NO320312B1 - Flytende konstruksjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en flytende konstruksjon, ifølge kravinnledningen.

For offshorebrønnoperasj oner blir det brukt strekkforankrede plattformer (TLP) som er fortøyd til sjøbunnen med vertikale stag eller strekkelementer, som kan være forbundet på motsatte ben av delvis neddykkede deler av plattformen. Etter sette- eller rullebevegelser av plattformen, blir store og ujevnt fordelte strekkrefter utøvet på stagene.

Bøyestaker blir også brukt i offshoreindustrien for boring, hydrokarbonlagring og/eller overføring, hvor en bøyestake omfattende et langt flytende legeme som understøtter flere dekkstrukturer så som et brønnhodedekk, et manifolddekk, produksjonsbrønnboredekk og liknende. De dyptgående bøyestaker, som kan ha en høyde på 150 meter eller mer, er forholdsvis ufølsomme for bølgeinduserte bevegelser, og har en gunstig hiv- og setterullerespons. To typer av fortøyninger er de mest brukte for å feste bøyestaker til sjøbunnen. Disse omfatter radialt atskilte kjedelinjer, forankrings-linjer eller stramme benfortøyninger og vertikale tjoringer. Fra brønnhodet går ett eller flere stigerør oppover til bøyestaken for å overføre hydrokarboner fra den undersjøiske brønn. Stigerørene kan være fleksible, eller kan omfatte et stivt stålrør.

Ifølge en kjent konstruksjon strekker stigerørene seg langs utsiden av den flytende bøyestake og er festet til stigefestedekket. En tjoring under strekk er festet til den nedre ende av bøyestaken slik at den naturlige hivperiode generelt er mindre enn 5 sekunder. Etter drift av bøyestaken vil tjoringen bli forskjøvet fra sin vertikale posisjon. Pga. dynamiske bølgebevegelser vil en relativ vinkelbevegelse (setterulle) av bøyestaken og tjoringen oppstå, som vil forårsake en slakning av stigerørene på én side av tjoringen og en overtilstramming av stigerørene på den motsatte side av tjoringen. Denne ulike belastningsfordeling kan føre til tretthetssvekkelser som kan resultere i brudd av stigerørene.

Fra US 4 702 321 er det kjent en frittflytende bøyestakekonstruksjon hvor stigerørbevegelsen er frakoplet fra bøyestakens bevegelse. I den bøyestaken som er beskrevet i det ovennevnte dokument, er det et antall stigerør som strekker seg oppover den sentrale brønn av den flytende bøyestake til et tørt produksjonsdelde. Hvert stigerør er ved sin øvre ende oppdriftsunderstøttet ved en oppdriftstank plassert rundt det respektive stigerør. Siden stigerørene er frie ved sine øvre ender, kan de gli aksialt opp og ned i brønnen. Bøyestaken er fortøyd til sjøbunnen ved stramme laterale fortøyninger, slik at den naturlige hivperiode av den kjente konstruksjon er lengre enn 25 sekunder. Når den kjente bøyestake er skråstilt, blir overstrekking av stigerørene hindret ved den aksiale glidende bevegelse av stigerørene inne i brønnen. Stigerørenes bevegelse inne i brønnen vil imidlertid forårsake betydelig slitasje. Videre har den kjente konstruksjon en forholdsvis stor diameter for å gi rom for stigerørenes oppdriftstanker og er derfor forholdsvis følsomme for strøm- og bølgeinduserte bevegelser. Også i tilfelle sprekking av ett av stigerørene, vil hydrokarbonene spille ut i den innesluttede brønn. I fravær av naturlig ventilasjon kan dette resultere i en fare for eksplosjoner.

Konstruksjoner innenfor dette fagområdet er for øvrig beskrevet i FR 2 729 636, GB 2 274 476, US 4 913 238 og US 5 439 321.

Det er derfor et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en fortøyningskonstruksjon som unngår overstrekking av elementene som strekker seg mellom sjøbunnen og det flytende legemet, som er av en forholdsvis enkel konstruksjon og som har et forholdsvis lite volum.

Det er et videre mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en fortøyningskonstruksjon som har en stabil dekkorientering.

Et annet mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fortøyningskonstruksjon som lett kan installeres.

Det er et ytterligere mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en fortøyningskonstruksjon hvor skråstillingen av det flytende legemet fra vertikalretningen og den relative vinkel mellom den vertikale senterlinje av det flytende legemet og forbindelseselementene kan være begrenset.

Enda et mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fortøyningskonstruksjon som begrenser kreftene på forbindelseselementene under ekstreme værforhold.

Disse formål tilfredstilles med den flytende konstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Under en siterende bevegelse og/eller under rulling eller setting av den flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse, vil forbindelseselementene bli holdt i et parallelt forhold ved forskyvningsdelen. Via forskyvingsdelen blir ett av forbindelseselementene hevet mens det andre blir senket ved den samme mengde, slik at den øvre del av de to forbindelseselementene som er plassert på motsatte sider av den longitudinale senterlinje blir holdt i et i hovedsak horisontalt plan. Dermed blir en overstrekking av forbindelseselementene effektivt hindret.

Den foreliggende oppfinnelse kan brukes for flytende konstruksjoner så som fortøyningsbøyer, strekkforankrede plattformer, tankere og liknende. Oppfinnelsen er spesielt egnet for bruk i forbindelse med bøyestaker, som generelt har lengdedimensjoner langs en vertikal senterlinje som er minst fem ganger større enn breddedimensjonen. I dette tilfelle er forbindelseselementer, så som stigerør og/eller tjoringer plassert på separate sider av den vertikale senterlinje av bøyestaken, som faller sammen med den vertikale senterlinje av monteringsrammen. Ved den foreliggende oppfinnelse er overstrekking av forbindelseselementene, som kan omfatte stigerør og/eller tjoringer, hindret etter skråstilling av senterlinjen av bøyestaken fra vertikalretningen.

I andre utførelser faller ikke den vertikale senterlinje av monteringslinjen sammen med den vertikale senterlinje av fartøyet, for eksempel i tilfelle monteringsrammen er plassert på én side av et fartøy.

I en utførelse av den flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse, omfatter forskyvningsdelen en dreibar arm. Som brukt er uttrykket "arm" også å omfatte en todimensjonal struktur, så som en dekkonstruksjon. Hvert forbindelseselement er dreibart forbundet med en respektiv ende på armen. Dreiearmen tillater begrenset vertikal bevegelse av forbindelseselementene mens den overfører for høyt strekk i ett forbindelseselement til det andre forbindelseselement som har en mindre strekk. På denne måten er det frembrakt en enkel mekanisme for å holde endene på forbindelseselementene i tilnærmet horisontalt plan til drift og/eller setting og rulling av det flytende legeme.

Forbindelseselementene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan omfatte stigerør, tjoringer eller begge. Når tilstrekkelig sterke stålrør er brukt for stigerør, kan man forutse at det flytende legeme ifølge oppfinnelsen kan forankres til sjøbunnen ved bruk av bare stigerørene. Det flytende legeme ifølge den foreliggende oppfinnelse er imidlertid fortrinnsvis brukt i forbindelse med én eller flere tjoringer, som kan være forbundet med det flytende legeme via en fast eller via en dreibar forbindelse, som kan omfatte monteringsrammen.

En fortrukket utførelse av en flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse har en forskyvningsdel med minst to armer som er dreibart forbundet til én ende av respektiv hydraulisk eller pneumatisk sylinder som er forbundet med monteringsrammen. Hver arm bærer ved sin frie ende et forbindelseselement. De hydrauliske eller pneumatiske sylindrer er gjensidig forbundet med en fluidumkanal. Et konstant volum av fluidum blir forskjøvet mellom sylindrene etter bevegelse av det flytende legeme. Dermed blir sylindrene aktivert i motsatte retninger slik at strekket i forbindelseselementene er i hovedsak utjevnet. Bruken av trykkfluidumsylindrer er spesielt nyttig etter installering av stigerørene, hvor ytterligere sylindrer kan legges til monteringsrammen mens nye stigerør blir satt på plass.

I en annen utførelse av en flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse, omfatter forskyvningsdelene to kabelføringsdeler, hvor hvert forbindelseselement er festet med sin øvre ende til en respektiv ende på en kabel som strekker seg fra et første forbindelseselement, via kabelføringsdelene, til det andre forbindelseselement. Kabelen og kabelføringene danner en relativt enkel og lettvektkonstruksjon for å holde forbindelseselementene i en jevn strekktilstand. Kabelen kan omfatte en elastisk seksjon, for eksempel et fjærelement, for å kompensere for små sekundære feilinnretninger mellom forbindelseselementene som kan være forårsaket ved bøying av stigerøret nær den nedre del av det flytende legeme slik at bøyestaken/tjoringen dreier seg, eller ved høydevariasjoner i sjøbunnen.

Den flytende konstruksjon kan omfatte et dreibart dekk som er dreibart koplet til forbindelseselementene. Selve dekket kan virke som forskyvningsdelen for forbindelseselementene eller kan være dreibart forbundet med forskyvningsdelen. Siden forskyvningsdelen og geometrien av de parallelle forbindelseselementer forårsaker at de øvre deler av forbindelseselementene blir plassert i et i hovedsak horisontalt plan, uansett inklinasjonen av det flytende legeme, kan forskyvningsdelen effektivt brukes til å holde en dekkstruktur så som stigerørfestedekket i en horisontal posisjon.

I en annen utførelse av en flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse er monteringsrammen plassert ved eller nær den øvre del av bøyen, idet en føringsramme er forbundet ved eller nær den nedre delen. Forbindelseselementene er ført gjennom respektive passasjer i føringsrammen. Føringsrammen holder forbindelseselementene i korrekt posisjon i forhold til det flytende legemet og hindrer at det flytende legeme kommer i kontakt med stigerørene eller tjoringene etter tilting.

Føringsrammen kan være festet på det flytende legeme på en stasjonær måte, i hvilket tilfelle en glidende bevegelse av forbindelseselementene gjennom føringsrammen kan oppstå. Alternativt er føringsrammen dreibart forbundet med det flytende legeme. På denne måten forblir føringsrammen korrekt innrettet i forhold til forbindelseselementene, og bøyning blir reduser. Dessuten, ved å dreie føringsrammen blir den glidende bevegelse av forbindelseselementene redusert, og en pålitelig operasjon under ekstreme værforhold er oppnådd.

Føringsrammen kan for hvert forbindelseselement omfattende en hylse som er dreibart festet på en radial arm forbundet med den nedre del av det flytende legeme. Hylsene hindrer for stor bøyning eller bulking av forbindelseselementene. For å hindre skade på forbindelseselementene kan hylsene nær kantene være utstyrt med et forholdsvis mykt, fortrinnsvis utskiftbart foringsmateriale. Av samme grunn kan forbindelseselementene i hylsenes område være utstyrt med en kontaktdel for å komme i kontakt med hylsenes indre vegg.

For ytterligere å redusere kurvevinkelen for forbindelseselementene, er de radiale armene på føringsrammen forbundet med et sentralt dreiepunkt ved eller nært lengdeaksen for det flytende legeme, ved eller nært den nedre del av dette. Et antall hylser kan være plassert på en sirkelrund føringsramme ved atskilte vinkelposisjoner for å gi rom for en sirkelrund konfigurasjon av forbindelseselementene.

I en foretrukket utførelse er minst én tjoring festet på det flytende legeme. Ved bruk av tjoringer oppnås en liten naturlig periode for den flytende konstruksjon, som er utenfor området av betydelig bølgeeksitering. Tjoringene er fortrinnsvis også ført gjennom føringsrammen for å forårsake styrt bøying. Tjoringene kan være festet på den nedre del av det flytende legeme, til en dreibar del av føringsrammen, på den øvre del av det flytende legeme eller på monteringsrammen. I en bøyestakeutførelse ifølge den foreliggende oppfinnelse er tjoringene og stigerørene fortrinnsvis vekselvis plassert i et sirkelrundt mønster slik at de kan installeres utenfor bøyestakelegemet. Denne tjorings-konfigurasjon gir også en bedre styring av den horisontale bevegelse av bøyestaken.

En flytende konstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse kan være forbundet med sjøbunnen via en overdekning. Overdekningen har fortrinnsvis et kompresjonsrom som tillater aksial nedsenkning av minst én tjoring. Hvis under ekstreme værforhold tjoringene blir presset ned, er bulking hindret siden tjoringene kan bevege seg ned i kompresjonsrommet.

I tillegg til tjoringene kan den flytende konstruksjon omfatte minst to par aksialt atskilte fortøyningsliner. I en utførelse har hver av de atskilte fortøyningsliner en første seksjon som strekker seg fra sjøbunnen til et første føringselement på det flytende legeme, en annen seksjon som strekker seg aksialt fra det første føringselement til et annet føringselement og en tredje seksjon som strekker seg fra det andre føringselement tilbake i retning av sjøbunnen eller mot den første seksjon. Ved bruk av den radiale fortøyning kan bøyestake- og tjoringsvinklene fra vertikalretningen og den relative vinkel mellom bøyestaken og tjoringene bli minimalisert. Reduksjon av disse vinklene reduserer bøyingsutmattelse i stigerørene og tjoringene. Videre kan justering av fortøyningslinene ved en eller flere vinsjer på bøyestaken bringe bøyestaken og tjoringene til en vertikal orientering, som er gunstig når man borer brønner på bøyestaken.

Noen utførelser av fortøyningskonstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives gjennom eksempler, med henvisning til tegningene, hvor figur 1 viser et skjematisk sideriss av en flytende konstruksjon omfattende en forskyvningsdel ifølge den foreliggende oppfinnelse, figurene 2a og 2b viser en bøyestakekonstruksjon hvor stigerørene er plassert i en sentral brønn og er ført gjennom en fast føringsramme, figurene 3a og 3b viser en bøyestakekonstrukson hvor stigerørene er ført gjennom en dreibar føringsramme, figur 4 viser et skjematisk delvis sideriss av den øvre del av en bøyestake, hvor forskyvningsdelen omfatter trykkvæskesylindrer, figur 5 viser en forskyvningsdel omfattende en strekkabel, figur 6 viser en forskyvningsdel i form av en strekkabel som har en elastisk kompenseringsanordning, figur 7 viser en forskyvningsdel i form av en dreibar arm, figur 8 viser en foretrukket utførelse hvor tjoringene og stigerørene er forbundet med en dreibar dekkstruktur ved den øvre ende av bøyestaken, og er ført i en dreibar føringsramme ved den nedre ende av bøyestaken, figur 9 viser en utførelse hvor tjoringene er forbundet på én side med en fast nedre del av bøyestaken, og på den andre side med et kompresjonskammer i overdekningen på sjøbunnen, figur 10 viser en utførelse hvor tjoringene er forbundet med dreibare deler av føringsrammen, figur 11 viser en detalj i forstørret målestokk av føringsrammen ifølge den foreliggende oppfinnelse, figurene 12a og 12b viser kontaktdeler på stigerørene og/eller tjoringene for å begrense bøyeradien, og figur 13 og 14 viser laterale fortøyningsanordninger på en bøyestakekonstruksjon ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur I viser en flytende konstruksjon 1 som kan være en fortøyningsbøye, en strekkforankret plattform, et enkelt skrog eller hvilket som helst annen flytende konstruksjon som brukes i offshoreindustrien for brønnboring, hydrokarbonproduksjon eller lagring. Den flytende konstruksjon 1 omfatter et flytende legeme 9 som er forbundet med sjøbunnen 2 via forbindelseselementet 3, 4. Forbindelseselementene 3 og 4 kan omfatte stive eller fleksible stigerør, tjoringer eller strekkabler, eller kombinasjoner av disse. I tilfelle forbindelseselementene er utformet ved stigerør, er stigerørene understøttet og holdt i en i hovedsak vertikal posisjon ved oppdriften av den flytende konstruksjon 1. Forbindelseselementene 3 og 4 er forbundet med en forskyvningsdel 5 via dreibare forbindelser 7, 8, idet forskyvningsdelen i denne utførelsen er skjematisk indikert som en dreibar arm. Forskyvningsdelen 5 er montert på den flytende konstruksjon via en monteringsramme som er skjematisk indikert ved 6. Etter setting og rulling av den flytende konstruksjon 1 vil forskyvningsdelen 5 dreie seg i forhold til monteringsrammen 6, slik at en i hovedsak horisontal posisjon av armen 5 blir opprettholdt, og strekket i forbindelseselementene 3 og 4 blir holdt i det vesentlige likt. Figur 2a viser en utførelse hvor den flytende konstruksjon er utformet ved en bøyestake 11 som har et toppdekk 12 ved tørrproduksjonstrær 10, 10' og et langstrakt flytende legeme 13 omfattende oppdrift-, balast- og lagringstanker. Ved den øvre del 14 av bøyestaken 11 er stigerør 15 og 16 forbundet med forskyvningsdelen i form av en dreiearm 17<1>. Dreiearmen 17' er forbundet med en monteringsramme på den øvre del 14 omfattende en dreibar forbindelse 17. Ved den nedre del 18 av bøyestaken 11 passerer stigerørene 15 og 16 gjennom en stiv føringsramme eller rørføring 19, for å begrense avbøyningen av stigerørene når bøyestaken 11 er skråstilt fra den vertikale posisjon. Stigerørene 15 og 16 er forbundet med et brønnhode 20 på sjøbunnen 32 via en overdekning 21.

Som man kan se på figur 2b vil stigerørene 15 og 16 komme i kontakt med føringen 19 for foringsrøret etter sidedrift av bøyestaken 11, og vil gli langs den indre overflate av foringsrøfrøringen 19. Overlagret på den gjennomsnittlige sidedrift, vil den vertikale senterlinje 22 av bøyestaken 11 bli skråstilt fra vertikalretningen ved dynamiske bølgebevegelser. Dreiearmen 17', ved enden av hvilken stigerørene 15 og 16 er opphengt, vil holde toppdelene av stigerørene 15 og 16 i et horisontalt plan 23, uansett posisjonen av den vertikale senterlinje 22 for bøyestaken 11. Dermed blir en overstrekking eller slakking av stigerørene 15 og 16 hindret.

I utførelsene på figurene 2a og 2b kan bøyestaken være forankret til sjøbunnen bare ved hjelp av stigerørene 15 og 16 hvis tilstrekkelig sterke stigerør, som for eksempel stive stålrør, er brukt. Ytterligere radiale fortøyningsliner 23 kan benyttes til å minimalisere skråstillingen av den vertikale senterlinje 22 fra vertikalretningen forårsaket av dynamiske bølgebevegelser, og for å begrense driften i sideretningen.

Figurene 3a og 3b viser utførelser hvor bøyestaken 11 er forankret til overdekningen 21 via en sentral tjoring 24. Den øvre del av tjoringen 24 er forbundet med den nedre del 18 av bøyestaken 11 via en dreibar forbindelse 26. Den øvre del 25 av tjoringen 24 bærer to foringsrørføringer 26, 28 som kan dreies ved respektive dreie-punkter 29, 30. Her er den andre foringsrørføring 28 valgfri og kan utelates. Tjoringen 24 er ved sin nedre ende forbundet med overdekningen 21 i et overdekningsdreiepunkt 31.

Som man kan se på figur 3b er foringsrørføringene 27, 28 i en i det vesentlige perpendikulær posisjon i forhold til tjoringen 24 når tjoringen 24 er avbøyd fra sin vertikale posisjon på grunn av sidedrift av bøyestaken 11. Etter skråstilling av den vertikale senterlinje 22 av bøyestaken 11 fra vertikalretningen, vil bøyestaken 11 tilte i forhold tjoringen 24 i dreiepunktet 26. Foringsrørene 26, 28 vil så dreies og forårsake en gradvis bøying av stigerørene 15,16.

Ved bevegelse av dreiearmen 17' i forhold til føringsrammen i dreiepunktet 17 ved den øvre del 14, vil de øvre deler av stigerørene 15, 16 forbli i det horisontale plan 23. På denne måten vil sjøbunnen 32 og den øvre foringsrørføring 27 og stigedelene av stigerørene 15 og 16 som strekker seg mellom dem, definere et første parallellogram. De øvre deler av stigerørene 15 og 16 som er plassert i det horisontale plan 23, den øvre foringsrørføring 27 og stigedelen som strekker seg mellom dem definerer et annet parallellogram. På denne måten blir strekket i stigerørene 15 og 16 i hovedsak utjevnet. Figur 4 viser en utførelse hvor forskyvningsdelen som virker på stigerørene 43, 44 er utformet med hydrauliske sylindrer 39, 40. Sylindrene 39, 40 er montert på en monteringramme 35 som er fast forbundet med en øvre del 36 av det flytende legeme. De øvre deler av stigerørene 43, 44 er opphengt fra laterale armer 37, 38 ved dreieforbindelser 46, 47, hvilke armer er med én ende forbundet med sylindrene 39, 40. Armene 37, 38 kan være en del av en sirkelrund ramme som strekker seg rundt den øvre del av det flytende legeme 36, ut av planet på tegningen. De øvre deler av stigerørene 43, 44 er forbundet med det flytende legeme via fleksible rør 48, 49 for å tillate relativ bevegelse mellom den øvre del av stigerørene 43, 44 og den flytende konstruksjon, en hiv på omkring 3 meter mellom stigerørene 43, 44 og monteringsrammen 35 er tillatt. Sylindrene 39,40 er gjensidig forbundet via fluidumkanalen 45 slik at et konstant volum av fluidum, fortrinnsvis en væske, blir beveget mellom sylindrene 39, 40 når den vertikale senterlinje 41 av den flytende konstruksjonen er skråstilt fra sin vertikale posisjon. Etter tilting av monteringsrammen 35, blir armene 37, 38 beveget i forhold til monteringsrammen 35 rundt det tenkte dreiepunkt 42 på den vertikale senterlinje 41. Figur 5 viser en utførelse hvor stigerørene 43, 44 er koplet via en kabel 50. Kabelen 50 er understøttet på skiver 51, 52 som er plassert på monteringsrammen 35. Endene på kabelen 50 er forbundet med suspensjonsdeler 53, 54 ved endene på stigerørene 43,44.

I en alternativ konstruksjon vist på figur 6 er skivene eller blokkene 51, 52 opphengt på monteringsrammen 35. Kabelen 50 omfatter en fjærende del 55 for å tillate en viss grad av uavhengig bevegelse av stigerørene 43,44 slik at sekundær feilinnretting kan bli utjevnet. Figur 7 viser en utførelse hvor stigerørene 43, 44 er opphengt fra endene på en dreiearm 56, som er forbundet med monteringsrammen 35 i en dreibar montering 57. Dreiearmen 56 kan også være en del av en todimensjonal konstruksjon så som et dreibart dekk på hvilket produksjon eller boreutstyr kan monteres i en stabilisert horisontal posisjon. Figur 8 viser en foretrukket utførelse hvor stigerørene 59,60 og tjoringene 64, 65 strekker seg langs utsiden av det flytende legeme 61. Både stigerørene og tjoringene er ført gjennom respektive hylser av foringsrørføringen 62. Den øvre ende av stigerørene og tjoringene 59, 60, 64, 65 er forbundet med et dreibart dekke 63 på den øvre del 66 av det flytende legeme 61. Fortrinnsvis er stigerørene og tjoringene vekselvis plassert i en sirkelrund konfigurasjon. Den nedre del av stigerørene 64, 65 er forbundet med en overdekning 69 på sjøbunnen, hvilken overdekning er utstyrt med en perifer kappe 70. Den perifere kappen 70 gir en ytterligere forankringsfunksjon av overdekningen 69. I tilfelle en ekstrem situasjon hvor overdekningen 69 blir beveget oppover, vil kappen 70 skape en sugekraft mellom sjøbunnen og overdekningen, som vil virke mot opptøftingen av overdekningen 69.

Konstruksjonen vist på figur 8 kan ha en høyde Hl som strekker seg nedenfor sjøoverflaten omkring 150 meter, og en høyde H2 som strekker seg over sjøoverflaten omkring 20 meter. Diameteren Dl av det flytende legeme 61 kan være omkring 10 meter, mens avstanden D2 av stigerøret 60 fra utsiden av det flytende legeme 61 kan være omkring 5 meter. Ifølge denne utførelsen av oppfinnelsen er en liten og forholdsvis lettvektproduksjonbøyestake frembrakt, som kan konstrueres til forholdsvis lave kostnader.

Figur 9 viser en utførelse hvor en sentral gruppe tjoringer 64, 65 er forbundet med den nedre del 67 av det flytende legeme 61 av bøyestaken 58. Stigerørene 59, 60 er plassert på utsiden av det flytende legeme 61 slik at de lett kan installeres. Stigerørene 59, 60 er forbundet med det dreibare dekk 63. I utførelsen på figur 11 omfatter overdekningen 69 et kompresjonsrom 61 hvor et forankringslegeme 72, forbundet med tjoringene 64, 65 er plassert. Når under ekstreme værforhold det flytende legeme 61 blir senket, kan forankringslegemet 72 bevege seg nedover i kompresjonsrommet slik at bulking av tjoringene 64, 65 er hindret.

I den utførelsen som er vist på figur 10, er tjoringene 64, 65 forbundet med en radial arm 73 på foringsrørføringen 62 på begge sider av dreieskjøten 74. I denne anordningen kan stigerørene 59, 60 og tjoringene 64,65 bli plassert i en vekslende sirkelrund konfigurasjon som kan omfatte for eksempel tre grupper av to tjoringer og to stigerør hver.

I en annen utførelse av en bøyestake 58 kan stigerørene 59, 60 strekke seg gjennom en intern sak eller sentral brønn av det flytende legeme 61, og kan med sine øvre deler være forbundet med dreiearmen eller dreiedekket 63, som bærer produksjonstrærne. Tjoringene 64, 65 kan strekke seg utenfor det flytende legeme 61 og kan være forbundet med en fast øvre del 66 av et flytende legeme 61 eller dreibart dekk 63.

Figur 11 viser en forstørret detalj av den radiale arm 63 av foringsrørføringen 62 som er festet på den nedre del 67 av det flytende legeme 61. Dreieskjøten 74 er utformet av et elastisk dreieelement som kan være laget av gummi. Hylsene 75, 76 av foringsrørføringen 62 er forbundet med den radiale arm 73 via fleksible dreibare forbindelser, for eksempel via en gummiforbindelse. Når det flytende legeme 61 er tiltet i forhold til tjoringen 77 i den dreibare skjøt 78, vil stigerørene 59, 60 komme i kontakt med de indre vegger av hylsene 75, 76. Hermed vil hylsene bli avbøyd i sine fleksible dreieskjøter, slik at en gradvis bøying av stigerørene 59, 60 er sikret. De indre kanter av hylsene 75, 76 er utstyrt med utskiftbare beskyttelsesringer 79, 79' som er laget av et ettergivende materiale for å hindre slitasje av stigerørene 59, 60. Beskyttelsesringene 79, 79' kan for eksempel være laget av gummi.

Som vist på figur 12a kan stigerøret 59 være utstyrt med støtfangere 80, 81 som hindrer direkte kontakt av stigerøret 59 med de indre vegger av hylsen 75. En stopper 82 kan være anordnet rundt og forbundet med støtfangerne 80, 71 for korrekt plassering av støtfangerne 80, 81 inne i hylsen 75. Avstandsstykket 82 og støtfangerne 80, 81 kan heves eller senkes fra dekket eller bøyestaken via en kabel 89 for fjerning eller utskifting. Beskyttelsesringene 79,79' på figur 11 kan plassere og utskiftes på liknende måte. Figur 12b viser en alternativ utførelse hvor stigerøret 59 er utstyrt med en dobbel stress-skjøt 83 og ført gjennom en ring 84 som er på en intern overflate utstyrt med et gummielement 85 for å forårsake en gradvis bøying av stigerøret 59. Ringen 84 kan brukes som et alternativ for føringshylsene 75. Figur 13 viser en ytterligere utførelse av en bøyestake 93 ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor stigerørene 90, 91 er plassert utenfor det flytende legeme 92 av bøyestaken 93. Stigerørene 90, 91 er utformet av harde rør forbundet med overdekningen 95 via stress-skjøt 96. Stigerørene 90,91 er ved den øvre del 97 understøttet av en dreibar arm eller et dekk 98 som bærer produksjonstrærne 99, 99'. Den nedre 100 av det flytende legeme 92 bærer et vertikalt justerbart stigerøravstandstykke 101 som er opphengt fra avstandslinjene 103, 104. En sentral tjoring 105 er dreibart forbundet med den nedre del 100 av det flytende legeme 92, og ved den nedre side med overdekningen 95. På hver side av den vertikale senterlinje 106 for det flytende legeme 92 er det anordnet en fortøyningsline 107, 108. Hver fortøyningsline omfatter en første seksjon 109 som strekker seg fra sjøbunnen til en øvre skive 111. En annen seksjon 109' av fortøyningslinen 107 strekker seg mot en nedre skive 112 og en tredje seksjon 109" er forbundet tilbake til den første seksjon 109. Ved å dreie skivene 111, 112 kan strekket i forankringslinene 107, 108 varieres, og den laterale drift av denne bøyestake 93 og skråstillingen av den vertikale senterlinje 106 fra vertikalretningen kan minimaliseres. Eksempler på et fortøyningssystem for effektiv reduksjon av gjennomsnittlige og dynamiske vinkler av liknende type er beskrevet i USSN 08/879,261. Reduksjon av den dynamiske og midlere avbøyning av bøyestaken 93 er gunstig for stigerørene og tjoringene, siden bøyningsutmattelse dermed blir redusert. Også evnen til å justere forankringslinene 107, 108, som kan være utformet av kabler, rep, kjettinger eller kombinasjoner av disse for å holde bøyestaken 93 og tjoringen 105 i en vertikal innrettet posisjon, er spesielt ønskelig når bøyestaken brukes for brønnboring. Ved å holde stigerørene 90, 91 utenfor det flytende legeme 92, skapes det rom for skivene 111, 112 og forankringslinene 107, 108. For korrekt posisjonering kan stigerørene bli ført gjennom ytterligere faste foringsrørføringer 113,114 som er plassert på det flytende legeme.

Figur 14 viser en ytterligere utførelse av et lateralt fortøyningssystem i hvilket en øvre og en nedre forankringsline 115,116 strekker seg oppover fra sjøbunnen, gjennom det flytende legeme 92 via skiver 117,117', tilbake til sjøbunnen på den andre siden av den vertikale senterlinje 106. Ved å ta inn eller slakke forankringslinene 115 og 116, kan tjoringen 105 innrettes vertikalt og skråstillingen av den vertikale senterlinje 106 fra dens vertikale posisjon kan minimaliseres.

Claims (25)

1. Flytende konstruksjon (1, 11, 58) omfattende et flytende legeme (9, 13, 61, 92) som har en nedre del (18, 67, 100) som strekker seg under vannoverflaten og en øvre del (14, 36, 66, 97) som strekker seg ovenfor vannoverflaten, hvor det flytende legeme er forbundet med sjøbunnen ved hjelp av minst to i hovedsak parallelle forbindelseselementer (3,4,15,16, 59,60,64,65) som strekker seg i hovedsak i rett linje mellom sjøbunnen og det flytende legeme, karakterisert ved at det flytende legeme omfatter en monteringsramme (6, 17, 35) til hvilken de øvre deler av forbindelseselementene er festet bevegelig, og en forskyvningsdel (5, 17, 39, 40, 50, 51, 52, 56, 63) festet på monteringsrammen og til endedelen av de to forbindelseselementer (3, 4, 15, 16, 43, 44, 59, 60, 64, 65) som er plassert på respektive sider av en vertikal senterlinje (22, 41, 106) av monteringsrammen for å forårsake motsatt rettede og i hovedsak like forskyvinger av forbindelseselementene i forhold til monteringsrammer etter tilting og/eller sidelengs bevegelse av det flytende legeme for å opprettholde et i hovedsak likt strekk i forbindelseselementene.

2. Flytende konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den har en lengdedimensjon langs den vertikale senterlinje (22, 41, 106) og en breddedimensjon, hvor lengdedimensjonen er minst fem ganger større enn breddedimensjonen.

3. Flytende konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forskyvningsdelen omfatter en dreibar arm (15, 17', 56, 63), hvor hvert forbindelseselement er dreibart forbundet med en respektiv ende på armen.

4. Flytende konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forskyvningsdelen omfatter minst to armer (37, 38) som er dreibart forbundet med én ende av en respektiv trykkfluidumsylinder (39, 40) som er forbundet med monteringsrammen (35), hvor sylindrene er gjensidig forbundet med en fluidumkanal (45), hvor hver arm dreibart bærer et forbindelseselement (43,44).

5. Flytende konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at forskyvningsdelen omfatter minst to kabelføirngsdeler (51, 52) hvor hvert forbindelseselement (43, 44) hver med sin øvre ende festet til en respektiv ende på en kabel (50) som strekker seg fra et første forbindelseselement (43) via kabelføringsdelene (51, 52) til det andre forbindelseselement (44).

6. Flytende konstruksjon ifølge krav 5, karakterisert ved at kabelen (50) omfatter en elastisk seksjon (55).

7. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at konstruksjonen omfatter en dreibar dekkstruktur (17', 63) som er dreibart koplet til forbindelseselementene.

8. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at monteringsrammen (17,35) er plassert ved eller nær den øvre del (14, 36) av det flytende legeme, hvor en føringsramme (19, 27, 28, 62, 94) er forbundet ved eller nær den nedre del (18,67,100) av det flytende legeme (13,61,92) hvor forbindelseselementene er ledet gjennom respektive passasjer i føringsrammen.

9. Flytende konstruksjon ifølge krav 8, karakterisert ved at føringsrammen (27, 28,62,94) er dreibart forbundet med det flytende legeme (13,61,92).

10. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at føringsrammen omfatter for hvert forbindelseselement en hylse (75, 76) som er dreibart festet på en radial arm (73) forbundet med den nedre del (67) av det flytende legeme.

11. Flytende konstruksjon ifølge krav 10, karakterisert ved at hylsene (75, 76) omfatter nær sine kanter et relativt ettergivende foringsmateriale (79, 79").

12. Flytende konstruksjon ifølge kravene 10 eller 11, karakterisert ved at den radiale arm (73) er forbundet med et sentralt dreiepunkt (74) ved eller nær den vertikale senterlinje av det flytende legeme.

13. Flytende konstruksjon ifølge krav 10-12, karakterisert ved at et antall hylser (75, 76) er plassert på en sirkelrund føringsramme ved atskilte vinkelposisjoner.

14. Flytende konstruksjon ifølge krav 10-13, karakterisert ved at forbindelseselementene er i området av hylsene utstyrt med kontaktdeler (80, 81, 83) for kontakt med den indre vegg av hylsene (75, 84).

15. Flytende konstruksjon ifølge krav 14, karakterisert ved at en stopper 82 er plassert rundt forbindelseselementet og er festet på kontaktdelene (80, 81, 83) for kontakt med hylsene (75, 76) for å plassere kontaktdelene (80, 81, 83) inne i hylsene (75, 76), hvor en trekkanordning (89) er forbundet med stopperen (82) og kontaktdelene (80, 81, 83) for å trekke den langs forbindelseselementene.

16. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at forbindelseselementene omfatter stigerør (15, 16, 43, 44, 59, 60), hvor den flytende konstruksjonen er forankret til sjøbunnen ved minst én tjoring (24,64,65,105).

17. Flytende konstruksjon ifølge krav 16, karakterisert ved at stigerørene og et antall tjoringer er plassert i en sirkelrund, vekslende konfigurasjon.

18. Flytende konstruksjon ifølge kravene 16 eller 17, karakterisert ved at stigerørene og minst én tjoring er festet på den øvre del (66) av det flytende legeme (61).

19. Flytende konstruksjon ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at den nevnte minst én tjoring er festet på den nedre del (18, 67, 100) av det flytende legeme, eller til føringsrammen (62).

20. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, forbundet med et brønnhode på sjøbunnen, karakterisert ved at stigerørene er stive stålrør forbundet med brønnhodet via en fleksibel skjøt, en stress-skjøt eller en dreieskjøt.

21. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at forbindelseselementene er tjoringer som er forankret i et hulrom (71) av en overdekning (69) på sjøbunnen, hvor hulrommet danner et kompresjonsrom som tillater en aksial nedtrykning av forbindelseselementene.

22. Flytende konstruksjon ifølge foregående krav, karakterisert ved at den omfatter på hver side av den vertikale senterlinje (106) minst to aksialt atskilte fortøyningslineseksjoner (109,109", 115,116).

23. Flytende konstruksjon ifølge krav 22, karakterisert ved at de aksialt atskilte fortøyningslineseksjoner er utformet ved en fortøyningsline som har en første seksjon (109) som strekker seg fra sjøbunnen til et første føringselement (111) på det flytende legemet, en annen seksjon (109') som strekker seg aksialt fra det første føringselement (111) til et annet føringselement (112) og en tredje seksjon (109" som strekker seg fra det andre føringselement (112) tilbake i retning av sjøbunnen eller i retning av den første seksjon (109) av fortøyningslinen (107).

24. Flytende konstruksjon ifølge krav 22, karakterisert ved at de aksialt atskilte fortøyningsliner omfatter en øvre og en nedre fortøyningsline (115, 116) som strekker seg fra sjøbunnen på én side av den vertikale senterlinje (106) for det flytende legeme, til en kabelføringsanordning på det flytende legeme.

25. Flytende konstruksjon ifølge krav 24, karakterisert ved at hver av de øvre og nedre fortøyningsliner (115, 116) er utformet på en enkelt fortøyningsline som strekker seg på hver side av den vertikale senterlinje (106).