NO321100B1 - Baerer for en stigeledning som folger en kjedelinje - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt produksjon av hydrokarboner fra undersjøiske formasjoner, mer særskilt en bærer for en stigeledning som benyttes ved slik produksjon.

Innenfor offshore-bore- og produksjonsindustrien benyttes ofte en rørledning for transport av produkt (olje eller naturgass) fra offshore-produksjonsstedet til et samle- og lageranlegg, som kan være et tankskip eller et anlegg på land. For offshore-konstruksjoner som hviler på havbunnen, eksempelvis en tårnkonstruksjon eller et pendeltårn, vil bøyepåvirkningen fra omgivelsesfaktorer, så som bølger og havstrømmer, ha en minimal innvirkning på de konstruktive forhold der hvor rørledningen forbindes med offshore-konstruksjonen. For flytende offshore-konstruksjoner må man imidlertid for koplingen mellom rørledning og offshore-konstruksjon ta hensyn til bøyebevegelser, og tilhørende utmatting og spenningspåkjenninger som rørledningen og koplingen må forventes å utsettes for under konstruksjonens levetid. For transport av produktet til og fra flytende offshore-produksjonsskip anses en stigeledning av stål som følger en kjedelinje i sjøen å være den mest kostnadseffektive utførelse.

For en flytende konstruksjon såsom en TLP (strekkstag-plattform) eller en semi-submersibel (halvt neddykkbar flyter), vil en typisk utforming av en slik stigeledning være at den henger ut fra flyterens side fra en bæreplattform som er plassert like under vannflaten (15 til 30 m). Typisk vil stigeledningen forlate bæreplattformen med en vinkel fra mellom vertikalen og 25° og vil krumme seg over sin lengde helt til stigeledningen går tangensielt med havbunnen, i en avstand fra flyteren. Så snart stigeledningen er installert, med sin øvre ende hvilende på bæreplattformen, koples stigeledningen til andre rørledninger som allerede er installert ombord i flyteren. Slike forbindelser tilveiebringes som regel ved hjelp av dykkere og kan gjennomføres på en relativ enkel måte, da bæreplattformen befinner seg i nærheten av vannflaten.

En slik bærekonstruksjon for en av stål bygget stigeledning som følger en kjedelinje, byr på flere ulemper når det dreier seg om en flyter av den såkalte spar-type, som kan ha et dypgående på ned til 180 m. Vanligvis er forankringskablene for et slikt stangtårn festet til kryss som befinner seg flere hundre fot under vannflaten. Dersom stigeledningene skal bæres nær vannflaten må de installeres mellom forankringskablene. I tillegg vil, dersom stigeledningene bæres nær vannflaten, den øvre del av en stigeledning være utsatt for store bølge- og strømpåkjenninger som kan gi overspenninger og bevirke uønskede utmattingsskader.

Disse to ulemper kan unngås for et flytende stangtårn ved å anordne stigeledningens endebæring lengre ned i vannet, nær tårnets kjøl. Benytter man imidlertid en slik dypere plassering så vil bruk av dykkere for sammenkopling av stigeledning og ledninger i tårnet bli både vanskelig og dyrt. En løsning som er beskrevet i US patentsøknad 08/701,622, innlevert 22/8-1996, benytter et fleksibelt rør-i-rør-bæresystem hvor stigeledningen trekkes opp gjennom en ytre fleksibel bæreledning. Dette arrangement er tilfredsstillende for en flyter av den åpne type som beskrevet i US-PS 5.558.467, men blir mer vanskelig å benytte når det dreier seg om en lukket flyter eksempelvis som beskrevet i US-PS 4.702.321.1 dette bærearrangement er den ytre ledning ved det siste bærepunkt på flyteren opptatt i en styring som muliggjør vinkelbevegelse av bæreledningen og stigeledningen. Det vil være så godt som umulig å avtette denne siste bæreledning mot vannet for å bibeholde den oppdrift som kreves for installeringen av den lukkede flyter.

Oppfinnelsen er utviklet i forbindelse med dette sistnevnte problem. Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en bærer for en stigeledning som følger en kjedelinje, hvilken bærer er anordnet på en flytende offshore-konstruksjon for produksjon av hydrokarboner, idet stigeledningen strekker seg opp fra havbunnen og til den flytende konstruksjon kjennetegnet ved at bæreren innbefatter: a. et rør som er fast festet til den flytende offshore-konstruksjon på et valgt vanndyp, hvilket rør er bøyet med en valgt vinkel slik at røret slutter seg til stigeledningens naturlige kjedelinje, idet røret er dimensjonert for opptak av stigeledningen, og b. en fleksibel skjøt i stigeledningen, plassert ved rørets nedre ende.

Den fleksible skjøt muliggjør at stigeledningen kan bevege seg relativt den flytende konstruksjon, hvorved bøyepåkjenninger og faren for utmattingsskader reduseres sterkt i stigeledningens øvre parti.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser et sideriss av oppfinnelsen i forbindelse med en flytende offshore-konstruksjon,

fig. 2 viser et forstørret skjematisk riss av oppfinnelsen, og

fig. 3 viser et forstørret utsnitt hentet fra det i fig. 2 innsirklede areal.

I fig. 1 er det vist en flytende offshore-konstruksjon 10 som holdes på plass ved hjelp av flere forankringskabler 12. Forankringskablene 12 er ved sine respektive ender tilknyttet den flytende konstruksjon 10 og er i de andre, ikke viste ender tilknyttet ankere eller peler i havbunnen 14. En stigeledning 16 strekker seg opp fira havbunnen 14 til den flytende konstruksjon 10, og mottas i en bærer som i hovedsaken består av et rør 22 og en fleksibel skjøt 24.

Røret 22 er bøyet med en vinkel slik at røret går videre i stigeledningens 16 naturlige kjedelinje. I offshore-industrien kalles en slik bøy vanligvis en J-bøy. For enkelthets skyld kan røret 22 derfor også betegnes som et J-rør. Røret 22 har en innerdiameter tilpasset for opptak av stigeledningen 16. Røret har en slik lengde og er festet til den flytende offshorekonstruksjon 10 på et slikt vanndyp at rørets 22 øvre ende strekker seg opp til den flytende konstruksjons 10 øvre ende mens rørets 22 nedre ende strekker seg ut mot siden av den flytende konstruksjon 10 med en vinkel som medfører at røret 22 vil danne en naturlig forlengelse av stigeledningens 16 naturlige kjedelinje. Røret 22 er fast tilknyttet den flytende konstruksjon 10 og er utformet slik at det er bøyestivt, idet bøyingsbevegelser opptas av den fleksible skjøt 24. Røret 22 kan penetrere offshore-konstruksjonen 10 på en slik måte at rørets 22 øvre ende går ut ved konstruksjonens 10 øvre ende på et valgt sted ved den flytende konstruksjons øvre ende. I dette arrangement er det nødvendig at penetreringspunktet til rørets 22 nedre ende er avtettet for å hindre inntrenging av vann i den flytende konstruksjon 10, da slik vanninntrenging vil ha en uønsket innvirkning på ballastsituasjonen.

Som vist i fig. 2 og 3 er en fleksibel skjøt 24 anordnet ved rørets 22 nedre ende. Denne fleksible skjøt 24 er anordnet i flukt med stigeledningen 16 slik at produktet kan strømme gjennom den fleksible skjøt 24. En røradapter 26 er tilknyttet den nedre ende til stigeledningens 16 øvre seksjon 16A, og er også tilknyttet den fleksible skjøt 24. Den øvre enden til stigeledningens 16 nedre seksjon 16B er festet til den fleksible skjøts 24 nedre ende. Fig. 3 viser også en eventuell kuleventil 28 som er innkoplet mellom den nedre stigeledningseksjon 16B og den fleksible skjøt 24. Kuleventilen 28 benyttes for selektiv styring av produktstrømmen gjennom stigeledningen 16.

Den fleksible skjøt 24 og kuleventilen 28 tilkoples stigeledningen 16 under dens utlegging på havbunnen 14, slik at det foreligger en stigeledningslengde som egner seg for løfting opp til den flytende konstruksjon 10. Røradapteren 28 og stigeledningens øvre seksjon 16A blir så bragt til flukt med den fleksible skjøt 24 og stigeledningens øvre seksjon 16A trekkes opp gjennom røret 22 helt tilstigeledningen strekker seg opp over rørets 22 øvre ende og røradapteren er trukket an mot rørets 22 nedre ende. Den fleksible skjøt 24 muliggjør at stigeledningen 16 kan bevege seg relativt den flytende konstruksjon 10, slik at bøyepåkjenninger og potensiell fare for skader i den øvre stigeledningseksjon 16A minimaliseres. Fleksible skjøter er velkjent innenfor industrien, og den fleksible skjøt24 skal bare ses på som et eksempel på en egnet fleksibel skjøt som kan benyttes i forbindelse med oppfinnelsen.

En fordel med oppfinnelsen er at den muliggjør en bæring av stigeledningen 16 på et dyp hvor de induserte spenninger i hele stigeledningen er redusert. Faren for utmattingsskader er derfor sterkt redusert. En annen fordel er at den gradvise bøying av røret 22 muliggjør gjennomkjøring av renseplugger og lignende elementer. Stigeledningens øvre ende befinner seg over vannflaten på plattformen slik at det er lett adgang for innføring av utstyr og verktøy i stigeledningen, så som renseplugger og peilrør. Oppfinnelsen gjør det også mulig for stigeledningen å gå opp sentralt gjennom en lukket flytende konstruksjon uten fare for oversvømming av konstruksjonen, slik tilfellet er for andre bærere for stigeledninger. En føring av stigeledningen sentralt gjennom den flytende konstruksjon vil også minimalisere de eksterne modifikasjoner som er nødvendig for opptak av en sidemontert stigeledningsbærer.

Claims (3)

1. Bærer for en stigeledning som følger en kjedelinje, hvilken bærer er anordnet på en flytende offshore-konstruksjon (10) for produksjon av hydrokarboner, idet stigeledningen strekker seg opp fra havbunnen og til den flytende konstruksjon, karakterisert ved at bæreren innbefatter: a. et rør (22) som er fast festet til den flytende offshore-konstruksjon (10) på et valgt vanndyp, hvilket rør (22) har øvre og nedre ender og er bøyd med en valgt vinkel slik at røret slutter seg til stigeledningens (16) naturlige kjedelinje, idet røret er dimensjonert for opptak av stigeledningen (16), og b. en fleksibel skjøt (24) i stigeledningen (16), plassert ved rørets (22) nedre ende.

2. Bærer ifølge krav 1, karakterisert ved at røret (22) er bøyestivt.

3. Bærer ifølge krav 1, karakterisert ved at røret (22) penetrerer det indre av den flytende konstruksjon (10).