductor pipelines have been fixed in the legs by introducing cement grouting between each conductor pipeline and the corresponding leg. The conductor pipelines 22, 24 therefore have the dual function of guiding borehole equipment down into boreholes that extend from the conductor pipelines down into the soil formation, and to provide a structural bearing capacity in analogy with anchoring piles that are driven into the seabed Furthermore, the conductor pipelines provide increased strength in the legs, especially when the conductor pipelines are cast inside the legs

Eventuelt kan det være anordnet ytterligere skjørtpæler (ikke vist) som strekker seg gjennom skjørtpælefønnger 25 ned i fundamentet, for å øke motstanden mot sidekrefter som virker på konstruksjonen Optionally, additional skirt piles (not shown) can be arranged that extend through skirt pile fins 25 into the foundation, to increase the resistance to lateral forces acting on the structure

Da lederørledningene 22, 24 strekker seg gjennom rammeverkets ben 5, 7, har lederørledningene i hovedsaken samme form som benene, dvs hver lederørledning 22, 24 har en buet øvre del med i hovedsaken konstant krumning, og en i hovedsaken rett nedre del Den øvre ende 27, 28 av den buede øvre del av hver lederørledning 22, 24 strekker seg i hovedsaken vertikalt, og den nedre del 29, 30 av hver lederørledning 22, 24 strekker seg med en hellingsvinkel a i utadgående retning i forhold til plattform-konstruksjonens vertikale lengdeakse Konvensjonelle utblåsingssikringer (BOP's) og/eller brønnhoder 31,32 er beliggende på toppen av de øvre ender 27,28 av de respektive lederørledninger 22,24 As the conductor pipes 22, 24 extend through the legs 5, 7 of the framework, the conductor pipes have essentially the same shape as the legs, i.e. each conductor pipe 22, 24 has a curved upper part with mainly constant curvature, and a mainly straight lower part The upper end 27, 28 of the curved upper part of each conductor pipe 22, 24 extends essentially vertically, and the lower part 29, 30 of each conductor pipe 22, 24 extends with an inclination angle a in the outward direction relative to the vertical longitudinal axis of the platform structure Conventional blowout preventers (BOP's) and/or wellheads 31,32 are located on top of the upper ends 27,28 of the respective conductor pipelines 22,24

I en første modus av normal dnft av plattformkonstruksjonen på fig 1 er utblåsingssiknngene 31, 32 beliggende på toppen av de øvre ender 27, 28 av de respektive lederørledninger 22, 24 En borerigg (ikke vist) er anbrakt på skhrammebjelke-arrangementet 20 vertikalt over den ene av utblåsingssiknngene, for eksempel BOP 31 En borestreng (ikke vist) strekker seg fra borenggen gjennom BOP 31 og gjennom lederørledningen 22 ned i et borehull som strekker seg fra lederørledningen 22 ned i jordformasjonen Borestrengen roteres for å gjøre borehullet dypere og for til slutt å nå frem til en hydrokarboninneholdende sone i jordformasjonen under plattformkonstruksjonen Da den øvre ende 27 av lederørledningen 22 strekker seg vertikalt, er det ikke noe behov for å anvende en skråttstilt borengg, og en konvensjonell type ngg kan benyttes In a first mode of normal operation of the platform structure of Fig. 1, the blowout channels 31, 32 are located on top of the upper ends 27, 28 of the respective conductor conduits 22, 24. A drilling rig (not shown) is placed on the screed beam arrangement 20 vertically above it one of the blowout sinkers, for example BOP 31 A drill string (not shown) extends from the drill string through BOP 31 and through the guide pipe 22 down into a borehole which extends from the guide pipe 22 down into the soil formation The drill string is rotated to deepen the borehole and to finally reach a hydrocarbon-containing zone in the soil formation below the platform structure Since the upper end 27 of the conductor pipe 22 extends vertically, there is no need to use a tilted drilling rig, and a conventional type of rig can be used

Når bonng av borehullet gjennom lederørledningen 22 er avsluttet, omplasseres borenggen ved benyttelse av skliramme-bjelkearrangementet 20, for å plassere nggen vertikalt over BOP 32 Borestrengen innføres deretter i lederørledningen 24 via BOP 32 og ned i et annet borehull som strekker seg fra lederørledningen 24 ned i jordformasjonen Borestrengen roteres for å gjøre det andre borehull dypere og for til slutt å nå frem til den hydrokarboninneholdende sone Denne prosedyre gjentas for de andre to lederørledninger When the drilling of the borehole through the conductor pipe 22 is completed, the drill string is repositioned using the skid frame beam arrangement 20, to position the string vertically above the BOP 32. The drill string is then fed into the conductor pipe 24 via the BOP 32 and down into another drill hole that extends from the conductor pipe 24 down in the soil formation The drill string is rotated to deepen the second borehole and to finally reach the hydrocarbon-bearing zone This procedure is repeated for the other two conductors

På denne måte bores fire borehull fra plattformkonstruksjonen, hvilke borehull strekker seg i utad avvikende retninger som følge av de utad forløpende, nedre deler 29, 30 av lederørledningene 22, 24 På samme tid danner lederørledningene 22, 24 foranknngspæler som tilveiebnnger stabilitet ti plattformkonstruksjonen på havbunnen 26 In this way, four boreholes are drilled from the platform structure, which boreholes extend outwards in divergent directions as a result of the outwardly extending, lower parts 29, 30 of the conductor pipelines 22, 24. At the same time, the conductor pipelines 22, 24 form anchoring piles which provide stability to the platform structure on the seabed 26

I en andre dnftsmodus av plattforrnkonstruksjonen på fig 1 refererer henvismngstallene 31, 32 seg til brønnhoder som er anordnet på toppen av de øvre ender 27, 28 av de respektive lederørledninger 22, 24 Et produksjonsrør (ikke vist) strekker seg fra hvert brønnhode 31, 32, gjennom den respektive lederørledning 22, 24 og inn i det respektive borehull som strekker seg nedover fra lederørledningen 22,24 Hydrokarbonfluid produseres via produksjonsrørene til passende produksjonsutstyr (ikke vist) som kan være av konvensjonell type In a second operational mode of the platform structure of Fig. 1, the reference numerals 31, 32 refer to wellheads which are arranged on top of the upper ends 27, 28 of the respective conductor pipes 22, 24. A production pipe (not shown) extends from each wellhead 31, 32 , through the respective conduit 22, 24 and into the respective borehole extending downward from the conduit 22, 24 Hydrocarbon fluid is produced via the production tubing to suitable production equipment (not shown) which may be of conventional type

I stedet for at rammeverket har fire ben, kan ramme-verket ha hvilket som helst annet passende antall ben og tilsvarende lederørledninger, for eksempel tre eller fem ben/lederørledmnger Instead of the framework having four legs, the framework may have any other suitable number of legs and corresponding conduits, for example three or five legs/conduit links

I stedet for å anbringe borenggen på sklirammebjelke-arrangementet, kan borehullene bores ved benyttelse av en separat, oppjekkbar ngg med et utkraget dekk på hvilket borenggen er anordnet Den oppjekkbare ngg anbnnges nær opp til plattformkonstruksjonen på en slik måte at utkragerdekket og borenggen er beliggende over de øvre ender av de respektive lederørledninger Borehullene bores deretter fra den oppjekkbare ngg I denne dnftsmodus kan sklrrammebjelkearrangementet valgfritt være til stede på plattforrnkonstruksjonen Instead of placing the rig on the skid frame beam arrangement, the boreholes can be drilled using a separate, jack-up rig with a cantilevered deck on which the rig is mounted. the upper ends of the respective conductor conduits The boreholes are then drilled from the jack-up ngg

Claims

1 Platform construction for use at sea, comprising a framework (1) that supports a platform deck (18), the framework having at least one leg (5, 7), and a guide pipe device for guiding borehole equipment from the platform deck down into at least one borehole that extends down into the soil formation below the platform structure, where the conductor pipe device comprises at least one conductor pipe (22, 24) which extends through the at least one leg, characterized in that the outer diameter of each conductor pipe (22, 24) and the inner diameter of the corresponding leg (5, 7) are selected so that the longitudinal axes of the conductor pipeline and the corresponding leg essentially coincide

2 Platform construction according to claim 1, characterized in that it comprises several legs and several conductor pipes (22, 24), each conductor pipe extending through a corresponding leg (5,7)

3 Platform construction according to claim 1 or 2, characterized in that each leg (5, 7) is tubular and extends from the platform deck (18) down to the seabed

4 Platform construction according to one of the claims 1-3, characterized in that the upper end of each leg (5, 7) extends mainly vertically, and the lower end of the leg extends outwards in a downward direction with a selected full hanging angle

5 Flat front construction according to claim 4, characterized in that an upper end part of each leg has a selected curvature, and that a lower end part of the leg is essentially straight

6 Platform construction according to one of claims 1-5, characterized in that each conductor pipe (22,24) is embedded inside the corresponding leg (5,7)

7 Platform construction according to one of claims 1-6, characterized in that it comprises a scrambling beam arrangement (20) which is arranged on the platform deck (18) to allow access of the borehole equipment to a selected one of the conductor pipelines (22,24)

8 Platform construction according to one of claims 1-7, characterized in that it comprises at least one skirt pile which is connected to the framework (1) and extends down into the seabed