NO316635B1 - Fremgangsmate og anordning ved stigerorstarn - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING VED UNDERVANNS STIGERØRSTÅRN '

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å montere et stigerørstårn, nærmere bestemt et tårn som er innrettet til å utgjøre et undervanns stigerørstårn. Oppfinnelsen omhandler også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Under petroleumsutvinning på større havdyp har det vist seg fordelaktig å anbringe et dykket stigerørstårn på en avstand til havoverflaten som er vesentlig mindre enn havdybden på utvinningsstedet. Hovedfordelen ved å anvende en slikt tårn er at utstyr og fremgangsmåter for petroleumsutvinning på grunnere vann kan anvendes også på de havdybder det her er tale om.

Ifølge kjent teknikk omfatter et dykket stigerørstårn gjerne en dykket bøye som er forbundet til havbunnen ved hjelp av såkalte strekkstag av i hovedsak samme art som anvendes på flytende såkalte strekkstagplattformer.

Videre er stigerørstårnet forbundet til på havbunnen liggende produksjonsrør ved hjelp av fra havbunnen til stigerørstårnet forløpende relativt stive stigerør. Under produksjon er sti-gerørstårnet forbundet til et fartøy ved hjelp av et fleksi-belt stigerør.

Før montering slepes stigerørstårn ifølge kjent teknikk medbringende påmonterte stigerør i horisontal stilling fra byg-gestedet til monteringsstedet. Det er velkjent at slik transport og den etterfølgende vendeoperasjon av stigerøret fra horisontal til vertikal stilling påfører konstruksjonene be-tydelige påkjenninger.

NO patent 174662 omhandler en innretning for fortøyning av en flytende strekkstagplattform der plattformen er forankret til en bunnramme på havbunnen ved hjelp av skjøtbare forankrings-rør. Forankringsrørene slepes i horisontal stilling og

svinges til vertikal stilling ved monteringsstedet.

US patentene 5.421.676 og 5.551.802 beskriver strekkstagplattformer hvor skjøtbare forankringsrør rager fra plattformen og ned til en monteringsramme på havbunnen. Ved installa-sjon anvendes et hjelpefartøy til å drive forankringsrørene ned i havbunnen, hvoretter plattformen anbringes i posisjon og koples til forankringsrørene.

Forankring ved hjelp av strekkstaganordninger har vist seg å være relativt komplisert og kostbart.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende

patentkrav.

Ved å utforme det dykkede stigerørstårn slik at det kan for-ankres til havbunnen ved hjelp av i hovedsak konvensjonelle foringsrør, kan forankringsarbeidet utføres av et konvensjo-nelt borefartøy. Et borefartøy er som kjent utformet for å kunne sammenkople og sette ned foringsrør i havbunnen, og kan således med fordel, på en kostnadseffektiv måte, anvendes til å forankre et stigerørstårn av den art det her er tale om. Om ønskelig kan det også bores brønner gjennom de nevnte stige-rør.

Etter at stigerørstårnet er oppankret, kan det samme borefar-tøy anvendes for å sette sammen, sette ned og henge av stige-rør gjennom åpninger i stigerørstårnet, hvoretter stigerøre-nes nedre parti forbindes til på havbunnen anbrakte

produksjonsrør.

Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte for å avstøtte stigerørene i sjøen mellom havbunnen og stigerørstårnet, idet styrerammer anbringes på havbunnen før forankringsrørene settes .

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket fremgangsmåte som er anskueliggjort på medføl-gende skjematiske tegninger, hvor: Fig. 1 viser et ferdig montert stigerørstårn under produksjon; Fig. 2 viser en utlagt bunnramme medbringende et antall styrerammer hvor det første forankringsrør er under nedsetting; Fig. 3 viser delvis i snitt et sideriss av bunnrammen i fig. 2; Fig. 4 viser et planriss av bunnrammen i fig. 3; Fig. 5 viser i større målestokk en forankringsrørgjennomfø-ring i bunnrammen; Fig. 6 viser bunnrammen idet det tredje forankringsrør er under nedsetting; Fig. 7 viser bunnrammen ferdig forankret og en tårnbøye posisjonert over bunnrammen hvor en midlertidig forankring mellom bunnrammen og tårnbøyen er under montering; Fig. 8 viser det øvre parti av det første forankringsrør under nedføring gjennom tårnbøyen til det nedre parti av det første forankringsrør; Fig. 9 viser det øvre parti av det siste forankringsrør under nedføring gjennom tårnbøyen til det nedre parti av det siste forankringsrør; Fig. 10 viser tårnbøyen ferdig forankret til havbunnen og hvor styrerammene er anbrakt med passende mellomrom langs forankringsrørenes øvre parti; Fig. 11 viser i større målestokk innfestningen av styrerammene til forankringsrørene; Fig. 12 viser stigerørstårnet idet det første stigerør er under nedsetting; Fig. 13 viser stigerørstårnet etter at stigerørene er satt og den første fleksible rørforbindelse er under inntrekking og påkopling til et stigerør; og Fig. 14 viser stigerørstårnet ferdig tilkoplet til rør på havbunnen og hvor tårnbøyen er forsynt med en brønnhodeven-til, idet borefartøyet utfører brønnarbeid gjennom et av forankringsrørene.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 et dykket stige-rørstårn i form av en tårnbøye 2 som er forbundet til havbunnen 4 ved hjelp av tre skjøtbare forankringsrør 6. Forankringsrørene 6 er forbundet til tårnbøyen 2 og rager nedover til en bunnramme 8 og videre ned i havbunnen 4.

Langs forankringsrørenes 6 øvre parti 10 mellom tårnbøyen 2 og havbunnen 4 er det med passende avstand anordnet styrerammer 12. Styrerammene 12 er forsynt med gjennomgående føringer 14 for et antall stigerør 16. Stigerørene 16 er forbundet til tårnbøyen 2 og rager ned i sjøen til et nivå like over havbunnen 4 hvor de er forbundet til rørledninger 18 på havbunnen 4 ved hjelp av fleksible slangeforbindelser 20.

Stigerørstårnet 1 er forbundet til et produksjonsfartøy 22 på havoverflaten 24 ved hjelp av en fleksibel forbindelse 26, hvor forbindelsen 26 omfatter nødvendige rør og kabler for transport av brønnfluid og kjemikalier samt kommunikasjon mellom produksjonsfartøyet 22 og stigerørstårnet 1.

Kår et stigerørstårn 1 ifølge oppfinnelsen skal monteres på produksjonsstedet, senkes først bunnrammen 8 ned på havbunnen 4, se fig. 2. Bunnrammen 8 er forsynt med et antall styreramme 12. Et borefartøy 28 anbringes på havoverflaten 24 og set-ter ned et av forankringsrørene 6 gjennom en gjennomgående føring 30 i bunnrammen 8. Styrerammenes 12 hovedføringer 31 korresponderer med og omkranser føringen 30. Forankrings-rørene 6 kan være foringsrør eller andre fortrinnsvis skjøt-bare rør eller stag. Føringen 30 er innvendig forsynt med en ringformet brystning 32, se fig. 5. På en forutbestemt avstand fra forankringsrørenes 6 nedre ende forbindes en an-leggsring 34 til forankringsrøret 6. Når forankringsrøret 6 er forskjøvet en distanse ned i havbunnen 4, kommer anleggs-ringen 34 til anslag mot brystningen 32 og holder derved bunnrammen 8 fast mot havbunnen 4.

Havbunnens 4 sammensetning og geologiske egenskaper må be-stemmes for å avgjøre hvor langt ned i havbunnen 4 det er

nødvendig å forskyve forankringsrørene 6. Forankringsrørene 6 kan være fastholdt til havbunnen ved hjelp av friksjonskraft, eller de kan være faststøpt til havbunnen 4 ifølge kjent teknikk.

Etter at det første forankringsrør 6 er satt i havbunnen fra-skrues forankringsrørets 6 øvre parti 10 fra den nedre del av forankringsrøret 6 like over bunnrammens 8 gjennomgående fø-ring 30. Det gjenstående forankringsrør 6 rager i denne fase således bare en mindre strekning opp over bunnrammen 8. De øvrige forankringsrør 6 settes på tilsvarende måte i sine respektive føringer 30, se fig. 6.

Tårnbøyen 2 anbringes deretter dykket i sjøen på en forutbestemt dybde, for eksempel ved hjelp av et ankerhåndterings-fartøy 36 som er forbundet til tårnbøyen 2 ved hjelp av wire 38, se fig 7. Tårnbøyens ballast kan reguleres via en styre-forbindelse 40 som forløper mellom tårnbøyen 2 og borefar-tøyet 28. En midlertidig forankring 42 forbindes mellom tårn~ bøyen 2 og bunnrammen 8, hvoretter tårnbøyens ballast juste-res for å påføre den midlertidige forankringen 42 nødvendig strekk til at tårnbøyen 2 retter seg inn over bunnrammen 4, se fig. 7.

Fra borefartøyet 28 forskyves deretter et øvre forankrings-rørparti 10 ned gjennom en gjennomgående åpning 44 i tårn-bøyen 2, se fig. 8. Forankringsrørets 6 øvre parti forbindes til den korresponderende nedre del av forankringsrøret 6 og avhenges i den gjennomgående åpning 44 i tårnbøyen 2 på tilsvarende måte som forklart for bunnrammen 8, se fig. 8 og 9.

Etter at alle forankringsrør 6 er ferdig satt, se fig. 10,

fjernes den midlertidige forankring 42, hvoretter tårnbøyen 2 kan tildeles nødvendig oppdrift for å bære nyttelast og opp-rettholde en stabil posisjon i sjøen.

Styrerammene 12 løftes deretter opp til sine respektive posi-sjoner langs forankringsrørenes 6 øvre parti 10 hvor de forbindes til forankringsrørene 6 ved hjelp av låserammer 46 som ligger an mot brystningsringer 47 på forankringsrørene 6, se fig. 10 og 11.

Ved hver forbindelse mellom styrerammene 12 og forankringsrø-rene 6 er det anordnet en om forankringsrøret omkransende elastisk demper 48. Demperen 48 er innrettet til å oppta horisontale innbyrdes bevegelser mellom forankringsrørene 6, stigerørene 16 og styrerammene 12.

Når styrerammene 12 er posisjonert, kan borefartøyet 28 anvendes til å sette ned sammenskjøtede stigerør 16 i gjennomgående stigerørutsparinger 50 i tårnbøyen 2 og videre gjennom utsparingene 14 i styrerammene 12 til et nivå like over havbunnen 4, se fig 12. Rørledningene 18 som ligger på havbunnen 4 kan deretter på i og for seg kjent måte tilkoples sine respektive stigerør 16 ved hjelp av de fleksible slangefor-bindelsene 20.

Ett eller flere av forankringsrørene 6 kan forsynes med en brønnhodeventil 54 ved tårnbøyen 2, hvorved forankringsrørene 6 kan tjene som rør for brønnboring ifølge i og for seg kjent teknikk.

Antall forankringsrør 6 og stigerør 16 må tilpasses til de driftsmessige forhold på oppkoplingsstedet. Nødvendige undervanns tilkoplingsarbeider kan utføres ved hjelp av i og for seg kjente fremgangsmåter, for eksempel ved anvendelse av et ubemannet undervannsfartøy (ROV).

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for forankring av et undervanns stigerørs-tårn (1) omfattende en dykket tårnbøye (2) og minst ett stigerør (16), karakterisert ved at skjøt-bare forankringsrør (6), fortrinnsvis ved hjelp av et bo-refartøy (28), forskyves ned i havbunnen (4), og at tårn-bøyen (2) anbringes under havoverflaten (24) i en posisjon over de nedsatte forankringsrør (6), hvoretter forank-ringsrørene 6 forbindes til tårnbøyen (2) slik at de skjøtbare forankringsrør (6) utgjør en rørstreng som rager fra tårnbøyen (2) og ned i havbunnen (4).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at en bunnramme (8) anbringes på havbunnen (4) før forankringsrørene (6) forskyves gjennom sine respektive føringer (30) i bunnrammen (8) og ned i havbunnen (4).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at i det minste én styreramme (12) er anbrakt på bunnrammen (8) før bunnrammen (8) anbringes på havbunnen (4).

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at i det minste én styreramme (12) anbringes på bunnrammen (8) etter at bunnrammen (8) er anbrakt på havbunnen (4).

5. Fremgangsmåte i henhold til ett eller flere av de foregå-ende krav, karakterisert ved at minst en styreramme (12), hvor styrerammen(e) (12) under oppkop-lingsarbeidet befinner seg på bunnrammen (8) etter at tårnbøyen (2) er forbundet til forankringsrørene (6), forbindes til forankringsrørenes (6) øvre parti (10) med øns-ket avstand til havbunnen (4) og tårnbøyen (2).

6. Fremgangsmåte i henhold til ett eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved at minst ett sti-gerør (16), fortrinnsvis ved hjelp av et borefartøy (28), forskyves ned i sjøen og forbindes til tårnbøyen (2).

7. Fremgangsmåte i henhold til ett eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved at stigerø-ret (ene) (16) forskyves gjennom respektive utsparinger (14) i styrerammen(e) (12).

8. Anordning ved forankring av et undervanns stigerørstårn (1) omfattende en dykket tårnbøye (2) og minst ett stige-rør (16), hvor tårnbøyen (2) er forankret til havbunnen (4) ved hjelp av skjøtbare forankringsrør (6), karakterisert ved at de skjøtbare forankrings-rør (6) utgjør en rørstreng som rager fra tårnbøyen (2) og ned i havbunnen (4).

9. Anordning i henhold til krav 8, karakterisert ved at en bunnramme (8) under anbringelse på havbunnen (4) er forsynt med minst én styreramme (12).