NO316168B1 - Fremgangsmåte for transport og installasjon av objekter til havs - Google Patents

Description

Utbygging av oljefelt til havs går mer og mer mot under-vannsproduksjon med mer infrastruktur plassert på sjøbunnen Det er dermed et økende behov for å transportere ut og installere undervannstrukturer på feltene Med et økende antall olje- og gassfelt som blir avviklet er det også et økende behov for å fjerne objekter fra havbunnen med påfølgende transport til land Noen av objektene som skal installeres eller fjernes fra feltene er relativt kompli-serte med store dimensjoner og vekter Basert på disse as-pekter skapes det behov for å utvikle nye og alternative metoder for transport og installasjon, ettersom tradisjo-nelle metoder blir mindre egnede eller kommer til kort

Konvensjonelle metoder er normalt basert på transport av objektet til bestemmelsesstedet på dekk av mstallasjons-fartøyet eller en transportlekter, med påfølgende offshore løft av objektet fra dekk og nedsenking gjennom plaskeso-nen/havoverflaten ved hjelp av kran Slike operasjoner stiller høye krav til krankapasitet og dekksareal, og kan være svært værsensitive operasjoner avhengig av type objekt som skal installeres og installasjonsfartøyets beve-gelseskarakteristikk De krever også dyre konstruksjons-fartøyer og binder dem potensielt opp i lange perioder, avhengig av vær

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for transport og installasjon av objekter til havs, særlig i forbindelse med transport og installasjon av undervannsstrukturer innen olje og gassvirksomhet, hvor objektet blir senket i sjøen på en egnet lokasjon nær land eller i skjermede farvann, deretter slept til installasjonsstedet mens det bæres via et opphengningsarrangement med en forutbestemt lengde av i det minste en flytende oppdriftsenhet, og deretter senket ned til sitt endelige bestemmelsessted

En slik fremgangsmåte er kjent fra GB 1191146 I dette mothold benyttes det en lang rekke bøyer av to litt for-skjellige typer for å understøtte en rørledning mens den taues fra land til dens bestemmelsessted På bestemmelsesstedet blir rørledningen senket ned til havbunnen ved å fylle bøyene med vann Noen av dem blir fylt ved direkte intervensjon, mens andre blir fylt automatisk når de er kommet ned på et bestemt dyp ved hjelp av implosjon av en bruddskive Senkningen av rørledningen startes fra den ene ende av denne, og dersom vanndybden er stor, vil en betyde-lig del av rørledningen bli hengende i den fortsatt flytende del av denne før den første enden når bunnen Dette be-virker at en del av rørledningen blir utsatt for meget be-tydelige bøyespenninger og kan eventuelt også bevirke at man mister kontrollen med nedsenkningsprosessen GB 1191146 sier intet om mulig gjenvinning av bøyene etter at rørled-ningen har nådd bunnen, og slikt gjenvinningsarbeid vil være komplisert, spesielt på større dyp

Også fra GB 2221190 er det kjent en fremgangsmåte av først-nevnte type, hvor noe av hensikten er å unngå bruk av kra-ner på installasjonsstedet Her benyttes oppdriftslegemer som har stort vannlinjetverrsnitt, slik at de utsettes for store bølgekrefter under utslepingen, og de er laget så trykksterke at de under nedsenkningen kan neddykkes full-stendig og følge objektet ned mot sjøbunnen Før disse fly-telegemer kan frigjøres fra objektet og heves til overflaten, må det utføres en komplisert operasjon for å utligne deres netto oppdrift Spesielle forholdsregler er også nød-vendig for fmjustering av nettooppdriften av oppdriftsle-gemene under nedsenkningen og for å sikre at det nedsenkede objekt kommer på riktig sted på sjøbunnen

Når det gjelder fjerning av objekter fra sjøbunnen, er det fra US 2001/0053311 kjent å benytte et havgående kranfartøy til å heve et plattformunderstell til liggende stilling opphengt i hver sin ende av en lekter Opphengningspunktet på lekteren er fremstilt som utløsbare vippearmer, for raskt å kunne utløses og frigjøre plattformunderstellet fra lekteren etter at denne er slept til et sted hvor den kan dumpes på dypt vann Fremgangsmåten er begrenset til vann-dybder hvor såkalte "jackets" kan benyttes, og videre til gjenstander hvor hevingen kan skje av en av de to ender av gangen Lekterens dimensjoner må også stå i et visst for-hold til objektets lengde Lekteren vil med sitt store vannlinjetverrsnitt være utsatt for bølgebevegelser, og med opphengningen av objektet i de utløsbare vippearmer vil det ikke være mulighet for en kontrollert nedsenkning etter frigjøring av objektet

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte av den førstnevnte type, hvor ovennevnte mangler og ulemper søkes redusert eller unngått Dette oppnås ifølge oppfinnelsen som nærmere angitt i krav 1

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fjerning og transport av objekter til havs Denne er nærmere angitt i krav 2 Her er kravets innledning basert på US 2001/0053311

Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav

Transport- og mstallasjonsmetoden er kort beskrevet i det følgende

Objektet, eller undervannsstrukturen, fraktes fra fabrika-sjonssted til en egnet lokasjon innaskjærs eller i skjermede farvann eller en lokasjon nær kysten med tilfreds-stillende værforhold for overføring til oppdrifts- og slepearrangement ifølge oppfinnelsen Et kranfartøy vil så løfte objektet av transportlekteren eller transportfartøy-et og senke det gjennom plaskesonen/havoverflaten med på-følgende oppkobling og vektoverføring til oppdriftsenheten og slepearrangementet ifølge oppfinnelsen Deretter slepes objektet til bestemmelsesstedet mens det nedsenket under vann henger i oppdriftsenheten Ved ankomst til bestemmelsesstedet trekkes det mn på sl epelmen/vmsjsystemet for å foreta vektoverføring av objektet fra oppdriftsenheten ti-1 slepelmen/vinsjsystemet og muliggjøre frikobling av oppdrif tsenheten

Når oppdriftsenheten ikke lenger tar noe av objektets vekt, kobles denne løs og trekkes opp på dekket av- el]er fortøyes langs siden på slepefartøyet eller ankerhåndte-ringsfartøyet, og etter installasjonen Lransporteres denne tilbake til land enten på dekk eller slept i horisontal tilstand Objektet senkes så til havbunnen, eller endelig dybde mellom havbunnen og havoverflaten, for installasjon med fartøyets hivkompenserte slepevinsjwire fra slepefar-tøyet eller annet fartøy med hivkompensert løftearrange-ment

Ved bruk av oppfinnelsen oppnåe det en del fordeler sam-menlignet med konvensjonelle fremgangsmåter Blant disse fordeler skal særlig nevnes at man unngår prob]ernatikken og værbegrensnmgene som ligger i det å løfte objektet fra dekk og videre gjennom plaskesonen/havoverflaten offshore Det å unngå å bruke kran fartøyer på denne måten og således bedre værkriteriet for installasjonen, vil også føre til reduserte kostnader for operasjonen Fremgangsmåten er i prinsippet uavhengig av dimensjoner og vekt av objektet som skal installeres Videre får objektet en sikrere og mer væruavhengig transport til feltet siden objektet er opphengt i en slank oppdrifteenhet og er uavhengig av m-stallasjonsfartøyet under transporten Oppdriftsenheten har et lite og fortrinnsvis konstant vannlinjeareal og fungerer derfor som en hivkompensator som reduserer dynamiske krefter i opphengslina mellom objektet og oppdrif tsenheten

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til de vedlagte figurene, hvor disse viser prinsippet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

Fig 1 er sett fra siden og viser hvordan et typisk innen-skjærs kranfartøy løfter objektet fra dekk av et fartøy eller en transportlekter og senker det ned i sjøen for oppkobling til slepefartøyet Fig 2 er sett fra siden og viser oppkoblingen mellom oppdrif tsenheten og slepe wiren til opphengsarrangementet mens objektet henger under hekken på slepefartøyet og oppdrif tsenheten ligger på dekk av slepefartøyet Fig 3 A-F er sett fra siden og viser utsettingen av oppdrif tsenheten med påfølgende vektoverføring fra slepevinsjen til oppdriftsenheten Fig 4 er sett fra siden og viser fremgangsmåten under transportfasen, med objektet hengende fra en slank oppdrif tsenhet og koblet via et slepearrangement til et sle-pef artøy Fig 5 er sett fra siden og viser situasjonen ved slutten av slepet, hvor objektet blir overført fra oppdriftsenheten til slepevinsjen med påfølgende frikobling og opptrek-kmg av oppdrif tsenheten Fig 6 er sett fra siden og viser nedsenkmgen av objektet til havbunnen eller endelig dybde for installasjon Fig 1 viser starten av operasjonen ifølge oppfinnelsen Objektet 4 senkes ned i sjøen i skjermede farvann etter å ha blitt løftet av dekket på et fartøy eller en transportlekter av et kranfartøy 12 Objektet vil bli koblet til den nedre del av opphengsarrangementet 7 og hengt av på hekken av elepefartøyet 2 Løftewiren fra kranfartøyet blir så frakoblet objektet Fig 2 viser objektet 4 hengende rett under hekken på sle-pef artøyet 2, hengt av på hekken Oppdriftsenheten 5 ligger på dekk av fartøyet og er koblet til en tri-plate 8 Slepevinsj wiren 10, som er rutet fra slepevmsjen 3 via en hivkompensator 13 på dekk, er også koblet til tri-plata Fig 3 A-F viser utsettingen av oppdriftsenheten 5 fra slepefartøyet 2 og den påfølgende vektoverføringen av objektet 4 fra slepevmsjen 3 til oppdrif tsenheten I fig 3 A-C gis det ut på slepevinsjwiren 10, og oppdriftsenheten blir således trukket av dekket ved hjelp av objektets 4 vekt Denne utsettingsoperasjonen blir utført med slepe-fartøyet 2 i bevegelse forover I fig 3D og E fortsettes det å gi ut på slepevinsjwiren, oppdriftsenheten begynner å ta noe av objektets vekt og blir dermed reist mot vertikal posisjon I fig 3F har oppdriftsenheten tatt hele vekten av objektet

Fig 4 viser en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvori havoverflaten er betegnet 1 og slepefar-tøyet, normalt et ankerhåndteringsfartøy, er betegnet 2, med en hivkompensert vinsj ombord som er betegnet 3, 13 Videre er objektet 4 vist opphengt i en sylindrisk oppdriftsenhet 5, og koblet til hverandre ved et opphengsar-rangement 6, 7 og 8 Vinsjwiren fra ankerhåndteringsfar-tøyet, eller annen hivkompensert vinsj, blir brukt som

slepewire 10 Slepewiren er koblet til en bøye 11, som av-laster den blyantformede oppdriftsenheten vekten av slepewiren Der det kreves kan retningsstabiliteten på objektet under slepet sikres av en styreline 9

Oppdriftsenheten 5 har en lang, slank, sylinderformet utforming med lite og hovedsaklig konstant vannlinjeareal, og en konisk innsnevret nedre ende Det vil fortrinnsvis være en stålkonstruksjon som kan være inndelt i flere vanntette rom som vil sikre fortsatt oppdrift i tilfelle skade og lekkasje på ett eller flere rom I nedre ende vil oppdriftsenheten ha et løfteøyearrangement for oppkobling av opphengsarrangementet mellom objektet og oppdriftsenheten Oppdriftsenheten kan også være utstyrt med et bal-lasteringssystem, som der det kreves kan bli brukt til å justere vertikalposisjonen til oppdriftsenheten i vannet, og således muliggjøre oppkobling eller frikobling av en løfteline mellom oppdriftsenheten og objektet

Hovedformålet med oppdriftsenheten 5 er å holde objektet flytende og i egenskap av dens utforming sørge for hivkom-pensermg og derved minimering av dynamisk last i objektet 4 og opphengsarrangementet 6, 7 og 8 mellom objektet og oppdriftsenheten 5 Hivkompenseringen som oppnås ved dette prinsippet er ikke begrenset av eksempelvis en definert sylinderslaglengde, da bølger ved stor sjø vil skylle over den blyantformede oppdriftsenheten uten å introdusere ekstra dynamisk last i opphengsarrangementet

Opphengsarrangementet 6, 7 & 8 mellom den slanke oppdrif tsenheten 5 og objektet kan bestå av to deler, forbundet med en link 8, fortrinnsvis en tri-plate Hensikten med å dele opp arrangementet på denne måten er for å kunne trekke tri-platen opp på dekk for å koble slepe wiren 10 til eller fra opphengsarrangementet mens objektet fremde-les henger nedsenket under havoverflaten 1

Selve slepekraften virker i koblingspunktet mellom øvre 6 og nedre 7 del av opphengsarrangementet, slik at hverken oppdriftsenheten eller det slepte objektet 4 er koblet direkte til slepewiren 10

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for transport og installasjon av objekter til havs, særlig i forbindelse med transport og installasjon av undervannsstrukturer innen olje- og gassvirksomhet, hvor objektet (4) blir senket i sjøen på en egnet lokasjon nær land eller i skjermede farvann, deretter slept til installasjonsstedet mens det bæres via et opphengningsarrangement (6-8) med en forutbestemt lengde av i det minste en flytende oppdriftsenhet (5), og deretter senket ned til sitt endelige bestemmelsessted, karakterisert ved at det benyttes minst én slank, opprett stående oppdrif tsenhet (5) , som også benyttes som en hivkompensator under slepingen og derved reduserer de dynamiske belastninger i det slepte objekt (4) og opphengningsarrangementet (6, 7, 8) mellom det slepte objekt (4) og oppdrif tsenheten (5), og at etter ankomsten til installasjonsstedet overføres opphengningen av objektet (4) fra nevnte i det minste ene oppdrif tsenhet (5) til en hivkompensert vinsj (3) på et overflatefartøy (2) mens oppdrif tsenheten (5) frakobles, hvilken vinsj benyttes til å senke objektet (4) til sitt bestemmelsessted på sjøbunnen eller en forutbestemt lokasjon over sjøbunnen

2 Fremgangsmåte for fjerning og transport av objekter (4) til havs, spesielt i forbindelse med fjerning og transport av objekter som er en bestanddel i infrastrukturen i olje- og gassfelter til havs, hvor objektet (4) fjernes fra sjøbunnen eller en posisjon mellom sjøbunnen og overflaten (1) , med påfølgende sleping til et forutbestemt sted, hvor objektet (4) heves til en forutbestemt avstand under overflaten (1) ved hjelp av en vinsj (3) på et overflatefartøy (2) , hvorpå objektets (4) bæring overføres via et opphengningsarrangement (6-8) av en forutbestemt lengde til i det minste en flytende oppdriftsenhet (5) før slepingen påbe-gynnes , karakterisert ved at det benyttes en hivkompensert vinsj (3) under hevningen, og at det videre benyttes minst én slank, opprettstående oppdriftsenhet (5), som også benyttes som en hivkompensator under slepingen og derved reduserer de dynamiske belastninger i det slepte objekt (4) og opphengningsarrangementet (6, 7, 8) mellom det slepte objekt (4) og oppdriftsenheten (5)

3 Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fribordet av nevnte minst ene oppdriftsenhet (5) gjøres så lite at store bølger vil skylle over oppdriftsenheten (5), hvorved de resulte-rende endringer i dynamisk belastning vil være små i det slepte objekt (4) og opphengingsarrangementet (6, 7, 8) mellom objektet og oppdriftsenheten (5)

4 Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at nevnte minste ene oppdriftsenhet (5) har konstant diameter langs lengdeaksen, har en avsmalnende nedre ende, og er delt i flere vanntette rom for å sikre kontinuerlig oppdrift i tilfelle av lekkasje eller skade på et eller flere rom, og at den nedre, avsmalnende ende har et løfteøyearrangement for tilkobling av opphengningsarrangementet (6, 7, 8) mellom det opphengte objekt (4) og oppdriftsenheten

5 Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at nevnte minst ene oppdriftsenhet (5) er forsynt med et ballastsystem for juste-ring av den vertikale posisjonen av oppdriftsenheten i vannet og derved muliggjør tilkobling eller frikobling av en løfteline mellom oppdriftsenheten (5) og objektet (4) på sjøbunnen eller et objekt (4) i en stilling mellom havbunnen og havoverflaten, eller med det formål å justere oppdrif tsenhetens (5) dypgang og fribord i vertikal tilstand for å justere oppdriftsenhetens bevegelsesmønster

6 Fremgangsmåte ifølge et foregående krav, karakterisert ved at det benyttes et slepearrangement som omfatter en slepelme (10) som forbinder oppdriftsenheten (5) og objektet (4) med et slepefartøy (2) , og fortrinnsvis en styrelme (9) mellom fartøyet (2) og objektet (4) for å kontrollere det slepte objektets ret-ningsstabilitet

7 Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at slepelmen (10) i slepearrangementet er den samme vinsj wire av slepefartøy-ets vinsjsystem (3) som benyttes for senking eller heving av objektet (4) under henholdsvis installasjonen eller fjerning

8 Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at opphengningsarrangementet (6-8) som forbinder objektet (4) med oppdriftsenhet en (5) omfatter en nedre del (7) og en øvre del (6) som er forbundet med en lmk (8) fortrinnsvis en tri-plate, for å muliggjøre tilkobling og frakobling av en slepelme (10) til opphengmgsarrangementet (6-8) på dekket av et slepe-fartøy (2)

9 Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fartøyet (2) som benyttes for senking eller heving av objektet (4), også benyttes for slepning av objektet